Разбираем вопрос, как своими руками усилить сигнал роутера , и тем самым увеличить радиус действия сети и дальность wifi . Рано или поздно он начинает беспокоить всех, кто сталкивается с организацией беспроводного соединения в квартире. Особенно остро проблема расширения расстояния приема вайфай встает тогда, когда еще на этапе задумки создания локальной сети в домашних условия, вы пожалели средств на качественный маршрутизатор с большим радиусом действия wifi, с мощными передатчиком и антеннами. Или же не продумали место его установки в своем доме или квартире.

Доступные способы усилить сигнал wi-fi роутера в домашних условиях

На самом деле усилить wifi сигнал от маршрутизатора очень просто и легко. Причем совсем не важно, какого производителя — Zyxel Keenetic, TP-Link, Asus, D-Link и так далее.

Есть несколько самых популярных способов:

• Купить роутер с более мощной встроенной антенной,
• Поместить его где-то в коридоре по центру квартиры,
• Использовать одно из средств усиления сигнала wifi — второй роутер, внешнюю антенну, репитер.

Многие во время ремонта в квартире определяют место установки маршрутизатора где-нибудь в специальной серверной комнате, либо в гардеробной, либо в электрощитке. Одним словом, подальше от глаз. Но конфигурация планировки квартиры зачастую такая, что до отдаленных от места установки комнат беспроводной сигнал от роутера не добивает. Либо дальность действия wifi не достаточна для того, чтобы получить на нем сколь бы то ни было приемлемую скорость.

Сегодня поговорим о способах усилить сигнал и увеличить радиус действия wifi роутера в домашних условиях. А также о требуемых для этого технических характеристиках главных при организации беспроводной сети устройств — маршрутизатора и приемника, — на которые надо обратить внимание в первую очередь при их приобретении.

Увеличение радиуса действия сигнала wifi роутера и адаптера

Для стабильной работы сети в стандартной городской квартире вполне достаточно самого простого маршрутизатора и встроенного в ноутбук адаптера. Однако, есть много побочных факторов, из-за которых приходится усиливать сигнал для увеличения радиуса сигнала. Об основных причинах, которые могут влиять на скорость, я рассказывал . Не будем повторяться, а представим, что у нас в доме идеальные условия для распространения беспроводного радиосигнала. То есть нет никаких помех от соседских роутеров и других активных излучателей частот, типа микроволновки. В этих условиях основную функцию по поглощению сигнала берут на себя расстояние и препятствия на пути от источника к приемнику.

Данная таблица наглядно демонстрирует, насколько будет теряться качество сигнала в зависимости от типов преград на его пути. Для примера возьмем абстрактный роутер, который в самых лучших условиях и без помех и препятствия будет реально раздавать сигнал на 100 метров. Именно при таких условиях производители указывают дальность «стрельбы» своих устройств на красивых коробках и в рекламных брошюрах.

И возьмем типичную трехкомнатную квартиру, где роутер установлен в одной комнате. При этом до дальней от него одна несущая бетонная стена и одна межкомнатная. Соответственно берем от наших 100 метров 10% — получаем 10 метров. То есть через капитальную стену сигнала хватит на 10 метров от роутера. Но у нас еще межкомнатная стена — значит берем наши 10 метров и вычисляем от них 15% — получаем 1.5 метра. Это означает, что даже в идеальных условиях сигнала от такого роутера явно не хватит на всю квартиру. Приплюсуем еще к этому помехи от приборов и других беспроводных сетей на той же частоте, и получим совсем печальную картину.

Имеем также в виду, что антенны на маршрутизаторе стоят всенаправленные, то есть сигнал от них идет по кругу на равную степень удаленности.

Усиление wifi сигнала от роутера с помощью антенны

Итак, мы выяснили, что для хорошего приема роутер должен располагаться в центре квартиры, рядом с принимающим устройством и по возможности вдали от приборов, создающих помехи. Но как и у любого электронного прибора, у каждой модели есть свои особенности, которые могут повлиять на работу, в нашем случае — на «дальность стрельбы». Как правило, в спецификациях к каждому продукту указано, на какой радиус действия он рассчитан на открытом пространстве при идеальных условиях. Но эти данные — читая теория, а в реале они просто недостижимы.

Самый простой способ определить качество сигнала — по характеристикам антенны, которыми снабжаются устройства. Один для передачи, другой для приема. Антенны могут быть как скрытые, встроенные, так и внешние, навинчивающиеся на само устройство. Мощность антенны измеряется в DBI. Чем его значение выше, тем мощнее антенна.

