# 家庭组网系列(1):方案与设备选购

2025-01-21
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前言 本文介绍一些家庭组网方案和家庭网络升级方案。

# 零.预备知识

- AC：`网络控制器`，一般为闭源的成熟方案；起到路由和管理的功能。
- AP：`Wi-Fi发射器`，一般不起路由功能，对性能要求不高。
- PPPoE拨号：输入用户名、密码认证成功后即可`点对点拨号上网`。
- 桥接：让`光猫只起到光电转换作用`，路由工作交给下一级设备。
- Mesh：一种网络拓扑结构，可以实现节点之间的多跳通信，使其`覆盖范围和信号质量大幅提高`。
- FTTH：`Fiber to the Home`，小区光纤箱到你家然后下级连网线。
- FTTR：`Fiber to The Room`，光纤到你家然后下级也连光纤。
- 软路由：即为`X86设备或Arm设备的小主机刷Openwrt`或其他路由系统，一般没有Wi-Fi功能，具有`两个以上的RJ45网口`，性能较强；
- 硬路由：即为常见的`带有天线的路由器`，带有Wi-Fi，一般为arm或mips设备，搭载板载内存，`性能较弱`。

# 一.电组网（网线）方案

## AC+AP

- 1.弱电箱光猫+箱内AC+各个房间网线直连AP

    企业级方案，美观漫游信号好，成本稍高，比较省心；

- 2.弱电箱光猫+软路由AC+各个硬路由刷AP

    同上，自定义程度高，适用与有一定技术基础的用户，性价比高；
    一般可以使用集客AC/AP系统。

- 3.弱电箱光猫（光电转换）+软路由（PPPoE+DHCP）+AC

    即为光猫改桥接，软路由PPPoe拨号；这样增加了一层设备，需要谨慎考虑。

- 4.SFP猫棒（光模块）+2.5G网管型交换机/AC+AP

    光猫一般有Wifi+PPPoE+IPTV+光纤固话功能，如果不想用光猫可以替代为此方案;
    IPTV设置Vlan解决，固定电话设置为转发到个人手机号或取消.

## Mesh

- 5.弱电箱光猫+网线直连硬路由+无线Mesh连接到另一台同型号路由器

    适用与家里预埋的网口不多的情况，无线Mesh需要AX3000及以上同型号路由器;
    也可以将硬路由刷机用Easymesh实现。

- 6.弱电箱光猫+网线直连硬路由+有线连接到另一台同型号路由器

    适用与有足够的预埋网口，比无线Mesh稳定。
    如果两台路由器之间不能直接连接，则需要有线回程，
    即为弱电箱光猫+有线连接到路由器+连回弱电箱交换机+有线连接到另一台路由器.

- 7.弱电箱光猫+电力猫+220V电线+电力猫

    比较小众的组网方案，使用电线传输数据，速度不高，容易受到大功率电器的干扰，
    适用与没有预留网口/布线不方便的环境；

## 混合方案

- 8.弱电箱光猫+软路由（主路由）+两台路由器（AP模式）互相Mesh

> 单层楼环境优先考虑Mesh组网，多层楼环境优先考虑AC+AP；

> 如果要实现全屋2.5G网络，可以直接更换2.5G光猫+带2.5G口下接设备，注意需要宽带套餐/光猫/路由器/网线/终端设备全部支持2.5G才能跑到近似网速；

> 如果需要2.5G以上更高带宽，则考虑光组网方案，也可以像方案4买相应性能的交换机设备；

> 不建议使用光猫自带的wifi，光猫同时PPPoE拨号+DHCP路由+发射wifi，性能不够会造成大量发热。

# 二.光组网（光纤）方案

光纤方案性能强大，但光纤便宜而光电转换设备贵，而且最终还是要连到RJ45网口或无线，中间需要光转电转换器，性能要打个问号；且后期维护成本高，需谨慎考虑。

- 8.FTTR：OLT+FTTR光猫（AC）+分光器和单模/多模光纤+多个从光路由（AP）

    光AC+AP，性能强大，但比较昂贵，自定义程度小；

- 9.FTTR：OLT+FTTR光猫（主）+分光器和单模/多模光纤+从光路由（副）

    主副光猫Mesh，性质同上；
    光纤需要考虑光衰，且没有网线耐用，打头工具也比网线贵的多,而且需要注意合约内容；
    当然，也可以在装修阶段就部署光电复合缆，会有更多的选择空间。

