无线路由器信号强度统计

无线路由器信号强度统计

在选购无线路由器时,它们似乎都宣称信号强度“非常好”或“极好”。当然,这样的营销词根本无法让我比较各种路由器的信号强度。

那么,在比较无线路由器时,我应该关注哪些规格,以确定哪个路由器的信号强度最大?[或者有可能吗?]

例如,在这个Linksys E1000“数据表”我注意到两个可能与信号强度相关的规格:RF Pwr (EIRP) in dB,和Antenna Gain in dB——只是我完全不知道这两个是什么意思,以及它们是否确实反映了任何东西。

答案1

简短答案

在很多情况下(如果不是大多数情况),无法比较供应商发布的消费类 Wi-Fi 产品规格表,也无法确定哪款产品的原始信号强度最大。绝不仅通过阅读规格表就可能知道哪个能为您提供最佳范围或最佳性能。相反,您应该寻找由专家仔细测量速率与范围(不同范围的性能)的专业评论。

信号强度

即使是原始信号强度,比较规格表的困难在于许多供应商根本不发布任何与信号强度相关的测量值。我刚刚访问了 D-Link、Netgear 和 TRENDnet 的网站,在查看他们一些最新最好的 Wi-Fi 路由器的规格表时,根本找不到任何无线电功率信息。在提供发布一些信息,不同的供应商经常发布与信号强度相关的不同类型的信息,并且他们给出的信息并不总是直接可比的。

例如,Apple 对其当前 AirPort Extreme 802.11n(同步双频 II)Wi-Fi 路由器的全部描述是“无线电输出功率:20 dBm(标称值)”。20 dBm 表示 100 毫瓦 (mW)。但“无线电输出功率”可能是设备内部天线连接器处信号强度的度量。这并没有告诉您天线和天线引线如何影响功率输出,或者 100mW 功率如何在 802.11n 固有的多个无线电链之间分配,或者功率如何随频段或通道变化(并且由于监管要求和天线特性,功率通常确实会随频段和通道而变化)。

因此,如果没有来自 Apple 的任何天线信息,您就无法将其与您提供的 Cisco-Linksys E1000 示例进行比较,后者仅提供以下数字:

射频功率 (EIRP) 单位:dBm:17.5 dBm  
天线增益(dBi):1.5 dBi  

“RF Pwr” 是“射频功率”,你可能会认为它与 Apple 的“无线电输出功率”是同一种测量方法,但 Linksys 将其限定为“(EIRP)”。EIRP 是一种将天线和天线引线考虑在内的测量方法。

附注:EIRP 和其他 RF 基础知识

EIRP 代表等效全向辐射功率要理解 EIRP,首先必须了解一些有关天线和定向增益的知识:

  • 一个各向同性天线是一种假设的天线,它向各个方向均匀辐射功率;其三维“覆盖模式”是一个完美的球形。
  • 制造真正各向同性的天线可能是不可能的,而且大多数时候你也不想要这样的天线。你通常希望天线将其功率集中在一个方向上。
  • 能将能量集中在特定方向的天线称为定向天线
  • 与假设的全向天线相比,定向天线在目标方向上增强信号强度的能力的测量值称为其定向增益
  • 定向增益以相对于各向同性天线的分贝或 dBi 来衡量。
  • “全方位”是指不是各向同性的同义词。全向天线试图将功率集中在 2D 圆盘上,而不是 3D 各向同性球体上。想象一下在两本书之间挤压水气球。未挤压的水气球大致呈球形,就像各向同性天线的覆盖模式一样。但是当你在两本书之间挤压它时,它会在每个(2D)方向上伸展,因此整体变得不那么紧凑。它沿该 2D 平面伸展的量是“全向”天线的定向增益。
  • 分贝是用于测量比率的对数标度。每 3 dB 增加一倍。比率通常相对于参考值,参考值用“dB”后面的字母表示。因此,“dBi”是相对于全向天线的分贝,dBm 是相对于 1 毫瓦的分贝。0 dBm 为 1mW。正 dBm 是毫瓦的倍数,负 dBm 是毫瓦的分数。

当您想测量无线电系统在天线最佳方向上发出的功率时,可以将其与必须输入全向天线才能使其在该方向上辐射相同功率的功率进行比较。这就是等效全向辐射功率,即 EIRP。

...现在回到比较

Linksys E1000 的天线只有 1.5 dBi 的定向增益,这意味着它非常接近各向同性,这对于家用无线路由器来说可能还不错。一个好的全向天线可以在一个平面上获得 6 dBi 的增益,这对于一栋面积庞大的单层房屋来说可能很棒,但在多层住宅的一楼水平放置时,无法很好地覆盖地下室或二楼。

如果将 E1000 的 EIRP 从 17.5 dBm 减去天线提供的 1.5 dB 定向增益,则可以计算出无线电的标称输出功率约为 16 或 17 dBm(假设内部天线电缆消耗 0-1 dBm 的无线电功率)。

那么,E1000 的 16-17 dBm 无线电功率是否会使你的应用信号强度低于 AirPort Extreme 的 20 dBm?好吧,我们真的不知道,因为我们不知道 AirPort Extreme 的天线电缆和天线会消耗多少信号,或者有多少信号会集中在对你来说无关紧要的方向上,考虑到你要在家里放置路由器的位置以及你的客户在哪里。

