频段、信道、信道带宽、传输速率的理解

2023-02-27 13:33:27 531

无线通信是指电磁波经过空间传播传递信息的通讯方式，也被称为无线电通信。无论是采用何种的无线接入技术，都会涉及到4个重要的参数：

第一、频段

无线通信使用的是电磁波，既然是波，那就有频率，通过将电磁波的频率划分为不同的 “段”，即是频段。

对频段下一个定义

频段：是指一个连续电磁波的频率范围

可以通俗的把频段理解为，两个地方之间的高速公路。

案例：

通常无线路由器都会有两个频段：2.4GHz和5GHz。即两条不同的路，好比汽车在高速公路，地铁在地下轨道，各有千秋。

波长=波速 * 周期=波速/频率，所以频率越高，波长越短。

为什么2.4GHz穿墙能力强，5GHz传输快？

正是由于2.4GHz的频率较低，所以波长更长，更容易绕过障碍物继续传播。

家电、无线等设备多数使用的2.4G频段，无线环境更加拥挤，干扰较大，而5GHz的频宽较宽，设备较少，从而干扰也少。

两个常用频段对比

第二、信道

上面我们知道了划分频段，信道就是在频段基础上的更进一步的划分。

为什么需要再划分呢？

目的是为了避免很多个设备之间的竞争，在Wi-Fi频段被划分为14个信道

既然是避免冲突，为什么不多划分很多信道呢？

首先，信道越多，那每个信道的宽度就很窄了，信道里边终端的冲突概率就变得更大了，如果想要避免或是减少冲突，那么则需要花费更多的时间来监测冲突，有问题的情况下，还需要重发数据包，那么速度肯定也提不上去。

路就那么点宽，你要分100个车道，那每个车道就窄得不得了了，不说速度如何，硬件要实现可用都要困难好多了。

想想一个路由器是接入几十、上百个终端s设备，这个其实是把所在信道的频率范围再细分进行复用。因为频率的范围不能分太细，分太细，信道内的终端发送信号时冲突的概率就变大了，需要消耗更多的时间来检测冲突、进行重发，速度自然就上不去了。

Wifi的2.4GHz和5GHz指的是频率，其中的区别就是频率的不同，因为波长和频率是成反比的，所以2.4GHz的波长比较长，5GHz的波长比较短。

第三、信道带宽

一个信道中最大频率与最小频率的差，就叫做信道带宽，这个值体现了信道覆盖的频率范围的大小。

在Wi-Fi中，每个信道的带宽是22MHz。但是，实际使用中，有效的带宽是20MHz，其中有2MHz是隔离频带，起保护作用。

20MHz信道带宽对应的是65M带宽，它的特性是穿透性好传输的距离远（100米左右）。

40MHz信道带宽对应的是150M带宽，它的穿透性差传输的距离较近（50米左右)。

很多路由器，可以开启信道的自动切换功能：

信号强度的其*值越小，说明信号越强。你也可以根据周围的环境中其他信号使用的信道和强度，选一个没有使用的信道、或者周围弱信号使用的信道。提升路由器的使用效率

第四、传输速率

传输速率在这里指的是数据传输的快慢，单位是比特/秒。影响它因素很多，主要是信道带宽和频率。带宽越大，传输速率越大。频率越高，传输速率越高。

另外，还有一些另外的技术来提供传输速率，例如正交频分复用、MIMO等。具体的方式我们现在不用了解。

传输速度的单位是每秒比特（bit/s）或每秒字节（Byte/s）。

有点像称重里面的公斤与斤、公里与里，这样的换算关系。

1字节=8比特，也就是1：8的关系。

通常所说的2M是指每秒2兆比特（即2Mbit/s），

而在计算机等用户终端上显示的通常是每秒字节数(Byte/s)。

2M对应每秒256k字节，扣除用于控制连接所占用的字节，用户电脑显示的就不到256k字节（256kB）。这就好比用户购买的是“里”，但电脑显示的是“公里”。

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