## 三.路由器工作原理

路由器是计算机网络中的重要设备，主要用于连接不同的网络，并在这些网络之间转发数据。其工作原理涉及以下几个主要方面：

- 1.数据包转发：路由器`根据目标地址将数据包从一个网络转发到另一个网络`。它通过查找路由表来确定最佳路径，并将数据包转发到正确的输出端口。

- 2.路由表：路由器`维护一个路由表`，其中包含了网络的拓扑结构以及到达每个网络的最佳路径信息。路由表可以通过静态配置或动态路由协议（如OSPF、BGP等）自动学习和更新。

- 3.数据包处理：当路由器接收到数据包时，它会检查数据包的目标IP地址，并根据路由表确定应该转发到哪个端口。路由器还可能执行其他功能，如`网络地址转换（NAT）、质量服务（QoS）和防火墙`等。

- 4.连接多个网络：路由器通常具有多个网络接口，可以连接不同的网络。这些网络接口可以是`以太网、Wi-Fi、光纤`等，使路由器能够在不同类型的网络之间进行数据转发。

- 5.路由器协议：路由器使用不同的协议来实现数据包转发和路由表的更新。这些协议包括`IP协议用于数据包交换，动态路由协议用于路由表的学习和更新`，以及其他协议用于网络管理和安全。

一般而言，家用路由器使用 DHCP 模式，由上级网关的网线连接到路由器的WAN口，如小米路由器的192.168.31.1,在浏览器输入此地址可以进入管理界面，并可以发现了解连接该无线网络的设备地址都为192168.31.xx；且路由器的几个Lan口可以做交换机使用。

## 四.路由器的选择与常见误区

路由器的信号好不好，一般而言，与以下几点相关：

1.路由器支持的协议类型：

路由器命名常见的格式为AX3000、AC1800等，`前面代表协议，后面数字表示速率`（Mbps）；`AX（802.11ax）在相同速率下比AC更快`，即Wifi6比Wifi5要好。在`相同协议下，一般速率越高越好`；千兆优于百兆，但需注意千兆端口和千兆天线的产品。

- 速度：Wi-Fi 6 比 Wi-Fi 5 更快。`Wi-Fi 5 支持的最高速度为1.3 Gbps（理论上），而 Wi-Fi 6 的最高速度为9.6 Gbps`（同样是理论上的速度）。这意味着Wi-Fi 6可以提供更快的数据传输速率，特别是在拥挤的网络环境中。

- 容量：Wi-Fi 6比 Wi-Fi 5具有更好的网络容量管理。Wi-Fi 6采用了一些技术，如 `OFDMA（正交频分复用多址）和 MU-MIMO（多用户多输入多输出）`，使得网络更有效地管理多个设备的连接。这意味着 Wi-Fi 6在拥挤的网络环境中能够更好地处理大量设备的连接，而不会出现性能下降。

- 延迟与功耗：Wi-Fi 6 比 Wi-Fi 5 具有更低的延迟。通过一些新的技术，如`目标唤醒时间（TWT）和 BSS 领导者切换`，Wi-Fi 6 能够在连接设备之间实现更快的响应时间和更低的延迟，也可以更有效地管理设备的电量消耗，延长设备的电池寿命。这对于需要快速响应的应用，如在线游戏和视频会议，尤其重要。

在 Wifi6 普及的当下，建议购买 WiFi6 路由器，并且此类路由器往往还带有 wifi5 备用网络，可与老旧设备兼容，不必担心。`小心百兆网口和千兆天线的牛马产品`！

> 目前Wifi7设备逐渐推出，但在中国大陆地区大部分频段被划分给5G使用，Wifi7实际的提升微乎其微。

2.路由器支持的速率：

不要盲目追求大数字：路由器标注的无线速率是叠加速率，并非单一设备接入的最大速率。例如，`标注为1750Mbps的路由器，实际上是由2.4GHz的450Mbps和5GHz的1300Mbps相加而成`，单一设备的最大通信速率只有1300Mbps。大多数家庭接入的光纤速率为千兆（1000Mbps），因此最大速度为125MB/s，因此瓶颈通常不在于路由器性能；选购家用路由器，更重要的是提高信号覆盖面积和强度，能跑满千兆已经不错。

