无线常见问答

进击的大杂烩 2018-01-03

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一、wifi信号对健康造成影响吗？

日本核电站核泄漏让辐射/污染成为今年来热门话题，许多声称防辐射的商品如防辐射服装、花草茶、防辐射护肤品、活性炭纷纷面世，公众对环保意识、健康意识不断提升，对周围环境的要求也越来越高，但是电磁辐射真像“砖家”宣传的那样对健康造成影响吗？

电磁辐射就是能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。电磁能产生两种辐射：电离辐射和非电离辐射。电离辐射是高能量辐射，会破坏生物体的分子键；而非电离辐射主要是呈现热效应，就像是晒太阳。非电离辐射其实就在我们身边，例如家用电器：微波炉、计算机、空调、洗衣机、浴霸，乃至路边的霓虹灯，这些都属于非电离辐射，主要产生热能效应。为什么说wifi辐射是对人体无危害的，主要有以下3点：

1、功率密度

wifi功率密度均在每平米2毫瓦 cm²内，(即每平方厘米百万分之一瓦特)，电视、收音机这些设备工作时产生的辐射大概是每平方厘米1微瓦（所以802.11b设备的辐射只不过是这个数据的2倍）。目前市面上使用的CDMA手机其工作时发射功率大概在1.55瓦特到1.07瓦特之间，而GSM手机的发射功率最高值是1.49瓦特，最低为0.22瓦特，这个数据相比无线网络设备已经大了N倍，而我们每天都还在用着手机，又何必去担心无线网络设备的辐射问题呢？

美国联邦通信委员会FCC已经做有规定，只要无线网络设备的辐射限定在是每平方厘米1000微瓦之内都是安全的。

2、AP数量越多辐射越大？

这是人们的一种惯性思维。其实合理的AP点位数可以让AP的发射功率降低，同时与AP越近各种智能终端的发射功率也会相应降低，人受到的通信设备的辐射反而越小。就好比两个人在一起近距离说话，不用费力气大声喊就能听的清楚。

3、高增益天线是否增大功率？

目前市场上的无线网络产品，天线的增益一般为2dBi和3dBi，为了无线信号的扩展，一些用户喜欢更换高增益的天线。由于天线是无源器件，并不会增加功率，不管加多大增益的天线，它发射的功率都不会比50mw更高，发射功率主要取决于发射热点，即无线路由器、无线AP本身，只要它们的功率符合安全标准，大家就可以放心更换高增益的天线

所以说，用电磁射线做危险的事情当然是有可能的，即使仅仅是用抛物镜将太阳光聚焦到罗马舰队的船帆上把整个舰队付之一炬（虽说这样的需求实在是少之又少）。同理，虽说用高压水流削铁如泥也是有可能的，但这并不意味着冲个澡或者站在喷泉下面就会要人性命，客户可以放心使用。

二、我们常说的802.11n 300M，600M怎么来的？

无线WiFi技术能够达到的最大速率主要受到编码方式、调制方式、无线频宽等关键指标的影响，作为当前主流的无线WiFi技术，802.11n的最大理论速率能够达到600M，和传统的802.11a/g相比提升了10倍以上。那么哪些关键技术的运用对802.11n的速率提升起到了作用，而这些技术又分别提升了多大量级的速率呢？要搞清楚这个问题，首先还是以802.11g的54M最大速率作为参照来分析。802.11g工作在2.4G频段下，能够支持OFDM和CCK两种调制方式，提供16-QAM、64-QAM和BPSK、QPSK四种编码方式，我们通常说的54M速率就是在2.4G频段下，通过OFDM调制，采用64-QAM编码的情况下实现的。其中影响速率的计算因子如下：

802.11g采用的OFDM能够提供52个子载波信道（其中只有48个用于数据传输）

所采用的64-QAM编码方式能够在每个子载波信道通过一次传输过程携带6bit的数据位

64-QAM编码每次传输提供3/4的码率（即有效数据容量）

一次传输占用的时间固定为4微秒

根据以上的计算因子，802.11g能提供的最大速率计算如下：

（1秒/4微秒）×（6bit×48×3/4）=54Mbit/s

根据上述计算方法，我们再来看看802.11n是如何通过各项技术来提升最大速率的。

首先802.11n在11g的基础上对OFDM调制方式进行了优化，将子载波信道的数量从52个提升至56个（其中只有52个用于数据传输），最大速率变成：

（1秒/4微秒）×（6bit×52×3/4）=58.5Mbit/s

其次802.11n对64-QAM编码技术进行了优化，将每次传输提供的码率从3/4提升至5/6，最大速率变成：

（1秒/4微秒）×（6bit×52×5/6）=65Mbit/s

接着802.11n可以工作的频宽从11g的20MHz变为40MHz，这样OFDM所能提供的子载波信道数量从56个进一步提升为112个，其中用来传输数据的子信道数量为108个，最大速率变成：

