Мощность передатчика dbm что это
Всем привет! Сегодня мы пообщаемся о мощности передатчика WiFi роутера. Зачастую при выборе маршрутизатора производители могут писать два значения: mW и dBm. При чем разные производители пишут по-разному. Перевести одно значение в другое достаточно просто и в интернете есть много калькуляторов. Можно просмотреть зависимость этих двух величин в таблице ниже.
Как видите, чем больше мощность в dBm тем больше прирост в мВт. Например, если мы увеличим мощность всего на десять dBm, то и мВт вырастит в 10 раз. Но если показатель первого значения будет 20, то прирост второго уже будет 100.
Тут сразу встает вопрос, а если увеличить этот показатель в роутере, он будет бить дальше и лучше. И да, и нет. Дело в том, что расстояние, на которое будет бить луч радиоволны, действительно будет лететь дальше, но это только на открытом пространстве без массивных препятствий.
Именно поэтому если выкрутить на максимальную мощность, можно навредить своей же сети. Сигнал будет настолько сильный, что начнет частично отражаться от препятствий и создавать себе помехи. Также он будет создавать помехи соседским роутерам. Если разность мощности приёмника и передатчика будут слишком велики, то это может повлиять на чистоту передачи данных.
Чувствительность приёмника
Этот показатель напрямую влияет на качество связи, как и мощность. Чувствительность, если говорить простым языком — это показатель, при котором приёмник может расшифровать слабый сигнал. Если чувствительность низкая, то приемник относительно слабый сигнал с шумами просто не сможет прочитать.
Некоторые зададутся вопросом, а почему здесь стоит знак минус. Дело в том, что данная величина измеряется относительно мощности, но в отрицательном значении. Например, если мы увеличим мощность, то значение чувствительности увеличится, но в отрицательную сторону как на картинке ниже.
Но если вы когда-нибудь встретитесь с таблицами чувствительности и мощности маршрутизаторов, то вы можете заметить, что чувствительность будет падать от скорости передачи данных. Чем выше скорость передачи данных, тем ниже чувствительность. Давайте взглянем на пример таблицы снизу.
Также вы можете заметить три буквы MCS, которые при расшифровке обозначают «Modulation and Coding Scheme». Если перевести дословно, то получится: «Кодированный схема с использованием модуляции». В общем это один из вариантов увеличить скорости передачи данных, когда на частотную радиоволны накладывается информационный сигнал. При этом может использоваться несколько антенн или для увеличения скорости, более широкий канал.
Ширина канала
И тут к нам приходит новое понятие ширина канала. Если вы когда-нибудь настраивали роутер, то могли заметить в разделе «Wi-Fi» такое понятие. Чаще всего на частоте 2.4 ГГц ширина одного канала равняется 20-40 Гц. Многие маршрутизаторы могут сразу работать с двумя полосами, автоматически их меняя.
Если говорить просто то ширина канала даёт возможность передавать за раз определенное количество информации. Это как дорога на однополосной дороге при постоянном движении может проехать не так много машин. Но если добавить ещё несколько полос, то поток машин будет увеличен. И тут также.
Выше представлены каналы частоты 5 ГГц: 20, 40, 80, 160 Mhz. Скорость передачи как вы уже поняли сильно вырастает, но при этом вырастает и шумность полосы. То есть приёмник будет ловить все шумы на всех каналах, что может сказаться на скорости.
Например, если у вас очень много соседей, которые сидят на 2.4 ГГц, то при использовании 40 Гц канала, можно ловить сигналы и от них. Проблемой 2.4 ГГц является распространенность этого стандарта, так как на нём сидят почти все, а также маленькое количество каналов: всего 11. А при использовании ширины канала в 40 Гц, приёмник может начать ловить помехи от соседних каналов.
Посмотрите на картинку выше, где используется канал в 20 Гц. Если мы будем использовать 40 Гц, то дуга будет покрывать почти 6 каналов. А если на этих каналах сидят соседи, то связь будет хуже, будут лаги, прерывания, потери пакетов и в результате падение скорости.
Коэффициент усиления антенны
КУА не измеряется в мощности, так как не может потреблять электроэнергию, но в качестве параметра используется dBi. Но при этом как не странно, КУ можно увеличить, за счет уменьшение радиуса покрытия одного луча. Расскажу на примере лампочки. Если мы включим лампочку, то она будет рассеивать свет во все стороны.
Теперь мы берём лампочку и вкручиваем в фонарик, который начинает за счет стенок отражать пучок в одну сторону. Если мы сузим выходное отверстие, то луч будет бить дальше, но радиус окружности самого освещения будет меньше. А если отверстие сделать ещё меньше, то получится лазер, который сможет бить ещё дальше.
Сила всего передатчика, в нашем случае роутера будет складываться от мощности (dBm) и усиление антенны (dBi). В результате мы получим dBm. Например, для улучшения сигнала в дорогих роутерах используется несколько антенн. Каждая такая антенны имеет увеличенный коэффициент усиления. Но как вы уже знаете, при это падает диапазон покрытия. Именно поэтому таких антенн ставится несколько.
Разделяют несколько видов:
Чаще всего узконаправленные используют для построения вай-фай моста на несколько километров. В таком случае на пути не должно быть почти никаких препятствий, а две антенны должны быть четко направлены друг на друга.
Оптический бюджет и мощность дБм
Перед тем, как подробно поговорить о бюджете оптических модулей, мы расскажем о том, что такое дБм (децибел-милливатт) и о том, как мощность может измеряться в децибелах.
В нашей предыдущей статье Что такое децибел?, мы рассказали об этой безразмерной единице измерения, которая показывает разницу между величинами.
Но ситуация, когда мощность излучения измеряется в ваттах, а затухания и усиления измеряются в децибелах, не очень удобна. Сложно сравнивать оптические бюджеты оптических линий и параметры передатчиков и приемников оборудования.
Чтобы было удобно производить расчеты, используется специальная единица измерения, называемая дБм (децибел-милливатт).
