Разбираем вопрос, как своими руками усилить сигнал роутера
, и тем самым увеличить радиус действия
сети и дальность wifi
. Рано или поздно он начинает беспокоить всех, кто сталкивается с организацией беспроводного соединения в квартире. Особенно остро проблема расширения расстояния приема вайфай встает тогда, когда еще на этапе задумки создания локальной сети в домашних условия, вы пожалели средств на качественный маршрутизатор с большим радиусом действия wifi, с мощными передатчиком и антеннами. Или же не продумали место его установки в своем доме или квартире.
Доступные способы усилить сигнал wi-fi роутера в домашних условиях
На самом деле усилить wifi сигнал от маршрутизатора очень просто и легко. Причем совсем не важно, какого производителя — Zyxel Keenetic, TP-Link, Asus, D-Link и так далее.
Есть несколько самых популярных способов:
- Купить роутер с более мощной встроенной антенной,
- Поместить его где-то в коридоре по центру квартиры,
- Использовать одно из средств усиления сигнала wifi — второй роутер, внешнюю антенну, репитер.
Многие во время ремонта в квартире определяют место установки маршрутизатора где-нибудь в специальной серверной комнате, либо в гардеробной, либо в электрощитке. Одним словом, подальше от глаз. Но конфигурация планировки квартиры зачастую такая, что до отдаленных от места установки комнат беспроводной сигнал от роутера не добивает. Либо дальность действия wifi не достаточна для того, чтобы получить на нем сколь бы то ни было приемлемую скорость.
Сегодня поговорим о способах усилить сигнал и увеличить радиус действия wifi роутера в домашних условиях. А также о требуемых для этого технических характеристиках главных при организации беспроводной сети устройств — маршрутизатора и приемника, — на которые надо обратить внимание в первую очередь при их приобретении.
Увеличение радиуса действия сигнала wifi роутера и адаптера
Для стабильной работы сети в стандартной городской квартире вполне достаточно самого простого маршрутизатора и встроенного в ноутбук адаптера. Однако, есть много побочных факторов, из-за которых приходится усиливать сигнал для увеличения радиуса сигнала. Об основных причинах, которые могут влиять на скорость, я рассказывал . Не будем повторяться, а представим, что у нас в доме идеальные условия для распространения беспроводного радиосигнала. То есть нет никаких помех от соседских роутеров и других активных излучателей частот, типа микроволновки. В этих условиях основную функцию по поглощению сигнала берут на себя расстояние и препятствия на пути от источника к приемнику.
Данная таблица наглядно демонстрирует, насколько будет теряться качество сигнала в зависимости от типов преград на его пути. Для примера возьмем абстрактный роутер, который в самых лучших условиях и без помех и препятствия будет реально раздавать сигнал на 100 метров. Именно при таких условиях производители указывают дальность «стрельбы» своих устройств на красивых коробках и в рекламных брошюрах.
И возьмем типичную трехкомнатную квартиру, где роутер установлен в одной комнате. При этом до дальней от него одна несущая бетонная стена и одна межкомнатная. Соответственно берем от наших 100 метров 10% — получаем 10 метров. То есть через капитальную стену сигнала хватит на 10 метров от роутера. Но у нас еще межкомнатная стена — значит берем наши 10 метров и вычисляем от них 15% — получаем 1.5 метра. Это означает, что даже в идеальных условиях сигнала от такого роутера явно не хватит на всю квартиру. Приплюсуем еще к этому помехи от приборов и других беспроводных сетей на той же частоте, и получим совсем печальную картину.
Имеем также в виду, что антенны на маршрутизаторе стоят всенаправленные, то есть сигнал от них идет по кругу на равную степень удаленности.
Усиление wifi сигнала от роутера с помощью антенны
Итак, мы выяснили, что для хорошего приема роутер должен располагаться в центре квартиры, рядом с принимающим устройством и по возможности вдали от приборов, создающих помехи. Но как и у любого электронного прибора, у каждой модели есть свои особенности, которые могут повлиять на работу, в нашем случае — на «дальность стрельбы». Как правило, в спецификациях к каждому продукту указано, на какой радиус действия он рассчитан на открытом пространстве при идеальных условиях. Но эти данные — читая теория, а в реале они просто недостижимы.
Самый простой способ определить качество сигнала — по характеристикам антенны, которыми снабжаются устройства. Один для передачи, другой для приема. Антенны могут быть как скрытые, встроенные, так и внешние, навинчивающиеся на само устройство. Мощность антенны измеряется в DBI. Чем его значение выше, тем мощнее антенна.
Ниже представлен образец USB адаптера-приемника с прилагающейся в комплекте внешней антенной.
Если вы обращали внимание, есть модели роутеров и адаптеров, у которых несколько антенн — две или даже три. Используя несколько штук, можно значительно улучшить качество приема wifi адаптером и увеличить расстояние от роутера. То есть снабженный одной антенной в 8 dbi маршрутизатор будет ретранлировать слабее, чем модель более высокого уровня и стоимости, оснащенная 2 или 3 антеннами по 8 dbi.
При выборе приемника также посмотрите на значения параметра «Receiving mode» — чем он выше, тем лучше прием.
Однако и этого будет недостаточно, если речь идет о приличном расстоянии до 100-150, а то и 500 метров. Обеспечить желаемый радиус wifi сигнала в этом случае нам поможет , которая работает направленно в определенный сектор.
Увеличение радиуса сигнала wi-fi вторым роутером, репитером или точкой доступа без антенны
- Еще один проверенный метод улучшения качества приема — использовать отдельное специальное устройство, именуемое , или повторителем. Это усилитель сигнала, работающий по принципу ретранслятора, позволяющий расширить существующую сеть. Он принимает сигнал и передает его дальше, расширяет зону покрытия на 15-20 метров.
