Wi-fi антенна дальнего действия
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Wi-fi антенна дальнего действия

WiFi антенны на 2, 5, 10, 15 км и более.
Рекомендации Ubiquiti

Среди провайдеров Украины неизменным спросом пользуется беспроводное оборудование Ubiquiti и MikroTik – благодаря оптимальному соотношению цены, качества и производительности. Есть лишь одна небольшая сложность: ассортимент продукции у обоих производителей довольно обширен, и не всегда просто разобраться, какие точки доступа и антенны лучше всего купить. Наши менеджеры постоянно получают запросы вида:

  • Подберите мне WiFi антенны на 2 км для базовой станции.
  • На каком оборудовании можно построить WiFi мост на 15 км?
  • Какие WiFi антенны вы порекомендуете для моста на 5 км с хорошей пропускной способностью?

Мы несколько лет назад уже публиковали статью с рекомендациями Ubiquiti по подбору оборудования для линков различной дальности. Но за это время вышел новый стандарт WiFi 802.11ac , появилось много новых моделей с его поддержкой и без, поэтому возникла необходимость в новой подборке.

MikroTik также недавно опубликовал информацию о дальности своих самых популярных точек доступа, прочесть об этом можно в этой статье.

Сразу оговоримся: в дальнейшем речь пойдет о выборе именно точек доступа, то есть устройств, совмещающих в себе антенну и радиомодуль, или же комплектов из точки доступа и присоединяемой к ней внешней антенны. Однако многие называют точки доступа “антеннами WiFi”, что не совсем верно, но довольно распространено, так что мы будем употреблять и такое обозначение тоже.

Приведенные решения спроектированы для базовых условий. Реальные результаты будут зависеть от окружающей среды, помех, трассы, пределов ЭИИМ и других факторов.

Ubiquiti – WiFi антенны на 2, 5, 15 км для мостов

Линк PtP (Point-to-Point, “точка-точка”), или мост, соединяет друг с другом два устройства, расположенные в разных местах. Как правило, мост строится на расстоянии от 150-200 метров до нескольких десятков километров.

WiFi антенны для мостов до 5 км

NanoBeam 5AC-16/19 . Рекомендовано Ubiquiti для небольших расстояний. Превосходная производительность этих WiFi антенн обеспечивается благодаря airMax AC технологии, точки дают до 450 Мбит/сек пропускной способности.

Nanostation Loco M . Также подходит для коротких дистанций (из нашего опыта – до 3 км). PtP-решение минимальной стоимости, но поддерживаемый стандарт – только 802.11n, соответственно, пропускная ниже.

Nanostation M. Очень популярные WiFi антенны (точки доступа) для коротких расстояний, часто используются для видеонаблюдения благодаря наличию дополнительного порта Ethernet. Но все тот же стандарт 802.11n.

WiFi антенны для мостов 5-15 км

  • LiteBeam5AC-23: Рекомендованное Ubiquiti клиентское оборудование, которое подходит также и для мостов. Превосходная производительность благодаря airMax AC стандарту, пропускная способность до 450 Мбит/сек.
  • PowerBeam5AC. Эти WiFi антенны советуются производителем в качестве клиентского оборудования для линков на большие расстояния, или для мостов на средние расстояния (5, 10, 15 км). Превосходная производительность благодаря airMax AC стандарту, пропускная способность до 450 Мбит/сек.
  • PowerBeam5ACISO. Практически полностью повторяет PowerBeam 5AC, но благодаря изолятору дает хорошие результаты в зашумленной среде.
  • LiteBeam M. Эта WiFi антенна идеально подойдет для тех случаев, когда нет необходимости в высокой пропускной способности, где сама возможность подключения, ветровая нагрузка, низкая цена важнее производительности. Устройство не поддерживает MIMO, имеет одну поляризацию, стандарт 802.11n, поэтому канальная скорость – всего 150 Мбит/сек, реальная пропускная, соответственно, меньше.
  • PowerBeam M: Оптимальное соотношение цены и производительности для линков на средние дистанции, стандарт 802.11n.

WiFi антенны для мостов свыше 15 км

airFiber 5 X + AF -5 G (направленные антенны WiFi с узким лучом). Это комплект операторского класса для мостов на большие дистанции, возможна передача данных на расстояния 200+ км. Эффективное использование спектра, обеспечение пропускной способности до 620 Мбит/сек (с использованием ширины канала 50MHz).