Это очень простая единица измерения, она показывает, во сколько раз измеряемая мощность больше или меньше 1 милливатта. Покажем это в таблицах:
Мощность выражена в дБм
Мощность выражена в мВт
Мощность равна 1 милливатту
Мощность в 2 раза больше 1 милливатта
Мощность в 5 раз больше 1 милливатта
Мощность в 10 раз больше 1 милливатта
Мощность в 50 раз больше 1 милливатта
Мощность в 100 раз больше 1 милливатта
Мощность в 500 раз больше 1 милливатта
Мощность в 1000 раз больше 1 милливатта
Как вы увидели, ничего страшного в этой единице измерения нет, все просто. Прелесть децибела по сравнению с милливаттами – в замене умножения и деления на сложение и вычитания (в тех случаях, когда надо умножать или делить). Таких случаев много, поэтому измерение в децибелах часто удобно. К примеру, если сигнал мощностью 10 дБм был ослаблен на 4 дБ, то его мощность будет равна 6 дБм.
Однако, есть расчеты, при которых уровни энергии надо именно складывать, а не умножать. Например, для расчета суммарной мощности группового сигнала на выходе мультиплексора нужно складывать уровни входящих сигналов, выраженных в милливаттах.
В случае, когда мощность сигнала меньше 1 милливатта, величина в децибелах будет отрицательной:
Мощность выражена в дБм
Мощность выражена в мВт
Мощность равна 1 милливатту
Мощность в 2 раза меньше 1 милливатта
Мощность в 5 раз меньше 1 милливатта
Мощность в 10 раз меньше 1 милливатта
0,02 милливатт (20 микроватт)
Мощность в 50 раз меньше 1 милливатта
0,01 милливатт (10 микроватт)
Мощность в 100 раз меньше 1 милливатта
0,002 милливатт (2 микроватта)
Мощность в 500 раз меньше 1 милливатта
0,001 милливатт (1 микроватт)
Мощность в 1000 раз меньше 1 милливатта
Обращаем ваше внимание – отрицательное значение мощности в децибелах не означает, что сама мощность отрицательна. Отрицательные децибелы означают, что измеряемый сигнал меньше опорного.
Чтобы показать, как удобно пользоваться децибел-милливаттом, мы решим простую задачу в дБм и в разах.
Оптический сигнал мощностью 7,4 дБм подан в линию, которая вносит затухание в 4,8 дБ. Определите, может ли уверенно работать линия связи с чувствительностью приемника 1,4 дБм?
Оптический сигнал мощностью 5,5 мВт подан в линию, которая вносит затухание в 3 раза. Определите, может ли уверенно работать линия связи с чувствительностью приемника 1,5 мВт?
7,4 (мощность) – 4,8 (затухание) = 2,6 (выходная мощность)
Так как выходная мощность 2,6 дБм больше чем чувствительность 1,4 дБм то работать будет.
5,5 / 3 = …….. не хочется лезть за калькулятором, проще было с дБм посчитать в уме.
Как вы видите, считать мощности в децибел-милливаттах проще и удобнее, в большинстве случаев простые задачи можно решить в уме. В сложных задачах удобство заключается в том, что операции сложения и вычитания не дают большого количества знаков после запятой, а в операциях деления они возникают постоянно, это неудобно.
С сфере оптических линиях связи все мощности указываются в дБм. Теперь мы готовы рассказать, что такое оптический бюджет модуля.
Оптический бюджет – это величина затухания в линии, при которой сигнал еще достаточно мощный, чтобы приемник модуля мог его принять без ошибок.
Бюджет оптического модуля = мощности передатчика – чувствительность приемника.
Обе эти величины можно легко найти в спецификациях на оборудование. Например, на странице, модуля MT-SFPp-10G-DF-55-ZR-CD есть подробная спецификация. Приведем вырезки из нее.
Как вы видите, мощность передатчика этого модуля может варьироваться от 0 до +4 дБм. Любой модуль MT-SFPp-10G-DF-55-ZR-CD на заводе признается годным, если результат измерения находится в этих пределах.
Гарантированный бюджет модуля = 0 (мощность передатчика) – (-24) (чувствительность приемника) = 24 дБ.
Если ваша оптическая линия имеет общее затухание менее 24 дБ, то работать модуль MT-SFPp-10G-DF-55-ZR-CD на такой линии будет. Если затухание линии имеет затухание более 24дБ, то этот модуль на такой линии может не заработать или работать с ошибками.
Как и в нашей предыдущей статье, мы приведем таблицу бюджетов разных трансиверов, чтобы читатель смог получить общее представления об этом параметре.
Бюджет трансивера в дБ
Предельное затухание сигнала (разы)
Разбираемся, как работает Wi-Fi, почему не нужен мощный роутер и что реально влияет на работу сети
реклама
Примечание: сразу уточню – речь идет о типичном «домашнем» применении Wi-Fi роутеров или точек доступа, а не о специализированных решениях, требующих дальней связи и т.п.
Сила есть – ума не надо?
Темная сторона силы
реклама
Итак, пусть изначально у нас есть некий стандартный роутер/точка доступа с официально разрешенными для нашей страны параметрами по мощности сигнала, который работает «в полную силу», то есть на мощности передатчика 100%. Напоминаю, это 23 дБм / 200 мВт в диапазоне 5ГГц или 20 дБм / 100 мВт в диапазоне 2,4 ГГц.
Примечание: единица измерения мощности беспроводного сигнала измеряется в дБм или мВт.
В то же время беспроводной клиент, который обычно представляет собой мобильное устройство, имеет задачу не только подключиться к сети, но и подольше проработать от батареи. Поэтому клиент не «выбрасывает» напрасно энергию в эфир. Мощность передатчика клиентов обычно находится на уровне 11-17 дБм (12.5-50 мВт). То есть, эта мощность в от 8 до 2 раз меньше, чем мощность сигнала роутера, если говорить об устройствах в 2,4 ГГц диапазоне.
реклама
В целом для роутера и клиента можно руководствоваться простым правилом: при прочих равных условиях, сигнал теряет 6 дБ мощности (т.е. в 4 раза) при увеличении расстояния от передатчик в 2 раза.
