무선 속도는 무엇을 의미하나요?

무선 속도는 무선 네트워크의 전송 속도입니다. 이는 무선 장치가 얼마나 많은 대역폭을 지원하는지, 즉 서로 연결할 수 있는 속도를 나타냅니다. 일반적인 무선 라우터에서 식별되는 무선 전송 속도는 Mbps 단위이며, Mbps는 초당 전송되는 비트(비트) 수를 나타내는 전송 속도 단위입니다. 1Mbps는 초당 1,000,000비트의 전송을 나타냅니다.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, Dell G3 컴퓨터.

무선 속도 소개

무선 속도는 WIFI(즉, 무선 네트워크)의 핵심 매개변수입니다. 이는 무선 장치가 지원하는 대역폭, 즉 서로 연결할 수 있는 속도를 나타냅니다.

일반적인 무선 라우터에서 식별되는 무선 전송 속도는 Mbps 단위입니다.

Mbps는 Megabits Per Second의 약어로, 전송 속도의 단위로 초당 전송되는 비트(비트) 수를 나타냅니다. 1Mbps는 초당 1,000,000비트의 전송을 나타냅니다. 즉, 초당 전송되는 데이터 양은 1,000,000/8=125,000바이트/초입니다.

• MB, 전체 이름은 "메가바이트"를 의미하는 MByte입니다.

• Mb, 전체 이름은 "메가비트"를 의미하는 Mbit입니다.

이 중에서 MByte는 바이트 수를 나타내고 Mbit는 비트 수를 나타냅니다. 둘 다 데이터 측정 단위이지만 크기의 순서는 완전히 다릅니다.

Byte는 "바이트 수"이고 bit는 "비트 수"입니다. 컴퓨터에서는 8비트마다 1바이트, 즉 1Byte=8bit, 즉 둘 사이의 비율이 8:1입니다.

예를 들어 54M은 802.11G 프로토콜을 지원하는 무선 기술을 의미합니다. 일반적으로 이 속도에서는 54/8=6.75MB/s의 이론적 전송 속도를 갖게 됩니다. 108M은 802.11N 프로토콜을 지원하는 무선 기술입니다. 위와 마찬가지로 이론적 전송 속도는 13.5MB/SXXMB/S입니다. 이 값은 Thunder에서 콘텐츠를 다운로드할 때 일반적으로 표시되는 속도 단위입니다.

무선 속도 병목 현상 및 관련 기술

오늘날 사회에서 사람들은 점점 더 유비쿼터스 WiFi와 뗄래야 뗄 수 없게 되었습니다. 최근 몇 년 동안 WiFi는 더욱 안정적이고 빨라졌지만, 경험과 안정성은 여전히 ​​멀었습니다. 주요 통신업체가 속도를 크게 높이는 시대에 무선에도 속도에 병목 현상이 발생하는 이유는 무엇입니까?

첫째, 무선 기술은 물리 계층(MIMO, SDM, MIMO-OFD, MFEC(ForwardError Correction), Short GuardInterval(GI), 채널 결합 기술, MCS(Modulation Coding Scheme))을 포함하여 유선 기술보다 훨씬 복잡합니다. MRC(Maximal-Ratio Combining)...) 및 MAC 계층(Frame Aggregation, Block ACK...) 및 기타 여러 기술을 통해 모델 구조가 단순할수록 안정성이 향상된다는 점을 다시 한 번 확인했습니다. 신뢰할 수 없는 공기 전파에 의존하는 것 외에도 사용자의 사용 환경이 크게 다르기 때문에 유선보다 간섭에 더 취약합니다.

관련된 기술이 많기 때문에 여기서는 몇 가지 대표적인 기술만 선택해 보겠습니다.