Rocket 5 AC + RocketDish LW. Превосходный комплект из узконаправленной WiFi антенны и точки доступа. Выбор для высокопроизводительных линков на длинные расстояния. TCP/IP пропускная способность до 450 Мбит/сек (с использованием ширины канала 80MHz). Дальность линков – 100+ км

Высокопроизводительные магистральные каналы

AirFiber 24 HD. Отличная производительность. AirFiber 24HD обеспечивает до 2 Гбит/сек реальной пропускной способности на расстояниях около 2 км в полосе частот 24 ГГц, и до 1.4 Гбит/сек в линках на расстояниях до 9 км. Тем не менее, при определенных обстоятельствах можно использовать устройство на расстояниях до 20 км.

AirFiber 24. AirFiber 24 обеспечивает до 1.4 Гбит/сек реальной пропускной способности на расстояниях около 5 км в полосе частот 24 ГГц . Можно использовать устройство и на расстояниях до 13 км, только пропускная будет меньше.

AirFiber 5/5 U : Прекрасная пропускная способность в полосе частот 5 ГГц. Эти РРЛ обеспечивают до 1.2 Гбит/сек пропускной. Устройство можно использовать на расстояниях до 100 км.

Базовые станции Ubiquiti

Point-to-Multipoint линки (PtMP, “точка-многоточка”) – это соединение трех или более устройств, расположенных в разных местах, с использованием 1 базовой станции (точка доступа) и нескольких CPE устройств (клиентских станций), которые соединены с точкой доступа беспроводным линком.

Производительность соединения точка-многоточка зависит как от базовой станции, так и от клиентских устройств. Таким образом, если вы хотите обеспечить передачу данных на большие расстояния, нужно выбрать правильную базовую станцию и правильное CPE для каждого конкретного случая.

Базовые станции обычно располагают на вершине башен, зданий или на антенной мачте. Высота установки определяет максимальное покрытие. При проектировании базовой станции оптимально выбирать WiFi антенны с как можно более узким сектором охвата. Ширина диаграммы направленности должна быть минимально возможной для покрытия желаемой площади. Антенны с большей шириной луча, покрывающие бОльшую зону и достигающие бОльшего количества станций, будут и более чувствительными к помехам, что приводит к снижению производительности и масштабируемости.

Базовая станция на 60 клиентов для малых расстояний

Идеально подходят для начинающих провайдеров в районах с низким уровнем помех.

Rocket M с OMNI всенаправленной антенной. Такая базовая станция WiFi потянет до 60+ одновременно работающих подключенных клиентов, если все устройства поддерживают airMAX. Очень чувствительна к помехам, рекомендуется только для сельской местности.

Базовые станции на 100, 200 и более клиентов с высокой производительностью

Rocket 5AC PRISM с антеннами airMax AC Sector . Это WiFi комплект операторского класса для базовых станций самой высокой производительности, с плотным расположением клиентов. К примеру, устанавливаем на 1 мачту восемь таких WiFi антенн (точка доступа + внешняя секторная антенна) с шириной луча 45° для кругового покрытия и получаем 800+ подключений на мачту. Устройства используют технологию airPRISM, что значительно уменьшает смежные шумы.

Rocket 5AC Lite и антенны Titanium Sector . Высокопроизводительное решение для областей средней плотности. Ширина диаграммы направленности антенн варьирует (60-120°) для масштабируемости. На одну систему из нескольких Rocket и WiFi антенн можно подключить 500+ клиентских станций. Использует новейшую технологию airMax AC.

Снято с производства)

Клиентские точки доступа (CPE) Ubiquiti

WiFi антенны до 3 км

NanoBeam 5AC-16. Недорогая WiFi антенна (точка доступа) , малая дальность, преимущество – очень компактные габариты и стильный дизайн. Подходит клиентам, которым важна эстетика.

NanoBeam 5AC-19 : чуть большая дальность по сравнению с NanoBeam 5AC-16, большая направленность антенны.

WiFi антенны до 7 км

LiteBeam 5AC-23 : недорогое CPE, узкий луч, поддержка MIMO. Рекомендуется Ubiquiti как новый отраслевой стандарт для клиентского оборудования с airMax AC .

PowerBeam 5AC-300/400 : CPE с узким лучом, большая дальность и низкий уровень шума.