即使您为了论证的目的而假设 AirPort Extreme 的天线与 Linksys 的天线大致相同,您仍然必须考虑到信号强度只是范围和范围性能中的一个组成部分。接收器灵敏度和本底噪声也是重要的组成部分,供应商很少公布其规格。一些 Wi-Fi 无线电对低至 -95 dBm(我们这里指的是飞瓦)的信号很敏感,而其他无线电则不会突破 -90 dBm。我见过设计不良或组装不良/测试不良的 Wi-Fi 路由器,其机箱内的射频噪声源高达 -85 dBm,因此无论接收器灵敏度如何,它都无法接收低于 -85 dBm 的信号。

揭穿神话

关于 Wi-Fi 产品的信号强度和范围,存在许多误解和错误信息,其中一些已在对您问题的其他回答中重复。我想花点时间在这里破除一些误解。

  1. 并非所有 Wi-Fi 路由器都具有相同的输出功率或范围。无线电输出功率、天线设计、接收器灵敏度、本底噪声以及与范围和范围性能相关的所有其他因素确实存在显著差异。当然,如果链路另一端的无线客户端系统很差,那么它的差劲可能会掩盖优秀路由器的很多优点。

  2. FCC 不规定“默认”输出功率,只规定最大输出功率。最大输出功率为 1 瓦(1000 mW)。

3. 您可能认为每个供应商都会设计出能够达到该限制的产品,但这也是不可能的。事实证明,很难制造出能够达到 1000 mW 且不会使信号失真到接收器无法解码数据包的良好功率放大器 (PA)。供应商不希望自己定价过高而失去市场竞争力,因此他们往往不会设计出能够达到这些功率水平且不会严重破坏信号的超昂贵 PA。此外,如果您的 Wi-Fi 客户端笔记本电脑或智能手机无法发出足够大的声音以在相同距离内被听到,那么您的 Wi-Fi 路由器可以发出多大的声音以及可以听到多远的声音都无关紧要。而且大多数笔记本电脑和智能手机无法在不破坏电池寿命的情况下在网络上消耗一瓦的电量。因此,AP 和客户端中的 Wi-Fi 无线电很少设计为超过 100 mW(20 dBm)。

更新时间:2014 年末: 在我写这篇文章的 3.5 年里,高功率 PA 和高质量 LNA(可增加 AP 接收增益的低噪声放大器)已经流行起来。如果您购买顶级消费级 AP(此时指的是支持 3 个或更多空间流的 802.11ac AP),那么您可能购买的是具有良好高功率 PA 的产品,这些 PA 使其能够达到监管限制而不会失真。这不仅改变了我在上面第 3 点中所说的内容,而且还改变了下面第 4 点中可视为 AP 的常见 Tx 功率额定值的内容。使用高功率 PA,30dBm(== 1000mW == 1 瓦)AP 越来越常见。

  1. 有人说大多数路由器的默认功率是 9 mW,这简直是无稽之谈。20 mW 是我见过的最低功率,32-100 mW(15-20 dBm)是常见的。我们发现的 E1000 和 AirPort Extreme 的规格证实了这一点。

答案2

显然,RF(射频)功率和天线增益与射频信号离开路由器时的“音量”有关。

事实上,由于以下几个原因,这些数字可能几乎没有任何意义。

首先,从技术角度来看,RF 输出仅占故事的 1/4 左右...接收灵敏度也很重要(如果您的路由器可以说话,但不能听,那有什么用?)。并且您的计算机/笔记本电脑中的无线网卡的发送和接收功能也很重要。

传输功率并不是衡量路由器的一个非常有用的指标,更重要的原因是,即使是无线网络使用的未经授权的频率也有非常严格的法律限制(由美国联邦通信委员会和其他管理机构制定),以避免干扰在同一区域使用 Wifi 的其他人。

一般来说(可能总是),每个路由器制造商都会以最高的法定限制进行广播——任何低于这一限制的行为都会使他们的路由器看起来明显没那么有用,所以他们的销量不会太好。

因此,查看纯射频信号强度可能只是浪费时间。

更有可能影响您的可用范围的是您使用的 802.11 形式。802.11n 被宣传为速度更快(在适当的情况下也确实如此),但通常范围要短得多,原因我不完全理解,而且无论如何,与这个问题有些偏离主题。

一般来说,网络传输速度越慢,覆盖范围就越大。在很大程度上,路由器和 wifi 卡会自动协商出最快的速度,因此您应该始终在任何时候都能获得最佳的速度/范围组合。您可以通过允许路由器使用尽可能多的 802.11 类型来改善这种情况 - 即允许 b 和 g,而不是强制它使用 g。我希望我对 802.11 有更多了解,这样我就可以在这里为您提供更具体的信息。

答案3

我曾经用过很多路由器,在天线相同的情况下,它们的信号强度都差不多。我认为 FCC 规定的默认传输功率约为 9mw,所有路由器都是如此。话虽如此,天线会带来很大的不同,因此请确保您购买的路由器带有可拆卸天线。另一个(也是我认为最重要的)问题是路由器是否能够运行第三方固件。除非路由器能够运行 DD-WRT,否则我不会购买它。使用 DD-WRT,您可以根据需要将传输功率提高到 251mw,但超过 70mw 通常不会产生太多影响,除了造成信号失真。

使用老式 Linksys WRT-54G 上的 DD-WRT 和 24dbi 增益八木天线,我拥有 2 英里长的无线连接,传输速度达到 9mbps。过去 5 年,这个无线连接一直是我的互联网来源。

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