Как увеличить дальность WiFi сигнала. Маршрутизаторы. Часть 2.

Обсудив теорию (весьма кратко и очень поверхностно – см. часть 1) можно переходить к обсуждению реального оборудования улучшения связи с домашним маршрутизатором WiFi.

Сначала возьмем какой-нибудь не слишком старый маршрутизатор WiFi, ну например D-Link AC3200. В этом названии AC означает стандарт 802.11ac, а 3200 – это максимальная суммарная скорость передачи по всем физическим каналам WiFi. В нашем случае можно использовать два канала в диапазоне 5 ГГц и один канал 2,4 ГГц, т.е. 2 x 1300 Мбит/с + 600 Мбит/с = 3200 Мбит/с или 3,2 Гбит/с (кстати, число 3200 становится популярным в названиях других компаний – пример Linksys AC3200). Приемопередатчиком в обоих случаях выступает микросхема 2.96GHz Broadcom 5G XStream Wi-Fi, позволяющая поддерживать сразу три различные и независимые беспроводные сети WiFi (или объединить их вместе и получить пресловутые 3,2 Гбит/с на все порты радиосвязи в сумме).

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-1

1: USB 3.0, 2: USB 2.0, 3: кнопка сброса, 4: кнопка WPS, 5: проводные порты (4 штуки) локальной сети, 6: порт проводного подключения к провайдеру (восходящий), 7: кнопка питания, 8: разъем питания.

Микросхема от Broadcom обеспечивает режим 2×2 MIMO (на другом конце может успешно работать смартфон Samsung Galaxy S5), т.е. в диапазоне 5 Гц используется два канала с двумя антеннами каждый плюс двойная антенна обслуживает диапазон 2,4 ГГц (итого 6 антенн), хотя можно было бы обойтись одной универсальной, как в смартфоне, поскольку в любом случае нам нужно равномерное покрытие по горизонтали (азимут) и вертикали (возвышение), поэтому на стороне маршрутизатора всегда выбирают антенну или группу антенн на 2 dBi.

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-2

Теперь посмотрим на типовую стороннюю штыревую антенну на 9 dBi компании L-Com (http://www.datasheetlib.com/datasheet/634308/hg2409rd-rtp_l-com.html#datasheet ). Гнущаяся штыревая антенна для диапазона 2,4 ГГц (802.11b и 802.11g) с разъемом RP-TNC, заявленная всенаправленной. Длина 350 мм будет чуть больше чем в дешевых маршрутизаторах, но такой же, как в новых моделях с 4-5-6 антеннами. Диаграмма направленности вполне предсказуемая – вытянута по вертикали (слева) и идеальный круг по горизонтали (справа):

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-3

На таких диаграммах, как не трудно догадаться, представлен уровень (мощность) сигнала, но дальность передачи придется пересчитывать по сложным формулам, причем теоретический результат очень редко соответствует практике распространения радиоволн в помещениях с множеством стен и посторонних предметов.

Можно также посмотреть на направленную антенну (сетка или вешалка на жаргоне):

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-4

Например, внешняя сеточная параболическая антенна TL-ANT5830B с коэффициентом усиления 30 дБи (http://www.tp-linkru.com/products/details/?model=TL-ANT5830B ) предназначена для диапазона 5 ГГц (802.11a/n) и имеет диаграмму направленности с очень узким лепестком в горизонтальной и вертикальной плоскости. Причем антенна предназначена для установки на улице, поскольку дома такая конструкция не только неуместна, но и не нужна.

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-5

К смартфону или планшету съемную антенну не подключить, поэтому потребуется специальный адаптер с выходным портом Ethernet. Кроме того, съемной антенной очень редко можно заменить штатную антенну маршрутизатора.

Выпускается множество адаптеров WiFi с выходом USB или Ethernet, либо в виде платы расширения для ПК. Причем подавляющее большинство адаптеров уже не предполагают подключения никаких сторонних антенн (кроме встроенной штатной) и представляют собой небольшое устройство (размером с флэш-диск) для непосредственной вставки в порт USB. Например, AE6000 WIRELESS-AC MINI USB ADAPTER от Linksys:

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-6

Этот двухдиапазонный адаптер WiFi (http://www.linksys.com/us/p/P-AE6000/ ) обеспечивает до 433 Мбит/с (IEEE 802.11ac в диапазоне 5 ГГц) и до 150 Мбит/с (IEEE 802.11n в диапазоне 2,4 ГГц), хотя непонятно название AE (для 802.11 вариант ae пока не утвержден) и 6000 (откуда столько мегабит в секунду). О чудеса маркетинга! Однако габаритные размеры действительно компактные вместе с не менее компактной двухдиапазонной антенной WiFi, которая уже стала практически незаметной внутри оборудования.

Кстати, эта компания все еще предлагает парочку съемных антенн WiFi, например парная WRT002ANT (см. http://www.linksys.com/us/p/P-WRT002ANT/ ) обеспечивает до 4dBi (2,4 ГГц) и до 7dBi (5 ГГц) с диаграммной направленности 360° (в горизонтальной плоскости) и 30° (в вертикальной плоскости).

Но посмотрим на устройства категории RANGE EXTENDER (повторители, либо дословно расширители диапазона, т.е. области покрытия). Устройства этого типа бывают проводными и беспроводными. Первые предполагает расширение домашней проводной локальной сети за счет пары устройств, вставленных в обычную электрическую розетку. Эта пара общается друг с другом по организованной за счет модуляции в сети электропитания линии данных. Поэтому разъемы Ethernet (RJ-45) оказываются соединенными друг с другом на скорости 500 Мбит/с или около того. Полезно для проводной связи, например, с принтером в другой комнате.

Принципиально иначе действую беспроводные расширители области покрытия (wireless range extender) или беспроводные повторители (wireless repeater). Такие повторители также выпускаются в конструктиве для вставки в розетку, но лучше обсудить более мощное устройство в отдельном настольном корпусе с двумя антеннами, например LINKSYS RE6500 AC1200 DUAL-BAND WIRELESS RANGE EXTENDER (я сознательно беру модели для рынка США, поскольку не беру денег за рекламу моделей на российском рынке). Действует он так (Router – основной маршрутизатор WiFi, а Range extender – повторитель к нему):

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-7

В заключении о том, о чем не распространяются компании-изготовители. С точки зрения радиосвязи, в такой схеме «удлинения» один частотный канал будет занят для связи маршрутизатора с повторителем, а далее нужно в обоих диапазонах разделить оставшиеся частотные каналы между маршрутизатором и повторителем, иначе эта систем не будет работать из-за взаимных частотных наводок. Как там это будет делаться (динамически или статически), какой компьютерной сетью станет сеть повторителя (отдельной или общей с сетью маршрутизатора) – это уже не так важно. Просто нужно не забывать, что повторитель просто отбирает частотные каналы у связанного с ним маршрутизатора, поэтому многозвенные системы такого рода (с несколькими последовательными повторителями) конечно возможны, но бессмысленны с технической точки зрения, ведь на дальние расстояния нужно использовать специальные антенны с высоким коэффициентом dBi (на английском их называют High gain antenna) – см. начало публикации.

Пятничное: все знания о приготовлении кофе на одной диаграмме (лично я пользуюсь только крайним левым методом, которых на этой схеме назван «турецким кофе», источник с возможностью увеличения – http://popchartlab.com/products/the-compendious-coffee-chart ):

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-8

Заодно и о типах кофе:

Marshrutizatory-WiFi-i-sposoby-uvelicheniya-dalnosti-svyazi-s-nimi-9

Интересные записи