LiteBeam
5AC-23
PowerBeam
5AC-300
PowerBeam
5AC-400

WiFi антенны для клиентов на дальние дистанции (свыше 7 км)

PowerBeam 5AC-500/620 : Более высокая мощность устройств, высокая степень направленности антенны, большая дальность и низкий уровень шума, эстетичность.

Rocket 5AC-Lite/PTMP/PTP с антеннами RocketDish LW : Наиболее эффективный комплект оборудования WiFi, хотя его стоимость выше по сравнению с интегрированными конструкциями, и дизайн может показаться неказистым. Для лучшей изоляции сигнала на антенны можно дополнительно приобрести колпаки ISOBEAM. PTMP и PTP модели поддерживают новейшую airPRISM технологию для уменьшения помех от соседнего канала.

Важно: Устройства для дальних расстояний можно использовать и на короткие дистанции. К примеру, PowerBeam M, скорее всего, опередит Nanostation Loco M на малых дистанциях благодаря свойствам антенны.

Поэтому, если по параметрам вам подходит несколько антенн WiFi, всегда используйте более дальнобойную и мощную – так вы гарантированно получите стабильный линк с хорошей пропускной способностью.

Наше мнение

Нас немного удивило, что для мостов Ubiquiti не советует обычные (не стандарта 802.11ac) точки доступа Rocket M с антеннами RocketDish – частый выбор наших клиентов. Скорее всего, потому, что стандарт 802.11n считается уже неперспективным.

Кроме того, к базовым станциям на стандарте 802.11n мы рекомендуем также клиентские точки доступа Nanostation loco M5, M2 – до 1 км, Nanostation M5, M2 -до 5 км. Это очень популярные и недорогие решения.

Wi-Fi антенна дальнего действия: самодельные или все-таки промышленные?

Привет! Эта очередная статья будет посвящена про усиление сигнала Wi-Fi и так называемые Wi-Fi антенны дальнего действия. Для одних дальнее действие – это 100 метров, для других – 50 км. Какой вариант у вас, я не знаю. Но попробую показать все основные применяемые решения сейчас.

Есть дополнения, чертежи, нашли ошибку? Может просто хотите поделиться с другими читателями своим опытом? Оставьте комментарии к этой статье!

Направленные антенны

Главное в сетевом обмене – чтобы антенны и излучателя, и приемника могли «видеть» друг друга. Так представьте, что излучатель имеет достаточную мощность для приема сигнала на километр, приемник его отлично видит, но послать запрос не может, потому что собственной мощности явно не хватает.

Читать еще:  Какой выбрать пылесос с мешком или контейнером для пыли?

Мечта «тырить» вайфай у соседей с соседнего района, мифы о возможности подключения через весь город – так начинается у многих. Потом приходят житейские проблемы – в духе соединить два частных дома в беспроводную сеть, или закинуть интернет в какой-нибудь участок в глухом лесу. И тут встают уже другие технологии – оказывает, что Wi-Fi можно передавать вплоть до 50 км, и для этого даже существует отдельный стандарт. Но пока не об этом.

На первом этапе многие пытаются купить или собрать хорошую направленную антенну – она и передает неплохо, и улавливает самый слабый сигнал. Большой магии здесь нет, но до километра подобрать решение есть варианты.

Для начала многие пытаются описать самостоятельный вариант изготовления антенны. Причем по интернету ходит один и тот же вариант за авторством многих ресурсов. Речь идет вот про это:

Свой копирайт здесь ставить не буду, у меня руки явно не такие золотые как у автора этого ролика. Да и порой проще заплатить и получить готовое решение с отзывами. Пробежавшись по магазинам, смотрю, что имеется здесь из подобного. Разброс большой – от 1500 рублей и до верха. В нижнем сегменте можно взять что-то такое:

Как подобрать?

Для простого домашнего приема на сотни метров задаем следующие фильтры:

  • Внешние
  • Направленные
  • Фильтруем по цене

Обычно, чем дороже, тем лучше мощность. В отзывах по нескольким сайтам рекомендую сравнить расстояния. Разные люди умудряются измерять его по-разному. В разумных ценовых пределах можно найти и дальность в районе 1 км.

