無線網絡使我們的家更整潔,而有線網絡則可以提供更好的速度和穩定性。在本文中,CHIP將告訴大家連接家中所有設備的最佳配置方式。
我們總會遇到家里某個角落無線網絡信號幾乎全無、昂貴的光纖線路無法連接到主要的終端設備等問題,每一個家庭的家庭網絡總有這樣或者那樣的不如意。因為它們大多數是因需求而逐漸建立起來的,而不是經過深思熟慮計劃建立的網絡系統。不過,要徹底地解決這些問題實際上并不困難,我們所要做到只是弄清楚每一個設備需要的網絡連接速度,并找到一種可靠而又方便的網絡技術為設備提供最佳的網絡連接。完成這項工作通常不需要對現有的網絡有太多的改動,也不需要購買昂貴的新設備,關鍵在于優化現有網絡組件并調整終端設備的位置、連接和配置。
如果房子的面積比較大,那么我們可能需要買一個中繼器或者使用電力線網絡進行中繼。如果家庭網絡的核心,也就是路由器已經比較老舊,那么我們可以買一個新的路由器,并將換下來的路由器用作中繼器。首先,我們要將路由器設置好,然后再設置無線網絡,現如今,大部分的設備都將主要通過無線網絡進行連接。而對于網絡速度要求比較高的設備,例如臺式電腦、網絡存儲器,這些設備使用有線電纜連接仍是最佳的選擇。
路由器技術和位置
路由器通常是家庭網絡的核心,家庭網絡的局域網電纜都會聚到路由器,同時它建立無線網絡,連接所有無線網絡設備并與接入互聯網的設備連接。
首先,路由器支持的無線網絡標準是至關重要的,只有在所有對網絡速度有要求的設備已經通過有線方式連接路由器,而無線網絡設備只用于瀏覽網頁的情況下,才可以勉強使用只支持舊標準的路由器。購買新的無線網絡路由器支持IEEE 802.11ac是最基本的要求,同時,如果終端設備也都支持IEEE 802.11ac,那么一個快速的互聯網接入線路也將是必須的,否則IEEE 802.11ac只能夠起到加速家庭網絡內部通訊速度的作用。而路由器的固件必須更新到最新版本,如果路由器最后更新固件的時間已經長達一年,那么該系統很可能存在已知的安全漏洞。
路由器作為家庭網絡的核心,它的位置也非常重要。在許多家庭,它會被放在DSL調制解調器的附近。而這個位置通常很少是最佳的,它的最佳位置應該是所有無線網絡設備的中心位置。在必要的情況下,我們可以通過一條高品質的電纜來連接路由器和DSL調制解調器,理論上,這條電纜可以很長,但是考慮更多安全性的因素,在不影響速度的情況下,可以將長度控制在15m之內。
在電力線網絡的支持下靈活選擇位置
不過,無論如何我們選擇的位置DSL調制解調器都必須在電話接口附件,而每一個設備附近都必須有電源插座。因而,在必要的情況下,我們可以通過電力線網絡連接各種設備,靈活地選擇設備的位置。電力線網絡通過一個電力線適配器連接局域網端口接收數據包,并將數據發送到電力線上。適配器將產生一個恒定的載波頻率,并通過改變載波信號的各種參數來調制數據。當適配器將這一信號發送到電力線上時,房子中另一處連接到同一線路的電力線適配器將識別并解碼這一信號,并通過局域網端口連接轉發該數據,因而,我們通過電力線網絡,利用電力線來傳輸數據,所有在電源插座旁的設備,都可以建立快速的連接。
當然,DSL調制解調器是不能夠利用電力線網絡改變位置的,因為DSL信號無法通過電力線設備傳送。而在這種限制下,如果不幸我們使用的是集成DSL調制解調器的路由器,那么我們可能需要考慮購買一個新的DSL調制解調器,或者是為家庭網絡主要的工作區域增加新的路由器。
無線網絡:優化整合移動設備
無線網絡是家庭網絡中最常用的連接類型,但它也是問題最多的一種連接,雖然大部分家庭用戶都沒有意識到它出現的問題。首先,我們需要將智能手機、平板電腦和電腦放置在平時使用的位置,檢查設備的無線網絡信號,移動設備可以通過滑動快捷菜單或者頂部的狀態欄查看,電腦可以通過系統狀態欄或者Windows的“控制面板|網絡和Internet|網絡和共享中心”查看。如果無線網絡的信號不強或者不穩定,那么網絡在使用的過程中可能會出現各種不穩定的狀況,我們需要做出一些調整:例如我們可以考慮調整路由器到一個比較高的位置上,使它更容易將信號傳播出去。
