第 8 讲:5 GHz 信道、80 MHz 与 DFS 的"脾气"
第 8 讲:5 GHz 信道、80 MHz 与 DFS 的"脾气"
《看不见的光:从电磁波到你家 WiFi》系列 · 第 8 讲
接着上一讲说
上一讲我们把 2.4 GHz 这片"老城区"逛完了:83 MHz 的总宽度,13 个紧挨着的编号,挤得只剩下 1、6、11 三条主干能并行。
家里真正能让你"看 4K 不卡"、"无线投屏不掉"、"NAS 拷文件接近千兆"的那一段,几乎都是另一片频段——5 GHz。
这一讲就来回答几个问题:
- 5 GHz 上一共有多少条信道?为什么编号一下子从 36、40 跳到 149、165?
- 路由器后台的 20/40/80/160 MHz 到底是怎么"拼"出来的?
- 为什么有些 5 GHz 信道明明在列表里,路由器却从来不去用?这就是这一讲的主角——DFS。
如果你愿意,可以一边看一边对照下面这张图:
5 GHz 不是一整条公路
最容易让人误会的一件事是:5 GHz 不是像 2.4 GHz 那样的一整段连续频谱。
它是被法规切成好几段,每一段的"准入条件"还不一样。在国际上常用的划分是这样几块(以下用美国 FCC 的 UNII 分段名称作参考,方便你以后看英文资料对得上号):
| 子段 | 频率范围 | 常见信道 | 大致脾气 |
|---|---|---|---|
| UNII-1 | 5150–5250 MHz | 36 / 40 / 44 / 48 | 一般不需要 DFS,室内可放心用 |
| UNII-2A | 5250–5350 MHz | 52 / 56 / 60 / 64 | 要 DFS,要让着雷达 |
| UNII-2C(也叫 UNII-2 Extended) | 5470–5725 MHz | 100–144 | 要 DFS,且和气象雷达共用 |
| UNII-3 | 5725–5850 MHz | 149 / 153 / 157 / 161 / 165 | 一般不需要 DFS |
不同国家/地区,开放的子段不一样:
- 中国大陆民用 WiFi 主要用 5150–5350 MHz(含 36–64,对应 UNII-1 + UNII-2A,室内使用)和 5725–5850 MHz(含 149–165,对应 UNII-3)。中间 5470–5725 这一大段在民用 WiFi 上一般不开放。
- 美国开放的 5 GHz WiFi 范围更完整,包括中间的 UNII-2C,所以你看美国教程里经常出现 100、116、132 这类信道编号;但 5350–5470 MHz 仍不是常规 WiFi 段。
- 欧洲也开放 5470–5725 MHz 这段,但功率限制更严格,DFS 要求更死板。
所以你拿一台国行路由器,会发现可选的 5 GHz 信道大致就两堆:前面一堆 36–64,后面一堆 149–165,中间那段是空的。这不是路由器小气,是法规在切。
一个小提醒:上面这张表是"大方向"。具体每一段的功率上限、允许室内还是室外、对 DFS 的细节要求,各地法规都会单独再加约束,路由器固件会按销售地区自动锁定。
5 GHz 的信道编号怎么读
5 GHz 的编号规则比 2.4 GHz 整齐得多。
信道编号每差 1 = 中心频率差 5 MHz;20 MHz 信道之间的编号差 4。
所以最常见的 20 MHz 信道,是编号每隔 4 个排一次:36、40、44、48、52、56、60、64、…、149、153、157、161、165。
每一条 20 MHz 信道的中心频率,按下面这条公式算就行:
举几个例子:
- 信道 36:5000 + 5 \times 36 = 5180 MHz
- 信道 100:5000 + 5 \times 100 = 5500 MHz
- 信道 149:5000 + 5 \times 149 = 5745 MHz
