无线路由器一、二、三根天线有什么区别?

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利益相关:本人系图中所示产品从业者,自家产品最熟悉,所以请大家理解。


楼上有很多专业人士,他们讲了很多,讲的也很好。那么我从实际产品的角度上来说几句,力求让大家不存在理解上的难度。


  • 对于最高支持11g协议的老式无线路由器,一根天线最高支持54Mbps;
  • 对于最高支持11n协议的半老不新无线路由器,一根天线最高支持150Mbps;
  • 对于最高支持11ac协议的新式无线路由器,一根天线最高支持433Mbps;

如果听到一个路由器“号称”能达到多高的速率,就可以很快的知道它大致有几根天线。目前市场上的无线路由器主要有以下几种:


  • “号称”54Mbps、150M绝对是一根天线;
  • “号称”300Mbps是两根天线(两路11n)
  • “号称”450Mbps是三根天线(三路11n)
  • “号称”900Mbps是四根天线(三路11n+一路11ac)
  • “号称”1300Mbps是五根天线(三路11n+两路11ac)
  • “号称”1750Mbps是六根天线(三路11n+三路11ac)

如果不是这个规律,那么只能说明那个路由器使用了“内置天线”或者“假天线”。


相反,如果仅仅看到路由器有几根天线,不看规格的话就很难知道这货到底最大支持多高的速率。不过,双天线至少300M,三天线至少450M,四天线至少900M……


三天线路由器:


五天线路由器:


六天线路由器:


我知道你们会问:“为毛天线越多速率越高啊?


那就不得不引出MIMO的概念。MIMO(multiple input multiple output)技术的思想是在发送端和接收端同时安装多个天线。发送端利用多个天线同时发送信号,同时接收端也有多个天线在接收信号 ,从而在同一频域和时域中能够传送更多的信息。它可以在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,成倍的提高系统信道容量。


具体是如何做到的?是时候祭出万能的王尼玛了。。。


以下图片引用自hr_opt:

在一间狭小而非常安静的房间里,有两对情侣在交谈。当王尼玛说“俺稀罕你”的时候,王尼玛的女朋友和丁尼玛的女朋友都能听得很清楚。也就是说,在这种环境下,相对于SISO(一对一讲悄悄话),听者同时接收到的信息量是SISO的2倍。

现在我们换一个环境。假设这两对情侣(也有可能是男-男,如图)在一个非常吵闹的小酒吧里聊天(或者谈话双方距离很远),尽管王尼玛提高了嗓门喊“俺稀罕你”,可是,他的“女”朋友(或者丁尼玛的)都无法听清楚。

那么,如果王尼玛和丁尼玛同时喊“俺稀罕你”呢?尽管信息的数量没有增加,但由于两路信号传送相同的信息,听者能听清楚的机会就大了很多。王尼玛的女朋友即使听不到王尼玛的“俺稀罕你”,也能听到丁尼玛的“俺稀罕你”。管它是谁说的呢?关键是信息传达到了,通信就成功了!从通信的角度讲,这叫提高了通信的可靠性。

这就是MIMO的工作原理。MIMO有两种模式:空间复用和发射/接收分集。

空间复用是将要传送的数据可以分成几个数据流,然后在不同的天线上进行传输,从而提高系统的传输速率。


可以把王尼玛、丁尼玛以及其他的众多尼玛看作是路由器的天线,把王尼玛女朋友、丁尼玛女朋友以及其他尼玛的女朋友看做是接收设备(例如说笔记本、手机、PAD等)的天线。就很容易搞清楚多天线和速率的关系了。


我知道有人又会问:“三路11n+一路11ac这样的描述又是几个意思?为毛要搞两种天线啊?

这就不得不扯出另外一个话题:“2.4GHz天线和5GHz天线的区别


2.4GHz就像公路一样,车道窄而少(四车道),车速低。既能跑老牛破车(蓝牙等)也能跑手扶拖拉机(11b)既能跑货运客车(11g)又能跑敞篷超跑(11n)来来往往的各种车巨多,指不定啥时候来个磕碰、追尾什么的(干扰)


5GHz就像铁路一样,车道多,要是并起来的话就会很宽,车速超高。既能跑快淘汰的老式绿皮车(11a)又能跑改装跑车(11n)还能跑高铁动车(11ac)但目前能在上面运行的列车不会很多,因而很少会出现磕碰、追尾之类的事故(干扰)


