简单直接的答案是:
因为 R200sd 路由器支持 2x2 MIMO 和 40MHz 信道绑定,这两项技术结合,使得与同样支持这些技术的 2x2 11n 网卡协商到 400Mbps 的连接速率成为可能。下面我们来详细拆解这个 400Mbps 是怎么来的。
核心技术原理
这个速率主要依赖于 802.11n 的两大核心技术:
- MIMO(多输入多输出)
- 信道绑定(Channel Bonding)
1. MIMO(多输入多输出) - “空间流”的概念
- 传统路由器/网卡(SISO):只有一根天线收发数据,同一时间只能发送一个“数据流”。
- 2x2 MIMO:您的 R200sd 路由器和网卡都有两根天线,可以同时发送和接收两个独立的数据流。这就像是把单车道扩建成了双车道,通行能力直接翻倍。
在 802.11n 标准下,每个空间流在特定基础配置下能提供一定的速度。
2. 信道绑定 - “车道扩宽”的概念
- 传统 20MHz 信道:在 2.4GHz 频段,早期的 802.11g 标准每个信道宽度是 20MHz。这就像是每条车道有一定的宽度。
- 40MHz 信道绑定:802.11n 允许将两个相邻的 20MHz 信道“绑定”在一起,形成一个更宽的 40MHz 信道。更宽的车道意味着单位时间内可以通过更多的数据。
3. 调制与编码方案(MCS) - “车辆的运输效率”
MCS 索引定义了无线编码的效率和 robustness。在信号强度好、干扰小的环境下,设备会采用更高效的调制方式(如 64-QAM),每个符号能承载更多的数据比特。
速率计算:400Mbps 的由来
现在我们将这三者结合起来计算。802.11n 的标准速率遵循一个公式基础。
我们先看单条空间流在最佳情况下的速率:
- 子载波数量: 40MHz 信道下的子载波数量是 20MHz 的约两倍。
- 符号时间: 使用了 Short Guard Interval(Short GI),它缩短了数据包之间的保护间隔,提升了效率(约 11%)。
- 编码率: 采用 64-QAM 调制,编码率为 5/6。
将这些因素代入标准计算公式,
在 40MHz 信道、Short GI 模式下,一条空间流的速度是 150Mbps。
那么,对于 2x2 MIMO(两条空间流)的设备:
150 Mbps/流 × 2 流 = 300 Mbps
咦?这是 300Mbps,那 400Mbps 是怎么来的呢?
关键点:您看到的 400Mbps 很可能是“HT PHY” 数据链路层的物理连接速率
,这个速率通常包含了各种协议开销。而上面计算的 300Mbps 是理论上的有效数据吞吐量上限。不同的设备商和驱动在显示连接速率时,可能会采用不同的计算方式或显示包含开销的总物理速率。但更准确地说,对于常见的 2x2 11n 设备,协商速率通常是
300Mbps。如果您稳定地看到
400Mbps,可能需要确认一下具体的 MCS 索引值。在极高端的 11n 方案中,通过使用 4x4 MIMO 或其他增强技术可以达到 450Mbps 甚至 600Mbps,但这通常需要更多天线。
一个更典型的 2x2 11n 协商速率是 300Mbps,计算如下:
- 1 条流: 40MHz, Short GI -> 150Mbps
- 2 条流: 150Mbps * 2 = 300Mbps
总结
您的 R200sd 路由器能和两条流的 11n 网卡协商到高速率(无论是 300Mbps 还是 400Mbps),根本原因在于:
技术 | 作用 | 对速率的贡献 |
---|
2x2 MIMO | 增加空间流数量 | 在单流基础上实现翻倍 |
40MHz 信道绑定 | 增加信道宽度 | 相比 20MHz 信道,速度显著提升 |
高级调制(64-QAM) | 提高数据编码效率 | 在好信号下获得最高速率 |
注意事项:
- 这个速率是物理层连接速率,实际应用层的传输速度(即您感受到的网速)由于协议开销(如 TCP/IP 包头、无线冲突避免等)会低于此值,通常能达到协商速率的 60-70% 就算非常理想了。
- 要达到这个速率,需要无线路由器和网卡同时支持 2x2 MIMO 和 40MHz 信道绑定,并且处于信号良好、干扰较少的环境中。
希望这个解释能帮助您理解其中的原理!
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