Как усилить сигнал Wi-Fi роутера и увеличить дальность его действия. Мощный WiFi роутер для дома и его радиус действия

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.

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.

Который будет предоставлять хороший сигнал, и не переплатить за ненужные функции? Нас интересует, есть ли разница между устройствами, которые существенно отличаются в цене.

Мощность маршрутизатора зависит не только от количества антенн

Давайте узнаем, как нужно выбирать устройство для квартиры или коттеджа, какие из представленных на рынке роутеров являются самыми мощными. Кроме того, целесообразно рассмотреть несколько ценовых категорий, чтобы вы могли выбрать модем по оптимальной цене и соответствующему качеству.

• Антенна и радиус покрытия - это, пожалуй, наиболее важные параметры для любого устройства, обеспечивающего беспроводную связь со всемирной паутиной.

Антенны бывают двух видов - встроенные и внешние. В большинстве случаев внешние антенны обеспечивают лучший сигнал и, соответственно, больший радиус покрытия в доме. Значимым преимуществом будет возможность сменить антенну или добавить несколько дополнительных деталей, чтобы увеличить площадь покрытия сигнала - это особо актуально для квартир с большим количеством комнат и загородных домов.

• Стандарты Wi-Fi и скорость роутера - желательно, чтобы модем поддерживал стандарт 802.11n, а для высокой скорости интернета необходимо выбрать устройство с аналогичной или большей скоростью, чем та, которую вам предоставляет провайдер.

• Бренд - приоритетным будет выбор маршрутизатора от известного девелопера. Почему не стоит покупать «безымённый» роутер? В его работе чаще возникают неполадки, он может зависать, или связь будет нестабильной. Ещё один важный момент - на устройствах популярных брендов легче обновить прошивку, которая регулярно совершенствуется и выпускается для каждой отдельной модели. Новая прошивка делает работу маршрутизатора качественной и бесперебойной, оберегает от неполадок.

Рейтинг самых мощных Wi-Fi-роутеров

Не каждый может себе позволить самый дорогой Wi-Fi-модем с множеством функций и мощной «начинкой», но в разных ценовых категориях есть примечательные модели, которые отличаются от остальных маршрутизаторов качеством, быстрой работой и полностью оправдывают свою стоимость.

Доступные роутеры хорошего качества

• TP-LINK TL-WR740N - это простая, но мощная модель с отличным функционалом: скорости до 150 Мбит/сек вполне достаточно для активного домашнего пользования интернетом, устройство поддерживает наиболее востребованные протоколы передачи данных - PPPoE, динамический и статический IP. В нём есть встроенный сетевой фильтр для защиты от вирусов и атак, для раздачи сигнала предусмотрена внешняя антенна, которая обеспечит большую зону покрытия.

• TP-Link TL-WR841ND - ещё один отличный роутер указанной марки, в нём предусмотрены две съёмные антенны, радиус действия которых составляет 270 м. Устройство поддерживает скорость интернета до 300 Мбит/сек, в наличии 4 порта формата LAN для подключения других компьютеров и создания локальной домашней сети.

• Zyxel Keenetic - предусмотрена функция 3G-интернета, устройство имеет дополнительно разъём USB. В нём есть 2 съёмные антенны. С помощью маршрутизатора можно пользоваться интерактивным телевидением IPTV.

Мощные роутеры средней ценовой категории

• Zyxel Keenetic Giga 2 - стоит около 3,5-4 тысяч рублей, поддерживает скорость до 300 Мбит/сек, имеет гигабитные Ethernet-порты и 2 порта формата USB. У него мощный процессор и 2 съёмные антенны, которые с лёгкостью обеспечат хорошую зону покрытия сигнала Wi-Fi в доме.

• Asus RT-N56U - хотя у этого маршрутизатора встроенные антенны, это не отображается на качестве сигнала. Роутер работает в 2 частотных диапазонах - стандартном 2.4 и более мощном 5 ГГц. Поддерживает все актуальные протоколы связи, есть функция IPTV, а пользоваться скоростным 3G интернетом могут одновременно несколько юзеров. Средняя цена устройства составляет около 4,5 тысяч рублей.

