無線專題共12篇，本文為第四篇（點擊標題跳轉歷史文章）：
無線網絡技術專題（四）：你家Wi-Fi網速為什么這么慢？
無線網絡技術專題（五）：Wi-Fi信號滿格網速就一定快嗎？
無線網絡技術專題（六）：企業無線網絡設備介紹
無線網絡技術專題（七）：這些無線基礎概念你絕對沒聽過！
無線網絡技術專題（八）：無線網絡典型組網架構分析
無線網絡技術專題（九）：典型室內場景無線網絡部署方案
無線網絡技術專題（十）：無線網絡工勘與設計案例分析
無線網絡技術專題（十一）：無線網絡常用軟件與工具
無線網絡技術專題（十二）：無線網絡常用優化手段
……
01
前言
你是否有這樣的疑問，無線路由器有標稱300M、450M、867M、1167M等各種速率，這些速率是怎么計算的，代表什么意思？
首先分享一個小笑話：
這里的450M并不是指傳播距離450米，而是指帶寬Mbps，表示的是這款無線路由器的最大下載速率可達450Mbps，跟覆蓋的距離和穿墻能力沒有半毛錢關系。無線的帶寬計算方式不同于有線，及其復雜。本篇文章就給大家重點解析無線網絡速率的計算方式。
02
理解無線速率計算方式
要理解Wi-Fi速率計算方式首先要理解802.11，之前文章我們已經分享過802.11的發展歷程，目前最新一代Wi-Fi6（802.11ax），通過下圖我們看看歷代802.11技術的特性。
從圖中大家可以發現，Wi-Fi的發展就是速率不斷提升的過程，從最早802.11的2M到最新802.11ax的9.6G。速率的提升是多種因素共同決定的。
我們來看看無線速率的計算公式：
整機速率=空間流數 * 1/（Symbol+GI） * 編碼方式 * 碼率（調制技術） * 有效子載波數量（調制技術）
解釋一下每個關鍵因素：
1、空間流數
空間流其實就是AP的天線，天線數越多，整機吞吐量也越大，就像公路的高架橋一樣，路面車道無法擴充的情況下，可以建高架橋，從而可以成倍提升車道。車輛運輸量也會成倍提升。
2、Symbol 與 GI
Symbol?就是時域上的傳輸信號，相鄰的兩個 Symbol 之間需要有一 定的空隙（ GI），以避免 Symbol 之間的干擾。就像中國的高鐵一樣 ，每列車相當于一個 Symbol，同一個車站發出的兩列車之間一定要有 一個時間間隙，否則兩列車就可能會發生碰撞 。不同 Wi-Fi 標準下的間隙也有不同，一般來說傳輸速度較快時 GI 需要適當增大，就像同一車道上兩列 35 0KM/h 時速的高鐵發車時間間隙要比時速 250 KM/h時 的高鐵發 車間隙要大一些。
3、編碼方式
編碼方式就是調制技術，即 1 個 Symbol 里面能承載的 bit 數量 。從 Wi-Fi 1 到 Wi-Fi 6 ，每次調制技術的提升， 都能至少給每條空間流速率帶來20%以上的提升。
4、碼率
理論上應該是按照編碼方式無損傳輸，但現實沒有這么美好 。傳輸時需要加入一些用于糾錯的信息碼 ，用冗余換取高可靠度 。碼率就是排除糾錯碼之后實際真實傳輸的數據碼占理論值的比例 。
5、有效子載波數量
載波類似于頻域上的 Symbol ，一個子載波承載一個 Symbol，不同調制方式及不同頻寬下的子載波數量不一樣。
這里的HT20/40/80/160表示的是頻寬，我們在之前的文章中介紹過2.4G和5G可使用的不重疊信道，每個信道的頻寬為20Mhz，HT40即為40Mhz，就是將兩個不重疊信道捆綁在一起，提高AP的速率，這個技術也是提升無線速率的一個重要手段，類似有線網絡中的鏈路聚合技術。可以理解為高速公路2車道變4車道，容量成倍提升。
至此，綜合以上參數，我們可以計算一下802.11ac和802.11ax在 HT80頻寬下的單條空間流最大速率：
802.11ax（Wi-Fi6）最大可支持將5.2G的8個不重疊信道捆綁，即頻寬為160Mhz，同時最大支持8條空間流。因此，802.11ax最大速率可達600Mbps * 2 * 8=9.6Gbps，當然這是理論最大值，沒有實際意義。真正無線速率會收到連接終端的數量，終端發送數據幀的大小，及物理環境等諸多因素的影響，所以無線速率要以實際測試為準。
03
家用級無線路由器速率計算
所以，針對前言中提出的問題，無線路由器有標稱300M、450M、867M、1167M等各種速率，這些速率是怎么計算的？
產品一：450M速率，直接就能判斷是802.11n的3調流產品，不過802.11n已經過時，所以價格相對便宜，但在家庭環境中還是能用。
產品二：1200M速率，能上千兆一定是802.11ac產品，由速率推算，是雙路雙流產品，2.4G和5G速率相加為：150M*2+433M*2=1167M≈1200M
產品三：2100M速率，為兩條流802.11n+4調流802.11ac產品，150M*2+433M*4≈2100M
產品四：2200M速率，為3條流802.11n+4條流802.11ac產品，150M*3+433M*4≈2200M
目前家用路由器主流產品已經是802.11ac產品，天線越多速率越高，價格越貴。
04
企業級無線路由器速率計算
講企業級設備之前，先了解幾個概念：雙頻、雙路、雙流
雙頻：指的是2.4G和5G兩個頻段，早期設備只支持2.4G，由于2.4G頻譜資源有限，帶寬受限制，而且干擾嚴重，所以引入5G頻段，現在企業級AP全部都同時支持2.4G和5G，稱為雙頻AP。
雙路：指的是AP內部有兩塊射頻卡，一路提供2.4G服務，另一路提供5G服務，因此帶機數量增加。企業級AP為了擴大帶機數量，甚至有3張射頻卡AP。
雙流：雙流即2條空間流，可以理解為2*2MIMO，比如前文提到的802.11n一條流150M，兩條300M，三條450M等等。
我們來看一款AP的參數：
整機最大速率2.966G，這個值是如何計算來的？
首先分析，此AP為三路AP，即內部有3張射頻卡。
總速率2.966G是三個射頻卡速率之和，那三張射頻卡速率分別是多少呢？每個射頻卡有幾條空間流呢？AP-740-I，產品命名中的4代表該產品是4條空間流，這是銳捷的命名規則。那么就可以判斷出，2.4G和5G射頻卡都是4條空間流，2.4G/5G可選的射頻卡只有一條空間流。速率為：
注意：
1、這里的2.4G單條流為什么是200M，前文不是說150M嗎？是因為在802.11ac wave2的編碼效率有所提升，故升級到了200M。
2、2.4G/5G可選射頻卡，速率為什么是433M？這個射頻卡只有單條流，2.4G最大為200M，5G最大為433M，算極限速率，取5G最大值。
3、整機速率為2.966G，單用戶只能同時連接一個射頻卡，故對單用戶而言最理想的情況是連上純5G射頻卡，理論最大速率為433M*4=1732M。如果用戶連到2.4G/5G射頻卡上，那么理論最大速率至于433M。所以我們要理性看待廠商宣稱的最大速率，單用戶不可能達到。即使是多用戶也會因為競爭，無法達到最大速率。
好了，關于無線網路的速率計算就給大家聊到這里。
05
思考
Wi-Fi的信號強度如何衡量？信號強就代表無線速率高嗎？
想要詳細了解請關注后續文章。
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