WLAN射频和信道
概述
WLAN使用的射频频率范围是2.4GHz频段(2.4GHZ-2.4835GHz)和5GHz频段(5.150GHz-5.350GHz和5.725GHz-5.850GHZ),分别属于特高频(300MHz-3GHz)和超高频(3GHz-5GHZ)。WLAN使用的2.4GHz频段和5GHz频段属于ISM频段。
WLAN信道列表是法律所规定的IEEE 802.11(或称为WiFi)无线网络应该使用的无线信道。每个频段又划分为若干信道。每个国家自己制定政策如何使用这些频段。
名词解释
频段
ISM频段:工业、科学、医学三个主要机构使用,FCC规定, 只要设备的功率符合限制,不需要申请许可证(Free License)即可使用这些频段,大大方便了WLAN的应用和推广。
工业频段:在中国给3G使用了,收费。
频段间隔
b/g/n的信道中心频率间隔为5MHz
dBm和dB
dBm的含义是分贝毫瓦,通俗的说就是每1毫瓦产生多少分贝能量。
2.4 GHz (802.11b/g)
2.4GHz:802.11b/g/n工作的频段,被划分出14个相互交叠的信道(14信道是特别针对日本定义的),每个信道的频宽是20MHz(802.11g、802.11n每个信道占用20MHz,802.11b每个信道占用22MHz),每个信道都有自己的中心频率。
各个国家2.4GHz频段开放的信道不一样,北美地区(美国,加拿大)开放1~11信道,欧洲开放1~13信道,中国同样开放1~13信道,日本开放1-14。一般,我们更多的讲述是2.4GHz频段分13个相互交叠的信道。
这14个信道可以找出3个独立信道,即没有相互交叠的信道。独立信道由于没有频率的交叠区,相邻AP使用这3个独立信道不会彼此产生干扰。如下图中的1、6、11就是三个互不交叠的独立信道。

2.4 GHz Wi-Fi 频道与带宽示意图
| 信道 | 频率 | 中国[1] | 美国、 | 日本[1] | 澳大利亚[4] | 委内端拉 | 以色列 | |
| 1 | 2412 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 2 | 2417 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 3 | 2422 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 4 | 2427 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 5 | 2432 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 6 | 2437 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 7 | 2442 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 8 | 2447 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 9 | 2452 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 10 | 2457 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 11 | 2462 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 12 | 2467 | 是 | 否 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 13 | 2472 | 是 | 否 | 是 | 是 | 是 | 是 | 否 |
| 14 | 2484 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 |
5GHz (802.11b/a/n/ac)
WLAN(802.11a/n)标准协议将5GHz频段分为24个20MHz宽的信道,且每个信道都为独立信道,中国允许使用5个,美国允许使用23个。丰富的独立信道也使得信道绑定更有价值,信道绑定是将两个信道绑定成一个信道使用,能提供更大的带宽。如两个20MHz的独立信道绑定在一起可以获得20MHz两倍的吞吐量,这好比将两条道路合并成一条使用,自然就提高了道路的通过能力。
Ps:802.11n支持通过将相邻的两个20MHz信道绑定成40MHz,使传输速率成倍提高。802.11n也同时定义了2.4GHz频段的信道绑定,但由于2.4GHz频段较拥挤的信道资源,降低了2.4GHz频段信道绑定的实用性,一般不推荐使用2.4GHz频段的信道绑定。
下图为5GHz频段的信道划分情况。

图中,黑色的半圆表示独立信道,红色的半圆表示标准协议推荐的信道绑定,UNII-2e为5GHz新增频段,该频段中国尚未放开使用。目前中国已放开使用的信道有36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 149, 153, 157, 161, 165。
5GHz频段并非只有WLAN设备在使用,很多国家的军用雷达也在使用5GHz频段,使用该频段的民用无线设备很可能对雷达等重要设施产生干扰。为了解决这一安全顾虑,在一些国家出售的WLAN产品必须具备TPS和DFS这两个功能,即发射功率控制和动态频率选择。TPS是为了防止无线产品发放过大的功率来干扰军方雷达。DFS是为了使无线产品能主动探测军方使用的频率,如频率冲突并主动选择另一个频率,以避开军方频率。在这些国家这两个功能是属于强制性的,不符合标准的产品将不会获得这些国家的上市许可。
| 信道 | 频率 | 美国 | 欧洲 | 日本 | 新加坡 | 中国 | 台湾 | |
| 20 MHz[6] | 20 MHz | 40/20MHz | 10 MHz | 20 MHz | 20 MHz | 20MHz[8] | ||
| 36 | 5180 | 是 | 是 | 是 | 否 | 是 | 否 | 否 |
| 40 | 5200 | 是 | 是 | 是 | 否 | 是 | 否 | 否 |
| 44 | 5220 | 是 | 是 | 是 | 否 | 是 | 否 | 否 |
| 48 | 5240 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 |
| 52 | 5260 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 56 | 5280 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 60 | 5300 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 64 | 5320 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 100 | 5500 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 104 | 5520 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 108 | 5540 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 112 | 5560 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 116 | 5580 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 120 | 5600 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 124 | 5620 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 128 | 5640 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 132 | 5660 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 136 | 5680 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 140 | 5700 | 是 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 |
| 149 | 5745 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 153 | 5765 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 157 | 5785 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 161 | 5805 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
| 165 | 5825 | 是 | 否 | 否 | 否 | 是 | 是 | 是 |
本文介绍了WLAN使用的2.4GHz和5GHz射频频段,详细阐述了信道划分、频段间隔、国家间的不同规定以及信道绑定的概念。在2.4GHz频段,13个交叠信道中,1、6、11是独立无干扰信道;5GHz频段则提供了更多独立信道,并支持信道绑定以提高带宽。DFS和TPS功能对于防止与其他5GHz设备冲突至关重要。
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