Самостоятельное изготовление

Для тех же, кто хочет поработать руками, у нас есть уже отдельные статьи по самостоятельному изготовлению антенн. Еще раз переписывать их здесь смысла не вижу, да и тем более профиль не мой. Так что оставляю на самостоятельное изучение:

Про Ubiquity

А теперь перейдем к лидеру рынку. Хотите установить связь на 2, 5, 10, 15, 50 километров? Без проблем. Стройте Wi-Fi мост. А для этого уже есть готовые решения от Ubiquity – профессионалов в этом деле. На самом деле встречаются и другие известные производители на этом поприще, но все пляшут именно отсюда. Так что, уважаемые иноверцы, подбирайте аналоги самостоятельно.

Мосты до 5 км

  • NanoBeam 5AC-16/19
  • Nanostation Loco M
  • Nanostation M

Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.

Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.

Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.

Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.

Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi—так они наиболее эффективны на короткой дистанции.

Направленная

Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) — в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.

Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?

Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.

Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.

Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.

Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.

Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.

Необходимые детали

  • Металлический рефлектор—кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
  • Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
  • Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
  • Пластмассовые трубочки — можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
  • Немного термоклея.
  • Разъем N-типа — пригодится для удобного подсоединения антенны.

Изготовление излучателя

Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента —30–31 мм.

К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).

От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.

Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.

Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.

Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата —31 мм по средней линии.

Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.

Рефлектор

Основная задача железного экрана за излучателем — отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.

Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.

Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 — определяемую особенностями данной конструкции / 4.

Лямбда — длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.

Длина волны при частоте 2.4 ГГц — 0.125 м.

Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние — 15.625 мм.

Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата — 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.

Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.

Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.

Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.

В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние — они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.

Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.

  1. Установить медную трубку с помощью пайки.
Читать еще:  Узкая встраиваемая посудомоечная машина

Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.

  1. Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.

Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.

Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.

Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.

Подравниваем шлицы одинаково по глубине

Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки — около 16 мм.

Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.

Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.

Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.

С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.

Подключение к роутеру

У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.

Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.

Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.

Тесты антенны

Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.

Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.

Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи— немного больше 6км.

Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.

О дальности действия Вай Фай антен

От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.

Считая WiFi антенну за изотропный излучатель — идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.

Децибел изотропный (дБи) — коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.

Перевод дБи антен в прирост мощностей.

A,дБи 30 20 18 16 15 14 13 12 10 9 6 5 3 2 1
A1/A0 1000 100 ≈64 ≈40 ≈32 ≈25 ≈20 ≈16 10 ≈8 ≈4 ≈3.2 ≈2 ≈1.6 ≈1.26

Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.

Дальнейшее увеличение мощности антенны неразумно, распространение сигнала будет идти в слишком узкой зоне, имеющей форму диска.

Автор: Виталий Петрович, Украина, Лисичанск

Как выбрать антенну для Wi-Fi оборудования

Зачем нужна антенна Wi-Fi?

Затем, чтобы усилить слабый сигнал. Это может потребоваться, когда:

  • поблизости есть точка доступа Wi-Fi, но недостаточно близко и мощности сигнала не хватает для выхода в сеть;
  • мощности передатчика роутера не хватает, чтобы обеспечить уверенный прием во всех точках квартиры, дома или участка;
  • требуется «прокинуть» интернет от роутера к удаленной до 7 км от роутера клиентской точке;
  • требуется соединить в сеть компьютеры, находящиеся на большом расстоянии друг от друга.

Как антенна усиливает сигнал?

Антенна – пассивный усилитель, т.е. для усиления сигнала посторонняя энергия не используется (в отличие от репитеров). За счет чего же происходит усиление сигнала? За счет перераспределения распространения радиоволн в пространстве. Так, обычная антенна-штырь излучает круговой сигнал примерно одинаковой мощности во всех направлениях. Падение уровня сигнала при этом пропорционально квадрату расстояния от передатчика. Неудивительно, что сигнал от такой антенны «добивает» недалеко. К счастью, можно перераспределить излучение антенны, усилив сигнал в нужном направлении за счет ослабления других.

Картина, изображающая, каким образом антенна распределяет в пространстве мощность сигнала, называется диаграммой направленности.

Различают круговые и направленные антенны. У круговой антенны горизонтальная диаграмма направленности будет представлять собой круг. У направленной она обычно выглядит, как вытянутый лепесток.

Как выглядит вертикальная диаграмма направленности – имеет значение в том случае, когда важно распространение радиоволн не только в плоскости (например, когда надо, чтобы сигнал уверенно ловился и на этажах ниже передатчика и на этажах выше). Если же приемник и передатчик расположены на одной плоскости, то чем уже лепестки вертикальной диаграммы направленности антенны, тем она эффективнее.

