无线Wi-Fi技术是一种基于IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)技术,允许设备通过无线电波连接到网络,无需物理线缆。Wi-Fi技术自诞生以来,经历了多次迭代,性能和功能不断提升。目前无线技术主要有以下标准。
1. Wi-Fi技术标准演进
Wi-Fi技术基于IEEE 802.11标准,不同版本的标准在速度、频段和功能上有所改进,2025年了,选购无线路由器,至少要支持wifi6标准。
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802.11a(1999年):支持5GHz频段,最高速率54Mbps。
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802.11b(1999年):支持2.4GHz频段,最高速率11Mbps。
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802.11g(2003年):支持2.4GHz频段,最高速率54Mbps。
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802.11n(Wi-Fi 4)(2009年):支持2.4GHz和5GHz双频段,引入MIMO技术,最高速率600Mbps。
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802.11ac(Wi-Fi 5)(2013年):仅支持5GHz频段,引入MU-MIMO和更宽的信道(最高160MHz),最高速率可达6.9Gbps。
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802.11ax(Wi-Fi 6)(2019年):支持2.4GHz和5GHz频段,引入OFDMA和TWT技术,提升多设备并发效率,最高速率可达9.6Gbps。
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802.11be(Wi-Fi 7)(预计2024年):支持2.4GHz、5GHz和6GHz频段,引入更高阶的MIMO和更宽的信道(最高320MHz),最高速率可达46Gbps。
2. 频段
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2.4GHz:覆盖范围广,穿透力强,但干扰多。
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5GHz:干扰少,速度快,但覆盖范围和穿透力较弱。
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6GHz(802.11ax):更多信道,干扰更少,适合高密度环境。
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影响:频段选择影响覆盖范围和速度,双频或三频AP能更好地平衡这些需求。
3. MIMO技术
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MIMO(多输入多输出):通过多天线同时收发数据,提升吞吐量和覆盖范围。在MIMO系统中,同一时间AP仅能和1个终端通信,所以也称为SU-MIMO(Single-User Multiple-Input Multiple-Output),即单用户MIMO。当终端的天线数和AP的天线数相同时,可以充分使用AP的空间资源。但在实际应用中,通常AP和终端的收发天线数是不对等的,AP多是3根或者4根天线,甚至更多,但是终端(比如手机)通常只有1-2根天线,这会造成AP一部分空间资源的浪费。举例来说,1台4×4(4天线,4发4收)的Wi-Fi 5 AP的理论传输速率可达1.732Gbps,当它与1×1(1天线)手机通信时,最高理论传输速率仅为1/4,即433Mbps,同一时间其余3根天线闲置,则1.3Gbps的容量都会被闲置。
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MU-MIMO:允许AP同时与多个设备通信,减少延迟。MU-MIMO技术使AP同一时间和多个终端进行通信,这样就能充分利用AP的总容量。MU-MIMO主要用于用户分布密集、多用户大流量并发、终端位置相对固定的场景,例如办公场景、会议中心、电子教学等,能为无线网络带来较大的收益。MU-MIMO允许多个终端并发传输数据,让无线网络中数据传输的效率更高,降低了终端在时序上的等待时间,因此可以更好地满足视频、音频和其它大流量、低时延应用的需求。
4. 信道宽度
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20MHz/40MHz/80MHz/160MHz:信道越宽,速度越快,但干扰风险增加。
假设20MHz,每次传输只送20字节,那40MHz,每次就可以送40字节,类推至160MHz,每次可传输160字节。
5. 空间流
空间流:决定AP可以同时与多少个终端进行数据传输,空间流越多,同时连接用户数就越多,同一时刻,用户都可以无阻塞收发数据。
6. 发射功率
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发射功率:决定AP的覆盖范围,功率越大,覆盖越广,但可能增加干扰。
7. 天线类型
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全向天线:信号均匀覆盖,适合开放区域。
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定向天线:信号集中,适合长距离或特定方向覆盖,比如穿墙。
8. 最大客户端数
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最大客户端数:AP能同时支持的设备数量。