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标题: [电脑] Wi-Fi标准与理论传输速率的简单科普 [打印本页]

作者: xphi 时间: 2014-8-10 16:41 标题: Wi-Fi标准与理论传输速率的简单科普

在论坛上常常看到求推无线路由器的帖子，但对Wi-Fi的标准与传输速率都没有怎么讲清楚，正好有空就来随便写一段介绍一下。

802.11是IEEE制定的一系列无线局域网的物理层和MAC层标准，简单的来说就是定义了现在我们用的无线局域网在网络底层是如何工作的。这套标准包括很多具体的协议，其中我们常见到就是路由器上支持的802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac这几个标准，具体来说802.11b/g工作在2.4GHz的ISM频段上（一个开放给工业，科学和医学机构使用的免费频段，这个频段上工作的无线设备不需要许可证和费用，只要低于一定的发射功率，不干扰其他频段即可），802.11a工作在5GHz的ISM频段上；此后在802.11a/b/g的基础上引入多天线技术制定了802.11n标准，并且这个标准在2.4GHz和5GHz两种频段下都可以工作；然后又在802.11a/b/g/n的基础上引入很多新技术制定了802.11ac标准，802.11ac标准只能工作在5GHz频段下。因为这几个标准基本上是层次递进的关系，从802.11基础算起，按照802.11初始算第一代、802.11b算第二代、802.11a/g算第三代、802.11n算第四代来计，思科就把802.11ac算作第五代Wi-Fi标准，所以有时候也写成5G Wi-Fi（5th Generation Wi-Fi），这样流传开后经常有人把这个与802.11ac的工作频率搞混淆，误以为5GHz就等于802.11ac，实际上从802.11a开始Wi-Fi就可以工作在5GHz的频段上了。

下面有两个表分别给出了802.11n和802.11ac的理论传输速率，802.11a/b/g太古老就不管了。

802.11n
[attach]674665[/attach]

802.11ac（只包含1个空间流的情况）
[attach]674666[/attach]

解释一下这两个表，“调制方式”和“符号化速度”这两列表示数据在物理层调制编码的方法，具体含义就不用去管了，只要知道数越大就需要越好的信号就行；信道宽度是传输过程中占用的信道数量，在802.11n/ac使用的调制方式中，每个信道的宽度是20Mhz，使用40Mhz的信道意味着要占用两个信道，80和160以此类推，信道宽度越大速率越快；时隙是发送两个数据块时中间的时间间隔，有400纳秒和800纳秒两种，这个时间越小总速率越快；空间流数是指使用多少根天线同时传输（也就是常见的路由器上面写的3×3 MIMO之类），相当于可以同步传输几倍的数据，空间流数越多速率越快，802.11ac最多支持八个空间流，表因为太大没有标出多空间流的速率，可以简单的用流数乘以单空间流速率来计算。

我们买到的路由器上面标示的最大速率就是按照这个表计算出来的。举例来说，NetGear的6300v2标称自己是1750Mb/s的路由器，是怎么计算出来的呢，6300v2内置了两个无线网络的芯片（可以简单理解为网卡），分别工作在2.4GHz和5GHz频段上，其中2.4GHz的芯片是BCM4331，最大支持三个空间流和802.11n的全部标准，在上面的表中可以查到这种情况下最大的理论速率是450Mb/s；5GHz的芯片是BCM4360，最大也支持三个空间流，同时支持802.11ac协议中80MHz信道宽度和256-QAM调制模式，在上面的表中可以查到这种情况下最大理论速率是433.3×3=1300Mb/s，这样6300v2的总最大理论速率就是1750Mb/s了。又比如说常见的迷你路由器TP-link WR802N，使用了QCA9533这款芯片，支持最大两个空间流和802.11n协议标准，所以查上表就可以计算出最大支持300Mb/s的理论速率。

