Que signifie la vitesse sans fil ?

Le débit sans fil est le débit de transmission du réseau sans fil. Il s'agit d'un paramètre clé du WIFI. Il indique la bande passante prise en charge par l'appareil sans fil, c'est-à-dire le débit qu'il peut connecter les uns aux autres. Les débits de transmission sans fil identifiés par les routeurs sans fil courants sont en Mbps ; Mbps est une unité de débit de transmission, qui fait référence au nombre de bits (bits) transmis par seconde. 1Mbps représente la transmission de 1 000 000 de bits par seconde.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

Introduction à la vitesse sans fil

La vitesse sans fil est un paramètre clé du WIFI (c'est-à-dire le réseau sans fil). Elle indique la quantité de bande passante prise en charge par votre appareil sans fil, c'est-à-dire la vitesse à laquelle il peut se connecter les uns aux autres.

Les débits de transmission sans fil identifiés par les routeurs sans fil courants sont en Mbps.

Mbps est l'abréviation de mégabits par seconde, qui est une unité de débit de transmission et fait référence au nombre de bits (bits) transmis par seconde. 1 Mbps représente la transmission de 1 000 000 bits par seconde, c'est-à-dire que la quantité de données transmises par seconde est : 1 000 000/8 = 125 000 octets/s.

• MB, le nom complet est MByte, signifiant « mégaoctet »

• Mb, le nom complet est Mbit, signifiant « mégabit ».

Parmi eux, MByte fait référence au nombre d'octets, tandis que Mbit fait référence au nombre de bits. Les deux sont des unités de mesure de données, mais l'ordre de grandeur est complètement différent.

L'octet est le "nombre d'octets" et le bit est le "nombre de bits". Dans l'ordinateur, tous les huit bits correspondent à un octet, c'est-à-dire 1 octet = 8 bits, c'est-à-dire que le rapport entre les deux est de 8:1.

Par exemple, 54M signifie une technologie sans fil qui prend en charge le protocole 802.11G. Généralement, à ce débit, nous aurons un taux de transmission théorique de 54/8=6,75 Mo/s ; 108M est une technologie sans fil qui prend en charge le protocole 802.11N. Comme ci-dessus, le taux de transmission théorique est de 13,5 Mo/SXXMB/S. Cette valeur est l'unité de débit que nous voyons habituellement lors du téléchargement d'éléments dans Thunder.

Goutons d'étranglement des tarifs sans fil et technologies associées

Dans la société d'aujourd'hui, les gens sont de plus en plus indissociables du WiFi omniprésent. Bien que le WiFi soit devenu plus stable et plus rapide ces dernières années, l'expérience et la stabilité sont cependant encore loin d'être les performances. étant aussi bon que le filaire. À une époque où les grands opérateurs augmentent considérablement la vitesse, le sans fil présente également certains goulots d'étranglement en termes de vitesse.

Premièrement, la technologie sans fil est bien plus complexe que la technologie filaire, y compris la couche physique (MIMO, SDM, MIMO-OFD, MFEC (ForwardError Correction), Short GuardInterval (GI), technologie de liaison de canal, MCS (Modulation Coding Scheme)), MRC (Maximal-Ratio Combining)...) et couche MAC (agrégation de trames, Block ACK...) et bien d'autres technologies ont encore une fois confirmé que plus la structure du modèle est simple, meilleure est la stabilité, la seconde est sans fil. De l'environnement d'utilisation, en plus de dépendre d'une propagation aérienne peu fiable, sont les environnements d'utilisation très différents des utilisateurs, qui sont destinés à être plus sensibles aux interférences que les environnements filaires.

Entrons dans le vif du sujet. Parce qu’il existe de nombreuses technologies impliquées, il est impossible de toutes les couvrir. Nous n’en sélectionnons ici que quelques-unes représentatives. Vous êtes invités à avoir des discussions supplémentaires.

