Was bedeutet WLAN-Geschwindigkeit?

Die WLAN-Rate ist die Übertragungsrate des WLAN-Netzwerks. Sie gibt an, wie viel Bandbreite das WLAN-Gerät unterstützt, also wie viel Rate es miteinander verbinden kann. Die von herkömmlichen WLAN-Routern angegebene drahtlose Übertragungsrate wird in Mbit/s angegeben. Mbit/s ist eine Übertragungsrateneinheit, die sich auf die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Bits (Bits) bezieht. 1 Mbit/s entspricht der Übertragung von 1.000.000 Bits pro Sekunde.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Einführung in die WLAN-Geschwindigkeit

Die WLAN-Geschwindigkeit ist ein Schlüsselparameter von WIFI (d. h. WLAN-Netzwerk). Sie gibt an, wie viel Bandbreite Ihr WLAN-Gerät unterstützt, d. h. wie viel Geschwindigkeit es miteinander verbinden kann.

Die von gängigen WLAN-Routern ermittelten WLAN-Übertragungsraten werden in Mbit/s angegeben.

Mbps ist die Abkürzung für Megabit pro Sekunde, eine Einheit der Übertragungsrate und bezieht sich auf die Anzahl der pro Sekunde übertragenen Bits (Bits). 1 Mbit/s stellt die Übertragung von 1.000.000 Bits pro Sekunde dar, d. h. die pro Sekunde übertragene Datenmenge beträgt: 1.000.000/8 = 125.000 Byte/s.

• MB, der vollständige Name ist MByte, was „Megabyte“ bedeutet.

• Mb, der vollständige Name ist Mbit, was „Megabit“ bedeutet.

Dabei bezieht sich MByte auf die Anzahl der Bytes und Mbit auf die Anzahl der Bits. Beide sind Maßeinheiten für Daten, aber die Größenordnung ist völlig unterschiedlich.

Byte ist die „Anzahl der Bytes“ und Bit ist die „Anzahl der Bits“. Im Computer sind alle acht Bits ein Byte, also 1 Byte = 8 Bit, das heißt, das Verhältnis zwischen beiden beträgt 8:1

Zum Beispiel bedeutet 54M eine drahtlose Technologie, die das 802.11G-Protokoll unterstützt. Im Allgemeinen haben wir bei dieser Rate eine theoretische Übertragungsrate von 54/8=6,75 MB/s; 108M ist eine drahtlose Technologie, die das 802.11N-Protokoll unterstützt. Wie oben beträgt die theoretische Übertragungsrate 13,5 MB/SXXMB/S. Dieser Wert ist die Geschwindigkeitseinheit, die wir normalerweise beim Herunterladen von Dingen in Thunder sehen.

WLAN-Tarifengpässe und verwandte Technologien

In der heutigen Gesellschaft sind die Menschen zunehmend untrennbar mit dem allgegenwärtigen WLAN verbunden. Obwohl WLAN in den letzten Jahren stabiler und schneller geworden ist, ist die Erfahrung und Stabilität jedoch noch weit entfernt In einer Zeit, in der große Betreiber die Geschwindigkeit stark erhöhen, gibt es auch bei drahtlosen Netzwerken gewisse Geschwindigkeitsengpässe.

Erstens ist die drahtlose Technologie weitaus komplexer als die kabelgebundene Technologie, einschließlich der physikalischen Schicht (MIMO, SDM, MIMO-OFD, MFEC (ForwardError Correction), Short GuardInterval (GI), Channel-Bonding-Technologie, MCS (Modulation Coding Scheme)). MRC (Maximal-Ratio Combining) und MAC-Schicht (Frame Aggregation, Block ACK ...) und viele andere Technologien haben erneut bestätigt, dass die Stabilität des zweiten Modells umso besser ist Zu den Hauptfaktoren der Nutzungsumgebung zählen neben der unzuverlässigen Luftausbreitung auch die sehr unterschiedlichen Nutzungsumgebungen der Benutzer, die anfälliger für Störungen sind als kabelgebundene Umgebungen.

