牆體對 WiFi 的影響有多大?按材料查看訊號損失

牆體對 WiFi 的影響有多大?瞭解石膏板、磚、混凝土、瓷磚、玻璃、鏡子和鋁箔的典型 dB 損失,並學習如何數牆。

牆體對 WiFi 的影響有多大?在訊號很弱的臥室裡,這個問題往往比距離更重要。

路由器距後臥室只有 20 英尺,但後臥室就是無法使用。問題通常不是距離。在無遮蔽空間中,距離每翻倍約損失 6 dB——只是適度下降。路由器與臥室之間的物體可能一步就損失 30 dB;從走廊看,損失 3 dB 的牆和損失 30 dB 的牆看起來完全一樣。

下面會說明各類建築材料造成的損失、斜穿牆體時角度為什麼會改變數字,以及如何為自己的平面圖加總這些損失。

牆體對 WiFi 的影響有多大?牆體如何作用於無線電波#

有三種不同作用,最好分開理解。

**吸收。**緻密、潮濕的材料會把無線能量轉化為少量熱量。含水量是最重要的變數,這就是為什麼新抹的灰泥、潮濕的磚、正在固化的混凝土板和塞滿書的書櫃,損失會比厚度看起來更大。這是會隨厚度變化的機制:牆體厚度翻倍,dB 大致也翻倍。

**反射。**導電表面會把訊號反射回來,而不是讓它通過,厚度幾乎不重要。幾千分之一英寸厚的鋁箔,比四英寸磚塊造成的阻擋還大,因為阻止波傳播的是連續導電層,而不是後面的質量。

**頻率。**頻率越高,穿過緻密材料的損失越大。經驗上,一面牆在 2.4 GHz 的損失,到 5 GHz 通常會變為 1.5 到 2 倍,6 GHz 還會略高一些。這一點決定了哪個頻段能到達哪個房間,也是逐頻段涵蓋範圍比較的核心。

距離便宜且可預測;牆體昂貴且變化很大。一扇鏡面衣櫃門的損失可能是距離翻倍的四倍。

按建築材料查看訊號損失#

訊號穿過的物體 2.4 GHz 典型損失 5 GHz 典型損失 實際含義
開門或拱門 0-2 dB 0-3 dB 幾乎免費,優先走這裡
空心室內門 1-3 dB 2-4 dB 幾乎不值得單獨計算
石膏板隔牆,兩層板和木龍骨 2-4 dB 3-6 dB 最便宜的真正牆體
有電線、管道或隔熱層的內牆 3-5 dB 5-8 dB 明顯下降一步
實木門 2-4 dB 4-6 dB 關上時就能感受到
帶格柵和基層的木地板 4-8 dB 6-12 dB 通常還能承受
單層磚或煤渣砌塊,約 4 英寸 6-10 dB 10-16 dB 把可用範圍降到約三分之一
實心或夾層磚,9 英寸及以上 10-15 dB 15-25 dB 一面牆會花掉一半預算
空心混凝土砌塊 6-10 dB 10-16 dB 與單層磚相近
澆築或鋼筋混凝土 10-15 dB 15-25 dB 常常是硬性阻斷
混凝土樓板 10-15 dB 15-25 dB 應繞開規劃,而不是穿過去
基板上的陶瓷或瓷質瓷磚 5-8 dB 8-12 dB 浴室的影響超出預期
普通玻璃窗或室內玻璃 1-3 dB 2-6 dB 損失小,是有用路徑
Low-E 或鍍膜玻璃 8-15 dB 10-25 dB 比旁邊的牆還糟
鏡子或鏡面衣櫃門 15-25 dB 20-30 dB+ 實際上相當於金屬板
金屬板條和灰泥 15-25 dB 20-30 dB+ 老房子常隱藏這一層
石膏板後的金屬龍骨 增加 3-6 dB 增加 4-8 dB 新建築常見
貼箔隔熱層或輻射屏障 15-25 dB 20-30 dB+ 按不可穿透處理
金屬板、風管、冰箱、櫃體 15-25 dB 20-30 dB+ 不透明,繞開它
電熱地板加熱網 15-25 dB 20-30 dB+ 地板中的金屬網
魚缸、水箱或熱水筒 2-6 dB 3-10 dB 水會吸收,但通常沒想像中多
站在路徑上的人 3-5 dB 3-6 dB 讀數為何會晃動

每一行都是典型範圍和經驗法則,而不是測量值。濕度、灰泥厚度、空腔內固定的東西和穿過角度,都可能讓數字變化幾 dB。對於 6 GHz,普通材料在 5 GHz 一欄上大約增加 1 到 3 dB;金屬材料不變,因為它們本來就已經不透明。

人們低估的四種材料#

  • **鏡子。**鏡子就是玻璃前面的一層金屬。橫跨臥室牆面的鏡面衣櫃門,是一塊正好擋在訊號目標方向上的 20 dB 障礙物。
  • **Low-E 和鍍膜玻璃。**節能玻璃帶有極薄的金屬氧化物層,因此三面都是玻璃的花園房可能比旁邊的磚房更差。這也是為什麼開放式住宅仍會有死角,即使內部幾乎沒有牆。
  • **貼箔隔熱層。**貼箔石膏板和輻射屏障常見於閣樓、車庫和新建外牆。用它包覆的改建閣樓會像屏蔽盒,樓梯間可能是唯一入口。
  • **電熱地板。**加熱網是瓷磚下的導電網格,因此裝有它的浴室或廚房可能給下面房間造成 25 dB 的上限。這通常能解釋為什麼改造前能用、改造後某層就失效。
使用木結構、磚牆和混凝土牆模擬的同一平面圖
相同布局、相同路由器、三種結構。當每面牆損失 3 dB 時住宅很舒適;損失 12 dB 時一半空間不再存在。