- Другой вариант — поставить более дорогую . Она устанавливается на улице или в помещении и обеспечивает радиус покрытия wifi до 100 метров. Cпособна обеспечить покрытие как внутри здания, так и небольшой участок поблизости. Имеются также модели, работающие узконаправленно для расширения зоны не внутри квартиры или дома, а для создания довольно-таки большого по расстоянию беспроводного моста между разными зданиями.
- В качестве альтернативы можно использование . Например, если у вас имеется дополнительное устройство, лежащее без дела, то целесообразно задействовать его в качестве репитера, чтобы не покупать новое оборудование. В этом случае на другом маршрутизаторе обязательно должен присутствовать данный режим повторителя в прошивке.
Регулировка радиуса дальности wifi сигнала в настройках роутера
И еще один маленький секрет. В панели управления некоторых модификаций маршрутизаторов имеется отдельная регулировка мощности ретрансляции wifi сигнала. Выставив самую высокую, вы получите максимальную отдачу от своего роутера. Минимальное же значение обеспечит качественный прием не дальше, чем внутри одной комнаты. Подробно об этом я , почитайте. А сейчас покажу быстренько на нескольких примерах, как это выглядит у разных брендов.
Усиление wifi сигнала на роутере TP-Link
Для установки мощности сигнала на роутере TP-Link, нужно зайти в «Дополнительные настройки» в раздел, посвященный беспроводному режиму. Здесь есть три градации — низкая, средняя и высокая.
Asus
На маршрутизаторах Asus отрегулировать мощности можно очень ювелирно — называется она «Управление мощностью TX Power» и выставляется вручную в числовом значении, не превышающем 200.
Zyxel Keenetic
У роутеров Zyxel Keenetic настройка мощности передатчика разбита на фиксированные позиции, но их больше, чем у TP-Link. Обозначаются в процентах от полной силы wifi ретранслятора. В старой версии админки находится в конфигурациях wifi сети.
А вот так все выглядит в новой панели Keenetic — нужно зайти в «Домашнюю сеть»
Tenda
Это основные действенные способы улучшения сигнала WiFi и, как следствие, расширения зоны приема беспроводной сети. Многие умельцы умудряются усилить роутер с помощью обычной банки из фольги, которая надевается на антенну. Однако, я все-таки приверженец более традиционных способов. Как показала практика, наилучшие результаты достигаются тогда, когда применяется сочетание нескольких приемов. То есть выбор устройств с наилучшими характеристиками антенн плюс их удачное расположение, спланированное еще на стадии ремонта помещения. Пробуйте, экспериментируйте, и у вас все получится!
Выбирая беспроводной маршрутизатор, многих интересует вопрос хватит ли его мощности для большой квартиры или дома, не будет ли "мертвых зон", где Wi-Fi не ловит. Давайте разберемся, как выбрать роутер с большим радиусом действия.
Ответ очевиден – выбирать мощный Wi-Fi роутер с большим радиусом действия. Только учтите, что и приемник (ноутбук, планшет или телевизор) тоже должен хорошо реагировать на сигнал.
На какие параметры обращать внимание?
Выбирая роутер, обращайте внимание на стандарты работы устройства, основные из них:
11b – скорость передачи данных до 11 Мбит/с
11g – скорость передачи данных до 54 Мбит/с
11n – скорость передачи данных до 600 Мбит/с
11ac - скорость передачи данных до 6 Гбит/с
Количество антенн
Чем больше антенн, тем лучше. Они могут быть внешние и внутренние. Благодаря антеннам можно получить широкую площадь покрытия сигналом. Роутер лучше выбирать со съемными антеннами, в случае, если вы желаете увеличить радиус действия, замените их на более мощные, например 8 – 12 dbi.
Частотный диапазон
Есть два диапазона, в которых работают беспроводные рутеры – 2,4 ГГц и 5 ГГц. У более дешевых моделей один частотный диапазон – 2,4 ГГц (он очень забит, особенно в многоквартирных домах).
Если устройство работает в двух диапазонах, увеличивается общая пропускная способность. При этом можно выбрать менее загруженный канал. Но следует учитывать, что принимающее устройство также должно иметь возможность работать в режиме 5 ГГц.
Какую марку маршрутизатора выбрать?
Все популярные марки роутеров с одной антенной Asus, TP-Link, D-link имеют практически сходные характеристики:
- частотный диапазон 2,4 ГГц;
- антенны 2-5 dbi;
Этих показателей достаточно для уверенного сигнала WI-FI по всей квартире. Стоимость роутеров с одной антенной от 400 грн, с двумя - от 700 грн.
Маршрутизаторы с двумя и тремя антеннами могут иметь два рабочих диапазона и некоторые дополнительные функции, по техническим характеристикам они такие же, как и описанные выше.
Дорогие WI-Fi роутеры
- Zyxel Keenetic Ultra II
- TP-LINK TL-WDR3600
- Asus RT-AC3200
а также продукцию фирм Linksys, Cisco, Mikro Tik.
В большом частном доме или офисе бюджетные роутеры не справятся с задачей, чтоб покрыть максимальную площадь необходимо использовать репитеры. Но лучше выбрать более дорогую модель роутера с хорошими характеристиками. В таких устройствах используется более мощный передатчик, усиленные антенны и "железо", позволяющее передавать сигнал на расстояние до 100 метров, подключаться к интернету большому количеству пользователей, а также смотреть на Смарт ТВ видео в отличном качестве.
Роутеры высокого класса используют геймеры, так как в них минимальные потери пакетов и можно подключить интернет со скоростью более 1 Гбит/с.
Сейчас в Украине купить хороший роутер можно за 3000-7000 грн. Цена не всегда оправдана, так как некоторые модели напичканы ненужными для обычного пользователя функциями. Бесспорным преимуществом является наличие порта для подключения модема с 3G или 4G интернетом. Это полезно, когда не работает кабельный интернет или его невозможно подключить.
Большим недостатком этих моделей является то, что не многие могут правильно настроить устройство. Мастера интернет провайдеров чаще всего сталкиваются с фирмами TP-LINK, Asus, D-Link, а как настроить роутер другой фирмы многие не знают.
