无线路由器及Wi-Fi组网指南( 二 ) _Wi-Fi组网

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Wi-Fi 6 认证标志
2.2 。 Wi-Fi 信道及使用的频段
Wi-Fi 主要工作在 2.4GHz 和 5GHz 这两个频段上。这两个频段被称作 ISM（Industrial Scientific Medical 工业，科学，医学）频段，只要发射功率满足国家标准要求，就可以不用授权直接使用。

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不同国家的 ISM 频段有所不同
2.4GHz 作为全球最早启用的 ISM 频段，频谱范围是 2.40GHz~2.4835GHz，共 83.5M 带宽。
我们常用的蓝牙，ZigBee，无线 USB 也工作在 2.4GHz 频段。此外，微波炉和无绳电话使用的频段也是 2.4GHz 。甚至，有线 USB 接口的内部芯片在工作时，也会发射 2.4GHz 的无用信号，造成干扰。
由此可见，2.4GHz 上同时工作的设备众多，频段拥挤不堪，干扰严重。当万家灯火，你和楼上楼下的邻居在用 Wi-Fi 愉快上网的时候，路由器却在背后默默地挑选信道，协调干扰。
Wi-Fi 把 2.4G频段上的 83.5M 带宽划分为 13 个信道，每 20M 一个。注意这些信道是交叠的，本来只能放下 3 个，现在却硬生生地挤进去了 13 个，相互之间的干扰难以避免，只能尽量减轻，大不了大家速度慢一些，排队轮着用。

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2.4G 频谱及信道（第 14 信道在国内是不允许使用的）
信道交叠到什么程度呢？由下图可以比较直观地看出，在这些信道里面，只有 1，6，11 或者 2，7，12，或者 3，8，13 这三组是完全没有交叠的，可见 2.4GHz 频段的拥堵程度。就好比一条很窄的路，上面通行的车却很多，堵车频频，势必造成通行速度的下降。

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2.4G 不交叠的信道分布
到了 802.11n，用户可以使用 40M 的信道，但 2.4GHz 频段依然只有 83.5M 的总带宽，就只能容纳两个信道了。因此只有在夜深人静网络空闲的时候，单个用户才有可能使用 40M 信道，加之来自隔壁老王家的干扰，802.11n 的高速率很大程度上难以达到。

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2.4G 40M 带宽信道
如果说 2.4GHz 频段是羊肠小道的话，5GHz 频段无疑就是康庄大道了。
5GHz 频段的可用范围是 4.910GHz~5.875GHz，有 900 多 M 的带宽，是 2.4G 的 10 倍还多！这段频谱过于宽了，不同国家根据自身情况，定义了 Wi-Fi 可以使用的范围。
比如，在中国 5GHz 频谱共有 13 个 20M 信道可用作 Wi-Fi，连续的 20M 信道还可以组成 40M，80M，甚至 160M 信道。

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中国 5G 信道分布图
5GHz 的带宽大，上面跑的的设备少，用起来自然速度快，干扰小。因此，如果想要家庭网络达到良好的速率体验，可用考虑用 5GHz 来进行全屋覆盖。
然而尺有所短，寸有所长，5GHz 虽然带宽大干扰小，但是信号传播衰减快，还很容易被阻挡，穿墙能力很弱。

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2.4G 和 5G Wi-Fi 信号的穿透损耗
因此，跟 2.4GHz 相比，5GHz 信号通常要弱得多。至于它们到底各能覆盖多少米，这个由于路由器的天线增益，接收灵敏度，家里墙体和障碍物的分布，以及个人期望达到的上网速率都有关联，很难具体给出。
如果仅考虑到家里的各种智能家居的联网，2.4GHz 的覆盖和容量通常就够用了。但如果需要高速上网，最大化发挥家庭宽带的价值，就必须依靠 5GHz 才能实现。
因此，Wi-Fi 的覆盖建议不用考虑 2.4GHz，直接以 5GHz 全屋覆盖作为设计目标。一般情况下单个路由器在家庭的复杂环境下难以实现无死角覆盖，需要考虑多台路由器之间的组网以及漫游问题，这点后面再讲。
2.3 。 Wi-Fi 关键技术
为什么 Wi-Fi 的速度越来越快？其实在 IEEE 的 802.11 系列协议一直在跟 3GPP 的 4G和 5G相互借鉴，使用的底层技术都是通用的。
OFDM/OFDMA
OFDM 的全称是正交频分复用。系统会在频域上把载波带宽分割为多个相互正交的子载波，相当于把一条大路划分成了并行多个车道，通行效率自然就大幅提升了。
在 Wi-Fi 5 及以前（802.11a / b / g / n / ac），子载波宽度是 312.5KHz，到了 Wi-Fi 6（802.11ax），子载波宽度缩小为 78.125KHz，相当于将同样宽度的路划分成了更多的车道。