• Xiaomi Mi Wi-Fi mini - данная модель привлекательна не только внутренне, но и внешне - есть большой выбор цветовых решений роутера, что придётся по нраву тем, кто любит яркие цвета. Внутреннее наполнение представлено двумя частотными диапазонами 2.4 и 5 ГГц, для каждого из них предусмотрена отдельная внешняя антенна. Благодаря протоколу 802.11n, маршрутизатор может работать на очень высокой скорости - до 1167 Мбит/сек. Цена колеблется в районе 3,3 тысяч рублей.

Самые мощные роутеры стоимостью от 5 тысяч рублей

• Asus RT-N66U - модель обойдётся вам около 7 тысяч рублей, но полностью оправдает свою стоимость. Обладает тремя съёмными мощными антеннами, которые обеспечат хорошее покрытие всей площади дома. Как и заведено в безупречных устройствах, обладает двумя частотными диапазонами, развивает скорость соединения до 900 Мбит/сек. У него богатая начинка, множество функций, среди которых возможность создания отдельной гостевой сети, родительский контроль, диспетчер траффика и другие. Это действительно мощный роутер, и к тому же привлекателен и практичен внешне; в отличие от многих устройств, указанный маршрутизатор имеет матовое покрытие.

• Asus RT-AC87U - топовый роутер для дома среди всей продукции данной марки и аналогичных устройств других девелоперов, стоит он около 15 тысяч рублей, но его можно с уверенностью назвать самым мощным Wi-Fi-маршрутизатором для дома. Посудите сами - четыре съёмные антенны способны создать зону покрытия площадью до 465 кв. м. Более того, у него рекордная максимальная скорость передачи интернет-соединения - до 2334 Мбит/сек. Внутри стильного корпуса, который никого не оставит равнодушным, скрывается 2-ядерный процессор - он обеспечит стабильную и быструю работу устройства. Не стоит даже упоминать о нескольких частотных диапазонах, поддержке протоколов и наличии порта USB - в роутере есть всё, чтобы по праву считаться лучшим среди остальных существующих моделей.

В зависимости от цены и ваших потребностей, благодаря этому рейтингу вы сможете подобрать роутер, который предоставит качественное соединение с интернетом через беспроводную технологию Wi-Fi. Все вышеперечисленные модели позволят создать большую зону покрытия сигнала, которая будет охватывать всю площадь вашей квартиры, дома или коттеджа.

WiFi (читается "вайфай" с ударением на втором слоге) - это промышленное название технологии беспроводного обмена данными, относящееся к группе стандартов организации беспроводных сетей IEEE 802.11. В некоторой степени, термин Wi-Fi является синонимом 802.11b, поскольку стандарт 802.11b был первым в группе стандартов IEEE 802.11 получившим широкое распространение. Однако сегодня термин Wi-Fi в равной степени относится к любому из стандартов 802.11b, 802.11a, 802.11g и 802.11n, 802.11ac.

Wi-Fi Alliance занимается аттестацией Wi-Fi продукции, что позволяет гарантировать, что вся 802.11 продукция, поступающая на рынок, соответствует спецификации стандарта. К сожалению, стандарт 802.11a, использующий частоту 5ГГц, не совместим со стандартами 802.11b/g, использующим частоту 2,4ГГц, поэтому рынок Wi-Fi продукции остается фрагментированным. Для нашей страны это неактуально, поскольку для использования аппаратуры стандарта 802.11а, требуется специальное разрешение и она не получила здесь широкого распространения, к тому же подавляющее большинство устройств, поддерживающих стандарт 802.11a, поддерживают также и стандарт 802.11b или 802.11g, что позволяет считать относительно совместимыми все продаваемые в данный момент WiFi устройства. Новый стандарт 802.11n поддерживает обе эти частоты.

Какое оборудование необходимо для создания беспроводной сети?

Для каждого устройства, участвующего в беспроводной сети, необходим беспроводной сетевой адаптер, также называемый беспроводной сетевой картой. Все современные ноутбуки, некоторые настольные компьютеры, смартфоны и планшеты уже оснащены встроенными беспроводными сетевыми адаптерами. Однако во многих случаях для создания беспроводной сети из настольных компьютеров сетевые адаптеры необходимо приобретать отдельно. Популярные сетевые адаптеры для ноутбуков выполнены в формате Mini PCI-E или M.2 устройств, соответственно, для настольных компьютеров существуют модели с интерфейсом PCI, PCI-E, беспроводные USB-адаптеры можно подключать как в портативные, так и в настольные системы.