Kommen wir zum Punkt. Da es sich um viele Technologien handelt, ist es unmöglich, sie alle abzudecken. Hier können wir gerne weitere Diskussionen führen.

1. Frequenzbandbandbreite

, oft auch Kanalbandbreite genannt, ist der vom modulierten Träger belegte Frequenzbereich und ist auch der Standard für die Übertragung drahtloser Signalfrequenzen. Bei drahtlosen Technologien kann der Durchsatz am direktesten verbessert werden, indem die Breite des verwendeten Spektrums erhöht wird. Dies ist so, als würde man den ursprünglichen Straßenisolationsgürtel in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung entfernen und dieselbe Einbahnstraße schaffen, was die Verkehrskapazität direkt verbessert. Die vom herkömmlichen 802.11a/g genutzte Bandbreite beträgt 20 MHz. Mit der 40-MHz-Bonding-Technologie können zwei 20-MHz-Kanäle gebündelt werden, um den Durchsatz direkt zu verbessern. Auf diese Weise kann das gesamte 2,4-GHz-Frequenzband (2,4–2,4835 GHz) nur einen 40-MHz-Kanal aufnehmen . Bandbreite. Das 5-GHz-Band unterstützt 80-MHz-Kanäle, d. h. 4 Kanäle sind gebündelt, und bis zu 8 Kanäle können gebündelt werden, sodass der gesamte Kanal 160 MHz erreichen kann. Wenn man die Spektrumsressourcen mit Straßen vergleicht, beginnt die 802.11a/b/g-Ära Es handelt sich um eine einzelne Spur mit begrenzter Tragfähigkeit. In der 802.11n-Ära hat sie sich zu zwei Spuren entwickelt, was den Verkehr stark erhöht hat. Und 802.11ac kann 8 Spuren erreichen, und die Tragfähigkeit kann man sich vorstellen.

Es ist zu beachten, dass: Im 2,4-GHz-Frequenzband wird für einen räumlichen Stream der Durchsatz nicht nur von 72,2 Mbit/s auf 144,4 (d. h. 72,2×2) Mbit/s erhöht. Für die 20-MHz-Bandbreite ist ein kleiner Teil der Bandbreitengrenze auf beiden Seiten reserviert, um Störungen durch benachbarte Kanäle zu reduzieren. Durch die 40-MHz-Bonding-Technologie können diese reservierten Bandbreiten auch für die Kommunikation genutzt und die Unterträger von 104 (52×2) auf 108 erhöht werden. Berechnet nach 72,2x2x108/104 beträgt der resultierende Durchsatz 150Mbps.

Short Guard Interval (GI) Ich überspringe es jetzt, ich werde später darüber sprechen

Alles hat zwei Seiten, es gibt Vor- und Nachteile. Obwohl die Channel-Bonding-Technologie offensichtlich die Geschwindigkeit verbessert, führt sie zu einer erheblichen Verringerung der Entstörungsfähigkeit des Funksignals. Ob Geschwindigkeit oder Stabilität, hängt von den Bedürfnissen jedes Einzelnen ab Wenn Sie sich die Mühe nicht machen möchten, verwenden Sie den „automatischen“ Modus der Standardroute.

2. QAM (Quadratur-Amplitudenmodulation).

Dies ist einer der „harten Indikatoren“, der eng mit der Geschwindigkeit der drahtlosen Übertragung zusammenhängt. QAM ist eine kombinierte Amplituden- und Phasenmodulationstechnologie. Sie nutzt die Amplitude und Phase des Trägers, um Informationsbits gleichzeitig zu übertragen. Dadurch kann eine höhere Frequenzbandauslastung bei gleichem Mindestabstand erreicht werden. Zu den Modulationsmethoden gehören normalerweise binäres QAM (4QAM), quaternäres QAM (16QAM), oktales QAM (64QAM) ..., und das entsprechende Endpunktverteilungsdiagramm des räumlichen Signalvektors wird als „Konstellationsdiagramm“ bezeichnet, das 4, 16, 64 beträgt. . ...ein Vektorendpunkt. Wie unten gezeigt:

Theoretisch ist die Übertragungseffizienz umso höher, je größer die Anzahl der Abtastpunkte ist. Die Leistung wird jedoch von vielen Faktoren beeinflusst, z. B. vom Routing des Hauptsteuerchips, den Spezifikationen des drahtlosen Steuerchips und den Spezifikationen der drahtlosen Technologie. und Frequenzbänder Derzeit ist das Maximum 1024QAM erreicht, aber es gibt nur sehr wenige unterstützende Geräte und Zugangsterminals unterstützen es im Allgemeinen nicht.

Die meisten drahtlosen Produkte unterstützen im Allgemeinen nur den Modulationsmodus bis zu 64 QAM im 2,4-G-Frequenzband. Das heißt, die theoretische Übertragungsrate eines einzelnen räumlichen Streams beträgt 150 Mbit/s (bei Betrieb mit einer Bandbreite von 40 MHz). Bei Verwendung von Black-Technology-Geräten wie TurboQAM kann die theoretische Übertragungsrate eines einzelnen Spatial Streams durch Herunterladen von 256QAM (unter 802.11n) 200 Mbit/s erreichen, was einer Steigerung um etwa das 1,3-fache entspricht.

Mit Geräten, die 1024QAM verwenden, kann ein einzelner räumlicher Stream weiter auf 250 Mbit/s erhöht werden, was einer zusätzlichen Geschwindigkeitssteigerung von 25 % entspricht. Dies ist ein wichtiger Grund, warum einige Router mit denselben 4 Antennen 800–1000 Mbit/s bei Flaggschiff-Routern erreichen können, bei normalen Routern jedoch nur 600 Mbit/s. Zum Beispiel der Netgear R8500 (1000+2167+2167) mit dem Broadcom BCM4366-Chipsatz, der TL-WDR9540 (1000+2167+2167), der noch nicht auf den Markt kam, usw.

Für weitere Informationen können Sie selbst nach dem Stichwort „QAM“ suchen.

3. MIMO – Multiple-InputMultiple-Output (Multiple-Input-Multiple-Output-Technologie)

„Es ist schwer, vier Hände mit zwei Fäusten zu schlagen.“ , so entstand das Mehrantennensystem. MIMO ist der Kern der 802.11n-Physical-Layer und auch eine wichtige Hochfrequenztechnologie für das heutige 3/4/5G, IEEE 802.16e WIMAX usw.

Wie der Name schon sagt, synchronisiert MIMO die Übertragung und den Empfang drahtloser Signale über mehrere Antennen, um Signaldämpfung zu unterdrücken, die Kommunikationsqualität zu verbessern und die Datenübertragungsrate exponentiell zu erhöhen, ohne die Spektrumsressourcen und die Antennenübertragungsleistung zu erhöhen. Nach mehreren Schnitten werden Netzwerkdaten synchron über mehrere Antennen übertragen. Da drahtlose Signale während des Übertragungsprozesses unterschiedliche Reflexions- oder Durchdringungswege nehmen, um Interferenzen zu vermeiden, ist die Zeit, zu der sie beim Empfänger ankommen, inkonsistent. Um Dateninkonsistenzen zu vermeiden, die nicht rekombiniert werden können, empfängt das Empfangsende gleichzeitig mehrere Antennen und verwendet dann die DSP-Neuberechnung, um die getrennten Daten basierend auf dem Zeitdifferenzfaktor neu zu kombinieren und dann einen korrekten und schnellen Datenstrom zu übertragen .

Derzeit kann das 2,4-GHz-Frequenzband bis zu 4x4-Architekturen unterstützen, und das 5-GHz-Frequenzband kann bis zu 8x8-Architekturen unterstützen (unter dem Protokollstandard 802.11ax).