2.4GHz就如同屌丝一样,虽然器大活好,但渐渐难以迎合人民群众日益增长的高速率需求,因此大有被5GHz取代的意思。

但是2.4GHz有一个好处就是波长相对较长,穿墙打洞能力高(市面上所谓的穿墙王一般是在2.4GHz链路上做文章)5GHz波长则相对较短,穿墙能力让人拙计。


2.4GHz和5GHz都有各自的长处,并且短时间无法找到一套兼顾二者之长的方案。


那该如何是好呢?对了,你没猜错,答案便是将它们糅合在一起,就像下图一样。为了降低同频干扰,也为了降低天线的相关度,最好采取犬牙交错的布局方法。当然这又是一个比较复杂的问题,不展开讲。


顺便给大家讲一个喜闻乐见的故事,普及一下IEEE 802.11协议。


速度与激情8--老A的逆袭

话说老幺家有四个儿子,大儿子幺幺艾,二儿子幺幺毕,三儿子幺幺基,四儿子幺幺恩;绰号分别是:老a,2b,3g,小n


大龄屌丝老a是一个火车司机,常年开着绿皮车,最大时速54码;

2b虽然开了辆小破车,可整天还挺乐呵。常年混迹于乡村小路,最大时速11码。

3g中规中矩,在新式国道上跑客运,最大时速54码。

新锐青年小n早年跟着几位大哥混,火车汽车都玩的溜;既能在公路上也能在铁路上飙车。最大时速150码。


邻居们都认为小n的潜力最大,前途不可估量。

刚开始小n也是不负众望,慢慢开拓了一片新天地。可后来渐渐变得骄奢慵懒,不思进取,守着那点老本开始坐吃山空了。


十年磨一剑,当年常常被众人讥讽的屌丝老A终于逆袭了。


老A先是遇到了小穗,生了个女儿,取名幺幺爱穗(11ac)

从小在铁路边长大,加上老爸的言传身教,爱穗自幼便能轻松驾驭高铁,单车道433码(后来升级到867码),最多支持8车道。


闷骚的老A后来又遇到了小娣,享尽齐人之福。偷偷生了个私生子,取名幺幺艾迪(11ad)


虎姐无犬弟,这货更是屌炸天;

欲知后事如何,且听下回分解。

________________________________________

公路:2.4GHz;铁路:5GHz;

老幺家:IEEE802.11家族

幺幺艾:IEEE802.11a;幺幺毕:IEEE802.11b;

幺幺基:IEEE802.11g;幺幺恩:IEEE802.11n;

幺幺爱穗:IEEE802.11ac;

幺幺艾迪:IEEE802.11ad.

码:Mbps.

________________________________________

都是为了提高信号质量做出的努力,
  • 1根天线没有什么花头,就是单根又收又发
  • 2根天线花头就多了,对于发送来讲可以两根同时发,也可以根据客户端的反馈挑选信号好的发;然后接收的时候可以两根同时接收,也可以挑选接收信号质量好的那根接收(antenna diversity),也可以把两个天线的信号叠加在一起接收;叠加的时候也有花头好玩,可以简单相加,也可以相位对齐后叠加(maximum combination)。
  • 3根天线和两根类似,只不过组合的花样更多。除此以外,还有一个新的花头,大部分3根或者3根以上天线的无线路由器都支持MIMO(多入多出多数据流),就是说把数据包切成几份,用不同的天线发送或者接收,要达到比较好的效果还需要客户端也支持MIMO。一般的笔记本电脑都有两个以上天线,可以较好支持MIMO,而手机由于空间限制一般只能支持一个数据流。
唔,2根或者2根以上天线还有更多的花头,比如同时支持2.4GHz和5GHz两个频段。


上面介绍你也看到,天线个数越多性能会越好(数据速率,覆盖范围),但是前提是同一款芯片同样的天线。而各家设计都不一样,相互之间简单按天线数目来区分毫无意义。总的来讲,三根家用就到头了,只要支持11n,用的不是小厂的解决方案,性能都不会太差。而且要达到比较好的性能也要客户端配合,比如300M要有2个天线,450M要有3个天线组成3x3等等。


p.s.当然,一生二,二生三,三生万物,这些奇葩天线更多。其实这些天线是为了同时支持更多频段,或者更大带宽,对于信号质量没有太大帮助了。


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为什么?