Для создания небольшой беспроводной локальной сети из двух (в некоторых случаях - и большего числа) устройств достаточно иметь необходимое число сетевых адаптеров. (Требуется, чтобы они поддерживали режим AdHoc). Однако, если вы захотите увеличить производительность вашей сети, включить в сеть больше компьютеров и расширить радиус действия сети, вам понадобятся беспроводные точки доступа и/или беспроводные маршрутизаторы. Функции беспроводных маршрутизаторов аналогичны функциям традиционных проводных маршрутизаторов. Обычно они используются в тех случаях, когда беспроводная сеть создается с нуля. Альтернативой маршрутизаторам являются точки доступа, позволяющие подключить беспроводную сеть к уже существующей проводной сети. Точки доступа используются, как правило, для расширения сети, в которой уже есть проводной коммутатор (switch) или маршрутизатор. Для построения домашней локальной сети достаточно одной точки доступа, которой вполне по силам обеспечить необходимый радиус действия. Офисные сети обычно требуют несколько точек доступа и/или маршрутизаторов.

Точки доступа и маршрутизаторы, сетевые карты с интерфейсом PCI/PCI-E и некоторые USB адаптеры могут использоваться с более мощными антеннами вместо штатных, что значительно увеличивает дальность связи или радиус охвата.

Каков стандартный радиус действия Wi-Fi сети?

Радиус действия домашней Wi-Fi сети зависит от типа используемой беспроводной точки доступа или беспроводного маршрутизатора. К факторам, определяющим диапазон действия беспроводных точек доступа или беспроводных маршрутизаторов, относятся:

Тип используемого протокола 802.11;
. Общая мощность передатчика;
. Коэффициент усиления используемых антенн;
. Длина и затухание в кабелях, которыми подключены антенны;
. Природа препятствий и помех на пути сигнала в данной местности.

Радиус действия со штатными антеннами (обычно усиление 2dBi) популярных точек доступа и маршрутизаторов стандарта 802.11g, при условии, что они соединяются с устройством, имеющим антенну с аналогичным усилением, можно примерно оценить в 150м на открытой местности и 50 м в помещении, более точные цифры для разных стандартов приведены ниже в таблице, посвященной скорости передачи.

Препятствия в виде кирпичных стен и металлических конструкций могут уменьшить радиус действия Wi-Fi сети на 25% и более. Поскольку стандарты 802.11a/ac используют частоты выше, чем стандарты 802.11b/g, он является наиболее чувствительным к различного рода препятствиям. На радиус действия Wi-Fi сетей, поддерживающих стандарт 802.11b или 802.11g, влияют также помехи, исходящие от микроволновых печей. Ниже показана таблица с приблизительными потерями эффективности сигнала Wi-Fi с частотой 2.4 ГГц при прохождении через различные препятствия.

Ещё одним существенным препятствием может оказаться листва деревьев, поскольку она содержит воду, поглощающую микроволновое излучение данного диапазона. Проливной дождь ослабляет сигналы в диапазоне 2.4GHz с интенсивностью до 0.05 dB/км, густой туман вносит ослабление 0.02 dB/км, а в лесу (густая листа, ветви) сигнал может затухать с интенсивностью до 0.5дб/метр.

Увеличить радиус действия Wi-Fi сети можно посредством объединения в цепь нескольких беспроводных точек доступа или маршрутизаторов, а также путём замены штатных антенн, установленных на сетевых картах и точках доступа, на более мощные.

Приблизительно возможные варианты дальности действия и скорости работы сети в идеальном случае можно рассчитать с помощью специального калькулятора, ориентированного на оборудование D-Link, но использованные там формулы и методики подходят и для любого другого.