3.路由器的无线频段：

2.4GHz频段稳定性高，覆盖范围广，`穿墙能力强`；而5GHz频段速度快但`穿墙能力较弱`；

4.无线网络的频段带宽：

2.4G有`20Mhz和40Mhz`两种频道带宽，5G则有`80Mhz和160Mhz`两种；频道带宽就是发射频率的宽度，带宽越低穿透性越好。如果连的设备多的话，就用低频段；

5.芯片的主频和板载内存

路由器处理器的主频越高，加解密性能越好，速度和带机量也更大；目前低价位路由器通常使用`MTK、瑞昱、海思`等廉价处理器，配以64MB/128MB的内存。而高端路由器多使用`博通`的高端芯片，在内存的配置上往往可以达到256MB以上。博通高端芯片在各个方面表现都不错，同时各位大神对刷机的支持力度也比较大。板载内存越大可为后续刷机留下空间，并支持插件等；

6.其他功能

如 QOS，设备管理，IPTV 支持，IPV6 等等；

> 天线越多信号不一定越强。

路由器的发射范围是由协议决定的，与根数无关。对于双频的路由来说，4根或者6根其实只有一半（2根2.4g和2根5g使用）。

> 无线功率不是越大越好。

因为`无线通信是双向的`，路由器功率大了，但是你的手机等无线终端设备功率是不变的。在符合国家标准的情况下，wifi 功率是有硬性标准的，单台路由器覆盖80平以上的面积不太现实。因此当你面对信号差、覆盖死角的时候，应该首要想到的是增加覆盖节点，而`不要相信宣传所谓的“穿墙王”`。

## 五.网线的选择与布线

1. 网线选择建议：

在考虑网络建设方面，从经济效益角度而言，`超五类网线已经足以满足大多数家庭的千兆网络需求`（1Gbps）。在短距离内，质量较高的五类/超五类网线支持高达2500兆的传输速率（2.5Gbps）。因此，一般情况下，考虑到成本因素，建议家庭网络布线选用符合标准的超五类网线。

若愿意适度增加布线成本，则推荐选择支持万兆（10Gbps）网络的六类/超六类以上网线，尤其是从光猫到主路由/交换机的这一段线路，最好支持万兆。即便今后需要扩展网络速度无法满足万兆的有线条件，也可以通过 Wi-Fi7 标准实现无线超万兆速度覆盖。

2. 网线布线注意事项：

在进行网线布线时，无论是屏蔽网线还是非屏蔽网线，都应确保`将强电线和弱电线分开放置于不同的管道中`。同时，在走线过程中应保持一定的间距，以减少干扰。若需要考虑未来更换网线的情况，建议选择更大的穿线管道，并确保每条网线单独走一根管道。若出现强、弱电交叉走线的情况，可采用铝/锡纸包裹弱电管道以实现简单的屏蔽作用。应避免与大功率强电线相交或并行走线，如空调、烤火炉、微波炉等。

3. 弱电箱至电视柜网线布线：

考虑到当前电信运营商提供的IPTV功能，如果不熟悉设置VLAN的单线复用，或者未来可能使用到链中聚合技术，`建议从弱电箱至电视柜至少布置两条网线`，以免后悔。

4. 接线盒的预留：

许多人可能认为随着21世纪的到来，有线布线已经过时。因此，为了节约成本或受装修公司的误导，一些卧室甚至书房都没有进行网线布置，这是不可取的。无线网络虽然方便，但速度远不如有线快速稳定。因此，`建议在每个卧室的相应位置安装一个网线接线盒`，并在墙壁上安装电视时，下方也应预留一个网线接线盒。如果有地下室或楼阁，也应该布置一条网线。多预留一些接线盒总比今后发现需要网线却没有的尴尬情况要好。

5. 死角位置的网线和电源接口预留：

对于信号死角的位置，根据实际情况，如阳台、露台等不需要路由器设备可见的地方，可以考虑将路由器隐藏在吊顶中，甚至包括厕所的吊顶也可以考虑。在这些位置预留多个网线和电源接口是明智的选择。

6. 路由器放置位置推荐：

一般来说，家庭会将路由器放置在弱电箱或电视柜内，然而，周围其他电器设备运行时会产生电磁干扰，对2.4G和5G信号都会造成影响，甚至蓝牙设备也会有干扰。基于信号向下传播的特性，`建议将路由器放置在较高位置`，如吊顶内或进门处的高处，并最好选择居住区域的中心位置以实现更好的信号覆盖。

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