От чего зависит расстояние передачи сигнала роутера
Дальность сигнала и в обычных и мощных Wi-Fi роутерах зависит от некоторых особенностей:
- преграды (кирпичные, или бетонные с арматурой стены, деревья)
- направленность антенны
- помехи радио и бытовых приборов (например, микроволновка)
- загруженность каналов
- версия прошивки маршрутизатора
Что делать, чтоб улучшить качество и дальность приема?
Зона покрытия зависит от того, где установлен маршрутизатор, как направлены антенны. Старайтесь располагать устройство в центре квартиры или дома. Если же Wi-Fi не нужен по всей площади, а только в отдельном помещении, но нет возможности там установить роутер, тогда сделайте из фольги отражатели и оденьте их на антенны. Также можно заменить стандартные антенны на направленные.
В статье пойдет речь о том, как производится расчет дальности распространения радиосигнала Wi-Fi внутри помещения без применения какого-либо программного обеспечения в принципе. Подробно объясняется, что такое модели распространения радиосигнала, и о том, как ее использовать для расчета дальности распространения радиосигнала.
Введение
Порой бывает необходимо хотя бы приближенно оценить дальность работы беспроводного оборудования. Эта оценка может потребоваться и в домашних условиях, когда нужно понять, где проходит граница действия вашей точки доступа, так и в случае проектирования небольшой офисной сети, когда всемогущий системный администратор должен сообщить начальнику, какое количество устройств может потребоваться чтобы в офисе везде "был Wi-Fi".
Вроде как все просто, нужно посчитать насколько далеко полетит сигнал (электромагнитная волна) от антенны точки доступа. Но отличительная особенность расчета затухания электромагнитной волны в свободном пространстве от затухания в кабеле, заключается в том, что кабель, как правило, хорошо экранирован, а в свободном пространстве могут появляться сторонние объекты, либо оно само (пространство) время от времени может менять свои электрофизические свойства. К тому же вследствие интерференции и дифракции радиоволн, направление распространения электромагнитной волны и ее энергетический запас может многократно измениться как в меньшую, так и в большую сторону на пути прохождения волны от передатчика до приемника.
В том случае, если необходимо определить затухание сигнала внутри кабельной сборки, то зачастую достаточно знать погонное затухание кабеля и потери на его (кабеле) коннекторах. Таким образом, формула для расчета суммарного затухания в этом случае может выглядеть довольно просто:
где: P к - затухание на коннекторе (ах);
Р n - погонное затухание в кабеле;
L - длина кабеля.
Если же рассматривается свободное пространство, то предсказать какой уровень электромагнитного сигнала от точки доступа Wi-Fi будет в месте расположения абонента крайне проблематично. В современных реалиях перед проектированием Wi-Fi сети строят ее планируемую электромагнитную карту с помощью различных программных и аппаратных комплексов. К программным комплексам относятся такие как: TamoGraphSiteSurvey, AirMagnet Survey / Planner, Site Survey and Planning Toolот компании Ekahau и др. Например на рисунке ниже изображен внешний вид проекта в одной из перечисленных программ.
В основе этих программ лежит математическое ядро, построенное на базе так называемых моделей распространения радиосигнала (моделях потерь радиосигнала). В некоторых из них применяются и более сложные электродинамические модели.
Модели расчета потерь радиосигнала Wi-Fi
Модели расчета потерь радиосигнала позволяют оценить затухания электромагнитной волны, излучаемой Wi-Fi адаптером, с учетом количества и типа препятствий на пути прохождения сигнала. В данной статье рассматриваются модели распространения сигнала, используемые для расчета уровня сигнала внутри зданий. Моделей, о которых пойдет речь, и их модификаций существует большое множество. В статье рассматриваются наиболее простые, которыми можно воспользоваться даже в полевых условиях без глубоких математических знаний.
Перед началом рассмотрения различных моделей распространения радиосигнала отметим, что в идеальных условиях (отсутствуют препятствия на пути прохождения сигнала, и нет многократных переотражений сигнала) оценить мощность сигнала в любой точке свободного пространства (free space - FS) можно по так называемой формуле Фрииса:
где: - коэффициент усиления антенны передатчика;
- коэффициент усиления антенны приемника;
- длина волны, метров;
- расстояние между приемником и передатчиком, метров.
На рисунке 1 приведен график зависимости затухания L FS с увеличением расстояния для Wi-Fi сигнала на первом частотном канале (центральная частота 2437 МГц) в диапазоне 2.4 ГГц - синяя кривая, и в диапазоне 5 ГГЦ - красная кривая. При этом коэффициенты усиления приемной и передающей антенны были приняты равными единице.
Рисунок 1 - затухание сигнала Wi-Fi с увеличением расстояний
Как правило, большинство моделей распространения используют значение потерь в свободном пространстве в качестве базового, и добавляют к нему переменные, вносящие дополнительное затухание в зависимости от типа препятствий и их электрофизических свойств. К таким моделям относятся, например, One slope и Log-distance. Кроме того, существует стандартизированная Международным союзом электросвязи модель потерь - ITU-R 1238. Перечисленные модели потерь относятся к классу эмпирических статических моделей, то есть для их использования нужно общее описание типа задачи (типа помещения). Перечисленные модели потерь с расшифровкой входящих в них переменных приведены в формулах (3 - 5).
где: d - расстояние в метрах, на котором производится оценка затухания;
Lfs- потери на расстоянии d0 метров;
n- коэффициент, зависящий от количества и материала препятствий.
где: - нормальная случайная величина, измеряемая в dB, имеющая стандартное отклонение , dB.
где: d>1, м- расстояние, на котором производится оценка затухания;
f - частота центрального канала Wi-Fi, МГц;
N- коэффициент потери уровня сигнала с расстоянием;
Lf (n)- коэффициент потери мощности сигнала при прохождении через стену (пол);
- количество стен (полов) между приемной и передающей антеннами.
