⽆线WIFI的13个信道频率范围
⽬前主流的⽆线WIFI⽹络设备不管是b/g还是802.11b/g/n ⼀般都⽀持13个信道。它们的中⼼频率虽然不同,但是因为都占据⼀定的频率范围,所以会有⼀些相互重叠的情况。下⾯是13个信道的频率范围列表。了解这13个信道所处的频段,有助于我们理解⼈们经常说的三个不互相重叠的信道含义。
信道也称作通道(Channel)、频段,是以⽆线信号(电磁波)作为传输载体的数据信号传送通道。⽆线⽹络(路由器、AP热点、电脑⽆线⽹卡)可在多个信道上运⾏。在⽆线信号覆盖范围内的各种⽆线⽹络设备应该尽量使⽤不同的信道,以避免信号之间的⼲扰。
下表是常⽤的 2.4GHz(=2400MHz)频带的信道划分。实际⼀共有(下⾯的图中画出了第14信道),但第14信道⼀般不⽤。表中只列出信道的中⼼频率。每个信道的有效宽度是 20MHz,另外还有2MHz的强制隔离频带(类似于公路上的隔离带)。即,对于中⼼频率为 2412 MHz 的1信道,其频率范围为 2401~2423MHz(见)。
信道中⼼频率信道中⼼频率
12412MHz82447MHz
22417MHz92452MHz
32422MHz102457MHz
42427MHz112462MHz
52432MHz122467MHz
张家界风景62437MHz132472MHz
72442MHz
高考成绩在哪里查分数当然,实际的电磁波谱使⽤规定因国家不同⽽有所差异,以上只是举个例⼦。⽽且,20MHz的信道宽度也只是“有效带宽”,因为实际上⼀个信道在其中⼼频率两侧有很宽的延展,但是超过10MHz以外的部分强度很弱,基本⽆⽤。这个就属于⽐较专业的通信原理问题了。如需了解更多,可以参考(PDF)。
从下图很容易看到其中 1、6、11 这三个信道(红⾊标记)之间是完全没有交叠的,也就是⼈们常说的三个不互相重叠的信道。每个信
道 20MHz 带宽。图中也很容易看清楚其他各信道之间频谱重叠的情况。
对党100岁生日的祝福IEEE 802.11b DSSS 信道划分(图来⾃ CISCO)
另外,如果设备⽀持,除 1、6、11 三个⼀组互不⼲扰的信道外,还有 2、7、12;3、8、13;4、9、14 三组互不⼲扰的信道。
我曾经遇到过⼀台戴尔的笔记本电脑,居然不⽀持第13信道。当时为了与邻居们错开信道,给⽆线路由器选了个13,弄得那台笔记本怎么都连不上⽹络。刚开始没注意,捣⿎了很久才发现是信道的问题。友谊节
现在⼤家的⽆线设备都多了起来,楼上楼下邻⾥之间,⼀不⼩⼼就搜出来⼗⼏个⽆线路由器。要完全错开使⽤信道还真是不容易。最拥挤的时候,我从笔记本 ping ⽆线路由器会经常遇到上千毫秒的延迟。不过1通道貌似是⽤得最多的。
现在新式的⽆线路由器都可以⾃动跳转信道了,但是巧妇难为⽆⽶之炊,设备多了,还是会遭遇⼲扰。所以很多设备开始使⽤ 5GHz 附近(5.15~5.85GHz)的频带。该频段在划分时,每个信道与相邻信道都不发⽣重叠,因⽽⼲扰较⼩。但是也有缺点:5GHz 频率较⾼,在空间传输时衰减较为严重,因⽽如果距离稍远,性能会严重降低。
关于⽆线通信的技术,CISCO 的⽹站上有⼀份⾮常详细的介绍()。
为什么WiFi⾃动信道选到的信道多数在1/6/11
论坛上不少朋友很困惑,为什么⼩极的⾃动信道选择选到的信道只会在1、6、11这三个信道呢?WiFi不是⼀共有10⼏个信道吗?其他信道岂不是浪费了?
