WiFi知识点全攻略
wifi名字的由来
wi-fi这个术语经常被误以为是指无线保真（wireless fidelity），类似历史悠久的音频设备分类：长期高保真（1930年开始采用）或hi-fi（1950年开始采用）。即便是wi-fi联盟本身也经常在新闻稿和文件中使用“wireless fidelity”这个词，事实上，wi-fi一词是没有任何意义。
1999年，几家富有远见的公司联合起来组成了一个全球性非营利性协会——无线以太网兼容性联盟（wireless ethernet compatibility alliance, weca），其目标是使用一种新的无线网络技术，无论品牌如何，都能带来最佳的用户体验。在2000年，该小组采用术语“wi-fi”作为其技术工作的专有名称，并宣布了正式名称：wi-fi alliance。
无线频率
无线是通过电磁波来传输数字信号的一种方式。使用网线上网，是有物理的网线，使用无线上网，可以想象成是你的手机，电脑与无线路由器之间有一条（或者几条）虚拟的网线。
主要的无线分类和频率和用途
2.4g工作在uhf频段，属于分米波。2.4g非常拥挤，蓝牙，微波炉，zigbee（物联网设备），业余无线电等都在这个频段，所以日常生活中，2.4g的wifi干扰非常严重。但是2.4g的覆盖范围比5g要大，这也就是在家里，可以搜到左右邻居的无线信号的原因。能搜到的信号基本都是2.4g信号。
5g工作在shf频段，属于厘米波。日常生活中干扰较少。主要的干扰源是雷达等。5g的覆盖范围相对2.4g小很多。
无线在传输过程中。会被不同的材质吸收，导致信号的衰减，这是无线衰减的主要形式。一般来说，材质的密度越高，含有的金属越多，对无线信号的吸收越强烈。会造成无线信号损耗的，还包括反射，散射，折射，衍射等。
我国房屋周中，大部分是承重墙，钢筋水泥结构，对无线的损耗非常强，所以在家中使用的无线路由器，号称的穿墙能力，在承重墙面前是不堪一击的。
电磁波穿透不同材质的损耗情况
因为电磁波既有波的属性，也有粒子的属性，在传输的过程中，遇到障碍物，会发生穿透，反射，衍射，折射，散射等现象，我们连接的无线信号，是经过这些复杂过程之后的综合结果。
802.11标准
wi-fi与ieee 802.11常常被混淆，两者的区别可以概述为ieee 802.11是一种无线局域网标准，而wi-fi是ieee 802.11标准的一种实现。
802.11标准的制定周期大概是4，5年左右，基本在最新一代标准出台的时候，上一个标准仍然是目前的主流。
技术上不需要立刻的追求新，需要根据的自己的实际需求。目前的路由器，主要还是wifi5和wifi6。wifi标准向下兼容。
802.11标准的发展大事记
现在支持802.11a，802.11b的设备已经非常少了。
wifi1：802.11b 1999年 2.4g 11mbps
wifi2：802.11a 1999年 5g 54mbps
wifi3：802.11g 2003年 2.4g 54mbps
wifi4，wifi5，wifi6对比表
2.4g频段信道
各国对2.4g频段的支持情况，我们国家支持的2.4g频段是1到13。
每个信道之间的中心频率都是相隔5mhz的整数倍。
部分的终端，无法支持超过11的信道，设置的时候需要注意。
2.4g互不干扰的信道少，而且很多民用设备也在使用2.4g的频段，这就是2.4g信道拥挤的原因。
所以2.4g信道中的干扰非常大，很多人的手机经常出现无线满格，但是实际上根本不能上网就是这样的原因。
工信部规定的2.4g频段的最大功率是eirp≤500mw或者eirp≤27dbm。
传统的802.11标准中，每20mhz预留小部分带宽，可以绑定为40mhz带宽，增强带宽，但是2.4g频段中干扰大，不是很建议使用40mhz。
2.4g中互不干扰的信道是1，6 ，11，但是因为2.4g的传播范围广，经常在家中可以搜索到很多附近邻居家的2.4g信号，很多信道占用很多，几乎找不到干净的信道可以使用，而且大多数路由器都可以自己优化信道，所以手工给2.4g设置一个信道的意义并不大，不会对网络性能起到明显的改善作用。
5g可以使用20mhz，40mhz，80mhz，160mhz，具体可以支持什么频率，由路由器使用的soc决定。
5g频段信道
我国支持的5g频段是：36，38，40，42，44，46，48，149，153，157，161。