В дальнейшем более подробно рассмотрим модель ITU-R 1238, применим ее для определения дальности связи, и сравним результаты расчетов с результатами эксперимента. О том, какие значения в вышестоящих формулах принимают переменные N, n, подробно расписано непосредственно в самой рекомендации МСЭ-R Р. 1238-5 под названием "Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования для планирования систем радиосвязи внутри помещений и локальных зоновых радиосетей в частотном диапазоне 900 МГц - 100 ГГц" (объем - 19 страниц). Для эксперимента, который будет проведен ниже, значения переменных будут выбраны из указанной рекомендации. В разных ситуациях переменные могут принимать различные значения, и чтобы перечислить все возможные случаи пришлось бы разместить в статье минимум 10 страниц документа из 19-ти.
К сожалению, перечисленные модели не учитывают влияния на точку доступа (точнее на излучаемую ей электромагнитную волну) стороннего оборудования, функционирующего в том же частотном диапазоне. Поэтому все расчеты производятся исходя из того, что ваше устройство единственное во всем радиусе его (оборудования) действия. Как показывает практика расчетов, если в радиусе слышимости вашей точки доступа находится 20-30 беспроводных устройств, то радиус действия уменьшается на 15-20%. Но стоит иметь в виду, что эта цифра сугубо приблизительная и в разных ситуация может проявляться по-разному, ибо очень зависит от мощности сигнала, который приходит в ваше устройство, и от того на какой частоте работает окружающее оборудование.
Сравнение результатов эксперимента с моделью ITU-R 1238
Постановка задачи: установленная точка доступа Wi-Fi работает в диапазоне частот 5 ГГц. Приемное устройство (ноутбук) устанавливается в шести точках, схематическое расположение которых изображено на рисунке 2, и регистрирует излучаемую мощность. Выбор расположения точек замера произведен так, чтобы минимизировать влияние эффекта многолучевого распространения на уровень принимаемого сигнала. Предполагается, что максимумы диаграмм направленности приемной и передающей антенны направлены друг на друга.
Рисунок 2 - Комментарии к задаче
Перед тем как приступить к расчетам, следует отметить, что авторы модели ITU-R 1238 сделали ее очень гибкой, в частности за счет того, что входящий коэффициент N может меняться в широких приделах: от 20 до 40 дБ. Чтобы понять какому значению приравнивать N для конкретной ситуации, лучше обратиться непосредственно к первоисточнику рекомендации.
Для рассматриваемого диапазона коэффициент потери мощности сигнала при прохождении через стены для нашего типа задачи - L fn рассчитывается по формуле L fn =15=4(n-1).Таким образом, для точек 1-3 L f(n) =15. для точек 4-6 Lf(n)=19 (таблица 3 рекомендации МСЭ-R Р. 1238-5). Коэффициент N, используемый при расчете потерь на передачу внутри помещения примем равным 30 (таблица 2 рекомендации МСЭ-R Р. 1238-5). С учетом выбранной геометрии задачи, замирания учитываться не будут.
Результаты расчетов в 6-ти точках по формуле ITU-R сведены в таблицу 1, а расстояния до каждой точки измерения от Wi-Fi роутера изображены на рисунке 3.
Рисунок 3 - Расстояния от точки доступа до точки измерения
Таблица 1
Полученные результаты для более наглядного представления изображены на рисунке 4.
Рисунок 4 - Результаты расчетов и измерений
Наименьшее отличие экспериментальных и расчетных данных наблюдается в точках измерения 1 и 4. Связано это с тем, что сигнал проходит через препятствия (а данном случае, стены) по кратчайшему пути. И напротив, в точках 2,3 и 5,6 сигнал теряет бо льшую часть энергии проходя через препятствия по более длинному пути. Этот эффект не учитывается в используемой модели распространения сигнала, что и приводит к росту различия расчетных и экспериментальных данных.
Заключение
Таким образом, в данной работе был показан на практическом примере вариант применения стандартизированной модели расчета затухания сигнала Wi-Fi внутри здания. Эта и другие модели помогут довольно быстро, без применения специализированного ПО, оценить количество необходимого оборудования для Вашего офиса. Конечно, этот подход не заменит качественных проектных расчетов в специализированных программных продуктах, но позволит что называется "сориентироваться на местности", нужно лишь учитываться геометрию здания для получения более корректных результатов.
Все мы время от времени сталкиваемся с проблемой недостаточного уровня сигнала роутера. Сигнал нестабилен в некоторых точках, часто пропадает или его нет вовсе. Это ощутимо в помещениях с большой площадью: на даче, в частном доме, на базе отдыха, в квартире, в которой больше одной комнаты. В этой статье мы опишем варианты решения этой проблемы.
Рисунок 1. Зона покрытия WiFi сетью роутера в типовой квартире (роутер рядом с входной дверью).
Мы производим пассивные и активные антенны, в том числе для сетей передачи данных, WiFi. В данной статье нас интересуют не столько проблемы беспроводного доступа, сколько способы увеличения зоны действия WiFi. Отметим, что мы не рассматриваем специфические варианты создания специальных «мощных» точек доступа. Все только в рамках стандартов и норм, принятых в РФ.
По нашему опыту, роутер обычно размещают: рядом с входной дверью, в коридоре за шкафом, либо в распределительном щитке. В таких случаях площадь квартиры покрыта WiFi сетью неравномерно. В зависимости от планировки квартиры, дальние комнаты, кухня, лоджия оказываются вне зоны устойчивого покрытия. (Пример на рисунке 1)
Эта же ситуация справедлива и для частного дома. Площадь дома обычно больше, и интернет нужен не только внутри помещения, а еще и вне — у барбекю-зоны, бассейна, на игровой площадке. Тут проблема выражена серьёзнее.