跟 2.4 GHz 不一样的是,5 GHz 上常用的 20 MHz 信道之间是不重叠的。这是它能开 80 MHz、160 MHz 这种"豪华大道"的前提。
20 / 40 / 80 / 160 MHz 是怎么"拼"出来的
5 GHz 之所以能跑得快,关键就是这一段:路由器允许把好几条 20 MHz 信道捆成一条更宽的路用。这件事在协议里叫信道绑定(Channel Bonding)。
捆的方式有规矩,不是你想拼哪两条都行——必须是对齐的相邻 20 MHz:
- 20 MHz:单独一条,比如 36。
- 40 MHz:两条相邻 20 MHz 拼起来,比如 36+40,写作"信道 38"或者"36(40 MHz)"。
- 80 MHz:四条相邻 20 MHz 拼起来,比如 36+40+44+48,写作"信道 42"或者"36(80 MHz)"。
- 160 MHz:八条相邻 20 MHz 拼起来,比如 36 一直到 64,或者 100 一直到 128。
这件事用一个比喻:
5 GHz 就像一条修好了的高速公路,每 20 MHz 是一条车道。你的路由器可以选只走一条(稳)、并排开两条(40 MHz)、并排开四条(80 MHz)、甚至并排开八条(160 MHz,超快但要求最苛刻)。
带宽翻倍意味着理论吞吐率近似翻倍,但代价也跟着放大:
- 更容易撞到邻居:一条 80 MHz 路盖住的范围,等于四条 20 MHz;想按 80 MHz 发包,就要确认相关子信道足够空。如果副信道忙,设备可能退避、收窄到 20/40 MHz,或者等下一次机会。
- 更容易撞到雷达:拼得越宽,越大概率碰到下面要讲的 DFS 信道。
- 信噪比要求更高:宽路对信号质量更敏感,远距离/穿墙时 80 MHz 不一定比 40 MHz 快,反而可能更慢。
所以路由器后台那个 "20/40/80 MHz 自适应" 选项,实际上是在替你做一个权衡:周围干扰少、连接质量好时尽量用宽;条件不合适时,就退到窄一点,或者只在某些发包时按较窄带宽工作。
DFS 是什么:把信道"借"给雷达
现在轮到这一讲真正的主角了。
5 GHz 那一大段中间频谱(大致 5250–5350 和 5470–5725),并不是 WiFi 独占的。它早在 WiFi 出现之前,就被分配给了:
- 气象雷达(监测降水、台风的那种)
- 军用雷达
- 机场航管雷达
这些设备的功率比家用路由器高几个数量级,业务也比刷视频要紧得多。法规给了这些雷达优先使用权,WiFi 只是被允许"在它们不用的时候蹭一下"。
要做到"它们一开机我就让路",就必须有一套机制:
Dynamic Frequency Selection(动态频率选择,DFS):路由器在使用这些信道时,必须时刻监听有没有雷达信号,一旦发现就在限定时间内主动让出这条信道。
DFS 的"脾气"分三步:
第一步:上信道前先听一会儿(CAC)
路由器要使用一条 DFS 信道之前,不能直接开播,得先静默地"听"一段时间,确认没有雷达。这段时间叫 CAC(Channel Availability Check,信道可用性检查)。
- 普通 DFS 信道:大约 60 秒。
- 一些和气象雷达共享的特殊信道(不同地区编号略有不同,常见是 120/124/128 这一段):要听 10 分钟。
这就是为什么你有时候在路由器里手动选了一条 DFS 信道,等了好久才显示"已启用"——它在认真听有没有雷达。
第二步:用着用着也得继续听(In-Service Monitoring)
CAC 通过之后,路由器并不能"高枕无忧"。它在工作的同时,还得持续监听雷达信号。一旦疑似检测到:
- 必须在大约 10 秒内完成迁移,不再在原信道上正常发数据;
- 然后切到另一条非 DFS 信道,或者另一条已经 CAC 完成的 DFS 信道。
从用户角度看,就是网络可能突然"卡一下"或者"换了个信道"——尤其是附近机场/航管雷达、气象雷达正在工作的时候。
第三步:让出去之后还得"冷却"