Чем отличаются различные антенны?

В первую очередь, устройством. Дешевые круговые антенны имеют простую конструкцию, дорогие направленные – намного более сложную. Придумано много различных конструкций для сужения диаграмм направленности, но почти все их объединяет то, что для эффективной работы элементы антенны должны быть изготовлены с очень точным соблюдением размеров. Кроме того, на цену влияет материал, из которого изготовлена антенна – если в дешевых моделях антенны сделаны из меди или алюминия, дорогие антенны могут содержать детали, покрытые серебром – это снижает потери сигнала в антенне.

Характеристики антенн.

Вид. Соответствует направленности антенны. Круговые антенны имеют горизонтальную диаграмму направленности в виде круга и по плоскости излучают сигнал равномерно во все стороны. Такие антенны хороши для раздачи сигнала нескольким абонентам в различных направлениях. Направленные антенны, наоборот, максимум излучения дают в одном направлении – такие антенны используются для связи вида точка-точка и способны обеспечить прием-передачу на значительно больших расстояниях, чем круговые. Если же нужно раздавать сигнал нескольким абонентам в определенном секторе (например, все клиенты находятся с одной стороны от стены, на которой висит антенна) лучше всего использовать секторную антенну. У них горизонтальная диаграмма направленности представляет собой широкий лепесток.

Диаграмма направленности подробно раскрывает распределение мощности сигнала в пространстве, но пользоваться ей не всегда удобно из-за её исключительно графического представления. Поэтому часто используют наиболее важные параметры диаграмм направленности – углы распространения волн (HPBW) по вертикали и по горизонтали.

Существуют также антенны-насадки, строго говоря, антеннами не являющиеся. Такие насадки крепятся на штатной круговой антенне, превращая её в секторную и увеличивая, таким образом, мощность полезного сигнала. Такая насадка может быть оптимальным решением, когда требуется немного усилить сигнал роутера в определенном направлении.

Размещение. Различают антенны для внутреннего и наружного размещения. Не влияя на конструкцию самой антенны, эти варианты накладывают определенные требования на материал антенн, способ их крепления, прочность конструкции, герметичность и пр. При передаче сигнала за пределы помещения лучше использовать антенну наружного размещения. Хоть они и дороже внутренних, но внутренняя при передаче сигнала «на улицу» сразу окажется в проигрышном положении – даже простое окно снижает дальность распространения сигнала на треть, что уж говорить о железобетонных стенах. Примерное влияние препятствий на расстояние связи приведено в таблице:

Препятствие Снижение расстояния связи на
Окно 30%
Деревянная стена 70%
Межкомнатная стена 80%
Несущая стена 90%

При использовании антенны наружного размещения стоит задуматься о грозозащите подключаемого к антенне оборудования. Некоторые наружные антенны уже оснащены грозозащитой, но, если её нет, имеет смысл приобрести её отдельно. При отсутствии такой защиты, токи в антенне, наведенные близкой грозой, могут привести к выходу из строя подключенного оборудования.

Перед приобретением наружной антенны обратите внимание на допустимые условия эксплуатации. Рабочая температура и влажностьдолжны соответствовать климату места, где предполагается установка антенны. Если местность в районе установки антенны открытая (и, тем более, если это вершина холма или горы) нелишне будет выяснить также, насколько антенна устойчива к сильным ветрам.

Совместимые стандарты. Поскольку разные стандарты Wi-Fi используют разную длину волны, то и размеры элементов антенн для разных стандартов отличаются. Какого стандарта антенну выбрать? Ту, которую использует ваше оборудование. Лучше посмотреть его в документации на оборудование (роутер, ноутбук, сетевую карту и т.п.). В большинстве случаев на сегодняшний день будет достаточно поддержки 802.11n. Этот стандарт имеет обратную совместимость со стандартами 802.11a/b/g, поэтому, если одна антенна имеет поддержку 802.11n, а другая – поддержку 802.11n, 802.11a, 802.11b и 802.11g, то их возможности абсолютно одинаковы.

Уровень усиления. Поскольку фактически усиления сигнала антенна не производит, величина эта – относительная. Она показывает, насколько сигнал антенны в направлении максимума диаграммы направленности мощнее сигнала, создаваемого эталонной круговой антенной. Практически, чем выше значение уровня усиления, тем выше «дальнобойность антенны» в заданном направлении.

