Labs 導(dǎo)讀
你是否碰到過和朋友一起看劇、玩游戲時，關(guān)鍵時刻視頻在緩沖、游戲卡頓的現(xiàn)象？你是否碰到每當(dāng)使用家里微波爐的時候，正在播放的視頻不順暢？每當(dāng)碰到這些情況時，是否在責(zé)怪運營商寬帶效果不佳？亦或者大罵路由器不給力！但大多情況下并不是寬帶網(wǎng)速低，也不是路由器不給力，實際上是無線信號（Wi-Fi）被干擾了。
Wi-Fi，到底是什么？這個看不見摸不著的但是在我們的生活工作中又無時無刻不在使用的東西，究竟是被什么因素給干擾了，怎么被干擾的？今天就為大家一一探秘。
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MIMO技術(shù)
在我們?nèi)粘Ｉ钪?，一個路由器會接入多個終端設(shè)備，如3臺手機、2臺電腦等。絕大多數(shù)家庭的路由器是雙頻路由器，屬于Wi-Fi 4的802.11n協(xié)議的2.4GHz頻段，以及屬于Wi-Fi 5的802.11ac協(xié)議的5GHz頻段。當(dāng)多個終端對數(shù)據(jù)量要求較高時，比如同時看高清視頻，我們常常會遇到視頻卡頓的情況。這可以從Wi-Fi的MIMO技術(shù)角度進行解釋。
圖一 Wi-Fi 4與各終端連接示意圖
圖二 Wi-Fi 4與各終端通信時序圖
圖三 Wi-Fi 5與各終端連接示意圖
圖四 Wi-Fi 5與各終端通信時序圖
而Wi-Fi 6路由器可同時支持上、下行MIMO。即Wi-Fi 6路由器可同時向多個設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，也能同時從多個設(shè)備接收數(shù)據(jù)，相當(dāng)于多個設(shè)備并行工作，不存在排隊的情況，詳見圖五、圖六?？梢奧i-Fi 6路由器可以同時和不同的STA通訊，解決多設(shè)備共用Wi-Fi的擁擠問題，有利于提升帶寬利用率，減少網(wǎng)絡(luò)卡頓的發(fā)生。
圖五Wi-Fi 6與各終端連接示意圖
圖六 Wi-Fi 6與各終端通信時序圖
因此當(dāng)用戶同時上網(wǎng)的終端設(shè)備較多，且對網(wǎng)絡(luò)要求較高時，可以選用Wi-Fi 5和Wi-Fi 6路由器，尤其是Wi-Fi 6路由器，因為Wi-Fi 6路由器能同時支持多個設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。當(dāng)然，前提是用戶的終端設(shè)備需支持Wi-Fi 6的MIMO功能。
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同鄰頻干擾
除了多個終端設(shè)備在搶用網(wǎng)絡(luò)資源時發(fā)生卡頓，在無線網(wǎng)絡(luò)擁擠的辦公場所，或是在家中其他無線設(shè)備同時工作時，如微波爐，我們也常常能遇見，暢通的網(wǎng)絡(luò)突然變卡頓了，這可能是同鄰頻干擾的鍋。
在具有較多無線信號的環(huán)境中，使用中的無線網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量變差，是因為環(huán)境中的無線的工作頻段和我們使用的無線的頻段重合，或者相鄰。用Wi-Fi分析軟件抓取空中的無線信號，得到圖七的結(jié)果，從圖七中可以看出，環(huán)境中無線數(shù)量豐富，尤其是圖七左邊框選出的5個無線，都處于1號信道，這就可以稱這5個Wi-Fi信號互相處于同頻干擾中。處于同頻干擾下的Wi-Fi，會互相搶占信道資源，由于Wi-Fi mac層協(xié)議采用CSMA/CA(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免)，所以競爭信道等待時間的設(shè)置就顯得比較關(guān)鍵，誰的等待時間短，誰就更容易搶占信道資源。IEEE規(guī)定，大家競爭信道等待時間是有限值的，理論上大家都設(shè)置為上限值，等待相同的時間（均分時間），如果不幸你的路由器設(shè)置等待時間的值不如同頻中其他路由器，那搶占能力就較弱，那么你的網(wǎng)絡(luò)變得卡頓也是必然的。
圖七 實際抓取的同鄰頻信號圖
圖七中處于5號信道的“CMCC-3gcc”和處于6號信道的“Firefly”存在鄰頻干擾。由于鄰頻干擾時，兩個Wi-Fi信號互相看不到完整的頻譜，導(dǎo)致封包不完整, 路由器在偵測時不能得到信道上有封包的訊息, 造成誤判信道為空白可以使用, 同時占用公共部分，隨機出現(xiàn)丟包，導(dǎo)致整體丟包率較大，從用戶體驗側(cè)表現(xiàn)就是網(wǎng)絡(luò)的卡頓。
再來談?wù)勎⒉t，由于微波爐工作時候會產(chǎn)生較強功率的2.4GHz的輻射，其輻射的頻段正好和路由器的2.4G頻段相重合，同時存在同頻和鄰頻的干擾，而且微波爐的發(fā)射功率比路由器的大，非常容易淹沒路由器發(fā)出的有效信號，使得無線終端獲取不到有效的信號，從而導(dǎo)致設(shè)備使用過程中出現(xiàn)卡頓的效果。
同鄰頻干擾的根本原因在于信道資源有限，如圖七中的2.4GHz僅僅有13個信道，在同一空間中WIFI信號太多，不可避免地會引起同鄰頻問題。
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現(xiàn)實問題解決措施
對以上各場景以及相關(guān)技術(shù)的分析，即使寬帶網(wǎng)速夠快，但如果存在多個終端設(shè)備同時需求較高的網(wǎng)絡(luò)資源時，也會發(fā)生卡頓情況。這種情況下網(wǎng)絡(luò)問題的根本原因在于Wi-Fi設(shè)備或者無線終端不能很好地支持MIMO技術(shù)。在終端支持MIMO前提下，選用Wi-Fi 5以及Wi-Fi 6設(shè)備；當(dāng)無線終端支持Wi-Fi 6時，首推Wi-Fi 6路由器；在碰到同臨頻干擾時，通過設(shè)置路由器的信道選擇為AUTO模式，此時路由器會自動選擇干擾較少的信道，而在實際生活中可以先用Wi-Fi分析軟件，查看當(dāng)前Wi-Fi信道分布情況，再手動設(shè)置路由器的信道。若遇到微波爐干擾2.4G Wi-Fi的時候，我們可以連接上5G Wi-Fi，這樣，微波爐的2.4G就不會對我們使用的5G進行干擾了。