从上面的表就可以看出来，为什么实际使用的时候无线速率会比标称的速率差很多。首先，802.11n/ac提升速率的一个重要方法是多空间流，也就是要支持多个天线，但是终端设备（手机、平板、笔记本等等）上用的Wi-Fi芯片通常很难实现很多天线，比如现在能买到的802.11ac的网卡，最常见的是Intel的7260ac，只支持双天线的MIMO配置，也就是说最大理论速率只能达到866.7Mb/s，而手机上常用的AC芯片，例如BCM4339和BCM4335只支持单天线配置，也就是最大理论速率只有433.3Mb/s；其次，要实现理论最高速率，需要极高的调制方式和符号化速度，这两者在无线信号减弱和受到干扰时都会被调低来保证通信正确；再者Wi-Fi工作的ISM频段非常窄，通常2.4GHz频段总可用带宽只有100MHz，5GHz频段总可用带宽只有150MHz，很多用户挤在这样很窄的频段上就很难实现最大速率，例如上面的6300v2工作在最大速率时需要使用80MHz的带宽，占去5GHz频段带宽的一半还多，这时，只要有两个用户同时使用5GHz频段，就至少会有一个用户达不到最大速率，用户越多拥挤就严重，所以我们平时搜Wi-Fi一搜几十个热点，在这种拥挤条件下，加上一些干扰，可以说速度只有理论速度的十几分之一就不奇怪了。

这都是Wi-Fi的一些简单理论，希望在选路由器的时候能对大家有些帮助。

[ 本帖最后由 xphi 于 2014-8-10 16:48 编辑 ]

作者: refo 时间: 2014-8-10 17:41

posted by wap, platform: ZTE U956
结论是什么？

多天线家里反正用不到

随便买？

作者: 加州IT男 时间: 2014-8-10 18:07

复制一遍百科文有什么用？

作者: aszx21 时间: 2014-8-10 18:41

手机的WIFI速度理论最大多少？
KB单位

作者: coca360 时间: 2014-8-10 20:14

posted by wap, platform: iPad
理论有什么用，真实环境下802ac再多天线还是被千兆有线秒。。。

作者: amiliy88 时间: 2014-8-10 20:30

posted by wap, platform: VIVO Xplay3S
真没用

作者: ylara 时间: 2014-8-10 20:47

posted by wap, platform: iPhone
喷了，tg读者就这水平吗？我觉得写的很好！

作者: zecco2 时间: 2014-8-10 21:59

我用手机无线带宽为433M，最大的无线下载速度曾达到过19M/S，这是拷贝完一个4G文件的平均速度，不是瞬间最大，但是一般常见的速度就是12~17M之间，以14M最为常见。

我用电脑PCIE无线网卡，用外置天线，带宽为867M，最大的无线下载速度曾达到过38M/S，是拷完一个20几G文件的平均速度，正好是手机的2倍，但是平常速度就浮动很大，从22M~37M不等，以27M最为常见。

至于一般的手机，无线速度只有3~4M，一般电脑的150M无线网卡，只有6~7M。

作者: lmfan 时间: 2014-8-10 22:22

看样子无线客户端够多才有必要购买300m及以上的无线路由器？

作者: bull 时间: 2014-8-11 06:50

posted by wap, platform: 华为 C8813
非常感谢科普

作者: xphi 时间: 2014-8-11 09:10

posted by wap, platform: Galaxy Note III
多用户MIMO，就是多个用户同时分享一个AP的带宽，是802.11ac才支持的新特性，802.11n及以前的标准下，AP同时只能给一个用户服务，这就是说多个设备连在同一个AP上时，大家是时分的方式共享带宽的。

作者: chuchuchu 时间: 2014-8-11 09:12

花了十分钟学了一下，感谢楼主科普

作者: ooo 时间: 2014-8-11 09:50

感谢科普~

作者: 多余的云 时间: 2014-8-11 09:58

简单而言，想要快？请上网线！

作者: endrollex 时间: 2014-8-11 10:07

结论是千兆WIFI 要看网卡支持？
1750Mb/s现在基本是摆设？

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