被雷达赶走的那条信道,路由器不能马上回头再用。法规一般要求至少 30 分钟之内不再使用这条信道(叫 NOP,Non-Occupancy Period)。
所以一条 DFS 信道,对路由器来说大概是这种心态:
"我可以用,但要先听 1 分钟;用着的时候还要竖着耳朵;一旦听到雷达,10 秒内闭嘴,30 分钟内不许回来。"
这就是为什么有些 5 GHz 信道明明在选项里,自动模式下路由器却长期不去用——它们不是不能用,是"性价比"在家用环境下不够高。
把 80 MHz 和 DFS 放在一起看
现在把这两件事拼起来,就能解释很多用户实际会遇到的现象。
现象一:开了 80 MHz,路由器自动落在以 36 或 149 起步的那一组。
因为 36(即 36–48 这一组)和 149(即 149–161 这一组)正好各能凑出一段完整的非 DFS 80 MHz。为了稳定,路由器自动模式往往会优先选这两个"安全块"。在中国大陆国行路由器上,这两块也几乎是仅有的非 DFS 80 MHz 选择。
现象二:开了 160 MHz,但发现实际还是按 80 MHz 跑。
160 MHz 需要连续八条 20 MHz 拼在一起。在国行可用的频段里,36–64 这一段刚好够拼一条 160 MHz,但其中 52–64 是 DFS;后段 149–165 一共只有 5 条 20 MHz,根本拼不出 160 MHz。所以国行路由器要开 160 MHz,几乎只有"36–64 + DFS"这一条路。一旦它认为雷达环境不安全,就会自动降级回 80 MHz。
现象三:DFS 信道反而很空,但路由器一切到那里就被打断。
DFS 段往往是 5 GHz 里比较空旷的一片——因为不少家用路由器默认避开,邻居就少。但"空"是有代价的:偶尔会被雷达打断、CAC 启动慢、跨信道切换会让正在打游戏/视频通话的设备瞬断一下。是否值得,要看你家附近有没有雷达源头(机场、气象站、军事设施附近的住户更容易遇到)。
一段实用小结
回到最开始那个问题——5 GHz 为什么有那么多信道,但你能"放心用"的就那么几块?
把这一讲串起来:
5 GHz 被法规切成了几个子段;其中很大一部分要和雷达共享,使用前要 CAC、使用中要让路、让走之后要冷却(这就是 DFS)。在国行路由器上,真正"无负担"的 80 MHz 主要落在两块:以信道 36 起步的那一组,和以信道 149 起步的那一组。
如果你只想带走几条能用的判断:
- 5 GHz 作为高速主力时,80 MHz 通常是默认推荐——和 2.4 GHz 不一样,这里宽路真的快;如果小区特别拥挤,再考虑手动收窄到 40 MHz。
- 160 MHz 谨慎开:在国行可用频段里,它必然踩 DFS,而且对信号质量要求很高,远距离不一定比 80 MHz 快。
- 看到信道列表里有 52–64、100–144 这些段,它们通常就是 DFS 段。它不是坏,是**"空但偶尔会让位"**。家里没有雷达源、对偶尔瞬断不敏感的话,可以试试它。
- 如果你正在用 DFS 信道,路由器突然换 5 GHz 信道、设备短暂掉线又重连,第一嫌疑就是 DFS 检测到了雷达;如果你用的是非 DFS 信道,再去排查自动优化、干扰和固件问题。
- 国行路由器通常主要在 36–64 和 149–165 两堆里选,是法规决定的,不是固件锁人为限制。
下一讲:发射功率、穿墙,和那些"标准/节能/穿墙模式"
到这里,"频段—信道—带宽" 这条线就走完了。你已经知道路由器在哪条路上跑、这条路有多宽、为什么有些路要让给雷达。
下一讲,我们换一个维度:功率。
- 路由器后台那个"标准模式 / 节能模式 / 穿墙模式",到底改了什么?
- 为什么"功率大 = 穿墙强"是一种半对的直觉?
- 为什么调到最大反而可能让你家网络更差?
- 法规给民用 WiFi 设的功率上限大概是多少,路由器为什么不能想多大就多大?
我们会回到第 5 讲的那个老朋友——距离和穿墙带来的能量损失——把它和"路由器自己能喊多大声"放在一起,看清楚一件大多数人弄反的事。