广告

路由器设计揭密Wi-Fi技术创新

时间:2019-12-13 作者:Brian Dipert 阅读:
NETGEAR R4500/WNDR5400路由器的后续设计展现了持续的Wi-Fi创新,其进展着实令人印象深刻——其体积越来越小、散热更好也更省电,而且还提供了更多带宽、更广范围以及更多功能…
广告
ASPENCORE

大约在四年前,我第一次写NETGEAR R4500,那是一款N900级双频3×3 802.11n Wi-Fi路由器。相较于功能完整版WNDR4500 v1,这款NETGEAR R4500路由器最终成为韧体功能有限的Costco客制版。很长一段时间以来,我一直想动手拆解它,直到现在这个愿望才终于实现。NoFEETC-电子工程专辑

这次拆解的NETGEAR R4500路由器是一款售价34.99美元的翻新机,它以半透明的塑料袋包装在硬纸盒中。在包装盒中还有几份说明书等文件,以及一条以太网络(Ethernet)线和2段式的大型电源配接器。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-001.jpgNoFEETC-电子工程专辑
NoFEETC-电子工程专辑
其电源配接器尺寸相当庞大。而当我仔细看这款电源配接器的规格后才知道,原因就在于它提供了——什么!5A输出?NoFEETC-电子工程专辑
20191213-002.jpgNoFEETC-电子工程专辑
这让我不禁猜测这款Wi-Fi路由器仅能垂直放置的原因:我估计并不单纯为了美观,同时也出于散热需求的考虑。提到过热,让我们尽快移除路由器外面那个半透明的塑料外包装吧?那么马上就可以看到其正面和背面视图。其外观设计确实很吸引人,只是那光滑的黑色外壳可能会沾染许多的指纹:NoFEETC-电子工程专辑
20191213-003.jpgNoFEETC-电子工程专辑
从这款路由器的特写来看,在它的背面从上至下共有2个USB2连接器、4个LAN端口和1个WAN以太网络端口——均支持Gb级以太网络(GbE),还有一个硬件重设的隐藏式设计按键、12V DC输入插孔以及电源开关按钮。NoFEETC-电子工程专辑
20191213-004.jpgNoFEETC-电子工程专辑
NETGEAR R4500路由器背面特写。NoFEETC-电子工程专辑

下图是这款产品的商标特写。不过,序号上面被涂抹的部份可不是我用签字笔划掉的。这款路由器买来就是这样了(或许也可以反映它就是一台翻新机):NoFEETC-电子工程专辑
20191213-005.jpgNoFEETC-电子工程专辑
将该路由器盒子采用6个Torx螺丝(而不是Phillips螺丝),将其外壳的两半和透明塑料支架固定在一起,但只要使用我的iFixit 64-Bit Driver Kit 64合1螺丝起子工具组,就可以轻松地将它们卸下来(确切地说是使用TR7),如下图 所示。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-006.jpgNoFEETC-电子工程专辑

20191213-007.jpgNoFEETC-电子工程专辑
用iFixit 64-Bit Driver Kit 64合1螺丝起子工具组卸下6个Torx螺丝。NoFEETC-电子工程专辑

下图显示了一整排的LED灯管。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-008.jpgNoFEETC-电子工程专辑
NoFEETC-电子工程专辑
现在把注意力转移至已经打开的另一半外壳,就可以看到路由器的内部,如下图所示。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-009.jpgNoFEETC-电子工程专辑
路由器另一半的内部视图。NoFEETC-电子工程专辑

在继续往下拆之前,我想再次说明,就像之前的所有拆解一样,在完成之后我都会尽力将装置恢复到正常状态,然后捐赠给Goodwill (二手零售店)。因为我后来将自己使用的装置升级到mesh 802.11ac系统,应该不会再用到这个路由器了,但肯定还有人用得着。所以,我并不打算拆下法拉第笼(Faraday cage)的顶部或散热器。不过,根据业余爱好者和美国联邦通信委员会(FCC)的信息,再加上基于接近原则的推论(proximity deduction),我们仍然能够揭露其中的许多秘密。NoFEETC-电子工程专辑

