无线路由器为什么会有多根天线存在

admin 2014年12月29日 网络维护 943次阅读 查看评论

1无线路由器为什么会有多根天线存在

    一种奇怪的消费习惯存在于大部分消费者的日常消费行为中,在价格相差无几的情况下,消费者偏向选择“量大”的产品。除此之外,跟风现象也非常严重,许多事实自己并没有去考证,就冒然出手,“哪个商品买的人多我就买那个”。“神车党”、“车门厚重”等x众的拥趸更是最具代表的一个群体。同样,购买无线路由器的大多数消费者也陷入了一种“天线多无线信号就好”的误区,并且盲目跟风,甚至成为“唯天线数量党”,影响无线信号的因素果真是天线数量吗?

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?

    无线路由器为什么会有多根天线存在?

    正如大妈们逛超市买菜一样,“加量不加价”是最吸引她们目光的招牌,“多”、“大”、“便宜”,深深地影响着人们的购买欲。对于无线路由器的消费者们来说也是一样,“内置天线一定不如外置天线”这种“神逻辑”一直对消费者的消费观念产生着决定性的影响。甚至有的无线路由器厂商为了赢得消费者的青睐,还特意将内置天线设计改为了外置天线设计。这犹如汽车厂商讨好中国消费者,把本来美观的两厢车硬生生的加了一个“屁股”,变为三厢轿车一样“惨不忍睹”。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
这么多天线真的有用吗?

    当我们打开电商网站的无线路由器产品页时,可以发现销量排名前十位的无线路由器产品,拥有三根及三根以上天线的无线路由器占据了半数以上的位置。从这一现象反映出,消费者在选购无线路由器时,多天线(两根以上)无线路由器在消费者心中非常吃香。多天线固然有它的好处,但是实际应用中如果天线超出了三根,一般在家用场景中是没有什么意义的。   

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
家庭环境复杂,信号不能直射传输

    一般家庭中的使用环境较为复杂,无论是家居电器还是墙体都对无线信号产生了阻隔,使得从发射端到接收端几乎不存在直射信号。来家中各种物品来回反射传递的无线信号形成了“多径传输”的现象,不同路线传输到接收端的数据就会发生延时现象,于是我们直观的会感受到网络变“卡”了。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
MIMO技术“拯救世界”

    于是就出现了拯救世界的“MIMO”技术。使用MIMO发射技术,需要有多天线的支持,路由器可以将数据分成多份从不同天线发出,在接收端在进行整合。以2x2MIMO为例,就像两个人同时干活,将原来的工作效率变为两倍,提高了无线速率并且明显改善了通信质量。

2多天线怎样存在有意义? 警惕忽悠

    多天线怎样存在有意义? 警惕忽悠

    上文“拯救世界”的MIMO技术已经出现,这样一来,直观给用户的感觉就是天线越多,无线信号和传输就越好。其实,则是MIMO的“多入多出”让多天线发挥了威力。无论是2根天线的产品,还是3根天线的产品,都是为了匹配X*X MIMO模式。如目前主流的300M无线路由器,其模式一定是2x2MIMO,就是说两根天线就足够了。如果在2x2MIMO的产品中出现3根或3根以上的天线,那么就是厂商对消费者的误导。虽然不排除产品使用了2x3MIMO或2xXMIMO的模式,但这类模式效果极差,非常不稳定。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
MIMO无线技术示意图

    有的朋友可能会说,“我见过六根天线的无线路由器,你怎么解释?它不能是2x6或3x6模式的吧?”。关于这个问题,其实是这样。目前双频无线路由器正在逐渐普及,其拥有2.4GHz和5GHz两个频段,六根天线的设置一般是3x3MIMO的发射模式。其中2.4GHz频段使用3根天线,实现3x3MIMO模式,使得无线速率提升到了600Mbps;5GHz频段使用另外3根天线,也实现3x3MIMO效果,达到了更高的无线速率。 

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调整无线传输功率

    除了发射技术外,对无线路由器信号好坏的决定性因素其实是无线路由器的发射功率。各国对无线路由器的发射功率都有规定,一般不得超过100mW,也就是20dBm(2.4GHz频段)。所以我们可以看到,其实按照国家标准,发射端的信号强度是固定的。而决定无线信号强弱的另一方面就在用户的接收设备上。它的接收灵敏度若是不高,那么用户就会觉得无线信号不好,上网的实际体验就会很差。这样一来,消费者很容易被厂商忽悠,甚至浪费钱财买来了“多余”的天线。

3路由器无线天线增益对信号的影响

    路由器无线天线增益对信号的影响

    我们在无线路由器参数中,常常可以看到天线的增益是3dBi、5dBi或者7dBi类似这样的标注,以dBi单位为结尾的就表明了无线天线的增益大小。从理论上来说,天线增益越大能够将无线信号传的更远。可以说,天线的增益对于无线路由器发射的无线信号起着放大的作用,并且与无线信号的发射方向有着密切的联系。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
天线增益示意图

    在日常生活中,我们常见的无线路由器天线增益一般为3dBi和5dBi,一些主打穿墙能力突出的产品则采用了7dBi增益的无线天线。简单来说,在发射功率相同的情况下,3dBi增益天线发送的无线信号形状类似“()”,非常像一个半圆形。而5dBi的天线,发射信号类似“<>”,更像一个拍扁后的椭圆形。从图中我们看出增益越高,垂直角度就越小,可以清晰的看到覆盖面积和遮蔽角的关系。所以,如果在一定范围内使用,3-5dBi的增益是有利于信号接收的,一昧地去增大天线认为会带来更好的效果,是错误的认识。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
波束成形技术(图片来源:小米)

    智能路由器登上舞台的今天,大家常常能在其宣传语中听到“波束成形”这一技术,宣传可以让无线路由器的信号更加智能。“波束成形”是一种让无线路由器发射端根据接收端位置进行定向发射的技术,如果要采用波束成形技术路由器必须拥有多天线。这一技术通过多条路径传输,在接收端采用一定的算法对多个天线收到的信号进行处理,明显改善了接收端的信噪比,使得即使在接收端距离发射端较远的情况下,也能获得不错的信号强度。

4无线天线大比拼 实测消除用户误区

    无线天线大比拼 实测消除用户误区

    许多消费者一直在纠结于无线路由器天线内置的好?还是外置的好?并且有许多消费者想当然的认为,外置天线的无线信号一定比内置天线发射的无线信号强。前面说了这么多,下面我们就进入实测环节,看看天线数量和内外置的形式究竟会不会影响无线信号的质量呢?

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
天线数量和内置外置到底有没有影响?

    要想知道无线路由器的信号是不是由天线数量和内置外置天线决定的,还得需要实际测试来验证。我们一共挑选了4款无线路由器来参加测试,其中有1款搭载2根内置3dBi天线的“路由器1”(为了公平起见,我们在这里只使用代称),搭载3根内置3dBi天线的“路由器2”,搭载2根外置4dBi天线的“路由器3”和搭载2根外置5dBi天线的“路由器4”。 

  测试方法:

  我们将在ZOL 8层A座的办公区,通过专业的无线信号测试软件,实际测试无线路由器的无线覆盖和信号强度及无线穿墙能力。需要特别说明的是,在ZOL办公区内,覆盖了二十多个无线热点,因此可以说是对无线路由器的抗干扰能力也是较好的考验。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
实测环境ZOL办公区示意图

  测试环境介绍:

  A点为无线路由器的放置位置,B点为第一个测试点,距离A点35m左右,与A点间无阻隔;C点为第二个测试点,距离A点30m左右,与A点间有玻璃门+普通墙体阻隔;D点为第三个测试点,距离A点40m左右,与A点间有铁门和承重墙阻隔。

    B点实际测试成绩:

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
B点实际成绩汇总表(单位:百分之)

    C点实际测试成绩:

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
C点实际测试成绩汇总表(单位:百分之

    D点实际测试成绩:

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
D点实际测试成绩汇总表(单位:百分之

    E点实际测试成绩:

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
E点实际测试成绩汇总表单位:百分之

    通过测试的汇总结果,我们可以看到在有铁门和承重墙相隔的B点,采用内置天线的无线路由器和采用外置天线的无线路由器,信号最大强度差值仅为4%,差别并不明显。在有玻璃门阻隔的C点,内置天线的路由器和外置天线的路由器最大强度差值也仅为5%;而在D点,两种路由器的信号最大强度差值同样是5%;在考验穿墙能力的E点,无线信号的最大强度差值更是仅为3%。

    看过以上的表格统计,可以发现在同一环境中,采用外置2根天线和配备三根外置天线的产品,在无线信号中并没有很大的差距;并且内置天线的产品和外置天线的产品在无线信号的最大差值范围也仅在3%-5%之间。通过不同测试点的测试,可以看出阻隔越多、环境越复杂,无线信号强度的差距就越不明显。所以,测试可以证明天线的数量和内置外置,其实对于无线路由器的覆盖能力影响并不大。

    实测结论:

    这样的结果证明了,增加天线数量并把无线天线由内置改为外置,并不能对无线信号产生决定性的影响。正如我们前面所介绍的那样,无线路由器的信号好坏由产品的发射功率决定,并且搭配优秀的MIMO发射技术才能够让无线信号达到用户满意的水准。

5实测证流言 家用不看数量看“疗效”

    实测证流言 家用不看数量看“疗效”

    通过了上文的介绍和实际测试,是否解决了您的困惑呢?对于无线路由器来说,其信号优劣程度的决定性因素是其内部的发射功率和是否采用了有效地MIMO技术,如果这两项项指标非常差,那么即使给它配备超高增益的外置天线,它的无线信号覆盖范围和信号质量也不会满足用户需要。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
16根内置天线的企业级无线产品(图片来源:知乎)

    有的朋友看完不禁要问了,既然无线路由器不是天线越多信号就越好,那么为什么我们平时的生活中经常会看到拥有好几根天线的无线路由器呢?其实,对于多天线的应用,企业级产品拥有更多的发言权。相对于家庭用户,企业级用户对于无线传输的需求多种多样,视频、语音、文件等等,都需要通过无线网络来进行通讯。多天线的设计,能让设备支持更多的频段,更多的多出多入支持,以及更多的设备接入,保障企业的业务时刻处于流畅状态。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
高性能的强力无线网卡

    现在,不仅802.11ac逐渐走进家庭,11ac标准更能够为企业用户带来更多的可能。部署11ac无线技术的无线路由器后,会出现2.4GHz和5GHz两个频段,所以天线不仅要为2.4GHz频段的多出多入服务,更要为5GHz频段的MIMO工作。以至于出现了6根天线、8根天线,甚至16根天线的“变态产品”。这些天线是为了支持更多的频段以及更高的带宽,并不是为了拓展无线信号。

消除误区 无线路由天线越多信号就越好?
影响无线网络的主要技术指标

    在这里还要提醒广大网友一下,关于无线信号的体验,接收端的无线网卡其实也扮演着重要的角色。如果用户的无线网卡不是很给力,那么无论用户购买多么高端的无线路由器,也无法让用户感受到快速流畅的无线网络,因为无线网卡根本接收不到路由器发出的无线信号。并且无线路由器和无线网卡也存在着兼容性的问题,同一厂商的无线产品兼容性较高,厂商会对自己品牌的设备进行深度的匹配和优化,给用户带来更高性能的体验。

    无线路由器信号不看天线数量 看实际“疗效”

    经过了理论讲解和实际测试,足以证明了无线路由器的信号并不是天线越多就越好。单纯的堆砌无线路由器的天线,宣传无线信号如何如何,不仅是对消费者的误导,还是对消费者的欺诈行为。甚至有的厂商在主板上做文章天线与主板虚焊,根本无法发挥天线的作用。在这里,只是想用科学的理论和事实的依据,为大家消除一个惯性思维,避免陷入“天线越多信号越好”的误区。让大家在选购无线路由器时,避免被无良厂商欺骗。

在我们的传统印象中,天线数量越多就越好、外置天线总比内置天线好...等等,如今通过此篇文章,相信大家都找到了真正的答案!

白宁


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