这个问题是个⾮常典型的问题,问100个⼈,⼏乎100个⼈不知道答案的。为了回答这个问题,我准备不少基础知识,但是,既解释原理,⼜让它不是那么深涩,是有难度的,所以,如果读不懂的朋友,请多看⼏遍,欢迎在此话题下讨论,我看到了给你讲的更细⼀点。
⾸先,需要肯定的⼀点,不是⼩极的⼯程师能⼒不⾏,搞出这样的算法...(某⼯程师掩⾯⽽泣),⽽是,这是⼀个通⽤作法,是符合协议和WiFi传输原理的设计,先看⼀幅图:
从图中,我们很直观的看到,在⼀个典型的应⽤环境下,所有⼚家的设备仿佛被某种⼒量牵引着,把设备的信道都设在了 1、6、11这三个信道。这是为什么呢?因为,在WiFi的世界中,有⼀条原则雷打不动,那就是在信道范围内,同⼀时刻,只有⼀台设备可以发信号,其他设备都需要等待。
我们知道,WiFi的原理是把数据载到电磁波上,通过⼀定的算法来识别。那么,问题来了,如果空⽓中有两个设备同时发出WiFi数据,他们所在的信道⼜⼀样,这两束电磁波在空⽓中就会叠加(叠加原理),从⽽变形,变成谁都⽆法识别的错误数据。对我们百姓来说,不需要理解他们是如何叠加的,那是麦克斯韦、薛定谔、爱因斯坦那种级别的⼤佬关⼼的内容。所以,
感恩老师的话语结论⼀:因为WiFi是电磁波,所以在同⼀个频率范围内,某个时刻只能有⼀台设备⼯作,否则就会出错。
既然有上述特性,那么,靠⼤家⾃觉是不现实的。所以,WiFi的协议中给出了严谨的算法,来保证遵守 WiFi802.11协议的设备,能够在相同的频率范围,不冲突,⼤家有秩序排队⼲活。因此,为了让各个芯⽚⼚家有据可循,WiFi协议对频率与信道的对应做了规定,举例来说:1信道的中⼼频率是2.412GHz,信道有效带宽是20MHz,实际带宽是22MHz,其中的2MHz带宽是隔离带,防⽌某些⼚商能⼒不⾜,精度⽆法控制的刚刚好,留点余量。如何直观的理解这个约定呢?我画了⼀幅图,如下所⽰:
从图中,我们可以直观的看到,每个信道的中⼼频率是多少,它所能够覆盖的范围是多少。这⾥,简单解释有效频率的概念,涉及到⽆线电传输理论,我尽量⾔简意赅。电磁波之所以能够传输数据,是因为波的振幅,频率等信息可以唯⼀确定⼀个⽮量,只要我们对这个⽮量进⾏编解码,就可以对应010101数据串。与⽹线传输数据类似,⽹线传输数据时,⾼电压表⽰0,低电压表⽰1,所以,在⽹线上传输的数据,就是⼀堆的⾼低⾼低⾼低⾼低电压组合。⽤电磁波来传输数据有带宽的概念,即1束波可以传1位数据,还是2位数据,还是3位数据,是有讲究的。通常,我们把这束波叫⼦载波,⼀个⼦载波多了可以传3位数据,即(001,110,010,等等),少了只能传1位数据,如(1或者0),那么,同时能发出多少束⼦载波由有效带宽决定。在 WiFi的协议中约定有效带宽是20MHz,802.11N协
议中,有⼀种有效带宽是
40MHz,802.11AC协议中,有⼀种有效带宽是80MHz。可以直观的理解,有效带宽越宽,单位时间传输的数据量就越⼤,为啥11AC那么⽜逼哄哄,就这个道理。
杭州名菜回到本话题,我们知道有了有效带宽是20MHz(⽼实本分,不喧哗...),那就要知道有效信道。所谓有效信道是⼯作时,互不⼲扰的有效带宽所对应的的中⼼频率,从上图可以看出,我在图中也给出了结论,有效信道的组合也就3种。
那么,为什么业内都要有⽤1、6、11这种组合呢,为啥不⽤其他两种组合,这⾥,⼜要涉及到⼀个⼩知识点,开篇我有解释,中国⽀持1-13个信道,那么,中国之外呢?欧洲⽀持1-13信道,美国⽀持1-11信道,⽇本⽀持1-14信道,总的来看,⼦集是1-11信道。因此,把设备的⾃动信道设为1-6-11这三个信道,是即安全,⼜普遍且皆⼤欢喜的作法。因此,结论来了:
结论⼆:信道设为1、6、11由有效信道⽽来,并且,从各个国家的法规出发,选择1、6、11最稳妥。
由此可以引出⼀个我们⽇常⽣活中常见的误区:
⼩王问:“张导,为啥我的⼩极朋友的⼿机搜索不到呢?是不是你家⼩极挫啊...”
答案:查了⼀下信道,发现他设了⼿动信道13,然后先不问为什么设13,直接告诉他,⼩王啊,你把信道设到1信道试试,他按照我的说法做了,他朋友的⼿机果然搜到⼩极。于是,他很困惑,丈⼆和尚摸不着头脑,这是为什么呢?我告诉他,不要急,我正在写⼀篇科普帖⼦,看看这篇帖⼦就明⽩原因了。(实际原因是他朋友的⼿机是国外⾏货,⽐如美国货,不⽀持12,13信道...)。
结束语,这不是结尾,这是开始,还有⼏篇科普的帖⼦会以这篇为理论依据,来解释你们看起来困惑,其实很原理很简单的现象。
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