为何使用802.11b设备会对WiFi速度造成影响?

Wi-Fi改变了我们连接互联网的方式。Wi-Fi允许用户通过无线电波访问互联网,使用户无需使用电缆即可连接到万维网。

也就是说,Wi-Fi的速度取决于多种因素,从Wi-Fi的位置到家中的微波炉。一切都会影响Wi-Fi的性能,包括连接到路由器的设备。

但是,网络上运行 802.11b 协议的旧设备会降低速度吗?为何使用802.11b设备会对WiFi速度造成影响?

了解 Wi-Fi 的工作原理

在了解为什么网络上的旧设备会降低网络速度之前,有必要先了解一下 Wi-Fi 及其工作原理。

简而言之,您家中的 Wi-Fi 使用无线电波传输数据。为了进行数据传输,Wi-Fi 使用 2.4GHz 频率或 5GHz 频率。该频率定义了一秒钟内通过固定地点的波数。因此,如果您使用 5GHz Wi-Fi,一秒钟内总共有 5,000,000,000 个波到达您的手机。

为了传输数据,Wi-Fi 路由器根据需要发送的数据改变这些波。因此,如果传输的是“1”,则与“0”相比,将向您的手机发送不同的波。为了进行这些更改,Wi-Fi 使用不同的协议。这些协议定义了不同的调制技术,导致 Wi-Fi 传输的数据量存在差异。

下面是对不同(较旧的!)Wi-Fi 协议及其提供的速度的简要说明。

  • 802.11: 802.11 标准于 1997 年发布,为 Wi-Fi 奠定了基础。它提供 2Mbps 的数据速率,并使用直接序列扩频 (DSSS) 或跳频扩频 (FHSS) 来传输数据。
  • 802.11a:该协议是对 802.11 标准的首次改进。它将发射频率改为5GHz,理论传输速率达到54Mbps。数据速率的提高归因于更高频率和称为正交频分复用 (OFDM) 的新调制技术的使用。也就是说,即使是这种协议也并不流行,因为在 2000 年代初制造能够传输 5GHz 频率的设备成本高昂。
  • 802.11b: 802.11b 于 2000 年初发布,试图提高 802.11 使用 2.4GHz 频率提供的数据传输速率。该协议对传统协议进行了重大改进,并提供 11Mbps 的数据传输速率。也就是说,该协议没有改变调制技术,而是改进了 DSSS 以传输更多数据。由于数据传输方面的这些改进,802.11b 协议导致了 Wi-Fi 的采用。
  • 802.11g: 802.11g 协议提供高达 54Mbps 的传输速率,其数据传输速率与 802.11a 相同,但使用 2.4GHz 频谱。802.11g 使用 OFDM 在 2.4GHz 频率上传输数据来实现这一目标。802.11g 于 2003 年发布,使用户能够通过无线电波访问高速数据,从而普及了 Wi-Fi。
  • 802.11n: 802.11n 协议于 2009 年发布,使用 OFDM 提供 600 Mbps 的数据传输速度。该协议使用单用户 MIMO 来实现这些速度,使路由器能够使用不同的天线向单个用户传输多个数据流。此外,与旧协议相比,802.11n 增加了子载波数量,从而提高了数据传输速率。此外,该协议支持双频 Wi-Fi,使其能够在 2.4GHz 和 5GHz 上传输数据。

除了上述协议之外,Wi-Fi 6 等新技术还使用 802.11ax协议,速度高达 2.4Gbps。为了实现这些速度,Wi-Fi 6 使用多用户 MIMO,进一步增加通道带宽。

了解 Wi-Fi 通道和子通道

现在我们已经基本了解了 Wi-Fi 的工作原理以及它如何使用不同的协议来传输数据。我们可以进入 Wi-Fi 通道和子通道。

你看,当路由器在2.4GHz频率上传输数据时,它并不是使用单一频率来传输数据。相反,它使用 2.4GHz 至 2.483GHz 之间的频段。该频段进一步分为多个频道。对于2.4GHz Wi-Fi,共有14个通道,每个通道提供22MHz的带宽。数据正是在这些频带中传输的。

对于使用 802.11b 的设备,数据使用 DSSS 传输。该协议可以使用 14 个通道中的任何一个(尽管通道 12、13 和 14 在美国被禁止!),并且根据路由器的配置选择传输通道。一旦选择了信道,DSSS 协议就会使用扩频调制来保护数据在传输过程中免受噪声影响。

DSSS 使用补码键控 (CCK) 来完成此操作,将单个数据位转换为 8 位流。然后该数据在 2.4GHz 信道上传输。为了进行这种传输,802.11b 使用差分正交相移键控,它使用 22MHz 的带宽每个周期发送 2 位数据,提供 11Mbps 的数据速率。

对于使用 OFDM 的协议,数据的传输方式有所不同。Wi-Fi 协议的这种差异使得更新的 Wi-Fi 标准能够更快地传输数据。

与 DSSS 不同,OFDM 通过将传输信道划分为子带来传输数据。这些频段使用的总带宽为20MHz,该带宽被划分为64个312.5kHz的子载波。数据就是在这些子载波上传输的。

由于使用多个信道,OFDM 中的数据以较低的数据速率传输,但由于多个信道的可用性,可以实现高数据速率。此外,OFDM使用正交幅度调制(QAM)来每波传输更多比特,进一步提高传输效率。

为什么网络上的 802.11b 设备会降低 Wi-Fi 速度?

如前所述,不同的协议使用不同的调制技术来传输数据。因此,使用802.11b协议的设备无法理解802.11n协议传输的数据。

也就是说,Wi-Fi 需要向后兼容,如果 802.11b 设备连接到使用 802.11n 的路由器,它需要正常工作。因此,为了解决这个问题,802.11n路由器使用802.11b协议与该设备进行通信。正是由于这个原因,您的 Wi-Fi 速度会因设备较旧而变慢。

也就是说,当路由器连接到 802.11n 设备时,数据传输速度不会改变,因为当使用较新的协议连接到设备时,它会使用更快的协议。

另一件需要了解的事情是,如果您的路由器不支持多用户 MIMO,则一次只能将数据传输到一台设备。因此,如果网络上有使用旧协议的设备,路由器将需要更长的时间才能连接到其他设备,从而降低网络速度。

因此,使用802.11b协议时,由于传输数据需要更长的时间,因此网络速度会降低。

除了上述所有问题之外,另一个 Wi-Fi 上的 802.11b 设备也会降低您的网络速度。您会看到,Wi-Fi 是一种非常礼貌的协议,Wi-Fi 网络上的设备侦听 Wi-Fi 通道上的通信。因此,如果您邻居的 Wi-Fi 使用与您相同的信道并且拥有 802.11b 设备,则会阻止您的设备开始传输,因为该设备认为您的 Wi-Fi 正忙于向另一台设备传输数据。

如何防止 802.11b 设备降低网络速度?

既然您知道旧设备可能会降低您的网络速度,您可能想知道是否可以防止此问题。尽管有多种解决方案可以解决您的问题,但网络上的 802.11b 设备必然会降低速度。

  1. 如果您网络上的所有设备都支持 5GHz,您可以使用此频率。因此,在 2.4GHz 频段上使用 802.11b 协议的相邻网络不会影响您的网络性能。
  2. 如果您同时使用使用旧协议和新协议的设备,那么使用双频 Wi-Fi 可能会对您有所帮助。要解决您的问题,您可以将旧设备连接到 2.4GHz 网络,将新设备连接到 5GHz 频段。这将防止旧设备干扰速度更快的新设备。
  3. 如果您没有 5GHz Wi-Fi 并且想要阻止使用 802.11b 协议的设备连接到您的网络,您可以在路由器上禁用该协议。

Wi-Fi 会变得更快吗?

Wi-Fi 改变了用户连接互联网的方式。Wi-Fi 提供多种协议,使用户能够以高达 2.4Gbps 的速度传输数据。

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