Рисунок 2. Зона покрытия WiFi сетью роутера в загородном доме
На рисунках 1 и 2 показаны примеры покрытия WiFi, зеленым цветом выделены зоны с хорошим уровнем сети, красным — с низким уровнем, который зачастую не позволяет нормально работать в сети Интернет. Обратим внимание, что WiFi сигнал, являясь радиоволной, лучше распространяется в свободном пространстве, поэтому стены и прочие перегородки в помещении будут его ослаблять и, как следствие, снижать уровень сигнала, прошедшего через них.
Проблема определена — недостаточное покрытие WiFi сети в помещении. Разберемся, почему это происходит. Штатная антенна роутера имеет круговую диаграмму направленности — излучает WiFi во все стороны. В том числе и в направлении ваших соседей, что обычно бессмысленно и не нужно. При этом собственное усиление антенны относительно мало, в результате чего, подобная антенна обладает недостаточной эффективностью. Как итог, площадь покрытия сигналом WiFi невелика.
Рисунок 3. Диаграмма направленности штатной антенны роутера (f=2.45 GHz)
На рисунке 3 представлена диаграмма направленности внешней антенны стандартного роутера, рассчитанная в физическом моделировщике. В качестве антенны используется диполь.
Как улучшить зону покрытия WiFi
Первое, что приходит в голову — заменить роутер на другой. Купить устройство с более мощной внешней антенной или же с несколькими антеннами. Если у вас устаревшая модель роутера, то стоит попробовать. Будьте готовы, что это потребует дополнительных затрат, а положительный результат вовсе не гарантирован. Скорее всего картина улучшится, но проблема устранена не будет (рис. 4-5).
Рисунок 4. Роутер с двумя внешними антеннами.
Рисунок 5. Роутер с тремя внешними антеннами.
Следующий способ — использование активного WiFi повторителя, его ещё называют WiFi репитером. Это устройство как раз предназначено для увеличения радиуса действия WiFi сети. Отличный способ, зачастую позволяющий решить проблему на корню. Но у него есть и минусы:
— цены от полутора тысяч рублей и выше;
— необходимость настройки;
— ограниченная зона использования.
И это не всё: репитер опять будет принимать сигнал со всех сторон и излучать вокруг. То есть, если у нас «неохваченный» угол квартиры далеко, то потребуется два, а то и три репитера. Было бы здорово сконцентрировать сигнал в заданном направлении, но не получится — встроенные антенны репитеров имеют круговую диаграмму. Репитеров с гнездом для внешней антенны мы не встречали.
Стоит упомянуть еще одну особенность WiFi репитера — наличие сетевого питания 220В. Не все люди готовы оставлять включенным в сеть какие-то устройства, выходя из дома. А включать-выключать каждый раз — занятие на любителя. К тому же, для дома или дачи решение осложняется тем, что между домом и, скажем, зоной барбекю, чаще всего нет электросети, да и репитеры часто не предназначены для эксплуатации вне помещения.
Рисунок 6. Принцип работы WiFi репитера
Следующее решение — использование внешней направленной антенны. Самое простое — открутить штатную антенну от роутера и подключить направленную, которая сфокусирует весь сигнал в нужном направлении. Антенн подобного рода масса, но мы остановимся на разработках нашего предприятия.
Первое решение — антенна WiFi Extender (рисунок 7):
Рисунок 7. Антенна WiFi Extender
Это комнатная антенна типа «волновой канал» в радиопрозрачном пластиковом корпусе. Усиление антенны 10 dBi.
Второй вариант более сложный и эффективный — панельная антенна. В нашем случае — BAS-2301 WiFi (рисунки 8-9). Внутри радиопрозрачного герметичного корпуса — патч-антенна. Усиление не менее 12,5 dBi.
Рисунок 8. Антенна BAS 2301 WiFi
Рисунок 9. Диаграмма направленности антенны BAS 2301 WiFi (f=2.45 GHz)
Третий вариант — антенна типа «волновой канал» на диапазон WiFi (2400-2500 MHz). В исполнении РЭМО это антенна BERKUT WiFi (рисунок 10). Тут уже 19 элементов (6 из них размещены в коробочке, на печатной плате), максимальное усиление по направлению — 15 dBi.
Рисунок 10. Антенна Беркут WiFi
Все упомянутые выше способы, чаще всего, позволят решить проблему. В нужном месте WiFi появится, причем с отличным уровнем сигнала. Но здесь есть некоторые нюансы:
— Цена вопроса. Эти антенны дешевле репитера, но их цена выше 1000 рублей.
— Монтаж. Все подобные антенны требуют установки. Надо монтировать кронштейн. Если вы живёте на съёмной квартире, то получить разрешение хозяина, чтобы закрепить эту конструкцию. Также, это может повлечь за собой некоторые неудобства, если у вас нет возможности самостоятельно смонтировать кронштейн на стене. Думаю, читатель понимает, что не всегда есть возможность закрепить кронштейн в виду разных причин, даже несмотря на всю простоту этой процедуры.
— Размещение. Если в варианте дома или дачи можно установить антенну вне помещения, протянув вовнутрь лишь кабель, то для квартиры это неприменимый вариант.
Ещё одно ограничение по использованию таких антенн — далеко не все роутеры имеют антенный разъем для подключения наружных антенн. Средний и бюджетный сегмент — это зачастую не отсоединяемые антенны и, как следствие, для таких роутеров вышеупомянутые решения не годятся по определению.
Поэтому, выносные антенны — это хорошее решение, но применимое далеко не во всех случаях. Какие еще можно увеличить покрытие WiFi сети?
Мы задавались этим вопросом давно. Что бы такое придумать, чтобы применимо было практически во всех случаях, было эффективно, недорого и просто?
Возможно, читатель знаком с нашим популярным изделием для модемов Connect 2.0 или его старшими версиями.
Принцип работы прост — использование собственной внутренней антенны устройства (модема) в качестве активного элемента антенной системы. Так упрощенно можно представить себе всю серию «усилителей интернет сигнала».
Мы подумали — возможно ли применить этот же принцип в условиях WiFi роутера с внешней антенной?