（1秒/4微秒）×（6bit×108×5/6）=135Mbit/s

另外802.11n在条件允许的基础上（当实际环境中的多径效应较小时）将OFDM两次传输之间的保护间隔时间从11a/b/g的800ns缩短为400ns，这样可以进一步将最大速率提升至150Mbit/s

最后，由于采用了MIMO技术，通过空间复用技术，在1-4条空间流的环境下最大速率将以150Mbit/s的1-4倍进行增长，即2条空间流达到300Mbit/s、3条空间流达到450Mbit/s、4条空间流达到600Mbit/s。

当然，由于802.11n为了向下兼容802.11a/b/g，因此能够支持的调制方式、编码方式、码率以及携带的数据位会有很多种的组合，正是这些组合形成了802.11n众多的接入速率标准。下面两张图中，第一张图是802.11n草案中给出的参数联合及用于一个和两个空间流的数据吞吐率计算结果，对于三个和四个空间流的计算可通过下图的结果，通过简单的乘法运算获得。第二张图是不同的编码方式所对应的码率、携带数据位的对应关系。

图1：参数联合及空间流数据吞吐率计算结果（1-2空间流）

图2：速率、调制、码率及携带数据位的关系

    802.11n采用了MIMO多天线技术，当存在两根天线(即假如是2X2时)，在每种带宽下它存在16种速率(记为MCS0-MCS15，MCS：Modulation and coding scheme)(当有3根或者4根天线都同时能够发射数据的时候，理论上应该是1根天线时的3倍或4倍)。这16种速率分别是：
HT20时：(MCS0-MCS7) 6.5M、13M、19.5M、26M、39M、52M、58.5M、65M
              (MCS8-MCS15) 13M、26M、39M、52M、78M、104M、117M、130M
HT40时：(MCS0-MCS7) 13.5M、27M、40.5M、54M、81M、108M、121.5M、135M
             (MCS8-MCS15) 27M、54M、81M、108M、162M、216M、243M、270M。
    从上面可以看出，MCS8-MCS15分别是对应的MCS0-MCS7的两倍。这是因为在MCS8-MCS15时，采用了MIMO技术，一个数据流会分成两部分，分别由两个stream发出去，所以速度提高了一倍；而在MCS0-MCS7时，虽然两根天线也是同时发出信号，但这两路信号是一样的，所以速度只有MCS8-MCS15的一半。
    802.11n采用多种调制技术，但是在上表中每一列速率对应的码率(即有效数据和发出的数据的比率)是不一样的，例如在MCS7和MCS15时，码率是5/6，而在MCS6和MCS14时，码率是3/4。
    由于11n采用的是和11a/g一样的OFDM方式，而OFDM是将一个宽的带宽正交地分割成几个小的子载波，这些子载波并行地传输数据。所以为了得到某个理论上的速率是如何计算出来的，可以从这方面着手。

下面示范HT20在MCS7时速率的计算方式。
首先，每次传输的时间是4us(这点对于11a/11g相同)，由于MCS7采用的是64QAM的调制技术，即每个子载波每次可传输6bit数据，同时，在MCS7时，码率(codingrate)是5/6，在HT20时，OFDM将20M带宽分割成56个子载波，其中有效传输数据的子载波数目为52。所以在HT20的MCS7时，速率=(1/4us)*(52*6bit)*5/6 = 65Mbit/s，而当有多根天线时只要乘以天线的个数就可以。其它速率的计算方式是一样的。上述计算速率的方法同样适用于11a/11g。

三、胖/廋AP的差异？

胖AP(Fat AP)也就是自主型AP，集用户数据加密、认证、QOS、网络管理、漫游技术等其他应用层功能于一身，适合SOHO或小型无线网络；其特点是每台AP单独配置，管理和维护比较复杂；不能支持信道自动调整和功率自动调整；安全认证等功能一体，业务支持能力较弱，扩展性不强。

廋AP(Fit AP)其传输机制类似于集线器，只负责首发数据，必须与AC配合使用；其目的是降低AP的复杂性，将数据交予性能强大的AC来处理，管理方便，扩展性强。

四、常见的天线类型、接头类型、馈线损耗

(1)全向天线：该类型天线为AP默认天线，随AP发货，包括一种双频段的微带天线，例如DCWL-7900AP(R4)自带天线，这些天线的接头俊伟反极性SMA头。室外全向天线我司有TQJ-2400AT，外观、材质、增益与室内全向天线有较大差异。之所以称之为全向是因为天线信号能量在所有方向上均匀传播，类似一个360°球体。