Однако, как было сказано выше, мощность сигнала роутера/ТД обычно в 2-8 раз выше, чем на клиентах. И с отдалением от роутера/ТД неизбежно возникнет ситуация, когда клиент будет слышать сигнал роутера хорошо, а вот роутер будет слышать более слабый сигнал клиента на «грани» возможностей или не слышать вообще (так как уровень сигнала клиента будет опускаться за порог слышимости CCA Threshold). И возникнет странная ситуация, когда сигнал Wi-Fi от роутера на клиентском устройстве вроде бы ловится, но связи нет или она постоянно «отваливается».
реклама
То есть, в каналах беспроводной связи уже при типичных стандартных параметрах работы роутеров/ТД возникает существенная проблема со связью, вызванная асимметрией мощностей Wi-Fi излучателей. И если дополнительно поднять мощность сигнала на одной стороне (роутере/ТД), то проблема только усугубится. Перемещаясь с мобильными клиентами, вы все более часто будете сталкиваться с ситуацией, когда Wi-Fi роутер «теряет» устройства, и именно потому, что у него существенно более сильный сигнал. Клиент «услышит» роутер/ТД, а роутер клиента – нет. Вот почему серьезные производители оборудования не рекомендуют использовать Wi-Fi роутеры и точки доступа на максимальной мощности. Привожу в доказательство фрагмент презентации Cisco (с полной презентацией можно ознакомится здесь).
Даже наоборот, для устранения асимметрии и получения стабильной связи рекомендуется понизить мощность Wi-Fi передатчика в роутере/ТД.
Но если не мощность сигнала, то что же тогда определяет скорость и надежность Wi-Fi соединения?
Скорость подключения, которая ни о чем не говорит.
Скорость подключения по Wi-Fi определяют три параметра: тип модуляции, количество потоков (зависит от количества антенн) и ширина радиоканала.
Но «теоретическая» скорость подключения на основе вышеуказанных параметров имеет мало общего с реальной скоростью работы беспроводной сети. Что же оказывает влияние на эту скорость?
Интерференция и шум
Причиной коллизий из-за интерференции в Wi-Fi сетях являются беспроводные устройства, работающие на том же или близком канале. Это вполне могут быть соседские Wi-Fi устройства, а не ваши, и повлиять на их работу вы не сможете.
Примечание: в частности, поэтому рекомендуется использовать непересекающиеся каналы для соседних Wi-Fi роутеров; непересекающиеся каналы помогают избегать интерференции (хотя полностью проблему, конечно, не решают – проблемы растут по мере удаления от передатчиков).
Итак, интерференция – это помеха, вызываемая радиоволнами соседних Wi-Fi устройств.
Источником шума в беспроводных сетях являются не Wi-Fi устройства, использующие для работы тот же радиочастотный диапазон, что и Wi-Fi оборудование. Это различные Bluetooth устройства, 2,4ГГц и 5 ГГц ресиверы, радиотелефоны, микроволновые печи и другое оборудование.
Примечание: впрочем, поврежденные пакеты Wi-Fi и сигналы от устройств за пределами порога CCA Threshold тоже считаются шумами. Сигналы от Wi-Fi устройств, работающих отдаленно от роутера на том же канале, не считаются интерференцией, поскольку сигналы таких устройств не могут быть демодулированы.
Как уменьшить интерференцию и шум в Wi-Fi сети? Для домашнего пользователя я вижу только два варианта действий: перейти на другой канал и провести деагрегацию каналов. Так как объединение каналов уже само по себе ухудшает SNR: каждый дополнительный 20 MГЦ канал отнимает примерно 3dB у показателя SNR.
Примечание: уменьшение ширины канала в 10 раз увеличивает соотношение сигнал-шум в те же 10 раз. Вот почему в стандарте 802.11ax реализована идея разделения канала на дополнительные поднесущие. Сужение канала повышает соотношение сигнал/шум, что и дало возможность использовать прогрессивную кодировку 1024 QAM.
Но решающее влияние на быстродействие вашей сети будет оказывать не соотношение сигнал/шум, не интерференция как таковая, не мощность беспроводного сигнала, и уж тем более не количество беспроводных сетей вокруг, как ошибочно думают многие. Быстродействие вашей беспроводной сети будет в значительной степени определяться утилизацией канала. Ну, если вы живете не в тайге среди медведей, конечно. Там Wi-Fi каналы утлилизировать будет некому, кроме вас.
Проблемы утилизации
Примечание: утилизация важна потому, что в Wi-Fi сетях доступ эфирному диапазону реализован по протоколу CSMA/CA (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий), согласно которому беспроводные устройства периодически «слушают» свою частоту на канале, и если она занята, передача данных откладывается, а затем через некоторое время устройство снова делает попытку прослушивания частоты.
Отметим, что утилизация канала никак не влияет на отображаемую в системе скорость беспроводного подключения, но в то же время имеет огромное влияние на реальную практическую производительность беспроводной сети.
Живой пример: стоит одному из беспроводных пользователей поставить на закачку какой-нибудь крупный файл (не говоря уже о торрентах), не выставив разумных ограничений на темп загрузки, как скорость работы всех остальных пользователей на используемом таким юзером Wi-Fi канале существенно упадет, именно из-за утилизации канала. Причем неважно, подключены пользователи к этой же сети, или же к ближайшим сетям использующим тот же Wi-Fi канал. Более того, эффект негативно скажется и на соседних Wi-Fi каналах тоже.
Какой уровень утилизации канала может быть приемлем? Компания Cisco полагает что при утилизации канала более 80%, «ловить» в сети уже нечего. Нет, сеть, конечно, будет работать и при такой утилизации. Но о работе в чем-то близком к реалтайму речь уже не идет.
Примечание: для устранения конфликтов с соседними сетями Wi-Fi сейчас введен идентификатор BSS Color (Base Service Station), который помечает каждый пакет, что позволяет роутерам и клиентам определить, какие пакеты передаются от соседних сетей, и просто игнорировать их. Это снижает интерференцию от соседних беспроводных сетей и ускоряет передачу данных, но эта возможность доступна только в новейшем стандарте 802.11ах.
