织梦CMS - 轻松建站从此开始!

网玩精品汇

当前位置: 网玩精品汇 > 网事无忧 >

大空间Wi-Fi原理和部署指北

时间:2023-06-04 17:22来源:未知 作者:admin 点击:
又是一代Wi-Fi冻结,Wi-Fi 6正式商用,Wi-Fi 7正在路上。在这个万象更新的季节“笑(:”,同样本着授人以鱼不如授人以渔的原则,我们用这篇文章稍微介绍一下家庭路由器产品在最近几

又是一代Wi-Fi冻结,Wi-Fi 6正式商用,Wi-Fi 7正在路上。在这个万象更新的季节“笑(:”,同样本着授人以鱼不如授人以渔的原则,我们用这篇文章稍微介绍一下家庭路由器产品在最近几年的变迁,以及相应技术的更新换代。

其实相对手机等终端而言,路由器更加稳定,消费者往往以数年为单位来更新换代自己的路由器产品,但这并不意味着路由器的概念和创新会有不足。自从上个回答至今的最近几年间,高端路由器经历了从分布式组网到Mesh的转变,同时面临从Wi-Fi 5到Wi-Fi 6的适配,在这期间有诸多新概念和新技术的提出和发展。

本文试图从一个信号传输的全流程角度,来解释当前新一代Wi-Fi传输的原理和技术发展方向。

1. Wi-Fi都是怎么工作的?在户型不断变大的情况下,面临什么问题?

实际上,自上世纪90年代起,美国联邦通信委员会(FCC)放开了2.4GHz频段的使用限制后,无线局域网技术便开始快速发展。在短短的二十多年里,Wi-Fi已经经历了六代变革,技术标准高度成熟,成为了人们学习、工作、生活、娱乐等各种方面不可或缺的刚需。尤其在“家”这个环境中,连Wi-Fi和呼吸成为推开家门那一瞬间必须要完成的规定动作。

Wi-Fi的发展历程,图源《浅谈WiFi 6+5G技术在家庭组网中的应用》

当然,如果非要给Wi-Fi下一个定义,它实际上是通过组建无线本地局域网,用来在限定的区域内建立设备之间的无线连接,并通过网关链接外部网络。最终实现一个小范围区域内无线网络的全覆盖。

家庭无线网络组网,图源网络

上图是一个典型的家庭无线网络组图。可以看到,无线路由器将有线信号转为无线Wi-Fi信号,手机、电脑等终端设备通过连接Wi-Fi信号连接至无线路由器,随后无线路由器会为手机分配一个IP地址,以便在局域网内进行通信。而当手机需要与互联网上的其他设备进行通信时,手机会将数据发送到路由器。无线路由器会根据目标IP地址,将数据包转发到相应的网关设备上,继而再由网关设备将其转发到互联网上的目标设备。路由器会根据源IP地址,将响应数据包转发回到与手机相连的网络接口。手机收到响应数据包,根据协议解析数据包,将响应结果显示给用户。这就是我们手机通过Wi-Fi联网的一个全过程。在这个过程中,一切的基础都是需要我们的终端设备先连接上Wi-Fi。

因此,路由器的无线覆盖范围是用户最关心的问题。

当然,在这里我们有必要做出一个说明:家用无线路由器一般可以看做是一个涵盖路由器(NAT功能)、交换机(四个有线口)、无线AP(将有线转换成无线)以及防火墙功能(基本安全防护)的多功能设备。也就是说,一般情况下,家庭场景中通常通过单个设备控制无线设备的接入,也叫做单点部署方式。一个最大的问题,是在比较复杂的家庭环境中,其信号传输极其容易受到干扰。

从原理上讲,电磁波传输经过复杂环境时(诸如墙壁、门、玻璃窗等)会被不同材质所吸收,继而导致信号的衰减和覆盖范围的下降。一般来说,信号衰减程度和材质的密度、含有金属的数量呈正相关。而我们大多数房屋周中,大部分都是钢筋水泥结构的承重墙,对无线的损耗非常强,所以在家中使用的无线路由器,在承重墙面前是不堪一击的。

小户型房型,在合适的位置放置一个无线路由器即可

举个很直观的例子,对于上图中一室一厅的房型来说,由于房间内隔断较少,即使考虑到信号衰减的问题,但是找一个合适的位置放置一个足够强的无线路由器,也是可以保证主卧、卫生间和厨房都会有足够的信号强度。