Поляризация. Поляризация – это направленность вектора электрической составляющей электромагнитной волны в пространстве. Проще понять это, взглянув на рисунок.

Обычно применяются только горизонтальная и вертикальная поляризации, необходимость в использовании круговой возникает крайне редко.

Строго говоря, поляризация не является характеристикой антенны – её всегда можно сменить с горизонтальной на вертикальную и наоборот, просто повернув антенну на 90 градусов. Какую же поляризацию предпочесть? Во-первых, поляризация приемника должна совпадать с поляризацией передатчика. Во-вторых, большинство размещенных в городах точек доступа используют вертикальную поляризацию – вертикально поляризованные волны лучше отражаются от препятствий и для охвата максимально большой площади подходят лучше. В то же время горизонтально поляризованные волны меньше подвержены воздействию помех и для связи на большие расстояния между двумя абонентами такой вид поляризации будет предпочтителен. Некоторые производители выпускают антенны с двойной поляризацией (не совсем корректно называемой иногда кросс-поляризацией). Такие антенны обладают преимуществами обоих видов и, кроме того, позволяют пользователю не задумываться о том, в каком же положении поставить антенну. Минус таких антенн – они значительно дороже.

Читать еще:  Как выбрать посудомоечную машину

Не забудьте убедиться, что разъем антенны совпадает с разъемом вашего оборудования. В случае несовпадения можно воспользоваться переходником, но любой переходник снижает мощность сигнала.

Варианты выбора.

Если вам нужно немного изменить диаграмму направленности вашего роутера, чтобы в одном направлении сигнал быть чуть сильнее, а в противоположном – чуть слабее, вам подойдут [url=”http://www.dns-shop.ru/catalog/17a9eafb16404e77/antenny-dlya-wi-fi-oborudovaniya/?p=1&i=1&f=382s&f=382t&f=2-30&f=0-0]антенны-насадки. Цена их минимальна – от 200 до 500 рублей.

Если вам нужна антенна для раздачи Wi-Fi нескольким клиентам в пределах одного помещения небольшой площади, выбирайте среди [url=”http://www.dns-shop.ru/catalog/17a9eafb16404e77/antenny-dlya-wi-fi-oborudovaniya/?p=1&i=1&f=190-1000&f=382r&f=382t]недорогих круговых антенн в диапазоне 250-1000 рублей.

Если нужна круговая антенна для уверенной связи в нескольких комнатах в пределах одного этажа, ищите круговую антенну [url=”http://www.dns-shop.ru/catalog/17a9eafb16404e77/antenny-dlya-wi-fi-oborudovaniya/?p=1&i=1&f=382r&f=382t&f=8-30]с высоким коэффициентом усиления. Такие будут стоить от 400 рублей. Но имейте в виду, что усиление сигнала в пределах этажа произойдет за счет снижения мощности сигнала на верхних и нижних этажах.

Если нужно, наоборот, раздавать интернет в передах нескольких этажей, лучше выбирать [url=”http://www.dns-shop.ru/catalog/17a9eafb16404e77/antenny-dlya-wi-fi-oborudovaniya/?p=1&i=1&f=382r&f=382t&f=0-5&f=3830-3831-382z]антенны с небольшим коэффициентом усиления – они обеспечат более равномерное распределение сигнала.

Для покрытия как можно большей площади вне помещения, нужно использовать [url=”http://www.dns-shop.ru/catalog/17a9eafb16404e77/antenny-dlya-wi-fi-oborudovaniya/?p=1&i=1&f=382r&f=382u&f=12-30]наружную круговую антенну с высоким коэффициентом усиления. Такие будут стоить 3000-7000 рублей.

И, наконец, при необходимости установки связи между двумя далеко расположенными точками, покупайте [url=”http://www.dns-shop.ru/catalog/17a9eafb16404e77/antenny-dlya-wi-fi-oborudovaniya/?p=1&i=1&f=382s&f=382u&f=15-30]наружную направленную антенну с высоким коэффициентом усиления. Она обойдется вам в 3000-17000 рублей.

Если при покупке наружней антенны в комплекте не было грозозащиты, её необходимо приобрести отдельно по цене от 1000 до 3200 рублей.