1. 주파수 대역 대역폭

채널 대역폭이라고도 불리는 이는 변조된 반송파가 차지하는 주파수 범위이며 무선 신호 주파수를 전송하는 표준이기도 합니다. 무선 기술의 경우 사용되는 스펙트럼의 폭을 늘려 처리량을 가장 직접적으로 향상시킬 수 있습니다. 이는 기존의 전진 및 후진 도로 격리 벨트를 제거하고 동일한 일방 통행 도로를 만들어 교통 능력을 직접적으로 향상시키는 것과 같습니다. 기존 802.11a/g에서 사용되는 대역폭은 20MHz입니다. 40MHz 결합 기술을 사용하면 20MHz 채널 두 개를 묶어 처리량을 직접적으로 향상시킬 수 있습니다. 이러한 방식으로 전체 2.4GHz(2.4-2.4835GHz) 주파수 대역은 1개의 40MHz 채널만 수용할 수 있습니다. . 5GHz 주파수 대역은 80MHz 채널을 지원한다. 즉, 4개 채널을 결합해 최대 8개 채널을 결합할 수 있어 스펙트럼 자원을 도로로 비유하면 802.11a/b/g 시대에 도달할 수 있다. 802.11n 시대에는 2개의 레인으로 발전해 트래픽이 크게 늘어났고, 802.11ac는 8개의 레인까지 도달할 수 있어 전송 용량이 상상이 된다.

다음 사항에 유의해야 합니다. 2.4GHz 주파수 대역에서 공간 스트림의 경우 처리량은 72.2Mbps에서 144.4(즉, 72.2×2)Mbps로 증가할 뿐만 아니라 20MHz 대역폭의 경우 인접 채널의 간섭을 줄이기 위해 대역폭 경계의 작은 부분이 양쪽에 예약되어 있습니다. 40MHz 본딩 기술을 통해 이렇게 예약된 대역폭을 통신에도 사용할 수 있으며 부반송파를 104(52×2)에서 108로 늘릴 수 있습니다. 72.2x2x108/104에 따라 계산하면 결과 처리량은 150Mbps에 이릅니다.

짧은 가드 간격(GI) 지금은 생략하고 나중에 이야기하겠습니다

모든 것에는 장점과 단점이 있습니다. 채널 본딩 기술은 분명히 속도를 향상시키지만, 속도인지 안정성인지는 각 개인의 필요에 따라 다릅니다. 귀찮게 하고 싶지 않다면 기본 경로의 "자동" 모드를 사용하십시오.

2. QAM(직교 진폭 변조).

이것은 무선 전송 속도와 밀접한 관련이 있는 "하드 지표" 중 하나입니다. QAM은 반송파의 진폭과 위상을 동시에 사용하여 정보 비트를 전송하는 결합 진폭 및 위상 변조 기술입니다. 따라서 동일한 최소 거리에서 더 높은 주파수 대역 활용도를 달성할 수 있습니다. 변조 방법에는 일반적으로 2진 QAM(4QAM), 4진 QAM(16QAM), 8진 QAM(64QAM)...이 포함되며 해당 공간 신호 벡터 끝점 분포 다이어그램을 "성상 다이어그램"이라고 하며 이는 4, 16, 64입니다. ...벡터 끝점입니다. 아래와 같이:

이론적으로 샘플 포인트 수가 많을수록 전송 효율이 높아집니다. 그러나 성능은 라우팅 메인 제어 칩 사양, 무선 기술 사양, 현재 최대값은 1024QAM에 도달했지만 지원하는 장치가 거의 없으며 일반적으로 이를 지원하지 않는 액세스 단말이 있습니다.

대부분의 무선 제품은 일반적으로 2.4G 주파수 대역에서 최대 64 QAM 변조 모드만 지원합니다. 즉, 단일 공간 스트림의 이론적인 전송 속도는 150Mbps(40MHz 대역폭에서 실행 시)입니다. TurboQAM과 같은 블랙 기술 장비를 사용하여 256QAM(802.11n에서 실행)을 다운로드하면 단일 공간 스트림의 이론적 전송 속도가 약 1.3배 증가한 200Mbps에 도달할 수 있습니다.

1024QAM 장비를 사용하면 단일 공간 스트림을 250Mbps까지 추가로 높일 수 있어 속도가 25% 더 향상됩니다. 이는 동일한 4개의 안테나를 사용하는 일부 라우터가 플래그십 라우터의 경우 800-1000Mbps에 도달할 수 있지만 일반 라우터의 경우 600Mbps에 불과한 중요한 이유입니다. 예를 들어 Broadcom BCM4366 칩셋을 사용하는 Netgear R8500(1000+2167+2167), 아직 출시되지 않은 TL-WDR9540(1000+2167+2167) 등이 있습니다.

자세한 내용은 "QAM"이라는 키워드로 직접 검색하시면 보실 수 있습니다.