1. Bande passante de la bande de fréquence

, également souvent appelée bande passante du canal, est la gamme de fréquences occupée par la porteuse modulée et constitue également la norme pour la transmission des fréquences des signaux sans fil. Pour les technologies sans fil, le débit peut être amélioré plus directement en augmentant la largeur du spectre utilisé. Cela revient à supprimer la ceinture d'isolation routière d'origine dans les sens avant et arrière et à créer la même route à sens unique, améliorant directement la capacité de trafic. La bande passante utilisée par le 802.11a/g traditionnel est de 20 MHz. Avec la technologie de liaison de 40 MHz, deux canaux de 20 MHz peuvent être regroupés pour améliorer directement le débit. De cette manière, la totalité de la bande de fréquences de 2,4 GHz (2,4 à 2,4835 GHz) ne peut accueillir qu'un seul canal de 40 MHz. .bande passante. La bande de fréquence 5 GHz prend en charge les canaux 80 MHz, c'est-à-dire que 4 canaux sont liés et jusqu'à 8 canaux peuvent être liés, de sorte que l'ensemble du canal peut atteindre 160 MHz. Si les ressources spectrales sont comparées aux routes, l'ère 802.11a/b/g. C'est comme s'il s'agissait d'une seule voie avec une capacité de charge limitée. À l'ère 802.11n, elle s'est développée en une double voie, ce qui augmente considérablement le trafic. Et le 802.11ac peut atteindre 8 voies, et la capacité de charge peut être imaginée.

Il est à noter que : Dans la bande de fréquence 2,4GHz, pour un flux spatial, le débit n'est pas seulement augmenté de 72,2 Mbps à 144,4 (soit 72,2×2) Mbps. Pour la bande passante de 20 MHz, afin de réduire les interférences des canaux adjacents, une petite partie de la limite de bande passante est réservée des deux côtés. Grâce à la technologie de liaison 40 MHz, ces bandes passantes réservées peuvent également être utilisées pour la communication, et les sous-porteuses peuvent être augmentées de 104 (52 × 2) à 108. Calculé selon 72,2x2x108/104, le débit obtenu atteint 150Mbps.

Intervalle de garde court (GI) Je vais l'ignorer maintenant, j'en parlerai plus tard

Tout a deux côtés, il y a des avantages et des inconvénients. Bien que la technologie de liaison de canaux améliore évidemment la vitesse, elle entraînera une réduction significative de la capacité anti-interférence du signal sans fil. Qu'il s'agisse de vitesse ou de stabilité dépend des besoins de chaque individu. . Si vous ne voulez pas vous embêter, utilisez le mode "automatique" de l'itinéraire par défaut.

2. QAM (Modulation d'Amplitude en Quadrature).

C'est l'un des « indicateurs concrets » étroitement liés à la vitesse de transmission sans fil. QAM est une technologie conjointe de modulation d'amplitude et de phase. Elle utilise l'amplitude et la phase de la porteuse pour transmettre des bits d'information en même temps. Par conséquent, elle peut atteindre une utilisation de bande de fréquence plus élevée sur la même distance minimale. Les méthodes de modulation incluent généralement le QAM binaire (4QAM), le QAM quaternaire (16QAM), le QAM octal (64QAM)..., et le diagramme de distribution des points terminaux du vecteur de signal spatial correspondant est appelé « diagramme de constellation », qui sont 4, 16, 64. ....un point final de vecteur. Comme indiqué ci-dessous :

En théorie, plus le nombre de points d'échantillonnage est élevé, plus l'efficacité de la transmission est élevée. Cependant, ses performances sont affectées par de nombreux facteurs tels que la puce de contrôle principale de routage, les spécifications de la puce de contrôle sans fil, les spécifications de la technologie sans fil, et bandes de fréquences. Actuellement, le maximum a atteint 1024QAM, mais il existe très peu d'appareils pris en charge et les terminaux d'accès ne le prennent généralement pas en charge.

La plupart des produits sans fil ne prennent généralement en charge que jusqu'à 64 modes de modulation QAM dans la bande de fréquence 2,4G. Autrement dit, le taux de transmission théorique d'un seul flux spatial est de 150 Mbps (lorsqu'il fonctionne à une bande passante de 40 MHz). En utilisant des équipements de technologie noire tels que TurboQAM, en téléchargeant 256QAM (fonctionnant sous 802.11n), le débit de transmission théorique d'un seul flux spatial peut atteindre 200 Mbps, soit une augmentation d'environ 1,3 fois.

Avec l'équipement 1024QAM, un seul flux spatial peut être encore augmenté jusqu'à 250 Mbps, ce qui représente une augmentation de vitesse supplémentaire de 25 %. C'est une raison importante pour laquelle certains routeurs, dotés des mêmes 4 antennes, peuvent atteindre 800 à 1 000 Mbps pour les routeurs phares, mais seulement 600 Mbps pour les routeurs ordinaires. Par exemple, le Netgear R8500 (1000+2167+2167) utilisant le chipset Broadcom BCM4366, le TL-WDR9540 (1000+2167+2167) qui n'a pas encore été lancé, etc.