Wi-Fi: увеличение дальности работы беспроводного канала

Введение

На дальность распространения электромагнитного Wi-Fi-сигнала в диапазонах 2.4 и 5 ГГц влияют следующие факторы:

1) Мощность передатчика (точки доступа) и чувствительность приемника (ноутбук / компьютер / смартфон / планшет). Пожалуй, ключевой момент в работе любого беспроводного оборудования. Если просто, то чем больше мощность передатчика, тем дальше полетит электромагнитная волна, и тем больший энергетический запас будет иметь. Чем больше чувствительность приемника, тем более ослабленный сигнал сможет уловить его антенна.

2) Наличие и тип препятствий на пути распространения сигнала от передатчика до приемника. Соответственно, чем больше этих препятствий, тем большую долю мощности будет терять волна, проходя через них. И так уж получилось, что разные материалы в зависимости от своих физических свойств (диэлектрическая, магнитная проницаемости и проводимость) могут оказывать как негативное, так и положительное влияние на распространение электромагнитного поля.

3) Интерференция радиоволн, возникающая из-за влияния стороннего оборудования, работающего в том же частотном диапазоне и усиленно генерирующего помехи. К такому оборудованию в первую очередь относятся Wi-Fi-адаптеры “соседей” и микроволновые СВЧ печи. В меньшей степени на Wi-Fi-сеть оказывают влияние Bluetooth-устройства. В этом же диапазоне 2.4/5 ГГц работает огромное количество промышленного и медицинского оборудования, но в офисах, бизнес центрах и домах обывателей их, к счастью, можно встретить не часто.

Приведенный список можно значительно расширить и дополнить, но это, по мнению автора, наиболее значимые моменты, которые при правильном подходе смогут значительно увеличить энергетический потенциал беспроводной сети. Ниже приводятся более детальные рассуждения по каждому из пунктов.

1. Мощность и чувствительность

Девиз раздела: не запори то, что имеешь.

Мощность передатчика, разрешенная стандартом IEEE 802.11 для беспроводного Wi-Fi-оборудования не должна превышать 20 dBm, что эквивалентно 100 милливаттам. Значения мощности реального оборудования в среднем находится в диапазоне от 15 до 18 dBm. Связано это по большей части с нежеланием производителя “рисковать”, ведь устройство мощностью свыше 20 dBm просто не пройдет сертификацию.

Тут есть два момента, на которые нужно обратить внимание: во-первых, нужно понимать, какой частью и в какую сторону излучает Wi-Fi-адаптер, а вернее его антенна. Подавляющее большинство home-версий точек доступа имеют omni-антенну с круговой диаграммой направленности в форме тора (в первом приближении), рисунок 1.


Рисунок 1 – Внешний вид и диаграмма направленности Omni-антенны

Тор имеет диаграмму направленности в угломестной плоскости в форме восьмерки, а в азимутальной – в форме круга. Для обеспечения наиболее благоприятных условий приема пользователя сети нужно располагать в направлении на максимум излучения. Учитывая, что рассматриваемая антенна всенаправленная, она просто должна располагаться параллельно приемнику (антенне приемника). Это условие демонстрируется рисунком 2.


Рисунок 2 – Иллюстрация к зависимости качества приема от взаимной ориентации передатчика и приемника

Таким образом, если расположение вашего ноутбука соответствует направлению на “минимум излучения” (рисунок 2), то не стоит удивляться низкому качеству приема. Учитывая, что антенны, идущие в комплекте с роутером, имеют в основании “систему вращения”, то каких только вариантов ориентации антенны не встретишь в квартирах обывателей.

Следующий вариант увеличения дальности – это использование более направленной антенны, то есть имеющей больший коэффициент усиления. Следует отметить, что антенна – устройство пассивное, поэтому вы лишь увеличите плотность потока электромагнитного излучения в нужную сторону, а мощность излучения останется на прежнем уровне (15 – 20 dBm). На рынке представлено большое количество антенн Wi-Fi-диапазона с различным коэффициентом усиления в среднем от 3 до 15 dBi, способных перекрыть расстояние в пару километров. Поэтому в том случае, если вы живете в лесной глуши, и точно знаете, где располагается источник сигнала, то можете смело использовать направленную антенну.

Отдельно можно отметить, что есть аппаратные средства увеличения мощности беспроводного адаптера, работающего из-под Linux (и некоторого ПО в Windows), с помощью которого можно аппаратно изменить излучаемую мощность передатчика, но этот и подобные решения довольно быстро могут вывести адаптер из строя.

