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頻段、信道、傳輸速率的理解

jf_78858299 ? 來源:Hack電子 ? 作者:Hack電子 ? 2023-05-25 18:15 ? 次閱讀

無線通信是指電磁波經過空間傳播傳遞信息的通訊方式,也被稱為無線電通信。無論是采用何種的無線接入技術,都會涉及到4個重要的參數

第一、頻段

無線通信使用的是電磁波,既然是波,那就有頻率,通過將電磁波的頻率劃分為不同的 “段”,即是頻段。

對頻段下一個定義

頻段:是指一個連續電磁波的頻率范圍

圖片

可以通俗的把頻段理解為,兩個地方之間的高速公路。

案例:

通常無線路由器都會有兩個頻段:2.4GHz和5GHz。即兩條不同的路,好比汽車在高速公路,地鐵在地下軌道,各有千秋。

波長=波速 * 周期=波速/頻率,所以頻率越高,波長越短。

為什么2.4GHz穿墻能力強,5GHz傳輸快?

正是由于2.4GHz的頻率較低,所以波長更長,更容易繞過障礙物繼續傳播。

家電、無線等設備多數使用的2.4G頻段,無線環境更加擁擠,干擾較大,而5GHz的頻寬較寬,設備較少,從而干擾也少。

圖片

兩個常用頻段對比

第二、信道

上面我們知道了劃分頻段,信道就是在頻段基礎上的更進一步的劃分。

為什么需要再劃分呢?

目的是為了避免很多個設備之間的競爭,在Wi-Fi頻段被劃分為14個信道

圖片

既然是避免沖突,為什么不多劃分很多信道呢?

首先,信道越多,那每個信道的寬度就很窄了,信道里邊終端的沖突概率就變得更大了,如果想要避免或是減少沖突,那么則需要花費更多的時間來監測沖突,有問題的情況下,還需要重發數據包,那么速度肯定也提不上去。

路就那么點寬,你要分100個車道,那每個車道就窄得不得了了,不說速度如何,硬件要實現可用都要困難好多了。

想想一個路由器是接入幾十、上百個終端s設備,這個其實是把所在信道的頻率范圍再細分進行復用。因為頻率的范圍不能分太細,分太細,信道內的終端發送信號時沖突的概率就變大了,需要消耗更多的時間來檢測沖突、進行重發,速度自然就上不去了。

圖片

Wifi的2.4GHz和5GHz指的是頻率,其中的區別就是頻率的不同,因為波長和頻率是成反比的,所以2.4GHz的波長比較長,5GHz的波長比較短。

第三、信道帶寬

一個信道中最大頻率與最小頻率的差,就叫做信道帶寬,這個值體現了信道覆蓋的頻率范圍的大小。

在Wi-Fi中,每個信道的帶寬是22MHz。但是,實際使用中,有效的帶寬是20MHz,其中有2MHz是隔離頻帶,起保護作用。

圖片

20MHz信道帶寬對應的是65M帶寬 ,它的特性是穿透性好 傳輸的距離遠(100米左右)。

40MHz信道帶寬對應的是150M帶寬 ,它的穿透性差 傳輸的距離較近 (50米左右)。

很多路由器,可以開啟信道的自動切換功能:

圖片

信號強度的其絕對值越小,說明信號越強。你也可以根據周圍的環境中其他信號使用的信道和強度,選一個沒有使用的信道、或者周圍弱信號使用的信道。提升路由器的使用效率

圖片

第四、傳輸速率

傳輸速率在這里指的是數據傳輸的快慢,單位是比特/秒。影響它因素很多,主要是信道帶寬和頻率。帶寬越大,傳輸速率越大。頻率越高,傳輸速率越高。

另外,還有一些另外的技術來提供傳輸速率,例如正交頻分復用、MIMO等。具體的方式我們現在不用了解。

圖片

傳輸速度的單位是每秒比特(bit/s)或每秒字節(Byte/s)。

有點像稱重里面的公斤與斤、公里與里,這樣的換算關系。

1字節=8比特,也就是1:8的關系。

通常所說的2M是指每秒2兆比特(即2Mbit/s),

而在計算機等用戶終端上顯示的通常是每秒字節數(Byte/s)。

2M對應每秒256k字節,扣除用于控制連接所占用的字節,用戶電腦顯示的就不到256k字節(256kB)。這就好比用戶購買的是“里”,但電腦顯示的是“公里”。

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