При создании радиомоста между двумя сетями надо знать тот факт, что пространство вокруг прямой линии, проведённой между приёмником и передатчиком должно быть свободно от отражающих и поглощающих препятствий в радиусе, сравнимом с 0.6 радиуса первой зоны Френеля. Её размер можно рассчитать исходя из следующей формулы:

В реальной ситуации уровень сигнала на различном удалении от передающего устройства можно замерить при помощи специального устройства .

Что такое организация сети в режиме Infrastructure?

Данный режим позволяет подключить беспроводную сеть к проводной сети Ethernet посредством беспроводной точки доступа. Для того, чтобы подключение стало возможным необходимо, чтобы беспроводная локальная сеть (WLAN), беспроводная точка доступа и все беспроводные клиенты использовали одинаковый SSID (Service Set ID). Тогда Вы сможете подключить точку доступа к проводной сети с помощью кабеля и таким образом обеспечить беспроводным клиентам доступ к данным проводной сети. Для того, чтобы расширить инфраструктуру и обеспечить одновременный доступ к проводной сети любому числу беспроводных клиентов, Вы можете подключить к беспроводной локальной сети дополнительные точки доступа.

Основными преимуществами сетей, организованных в режиме Infrastructure по сравнению с сетями, организованными в режиме Ad-Hoc, является их масштабируемость, централизованная защита и расширенный радиус действия. Недостатком безусловно является необходимость расходов на приобретение дополнительного оборудования, например дополнительной точки доступа.

Беспроводные маршрутизаторы, предназначенные для использования в домашних условиях, всегда оснащены встроенной точкой доступа для поддержки режима Infrastructure.

Насколько быстрой может быть беспроводная сеть?

Скорость беспроводной сети зависит от нескольких факторов. Производительность беспроводных локальных сетей определяется тем, какой стандарт Wi-Fi они поддерживают. Максимальную пропускную способность могут предложить сети, поддерживающие стандарт 802.11ac - до 2167 Мбит/сек (при использовании MU-MIMO). Пропускная способность сетей, поддерживающих стандарт 802.11a или 802.11g, может составить до 54 Мбит/сек. (Сравните со стандартными проводными сетями Ethernet, пропускная способность которых составляет 100 или 1000 Мбит/сек.)

На практике, даже при максимально возможном уровне сигнала производительность Wi-Fi сетей никогда не достигает указанного выше теоретического максимума. Например, скорость сетей, поддерживающих стандарт 802.11b, обычно составляет не более 50% их теоретического максимума, т. е. приблизительно 5.5 Мбит/сек. Соответственно, скорость сетей, поддерживающих стандарт 802.11a или 802.11g, обычно составляет не более 20 Мбит/сек. Причинами несоответствия теории и практики являются избыточность кодирования протокола, помехи в сигнале, а также изменение расстояния Хемминга с изменением расстояния между приемником и передатчиком. Кроме того, чем больше устройств в сети одновременно участвуют в обмене данными, тем пропорционально ниже пропускная способность сети в расчёте на каждое устройство, что естественным образом ограничивает количество устройств, которое имеет смысл подключать к одной точке доступа или роутеру (другое ограничение может быть вызвано особенностями работы встроенного DHCP-сервера, у устройств из нашего ассортимента итоговая цифра находилась в диапазоне от 26 до 255 устройств).

Кроме того, скорость работы любой пары устройств существенно падает с уменьшением уровня сигнала, поэтому зачастую наиболее эффективным средством поднятия скорости для удалённых устройств является применение антенн с большим коэффициентом усиления.

Безопасна ли для здоровья беспроводная связь?

В последнее время в средствах массовой информации много говорят о том, что продолжительное использование беспроводных сетевых устройств может спровоцировать серьезные заболевания. Однако, на сегодняшний день научные данные, которые подтверждали бы предположения о том, что СВЧ-сигналы оказывают негативное влияние на здоровье человека, отсутствуют.

Несмотря на недостаток научных данных, осмелимся предположить, что беспроводные сети более безопасны для здоровья человека, чем мобильные телефоны. Частотный диапазон сигналов типичной домашней беспроводной сети совпадает с частотным диапазоном сигналов микроволновых печей, но мощность сигналов микроволновых печей и даже мобильных телефонов в 100 - 1000 раз превышает мощность сигналов беспроводных сетевых адаптеров и точек доступа.