Итог
Как видим, использование роутера с большой мощностью Wi-Fi сигнала вовсе не означает, что ваша сеть будет работать лучше, станет надежнее или «дальнобойнее». Скорее наоборот. Чем более мощный Wi-Fi роутер/ТД и чем больше радиус его покрытия – тем больше интерференции и шумов такое устройство наловит, тем больше будет утилизация беспроводных каналов и меньше – производительность сети. Да еще и соседям такой гаджет будет создавать лишние помехи. Как-то так.
Ну а если вам есть что прибавить к вышесказанному – прошу в комментарии.
Мощность сигнала и радиус работы
Разные факторы по разному влияют на распространение сигнала. Например, ч ем больше расстояние и чем больше поглощение сигнала, тем меньше скорость. В диапазоне частот 2.4 ГГц – длина волны составляет 12.5 см и чем больше длина волны (ниже частота), тем больше проникающая способность сигнала и выше дальность распространения сигнала при одной и той же излучаемой мощности. Соответственно радиосигнал в диапазоне 2.4 ГГц имеет большую проникающую способность, чем в диапазоне 5 ГГц.
Не каждая проблема с подключением возникает из-за слабого уровня сигнала.
Мощность передатчика
Мощность передатчика беспроводного оборудования на территории России, Украины, Белоруссии и других стран СНГ и Европы имеет региональные ограничения и не должна превышать 20dBm равных 100mW и 23dBm = 200mW при использовании динамического управления излучаемой мощностью сигнала. В реальном оборудовании данные показатели находятся в диапазоне от 15 до 20dBm. Связано это по большей части с нежеланием производителя “рисковать”, ведь устройство мощностью свыше 20 dBm просто не пройдет сертификацию.
Усиление излучаемой мощности сигнала – означает более надежное соединение, но это не решает все проблемы. Даже если клиент будет слышать точку из-за большого усиления, то точка не услышит клиента, ввиду того, что у него же вы мощность не подняли.
Чувствительность приемника
Чувствительность приемника – это минимальный уровень входящего сигнала для обеспечения приёма данных с клиентского устройства, и влияющий на дальность связи и скорость приема данных. При увеличении излучаемой мощности сигнала радиомодуля, чувствительность незначительно может улучшиться, но при чрезмерном усилении этот показатель может значительно ухудшится, так появится “перекос” в скорости приема и передачи данных, когда скорость передачи клиенту будет выше в несколько раз, чем скорость от клиента к точке доступа.
Чувствительность приемника указывается для конкретной скорости передачи, поскольку каждая схема модуляции имеет свои требования к отношению сигнал/шум (SNR). В общем случае, чем выше скорость передачи данных, тем больше должно быть отношение сигнал/шум (меньший уровень шума), и тем выше чувствительность приемника.
Диапазон частот
Диапазон 2.4 ГГц – это низкая полоса частот и наиболее распространённая, способная легче преодолевать различные преграды, что повышает радиус работы данной сети, но не обладает высокой скоростью передачи данных. Диапазоны 5 ГГц и 6 ГГц – напротив обладают более высокой частотой, достигая высоких скоростей передачи данных, менее загружены, но имеют меньше пробивною способность и меньший радиус работы.
Уровень сигнала
Изменения мощности сигнала не являются плавными и постепенными, dBm масштабируется логарифмически, а не линейным образом. Правило 3 и 10 подтверждает логарифмическую природу dBm:
Оценка качества
dB, dBi, dBm
При расчетах все эти dB, dBi, dBm по сути своей все являются децибелами, т.е. суммируются (если усиление) или вычитаются (если затухание), но dBm имеет приоритет как величина мощности сигнала. Например:
Уровень на входе приемника(dBm) = Мощность передатчика(dBm) + Усиление антенн(dBi) – Ослабление сигнала(dB)
В данном обзоре мы попытаемся ответить на вопрос: достаточно ли установить мощный WiFi роутер, чтобы повысить дальность беспроводной связи? Проблема заключается в следующем. Связь между компьютером и роутером подразумевает двустороннюю передачу данных. То есть, обязательно будет использоваться радиопередатчик, установленный в Wi-Fi-карте компьютера. Но мощность последнего, в большинстве случаев, увеличить выше определенного порога – нельзя.
Дело тут, как ни странно, не в физике. В определенных целях (может быть, для охраны здоровья или еще чего-то), был принят интересный закон. Согласно ему, значение мощности передатчика для абонентских Wi-Fi-устройств – ограничивается явно. Мощность передатчика не может превышать 20 dBm.
Рассмотрим небольшой пример. Устройство TL-WN7200ND является адаптером Wi-Fi для компьютера. Мощность его передатчика, согласно некоторым источникам, составляет 26 dBm (0,4 Ватт). Ну а подобное значение – означает вчетверо большую мощность, чем 20 dBm (0,1 Ватт). Поэтому, драйвер под Windows для этого адаптера – содержит соответствующую «поправку». Которую нельзя отключить.
Таким образом, если установить WiFi роутер самый мощный из всех, что можно купить сейчас, на дальности связи это положительно не отразится. Проблема останется в абонентских устройствах. Теоретически, можно и «разблокировать» драйвер. Только помните, что подобные действия – будут прямым нарушением законодательства (и, в частности, санитарных норм). Что вряд ли понравится всем пользователям без исключения.
Дополнительно, заметим, что для роутеров – тоже есть похожее ограничение. Мощность передатчика базового устройства не должна превосходить 24 dBm (0,25 Ватт).
Методов повысить дальность связи «законно» – есть два: подключить узконаправленную Wi-Fi-антенну, либо, установить еще один роутер (ретранслятор).
Мощность WiFi роутера: в чем измеряется
Мощность WiFi роутера измеряется в децибелах на милливатт (дБм). Хотя, поскольку мы будем определять уровень сигнала WiFi непосредственно на клиенте, то есть на устройстве, которое принимает данные из Сети, правильнее говорить не о чистой мощности WiFi передатчика, а о силе сигнала.
Когда нужны роутеры с большим радиусом действия?
Мощность передатчика (Tx Power, Output Power)
Разные единицы измерения. Некоторые производители указывают мощность в mW, некоторые — в dBm. Перевести dBm в mW и наоборот, не забивая себе голову формулами перерасчета, можно с помощью нашего калькулятора.
