在当今社会，Wi-Fi已成为人们生活中不可或缺的一部分。然而，相较于Wi-Fi背后的技术原理，大多数人更关注如何获取Wi-Fi热点的密码。
我们正处在一个科技日新月异的年代，移动设备已成为上网的主要工具，而智能家居也随着物联网（IoT）技术的普及，逐渐融入了千家万户的日常生活。
若不持续学习，便难以跟上时代的潮流。就拿最近购买路由器来说，面对Wi-Fi6、mesh组网等新名词，我真是感到一头雾水。
为了选购到合适的产品，我不得不恶补一些关于Wi-Fi的基础知识。
以下是我这次学习的心得笔记，既是对自己的备忘，也是对大家的分享：
Wi-Fi（发音：/ˈwaɪfaɪ/）是一种基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。
IEEE 802.11是目前无线局域网广泛采用的标准，由电气和电子工程师协会（IEEE）制定，规定了无线网络通信的技术规范。尽管人们常将Wi-Fi与802.11相提并论，但两者并非完全等同的概念。
IEEE 802.11标准涵盖了多个版本，下表中列举了其中最具代表性的几个：
当前的无线网络标准多以802.11n、802.11ac等命名，这些名称对于普通用户来说较为陌生，难以理解和记忆。由于记忆这些标准存在难度，自然也就无法准确判断网络设备的先进程度。为此，Wi-Fi联盟决定采用数字排序的方式来命名新标准。
因此，现在大家常说的Wi-Fi6，实际上指的是802.11ax标准。
传统的无线路由器通常只提供2.4G频段的Wi-Fi信号。而双频路由器则同时具备2.4G和5G两个频段的Wi-Fi信号。由于大多数无线路由器主要工作在2.4G频段，导致信号之间相互干扰严重，尤其是在无线设备密集的环境中，网速容易受到影响。
双频路由器通过增设5G频段，不仅能够有效减轻无线信号之间的干扰，还能显著提升网络速率。
网络速度不仅与信号强度相关，还与信道质量密切相关。例如，当2.4G频段穿过一堵墙后，信号可能降至3格，而5G频段可能只有2格。如果周围无线干扰较大，使用3格信号的2.4G频段观看视频时可能会出现缓冲现象，而使用2格信号的5G频段则能提供更流畅的观看体验。对于下载、语音通话、实时游戏等对网速和延迟要求较高的应用，使用5G信号更为理想。
下表总结了2.4G和5G两种信号各自的优缺点：
Wi-Fi信号是通过电磁波进行传输的。
根据波长、频率以及波源的不同，电磁波大致可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。
无线电波分布在3kHz~300GHz的频率范围内，其波长在100km～1mm之间。
无线电波可进一步分为：甚长波、长波、中波、短波、米波和微波。
波长在1毫米到1米范围内的电磁波统称为微波（Microwave），根据其波长可细分为：分米波、厘米波和毫米波。分米波（波长在1～10分米）是移动通信的主要频段。在2G时代，GSM主要使用900MHz频段，后来扩展至1.8GHz。3G时代，UMTS主要采用1.8GHz和2.1GHz频段，TD-SCDMA则主要使用2.3GHz和2.6GHz频段。4G时代，LTE继续沿用2G和3G的频段，并新增了3.5GHz频段。
Wi-Fi信号所使用的电磁波属于微波范畴，其中2.4GHz信号属于分米波，5GHz信号则属于厘米波。
5G网络的”5G”，代表的是英文”5 Generation”（第五代）的简称，指的是第五代蜂窝标准，是4G LTE和3G技术的升级。需要注意的是，这里的”5G”与路由器上的5GHz频率并无直接关联。
波长（wavelength）是指波在一个振动周期内传播的距离。
真空光速定义值：c0=299792458m/s。
光速（Lightspeed）是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是自然界中已知的最快运动速度。
1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上，通过了米的新定义：米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度。
波长=波速×一个振动周期=波速×（1/频率）。
将上述波长公式转换为波速公式：波速=波长×频率。
由于波速恒定，接近于光速，因此可以认为波长与频率成反比，即波长越长，频率越低；波长越短，频率越高。
下表展示了电磁波谱中的各个频段：
天线的长度与波长成正比，因此与频率成反比。频率越高，波长越短，天线也可以做得更短。