例如,在此的3个法拉第笼中有2个分别接出了三根导线。由于这是N900的无线设计,2.4GHz和5GHz Wi-Fi子系统分别需要3根天线。而FCC的资料证实了我的猜测;在电路板(PCB)右下角位置的法拉第笼下面有3个Skyworks SE2605L 2.4GHz无线功率放大器,而在PCB左上角的法拉第笼下方则藏着3个Skyworks 5004L 5GHz无线功率放大器。NoFEETC-电子工程专辑

下图可以让我们一窥2.4GHz天线,在PCB下方仅部份可见;另一张图是5GHz天线(注意图片拍摄角度不同)。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-010.jpgNoFEETC-电子工程专辑

20191213-011.jpgNoFEETC-电子工程专辑
NoFEETC-电子工程专辑
藏在PCB下面的2.4GHz天线和5GHz天线。NoFEETC-电子工程专辑

再回过头来看看这块PCB。其上是一整排对应到前述灯管的LED,图中还可以看到承载系统韧体的三星(Samsung) K9F1G08U0D-SCB0 1-Gbit NAND闪存(Flash),如图所示。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-012.jpgNoFEETC-电子工程专辑
NoFEETC-电子工程专辑
PCB上可见到一 整排LED,以及三星1-Gbit NAND Flash。NoFEETC-电子工程专辑

关注细节的读者们可能会注意到,在PCB的这一侧还有另一个法拉第笼。由于位置靠近NAND Flash,我推测其下应该会是系统处理器,但还必须仔细研究PCB的另一侧,才能确定自己的猜测对不对。NoFEETC-电子工程专辑

细心的读者可能还会发现在两个Wi-Fi法拉第笼的其中一侧都有着黑色胶带,其作用在于帮忙将天线连接器固定到位。NoFEETC-电子工程专辑

20191213-013.jpgNoFEETC-电子工程专辑

20191213-014.jpgNoFEETC-电子工程专辑
Wi-Fi法拉第笼的一侧有着黑色胶带,用于固定天线连接器。NoFEETC-电子工程专辑

撕开胶带后,当我翻过来看PCB板的另一面时,天线非常容易从板上脱落,由此可知使用胶带有其必要性。NoFEETC-电子工程专辑
20191213-015.jpgNoFEETC-电子工程专辑
如果不使用胶带固定,天线很容易就从PCB板上脱落。NoFEETC-电子工程专辑

下图是卸下后面板的背面布局图。NoFEETC-电子工程专辑
20191213-016.jpgNoFEETC-电子工程专辑
将PCB板翻过来的整体电路布局。NoFEETC-电子工程专辑
20191213-017.jpgNoFEETC-电子工程专辑
沿着底部边缘的是之前提到的USB2埠、GbE埠和电源连接器,还有电源开关和重设按钮。在USB端口旁边,即左下角的位置,是SMSC——现为微芯科技(Microchip Technology)的USB2514B USB2集线器控制器IC。但你首先注意到的可能不是这个IC,而是那些散热器以及另一个法拉第笼。NoFEETC-电子工程专辑

以太网络端口上方是3个电磁变压器,其中2个变压器分别用于4个LAN埠中的2埠,另1个变压器用于WAN埠。同样根据靠近原则,我强烈怀疑在3个变压器之上的组件正如同WikiDevi提到在该设计中采用的是博通(Broadcom) BCM53115多埠GbE交换机。NoFEETC-电子工程专辑

在PCB左侧是先前提到的5GHz Wi-Fi子系统,由Broadcom BCM4331无线控制器SoC支持。紧邻其旁以及在另一个散热器下面的部份,我猜是与其有关的低噪声前端(在SmallNetBuilder评测中有提到)以及其它模拟/电源电路。在PCB右上角是彼此相邻的2.4GHz Wi-Fi子系统,同样由Broadcom BCM4331控制器管理。NoFEETC-电子工程专辑
最后,在左上角的是Broadcom BCM4706系统处理器,它整合了一颗600MHz MIPS32 74K超纯量CPU和1颗GbE MAC,来自FCC的图片也证实了这一点。此外,旁边还有2颗三星K4T51163Q1-HCE6 512Mb DDR2 SDRAM。NoFEETC-电子工程专辑