如果购买了日版的电子设备，想连接5g的无线，就需要将5g的频段，改为日本和中国都支持的频段（36，40，44，48），设备才能搜索到5g信号，正常连接。还有一些老旧的设备，也许无法支持149以上的5g信道，也需要进行信道调整。
与路由器的距离相同时，5g信号相对2.4g信号较弱，这是由电磁波的物理特性决定的：波长越长衰减越少，也更容易绕过障碍物继续传播。5g信号频率高、波长短，而2.4g信号频率低、波长长，所以5g信号穿过障碍物时衰减更大，穿墙能力比2.4g信号弱，所有双频无线路由器都存在这样的情况。
如下是2.4g和5.8g在自由空间传播的损耗公式（其中f是频率，单位是mhz；d是距离，单位是km）
无线电磁波在自由空间的衰减公式：l=32.5+20lgf+20lgd。
2.4g频段的衰减公式：l1=100+20lgd；
5.8g频段的衰减公式：l2=108+20lgd。
以上公式可以看出5.8g的衰减相对于2.4g要高，相应的覆盖的距离要小一些。
2.4g与5g的优缺点
如果终端（电视等）距离路由器比较近，周围障碍物少，建议连接5g，如果终端（手机等）距离路由器很远，障碍物多，根据情况可以选择2.4g。
无线传播示意图
可以看到墙体对无线的阻隔作用。
无线功率和天线
我们看到的路由器，经常将【穿墙】和多个硕大的外置天线作为卖点，很多人在买路由器的时候，觉得天线多，粗，长，信号就好。没有外置天线的路由器信号就不好。那么实际上，天线数量的多少对无线的覆盖有多大的影响呢？
根据木桶原理，终端的无线速度，取决于终端和路由器的协商，根据终端的类型，无线的衰减等，无线终端会与路由器之间，最终协商为一个合适的速率，这个协商速率通常会小于路由器支持的最大速率。上限是路由器支持的最大速率。所以单纯的提高路由器的无线功率，并不一定可以取得好的效果，同时各个国家也对路由器的无线功率有严格的规定。
无线功率
毫瓦（mw）
功率单位，2.4g的最大功率是100mw。5g的最大功率是500mw。
无线路由器的功率很低，而且严格受到国家的管控，只要是符合国家标准的产品，都是安全的，可以放心使用。认为路由器的无线有危险的同学，都是心理作用了。
分贝毫瓦（dbm）
无线功率绝对值单位是dbm。
dbm的计算公式 ：10lgp p=无线功率/1mw
0dbm=1mw
17dbm=50mw
20dbm=100mw
[例1] 如果发射功率p为1mw，折算为dbm后为0dbm。
[例2] 对于40w的功率，按dbm单位进行折算后的值应为：
10lg（40w/1mw)=10lg（40000）=46dbm
dbi
dbi为无线天线的增益大小单位。高dbi不是将wifi信号增强了，而是将信号更集中的发射和接收。dbi数值越大，增益越高，垂直角度越小，传输距离相对越远。
无线增益示意图
等效全向辐射功率（eirp）
无线电通信领域的一个常见概念，它指的是卫星或地面站在某个指定方向上的辐射功率，理想状态下等于功放的发射功率乘以天线的增益。通常理解配置eirp就是配置发射的功率。体现为最强点的功率。单位是dbw
eirp=有效功率+天线增益-天线馈线线路损耗
天线和增益
路由器的天线的作用是收发无线电波。
无线路由器上，外置的天线，常见的是鞭状全向天线，内置的天线，也是全向天线。室外的基站等，会使用全向天线和定向天线。
天线在进行辐射的时候，与电磁场强度的方向，一般为垂直极化和水平极化两种。
水平极化由于受大地磁场影响，损耗较大，较少采用，单极化天线一般采用垂直极化天线。
在相同功率下，增益越多，天线的定向性越强，定向角度越小。
增益值的单位是dbi。天线的增益，在最大的辐射方向上，与无方向的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
全向天线的信号强度图，面包圈的样子。
增益后，面包圈变得更扁平，增加了覆盖的范围。能量更集中，水平方向上信号越强，抗干扰能力越强，在某些方向上信号减弱。
天线的数量实际上要与路由器支持的mimo技术匹配，无论是外置天线，还是内置天线。
如果是2*2的mimo，则只需要2根天线，因为很多路由器是2.4和5g的双频路由器，可以使用独立天线来分别传输2.4g信号和5g信号，则天线数量更多一些。
比如redmi ax6，有6根天线，其中2根负责2.4g，4根负责5g。
路由器的摆放位置
正是基于前面的天线，无线的特定，路由器在摆放的时候，位置尽量高一些，尽量摆放在房间 中央，周围少遮挡，路由器的天线与地面垂直90度摆放。这样水平方向的无线信号最强，覆盖范围最广。如果路由器的天线多余2个，其他天线也可以调整一些角度，让覆盖更均匀。