Pour plus d'informations, vous pouvez rechercher vous-même le mot-clé "QAM".

3. MIMO——Multiple-InputMultiple-Output (Technologie à entrées multiples et sorties multiples)

"Il est difficile de battre quatre mains avec deux poings". , c'est ainsi qu'est apparu le système multi-antennes . MIMO est au cœur de la couche physique 802.11n et constitue également une technologie de radiofréquence clé pour les réseaux 3/4/5G actuels, IEEE 802.16e WIMAX, etc.

Comme son nom l'indique, MIMO synchronise la transmission et la réception des signaux sans fil via plusieurs antennes pour supprimer l'atténuation du signal, améliorer la qualité de la communication et augmenter de manière exponentielle le taux de transmission des données sans augmenter les ressources spectrales et la puissance de transmission de l'antenne. Après plusieurs coupures, les données du réseau sont transmises de manière synchrone via plusieurs antennes. Étant donné que les signaux sans fil emprunteront des chemins de réflexion ou de pénétration différents pendant le processus de transmission pour éviter les interférences, le moment où ils arriveront à l'extrémité de réception sera incohérent. Afin d'éviter toute incohérence des données qui ne peuvent pas être recombinées, l'extrémité de réception aura plusieurs antennes de réception en même temps, puis utilisera le recalcul DSP pour recombiner les données séparées en fonction du facteur de différence de temps, puis transmettra un flux de données correct et rapide. .

Actuellement, la bande de fréquences 2,4 GHz peut prendre en charge une architecture jusqu'à 4x4, et la bande de fréquences 5 GHz peut prendre en charge une architecture jusqu'à 8x8 (sous la norme de protocole 802.11ax).

Les extrémités d'émission et de réception sont des diagrammes d'architecture 4x4.

3.1 SDM : le système MIMO suit "l'effet short board". Autrement dit, le nombre de flux spatiaux pris en charge dépend du nombre minimum d'antennes d'émission et de réception. Si le nombre d'antennes émettrices est de 3 et le nombre d'antennes de réception est de 2, les flux spatiaux pris en charge sont de 2. Les systèmes MIMO/SDM sont généralement exprimés par « le nombre d'antennes émettrices × le nombre d'antennes réceptrices ». L'image ci-dessus montre un système MIMO/SDM 2x2. Évidemment, l’ajout d’antennes peut augmenter le nombre de flux spatiaux pris en charge par MIMO. Cependant, compte tenu de divers facteurs tels que le coût et l'efficacité, les terminaux mobiles tels que les téléphones mobiles et les tablettes de l'industrie adoptent actuellement généralement une architecture 1x1 ou 2x2, les cartes réseau sans fil adoptent généralement une architecture 2x2 et les points d'accès adoptent généralement une architecture 3x3.

MIMO/SDM consiste à propager simultanément plusieurs flux via plusieurs chemins (canaux) entre l'émetteur et le récepteur. Une chose intéressante est apparue : les technologies sans fil (telles que l'OFMD) ont toujours tenté de surmonter l'impact de l'effet multitrajet, et MIMO utilise précisément le multitrajet pour transmettre des données.

3.2 MIMO-OFDM

Dans les environnements d'application typiques tels que l'intérieur, en raison de l'influence de l'effet multitrajet, des signaux peuvent facilement se produire du côté réception (ISI), ce qui entraîne un taux d'erreur binaire élevé. La technologie de modulation OFDM divise un canal physique en plusieurs sous-porteuses, module les flux de données à haut débit en plusieurs sous-flux de données à faible débit et communique via ces sous-porteuses, réduisant ainsi les opportunités ISI et améliorant le débit de la couche physique.

OFDM a été utilisé avec maturité à l'ère 802.11a/g. À l'ère 802.11n, il augmente le nombre de sous-porteuses prises en charge par MIMO de 52 à 56. Il convient de noter que les normes 802.11a/g et 802.11n utilisent toutes deux 4 sous-porteuses comme porteuses pilotes, et que ces sous-porteuses ne sont pas utilisées pour la transmission de données. Par conséquent, le MIMO 802.11n augmente le débit physique des 54 Mbps traditionnels à 58,5 Mbps (soit 54x52/48). Revenez en arrière et regardez la figure 5.