当然,随着户型越来越大,加之万物互联时代家庭场景中的物联设备和可移动物联设备越来越多,从而导致对屋内信号覆盖面积的需求和链接切换场景也渐渐增加,如何利用现有设备完成较大范围内的快速组网,成为整个行业无论是上游厂商还是下游用户共同关注的话题。

中/大户型需要放置AP进行补盲

继续用一个直观的例子来说明。在我们默认一个家庭往往只在客厅有一个AP的前提下,对于中户型甚至是大户型来说,很可能就会因为单路由器导致信号覆盖不足,尤其是在一些比较典型的复式或者大平层中,往往都会存在信号盲区。因此典型的中等户型或者大户型需要采用中继、AP/AC/软AC的方案设计家庭无线网络。比如在上图这样的户型当中,由于承重墙的存在,客厅的AP无法覆盖整个房间,往往需要在C点放置AP进行补盲。

路由器的工作模式和组网示意,图源网络

对于“如何实现较大范围内的快速组网”这个问题,传统的答案大抵包含三种解决方案——无线控制器(Access Control,AC)+无线接入点(Access Point,AP),电力线子母路由器和无线Mesh组网。如果采用AP组网可能会存在一定布线难度,一些老旧社区无法改造线路,所以有些家庭可能会希望采用无线中继方案,达到无缝覆盖的效果。

2. 那么什么是Mesh,有线和无线回传,Wi-Fi同时支持多个频段意味着什么?

当然,简单粗暴的无盲点覆盖并不能真正解决信号差的问题,相反会导致非连续且不稳定的切换。想象一下这几个场景:

【单个路由器】

单一路由器是家庭部署最方便、也不需要考虑任何漫游问题的方案。但是因为电磁波在复杂环境中传输衰减严重,加上5GHz频段绕射性能很差,所以在很多户型复杂的家庭,角落里信号始终无法覆盖。

【AC+AP方案】

小明灵机一动,在厕所和主卧安装了单独两个路由器,但是他发现日常接入设备的管理都只能在各自后台进行各自管理,同时不同路由器的互相访问都是需要的额外的访问配置策略,才能互相访问。问题好像更加麻烦了起来。

【无线Mesh网络】

于是小明又采用了Mesh组网的方式,只需要将各种Mesh路由器开机,就可以通过手机App一键链接,输入账号密码一键上网。

无线Mesh网络类似于一种网状网络,不同接入点可以以星状、树状、串联和总线方式,混合组成一整张网状网络。在这张大网中不仅SSID统一,无线设备还可以自由寻找信号最好的节点去连接传输数据,用户手持设备在不同节点穿梭时连接是无缝切换的。屋内就一个无线路由ID,跨到同一个网络的mesh路由能够自动切换连接的路由器,从而保证设备连接的信号最佳。

通常情况下在无线Mesh网络中,各个设备之间需要相互连接,有线回程无线回程则是Mesh组网中主路由和子路由之间的主要连接方式。

  • 有线回程:是指有线Mesh组网,主路由和子路由之间采用网线连接。主路由连接光猫,子路由连接到主路由的LAN口。
  • 无线回程:是指无线Mesh组网,主路由和子路由之间采用无线连接。主路由连接光猫,主路由和子路由采用无线WiFi信号连接。

实际上,单个路由器、无线控制器(Access Control,AC)+无线接入点(Access Point,AP),电力线子母路由器和无线Mesh组网在部署上的区别,我们用一张简单的表格就可以一览无余:

除此之外,回传方式才是其中之间最核心的差异。其中,AC+AP方案采用有线回传显然可以获得更稳定的回传数据流,但缺点一般是需提前布线,这需要在装修的时候统统筹规划。如果房间网络已经定型,通常就难以更改。无线Mesh组网方案的优点是不受布线条件限制,但无线回传的稳定性会更差一些,对设备跳数也有限制,目前很难支撑三跳以上的Mesh网。

目前,对于大户型而言,一般都会选择无线Mesh组网。但是Mesh并不能适合所有情况,对于面积超过120㎡且没有预留网线的老户型来说,Mesh显然是一种性价比最高的方式。

  • 节点互联互通:局域网中所有的节点都是连接在一起的,任意两个节点之间拥有多条连接通道,并且呈现出明显的去中心化态势。
  • 自配置:无线Mesh网具备自动配置和集中管理能力,简化了网络的管理维护。
  • 自愈合:无线Mesh网具备自动发现和增添路由连接,消除单点故障对业务的影响,提供冗余路径。
  • 高利用率:在单跳网络中,一个固定的中心节点被多个设备共享使用,随着网络设备的增多,中心节点的通讯网络可用率会大大下降,Mesh网络中,由于每个节点都是中心节点,根本不会发生此类问题,一旦某个节点可用率下降,数据将会自动重新选择一个节点进行传输。