华硕路由器天线示意图
mimo技术
mimo（multiple input multiple output）（多输入多输出）
mimo是更能提升无线性能的关键技术，在802.11n标准中首次提出。
在发送端和接收端，都使用多天线的mimo技术，则可以极大的提高信道容量。提高传输的可靠性，传输范围和吞吐量。
在mimo之前是siso（single-input single-output）（单输入单输出）
我们在使用网线上网的时候，网线就是一个物理上的信道。当使用无线上网的时候，要想网速更快，就需要将虚拟的网线（信道）合并到一起进行数据的收发。
mimo的写法是axb mimo，a表示发送端的天线数量，b表示接收端的天线数量。
mimo又细分为su-mimo和mu-mimo
su-mimo（single-user multiple-inputmultiple-output）（单用户多输入多输出）
mu-mimo（ multi-user multiple-input multiple-output ）（多用户多输入多输出）
其中，mu-mimo，可以进一步的提升速率。mu-mimo在wifi5中首次提出。
mu-mimo
wifi6
2020年1月3日的802.11ax标准，wi-fi联盟，采用新的命名wi-fi6。便于记忆和推广。
wifi6向下兼容11a/b/g/n/ac
wifi6的主要功能点
wifi6与wifi5的对比
wifi6的主要功能增强的特性
wifi6支持上下行的mu-mimo，wifi5只支持下行，
wifi6支持ofdma（正交频分多址）。wifi5支持ofdm（正交频分复用）
ofdm与ofdma的区别
因为wifi6的理论速度达到9.6gbps。适合内网有大量数据传输的场景。因为目前的家用宽带主流还在1g以内。wifi6支持的外网带宽，达到10g的时候，wifi6才会是瓶颈。但是wifi6带来的新特性，与支持wifi6的终端配合，会带来更好的无线体验。
cpu和无线芯片
对于无线路由器来说，功能的多少和性能的强弱，主要取决于cpu和无线功放芯片。路由器的系统更多是锦上添花。如果追求特殊的os层面的需求，可以考虑可以进行刷新系统的路由器型号。
cpu
cpu决定着路由器可以提供的功能。cpu也会进行大量的计算，所以高端路由器的发热都会较大。
目前路由器上，主要使用高通，博通，mtk的cpu。之前还有华为海思的cpu。
以高通芯片为例。高通的wifi6芯片方案，最高端的平台是qualcomm networking pro 1200 platform，可以有12个空间流；后面依次是pro 800、pro 600和pro 400，分别最多带8、6和4个空间流，具体规格如下：
netgear的rax120 ax6000m的拆解图，源自koolshare，最重要的就是这个cpu芯片。
无线芯片
与cpu配合工作，分为2.4g芯片和5g芯片。高端路由器，可以采用多个无线芯片，倍数增加无线的带宽。
下图是netgear的rax120 ax6000m的拆解图，源自koolshare
其中的无线芯片是高通的qcn5024，2.4g芯片，支持4x4mimo，支持802.11ax，最高速率为1200mbps
下图中的无线芯片是高通的qcn5054，5g芯片，支持802.11ax，支持4x4 mu-mimo，80mhz。
路由器的芯片拓扑图
mesh技术
mesh分布式技术，在路由器之间，生成一种网状网络，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。
对于大面积的无线覆盖，mesh具有部署简单，灵活，同时兼顾漫游体验。但是大部分产品的mesh组网，都需要占用无线带宽，为了使用体验，最佳的状态是使用有线进行mesh组网，或者选择三频路由器，三频路由器有无线mesh的专用频段，终端的网速不会受到影响，体验会更好一些。
mesh组网适合同时满足下面需求的用户
1、需要无线覆盖面积在100平米以上，或者覆盖范围内有大量的承重墙
2、装修的时候，没有预留网线
3、需要良好的无线漫游体验
mesh联网示意图
mesh组网示意图
ac+ap
ac+ap介绍