3.3 FEC (Forward Error Correction)

Selon les principes de base de la communication sans fil, afin de rendre les informations adaptées à la transmission sur des supports peu fiables tels que les canaux sans fil, l'émetteur codera les informations et transportera des informations redondantes pour améliorer les performances. du système. La capacité de correction d’erreur permet à l’extrémité réceptrice de récupérer les informations originales. Le mécanisme de codage 64QAM adopté par 802.11n peut augmenter le taux de codage (le rapport entre les informations effectives et l'ensemble du codage) de 3/4 à 5/6. Ainsi, pour un flux spatial, basé sur MIMO-OFDM, le débit physique passe de 58,5 à 65Mbps (soit 58,5 fois 5/6 divisé par 3/4). Revenons en arrière et regardons la figure 5.

3.4 Intervalle de garde court (GI)

En raison de l'effet multitrajet, les symboles d'information (symboles d'information) seront transmis par plusieurs chemins et peuvent entrer en collision les uns avec les autres, provoquant des interférences ISI. Pour cette raison, la norme 802.11a/g exige que lors de l'envoi de symboles d'information, un intervalle de temps de 800 ns soit assuré entre les symboles d'information. Cet intervalle est appelé Guard Interval (GI). 802.11n utilise toujours le GI par défaut de 800 ns. Lorsque l'effet multitrajet n'est pas très grave, les utilisateurs peuvent configurer l'intervalle à 400, ce qui peut augmenter le débit de près de 10 % pour un flux spatial, soit de 65 Mbps à 72,2 Mbps. Pour les environnements présentant des effets de trajets multiples évidents, il n'est pas recommandé d'utiliser un intervalle de garde court (GI).

4. Canal sans fil :

Le canal sans fil est souvent appelé canal, qui s'apparente à une voie. Il n'est pas exclusif, mais partagé par tous les points d'accès sur le même canal réduira le problème. débit des points d'accès, en particulier dans certains zones résidentielles de grande hauteur, l'environnement électromagnétique environnant est complexe et l'impact des canaux encombrés sur la vitesse de transmission sans fil sera très évident.

Il vaut mieux ne pas croire aux livres que de ne pas avoir de livres du tout. Ne pas croire aux soi-disant tutoriels et réparer les chaînes sur ces chaînes dites « indépendantes ». Étant donné que ces canaux sont également utilisés par d'autres personnes, en particulier par le personnel de déploiement des opérateurs, pour éviter les problèmes, si vous configurez ces canaux à ce moment-là, cela ne fera que ralentir votre réseau sans fil.

Il existe également un mode "automatique" qui n'optimise généralement le canal que pendant le processus de démarrage du routage, il est donc recommandé aux utilisateurs d'utiliser wirelessmon (PC), un analyseur WIFI mobile, CLoudWalker et d'autres logiciels (mobiles) pour scanner le réseau sans fil environnant. distribution, puis choisir un canal sur la même fréquence ou une fréquence adjacente que personne n'utilise ou qui est relativement le moins utilisé par les gens pour réduire les interférences est la bonne solution pour garantir un canal fluide.

À l'heure actuelle, les bandes de fréquences WiFi les plus utilisées sont 2,4 GHz et 5 GHz. Après 802.11ad, la bande de fréquences 60 GHz est apparue. Pour des raisons de sécurité et d'autres considérations, les pays ont différents degrés d'ouverture. Parmi eux, le 2,4 GHz (2,412). -2,484 GHz) la bande de fréquences a un total de 14 canaux ; la bande 5 GHz a un total de 201 canaux.

Actuellement, les gammes de canaux ouverts en Chine sont :

Bande de fréquences 2,4 GHz : 1 à 13 canaux (la même que dans l'UE), tandis que les États-Unis n'utilisent que les canaux 1 à 11, donc lorsque l'équipement standard américain arrive en Chine, chaînes 12/13 Introuvable.

Bande de fréquence 5 GHz : Initialement, seuls 5 canaux 149/153/157/161/165 ont été ouverts, puis 8 canaux DFS dont 36/40/44/48/52/56/60/64 ont été ouverts successivement jusqu'à présent. , la bande de fréquences 5G de mon pays a également ouvert 13 chaînes. Cependant, le canal DFS a la même fréquence que le radar militaire et météorologique (UE), il existe donc certaines restrictions sur son utilisation. Lorsqu'une interférence avec les signaux environnants est détectée, la fréquence du canal sera automatiquement ajustée.

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