Рисунок 11. Антенна Connect 2.0
Разработка антенны-насадки для роутера (WiFi Ladder)
Итак, у нас есть роутер с внешней антенной (важно: роутеры с встроенной антенной мы не рассматриваем). Возникает вопрос: как использовать эту собственную антенну в качестве активного элемента (вибратора) антенной системы? Наша цель — придать направленные свойства внешней антенне роутера, что повлечет за собой увеличение дальности передачи и приема WiFi сигнала в заданном направлении. Первое, что приходит на ум — антенна типа «волновой канал», также известная как «УДА-ЯГИ» (по именам ее изобретателей из Японии). Это простая и в то же время эффективная конструкция антенны, зарекомендовавшая себя во всем мире.Так появилась идея и её надо было воплотить в конструкцию. Перед разработчиками стояла задача — рассчитать многоэлементный волновой канал на диапазон 2.4-2.5 ГГц, в который можно будет «внедрить» штатную антенну роутера. В ходе моделирования было решено, что оптимальным вариантом будет 7-элементный «волновой канал». При вполне компактных размерах конструкции мы получили антенную систему, усиление которой позволяет решить поставленные задачи. Размеры директоров и расстояния между ними были оптимизированы в физической модели, мы считаем их лучшими для решения поставленной задачи (рис. 12).
Рисунок 12. «Начинка» антенны BAS-2002 WiFi Ladder
Следующим этапом стала разработка конструкции крепления антенны. После проведения мониторинга рынка роутеров, нами было решено размещать «волновой канал» на внешней антенне роутера, используя её в качестве несущего элемента (рис. 13). Мы столкнулись с тем, что роутеры имеют разные по диаметру антенны, а иногда их форма далека от цилиндрической или конусоидальной. Например, весьма популярна «приплюснутая» внешняя антенна. По этой причине конструктора разработали универсальный зажим, который позволяет крепить изделие практически на любой внешней антенне роутера. В ряде случаев это будет не самое жесткое крепление, но хотим заметить, что антенна обычно устанавливается в помещении и всего один раз, поэтому сторонние физические воздействия на нее будут минимальными.
Рисунок 13. Антенна BAS-2002 WiFi Ladder, закрепленная на внешней антенне роутера
Был проведён ряд тестов, в ходе которых «затененные» участки помещения становились охвачены WiFi, причем с приличным уровнем (рис. 14). Зеленым цветом на рисунке подсвечена область с хорошим уровнем WiFi сигнала.
Рисунок 14. Зона покрытия WiFi сетью роутера с антенной-насадкой
BAS-2002 WiFi Ladder в типовой квартире
Ниже представлена диаграмма направленности разработанной антенны, которая закреплена на внешней антенне типового роутера (рис.15).
Рисунок 15. Диаграмма направленности внешней антенны роутера с антенной-насадкой BAS-2002 WiFi Ladder
Антенна роутера приобрела направленные свойства и, как следствие, усиление по направлению, в результате чего повысилась дальность передачи WiFi сигнала в заданном направлении. Красным цветом на рис. 15 показан максимум излучения антенны — направление в котором увеличится зона покрытия WiFi сети.
В ходе разработки, к антенне прочно прицепилось рабочее название — «лесенка», поэтому, недолго думая, мы так и решили назвать это изделие, переведя лишь на английский, учтя нашу экспортную практику: «BAS-2002 WiFi Ladder».
Нельзя обойти стороной еще один вопрос: в каком месте на внешней антенне следует закреплять изделие?
Изучив конструкции внешних антенн разных роутеров, мы пришли к выводу, что внутри пластикового корпуса антенны располагаются не всегда так, как мы ожидаем (рисунок 16).
Рисунок 16. «Внутренность» одной из внешних антенн роутера.
Как видно из рисунка 16, антенна расположена не по всей длине пластикового корпуса, а лишь в нижней его части.
Чаще всего, структура антенны располагается в нижней или средней части пластикового корпуса. Именно поэтому пользователю надо найти оптимальное место по высоте для крепления на внешней антенне (рис. 17). Бывает, пользователь забывает или игнорирует этот важный пункт настройки и не получает ожидаемого результата, поэтому еще раз напомним — настройка по высоте важна и обязательна!
Рисунок 17. Настройка антенны BAS-2002 WiFi Ladder по высоте
Антенна работает в сетях стандарта IEEE802.11 b/g/n, использующих частоты 2.4..2.5 ГГц.
Как мы говорили ранее, существуют роутеры с несколькими внешними антеннами. В этом случае можно использовать антенну-насадку на все антенны или только на одну или две. Зависит от задач. Вы можете создать максимальное усиление в одном направлении, тогда все антенны будут «нацелены в одну сторону» и их усиление сложится (рис. 18).
Рисунок 18
Можно усилить WiFi в разных направлениях, т.е. расширить зону действия:
Рисунок 19
Стоит упомянуть о программах, которые помогут настраивать по направлению такие антенны (не только WFi LADDER).
Беспроводные точки доступа можно увидеть в офисах. Плоские коробки предназначены для оптимальной передачи сигнала беспроводной сети. Сетевые функции - подключение к Интернету (сетевой шлюз), защита (брандмауэр) и управление локальными сетями (назначение IP-адресов и маршрутизация) - выполняются другими устройствами.
В отличие от профессиональной среды, маршрутизатор в частной домашней сети выполняет все сетевые функции, в том числе создание беспроводной сети. Это означает, что приходится идти на компромиссы, и недостатки проявляются сильнее всего в работе сети. Уже только место расположения маршрутизатора в большинстве случаев определяется не оптимальным покрытием, а местом установки сетевой розетки. При этом подключенные кабели не дают расположить устройство высоко, что обеспечило бы оптимальные условия для беспроводной сети.