对于大户型，复式的建筑，别墅，酒店，商场，企业来说，需要多个路由器进行覆盖，并且需要很好的漫游体验。这个时候，最佳的体验是ap方式组网，搭配ac进行统一管理。ac可以是独立硬件，或者使用软件来实现。一些品牌的产品，所有的数据都需要ac进行处理，ac的性能决定着整个网络的性能。一些品牌的产品，ac仅是管理作用，不进行数据转发。ap需要配合支持poe的交换机进行供电，所以在部署ac+ap的网络的时候，不仅需要预先部署网线，同时涉及到的设备比较多，需要对使用人的网络技术要求较高。
ap是无线接入点（wireless accesspoint），负责释放无线信号，转发无线数据的作用，无线覆盖范围，依靠多个ap来实现。ap因为安装方式的原因，ap的天线都是内置天线。ap的安装类型又分为吸顶式ap和面板式ap。吸顶式ap可以做的比较大，性能更强。面板式ap，受限于体积和安装的位置，无论是性能，散热，信号覆盖范围，都会差一些。只要条件允许，尽量选择吸顶式ap。
ac无线控制器（wireless accesspoint controller）
负责控制ap的所有设置。有的品牌，ac会集中进行数据转发，有的品牌，ac只进行管理，不参与数据转发。对于集中进行数据转发的ac，ac的性能会是网络中的一个瓶颈，一定要选择性能强的ac。ac与ap的品牌要一致。
常见的ac与交换机的形状类似
poe交换机
poe（power over ethernet）（基于局域网供电系统）
基于网线，可以为基于ip的终端进行供电（摄像头，ip电话，ap等），在传输数据的同时，可以提供直流电的供电。可以减少额外的电线需求，节省成本。需要注意的是poe的供电标准和供电功率，供电标准需要与ap支持的标准一致，供电功率需要大于ap的功率。
poe交换机示意图
poe系统架构图
poe供电有802.3af（poe）、802.3at（poe+）、802.3bt（poe++）三种标准。
不同的标准，供电的电压，功率都不同。poe供电，最好6类网线起步。
ac+ap组网的设备清单
ac：必须，有的品牌是硬件ac，有的是软件ac，软件ac，需要安装在一个主机上或者其他系统上。
ap：必须，无线的性能和覆盖就靠他了，性能越高越好，注意ap和ac必须是同一个品牌。
poe交换机：必须，需要是千兆poe交换机，注意poe的协议与ap支持的协议一致。有些品牌会将ac和poe集成在一起，可以节省费用，高端产品一般都是独立型号。可以是其他品牌。
网关设备：必须，用来接入宽带，不需要释放无线信号，注重网络转发性能。可以是其他品牌。
网线：必须，需要提前进行布线，网线至少6类。确保施工的网线质量。保障网线8芯都需要连通。
机柜：非必须，如果用到的设备众多，需要配置一个小型机柜，用来安装设备，综合布线和散热。如果是少量的设备，根据设备的大小和多少，可以安装在弱电箱内，但是为了系统稳定，一定要注意散热问题。
无线漫游
当使用ap或者mesh方式组网的时候，多个路由器，提供一个相同的无线信号，终端在移动的过程中，实现无缝的漫游，终端自动连接到合适的路由器上，漫游时候不会发生数据丢包，或者有少量的数据丢包。
无线漫游示意图
漫游的前提是没有无线信号覆盖的盲区，如果存在盲区，那么终端在移动到盲区的时候，无法连接到无线信号，肯定是断网的状态。或者处在信号覆盖的边缘，即使可以联网，但是性能很差。
终端在进行漫游的时候，越是复杂的认证方式，比如radius认证，需要的重新认证的步骤越多，重新连接的时间就越长。为了加快认证速度，有3个与快速漫游有关的标准推出。
和快速漫游有关的标准主要是三个：802.11k、802.11v、802.11r。
sta：终端
802.11k负责让sta了解附近的ap分布状况。
802.11v负责让ac引导sta切换ap，而不是由sta自行决定，从而更好的切换。
802.11r负责让sta在ap间切换时，不用重新认证，加速连接。
苹果官网上明确说明了哪些产品支持802.11kvr协议，但是安卓手机品牌众多，三星的一些型号有明确的标识，一般安卓手机可能并不支持。如果ap开启了kvr协议的支持，但是终端不支持的时候，有可能会引起终端的漫游异常。这个功能在复杂的网络环境下，建议不要开启。网络的兼容和稳定最重要。
结束语
wifi的相关知识就介绍完了，这是一个比较概括的描述，每个小的知识点，都可以写一篇文章，希望对大家了解wifi技术有所帮助，在您选择路由器的时候，多一些技术参考。