В целом, в данном вопросе можно с уверенностью утверждать одно: интенсивность воздействия на человека СВЧ-излучения беспроводных сетей несравнимо меньше воздействия других СВЧ-устройств.

Порядок регистрации РЭС описан в постановлениях Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539 "О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств" и от 25 июля 2007 г. № 476 О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. № 539 "О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств"

Согласно постановлению N 476 от 25 июля 2007 г. пользовательское (оконечное) оборудование радиодоступа(беспроводного доступа) в полосе радиочастот 2400 - 2483,5 МГц с мощностью излучения передающих устройств до 100 мВт включительно ИСКЛЮЧЕНО из перечня радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств, подлежащих регистрации. Напоминаем, что штатная мощность передатчика всех продаваемых в настоящее время пользовательских WiFi устройств находится в пределах этой цифры, а установка любых антенн, не имеющих активных элементов, её не увеличивает.

Режимы работы точки доступа

Access Point Mode (Точка доступа) - Режим Access Point предназначен для беспроводного подключения к точке доступа портативных компьютеров, настольных ПК, смартфонов и планшетов. Беспроводные клиенты могут обращаться к точке доступа только в режиме Access Point.

Access Point Client / Wireless Client Mode (Беспроводной клиент) - Режим AP Client или Wireless Client позволяет точке доступа стать беспроводным клиентом другой точки доступа. По существу, в данном режиме точка доступа выполняет функции беспроводного сетевого адаптера. Вы можете использовать данный режим для обмена данными между двумя точками доступа. Обмен данными между беспроводной платой и точкой доступа в режиме Access Point Client / Wireless Client Mode невозможен.

Point-to-Point / Wireless Bridge (Беспроводной мост point-to-point) - Режим Point-to-Point / Wireless Bridge позволяет беспроводной точке обмениваться данными с другой точкой доступа, поддерживающей режим беспроводного моста point-to-point. Однако имейте в виду, что большинство производителей используют свои собственные оригинальные настройки для активации режима беспроводного моста в точке доступа. Обычно данный режим используется для беспроводного соединения аппаратуры в двух разных зданиях. Беспроводные клиенты не могут обмениваться данными с точкой доступа в этом режиме.

Point-to-Multipoint / Multi-point Bridge (Беспроводной мост point-to-multipoint) - Режим Point-to-Multi-point / Multi-point Bridge аналогичен режиму Point-to-point / Wireless Bridge с той лишь разницей, что допускает использование более двух точек доступа. Беспроводные клиенты также не могут обмениваться данными с точкой доступа в этом режиме.

Repeater Mode (Репитер) - Функционируя в режиме беспроводного репитера, точка доступа расширяет диапазон действия беспроводной сети посредством повтора сигнала удаленной точки доступа. Для того чтобы точка доступа могла выполнять функции беспроводного расширителя радиуса действия другой точки доступа, в её конфигурации необходимо указать Ethernet MAC-адрес удаленной точки доступа. В данном режиме беспроводные клиенты могут обмениваться данными с точкой доступа.

WDS (Wireless Distribution System) - позволяет одновременно подключать беспроводных клиентов к точкам, работающим в режимах Bridge (мост точка-точка) или Multipoint Bridge (мост точка-много точек), однако при этом уменьшается скорость работы.

Все точки доступа и беспроводные маршрутизаторы, продаваемые в настоящее время, легко конфигурируются через web-интерфейс, для чего необходимо при первом подключении их к Вашей сети обратиться через web-браузер по определённому IP-адресу, указанному в документации к устройству. (В некоторых случаях потребуются специальные настройки протокола TCP/IP на компьютере, используемом для конфигурирования точки доступа или маршрутизатора, также указанные в документации)

Оборудовнаие многих производителей также комплектуется специальным ПО, в том числе для мобильных устройств, позволяющим облегчить процедуру настройки для пользователей. Специфичные сведения, необходимые для настройки роутера для работы с вашим провайдером практически всегда можно узнать на сайте самого провайдера.

Безопасность, шифрование и авторизация пользователей в беспроводных сетях.