如果信號不佳的情況是由于附近的其他無線網絡使用相同的頻道而導致網絡信號受到影響,那么我們應該對當前區域的無線網絡頻道使用情況進行檢測,并選擇一個空閑的頻道。不過,在人煙稠密的城市中這或許很難做到,因為2.4GHz頻段可用的頻道極其有限,而為了提供更高的速率,很多路由器需要占用多個連續的頻道。大部分路由器的頻道設置支持自動檢測并選擇相對比較空閑的頻道,然而使用免費的工具軟件Acrylic WiFi for Windows(www.acrylicwifi.com)進行檢測,我們可以更清楚附近區域頻道占用的情況,選擇一個更理想的頻道。
由于5GHz頻段目前使用的用戶仍然比較少,所以路由器的5GHz頻段設置通常不需要進行頻道調整,但是考慮到兼容舊設備的需要,我們的路由器通常開啟雙頻模式,而擁擠的2.4GHz頻段是一定需要進行調整的。理想的情況下,我們應該盡可能地選擇1、6和11頻道,避免使用中間頻道而與其他的無線網絡相互干擾,只需要規避相同頻道的無線網絡即可。
提高接收能力
使用最好的IEEE 802.11ac路由器,正確選擇了路由器的位置,并在檢測之后進行了完美的配置,但是網絡信號仍然差強人意嗎?在這種情況下,我們有必要比較一下不同的終端設備網絡信號是否有明顯的差異,問題很可能只是終端設備的技術跟不上,無法支持新的無線網絡協議。通常,對于智能手機和平板電腦來說,無線網絡的問題會比較少,因為即使速度受到影響也足以上網瀏覽。但是,筆記本電腦和臺式電腦的情況就有所不同了,為此,我們需要讓它們能夠支持新的無線網絡就是,使用快速的網絡連接。
目前,對于電腦來說使用USB接口的無線網絡適配器是最簡單的升級方案,而選擇與路由器同一廠商的適配器通常可以獲得最佳的兼容性。但是,需要注意,如果希望在近距離范圍內享受更快速的IEEE 802.11ac網絡速度,那么我們必須選擇一個USB 3.0的適配器,否則,USB 2.0的接口將成為數據的傳輸瓶頸。
對于筆記本電腦,有一定動手能力的用戶還可以有另一個選擇,那就是更換筆記本電腦內部的無線網絡適配卡。購買一個英特爾7260AC無線網絡適配器只需要百元多,不過,升級之前需要檢查一下筆記本電腦廠商的網站,或者在網上搜索了解一下,確定自己的筆記本電腦可以安裝使用的適配卡。
如果升級的對象是一臺式電腦,那么如果選擇安裝內部的無線網絡適配卡,則必須選擇配備桌面天線且可以通過延長線將天線放置于高處的產品。如果選擇USB接口的適配器,那么注意不要將適配器直接插在電腦的USB接口上,因為如果這樣適配器的天線則和普通的內置無線網絡適配卡一樣,天線處于不利于接收的位置。應該考慮使用USB延長線,讓USB適配器可以在更高的位置。
使用中繼器擴展無線局域網
在無線網絡覆蓋范圍不佳的情況下,許多用戶嘗試使用中繼器來解決問題,然而,那種簡單的中繼器雖然小巧、使用簡單,但卻有一定的問題:它們需要同時發送和接收信號來完成任務,產生較多的流量,這導致本已稀缺的帶寬會更加緊張。
如果使用雙頻段轉發的中繼器(支持2.4GHz、IEEE 802.11n和5GHz、IEEE 802.11ac的設備),那么可以解決這一問題,這種中繼器可以巧妙地使用兩個頻段來解決帶寬緊張的問題。而在理想情況下,我們應該盡可能地使用同一制造商生產的設備。
中繼器的最佳位置應該是一個比較高且不會被任何東西阻擋的位置。需要注意的是,如果我們將中繼器安裝得過于靠近終端設備,那么不可避免的是它將更加遠離路由器,這樣做終端設備似乎獲得了更好的信號,但是由于實際上網絡通信需要通過中繼器轉發路由器,而中繼器與路由器距離拉長,有可能會導致通信速度變慢,因而整個連接都變得非常慢。另一方面,如果中繼器距離終端設備太遠,那么終端設備獲得的中繼器無線網絡信號有可能并不比路由器強。因此,在安裝中繼器時我們必須使用JPerf(https://sourceforge.net/projects/jperf/)之類的工具進行一些測試,以確定其最佳位置。
使用網橋連接局域網設備
總有一些地方需要快速的網絡連接,卻又離主要的工作區域比較遠,例如客廳通常遠離工作室,而智能電視、衛星電視接收器、藍光播放機、媒體播放機和游戲機等許多設備都需要連接網絡,雖然這些設備許多是支持無線網絡的,但是它們通常只是支持速度較慢的舊協議,并且它們通常只配備了很小的天線,無線網絡的穩定性和速度都差強人意。在這樣的情況下,使用無線網橋是非常有意義的,實際上無線網橋也就是一種簡約版的路由器,它們的價格比較低,但卻能夠像路由器一樣提供快速的局域網接口,也可以通過無線網絡連接所有設備,并將這些設備都連接到路由器。目前新的設備基本都支持IEEE 802.11ac和千兆局域網,可以成為IEEE 802.11ac路由器絕佳的橋梁。如果我們購買了一個新的IEEE 802.11ac路由器,那么也可以考慮將舊的路由器用作網橋,只需要重新配置路由器,選擇橋接模式即可。