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wi-fi这个术语经常被误以为是指无线保真（wireless fidelity），类似历史悠久的音频设备分类：长期高保真（1930年开始采用）或hi-fi（1950年开始采用）。即便是wi-fi联盟本身也经常在新闻稿和文件中使用“wireless fidelity”这个词，事实上，wi-fi一词是没有任何意义。
1999年，几家富有远见的公司联合起来组成了一个全球性非营利性协会——无线以太网兼容性联盟（wireless ethernet compatibility alliance, weca），其目标是使用一种新的无线网络技术，无论品牌如何，都能带来最佳的用户体验。在2000年，该小组采用术语“wi-fi”作为其技术工作的专有名称，并宣布了正式名称：wi-fi alliance。
无线频率
无线是通过电磁波来传输数字信号的一种方式。使用网线上网，是有物理的网线，使用无线上网，可以想象成是你的手机，电脑与无线路由器之间有一条（或者几条）虚拟的网线。
主要的无线分类和频率和用途
2.4g工作在uhf频段，属于分米波。2.4g非常拥挤，蓝牙，微波炉，zigbee（物联网设备），业余无线电等都在这个频段，所以日常生活中，2.4g的wifi干扰非常严重。但是2.4g的覆盖范围比5g要大，这也就是在家里，可以搜到左右邻居的无线信号的原因。能搜到的信号基本都是2.4g信号。
5g工作在shf频段，属于厘米波。日常生活中干扰较少。主要的干扰源是雷达等。5g的覆盖范围相对2.4g小很多。
无线在传输过程中。会被不同的材质吸收，导致信号的衰减，这是无线衰减的主要形式。一般来说，材质的密度越高，含有的金属越多，对无线信号的吸收越强烈。会造成无线信号损耗的，还包括反射，散射，折射，衍射等。
我国房屋周中，大部分是承重墙，钢筋水泥结构，对无线的损耗非常强，所以在家中使用的无线路由器，号称的穿墙能力，在承重墙面前是不堪一击的。
电磁波穿透不同材质的损耗情况
因为电磁波既有波的属性，也有粒子的属性，在传输的过程中，遇到障碍物，会发生穿透，反射，衍射，折射，散射等现象，我们连接的无线信号，是经过这些复杂过程之后的综合结果。
802.11标准
wi-fi与ieee 802.11常常被混淆，两者的区别可以概述为ieee 802.11是一种无线局域网标准，而wi-fi是ieee 802.11标准的一种实现。
802.11标准的制定周期大概是4，5年左右，基本在最新一代标准出台的时候，上一个标准仍然是目前的主流。
技术上不需要立刻的追求新，需要根据的自己的实际需求。目前的路由器，主要还是wifi5和wifi6。wifi标准向下兼容。
802.11标准的发展大事记
现在支持802.11a，802.11b的设备已经非常少了。
wifi1：802.11b 1999年 2.4g 11mbps
wifi2：802.11a 1999年 5g 54mbps
wifi3：802.11g 2003年 2.4g 54mbps
wifi4，wifi5，wifi6对比表
2.4g频段信道
各国对2.4g频段的支持情况，我们国家支持的2.4g频段是1到13。
每个信道之间的中心频率都是相隔5mhz的整数倍。
部分的终端，无法支持超过11的信道，设置的时候需要注意。
2.4g互不干扰的信道少，而且很多民用设备也在使用2.4g的频段，这就是2.4g信道拥挤的原因。
所以2.4g信道中的干扰非常大，很多人的手机经常出现无线满格，但是实际上根本不能上网就是这样的原因。
工信部规定的2.4g频段的最大功率是eirp≤500mw或者eirp≤27dbm。
传统的802.11标准中，每20mhz预留小部分带宽，可以绑定为40mhz带宽，增强带宽，但是2.4g频段中干扰大，不是很建议使用40mhz。
2.4g中互不干扰的信道是1，6 ，11，但是因为2.4g的传播范围广，经常在家中可以搜索到很多附近邻居家的2.4g信号，很多信道占用很多，几乎找不到干净的信道可以使用，而且大多数路由器都可以自己优化信道，所以手工给2.4g设置一个信道的意义并不大，不会对网络性能起到明显的改善作用。
5g可以使用20mhz，40mhz，80mhz，160mhz，具体可以支持什么频率，由路由器使用的soc决定。
5g频段信道
我国支持的5g频段是：36，38，40，42，44，46，48，149，153，157，161。
