手機在200米外能接收到無線信號嗎?怎麽做才能接收到?
在空曠無遮擋的環境下,手機在200米外能接收到無線路由器信號,且信號強度還不錯,但有很大可能性手機連不上這個無線路由器。因為手機的無線模塊功率不夠,不能將數據回傳到200米外的無線路由器,沒有握手包的信息就不能建立有效的連接。
無線信號強度如何衡量計算在無線系統中,天線被用來把電流載波波形轉換成電磁波,在轉換過程中還可以對發射和接收的信號進行“放大”,這種能量放大的度量成為“增益(Gain)”。天線增益的度量單位為“dBi”。天線增益大小與傳輸距離示意圖 ?
常見的無線路由器天線增益壹般為3dBi和5dBi,壹些穿墻能力突出的產品則采用了6dBi、7dBi增益的無線天線。在發射功率相同的情況下,3dBi增益天線發送的無線信號形狀類似“()”,非常像壹個半圓形。而5dBi的天線,發射信號類似“<>”,更像壹個拍扁後的橢圓形。
從上圖可以清晰的看到覆蓋面積和遮蔽角的關系,在路由器無線發射功率相同的情況下:dBi數值越大,增益越高,垂直角度就越小,傳輸距離相對越遠,但近距離傳輸面積較小;dBi數值小,增益越小,垂直角度就越高,傳輸距離雖然不遠,但近距離輻射面積相對越大;所以,在壹定範圍內使用,3-5dBi的增益是有利於信號接收,壹昧地去增大天線認為會帶來更好的效果,是錯誤的認識。
如何算出壹臺無線路由器的覆蓋距離為200米的信號強度?無線信號強度 =
發射信號強度-中間衰減WiFi采用的傳輸介質是2.4GHz或5GHz頻段的電磁波,根據電磁波傳輸的特性可以用公式計算出電磁波自由空間衰減量:空間損耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4;F為頻率,單位:MHz;D為距離,單位:Km國家規定無線路由器的最大發射功率為20dBm(即100mW),超過20dBm就是不合格產品。
由於無線系統中電磁波能量是由發射設備的發射能量和天線的放大疊加作用產生,因此度量能量最好用同壹度量:增益(dB)。發射設備的功率100mW(20dBm),天線的增益為5dBi,信號在完全空曠的區域內傳輸200米:2.4G空間損耗=20lg2400+20lg0.2+32.4=86dBmRSS=20dBm+5dBi-86dBm=-61dBm5G空間損耗=20lg5150+20lg0.2+32.4=93dBmRSS=20dBm+5dBi-93dBm=-68dBm
結果很明顯,壹臺無線路由器在完全空曠的區域中覆蓋200米沒有任何問題,我們都知道-70dBm以內為理想的信號強度,超過這個範圍WiFi的傳輸質量不太理想。實際情況障礙物會很大程度影響WiFi的傳輸距離那是不是就可以在200米使用WiFi呢?當然不是,因為上述衰減模型是基於自由空間衰減(完全空曠、沒有障礙物遮擋的環境)計算,實際的環境往往是這樣的:
室內隔斷墻或障礙物較多 ?
還有這樣的:室外建築物或障礙物較多
WiFi采用的是無線微波頻段,近乎直線傳播,繞射能力非常弱,因此WIFI覆蓋環境中的墻體、裝飾物、家具、天花板等都會對信號造成額外衰減。大多情況是這樣的(以遇到磚墻障礙物為例): ?
常見家庭障礙物對WiFi信號造成的衰減參考: ?
WiFi覆蓋距離越大越好嗎?很早以前是,現在不是。早期WiFi設備的價格高、終端數量少,所以單臺WiFi的覆蓋距離越大越好,甚至很多早期的WiFi產品中加入了功率放大器,通過功率放大器來提升覆蓋距離。但現在的終端普及度已經非常高,無線熱點密度也非常密集,覆蓋距離太大會造成:單臺WiFi覆蓋範圍內用戶數太多降低了通信效率;
在熱點密度高的現狀下,覆蓋距離大加劇了WiFi之間的同頻幹擾;聯網速率低、斷線率高,用戶體驗差。其次,WiFi的發射功率要高於筆記本電腦、手機、PAD等終端設備網卡的發射功率,覆蓋距離大就會造成上下行能力不匹配的問題,終端可以收到WiFi發送的信號,但手機終端的網卡功率不足以將信號回傳至WiFi,如下圖所示:
另外,由於802.11協議中的傳輸速率是動態調整的,WiFi與終端的傳輸速率會隨著距離的增加而呈現下降的趨勢,WiFi與終端距離越近,終端的傳輸速率越高。簡單來說,就是用戶距離WiFi越近享受到WIFI速度越快,用戶的傳輸速率會隨著距離增加逐步回落,如下圖所示:
所以並不是非要追求WiFi的覆蓋距離越大越好,而是適合使用場景才是最好的。怎麽做才能正常使用200米遠的無線路由器的WiFi信號呢?根據IEEE802.11標準,無線路由器所能覆蓋的最大距離通常為100米-300米,這個是比較理想的狀態下覆蓋範圍,實際覆蓋範圍會隨著環境而有所變動。
壹般情況下,無線路由器有效距離大概是50~100米內,如果有墻阻擋,距離會銳減,家用的有效距離在35~50米左右。根據上述的參數,要想使用200米遠的無線路由器,可以通過以下三種方案實現:方案壹:200米距離通過光纖傳輸信號需要購買的設備:光纖收發器1對,網線2根,光纖200米(實際買長壹點點),副路由器1個。 ?
光纖中繼的網絡拓撲:主路由的LAN口通過網線連接光纖收發器,副路由器WAN通過網線連接另壹個光纖收發器,並且將副路由設置為自動獲取IP地址。手機通過副路由上網。優點:信號好,基本是沒有損耗的,相當於在200米遠的路由器旁上網。
缺點:需要購買相應的設備,且光纖熔接需要專業人士和專業工具操作。購買光纖時,可以叫商家先接好光纖頭。方案二:200米距離通過網線傳輸信號需要購買的設備:交換機1個,網線2根(每根網線的長度不能大於100米),副路由器1個。 ?
網線中繼的網絡拓撲:主路由器的LAN口通過網線連接交換機,副路由器的WAN通過網線連接交換機,並且將副路由器設置為自動獲取IP地址。手機通過副路由器上網。優點:信號好,相當於在200米遠的路由器旁上網缺點:需要購買相應的設備。每根網線不能超過100米,總距離超過200米需要使用2個交換機,且交換機需要插市電。
方案三:200米的距離使用副路由器中繼主路由器的WiFi信號需要購買的設備:副路由器1個。
副路由器無線橋接網絡拓撲:主路由器不用進行設置,只需要設置副路由器為橋接模式。副路由器需要放在主路由器信號覆蓋較好的位置並且需要插市電。優點:需要購買的設備少。缺點:信號不穩定,網絡質量差。
綜上所述,如果需要長期通過200米遠的無線路由器上網,建議使用光纖連接的方案或找寬帶運營商單獨再拉壹個寬帶。如果只是短期使用,需要下載大的文件和視頻時,在路由器旁邊下載好,離線使用;不下載大文件時,使用手機流量。