為何 Wi-Fi 無線網路訊號一多就會塞車?

作者 | 發布日期 2014 年 03 月 21 日 17:12 | 分類 網路
BROADCOM CORPORATION WIFI SOLUTIONS

在以前網路剛萌芽的期間,網路塞車就一直是會被提出來的概念與技術要解決的問題。有線網路有這樣的規範和長期設計好的架構,但無線網路為何沒有呢?

從 2014年 3 月 18 日台灣有許多學生與公民佔領立法院的反黑箱服貿抗爭事件後,在活動現場,可以觀察到手機 3G 網路連線情況很差,得用其他網路技術來克服之外,即便是一般的 Wi-Fi 無線網路,也會有連線緩慢的情形,這是為何呢?




在傳統的有線網路環境中,我們姑且先講一般的區域網路好了,每一台桌上型電腦、筆記型電腦,都可以用一條網路線,連接網路孔,或者是直接連上集線器(HUB),再透過集線器向上連到網際網路(可能是 ADSL、光纖或其他對外網路資源),或公司內部、家中的網路設備。

早年有線網路的網路線,會被集中到集線器上面,這時候的連線傳輸,每一台電腦使用的每一條線,在進入集線器時,會進行資料數據的傳輸,但集線器是個很陽春的設備,沒有辦法因應資料、訊號壅塞產生的資料碰撞、資料損失再重新傳遞問題,以至於如果有很多人使用了集線器,每個人都再傳檔案,就會變得非常慢。一個標示 10Mbps 傳輸速率的集線器,五個電腦彼此傳檔案、傳資料,每個人分到的可用數值就會變成低,加上傳輸資料會有碰撞壅塞,實際傳輸速率還要再打折。

 

(圖片來源:Transferred from WikiAppunti)

後來人們發明了交換器(Switch),可以說是集線器的升級版,裡面有內建更強力的處理器,去做交通管制的工作,讓資料不會碰撞,連接到交換器上面的電腦,傳輸資料彼此不會壅塞。這也是現有絕大部分有線網路環境中的主要網路設備之一。

我們在家中、企業中使用的無線網路分享器、有線網路分享器,本身都是具備「交換器」的功能。

回到本文一開始提到的問題,在佔領立法院的會場,現場的 Wi-Fi 訊號非常地多也複雜,現行無線網路的環境,是利用空中的無線訊號頻道、波段,進行資料的傳輸,人們儘管有針對無線網路做一些避免太多無線訊號,以至於彼此干擾讓傳輸效率降低的事情,但實際上,無線網路訊號一多的時候,在這個訊號擁擠的空間內,形同回到早年有線網路的集線器環境,訊號彼此會互相干擾,嚴重降低傳輸品質與傳輸效率,數據封包會一直掉,速度拉不上來。

同時,無線網路一般使用到的頻道大約是 14 個,每個不同頻道的信號強度、同時使用的裝置數量,都會影響到傳輸的品質。在立法院的現場環境中,這樣的問題會顯得無解,因為人們現有的商用科技,並沒有有效的調變方式進行無線網路訊號的最佳化切割處理,換言之,沒有權稱「無線網路環境的集線器」這種東西可以用。

因此,如果你有 Android 手機,可以裝 Wi-Fi 分析器這個 App,去看一下你家中、公司內,不同無線網路設備訊號的狀態,做出適合的正確頻道判斷。

 

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▲ 以上兩張佔領立法院議場核心區的 Wi-Fi 訊號圖片,可以看出現場訊號之擁擠(圖片來源:網友@jokercatz)

 

無線網路如果要在擁擠無線訊號環境中提供堪用的服務,必須把基地台的輸出功率加大,並利用指向型天線去改善現場的網路訊號,這些都是不太容易的工作,也讓我們一般人了解到,量大與 scale 後,要考慮的事情和一般常態是不一樣的,這時候也才突顯出專業與經驗的重要。

 

人生贏家

(圖片來自於Twitter用戶@xatierlikeLee,這是攻佔立法院會場的Wifi訊號圖)

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