如果购买了日版的电子设备，想连接5g的无线，就需要将5g的频段，改为日本和中国都支持的频段（36，40，44，48），设备才能搜索到5g信号，正常连接。还有一些老旧的设备，也许无法支持149以上的5g信道，也需要进行信道调整。
与路由器的距离相同时，5g信号相对2.4g信号较弱，这是由电磁波的物理特性决定的：波长越长衰减越少，也更容易绕过障碍物继续传播。5g信号频率高、波长短，而2.4g信号频率低、波长长，所以5g信号穿过障碍物时衰减更大，穿墙能力比2.4g信号弱，所有双频无线路由器都存在这样的情况。
如下是2.4g和5.8g在自由空间传播的损耗公式（其中f是频率，单位是mhz；d是距离，单位是km）
无线电磁波在自由空间的衰减公式：l=32.5+20lgf+20lgd。
2.4g频段的衰减公式：l1=100+20lgd；
5.8g频段的衰减公式：l2=108+20lgd。
以上公式可以看出5.8g的衰减相对于2.4g要高，相应的覆盖的距离要小一些。
2.4g与5g的优缺点
如果终端（电视等）距离路由器比较近，周围障碍物少，建议连接5g，如果终端（手机等）距离路由器很远，障碍物多，根据情况可以选择2.4g。
无线传播示意图
可以看到墙体对无线的阻隔作用。
无线功率和天线
我们看到的路由器，经常将【穿墙】和多个硕大的外置天线作为卖点，很多人在买路由器的时候，觉得天线多，粗，长，信号就好。没有外置天线的路由器信号就不好。那么实际上，天线数量的多少对无线的覆盖有多大的影响呢？
根据木桶原理，终端的无线速度，取决于终端和路由器的协商，根据终端的类型，无线的衰减等，无线终端会与路由器之间，最终协商为一个合适的速率，这个协商速率通常会小于路由器支持的最大速率。上限是路由器支持的最大速率。所以单纯的提高路由器的无线功率，并不一定可以取得好的效果，同时各个国家也对路由器的无线功率有严格的规定。
无线功率
毫瓦（mw）
功率单位，2.4g的最大功率是100mw。5g的最大功率是500mw。
无线路由器的功率很低，而且严格受到国家的管控，只要是符合国家标准的产品，都是安全的，可以放心使用。认为路由器的无线有危险的同学，都是心理作用了。
分贝毫瓦（dbm）
无线功率绝对值单位是dbm。
dbm的计算公式 ：10lgp p=无线功率/1mw
0dbm=1mw
17dbm=50mw
20dbm=100mw
[例1] 如果发射功率p为1mw，折算为dbm后为0dbm。
[例2] 对于40w的功率，按dbm单位进行折算后的值应为：
10lg（40w/1mw)=10lg（40000）=46dbm
dbi
dbi为无线天线的增益大小单位。高dbi不是将wifi信号增强了，而是将信号更集中的发射和接收。dbi数值越大，增益越高，垂直角度越小，传输距离相对越远。
无线增益示意图
等效全向辐射功率（eirp）
无线电通信领域的一个常见概念，它指的是卫星或地面站在某个指定方向上的辐射功率，理想状态下等于功放的发射功率乘以天线的增益。通常理解配置eirp就是配置发射的功率。体现为最强点的功率。单位是dbw
eirp=有效功率+天线增益-天线馈线线路损耗
天线和增益
路由器的天线的作用是收发无线电波。
无线路由器上，外置的天线，常见的是鞭状全向天线，内置的天线，也是全向天线。室外的基站等，会使用全向天线和定向天线。
天线在进行辐射的时候，与电磁场强度的方向，一般为垂直极化和水平极化两种。
水平极化由于受大地磁场影响，损耗较大，较少采用，单极化天线一般采用垂直极化天线。
在相同功率下，增益越多，天线的定向性越强，定向角度越小。
增益值的单位是dbi。天线的增益，在最大的辐射方向上，与无方向的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
全向天线的信号强度图，面包圈的样子。
增益后，面包圈变得更扁平，增加了覆盖的范围。能量更集中，水平方向上信号越强，抗干扰能力越强，在某些方向上信号减弱。
天线的数量实际上要与路由器支持的mimo技术匹配，无论是外置天线，还是内置天线。
如果是2*2的mimo，则只需要2根天线，因为很多路由器是2.4和5g的双频路由器，可以使用独立天线来分别传输2.4g信号和5g信号，则天线数量更多一些。
比如redmi ax6，有6根天线，其中2根负责2.4g，4根负责5g。
路由器的摆放位置
正是基于前面的天线，无线的特定，路由器在摆放的时候，位置尽量高一些，尽量摆放在房间 中央，周围少遮挡，路由器的天线与地面垂直90度摆放。这样水平方向的无线信号最强，覆盖范围最广。如果路由器的天线多余2个，其他天线也可以调整一些角度，让覆盖更均匀。