Стоит заметить, что зависимость между этими двумя представлениями мощности — нелинейная. Это легко увидеть при сравнении готовых значений в таблице соответствий, которая расположена на той же странице, где и вышеприведенный калькулятор:
Т. е., уменьшив или увеличив мощность в настройках «всего лишь» на 3 дБм, мы фактически понижаем или повышаем ее в 2 раза.
Чем больше, тем лучше? Теоретически, существует прямая зависимость — чем больше мощность, тем лучше, дальше «бьет» сигнал, тем больше пропускная способность (объем передаваемых данных). Для магистральных каналов точка-точка с направленными антеннами, поднимаемых на открытых пространствах, это действует. Однако во многих других случаях не все так прямолинейно.
Мощности должно быть ровно столько, сколько необходимо. Даже при настройке точек доступа советуется сначала сбросить мощность до минимума и постепенно повышать, добиваясь наилучшего качества сигнала. При этом помните о нелинейной зависимости между мощностью, выраженной в дБм и фактической энергетической мощностью, о чем мы говорили в начале статьи.
Важно также учитывать, что дальность и скорость зависят не только от мощности, но и от КУ (коэффициента усиления) антенны, чувствительности приемника и т. д.
Уменьшаем мощность Wi-Fi на роутере Asus
Начнем с устройств компании Asus. Все достаточно просто и понятно. Нужно зайти в настройки маршрутизатора по адресу 192.168.1.1, или следовать этой инструкции.
Нужно выставить необходимое значение, и нажать кнопку Применить.
Я уменьшил мощность до 80%, а уровень сигнала у меня практически не упал. Здесь нужно экспериментировать. Попробуйте разные варианты. Если вам интересно, то я регулировал мощность на модели Asus RT-N18U.
Самый действенный способ
Заметно повлиять на мощность сигнала и скорость интернета сможет только приобретение маршрутизатора помощнее. Изобретение разного рода усилителей своими руками из интернета на практике значимого результата не даст.
Большинство устройств на рынке поставляются с ограничением по мощности сигнала в 100 мВт. Для более серьёзных девайсов нужна лицензия, однако в продаже их найти можно.
Наиболее ходовыми среди устройств с большим радиусом действия, которое можно установить себе в квартире, являются:
Если решили приобрести новый девайс, подумайте о покупке устройства с поддержкой диапазона 5 ГГц. Данный канал намного свободнее, чем 2,4 ГГц, а потому сигнал будет глушиться меньше. Особенно, если живете в многоквартирном доме, где по соседству еще пара таких стоит, и почти в каждой квартире есть беспроводная сеть.
Теперь разберемся с менее действенными, но работающими методами, позволяющими увеличить дальность Wi-Fi.
Повышение дальности связи «законно»
Может ли пассивная антенна усиливать сигнал?
Если не учитывать потери в проводе, то усиление «всенаправленной» антенны – ровно ноль децибел. Теперь представьте, что диаграмму направленности «сузили» до полупространства. Было все пространство, а осталась половина – и интенсивность увеличилась вдвое. При той же самой мощности передатчика.
Существуют антенны с очень узким «охватом» пространства и с большим усилением. Если удвоение интенсивности обозначается надписью «+3 Дб», то умножение в четыре раза – это «+6 Дб», и т.д. Мощный роутер, в большинстве случаев, не понадобится. Вопрос в том, где именно в квартире необходимо получить Wi-Fi.
Если достаточно, чтобы сеть Wi-Fi была доступна внутри одной комнаты, то в углу закрепляют антенну с 90-градусной диаграммой. Больше – ничего не потребуется. Интенсивность в результате вырастет в четыре раза (если сравнивать с обычной штыревой антенной).
Конечно, для выполнения этого – антенна роутера должна быть съемной (обычно используется разъем SMA). Таким же способом решают проблему низкой мощности передатчика и в абонентских устройствах. Впрочем, это хорошо подходит только для настольных ПК.
Cамый мощный роутер Wi-Fi, который выпускают серийно, имеет мощность передатчика 0,6 Ватт. В России разрешено, как мы уже говорили, максимум 0,25 Ватт, но интенсивность можно в разы повысить при помощи «хитрой» антенны.
Усиление антенны
Невозможно представить роутер без усилителя. Антенна является пассивным устройством, которое отвечает за пропускную способность канала. Она построена по принципу увеличения обзора. В стандартном комплекте роутер принимает хороший сигнал по горизонтали и по вертикали. Антенны не являются одинаковыми, поэтому и характеристики отличаются.
Модели стоимостью до 3 000 рублей
Ниже будут рассмотрены самые выгодные модели для пользователей, которым нужен беспроводной Интернет без излишеств при минимальном бюджете.
TP-Link TL-WR740N
Роутер поддерживает стандарт Wi-Fi 802.11n и оснащен процессором на 400 МГц. Для передачи и приема сигнала используется единственная антенна с коэффициентом усиления 5 дБи. Это ограничивает максимальную скорость в беспроводном режиме на уровне 150 Мбит/c. Мощность передатчика роутера составляет 20 дБм, чего хватит для двухкомнатной квартиры площадью 60-70 кв. м. Конкретно в этой модели использование одной антенны ограничивает максимальную пропускную способность канала, но не дальность его действия. Это подходящий прибор, если нужна большая площадь действия Wi-Fi, а бюджет ограничен.
Средняя цена: 1 500 рублей.
TP-Link TL-WR841ND
Роутер с поддержкой 802.11n. Оснащен четырьмя 100-мегабитными LAN-портами и 2 съемными антеннами. Максимальная пропускная способность в беспроводном режиме составляет 300 Мбит/c. Для обработки запросов подключенных клиентов используется процессор Atheros на 400 МГц и 32 Мб оперативной памяти. Поддерживается технология MIMO 2х2. Это гарантирует уверенную работу с 2 клиентами одновременно на максимальной скорости получения и передачи данных. Устройство является одним из самых первых бюджетных роутеров, которое поддерживало 802.11n. За многие годы на рынке оно стало эталоном, если нужно недорого развернуть дальнобойную Wi-Fi сеть.