Так как антенны – устройства двухстороннего типа, то есть любая антенна может работать как на прием, так и на передачу, то все сказанное выше, касаемо увеличения мощности передающей антенны, способно в равной степени увеличить и ее чувствительность.

2. Количество и тип препятствий

Девиз раздела: используй логику при размещении оборудования.

Конечно, довольно сложно без специального оборудования учитывать количество препятствий и их тип на пути распространения радиосигнала, но есть несколько правил, соблюдая которые можно “сохранить” пару децибел мощности.

Длина Wi-Fi-волны в диапазоне 2.4 ГГц составляет в среднем 12.5 сантиметров и для диапазона 5 ГГц – 6 сантиметров, поэтому для крупных объектов (стены, перекрытия, шкафы, двери и т.д.) можно пользоваться принципом геометрической оптики, предполагая, что сигнал распространяется по прямой линии (частично отражаясь и преломляясь). Это, конечно, грубое допущение, но во-всяком случае это позволит “на глаз” оценить направление распространения сигнала и расчистить (по возможности) ему путь.

Первое, что нужно иметь в виду, это то, что сигнал очень плохо проходит через металлизированные поверхности и соответственно железобетонные перекрытия. Попадая на металлический объект, электромагнитная волна продолжает распространяться вдоль его поверхности, рассеиваясь. Поэтому в идеале, точку доступа нужно располагать подальше от сейф дверей, железных столов и так далее. Если необходимо обеспечить прохождение сигнала через толстую стену (тип материала не важен), то нужно постараться обеспечить условие, чтобы путь от источника до приемника через это препятствие был минимален. Это условие демонстрируется иллюстрацией на рисунке 3.


Рисунок 3 – Иллюстрация к уровню мощности сигнала после прохождения через препятствие

3. Интерференция радиоволн

Чтобы в домашних условиях определить наличие помех от стороннего оборудования и по возможности уменьшить его влияние, рекомендуется использовать программные анализаторы Wi-Fi радиопокрытия. В статье “Программы для анализа Wi-Fi радиопокрытия – Wi-Fi Site Survey” произведен обзор возможностей подобных программ, работающих под управлением OS Windows.

В целом рекомендации следующие. При запуске программы, например, Wi-Fi Scanner (разработчика System Lizard) откройте диаграмму распределения уровня сигнала по частотным каналам Wi-Fi, рисунок 4. График наглядно представляет информацию об окружающем вас беспроводном оборудовании.


Рисунок 4 – Внешний вид вкладки 2.4 GHz band, программы Wi-Fi Scanner

В диапазоне 2.4 ГГц в РФ существует 13 частотных каналов. Три из них условно неперекрывающиеся – это 1, 6 и 11 каналы. Как показывает практика – большая часть точек доступа работает на первом и шестом каналах. Есть и умные точки доступа, которые могут автоматически “переезжать” на менее зашумленные каналы. Вариант автонастройки точки доступа подойдет в том случае, если она одна в сети и обслуживает малое количество абонентов. Если же точка доступа является частью крупной беспроводной сети, то такой вариант категорически неприемлем. Используя программы, анализаторы радиопокрытия можно просто промониторить каналы и выбрать наименее зашумленный. Например, для ситуации, изображенной на рисунке 4, я бы выбрал 11 или 12 частотный каналы. Аналогичные рассуждения могут быть отнесены и к диапазону в 5 ГГц.

Никогда нельзя предугадать все возможные источники помех, бывали случаи, когда за стеной, с закрепленной на ней точкой доступа, неожиданно оказывалась микроволновая печь, роняющая Wi-Fi сеть на весь обед.

Заключение

В заключение пару слов хотелось бы сказать о распространенных кустарных методах усиления Wi-Fi с помощью банок из-под пива, CD-дисков и прочей нечисти. Работает это только в том случае, если вы реально понимаете, что нужно делать, а место установки “модификаций” вымерено с помощью штангенциркуля. Например, устанавливая экран из разрезанной банки из-за пива, ее расстояние до антенны должно быть вымерено так, чтобы отраженные от нее волны приходили в фазе с основным излучением антенны. Если вы ставите экран “на шару”, то можно добиться и вовсе противоположного результата – отраженные волны приходят в противофазе и гасят друг друга. Но это уже совсем другая история.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector