天線才是最重要?

無線路由的穿牆能力一直是廣大用戶十分關心的話題,也是大家選購時重要的參考指標之一。市場上大多數品牌在提到自己的穿牆能力的時候都不能直接給出能穿幾堵牆的準確數據,不過也有一些經銷商信口開河隨便承諾,但專業一點的人都知道,無線的實際傳輸受很多因素的影響,比如:牆體結構、材料和環境干擾等等。也有些人說,天線的增益是最關鍵的,天線好信號就好,真的那麼簡單嗎?

如果真的天線最重要的話,現在的無線路由器市場上競爭的就不是產品的性能,而變成天線之爭了。無線的穿牆能力到底該如何評判,用戶在挑選無線的時候應該參考哪些因素?筆者就這個問題與相關專家經過了一些討論,今天向大家介紹一下多天來的「學習成果」。

天線是無線產品發射和接收無線信號的一個重要的部件,是無線產品通信的基本保障。無論是信號發送還是信號接收,射頻信號都是由天線以電磁波形式輻射的形式傳遞。那麼,是不是選擇無線產品時,就可以將天線增益作為無線產品性能最關鍵的的決定性指標?事情並非如此。

首先來看看天線的主要技術指標,一個是大家所熟悉的增益值。一般來說,增益越大越好,但受本身尺寸大小的約束,目前無線路由隨身附帶的天線最大也只有5dBi,市場上的一些主流產品大都已經採用了5dBi的天線,像TP-LINK的TL-WR541G和TL-WR641G天線增益都已經用到5dBi,已經是最好的了,再好就只能外接天線了。而且,無線產品天線主要有兩類:內置天線(USB、Cardbus產品用的多)、外置天線(AP/Router、PCI產品用的多),提到幾dBi增益都集中在外置天線。還有,天線的重要參數不止增益一項,還有駐波比、輸入阻抗等。駐波比越小越好,理論最小值為1,一般小於2就可接受,輸入阻抗要根據產品阻抗特性來定。

那麼,除了天線,無線的信號傳輸性能還與哪些因素有關呢?其實,在關心天線增益、駐波比、輸入阻抗同時,購買者更重要的是應該瞭解無線芯片方案、製造商的研發設計水平、元材料品質控制能力以及生產加工工藝和測試設備的先進性。

·影響因素分析--芯片商的選擇

天線作為無線物料的一種,更改起來相對簡單,將天線由增益3dBi改用5dBi,只是換換物料而已;而選擇好的芯片方案和製造商的綜合實力卻不是一兩天能搞定的,方案要看上游芯片廠商是不是能大力支持你,能否獲得主要芯片商的戰略支持十分關鍵,一般情況下,世界一流的芯片商在選擇合作夥伴的時候,要求是十分嚴格的,不僅要考察設備製造商本身的研發水平(包括人員水平、設備水平、系統管理、平台完整性等等),還要考察設備製造商在行業的地位和市場佔有情況,一系列考察下來,通常,只有綜合起來最優秀最有前景的設備製造商才能成為芯片商的戰略合作夥伴。所以,參考芯片商的支持力度是很有效的一個因素。

芯片方案選擇
芯片方案確定無線信號的處理算法,算法的優劣,由上游芯片供應商技術能力決定,直接影響無線產品抗干擾能力,以及傳輸穩定性。目前無線芯片方案主要存在兩大系:美系和台系。美國芯片商主要有Atheros、Broadcom、Marvell,台灣芯片商主要有Realtek、Ralink、Zydas,。美系無線技術能力明顯優於台系,當前市面上見的最多的也是美國芯片方案的無線產品。在美系中又以Atheros無線信號的處理算法最為突出,Atheros有一批人員為斯坦福大學專門從事無線信號處理算法研究的教授,不斷推出eXtended Range、Super g等增強抗干擾能力、提高傳輸性能的先進技術,連很多無線的行業標準都是這些教授參與確定的。所以目前市場上的無線產品性能上還是以Atheros的為優。這點在很多媒體的橫向評測的結果上也得到證實。

無線設計水平:整板系統設計水平
整版系統設計水平即控制PCB半成品自身的抑噪能力,無線產品也是應用電路的組合,本身就會產生一定噪聲,整板噪聲控制反映了設計水平的高低。各電路功能模塊的合理佈局,板上電路走線的粗細,PCB板材的選擇,電源以及地線處理,甚至過孔的大小、排列,都會影響到整板噪聲。整板噪聲之與無線信號傳輸,就像環境吵聲之與兩人談話,環境吵聲越小,兩個人談話交流越順暢。整板系統設計水平是綜合設計水平的體現,需要豐富的設計經驗以及高超的設計能力,無線產品生產規模大、推出無線產品早的廠家設計出來的產品,在這方面具有明顯優勢。

·影響因素之二--無線設計

系統接收靈敏度
接收靈敏度是檢驗無線產品接收機接收微弱信號的能力,無線電波的傳輸是「有去無回」的,當接收端的信號能量小於標稱的接收靈敏度時,接收端將不會接收任何數據,也就是說接收靈敏度是接收端能夠接收信號的最小門限。無線產品的接收靈敏度非常重要,它是制約無線傳輸距離的關鍵性技術指標。理論上接收靈敏度強3dBm,能接受信號的能量小一半;接收靈敏度強6dBm,無線傳輸距離遠一倍。

發射功率和信號質量
發射功率和信號質量其實與接收靈敏度需配套考慮,在無線網絡系統中提高接收端的接收靈敏度,相當於提高發射端的發射功率與信號質量,反之亦然。WLAN的功率無委會有規定,在中國不能超過100mW,即20dBm,一般產品都將標稱值設在17dB,為產品差異預留2~3dB的浮動空間。因此當無線產品在作為信號發送方時,信號質量就體現尤為重要。他與無線產品射頻部分的電路設計關係密切,射頻網絡器件參數選擇、射頻網絡部分電路的佈局布線、與其他電路隔離設計等都會影響到信號質量。

整體設計是否合理直接影響產品的性能與穩定性,故廠商在設計產品模版的時候都會起用大量的技術人員參與設計,爭取將用戶的利益保護到極致。

·影響因素之三--其它因素 物料控制能力

產品是各物料的有機組合,物料控制的好與不好,會影響產品性能,這一道理非常簡單。特別是對於無線產品,為減少整板噪聲,對物料的要求更可謂苛刻。不過作為製造商要做到具有很強的物料控制能力卻不容易,主要是兩方面原因。其一,物料供方因素。品質好,公司規模又大的物料供應商,往往相對知名度高,客戶眾多,對客源不用費心,此類物料供應商會選擇服務前景好、各行業知名度高的製造廠商。因此,從物料供應源頭來看,一般企業要做到具有很強的物料控制能力不容易。其二,製造商本身因素。在無線產品製造商行列中,存在很多追求短期利益的廠商,非但不盡量與優秀物料供應商合作,還想盡辦法到處尋找低價格、低品質的物料,自動放棄物料控制能力。

生產加工工藝、測試設備先進性
前面所談到的,或多或少都與設計相關,保證無線產品性能,生產同樣重要。無線產品為增強抗干擾能力,射頻電路部分走線盡量短,器件非常密集,對生產加工工藝是個考驗;另外無線產品通過饋線連到天線,要控制好整板阻抗,以便達到阻抗匹配,對生產時焊接技術要求很高。還有,要把握出廠產品性能一致性,測試設備很重要,特別是測試屏蔽盒、無線綜合測試儀。測試屏蔽盒使得在整個測試過程中,數據不受外界環境變化影響,從而使對無線性能正確評判成為可能;無線綜合測試儀能準確判斷無線產品的功率、EVM(誤差向量值)、靈敏度、頻偏等重要指標,從而實現準確判斷無線產品性能。

也許購買者會很迷惑,天線到底多少dBi,一問便很清楚;選擇何種方案,也可從廠家咨詢到;無線產品製造商實力該如何判斷呢?知名度高、與芯片商有戰略合作關係的、產品受到多家媒體一致推薦獲獎的、無線產品銷售量大、推出產品時間久的公司,在這方面就具有明顯的優勢。希望大家都能買到滿意的無線網絡產品,真正實現暢享無線自由的自在意境。

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  • 無線穿牆是可能的嗎
  • 文中沒提到無線電波穿牆這部份,如果我房子有5層樓,ADSL架設在1樓,裝在1樓的無線AP可否""穿牆""到第5層樓呢?