Средняя цена: 1 800 рублей.
Zyxel Keenetic
Модель выделяется среди конкурентов наличием USB-разъема, к которому подключается принтер, модем с 3G/4G или внешний жесткий диск. В остальном она имеет типичное бюджетное оснащение: процессор на 384 МГц, четыре 100-мегабитных LAN-порта, 32 Мб оперативной памяти и 2 антенны с коэффициентом усиления 5 дБи. Это гарантирует уверенную работу Wi-Fi сети на площади в 100 кв. м на скорости до 300 Мбит/с. При этом будут доступны базовые функции, которые нужны пользователям: IPTV, файловый сервер, родительский контроль, фильтрация подключенных устройств по MAC-адресу.
Средняя цена: 2 900 рублей.
Чувствительность приёмника
Этот показатель напрямую влияет на качество связи, как и мощность. Чувствительность, если говорить простым языком — это показатель, при котором приёмник может расшифровать слабый сигнал. Если чувствительность низкая, то приемник относительно слабый сигнал с шумами просто не сможет прочитать.
Некоторые зададутся вопросом, а почему здесь стоит знак минус. Дело в том, что данная величина измеряется относительно мощности, но в отрицательном значении. Например, если мы увеличим мощность, то значение чувствительности увеличится, но в отрицательную сторону – как на картинке ниже.
Но если вы когда-нибудь встретитесь с таблицами чувствительности и мощности маршрутизаторов, то вы можете заметить, что чувствительность будет падать от скорости передачи данных. Чем выше скорость передачи данных, тем ниже чувствительность. Давайте взглянем на пример таблицы снизу.
Также вы можете заметить три буквы MCS, которые при расшифровке обозначают «Modulation and Coding Scheme». Если перевести дословно, то получится: «Кодированный схема с использованием модуляции». В общем, это один из вариантов увеличить скорости передачи данных, когда на частоту радиоволны накладывается информационный сигнал. При этом может использоваться несколько антенн или для увеличения скорости более широкий канал.
Количество? Качество!
Начнем с очевидного: если роутер оборудован одной антенной, то она работает одновременно на прием и передачу данных. Сейчас такие устройства встречаются редко: даже безымянные китайские производители оснащают роутеры хотя бы двумя антеннами (не обязательно внешними), утверждая при этом, что дополнительные антенны увеличивают максимальную скорость беспроводного соединения. Действительно, если одна не слишком мощная антенна передает и принимает сигнал Wi-Fi, скорость соединения может быть невелика. Однако простое увеличение количества антенн совсем не означает линейного увеличения скорости подключения к сети! Одна качественная антенна способна дать лучший сигнал, чем несколько дешевых.
При выборе роутера рекомендуем обращать внимание не только на количество антенн и максимальную скорость приема и передачи данных, заявленную производителем. Хотя увеличение числа антенн несколько повышает чувствительность роутера, многое зависит от мощности передатчика устройства, режима работы антенн и текущего состояния эфира Wi-Fi.
Мощность передатчика измеряется в децибелах на милливатт. Максимальная мощность передатчика в бытовых роутерах обычно составляет около 20 дБм (или 100 мВт). Роутер с мощным передатчиком теоретически обеспечивает стабильный уровень сигнала во всех уголках квартиры. На практике многое зависит от «замусоренности» эфира посторонними сигналами (особенно для устройств, работающих на частоте 2,4 ГГц), мощности передатчика принимающего устройства и т.д. И иногда роутер с более мощным передатчиком дает более устойчивый сигнал, если… немного cнизить используемую мощность в настройках устройства. Сигнал при этом более стабилен, чем при использовании «слабого» роутера, работающего на максимальной мощности.
Modulation and Coding Scheme с английского переводится как «схема модуляции и кодирования». Многие слышали про стандарт WiFi IEEE 802.11n, однако не знакомы с технологией MCS. Модуляция ответственна за несущий сигнал. За счёт этого передается информация.
Роутер излучает высокочастотные колебания. Каждая модель обладает индивидуальным спектром сигнала. Функцию можно настраивать на прием, передачу данных. Частоты не должны мешать друг другу. Изменение сигнала называется гармоникой. Она может быть прямой или волнистой. Для её расчёта учитывается начальная величина MCS и смещение.
Модуляция может быть аналоговой, цифровой или импульсной. График цифрового типа легко представить как взаимосвязь линейных и нелинейных частот.
Ширина полосы
Channel Sizes с английского дословно означает «размер канала». Характеристика измеряется в мегагерцах. У стандартного роутера с поддержкой технологии 802.11n она составляет около 20 МГц. Чем больше ширина полосы, тем тщательнее роутер различает данные в эфире.
Когда канал занят другими сообщениями, задержка сигнала может быть критической. На прилавках представлены 3, 4-полосные роутеры. Доказана взаимосвязь скорости работы и пропускной способности. Вместе с тем разработчики маршрутизаторов указывают на недостатки технологии:
Зачем снижать мощность?
Но почему так происходит? Разве не проще увеличить мощность передатчика до максимально возможного значения, повысив уровень сигнала? В идеальном мире – проще. В реальности же мы сталкиваемся с неприятными моментами:
Уникальная разработка от компании TP-Link
Еще одним роутером с мощным wifi передатчиком является модель Archer C5400 от компании TP-Link. Его максимальная скорость передачи данных по wi-fi доходит до 5334 Мбит/с. Такие невероятные показатели достигаются благодаря использованию специальной технологии NitroQAM (1024-QAM) в сочетании с четырехпотоковой передачей данных.
Устройство с передатчиком обладает сразу тремя каналами wifi для одновременного подключения большего числа оборудования. Также для него доступно соединение по технологии MU-MIMO, что позволяет работать с четырьмя устройствами для передачи данных по сети одновременно.
Чтобы достигнуть оптимальной производительности мощного роутера, используется специальная технология Smart Connect. С ее помощью определяется наилучший канал для каждого подключенного аппарата.