Sowohl die Sende- als auch die Empfangsseite sind 4x4-Architekturdiagramme.

3.1 SDM: Das MIMO-System folgt dem „Short-Board-Effekt“. Das heißt, die Anzahl der unterstützten Spatial Streams hängt von der Mindestanzahl an Sende- und Empfangsantennen ab. Wenn die Anzahl der Sendeantennen 3 und die Anzahl der Empfangsantennen 2 beträgt, werden 2 Spatial Streams unterstützt. MIMO/SDM-Systeme werden im Allgemeinen durch „Anzahl der Sendeantennen × Anzahl der Empfangsantennen“ ausgedrückt. Das Bild oben zeigt ein 2x2 MIMO/SDM-System. Offensichtlich kann das Hinzufügen von Antennen die Anzahl der von MIMO unterstützten räumlichen Streams erhöhen. Unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie Kosten und Effektivität verwenden mobile Endgeräte wie Mobiltelefone und Tablets in der Branche derzeit jedoch im Allgemeinen eine 1x1- oder 2x2-Architektur, drahtlose Netzwerkkarten im Allgemeinen eine 2x2-Architektur und APs im Allgemeinen eine 3x3-Architektur.

MIMO/SDM dient der gleichzeitigen Ausbreitung mehrerer Streams über mehrere Pfade (Kanäle) zwischen Sender und Empfänger. Es ist eine interessante Sache aufgetaucht: Drahtlose Technologien (wie OFMD) haben immer versucht, die Auswirkungen von Mehrwegeeffekten zu überwinden, und MIMO nutzt genau Mehrwege zur Datenübertragung.

3.2 MIMO-OFDM

In typischen Anwendungsumgebungen wie Innenräumen können aufgrund des Einflusses des Mehrwegeeffekts leicht Signale auf der Empfangsseite (ISI) auftreten, was zu einer hohen Bitfehlerrate führt. Die OFDM-Modulationstechnologie unterteilt einen physischen Kanal in mehrere Unterträger, moduliert Datenströme mit hoher Rate in mehrere Unterdatenströme mit niedrigerer Rate und kommuniziert über diese Unterträger, wodurch die ISI-Möglichkeiten verringert und der Durchsatz der physikalischen Schicht verbessert werden.

OFDM wurde in der 802.11a/g-Ära ausgereift eingesetzt. In der 802.11n-Ära erhöht es die Anzahl der von MIMO unterstützten Unterträger von 52 auf 56. Es ist zu beachten, dass sowohl 802.11a/g als auch 802.11n 4 Unterträger als Pilotträger verwenden und diese Unterträger nicht für die Datenübertragung verwendet werden. Daher erhöht 802.11n MIMO die physikalische Rate von den herkömmlichen 54 Mbit/s auf 58,5 Mbit/s (dh 54x52/48). Gehen Sie zurück und sehen Sie sich Abbildung 5 an.

3.3 FEC (Forward Error Correction)

Gemäß den Grundprinzipien der drahtlosen Kommunikation kodiert der Sender die Informationen und überträgt redundante Informationen, um die Leistung zu verbessern, damit Informationen für die Übertragung in unzuverlässigen Medien wie drahtlosen Kanälen geeignet sind Die Fehlerkorrekturfähigkeit des Systems ermöglicht es dem Empfänger, die ursprünglichen Informationen wiederherzustellen. Der von 802.11n übernommene 64QAM-Kodierungsmechanismus kann die Kodierungsrate (das Verhältnis der effektiven Informationen zur gesamten Kodierung) von 3/4 auf 5/6 erhöhen. Daher wird für einen räumlichen Stream, der auf MIMO-OFDM basiert, die physikalische Rate von 58,5 auf 65 Mbit/s erhöht (d. h. 58,5 mal 5/6 dividiert durch 3/4). Schauen wir uns noch einmal Abbildung 5 an.