快速的千兆局域網電纜
在實踐中,我們可以看到一些性能較佳的IEEE 802.11ac路由器可以實現450Mb/s的速度,但是即便是很小的障礙物也可以使這個速度下降約50%。而相比之下,一個正常的局域網電纜連接速度可以高達1 000Gb/s,而且除非路由器不提供千兆局域網接口或者是用戶沒有使用正確的局域網電纜,否則,即使路由器的性能一般,也同樣可以正常工作。
目前,對于家庭網絡來說,千兆局域網電纜是需要高速穩定連接的終端設備的最佳選擇,即便是筆記本電腦,出于移動性方面的考慮,使用局域網連接或許并不是最佳的選擇,但是在下載或者更新、備份系統時可以考慮接上千兆局域網電纜進行操作。
局域網電纜有多種不同類別可供選擇,5e——我們常說的超5類是標準,它可以在高達100m的長度范圍內作為千兆局域網的連接電纜,而更高要求的設備可以選擇更牢固和屏蔽性更好的6A類或7類電纜。而除了比較復雜和粗大的圓形電纜之外,必要時我們也可以選擇帶狀電纜,扁平的帶狀電纜更適合壓在地毯底下或墻腳線內。而無論我們使用什么電纜,在連接之后,我們都需要檢測局域網適配器的連接速度,如果顯示“100Mb/s”,則需要重新檢查線路和考慮更換電纜。
使用交換機擴展局域網
家庭網絡中局域網電纜基本上都集中在路由器上,但是一般路由器上只有3個局域網接口可以供我們使用,通常無法滿足所有家庭設備的需求。在這種情況下,我們可以在家庭網絡中添置一臺交換機。交換機是一種用于局域網的接口擴展設備,可以根據需要選擇不同接口數量的設備。然后,我們可以將需要局域網電纜連接的設備都接到交換機上,再通過局域網電纜將交換機和路由器連接起來。選擇一個支持千兆局域網的交換機,連接到交換機的設備之間可以用千兆的速度相互通信。
用電力線連接代替局域網
在沒有預先計劃和準備的情況下,家中許多地方不太容易使用局域網電纜連接。作為替代方案,可以考慮使用電力線網絡,通過電力線進行連接。由于基本上網絡設備都需要電源,使用電力線代替局域網可以很容易實現,并且能夠獲得一個快速的連接速度,而且部分電力線適配器不只是提供一個局域網接口,還可以像一個交換機一樣提供多個局域網接口。
為了獲得最佳性能,應該直接將兩個電力線適配器插入連接到相同的外導電纜(相位)的插座。如果出現速度和可靠性方面的問題,那么可以嘗試一下使用其他的插座。對于電力線網絡來說,電動機(如冰箱壓縮機)和電源適配器對它有巨大的破壞性。
電力線擴展設備多種多樣,甚至有一些還集成了無線網絡熱點。我們可以輕松地使用它將無線網絡擴展到家中一個比較遠的地方,而且安裝配置非常簡單,只需將一個適配器插入到電源線上,將局域網接口與路由器連接,再將另一個適配器插入需要擴展無線網絡區域的插座,并設置它的工作模式,即可開始為附近的設備提供無線網絡服務。
每一個家庭的環境不同,對于家庭網絡的應用需求也不同,所有我們需要靈活使用上面介紹的方法才能夠建立快速和穩定的家庭網絡。
設備需要這樣的速度
在大多數情況下,10Mb/s左右的穩定連接足夠用于瀏覽網站和觀看標清的網絡視頻,但如果想下載大文件或者流媒體的高清視頻,那么傳輸速率至少要有50Mb/s。實現這一速度,快速的無線網絡或者電力線網絡是起碼的要求,而千兆局域網則是大型文件或4K流工作的利器。
IEEE 802.11ac無線網絡的優點
新的無線網絡協議使用5GHz頻段,并且IEEE 802.11ac路由器通常也能夠支持IEEE 802.11n,它們可以使用更多的頻道,實現更高的傳輸速率。而且,其改進版本支持MU-MIMO(多用戶MIMO),對于性能的提升非常明顯。
IEEE 802.11ac 無線網絡適配器
USB 3.0接口可以確保USB接口不會成為瓶頸,但前提是確保良好的接收,使用USB延長線可以更靈活地選擇位置。
無線網絡中繼器
使用2.4GHz和5GHz頻段的雙頻模式中繼器的效果更理想,不會在短時間內產生過大的流量而影響網絡的速度。
局域網交換機
交換機是網絡的分銷商,它的每個端口都可以工作在千兆位的速度,即使是在同時使用的情況下。