В модели Archer C5400 с передатчиком встроено 8 внешних антенн, а также двухъядерный процессор с тактовой частотой 1,4 ГГц и тремя дополнительными сопроцессорами. Таким образом, достигается стабильное соединение с высокой скоростью, а также увеличивается качество и покрытие сети вай фай. Мощность передатчика устройства составляет 23 dBm.
В 2017 году это чудо техники получило специальный приз на немецкой выставке iF Design Award 2017, где отмечаются лучшие достижения в области промышленного дизайна. Однако если вы захотите приобрести такое устройство себе, то вам нужно быть готовыми к значительным финансовым затратам: минимальная стоимость Archer C5400 на Маркете составляет 18730 рублей, максимальный показатель достигает 22 тыс. рублей.
Wi-Fi-ретрансляторы
Принцип работы ретранслятора Wi-Fi, или репитера, понятен из следующей схемы:
Собственно, репитер – устройство, которое тоже, как роутер, придется настраивать. Беспроводных сетей в одной точке пространства может быть несколько, а «ретранслировать» устройство будет одну из них (нужную пользователю).
Большинство офисных роутеров, наделенных Wi-Fi-модулем, можно использовать как репитер. Мощность WiFi роутера, используемого в качестве репитера – это очень важный параметр. Но еще важнее совместимость (то есть, репитер должен поддерживать требуемый протокол Wi-Fi-связи). Рассмотрим пример настройки.
Устанавливая параметры беспроводной сети, надо выбрать режим работы: Universal Repeater. Другие настройки, такие как ширина диапазона (20 МГЦ или 40), скорость передачи данных и т.д. – должны полностью совпадать с параметрами «ретранслируемой» Wi-Fi-сети:
Дальше, применив сделанные настройки (нажав «Survey»), увидим список Wi-Fi-сетей:
Здесь надо выбрать одну требуемую сеть, нажать «Connect» и следовать указаниям мастера настройки. Если в беспроводной сети используется шифрование, то пароль и протокол для него – устанавливают на вкладке «Wireless Security». Как бы, и все. Успешной настройки!
Вред роутера
У домашних маршрутизаторов не всё так страшно. Чтобы быть объективным, лучше взглянуть на заключение всемирной организации здравоохранения. Электромагнитное излучение оказывает минимальную нагрузку на организм человека. Люди не целый день находятся рядом с роутерами.
Как уменьшить излучение
Пока некоторые думают лишь про мощность WiFi роутера, другие пользователи озадачены уменьшением излучения от него.
Маршрутизаторы индивидуальны по характеристикам и интерфейсу. Устройства Mikrotik, TP Link, Xiaomi могут быть настроены по инструкции.
Network Analyzer: диагностика сети и удаленных серверов
Network Analyzer — еще одна интересная и полезная программа для проверки силы сигнала Wi-Fi или от вышки сотовой связи. Кроме того, ее можно использовать для получения информации об удаленных серверах. Приложение выдает полную информацию по вашим соединениям, проверяет сети соседей и пробивает инфу по любому сайту.
По всем доступным Wi-Fi сетям можно узнать:
В своей Wi-Fi сети видны внутренний и внешний ip-адреса. Определяется, включен ли VPN. Доступно сканирование сети с детекцией всех подключенных устройств. Классная функция данного устройства — проверка пинга роутера и других узлов беспроводной сети.
Network Analyzer проверяет не только Wi-Fi, но и сотовую связь. Показывает силу сигнала от вышки, статус сим-карты, идентификатор оператора мобильной связи, тип соединения. 
Network Analyzer есть в Play Market: скачать можно здесь.
В общем, Network Analyzer — зачетное приложение. Пригодится как обычному пользователю для диагностики домашней сети, так и системному администратору или веб-мастеру.
В последующих публикациях расскажу о других инструментах для диагностики WiFi. Стабильных вам и быстрых соединений!
Настройки
Частично решить проблему и увеличить зону покрытия и производительность роутера поможет и правильная настройка маршрутизатора.
Используем стандарт 802.11n
Для частотного диапазона 2,4 ГГц предусмотрено три спецификации 802.11. Прогрессивной является 802.11n. Она гарантирует более высокие скорость и дальность передачи сигнала, b и g – устаревшие.
Роутеры с поддержкой 802.11n совместимы и с предыдущими спецификациями, однако при появлении в n-сети b/g-клиента она вся переводится в режим с низшей скоростью. Это отражается на падении пропускной способности и дальности распространения сигнала.
Если сеть будет работать в режиме 802.11n, гаджеты, которые его не поддерживают, к интернету подключиться не смогут.
Выбор канала
Как и волны на воде, сигналы одной частоты, излучаемые находящимися в зоне достижения маршрутизаторами, накладываются и гасят друг друга. Большинство роутеров поддерживает 13 диапазонов рабочих частот, начиная с 2412 МГц и заканчивая 2472 МГц с шагом 5 МГц. По умолчанию, маршрутизатор переключается между ними автоматически, выбирая наименее загруженный. Это можно сделать и самому, проанализировав соседние сети, и выяснив, какой из каналов самый свободный.
Увидеть каналы, находящиеся в пределах достижения сетей, можно через программу inSSIDer в столбце «Channel» или с помощью портативной утилиты WiFiInfoView.
Переключение канала осуществляется через веб-интерфейс в разделе, отвечающем за настройки беспроводного вещания.
Изменение мощности передатчика
В настройках многих роутеров уровень мощности сигнала выставлен на 75%, что напрямую влияет на дальность распространения радиоволн. Но здесь есть и вторая сторона – клиент должен не только «видеть» точку раздачи и принимать сигнал от неё, но и передавать ей данные. Если сигнал мощного роутера и будет обнаружен клиентом, последний не всегда к нему подключится, ведь мощность его Wi-Fi передатчика небольшая. В результате соединение не устанавливается. Да и мощный поток от маршрутизатора гасит, забивает сигнал от клиентов, поэтому качество связи падает.
Значение уровня мощности нужно увеличить. В зависимости от производителя, модели и прошивки роутера этот параметр может называться по-разному:
Опция находится в настройках беспроводного режима (Wi-Fi).