天线的大小需要与波长相当。天线的长度并不等于一个完整的波长，通常是1/4波长或5/8波长。
长波或更低频率，实际上很早就被应用于专用通信系统中。长波可以传输很远的距离，并且能够沿着地球表面传播（地面波）。当然，长波的发送和接收都比较困难，因为天线的大小需要与波长相当。可以通过搜索“长波天线”来了解其巨大的尺寸。由于这个原因，长波在普通民用通信中基本不被使用。
中波频段的波长在100～1000米，这个频段的电磁波不易被建筑物遮挡。虽然中波的覆盖范围不如长波那么广，但也可以用于城市区域的覆盖。中波频段主要被用于收音机。例如：上海广播电视台AM990，实际上就是使用调幅技术（AM）、工作在990kHz的收音机频道。这种AM收音机便于制作，陪伴了许多人的成长，沿用至今。
短波频段的波长在10～100米。这个波长具有一个独特的特性，即可以被大气电离层反射回地面，通过来回发射实现长距离通信（称为“天波”）。因此，短波可以用于较远距离甚至环球通信。短波最常见的应用是各种短波收音机频道。
比短波更高频率的VHF频段，波长在1～10米，因此被称为米波，也有称为超短波。这个频段主要用于调频收音机和电视广播。例如：上海广播电视台FM93.4，就是使用调频技术（FM）、频率为93.4MHz的收音机广播。例如：我国的无线电视广播，频道DS-1的频率是48.5～56.5MHz。
Mesh网络，即“无线网格网络”，是一种“多跳（multi-hop）”网络，由ad hoc网络发展而来，是解决“最后一公里”问题的关键技术之一。
简单来说，如果你的家中有WiFi覆盖不到的死角，但通过在有信号的地方放置一个路由器，这个路由器作为中继的Mesh节点，就可以覆盖到那些死角。
利用Mesh路由器系统，可以实现全屋5G频段无线网络覆盖，并支持无缝漫游，在屋内移动时各种应用（包括游戏）不会掉线，是目前阶段下实现家庭全屋高速无线网络覆盖的最佳方案。
WEP是一种较旧式的加密方式，在2003年时就被WPA加密所取代。由于其安全性能存在多个弱点，容易被专业人士攻破，但对于非专业人士来说相对安全。此外，由于WEP采用的是IEEE 802.11技术，而现在无线路由设备大多使用IEEE 802.11n技术，因此，当使用WEP加密时会影响无线网络设备的传输速率。如果是以前的老式设备只支持IEEE 802.11的话，那么无论使用哪种加密方式都可以兼容，对无线传输速率没有影响。
WPA/WPA2是一种最安全的加密类型，但由于此加密类型需要安装Radius服务器，因此，一般普通用户难以使用，只有企业用户为了无线加密更安全才会采用此种加密方式。在设备连接无线WIFI时需要Radius服务器认证，并且还需要输入Radius密码。
WPA-PSK/WPA2-PSK是我们现在经常设置的加密类型，这种加密类型安全性能高，设置也相当简单，但需要注意的是它包含AES和TKIP两种加密算法。
TKIP：Temporal Key Integrity Protocol（临时密钥完整性协议），这是一种较旧的加密标准。
AES：Advanced Encryption Standard（高级加密标准），安全性比 TKIP 更好，推荐使用。
使用AES加密算法不仅安全性能更高，而且由于其采用最新技术，因此在无线网络传输速率方面也要比TKIP更快。
2018年1月，Wi-Fi联盟宣布将在年内发布包含多项安全改进的WPA3，它将取代WPA2。新标准为每个用户使用192比特加密和单独加密。Wi-Fi联盟还表示，WPA3将缓解由弱密码造成的安全问题，并简化无显示接口设备的设置流程。该标准于2018年6月25日正式发布。
推荐的安全性设置：
- WPA3 个人级是目前可用于 Wi-Fi 设备的最新、最安全的协议。它适用于所有支持 Wi-Fi 6 (802.11ax) 的设备以及某些旧款设备。
- WPA2/WPA3 过渡级是一种混合模式，能够将 WPA3 个人级应用于支持这种安全协议的设备，同时允许旧款设备使用 WPA2 个人级 (AES)。
- WPA2 个人级 (AES) 是您在无法使用上述任何更安全的模式时的适当之选。在这种情况下，还要选取 AES 作为加密或密码类型（如果可用）。
请勿创建或加入使用已弃用的旧安全协议的网络。以下这些安全性设置已不再安全，它们会降低网络可靠性和网络性能：
- WPA/WPA2 混合模式
- WPA 个人级
- WEP，包括开放式 WEP、共享式 WEP、WEP 过渡安全网络或动态 WEP（附带 802.1X 的 WEP）
- TKIP，包括名称中包含 TKIP 的任何安全性设置