PCB差不多都讨论了,接下来再近距离看一下2.4GHz天线以及5GHz天线,如下图所示。NoFEETC-电子工程专辑
20191213-018.jpgNoFEETC-电子工程专辑

20191213-019.jpgNoFEETC-电子工程专辑

20191213-020.jpgNoFEETC-电子工程专辑
2.4GHz天线,以及5GHz天线特写。NoFEETC-电子工程专辑

最后,我想说的是,R4500/WNDR5400的后续设计展现了持续的Wi-Fi创新,其进展着实令人印象深刻。大约从2011年中开始,它们开始变得体积更小、散热更好、更加省电,而且还提供了更多带宽、更广范围以及更多功能。NoFEETC-电子工程专辑

(参考原文:Teardown: Router reveals ongoing networking innovation,by Brian Dipert)NoFEETC-电子工程专辑

 NoFEETC-电子工程专辑

ASPENCORE
本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
  • 郑州小伙被AirPods炸伤耳朵,电池?电容?还是…… 据河南广播电视台民生频道报道,5月19日,郑州一名小伙子小唐在佩戴 AirPods 拨打电话时发生意外,右边耳机突然爆炸,小唐当场被炸晕。从郑州大学第一附属医院开具的诊断证明书来看,爆炸造成小唐“右耳道前壁皮肤裂伤”,建议住院手术治疗,但网友们却从耳机爆炸的形态和原因上,提出了诸多疑问……
  • 环绕屏小米MIX Alpha工程机拆解图曝光,传二代即将发布 6月2日,一位卖家@特特爱购物211 在闲鱼二手平台上曝光了小米MIX Alpha工程机的拆解图,看上去元器件集成度非常高。去年9月24日,小米正式发布了MIX Alpha 5G概念手机,屏占比了180.6%,支持全网通5G双卡,1亿像素三摄像头,售价19999元……
  • 苹果手表电池鼓包顶开屏幕,自己换电池 某一天,《电子工程专辑》小编正在搬砖,突然发现手腕上的Apple Watch屏幕竟然与表身分离了。仔细一看,发现是鼓包的电池把屏幕模组顶了出来。自己买块电池换吧,顺便把购买、更换的过程写下来,给需要的网友们提醒一些注意事项……
  • 一加8 Pro陷“透视门”,拆解科普滤光镜头透视原理 近日,一位外国数码博主发现,一加 8 Pro手机的500万像素滤光镜头配合“秋意”滤镜,似乎能够实现“透视”的功能。他先后拍摄了没有IR shield(红外屏蔽)功能的塑料遥控器、机顶盒等,随后多位外国用户跟风使用一加8 Pro拍摄大量“透视”照片发布推特。对此,一加手机官方在5月20日凌晨进行了回应,有人可能很好奇,这颗滤光镜头长什么样?它透视的原理又是什么呢?
  • Surface Go 2国行开售,拆解告诉你值不值得买 5月20日凌晨0点,微软新一代Surface Go 2国行版本上架,价格方面和上代产品持平,还是2988元起。5月初 Surface Go 2 在美国刚开售不久,iFixit 就第一时间搞到一台,并发布了拆解报告。二代与初代相比,在设计上收窄了边框,屏幕尺寸从10英寸扩大到10.5英寸,是整体尺寸上最小的一款Surface平板……
  • 二代iPhone SE首拆,大部分零件与iPhone 8通用 真香机iPhone SE二代出货了,虽然刚发布时大家骂得很凶,但从实际销售情况来看,很多朋友是在边骂边剁手。新款iPhone SE绝对是目前性价比最高的iPhone,况且苹果的卖点一直就是iOS生态和处理器,这也是为什么苹果在安卓5G机白菜价的2020年,推出 4G 新机炒冷饭还会被赞。目前,已经有国内网友上传了新款iPhone SE的简单拆解视频 ……
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了