Пример настройки для устройств от TP-Link 
Asus
Слабый сигнал беспроводной сети в квартире чаще всего вызван двумя причинами: рядом много устройств, работающих на такой же частоте, и наличие мёртвых зон. Для частных домов проблема заключается в покрытии большой площади сигналом, чтобы обеспечить интернетом удалённые на десятки метров от роутера устройства.
В следующем видео вы узнаете про все доступные способы, которые помогут увеличить радиус действия Wi-Fi:
Мы рассказали про все способы, которые помогут не только увеличить радиус действия сети Wi-Fi, но и увеличить скорость беспроводной передачи данных. Если о чем-то забыл, пишите комментарии, и мы обязательно дополним статью!
Режимы MIMO
Работа антенн, которыми оснащен ваш роутер, характеризуется множеством параметров: угол антенны, коэффициент усиления и т.д. Далеко не всегда производители антенн подробно указывают эти данные. А вот режим MIMO часто указывается (иногда под названием «схема MIMO»). Что это такое?
MIMO (в переводе с англ. «множественный ввод-вывод») – это технология кодирования сигнала, позволяющая повысить скорость одновременной передачи данных на несколько устройств при использовании системы из нескольких антенн. Если в характеристиках роутера указано, что устройство работает по схеме MIMO 2×2, то это значит, что две антенны принимают сигнал и две передают. При этом максимально возможная скорость обмена будет выше, чем при использовании одной передающей и одной принимающей антенны, но необязательно в два раза. Скорость зависит еще и от количества пространственных потоков (spatial streams), которые возникают при передаче данных в режиме MIMO. К тому же, запись «MIMO 2×2» не всегда означает, что у роутера именно две антенны, работающие на прием и передачу. В некоторых случаях их может быть три: одна принимает сигнал, вторая передает, а третья автоматически переключается в разные режимы работы по необходимости.
Существуют также устройства, работающие по схеме MIMO 1×2, MIMO 3×3 и т.п. Чем больше принимающих антенн имеет роутер, тем выше будет чувствительность точки доступа в большинстве случаев. Но помните, что сама по себе чувствительность не гарантирует высокой скорости передачи данных: как мы уже упоминали, многое здесь зависит от «замусоренности» эфира посторонними сигналами, используемого диапазона частот (сигнал на частоте 5 ГГц сильнее затухает при прохождении сквозь стены и мебель), а также от вашего провайдера и тарифного плана.
Каждый выбирает для себя
Итак, мы упомянули некоторые важные параметры роутеров и выяснили, что большое количество антенн само по себе не гарантирует высокой скорости передачи данных. Из этого можно сделать вывод: мощные дорогие роутеры с большим количеством антенн, конечно, хороши, но задействовать их возможности на 100% могут не все пользователи.
Например, если вы подключены к тарифному плану со скоростью доступа до 30 Мбит/с, вряд ли вам понадобится дорогой роутер последней модели. Если вы живете в однокомнатной квартире, качественный роутер с двумя антеннами обеспечит вам приемлемый уровень сигнала, поэтому необязательно покупать устройство с восемью антеннами. Словом, устройства бюджетного и среднего класса с 2-4 антеннами вполне подойдут большинству домашних пользователей (к тому же, возможную проблему с затуханием сигнала можно решить и с помощью репитеров). Более дорогие роутеры стоит покупать, если нужны какие-то дополнительные функции (поддержка DLNA или стандарта 802.11ac) и при этом вы можете настроить сетевое оборудование самостоятельно.
Технологии защиты от электромагнитного смога
Электромагнитный смог в крупных мегаполисах зашкаливает. Источником выступает атмосферное электричество, магнитные поля и радиоизлучение. В свободном доступе находится множество товаров для снижения показателя. Речь идёт о шунгитсодержащих и кристаллических материалах. Есть устройства типа «Нейтроника», они создают безопасную среду для человека.
Выше подробно рассказано про мощность передатчика WiFi. Есть данные касательно её проверки и настройки. Важно помнить о безопасности, следить за уровнем излучения.
Размещение
Из физики известно, что интенсивность радиоизлучения максимальна вблизи источника волн и снижается параболически при удалении от него.
Увеличить полезную площадь покрытия можно посредством размещения маршрутизатора ближе к центру квартиры, дома или двора, где будут находиться пользователи.
Длина волны частотой 2,4 ГГц составляет чуть более 10 см. Дециметровые волны плохо огибают препятствия и принимаются при прямой видимости приемника передатчиком. Каждое препятствие (стена, мебель) гасят сигнал. Уровень помех зависит от толщины и материала среды, находящейся на пути радиоволны.
Естественно, что добиться прямой видимости маршрутизатора всеми гаджетами невозможно. Увеличить радиус действия Wi-Fi можно, проанализировав все преграды между приемником и передатчиком, и минимизировав их количество.
Ещё одно условие для увеличения зоны покрытия Wi-Fi дома – размещение передатчика вдали от источников помех: Bluetooth, микроволновая печь, иной маршрутизатор (в первую очередь), модем.
Повторители
Как выбрать репитер, смотрите в следующем ролике:
В больших зданиях, состоящих из пары корпусов, домах целесообразно использовать повторители сигнала. Они повторяют вещание маршрутизатора, если находятся в зоне его действия. С помощью ретранслятора можно добиться увеличения площади покрытия до 2 раз, однако придётся дополнительно потратиться на аппаратуру, от которой при высоком уровне сигнала пользы будет мало.
Если же в качестве повторителя использовать второй роутер, скорость дочерней сети упадёт вдвое, так как второму маршрутизатору придётся держать связь с основным роутером и со всеми клиентами.
Установка репитера с поддержкой роуминга обладает и преимуществами:
Заключение
Лучшим бджетным роутером является TP-Link TL-WR841ND. Он обеспечивает стабильный Интернет на скорости до 300 Мбит/с за 1 800 рублей.
Самая выгодная модель средней ценовой категории – ASUS RT-N56U. Примечательна двумя радиомодулями и платформой, производительности которой хватит большинству рядовых пользователей.
В премиум-классе лучший выбор – Asus RT-AC87U. Мощный 2-ядерный процессор и скоростью до 2 334 Мбит/c, подобного задела хватит на много лет эксплуатации в рабочем режиме.