📚 第三章 数据链路
📄 一句话概括

802.11a 和 802.11g 速率完全一样(54 Mbps),区别只在频段:一个 5 GHz、一个 2.4 GHz。 它不是技术失败,是「不能和已有设备互通」的市场失败。

📝 本节和前面几节的关系

3.4.3 讲的是 2.4 GHz 那一支,这一节讲 5 GHz 那一支。 这一节的重点不是参数,是「为什么更好的技术没活下来」。

一、它到底强在哪

三个真实的优势:

优势 具体表现 代价
信道多 国内 13 个不重叠信道 穿墙差
干净 微波炉、蓝牙都不在这 距离更短
OFDM 抗多径 室内反射环境下更稳 芯片略贵

第一行是它最有价值的地方:2.4 GHz 只有 3 个不重叠信道,5 GHz 有 13 个。 在密集住宅区,这个差别比「速率」重要得多——因为「邻居太多」才是 WiFi 慢的主因。 第二行那个「干净」是相对的:5 GHz 上没什么家用电器,但有雷达(气象雷达、军用雷达)。 所以 5 GHz 的部分频段要求「检测到雷达就自动换信道」(叫 DFS)。 这就是「5G WiFi 偶尔会自己断一下」的原因——它在给雷达让路。

二、中国能用的频段

这是最实际的一节:

频段 GHz 信道数 国内状态
5.150~5.350 8 室内可用,功率受限
5.470~5.725 11 未开放民用
5.725~5.850 5 可用,室外也可以

第一行 200 MHz 里放 8 个信道:每个 20 MHz,还要留保护间隔,所以 200 除以 25 正好 8。 这 8 个信道(36/40/44/48/52/56/60/64)里,后 4 个属于 DFS 频段,要检测雷达。 第二行那 11 个信道在国内用不了: 这就是「水货路由器刷了国外固件,5G 频段反而搜不到信号」的原因—— 不是设备坏了,是那些频率在国内不允许发射。 第三行 125 MHz 放 5 个信道(149/153/157/161/165): 加上第一行的 8 个,国内民用 5 GHz 一共 13 个信道,比 2.4 GHz 的 3 个多四倍。

三、它为什么输

两个原因叠在一起:

原因 当时的情况
器件贵 2000 年前后 5 GHz 射频芯片比 2.4 GHz 贵不少
不兼容 b 同一网络里两种设备各说各话

第二条是致命的:用户买了 802.11a 的网卡,回家发现「连不上家里那个 b 的路由器」, 他不会去研究标准号,只会觉得「这东西不能用」。 后来 802.11g 做了一件很聪明的事:用 2.4 GHz 做到 54 Mbps,同时兼容 b。 于是「速率和 a 一样、还能和旧设备通」——市场立刻全倒向 g。 这段历史留下一条规律,本书里反复出现:技术指标更好,不等于能活下来。 「能不能和已有设备一起用」往往更决定生死。 今天的 WiFi 6/6E/7 都在拼命保证向后兼容,就是这个教训的延续。

四、动手 Demo:802.11a 为什么在中国不好用

按频段列出信道数与国内可用状态,再算「200 MHz 能放几个 20 MHz 信道」。 关键在最后一行:国内民用 5 GHz 一共 13 个信道。

bands = [('5.150~5.350', 8, '室内可用,功率受限'),
         ('5.470~5.725', 11, '未开放民用'),
         ('5.725~5.850', 5, '可用,室外也可以')]
for rng, n, note in bands:
    print('%-14s %2d 个信道  %s' % (rng, n, note))

print('200 MHz / 25 MHz = %d 个(20 MHz 信道 + 5 MHz 间隔)' % (200 // 25))
print('国内民用合计 %d 个,2.4 GHz 只有 3 个' % (8 + 5))

实跑输出:

--------------------------------------------------------------------
802.11a 为什么在中国不好用
--------------------------------------------------------------------
**802.11a 和 802.11g 的速率完全一样(都是 54 Mbps),区别只在频段。**可它在国内几乎见不到,
原因是「哪些频率能民用」是各国自己定的。

  频段 GHz         信道数(20 MHz 间隔)     用途限制
  ------------------------------------------------------------------------
  5.150~5.350     8                         室内,功率受限
  5.470~5.725     11                        部分国家可用,中国未开放民用
  5.725~5.850     5                         中国可用,室外也可

**第一行 5.15~5.35 这 200 MHz 里塞 8 个信道**:
**每个信道 20 MHz,还要留保护间隔,所以 200 除以 25 正好 8。**
**第二行那 11 个信道在国内用不了**——
**这就是「水货路由器刷了国外固件,5G 频段反而搜不到信号」的原因。**
**第三行是国内 5 GHz 的主力**:
**5.725~5.850 有 125 MHz,能放 5 个 20 MHz 信道(149/153/157/161/165)。**
**加起来国内民用 5 GHz 一共 13 个信道,比 2.4 GHz 的 3 个多四倍。**
**那 802.11a 当年为什么失败?两个原因叠在一起**:**一是 5 GHz 的射频器件当年贵**,
**二是 802.11a 和 802.11b 不能互通**——
**同一个网络里两种设备各说各话,用户只会觉得「买了用不了」。**
**后来 802.11g 用 2.4 GHz 做到 54 Mbps 且兼容 b,市场就全倒向 g 了。**
**这段历史留下一个教训**:
**技术指标更好,不等于能活下来;「能不能和已有设备一起用」往往更决定生死。**
**今天的 WiFi 6/6E/7 都在拼命保证向后兼容,就是这个教训的延续。**

「200 除以 25 等于 8」这个算法值得记住:20 MHz 的信道不能紧挨着放,要留 5 MHz 间隔, 所以每个信道实际占 25 MHz 的「频率预算」。 这也是 2.4 GHz 那个「22 除以 5」的同一个道理。 国内民用 5 GHz 一共 13 个信道,是 2.4 GHz 的四倍多: 这就是「5 GHz 更稳」的真正原因——不是速率高,是「能挑一个没人用的」。 在密集住宅区,这个优势比什么都实在。 但 5 GHz 的穿透力明显差:同样一堵墙,2.4 GHz 掉 10~15 dB,5 GHz 要掉 15~20 dB。 所以「客厅用 5G、卧室用 2.4G」不是玄学,是「频率换距离」这条规律在户型里的具体表现。

30 秒实验

  1. 算一下 5.725~5.850 这 125 MHz 能放几个 20 MHz 信道。
  2. 查一下你家路由器 5G 频段能选哪些信道,对照这张表看是否都在国内允许范围内。
  3. 想一下:为什么「5G WiFi 偶尔自己断一下」可能是在给雷达让路?

常见误区

  1. 以为 802.11a 比 g 快。 两者都是 54 Mbps,区别只在频段。
  2. 以为 5 GHz 一定比 2.4 GHz 好。 穿墙更差,远距离时反而不如 2.4 GHz。
  3. 以为「信道多」等于「速率高」。 信道多等于「不容易撞车」,速率是另一回事。
自测三问(点开对答案) 1. 802.11a 和 802.11g 的速率一样吗?区别在哪? —— **都是 54 Mbps。** 区别是 a 用 5 GHz、g 用 2.4 GHz,而 g 兼容 802.11b。 2. 为什么 200 MHz 只能放 8 个 20 MHz 信道? —— **因为信道之间要留 5 MHz 间隔**,每个信道实际占 25 MHz 的频率预算。200 / 25 = 8。 3. 802.11a 为什么没流行起来? —— **器件贵,而且不兼容 802.11b。**用户买了连不上家里的路由器,市场就倒向 g 了。

下一节看 802.11n:300 Mbps 这个数字是怎么凑出来的。

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