华硕路由器天线示意图
mimo技术
mimo（multiple input multiple output）（多输入多输出）
mimo是更能提升无线性能的关键技术，在802.11n标准中首次提出。
在发送端和接收端，都使用多天线的mimo技术，则可以极大的提高信道容量。提高传输的可靠性，传输范围和吞吐量。
在mimo之前是siso（single-input single-output）（单输入单输出）
我们在使用网线上网的时候，网线就是一个物理上的信道。当使用无线上网的时候，要想网速更快，就需要将虚拟的网线（信道）合并到一起进行数据的收发。
mimo的写法是axb mimo，a表示发送端的天线数量，b表示接收端的天线数量。
mimo又细分为su-mimo和mu-mimo
su-mimo（single-user multiple-inputmultiple-output）（单用户多输入多输出）
mu-mimo（ multi-user multiple-input multiple-output ）（多用户多输入多输出）
其中，mu-mimo，可以进一步的提升速率。mu-mimo在wifi5中首次提出。
mu-mimo
wifi6
2020年1月3日的802.11ax标准，wi-fi联盟，采用新的命名wi-fi6。便于记忆和推广。
wifi6向下兼容11a/b/g/n/ac
wifi6的主要功能点
wifi6与wifi5的对比
wifi6的主要功能增强的特性
wifi6支持上下行的mu-mimo，wifi5只支持下行，
wifi6支持ofdma（正交频分多址）。wifi5支持ofdm（正交频分复用）
ofdm与ofdma的区别
因为wifi6的理论速度达到9.6gbps。适合内网有大量数据传输的场景。因为目前的家用宽带主流还在1g以内。wifi6支持的外网带宽，达到10g的时候，wifi6才会是瓶颈。但是wifi6带来的新特性，与支持wifi6的终端配合，会带来更好的无线体验。
cpu和无线芯片
对于无线路由器来说，功能的多少和性能的强弱，主要取决于cpu和无线功放芯片。路由器的系统更多是锦上添花。如果追求特殊的os层面的需求，可以考虑可以进行刷新系统的路由器型号。
cpu
cpu决定着路由器可以提供的功能。cpu也会进行大量的计算，所以高端路由器的发热都会较大。
目前路由器上，主要使用高通，博通，mtk的cpu。之前还有华为海思的cpu。
以高通芯片为例。高通的wifi6芯片方案，最高端的平台是qualcomm networking pro 1200 platform，可以有12个空间流；后面依次是pro 800、pro 600和pro 400，分别最多带8、6和4个空间流，具体规格如下：
netgear的rax120 ax6000m的拆解图，源自koolshare，最重要的就是这个cpu芯片。
无线芯片
与cpu配合工作，分为2.4g芯片和5g芯片。高端路由器，可以采用多个无线芯片，倍数增加无线的带宽。
下图是netgear的rax120 ax6000m的拆解图，源自koolshare
其中的无线芯片是高通的qcn5024，2.4g芯片，支持4x4mimo，支持802.11ax，最高速率为1200mbps
下图中的无线芯片是高通的qcn5054，5g芯片，支持802.11ax，支持4x4 mu-mimo，80mhz。
路由器的芯片拓扑图
mesh技术
mesh分布式技术，在路由器之间，生成一种网状网络，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。
对于大面积的无线覆盖，mesh具有部署简单，灵活，同时兼顾漫游体验。但是大部分产品的mesh组网，都需要占用无线带宽，为了使用体验，最佳的状态是使用有线进行mesh组网，或者选择三频路由器，三频路由器有无线mesh的专用频段，终端的网速不会受到影响，体验会更好一些。
mesh组网适合同时满足下面需求的用户
1、需要无线覆盖面积在100平米以上，或者覆盖范围内有大量的承重墙
2、装修的时候，没有预留网线
3、需要良好的无线漫游体验
mesh联网示意图
mesh组网示意图
ac+ap
ac+ap介绍