如何數出路由器與房間之間的牆#

你需要一張大致按比例繪製的平面圖,以及十分鐘。

  1. 按房間畫出樓層。比例重要,精確尺寸不重要。
  2. 標出路由器實際所在位置,而不是希望它所在的位置。
  3. 標出問題房間內你實際使用裝置的位置——書桌、枕頭或沙發邊。
  4. 在兩點之間畫直線。
  5. 按順序列出直線穿過的每個表面。不要漏掉非牆體物件:煙囪凸台、冰箱、靠牆衣櫃、貼磚淋浴間和熱水器櫃。
  6. 給每個物體從上表取一個數字;如果明顯斜穿,則套用角度乘數。
  7. 把它們加起來。這就是牆體損耗。
  8. 再畫第二條線:設想你通過門口實際行走的路線。用同樣方法評分。大多數住宅中,這條路線雖然更長,卻穿過的材料少得多。

你的總預算很小。距離路由器幾英尺處約為 -30 dBm,5 GHz 在約 -67 dBm 附近開始不可靠,所以距離、牆體、家具和人總共大約只有 37 dB 可用。各電平能支援什麼,見dBm 訊號強度圖表

牆體意味著延伸器也幫不上忙的情況#

延伸器會重複它聽到的訊號。把牆體數量套用到候選位置後,答案往往是否定的。

  • **沒有值得重複的訊號。**如果路由器一側的每個插座都低於 -67 dBm,延伸器只會大聲轉發一條弱連線,而你的手機仍會黏住它。延伸器自身位置的目標範圍見Wi-Fi 延伸器放在哪裡
  • **金屬或鋁箔邊界。**貼箔板包圍的房間,或電熱地板上方的房間,不是涵蓋範圍問題。你這一側的任何位置都無法解決它;第二個無線電必須在另一側,並透過網路線、同軸電纜或電力線供給。
  • **沒有門口路徑的兩面磚石牆。**在 5 GHz 下,還沒算距離就先損失 20 到 32 dB——大部分預算已經消耗。實心牆住宅的方案見磚牆和混凝土中的 Wi-Fi
  • **房間需要真正的吞吐量。**如果計算結果讓遠處房間接近 -80 dBm,即使位置正確的單無線電延伸器也只能以大約一半吞吐量中繼。任何位置都無法找回房間從未收到的頻寬——參見死角真正的成因

此時說「不行」幾乎沒有成本;買錯設備兩次才有成本。

常見問題#

牆體對 Wi-Fi 訊號的影響有多大?

一面石膏板隔牆在 5 GHz 下通常損失 3 到 6 dB;九英寸磚牆可能損失 15 到 25 dB;鏡子或貼箔板則可能損失 20 到 30 dB 或更多。作為比較,無遮蔽時距離路由器翻倍約損失 6 dB。在大多數住宅中,決定房間能否使用的是牆體,而不是距離。

Wi-Fi 訊號能穿過幾面牆?

經驗上,5 GHz 可用時通常能穿過約兩面室內石膏板牆,2.4 GHz 可穿過三面;而在 5 GHz 下,一面實心磚石牆就可能達到極限。強同房間訊號到 5 GHz 不可靠點之間約有 37 dB 預算,因此應數 dB,而不是數牆。

牆體對 5 GHz 的阻擋比 2.4 GHz 更大嗎?

是的。緻密材料的損耗會隨頻率升高,因此在 2.4 GHz 損失 8 dB 的牆,在 5 GHz 通常會損失 12 到 16 dB,在 6 GHz 還會略多。正因如此,5 GHz 在同房間很出色,隔兩間房卻可能消失,而 2.4 GHz 還能勉強到達車庫。

鏡子是玻璃後的薄金屬層,會反射而不是吸收訊號,在 5 GHz 通常損失 20 dB 或更多。大型鏡面衣櫃門或鏡面牆像金屬板一樣,會讓其後的所有區域處於陰影中。讓訊號改從門口通過,或者移動路由器,不要讓鏡子處於路徑上。

因為斜線穿過每面牆時都是傾斜的,訊號在材料中的路徑變長,也會有更多能量從表面反射。一面以 60 度穿過的牆,效果相當於兩倍厚度;兩面普通、各損失 6 dB 的木龍骨牆,斜穿時可能從 12 dB 變成 24 dB。把路由器移動幾英尺、讓穿牆角度更直,常常能找回 10 dB 或更多。

兩者都是連續導電層,是住宅中最糟糕的障礙物之一,通常會損失 20 到 30 dB 或更多。閣樓或車庫改造中的貼箔石膏板會把房間變成屏蔽盒;電熱網則可能給下面樓層設下一道上限。錯誤一側的任何延伸器位置都無法修復它;第二個無線電必須在另一側,並透過網路線連接。

只有在牆的路由器一側存在一個位置,使路由器仍能以約 -60 至 -67 dBm 清晰到達延伸器,並且延伸器能在不再次穿過同一面牆的情況下到達目標房間時,延伸器才有幫助。如果那面高損耗牆位於延伸器與任一端之間,它就不會有用。這時,有線存取點、透過現有同軸電纜的 MoCA,或電力線跳點才是誠實的答案。

找到死角,然後解決它

Range Up 將兩分鐘繪製的戶型草圖轉化為逐房間覆蓋地圖,并给出擴展器的最佳位置。