3.MIMO——Multiple-InputMultiple-Output (Multiple-Input Multiple-Output Technology)

"두 주먹으로 네 손을 이기는 것은 어렵다" 결국 단일 공간 스트림의 속도 증가는 제한적이어서 다중 안테나 시스템이 등장했습니다. MIMO는 802.11n 물리 계층의 핵심이자 오늘날의 3/4/5G, IEEE 802.16e WIMAX 등의 핵심 무선 주파수 기술이기도 합니다.

이름에서 알 수 있듯이 MIMO는 여러 안테나를 통해 무선 신호의 송수신을 동기화하여 신호 감쇠를 억제하고 통신 품질을 향상시키며 스펙트럼 자원과 안테나 전송 전력을 늘리지 않고도 데이터 전송 속도를 기하급수적으로 높입니다. 여러 번 절단한 후 네트워크 데이터는 여러 안테나를 통해 동기적으로 전송됩니다. 무선 신호는 간섭을 피하기 위해 전송 과정에서 서로 다른 반사 또는 침투 경로를 사용하므로 수신단에 도달하는 시간은 일관되지 않습니다. 재결합할 수 없는 데이터 불일치를 피하기 위해 수신측에서는 동시에 여러 안테나 수신을 수행한 다음 DSP 재계산을 사용하여 시차 요소를 기반으로 분리된 데이터를 재결합한 다음 정확하고 빠른 데이터 스트림을 전송합니다. .

현재 2.4GHz 주파수 대역은 최대 4x4 아키텍처를 지원할 수 있으며, 5GHz 주파수 대역은 최대 8x8 아키텍처(802.11ax 프로토콜 표준에 따라)를 지원할 수 있습니다.

송신측과 수신측 모두 4x4 아키텍처 다이어그램입니다.

3.1 SDM: MIMO 시스템은 "쇼트 보드 효과"를 따릅니다. 즉, 지원되는 공간 스트림의 수는 최소 송신 및 수신 안테나에 따라 달라집니다. 송신 안테나 개수가 3개이고 수신 안테나 개수가 2개인 경우 지원되는 공간 스트림은 2개입니다. MIMO/SDM 시스템은 일반적으로 "송신 안테나 수 × 수신 안테나 수"로 표현됩니다. 위 그림은 2x2 MIMO/SDM 시스템을 보여줍니다. 분명히 안테나를 추가하면 MIMO에서 지원하는 공간 스트림 수가 늘어날 수 있습니다. 그러나 비용, 효율성 등 다양한 요소를 고려할 때, 현재 업계의 휴대폰, 태블릿 등 모바일 단말은 일반적으로 1x1 또는 2x2 아키텍처를 채택하고, 무선 네트워크 카드는 일반적으로 2x2 아키텍처를 채택하고, AP는 일반적으로 3x3 아키텍처를 채택합니다.

MIMO/SDM은 송신기와 수신기 사이의 여러 경로(채널)를 통해 여러 스트림을 동시에 전파하는 것입니다. 흥미로운 사실이 드러났습니다. OFMD와 같은 무선 기술은 항상 다중 경로 효과의 영향을 극복하려고 노력해 왔으며 MIMO는 다중 경로를 정확하게 사용하여 데이터를 전송합니다.

3.2 MIMO-OFDM

실내 등 일반적인 응용 환경에서는 다중 경로 효과의 영향으로 수신측(ISI)에서 신호가 쉽게 발생하여 비트 오류율이 높아질 수 있습니다. OFDM 변조 기술은 물리적 채널을 여러 하위 캐리어로 나누고, 고속 데이터 스트림을 여러 개의 저속 하위 데이터 스트림으로 변조하고, 이러한 하위 캐리어를 통해 통신함으로써 ISI 기회를 줄이고 물리 계층 처리량을 향상시킵니다.

OFDM은 802.11a/g 시대에 본격적으로 사용되었습니다. 802.11n 시대에는 MIMO에서 지원하는 하위 반송파 수가 52개에서 56개로 늘어납니다. 802.11a/g와 802.11n 모두 4개의 부반송파를 파일럿 반송파로 사용하며, 이들 부반송파는 데이터 전송에 사용되지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 802.11n MIMO는 물리적 속도를 기존 54Mbps에서 58.5Mbps(예: 54x52/48)로 높입니다. 돌아가서 그림 5를 살펴보세요.