对于大户型，复式的建筑，别墅，酒店，商场，企业来说，需要多个路由器进行覆盖，并且需要很好的漫游体验。这个时候，最佳的体验是ap方式组网，搭配ac进行统一管理。ac可以是独立硬件，或者使用软件来实现。一些品牌的产品，所有的数据都需要ac进行处理，ac的性能决定着整个网络的性能。一些品牌的产品，ac仅是管理作用，不进行数据转发。ap需要配合支持poe的交换机进行供电，所以在部署ac+ap的网络的时候，不仅需要预先部署网线，同时涉及到的设备比较多，需要对使用人的网络技术要求较高。
ap是无线接入点（wireless accesspoint），负责释放无线信号，转发无线数据的作用，无线覆盖范围，依靠多个ap来实现。ap因为安装方式的原因，ap的天线都是内置天线。ap的安装类型又分为吸顶式ap和面板式ap。吸顶式ap可以做的比较大，性能更强。面板式ap，受限于体积和安装的位置，无论是性能，散热，信号覆盖范围，都会差一些。只要条件允许，尽量选择吸顶式ap。
ac无线控制器（wireless accesspoint controller）
负责控制ap的所有设置。有的品牌，ac会集中进行数据转发，有的品牌，ac只进行管理，不参与数据转发。对于集中进行数据转发的ac，ac的性能会是网络中的一个瓶颈，一定要选择性能强的ac。ac与ap的品牌要一致。
常见的ac与交换机的形状类似
poe交换机
poe（power over ethernet）（基于局域网供电系统）
基于网线，可以为基于ip的终端进行供电（摄像头，ip电话，ap等），在传输数据的同时，可以提供直流电的供电。可以减少额外的电线需求，节省成本。需要注意的是poe的供电标准和供电功率，供电标准需要与ap支持的标准一致，供电功率需要大于ap的功率。
poe交换机示意图
poe系统架构图
poe供电有802.3af（poe）、802.3at（poe+）、802.3bt（poe++）三种标准。
不同的标准，供电的电压，功率都不同。poe供电，最好6类网线起步。
ac+ap组网的设备清单
ac：必须，有的品牌是硬件ac，有的是软件ac，软件ac，需要安装在一个主机上或者其他系统上。
ap：必须，无线的性能和覆盖就靠他了，性能越高越好，注意ap和ac必须是同一个品牌。
poe交换机：必须，需要是千兆poe交换机，注意poe的协议与ap支持的协议一致。有些品牌会将ac和poe集成在一起，可以节省费用，高端产品一般都是独立型号。可以是其他品牌。
网关设备：必须，用来接入宽带，不需要释放无线信号，注重网络转发性能。可以是其他品牌。
网线：必须，需要提前进行布线，网线至少6类。确保施工的网线质量。保障网线8芯都需要连通。
机柜：非必须，如果用到的设备众多，需要配置一个小型机柜，用来安装设备，综合布线和散热。如果是少量的设备，根据设备的大小和多少，可以安装在弱电箱内，但是为了系统稳定，一定要注意散热问题。
无线漫游
当使用ap或者mesh方式组网的时候，多个路由器，提供一个相同的无线信号，终端在移动的过程中，实现无缝的漫游，终端自动连接到合适的路由器上，漫游时候不会发生数据丢包，或者有少量的数据丢包。
无线漫游示意图
漫游的前提是没有无线信号覆盖的盲区，如果存在盲区，那么终端在移动到盲区的时候，无法连接到无线信号，肯定是断网的状态。或者处在信号覆盖的边缘，即使可以联网，但是性能很差。
终端在进行漫游的时候，越是复杂的认证方式，比如radius认证，需要的重新认证的步骤越多，重新连接的时间就越长。为了加快认证速度，有3个与快速漫游有关的标准推出。
和快速漫游有关的标准主要是三个：802.11k、802.11v、802.11r。
sta：终端
802.11k负责让sta了解附近的ap分布状况。
802.11v负责让ac引导sta切换ap，而不是由sta自行决定，从而更好的切换。
802.11r负责让sta在ap间切换时，不用重新认证，加速连接。
苹果官网上明确说明了哪些产品支持802.11kvr协议，但是安卓手机品牌众多，三星的一些型号有明确的标识，一般安卓手机可能并不支持。如果ap开启了kvr协议的支持，但是终端不支持的时候，有可能会引起终端的漫游异常。这个功能在复杂的网络环境下，建议不要开启。网络的兼容和稳定最重要。
结束语
wifi的相关知识就介绍完了，这是一个比较概括的描述，每个小的知识点，都可以写一篇文章，希望对大家了解wifi技术有所帮助，在您选择路由器的时候，多一些技术参考。
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