相对而言,具有下述几个优势:

但是因为Mesh需要采用无线回传,且无线网络收发是同频半双工的,也就是说同一频点同时收发速度会降为1/2,所以一定要有一个专用的无线频段作为回传链路。目前市面上的很多双频Mesh性能会因为回传和发送数据冲突而受限,所以如果选择Mesh产品,且要启动无线回传,一定要注意两个问题:

  • 是否具有三频
  • 是否支持无线漫游,即k/r/v协议

像是华硕新推出的灵耀Pro AX11000支持AiMesh2.0,且具有三频,其中一个频率是专门用于路由器之间的传输。并且采用双主机设计,两台主机的硬件设计完全相同,任意一台都可做为独立的路由器,从而实现大户型无缝WiFi漫游。

3. 一些使用和实测场景

接下来是喜闻乐见的评测和开箱环节。

(1)开箱过程

华硕灵耀 Pro AX11000 分布式路由包装盒采用灰色设计,整个包装盒做了金属灰光泽纹理,整个映入眼帘的感觉就是酷。包装盒中间印有产品渲染图,左上角印有 Wi-Fi 6 的标识,左下方还有产品的覆盖范围(最高可以覆盖560平方米)。

对于技术控来说,包装盒背面是不能错过的环节,它标注了华硕灵耀 Pro AX11000 的主要技术特点。

附件方面还包括两组DC电源适配器(下图是其中一组的组装后版本==),一根CAT6E 带屏蔽罩网线,线径 26AWG。电源适配器采用分体式设计,个头较小,电源线非常柔软,输出规格为 19.5V 2.31A,最大功率为 45W。

同时还配有了快速使用指南、App安装指南等,步骤规划特别详尽,整个安装过程非常简单便捷,按照app的指导一步一步来就可以。唯一要注意的是针对不同手机系统有不同的二维码,别扫错了就好。即使是新手小白也能轻松搞定,而且设置完一台设备之后,另一台只需要插上电源即可。

接下来有请路由器本器闪亮登场。可以看到华硕灵耀Pro AX11000 分布式路由器是两台一模一样的 XT12,两个一模一样的黑色立方体,顶部有透明的亚克力顶罩,通电后可以看到LED灯效(说实话,蛮好看的)。两个路由器型号和规格都相同,不分子母,可以独立使用,也可以作为AiMesh的主路由或者节点使用,就真一模一样。

路由器的机身使用的条状格栅设计下方,布有散热孔,便于机身热量的排出。

机身背部是IO 接口部分,包括一个2.5G WAN 口,一个2.5G LAN 口,两个1G LAN 口,一个 WPS 按钮,一个 RESET 按钮,一个开关滑块和一个 DC 电源接口,WAN 口做了特殊标记。背部两侧依然有散热设计。

(2)安装部署

安装部署方面,灵耀ProAX11000的整体安装过程非常简单,只需要根据APP的指引一步一步地点就可以。

通过网线将路由器的WAN口与光猫相连接,这台路由器则默认成为了AiMesh的主路由器,另一台即成为了AiMesh节点。接下来就可以直接在APP上进行操作了。

首先,在APP上选择对应的路由器型号,然后APP就会检测到当前的路由器(需要开启蓝牙)。

紧接着,APP就会自动连接到灵耀Pro AX11000,只需要点下一步,就可以来到平常的Wi-Fi设置和路由器登陆设置的界面。

紧接着又来到了点击【下一步】的环节,至此,整个路由器的设置安装过程就已经完成了。

三频设计,5G网络专用回传线路,将连接无线终端的频段分开,大大提高了路由器的速率和稳定性。通过其自身app测试了一下网速,下载速度322M(自家宽带限制),抖动只有0.06ms。

(3)实测部分

灵耀Pro AX11000最核心的点则是其强大的覆盖能力,能够满足大户型Wi-Fi覆盖的需求,那他的真实表现真如其宣传的这么强大吗?我们来实际测试一下。

(户型图)

在测试时,将两个路由器分别布置在了五角星处,这样可以保证客厅、卫生间、三个卧室等重度使用区域都有覆盖。由于考虑测试的便捷,直接使用了办公软件自带的网速测试功能。

A点处速度测试

B点处速度测试

C点处速度测试

下到楼下(住在5楼)发现也是可以连接到Wi-Fi的,速度如下。

可以发现,灵耀ProAX11000的信号覆盖能力还是非常强大的,在各个位置的网速都非常可观,甚至在楼下也有Wi-Fi信号。

另外可能有人会问了,灵耀ProAX11000这种部署方案本质上还是两个路由器,虽然使用的是同一个SSID、同一个信号,但是当我从主路由器的网络切换到子路由器的网络时,在切换的那个时间点Wi-Fi信号会不会有段时间的中断呢?

