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房间的 Wi-Fi 信号这么差是有原因的!

作者:云杰 发布时间:2021-04-01 14:07:04点击:

 

   近把家里主卧整成了个小影院,由于之前房子装修时线端口与电源插口布置太少,导致家庭络架设变得麻烦起来,后终于通过「无线」技术达到了全屋满格 Wi-Fi 的效果。

  在 Wi-Fi 架设过程中,我遇到了不少信号优化的问题,同时也理清了 2.4GHz 与 5GHz 的区别,接下来就和大家分享一下。

  为什么 Wi-Fi 容易被干扰

  Wi-Fi 是由 Wi-Fi 联盟组织持有的商标名,现在通常用来指代 IEEE 802.11x 络标准中的无线局域技术。常见的 Wi-Fi 工作频率为 2.4GHz,非常容易与周围其他设备发生信号干扰的问题。

  微波炉与 ISM 频段

  2.4GHz 这个数值早来源于「微波炉」的工作频率(参考这里)。

  在雨天等潮湿环境下,Wi-Fi 信号会因为被水分子吸收而变差;

  很多无线设备在 2.4GHz 频段下工作,导致 Wi-Fi 信号很容易被干扰。

  信道阻塞

  IEEE 802.11b/g/n 标准规定 2.4GHz Wi-Fi 的工作频率为 2.412 至 2.484GHz 之间,共 14 个不同中心频率的信道。大部分国家(包括中国)允许 1 至 13 号信道的使用,从下图可以看到除了 1、6、11 号信道以外,其他信道的工作频率都可能会与相邻信道频率发生冲突。

  除此之外,我个人猜测可能还有个更普遍的规律:

  频段越靠近可见光的电磁波,越容易被自然界中的生命体和物体所吸收。

  所以人类眼睛中感光细胞的直径范围刚好和可见光波长范围(0.39~0.70μm)一致,所以我们的世界是彩色的。这多少有点像霍金在《时间简史》中提到的「人存原理」:

  我们之所以看到的宇宙是这个样子, 是因为如果它不是这样的话,我们就不会在这里去观察它。

  已知公式中,Wi-Fi 信号在空气中的传播速度约等于光速 c ,2.4GHz Wi-Fi 的频率 f = 2.4 x 1000 x 1000 x 1000 Hz,计为 2.4e9 Hz,代入以上公式解得, λ = c/f = 3e8 / 2.4e9 = 0.125m,即 12.5 厘米。

  Wi-Fi 的波长介于 1毫米至 1米之间,属于「微波」类型,日常生活中的大部分物品大小也属于这个范围。

  Wi-Fi 和光波一样,也会以反射、直射穿透的形式进行传播,在传播过程中,介质的吸收会造成信号能量的损失。

  尽量减少 Wi-Fi 的(墙体)阻挡次数,能有效降低 Wi-Fi 信号的损失量,这也是影响 Wi-Fi 信号强弱主要的因素。

  上图模拟了 Wi-Fi 信号在房屋中的反射与衍射路径。

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