Изначально для обеспечения безопасности в сетях 802.11 применялся алгоритм WEP (Wired Equivalent Privacy), включавший в себя алгоритм шифрования RC4 c 40-битным или 104-битным ключом и средства распределения ключей между пользователями, однако в 2001 году в нём была найдена принципиальная уязвимость, позволяющая получить полный доступ к сети за конечное (и весьма небольшое время) вне зависимости от длины ключа. Категорически не рекомендуется к использованию в настоящее время. Поэтому в 2003 году была принята программа сертификации средств беспроводной связи под названием WPA (Wi-Fi Protected Access), устранявшая недостатки предыдущего алгоритма. С 2006 года все WiFi-устройства обязаны поддерживать новый стандарт WPA2 , который отличается от WPA поддержкой более современного алгоритма шифрования AES с 256-битным ключом. Также в WPA появился механизм защиты передаваемых пакетов с данными от перехвата и фальсификации. Именно такое сочетание (WPA2/AES) рекомендуется сейчас к использованию во всех закрытых сетях.

У WPA есть два режима авторизации пользователей в беспроводной сети - при помощи RADIUS-сервера авторизации (ориентирован на корпоративных пользователей и крупные сети, в этом FAQ не рассматривается) и WPA-PSK (Pre Shared Key), который предлагается использовать в домашних сетях, а также в небольших офисах. В этом режиме авторизация по паролю (длиной от 8 до 64 символов) производится на каждом узле сети (точке доступа, роутере или эмулирующем их работе компьютере, сам пароль предварительно задаётся из меню настроек точки доступа или иным специфичным для вашего оборудования способом).

Также во многих современных бытовых Wi-Fi устройствах применяется режим Wi-Fi Protected Setup (WPS ), также именуемый Wi-Fi Easy Setup, где авторизация клиентов на точке доступа осуществляется при помощи специальной кнопки или вводом pin-кода, уникального для устройства.

Для случаев, когда в сети эксплуатируется фиксированный набор оборудования (т.е. например, мост, созданный при помощи двух точек доступа или единственный ноутбук, подключаемый к беспроводному сегменту домашней сети) наиболее надёжным способом является ограничение доступа по MAC-адресу (уникальный адрес для каждого Ethernet устройства, как проводного, так и беспроводного, в Windows для всех сетевых устройств эти адреса можно прочесть в графе Physical Address после подачи команды ipconfig /all) посредством прописывания в меню точки доступа списка MAC-адресов «своих» устройств и выбор разрешения доступа в сеть только устройствам с адресами из этого списка.

Также у любой беспроводной сети есть уникальный идентификатор – SSID (service set identifier), который собственно и отображается как имя сети при просмотре списка доступных сетей, который задаётся при настройке используемой точки доступа (или заменяющего его устройства). При отключении рассылки (broadcast) SSID сеть будет выглядеть для просматривающих доступные сети пользователей как безымянная, а для подключения необходимо знать и SSID, и пароль (в случае использования WPA-PSK, однако само по себе отключение SSID не делает сеть более устойчивой к несанкционированному проникновению извне.

Развитие технологии WiFi

Главный недостаток сетей WiFi – их низкая емкость, то есть при увеличении количества клиентов скорость соединения, несмотря на то, что уровень сигнала отличный, может сильно снизиться. Для изменения этой ситуации в данный момент разрабатывается новый стандарт 802.11.ax. Его принятие запланировано на декабрь 2018 года. Из-за этого точных данных обо всех особенностях нового стандарта пока нет, и в зависимости от источника информация может заметно различаться, так например пропускную способность обещают от 1.8 до 10 Гбит/с. Из того, что известно точно можно назвать следующее:

Частота работы 2.4 и 5 ГГц
. Поддержка модуляции OFDMA, пришедшей из LTE/WiMax. Благодаря ей обеспечивается возможность точке передавать данные сразу на 30 клиентов (20 МГц канал) или запросить передачу данных от тех же 30 клиентов одновременно
. Поддержка модуляции 1024-QAM, благодаря чему увеличится скорость передачи данных

В целом новый стандарт 802.11ax будет обеспечивать обратную совместимость с предыдущими версиями, но получить все преимущества можно будет только в случае перевода всех устройств на новый стандарт. Старые адаптеры будут очень сильно снижать производительность.

