讓無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋整座房子

告別盲區(qū)，讓無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋家中的每一個角落，下面CHIP將為大家介紹各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供最佳的解決方案。

每一個無線網(wǎng)絡(luò)都有改進的余地，即使網(wǎng)絡(luò)信號已經(jīng)覆蓋到家中的每一個角落，那么通常也仍然有某些位置速度會比較緩慢，網(wǎng)絡(luò)會不那么穩(wěn)定。即使是在一些面積比較小的單元，這種問題仍然很普遍。不過，通常只需要優(yōu)化設(shè)置和調(diào)整路由器的位置，基本上就能夠解決問題。但是面積比較大或者有多層建筑的房子，則無法使用一個無線網(wǎng)絡(luò)路由器全面覆蓋。對于類似的環(huán)境，我們需要增加其他的硬件。最簡單的解決方案是使用無線網(wǎng)絡(luò)中繼器，它可以增強路由器和終端設(shè)備之間的無線信號，我們會在本文中介紹這方面的解決方案。而如果希望獲得更高的傳輸速率和更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)信號，則需要借助電纜，通過有線連接擴展網(wǎng)絡(luò)，這部分的相關(guān)內(nèi)容我們也會在本文中為大家介紹。

另外，順便說一下，如果在無線網(wǎng)絡(luò)信號良好的情況下，數(shù)據(jù)傳輸速率仍然差強人意，那么我們有必要對設(shè)備進行測試，找出問題的原因。在本期雜志中，我們將通過《測試自己的無線網(wǎng)絡(luò)》一文另外為大家介紹相關(guān)的知識。

如果無線網(wǎng)絡(luò)信號不佳，那么我們在考慮使用無線網(wǎng)絡(luò)中繼器或者通過有線連接擴展網(wǎng)絡(luò)之前，可以通過Wifi Analyzer（Android應(yīng)用）檢查網(wǎng)絡(luò)，通過它全面了解無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋情況及各個區(qū)域的強度。除了Android應(yīng)用之外，該任務(wù)也可以使用Windows操作系統(tǒng)程序Xirrus Wi-Fi Inspector（wvw.xirrus.com/wifi-inspector）在筆記本電腦上完成。通過上述程序的幫助，我們可以找出家中無線網(wǎng)絡(luò)信號不佳的位置。通常，削弱無線網(wǎng)絡(luò)信號最厲害的是墻壁，而影響的大小則取決于墻壁的材料和網(wǎng)絡(luò)信號的距離與角度。如果網(wǎng)絡(luò)信號與墻壁之間成直角，那么信號完全可以穿透墻壁，而如果它們之間的角度是一個銳角，則信號將會嚴重地衰減。玻璃材質(zhì)通常對無線網(wǎng)絡(luò)信號不產(chǎn)生什么影響，但是金屬涂層或金屬絲框架有可能會完全阻擋無線網(wǎng)絡(luò)信號。無線網(wǎng)絡(luò)信號的反射在信號的傳播過程中起著至關(guān)重要的作用：它既可以增強信號，也可能通過疊加削弱信號。

優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)

如果無線網(wǎng)絡(luò)信號無法到達所需的位置，那么我們需要采取措施改善這一問題。首先，我們應(yīng)該檢查信號強度是否可以通過調(diào)整路由器和終端設(shè)備的位置加以增強。通常，最佳的方法是調(diào)整路由器的位置到房子中間一個較高的位置，路由器發(fā)射天線應(yīng)該垂直或圓盤形天線的中心應(yīng)該對齊最遠的終端設(shè)備。區(qū)域內(nèi)的反射面將影響傳輸（例如墻壁），因而，簡單地移動終端設(shè)備的接收天線幾厘米也有可能對信號產(chǎn)生很大的影響。除此之外，要獲得最佳的信號強度，我們的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該建立在最佳的無線頻道（參考本文后面的介紹）。在CHIP編輯部的地下室中，我們采用一臺華碩RT-AC56U路由器和聯(lián)想U330P筆記本電腦進行測試，在一個距離路由器12m、中間相隔兩堵墻和一個封閉鐵門的場景中，我們?nèi)匀豢梢詫崿F(xiàn)約30Mb/s的數(shù)據(jù)吞吐量。

如果優(yōu)化設(shè)置和調(diào)整路由器和終端設(shè)備的位置未能有所幫助，那么我們還可以考慮為路由器安裝外部天線以增強信號，適當(dāng)?shù)耐獠刻炀€在沒有太多障礙物的情況下，能夠使路由器信號的覆蓋距離和信號強度倍增。如果這一方法仍然無法獲得令人滿意的效果，那么我們只能夠通過增加額外的硬件來解決問題，考慮通過其他的線路將無線網(wǎng)絡(luò)信號擴展到需要的位置。

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分析信號強度

物理學(xué)家杰森科爾計算并通過圖形 1 顯示了路由器（黑點）如何發(fā)射無線網(wǎng)絡(luò)信號。網(wǎng)絡(luò)工具Xirrus將檢查無線網(wǎng)絡(luò)連接、顯示 2 無線網(wǎng)絡(luò)信號的強度和標(biāo)識產(chǎn)生干擾的其他無線網(wǎng)絡(luò)。

最大的信號吸收器

不同的材料對于5GHz頻段的無線網(wǎng)絡(luò)信號吸收程度不同。鋼筋混凝土和金屬包層的電梯對信號的阻擋非常嚴重。

自己動手做天線

CHIP自制的無線網(wǎng)絡(luò)碟形天線，盡管外觀極其質(zhì)樸，但是可以有效地使路由器的信號集中在一個方向。

使用中繼器增強信號

無線網(wǎng)絡(luò)中繼器可以擴大無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的范圍，但是在使用時有幾個問題是需要考慮的。

在CHIP編輯部的地下室中我們試驗各種不同方案來解決無線無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋范圍的問題。首先，我們不斷地移動用于測試的筆記本電腦，使其距離路由器越來越遠，直到16m外、路由器和筆記本電腦之間相隔三面墻壁和一道封閉鐵門的地方。在這個位置，Windows系統(tǒng)狀態(tài)欄的無線網(wǎng)絡(luò)圖標(biāo)在一到兩格信號之間忽高忽低地閃動，這個位置正適合我們使用筆記本電腦進行各種測試，以確定哪一種無線網(wǎng)絡(luò)擴展方案的效果最為理想。

第一候選方案是使用無線網(wǎng)絡(luò)中繼器AVM FritzWLAN Repeater 1750E，使用中繼器最好的地方是它安裝簡單，并且不需要敷設(shè)任何電纜。我們只需要將中繼器連接到一個靠近路由器的插座，按中繼器上的WPS按鈕，然后再按一下無線網(wǎng)絡(luò)路由器上的WPS按鈕。中繼器將連接到路由器，并成為無線網(wǎng)絡(luò)的一個附加的接入點。先前直接連接到路由器的客戶端設(shè)備，如果中繼器的無線網(wǎng)絡(luò)信號更強，那么默認設(shè)置下不需要任何額外的設(shè)置，就會自動通過中繼器來連接網(wǎng)絡(luò)。

注意：此次測試的AVM FritzWLAN Repeater 1750E中繼器雖然可以和其他無線網(wǎng)絡(luò)路由器協(xié)同工作，但是它最強的功能是可以通過2.4GHz和5GHz的組合優(yōu)化無線局域網(wǎng)，也可以為訪客提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)（路由器上專門開設(shè)的另一個專供客人使用的獨立無線網(wǎng)絡(luò)），而這些功能通常只有和AVM的FritzBoxes路由器一起工作時才可以發(fā)揮作用。

通過中繼器我們在CHIP編輯部的地下室的測試點上獲得了穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)信號，但是無線網(wǎng)絡(luò)的速度無法達到路由器的最快速度：平均速度只有19Mb/s。這一速度如果只是上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁不會有什么問題，但是如果播放高清視頻則就差強人意。另一個潛在的問題是，某些客戶端的位置比較尷尬，它們有可能由于中繼器的信號更強而被連接到中繼器，而實際上它們直接連接路由器速度可能更佳。

中繼器的最佳位置

中繼器的最佳位置應(yīng)該是一個比較高并且不會被任何東西阻擋的位置。需要注意的是，如果我們將中繼器安裝得過于靠近終端設(shè)備，那么就會不可避免地使它更加遠離路由器，這樣終端設(shè)備似乎獲得了更好的信號，但是由于實際上網(wǎng)絡(luò)通信需要通過中繼器轉(zhuǎn)發(fā)路由器，而中繼器與路由器距離拉長，有可能導(dǎo)致通信速度變慢，整個連接都變得非常慢，這也是AVM FritzWLAN Repeater 1750E之類的中繼器設(shè)備需要通過LED來顯示與路由器連接質(zhì)量的原因。另一方面，如果中繼器距離終端設(shè)備太遠（在我們的試驗中中繼器將與路由器被安裝到同一個房間），終端設(shè)備獲得的中繼器無線網(wǎng)絡(luò)信號有可能并不比路由器強。因此，在安裝中繼器時我們必須進行一些測試，以確定其最佳位置。這一測試可以通過Jperf（sourceforge.net/projects/jperf/）來完成，通過它測試中繼器安裝在不同位置的情況下終端設(shè)備的上傳和下載速度，找到中繼器在路由器和最遠的終端設(shè)備之間最佳的安裝位置。通常，平均上傳和下載速度最高的位置，應(yīng)該是一個最可靠的位置。另外，我們還需要注意，如果要使用多個中繼器，則需要注意中繼器之間的距離，以避免它們相互干擾。

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路由器和中繼器的最佳位置

路由器 1 應(yīng)該盡可能地安裝在房子中間較高的位置，為了確保終端設(shè)備 2 的連接質(zhì)量，無線網(wǎng)絡(luò)中繼器 3 不應(yīng)距離路由器或客戶端太遠。

調(diào)整為最佳的無線網(wǎng)絡(luò)頻道

使用Android應(yīng)用程序Wifi Analyzer，可以確定我們的無線網(wǎng)絡(luò)受到的干擾情況，并且確定附近的無線網(wǎng)絡(luò)所使用的頻道。接下來，我們可以通過路由器的Web設(shè)置界面（如下圖），將無線網(wǎng)絡(luò)的工作頻道設(shè)置為干擾最少的頻道。

5GHz：更快、更遠

新一代無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持使用5GHz頻段，相比2.4GHz頻段來說傳輸?shù)乃俣雀?，但通常被認為較容易因距離而衰減。但在我們進行的測試中，在距離15m、中間相隔兩堵墻和一個關(guān)閉了的鐵門時，5GHz網(wǎng)絡(luò)竟然還是更快。

電纜將提供更快速度

通過電纜的有線連接實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的擴展，可以克服無線網(wǎng)絡(luò)中繼器的許多障礙，同時還可以提供更快的速度。

雖然通過中繼器無線網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋幾個公寓和住宅，但是傳輸速度通常只能夠滿足基本的上網(wǎng)需求，因此在CHIP編輯部的地下室中我們嘗試通過電纜有線連接網(wǎng)絡(luò)擴展設(shè)備，擴展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。我們測試了不同的有線擴展方案，希望在不降低傳輸速度的情況下擴展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍：一種方案是采用電力線擴展器，另一種方案是采用光纖電纜和其他局域網(wǎng)電纜。

電力線：簡單、穩(wěn)定

在各種解決方案中，電力線擴展套件是最簡單易用的，因為它通過房屋建筑中已經(jīng)敷設(shè)到各處的電源線傳送數(shù)據(jù)。在我們的測試中使用的是Devolo DLAN 1200+的電力線無線網(wǎng)絡(luò)擴展器入門套件，該套件中包含一大一小兩個電力線適配器和一條用于將較小的電力線適配器連接到路由器的局域網(wǎng)電纜。將小的電力線適配器連接到路由器并插入電源插座后，我們需要將大的電力線適配器插入到距離路由器最遠的終端設(shè)備附近的電源插座，注意記下適配器背面的“WiFi key”。插入插座后它將提供兩個局域網(wǎng)端口和一個新的無線網(wǎng)絡(luò)，連接這個無線網(wǎng)絡(luò)將需要使用這個“WiFi key”。兩個電力線適配器開始工作時白色的電力線指示燈將閃爍，電力線適配器之間的連接需要加密，我們需要在兩分鐘之間分別按下兩個適配器的加密按鍵，完成適配器之間的配對。

在我們的測試場景中，筆記本電腦在走廊里，最近的插座在距離1m左右的墻壁后面，可以實現(xiàn)的連接速度為63.4Mb/s，這一速度比速度最佳的無線網(wǎng)絡(luò)中繼器高出3倍。而當(dāng)我們使用局域網(wǎng)電纜將筆記本電腦連接到電力線適配器時，速度增加了1倍，達到133.5Mb/s。不過，需要注意的是電力線系統(tǒng)的可靠性和速度容易受到電網(wǎng)和干擾源的影響，要排除這些不確定性，只能依靠局域網(wǎng)電纜或者光纖電纜。

光纖電纜：薄、穩(wěn)定、長距離

不滿足于電力線擴展方案所實現(xiàn)速度的用戶將必須依靠網(wǎng)絡(luò)電纜連接網(wǎng)絡(luò)擴展設(shè)備來擴展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。而網(wǎng)絡(luò)電纜當(dāng)然是越薄越好，因而，我們接下來將首先測試使用光纖電纜（FOC）的擴展方案。光纖電纜直徑只有約2mm，可以適用于任何弱電工程的備用管道，或者是通過地毯底下和墻腳線敷設(shè)。然而，目前光纖電纜的安裝技術(shù)仍然屬于專業(yè)領(lǐng)域的工作，家庭用戶通常缺乏必要的知識和工具。為此，要使用光纖電纜連接網(wǎng)絡(luò)擴展設(shè)備，我們需要購買定制好的套件，例如我們選擇了由康拉德電子制造的Renkforce POF家庭網(wǎng)絡(luò)入門套件，價格約為700元人民幣。它包含從路由器局域網(wǎng)端口連接到20m網(wǎng)絡(luò)擴展設(shè)備（另一個路由器）局域網(wǎng)端口所需的一切東西，可以實現(xiàn)的速度約為200Mb/s。

由于我們選擇的是定制好的套件，所以光纖電纜方案所需的安裝工作不多，最復(fù)雜的反而是光纖電纜的敷設(shè)。在敷設(shè)電纜之后我們需要做的事情很簡單：使用附帶的刀具清理光纖電纜的兩端，將電纜插入轉(zhuǎn)換器并鎖定。接下來，使用普通的RJ-45接頭的局域網(wǎng)電纜將轉(zhuǎn)換器與設(shè)備端連接起來，并為轉(zhuǎn)換器接上電源適配器或者連接電源到USB端口。測試連接，如果測試失敗則可以將光纖電纜從轉(zhuǎn)換器拉下來，重新檢查并再次安裝測試。在我們的測試中，通過光纖電纜實現(xiàn)的方案傳輸速度能夠一直保持在190Mb/s（接近Renkforce POF家庭網(wǎng)絡(luò)入門套件的最高速度），沒有出現(xiàn)任何明顯的波動。根據(jù)說明書，電纜不能夠過度地彎曲。不過，我們嘗試了各種彎曲的程度，包括在拇指和食指之間纏繞，但卻并沒有發(fā)現(xiàn)速度因而產(chǎn)生變化。

局域網(wǎng)電纜：扁平或快速

我們購買了15m長、1mm厚的帶狀局域網(wǎng)電纜，它是扁平的，可以和光纖電纜一樣，埋入墻腳線或者在地毯下敷設(shè)，但它比光纖電纜更寬。這種扁平電纜同樣聲稱屬于“6類”局域網(wǎng)電纜，也就是說它可以提供足夠好的屏蔽，滿足千兆以太網(wǎng)連接的需求。但是當(dāng)我們使用它進行連接時，通過網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài)（控制面板|網(wǎng)絡(luò)和共享中心|本地連接）顯示建立的僅僅是100Mb/s的連接，而當(dāng)我們手動設(shè)置連接類型為1Gb/s時，無法建立連接。在這種情況下，我們測試的速度僅為95Mb/s，這甚至還低于通過電力線擴展器所能實現(xiàn)的速度。

接下來，我們用20m普通的局域網(wǎng)電纜（“超5類”）連接路由器和筆記本電腦，測試的結(jié)果令人吃驚：測試速度高達936Mb/s，也就是相當(dāng)于千兆以太網(wǎng)的最高速度。不過，當(dāng)大家采用這一方案時，或許可以考慮選擇更昂貴的“6類”或“7類”電纜，它們可以提供更好的屏蔽，我們需要考慮，如果敷設(shè)多條電纜可能會產(chǎn)生相互干擾的問題。

結(jié)論：如果我們只是想簡單地將無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍擴展一下，對于速度并沒有太高的要求，那么使用無線網(wǎng)絡(luò)中繼器是不錯的選擇。此外，電力線擴展器也是一個很好的選擇，并且它同樣簡單易用，還可以提供更快的速度。而如果對于速度和穩(wěn)定性有更高的要求，那么我們不得不考慮敷設(shè)有線電纜來連接網(wǎng)絡(luò)擴展設(shè)備。光纖電纜更容易安裝，但是價格相對昂貴，速度也不如普通局域網(wǎng)電纜，所以一般情況下局域網(wǎng)電纜是更好的選擇。而局域網(wǎng)電纜中普通的電纜是最佳的選擇，只不過普通電纜比較粗，如果無法通過原有的弱電管線敷設(shè)則會比較礙眼，而扁平的帶狀局域網(wǎng)電纜敷設(shè)起來更容易，但是連接速度卻差強人意。

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路由器的存取點

通過有線連接加入另一臺路由器到無線網(wǎng)絡(luò)上來擴展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，我們需要正確地配置新加入的路由器。以華碩路由器為例，我們需要將其“操作模式”設(shè)置為“Access Point（無線存取點）”。

電力線的問題

電力線通過中性線（零線）、保護線（地線）和外導(dǎo)線遍歷整個電路，通常一間屋子里會有多組導(dǎo)線，如果路由器端的電力線適配器和擴展器端的電力線適配器連接在不同的導(dǎo)線組，那么通過電力線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號將需要在兩個不同相位的導(dǎo)線間跳躍（本例中從黃色跳到紅色），這將會明顯地降低電力線網(wǎng)絡(luò)的速度。

光纖電纜

2mm厚的光纖電纜相對于使用銅線的局域網(wǎng)電纜更薄，但光纖電纜的每一端都需要一個用于連接局域網(wǎng)電纜的轉(zhuǎn)換器。

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安裝時將電纜隱藏起來

扁平的局域網(wǎng)電纜較薄，可以敷設(shè)在地毯下或隱藏在地腳線中。而普通的局域網(wǎng)電纜比較笨重，需要通過現(xiàn)有管線敷設(shè)，否則不那么美觀。

我們?nèi)绾螠y試

在CHIP編輯部的地下室中，華碩RT-AC56U路由器 1 被安裝在墻上。它的無線網(wǎng)絡(luò)信號可以覆蓋檢測點 2 ，但無法到達檢測點 3 。我們通過這一位置，評估無線網(wǎng)絡(luò)中繼器、電力線擴展器和有線電纜為基礎(chǔ)的解決方案。