为此,我进行了一次全屋漫游测试。我拿着测试手机从客厅的B点走进了放置路由器的次卧,全程录屏观测Wi-Fi信号的变化,并通过ASUS Router观测主路由器和子路由器连接设备数量的情况。可以看到在路由器进行切换时,右上角的Wi-Fi并没有切断,并且可以通过路由器连接的终端设备数发现我们的测试设备已经完成了路由器连接的转换,整个转换还是非常顺滑的。

同时华硕灵耀Pro AX11000还支持有线回传,只不过家里没有提前布线所以暂时无法体验。

当然,如果你的house足够大的话,它还可以与其他支持mesh组网的设备相连接,进一步拓大网络覆盖范围。

同时还支持游戏、视频、办公等等多种性能模式的设置,能够保证在任何场景下都能够最大程度的释放网络的潜力。

此外,在APP上还能够实时观测设备状态,即使身在公司,没有连接家中的Wi-Fi,也能观察到家中状态。

另外,作为华硕的高端旗舰路由器,它强大的性能也给了我们更多DIY的空间,我们常说的梅林固件,其实是一个路由器软件系统。因为他是通过华硕官方固件改变得来的,所以在华硕的路由器上刷起来比较方便,而且稳定性比较强。刷新梅林之后,路由器的实用性则变得更高。我们挑几个常用的例子来简单说一下:

首先是双线双拨功能,改功能可以同时使用两个账号来同时使用一一根入户网线,通过两次的拨号登陆,实现网速的翻倍。举个不太恰当但比较好理解对例子,这就好比我们在往一个水桶里装水,一开始只有一根水管从水桶口内插入注水,“双线双拨”后,就有两根水管同时插入水桶口内向水桶里注水,这同时也要求水桶口足够宽,能够放进两根水管。所以说,要想将双线双拨的功能完全发挥出来,也需要入户带宽大于你购买套餐两倍或以上。

双拨前提:

  • 网络运营商没有限制一个账号同时登陆,可以采用两个终端同时连接光猫不同端口,并同时拨号,如果两者都能连上,那么说明运营商没有限制同一帐号的同时登陆。
  • 入户带宽大于你购买套餐两倍或以上。但是它也受限于入户光纤和端口带宽,所以如果家里本来就是1000m带宽,因为物理介质速度瓶颈,即使多拨也无法提升实际带宽。

基本上,刷入梅林固件之后,把光猫设置为桥接模式(这部分可能需要电信工作人员配置),把光猫上的网口1和2分别连入wan口和lan1口,就可以实现路由器的双线多拨(当然单线也是可行的,请上网查找相应配置)。

在路由器管理后台,打开外部网络-双线路-基本设置 开启双线路 选择lan1为第二wan 开启负载均衡1:1。记得如果采用单线多拨,需要选择MultiPPPd选项。

设置完双拔网线之后,下载速度可以达到500多点,还是有了明显的提升。

再者就是静态IP功能,什么是静态IP呢?静态IP又叫作固定IP地址,静态IP是分配给连接到Internet 的计算机的固定IP地址,因此它不会在每次连接时获得不同的IP。由于静态IP的IP地址不会改变,故而其稳定性极高。可以设置防火墙,增强网络的安全性;隐藏用户IP地址,对个人信息进行保护;解决网络延迟问题,提高网络运行速度。

广告华硕灵耀Pro AX11000 别墅级分布式路由器天猫¥3699.00去购买​

对于家庭未来态来说,从自动化走向智能化的过程中,既需要一台“智慧家庭”的控制中枢,同时也离不开一张Wi-Fi大网。

虽然离迈入Wi-Fi 7还有一段距离,但是不得不说,未来将来,未来已来。


(责任编辑:wwjph20188)
织梦二维码生成器
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片
栏目列表
推荐内容