Для многих потенциальных покупателей выбор маршрутизатора для домашних условий сводится лишь к доступной цене и количеству антенн усиления. Ведь многие пользователи желают, чтобы сигнал WiFi присутствовал во всех комнатах и работал без сбоев. Интересно, что по этому поводу думают эксперты в области ИТ-технологий. Из данной статьи читатель узнает, как выбрать на рынке сетевого оборудования мощный WiFi роутер. Рекомендации, обзоры и обратная связь от владельцев помогут покупателю определиться с приобретением.

Гнать, держать, смотреть и видеть

На мировом и отечественном рынке привели к тому, что покупатели в 99% случаев приобретают технику, которая по факту не соответствует поставленным задачам. Обнаруживается этот факт уже после покупки, поэтому большинство людей просто смиряются. Эксперты по сетевому оборудованию предлагают взглянуть на покупку маршрутизатора под другим углом.

Многие пользователи необоснованно считают, что главный критерий, которым обладает мощный роутер WiFi для дома - радиус действия. Естественно, устройства с антеннами привлекают внимание покупателей. Вот только мало кто обращает внимание на упаковку маршрутизатора, где чёрным по белому написано, что устройство работает по международному стандарту ISO IEEE 802.11. Выходит, что для всех роутеров радиус действия одинаков: 150 метров в прямой видимости и 50 м в помещении.

Нарушение прав потребителей

Логично предположить, что именно роутер с мощным WiFi передатчиком отвечает за качественную передачу сигнала на большое расстояние. Естественно, в дорогих устройствах стоит «правильный» контроллер, а в остальных подделка? В этом что-то есть. Ведь на рынке, особенно в бюджетном классе, мало какой маршрутизатор может похвастаться мощностью сигнала, который через несколько кирпичных стен способен предоставить качественный сигнал. Объяснений больше не требуется, дешёвые роутеры с огромным функционалом и слабым покрытием не соответствуют международным стандартам ISO, а значит, нарушают законодательство той страны, на территории которой происходит реализация.

Соответственно, самый мощный WiFi роутер, который удастся встретить на рынке в бюджетном или корпоративном сегменте, соответствует всем требованиям. Вот только стоимость таких устройств уж слишком высока и не по карману многим потенциальным покупателям.

Ресурсы бюджетного класса

Устройства, представленные в недорогом сегменте (до 1000 рублей) предназначены для организации беспроводной и проводной локальной сети в пределах помещения общей площадью не более 100 м 2 . Качественная передача сигнала гарантируется производителем только при наличии всего одной стены преграждения (аналог несущей кирпичной кладки). Представитель недорогого сегмента, мощный WiFi роутер, гарантированно обеспечит качественной связью все беспроводные устройства в радиусе 25 метров для стандарта 802.11n либо в диапазоне 50 метров для остальных технологий (a\b\c).

Эксперты рекомендуют производить монтаж сетевого устройства не возле компьютера, а размещать посредине помещения (например, в коридоре) для лучшего покрытия всех комнат либо офисов. Запрещается устанавливать маршрутизатор на полу либо прикреплять его к потолку. Сигнал должен иметь поле для отражения от поверхностей, а значит, размещать роутер нужно на высоте порядка 1,6-2,2 метра.

Представители недорогого сегмента

В бюджетном классе не так много устройств, способных действительно удовлетворить все требования покупателей. Помимо мощности сигнала, пользователям интересен и функционал, поэтому профессионалы в области ИТ-технологий рекомендуют обходить стороной недорогие китайские решения с трудно выговариваемыми названиями (LioSan, Tenda, Netis) и доверять свой выбор проверенным годами роутерам: TP-Link, D-Link, Belkin.

Любой мощный WiFi роутер для дома из бюджетного класса предоставит владельцу весь спектр функциональных возможностей, включая великолепное покрытие помещения. Недорогие устройства оснащены дешёвыми беспроводными модулями, поэтому качество сигнала напрямую зависит от размещения роутера в помещении. Эксперты рекомендуют обратить внимание при выборе на следующие устройства: TP-Link TL-WR720N, Belkin Wireless N150 Router, D-Link DIR-615/A.

Сегмент бизнес-класса

Именно в средней ценовой категории находятся устройства, которые не требуют никаких дополнительных мероприятий от пользователя и предоставляют владельцу весь спектр функций одновременно с гарантированным качеством сигнала. Самый мощный WiFi роутер для дома профессионалы рекомендуют выбирать среди брендов ASUS, Zuxel, Linksys, TP-Link и D-Link, находящихся в ценовой категории 1500-4000 рублей.

Ни один из перечисленных производителей не позволит пользователю усомниться в качестве передачи сигнала сквозь преграждения. Многие владельцы в своих отзывах отмечают, что в многоквартирных домах представители бизнес-класса создают беспроводную сеть в пределах нескольких квартир в зоне покрытия. Кстати, мощный WiFi роутер такого класса должен обладать и достойной системой шифрования данных, ведь ориентирован он в первую очередь на сферу малого и среднего бизнеса. Хорошо зарекомендовали себя в данной категории все продукты компании под брендом Zyxel в линейке Keenetic, TP-Link Archer, D-Link DIR-8xx серии и ASUS серии RT.

Представители корпоративного сегмента

Не стоит забывать и о дорогостоящем оборудовании, которое эксперты привыкли называть профессиональным. Мощный роутер WiFi для офиса, следуя корпоративной идеологии, как раз и выбирается среди специализированного оборудования. Такие бренды, как Cisco, D-Link и Zyxel, известны больше среди профессионалов в области ИТ-технологий. Многие пользователи считают, что беспроводным решениям Apple также принадлежит корпоративный сегмент, однако это является ошибочным мнением, ведь в 50% стоимости оборудования американский производитель заложил стоимость бренда.

Мощный роутер WiFi для коттеджа, многоэтажного здания или целого предприятия, из дорогостоящего сегмента обладает не только огромным радиусом действия, а и системой широкополосного покрытия. В большинстве случаев за качественную передачу сигнала несут ответственность антенны направленного действия, которыми оснащается роутер. Также все беспроводные устройства не являются единичными решениями, а управляются с помощью головного компьютера-сервера.

Усилить сигнал собственными силами на любом бюджетном сетевом устройстве подвластно любому пользователю. Для этого достаточно посредством панели управления прописать в настройках роутера в поле «Местонахождение» государство «США». Дело в том, что у этого государства свои законы, включая и требования к мощности сигнала (250 м прямая видимость и 75 метров в помещении). Изменив настройки и перезагрузив устройство, можно воочию увидеть улучшения мощности сигнала.

Мощный роутер WiFi для дома, радиус действия которого превышает установленные стандарты и оказывает влияние на работоспособность других беспроводных сетей общего назначения, может быть изъят у владельца государством за нарушение законодательства. Ведь в каждой стране существует служба радиочастотного надзора. В странах СНГ это практически не контролируется, а вот в европейских странах административного наказания не избежать.

Очень умелые ручки

Для улучшения сигнала в пределах большого помещения совсем не обязательно покупать WiFi роутер с мощным сигналом из дорогостоящего сегмента. Больших затрат можно избежать, создав в домашних условиях систему направленного вещания. За гордо звучащим названием скрываются две полулитровые от какого-нибудь напитка. Отрезав от жестяной тары дно, пользователь должен надеть банку питьевым горлышком на антенну роутера.

Дальше дело техники, антенны нужно развернуть в сторону приёмника и отрегулировать правильный угол. При использовании беспроводного модуля WiFi в персональном компьютере, на него тоже одевается ЖБ тара и направляется разрезанной частью к роутеру.

В заключение

Как видно из обзора, понятие «мощный WiFi роутер» фактически не существует на мировом рынке. Здесь больше подойдёт определение «продукция недобросовестных производителей». Нужен достойный маршрутизатор - добро пожаловать в корпоративный сегмент, остальным же придётся использовать товары широкого потребления, устраняя все недостатки сетевого оборудования собственными руками. Как вариант, можно просто смириться и радоваться недорогой покупке. В любом случае, пользователю не удастся достигнуть баланса между качеством и доступной стоимостью, так как эти два критерия прямо пропорциональны друг другу.