3.4 Short Guard Interval (GI)

Aufgrund des Mehrwegeeffekts werden Informationssymbole (Informationssymbole) über mehrere Wege übertragen und können miteinander kollidieren, was zu ISI-Störungen führen kann. Aus diesem Grund verlangt der 802.11a/g-Standard, dass beim Senden von Informationssymbolen ein Zeitabstand von 800 ns zwischen den Informationssymbolen gewährleistet sein muss. Dieses Intervall wird Guard Interval (GI) genannt. 802.11n verwendet weiterhin den Standard-GI von 800 ns. Wenn der Multipath-Effekt nicht sehr schwerwiegend ist, können Benutzer das Intervall auf 400 konfigurieren, wodurch der Durchsatz für einen räumlichen Stream um fast 10 % erhöht werden kann, d. h. von 65 Mbit/s auf 72,2 Mbit/s. Für Umgebungen mit offensichtlichen Multipath-Effekten wird die Verwendung des Short Guard Interval (GI) nicht empfohlen.

4. Drahtloser Kanal:

Der drahtlose Kanal wird oft als Kanal bezeichnet. Er ist nicht exklusiv, sondern wird von allen APs auf demselben Kanal verwendet Der Durchsatz von APs, insbesondere in einigen Wohnhochhäusern, ist die umgebende elektromagnetische Umgebung komplex und die Auswirkungen überfüllter Kanäle auf die drahtlose Übertragungsgeschwindigkeit sind sehr offensichtlich.

Es ist besser, an keine Bücher zu glauben, als überhaupt keine Bücher zu haben. Glauben Sie nicht an sogenannte Tutorials und fixieren Sie die Kanäle auf diesen sogenannten „unabhängigen“ Kanälen. Da diese Kanäle auch von anderen verwendet werden, insbesondere vom Personal für den Einsatz beim Betreiber, um Ärger zu vermeiden, wird Ihr WLAN nur langsamer, wenn Sie diese Kanäle zu diesem Zeitpunkt einstellen.

Es gibt auch einen „automatischen“ Modus, der den Kanal im Allgemeinen nur während des Routing-Startvorgangs optimiert. Daher wird empfohlen, dass Benutzer Wirelessmon (PC), mobilen WIFI-Analysator, CLoudWalker und andere Software (mobil) verwenden, um das umgebende WLAN zu scannen Verteilung und dann die Wahl eines Kanals auf derselben Frequenz oder einer benachbarten Frequenz, die niemand nutzt oder der von den wenigsten Menschen genutzt wird, um Störungen zu reduzieren, ist die richtige Lösung, um einen reibungslosen Kanal zu gewährleisten.

Die derzeit am häufigsten genutzten WLAN-Frequenzbänder sind 2,4 GHz und 5 GHz. Aus Sicherheits- und anderen Gründen gibt es in den einzelnen Ländern unterschiedliche Offenheitsgrade Das Frequenzband (-2,484 GHz) verfügt über insgesamt 14 Kanäle; das 5-GHz-Band verfügt über insgesamt 201 Kanäle.

Derzeit sind die offenen Kanalbereiche in China:

2,4-GHz-Frequenzband: 1-13 Kanäle (das gleiche wie in der EU), während die Vereinigten Staaten nur die Kanäle 1-11 verwenden, also bei amerikanischer Standardausrüstung kommt in China an, Kanäle 12/13. Es kann nicht gefunden werden.

5-GHz-Frequenzband: Zunächst wurden nur 5 Kanäle 149/153/157/161/165 geöffnet, und dann wurden nacheinander 8 DFS-Kanäle einschließlich 36/40/44/48/52/56/60/64 geöffnet. Das 5G-Frequenzband meines Landes hat ebenfalls 13 Kanäle geöffnet. Allerdings hat der DFS-Kanal die gleiche Frequenz wie das (EU-)Militär- und Wetterradar, daher gibt es bestimmte Einschränkungen bei seiner Verwendung. Wenn Störungen mit Umgebungssignalen erkannt werden, wird die Kanalfrequenz automatisch angepasst.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWas bedeutet WLAN-Geschwindigkeit?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!