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扒一扒WiFi覆盖距离那些事儿

 

平时经常会碰到用户问: “AP的覆盖距离是多大?”

一般的回答是: “在空旷无遮挡的场景下,室内AP的有效距离可以超过100米”。

如果您按照一台AP覆盖半径100米的指标做方案设计,那您要赶紧打住,因为并不是像我们想象的那么简单化。
  那么今天,就让我们来扒一扒WiFi覆盖距离那些事儿~


一、信号强度如何衡量计算


在这之前,先让我们来看看信号强度是如何衡量的。

无线信号强度 = 发射信号强度—中间衰减

WiFi采用的传输介质是2.4GHz或5GHz频段的电磁波,根据电磁波传输的特性可以用公式计算出电磁波自由空间衰减量:

空间损耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4;
F为频率,单位:MHz;D为距离,单位:Km

由此我们可以计算出一台AP的覆盖距离为100米的信号强度:

以一台汉明科技Howay2000GIF室内型802.11acAP为例,AP的发射功率设定为20dBm,天线增益为3dBi,信号在完全空旷的区域内传输100米
image008.jpg

结果很明显,一台室内AP在完全空旷的区域中覆盖100米没有任何问题。


二、影响覆盖距离的因素-障碍物


那我们是不是就可以按照每台室内AP覆盖半径100米的标准进行方案设计呢?当然不是,因为上述衰减模型是基于自由空间衰减(完全空旷、没有障碍物遮挡的环境)计算,实际项目中的环境往往是这样的:

image009.jpg

还有这样的:

image010.jpg

由于WiFi采用的是无线微波频段,微波的最大特点就是近乎直线传播,绕射能力非常弱,因此WIFI覆盖环境中的墙体、装饰物、家具、天花板等都会对信号造成额外衰减。

所以,大多情况是这样的,以遇到砖墙障碍物为例:
image011.jpg

汉明工程师在各类场景测试中总结了各类障碍物对信号的影响:

image012.jpg


三、WiFi覆盖距离越大越好吗


曾经是,现在不是,为什么这么说呢?

首先,早期AP设备的价格高、终端数量少,所以单台AP的覆盖距离越大越好,甚至很多早期的AP产品中加入了功率放大器,通过功率放大器来提升覆盖距离。但现在的终端普及度已经非常高,无线热点密度也非常密集,覆盖距离太大会造成:
   ☞单台AP覆盖范围内用户数太多降低了通信效率;
   ☞ 在热点密度高的现状下,覆盖距离大加剧了AP之间的同频干扰;
   ☞ 联网速率低、断线率高,用户体验差。

其次,AP的发射功率要高于笔记本电脑、手机、PAD等终端设备网卡的发射功率,覆盖距离大就会造成上下行能力不匹配的问题,终端可以收到AP发送的信号,但手机终端的网卡功率不足以将信号回传至AP,如下图所示:
image013.jpg

最后,由于802.11协议中的传输速率是动态调整的,AP与终端的传输速率会随着距离的增加而呈现下降的趋势,AP与终端距离越近,终端的传输速率越高,换而言之,用户距离AP越近享受到WIFI速度越快,以Howay2000GIF AP为例,用户的传输速率会随着距离增加逐步回落,如下图所示:

image014.jpg

所以并不是非要追求AP的覆盖距离越大越好,而是适合您的使用场景才是最好的。

 

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