Кроме того, беспроводные технологии развиваются быстрее, чем все остальные. Так, в маршрутизаторе пятилетней давности устарел только стандарт беспроводной сети, а все остальные компоненты работают все еще достаточно хорошо. Кроме того, тонкая настройка для большинства функций доступна только в довольно дорогих роутерах, что дополнительно склоняет чашу весов не в пользу новой (то есть дорогой) модели. Однако и доступные устройства, работающие только в диапазоне 2,4 ГГц (например, от провайдера), можно дооснастить современной технологией 5 ГГц при помощи точки доступа.
При помощи технологии Powerline точка доступа может обеспечить беспроводной сетью другой этаж или другую часть дома
Точки доступа для профессиональных беспроводных сетей
Точки доступа с поддержкой стандарта 802.11ac стоят около 6000 рублей, то есть не больше, чем хороший репитер беспроводной сети. Благодаря мощному передатчику и более удобным вариантам расположения точка доступа может расширить покрытие сети маршрутизатора или полностью заменить ее. Если раньше эти специальные функциональные станции были доступны только для опытных пользователей (поскольку рассчитаны для использования в качестве части сложной инфраструктуры), то современные модели дополнительно предлагают удобный веб-интерфейс для базовой конфигурации.
Новое устройство Netgear WAC510, которое можно конфигурировать через приложение для смартфона, демонстрирует, что точки доступа могут быть очень просты в использовании. На следующих двух страницах мы расскажем о тестировании этого устройства, а также более доступного TP-Link EAP245 с поддержкой 802.11ac со скоростью передачи данных 1300 Мбит/с.
В комплект профессиональной точки доступа входит крепление, которое позволяет установить ее на потолок, стену или шкаф
Подключение и режимы работы
Точки доступа могут принципиально по-разному подключаться к роутеру и работать в разных режимах, из которых мы выделили четыре основных.
> Замена беспроводной сети маршрутизатора. Точка доступа подключается к сетевому порту роутера (LAN) и к сети питания (для сетевого оборудования с поддержкой Power over Ethernet достаточно стандартной витой пары). Точка доступа формирует новую беспроводную сеть. Компьютеры и другие устройства, которые подключаются к ней, получают IP-адреса и доступ к Интернету от маршрутизатора, то есть находятся в его сети, как если бы были подключены к его Wi-Fi. В этом случае вам нужно только выполнить простую первоначальную настройку в веб-интерфейсе точки доступа. Если роутер и точка доступа работают в одной комнате, на первом лучше полностью отключить беспроводную сеть, чтобы не создавать помехи сигналу точки доступа.
Точка доступа Netgear WAC510 предусматривает работу в режиме маршрутизатора, в котором она сама назначает IP-адреса
> Расширение беспроводной сети маршрутизаторов. Если ни точка доступа, ни роутер по отдельности не в состоянии распространить сеть по всей квартире, стоит попробовать объединить их усилия. Используя длинную витую пару или адаптер Powerline, поместите точку доступа в то место, где нужно оптимизировать покрытие беспроводной сети. В этом случае в веб-интерфейсе точки доступа нужно указать то же имя беспроводной сети (SSID) и пароль WPA2, что в настройках сети маршрутизатора, но при этом разные каналы - чем удаленнее они будут друг от друга, тем лучше (например, для полосы 2,4 ГГц каналы 1 и 13).
Клиентские устройства будут автоматически находить самый сильный сигнал в зоне их досягаемости, даже если вы будете передвигаться с ними по комнатам. Похожие функциональные возможности предлагают приборы, которые называются Powerline Wi-Fi Extender, предназначенные для расширения покрытия: они сочетают в себе адаптер Powerline и беспроводной передатчик. Преимущества же «настоящей» точки доступа заключаются в более крупных антеннах и более гибких возможностях расположения (например, установка на потолок или шкаф), что обещает более качественную передачу сигнала.
В режиме WDS WAC510 работает как репитер беспроводной сети, но прежде нужно настроить WDS в базовом маршрутизаторе
> Вместо репитера. Если подключение точки доступа к роутеру по кабелю или Powerline не представляется возможным, оптимизировать сеть маршрутизатора можно при помощи технологии распределения беспроводных сетей - Wireless Distribution System (WDS). Точка доступа отличается от обычного репитера более крупными антеннами, что означает возможность расширения зоны покрытия и увеличение скорости передачи данных.
> Точка доступа в режиме маршрутизатора. Netgear WAC510 можно использовать как маршрутизатор, с помощью которого можно не только сформировать сеть, но и управлять ею. Однако для подключения к Интернету нужно соединение Ethernet Uplink - например, при помощи кабельного модема или LTE-модема. Устройство не способно самостоятельно установить DSL-соединение.
Точка доступа с приложением для конфигурации
Маршрутизатор, повторитель WDS или только точка доступа - Netgear WAC510 отличается несколькими вариантами использования
Богатая функциональность: Netgear WAC510
Эта точка доступа легко настраивается с приложения для смартфонов Netgear Insight. Если учесть относительно невысокую стоимость, то устройство становится привлекательным в том числе и для частного использования.
С помощью приложения для Android и iOS Netgear Insight первоначальная настройка WAC510 происходит легко и просто
В самом простом случае процесс первого запуска проходит следующим образом. WAC510 подсоединяется по витой паре к имеющемуся маршрутизатору. На планшет или смартфон, подключенные к беспроводной сети роутера, устанавливается приложение Netgear Insight, в котором запускается окно помощника. Дальше нужно открыть меню «Access Point | … WiFi Discovery | Connect to WIFI … | Discover Device», нажать на точку доступа, выбрать страну, в которой работает устройство (это нужно для того, чтобы определить, какие каналы точка доступа может использовать), задать имя сети (SSID) и пароль WPA2-PSK - вот и все.
Веб-интерфейс с широкими возможностями
После основных настроек подключите клиентские устройства к беспроводной сети WAC510. Кабельные устройства можно подключить через его дополнительный сетевой порт. Более подробные настройки находятся в веб-интерфейсе WAC510. Чтобы их открыть, найдите IP-адрес точки доступа в веб-интерфейсе маршрутизатора. В первую очередь нужно изменить стандартные логин-пароль «admin/password» - они находятся в меню «Management | Configuration | System | Advanced | User Accounts».
Из дополнительных опций WAC510 в качестве примера можно привести настройку WDS, которая находится в разделе «Configuration». Эта технология позволяет объединить несколько точек доступа в единую беспроводную сеть с централизованным управлением - подробные указания находятся в руководстве пользователя. Настроить WAC510 для использования в качестве маршрутизатора можно через меню «Configuration | System | Basic» - там полностью сбрасываются все конфигурации, в том числе имя беспроводной сети.
Для желающих в веб-интерфейсе Netgear предусмотрена возможность настройки всех тонкостей беспроводной сети
Практическое тестирование конфигурации и использования веб-интерфейса WAC510 оставило хорошие впечатления, хотя для применения изменений (прежде всего для перезапуска) устройству иногда требовалось немного больше времени, чем хотелось бы. Измерения производительности при помощи бенчмарка JPerf на планшете HP Pro X2 на чипе Intel AC 8265 Wi-Fi сначала немного разочаровали, особенно в полосе 2,4 ГГц, в которой работают старые смартфоны, телевизоры и другие клиентские устройства попроще. Наиболее высокой скорости, причем равномерно во всех направлениях, точка доступа Netgear достигала тогда, когда клиентское устройство находилось рядом и на одном уровне с ней.
То есть излучение сигнала, очевидно, оптимизировано скорее для равномерного покрытия окружающей области, чем для направленного действия в одну сторону, поэтому сеть с несколькими клиентскими устройствами будет демонстрировать хорошую производительность, если эти устройства удачно распределить в пространстве. Вместе с тем максимальная производительность Netgear значительно превосходит возможности старых слабых маршрутизаторов и репитеров. Потребляемая мощность же в режиме ожидания составляет примерно половину от мощности полноценного маршрутизатора беспроводной сети, а во время передачи данных она почти не повышается (с 4,3 до приблизительно 4,5 Вт).
Netgear WAC510 в сравнении с TP-Link EAP245
Точка доступа TP-Link обеспечивает более высокую производительность, в то время как Netgear благодаря множеству функций представляет больше вариантов использования
На высоких скоростях: TP-Link EAP245
По внешнему виду TP-Link EAP245 напоминает Netgear (и многие другие точки доступа). Но тут через витую пару можно установить только соединение Uplink с маршрутизатором (WAN), а подключить клиентское устройство невозможно. Кроме того, не предусмотрено использование устройства в качестве репитера и отсутствует конфигурирующее приложение для смартфона.
Специалист по беспроводной сети
TP-Link EAP245 предлагает меньше возможностей, чем Netgear, но беспроводная сеть этого устройства более мощная, и стоит оно дешевле
Зато TP-Link стоит немного дешевле, чем Netgear, а в стандарте 802.11ac достигает скорости передачи данных не 866, а целых 1300 Мбит/с. Настройку проще всего выполнить в веб-интерфейсе. IP-адрес можно найти, как и в случае с Netgear, в веб-интерфейсе маршрутизатора. При первом запуске сначала задайте имя пользователя и надежный пароль для веб-интерфейса. Система ввода работает упорядоченно, откликается моментально, а устройство быстро применяет изменения.
Внимание: для TP-Link EAP245 нужно сначала дополнительно активировать шифрование WPA для обеих полос 2,4 и 5 ГГц
Реальный недостаток в безопасности устройства заключается в том, что оно по умолчанию создает две открытые сети (в диапазонах 2,4 и 5 ГГц), для защиты которых нужно предпринять отдельные меры. Для этого на вкладке «Wireless» и далее «SSIDs» щелкните по значку блокнота рядом с «Modify». Укажите имя беспроводной сети (SSID), для «Security Mode» выберите «WPA-PSK», для «Version» - «WPA2-PSK», введите для «Wireless Password» надежный пароль и подтвердите изменения, нажав кнопку «ОК» внизу. Затем в верхней части страницы переключитесь на сеть в диапазоне 5 ГГц и повторите то же самое.
Точки доступа: ассортимент
Из-за большой популярности точек доступа в сегменте бизнеса ассортимент этих устройств очень широк, в особенности от специализированных поставщиков сетевого оборудования, например D-Link, Lancom или Ubiquity. Такие устройства стоят больше 10 000 рублей и предлагают широкие функциональные возможности, не используемые в домашних условиях. Поэтому для тестирования мы выбрали две доступные простые модели от Netgear и TP-Link.
Высокая скорость беспроводной сети
Все остальные настройки по умолчанию EAP245 интуитивно понятны. Некоторые опции могут быть интересны для коммерческого использования устройства, например, страница-заставка с условиями использования. Практичной для домашнего использования оказывается функция Scheduler, которая включает и отключает беспроводную сеть по графику.
EAP Controller обеспечивает централизованное управление десятками точек доступа
По измерению производительности точка доступа EAP245 впечатлила как результатами в сети стандарта 802.11ac 5 ГГц, так и в 802.11n 2,4 ГГц. По сравнению с Netgear мощность направляемого сигнала TP-Link больше - максимальная скорость была достигнута, когда панель с логотипом была обращена к клиентскому устройству. Но благодаря большим ресурсам скорости в сценарии использования, в котором мы проводили измерения, TP-Link оказался быстрее Netgear во всех направлениях.
В общем и целом, EAP245 производства TP-Link - это хороший выбор для тех, кому нужна чистая точка доступа с максимально возможной производительностью по невысокой цене. Покупка же Netgear WAC510 оправдает себя в тех случаях, если в первую очередь устройство должно быть простым (с управлением с приложения) или использоваться не только как точка доступа, но и как маршрутизатор или устройство WDS. Так или иначе, профессиональные устройства раз и навсегда решат почти все проблемы покрытия и скорости передачи.
Фото: компании-производители; CHIP Studios/Simon Kirsch