3.3 FEC(Forward Error Correction)

무선 통신의 기본 원리에 따라 무선 채널과 같이 신뢰할 수 없는 매체에서의 전송에 적합한 정보를 만들기 위해 송신기는 정보를 인코딩하고 중복 정보를 전달하여 성능을 향상시킵니다. 시스템의 오류 수정 기능을 통해 수신측에서는 원래 정보를 복구할 수 있습니다. 802.11n에서 사용되는 64QAM 인코딩 메커니즘은 인코딩 속도(전체 인코딩에 대한 유효 정보의 비율)를 3/4에서 5/6으로 높일 수 있습니다. 따라서 MIMO-OFDM을 기반으로 하는 공간 스트림의 경우 물리적 속도가 58.5에서 65Mbps로 증가합니다(즉, 58.5 곱하기 5/6을 3/4로 나눈 값). 다시 그림 5를 살펴보겠습니다.

3.4 짧은 가드 간격(GI)

다중 경로 효과로 인해 정보 기호(Information Symbols)가 여러 경로를 통해 전송되고 서로 충돌하여 ISI 간섭을 일으킬 수 있습니다. 이러한 이유로 802.11a/g 표준에서는 정보 기호를 보낼 때 정보 기호 간에 800ns의 시간 간격을 보장해야 합니다. 이 간격을 GI(Guard Interval)라고 합니다. 802.11n은 여전히 ​​기본 GI인 800ns를 사용합니다. 다중 경로 효과가 그다지 심각하지 않은 경우 사용자는 간격을 400으로 구성할 수 있으며, 이는 하나의 공간 스트림에 대해 처리량을 거의 10%, 즉 65Mbps에서 72.2Mbps로 늘릴 수 있습니다. 다중 경로 효과가 뚜렷한 환경에서는 GI(Short Guard Interval)를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

4. 무선 채널:

무선 채널은 흔히 채널이라고 불리며, 이는 레인과 유사하지만, 동일한 채널에서 작업하면 모든 AP가 공유합니다. AP의 처리량, 특히 일부 고층 주거 지역에서는 주변 전자기 환경이 복잡하며 혼잡한 채널이 무선 전송 속도에 미치는 영향은 매우 분명합니다.

책이 전혀 없는 것보다 책이 없는 것이 더 낫습니다. 소위 튜토리얼을 믿지 말고 소위 "독립" 채널에 채널을 고정하세요. 이러한 채널은 다른 사람, 특히 운영자 배포 담당자가 문제를 방지하기 위해 사용하기 때문에 이때 이러한 채널을 설정하면 무선 속도가 느려질 뿐입니다.

라우팅 시작 프로세스 중에 일반적으로 채널을 최적화하는 "자동" 모드도 있으므로 사용자는 wirelessmon(PC), 모바일 WIFI 분석기, CLoudWalker 및 기타 소프트웨어(모바일)를 사용하여 주변 무선을 스캔하는 것이 좋습니다. 그런 다음 아무도 사용하지 않거나 간섭을 줄이기 위해 가장 적은 사람이 사용하는 동일한 주파수 또는 인접 주파수의 채널을 선택하는 것이 원활한 채널을 보장하는 올바른 솔루션입니다.

현재 가장 널리 사용되는 WiFi 주파수 대역은 2.4GHz와 5GHz입니다. 802.11ad 이후에는 보안 및 기타 고려 사항으로 인해 국가별로 개방도가 다릅니다. -2.484GHz) 주파수 대역에는 총 14개의 채널이 있으며, 5GHz 대역에는 총 201개의 채널이 있습니다.

현재 중국의 개방형 채널 범위는 다음과 같습니다.

2.4GHz 주파수 대역: 1-13채널(EU와 동일), 미국은 채널 1-11만 사용하므로 미국 표준 장비 중국에 도착했는데 채널 12/13을 찾을 수 없습니다.

5GHz 주파수 대역: 처음에는 149/153/157/161/165 5개 채널만 오픈되었으며 이후 36/40/44/48/52/56/60/64를 포함하여 8개 DFS 채널이 순차적으로 오픈되었습니다. 우리나라 5G 주파수 대역도 13개 채널을 오픈했다. 그러나 DFS 채널은 (EU) 군용 및 기상 레이더와 동일한 주파수를 가지므로 사용에 일정한 제한이 있습니다. 주변 신호와의 간섭이 감지되면 채널 주파수가 자동으로 조정됩니다.

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