Ниже представлен образец USB адаптера-приемника с прилагающейся в комплекте внешней антенной.

Если вы обращали внимание, есть модели роутеров и адаптеров, у которых несколько антенн — две или даже три. Используя несколько штук, можно значительно улучшить качество приема wifi адаптером и увеличить расстояние от роутера. То есть снабженный одной антенной в 8 dbi маршрутизатор будет ретранлировать слабее, чем модель более высокого уровня и стоимости, оснащенная 2 или 3 антеннами по 8 dbi.

При выборе приемника также посмотрите на значения параметра «Receiving mode» — чем он выше, тем лучше прием.

Однако и этого будет недостаточно, если речь идет о приличном расстоянии до 100-150, а то и 500 метров. Обеспечить желаемый радиус wifi сигнала в этом случае нам поможет , которая работает направленно в определенный сектор.

Увеличение радиуса сигнала wi-fi вторым роутером, репитером или точкой доступа без антенны

• Еще один проверенный метод улучшения качества приема — использовать отдельное специальное устройство, именуемое , или повторителем. Это усилитель сигнала, работающий по принципу ретранслятора, позволяющий расширить существующую сеть. Он принимает сигнал и передает его дальше, расширяет зону покрытия на 15-20 метров.
• Другой вариант — поставить более дорогую . Она устанавливается на улице или в помещении и обеспечивает радиус покрытия wifi до 100 метров. Cпособна обеспечить покрытие как внутри здания, так и небольшой участок поблизости. Имеются также модели, работающие узконаправленно для расширения зоны не внутри квартиры или дома, а для создания довольно-таки большого по расстоянию беспроводного моста между разными зданиями.
• В качестве альтернативы можно использование . Например, если у вас имеется дополнительное устройство, лежащее без дела, то целесообразно задействовать его в качестве репитера, чтобы не покупать новое оборудование. В этом случае на другом маршрутизаторе обязательно должен присутствовать данный режим повторителя в прошивке.

Регулировка радиуса дальности wifi сигнала в настройках роутера

И еще один маленький секрет. В панели управления некоторых модификаций маршрутизаторов имеется отдельная регулировка мощности ретрансляции wifi сигнала. Выставив самую высокую, вы получите максимальную отдачу от своего роутера. Минимальное же значение обеспечит качественный прием не дальше, чем внутри одной комнаты. Подробно об этом я , почитайте. А сейчас покажу быстренько на нескольких примерах, как это выглядит у разных брендов.

Усиление wifi сигнала на роутере TP-Link

Для установки мощности сигнала на роутере TP-Link, нужно зайти в «Дополнительные настройки» в раздел, посвященный беспроводному режиму. Здесь есть три градации — низкая, средняя и высокая.

Asus

На маршрутизаторах Asus отрегулировать мощности можно очень ювелирно — называется она «Управление мощностью TX Power» и выставляется вручную в числовом значении, не превышающем 200.

Zyxel Keenetic

У роутеров Zyxel Keenetic настройка мощности передатчика разбита на фиксированные позиции, но их больше, чем у TP-Link. Обозначаются в процентах от полной силы wifi ретранслятора. В старой версии админки находится в конфигурациях wifi сети.

А вот так все выглядит в новой панели Keenetic — нужно зайти в «Домашнюю сеть»

Tenda

Это основные действенные способы улучшения сигнала WiFi и, как следствие, расширения зоны приема беспроводной сети. Многие умельцы умудряются усилить роутер с помощью обычной банки из фольги, которая надевается на антенну. Однако, я все-таки приверженец более традиционных способов. Как показала практика, наилучшие результаты достигаются тогда, когда применяется сочетание нескольких приемов. То есть выбор устройств с наилучшими характеристиками антенн плюс их удачное расположение, спланированное еще на стадии ремонта помещения. Пробуйте, экспериментируйте, и у вас все получится!

Но считаю необходимым расширить эту тему. Частенько, мы покупаем дорогие wi-fi роутеры, надеясь на достойные показатели, а качество беспроводной домашней сети все-равно оставляет желать лучшего. Нам понадобится сделать некие преобразования, которые помогут увеличить дальность действия wi-fi сети и мощность сигнала .
Проблемы оптимизации беспроводной сети особенно актуальны сейчас, когда большинство современных устройств предлагает поддержку беспроводной связи: смартфоны, планшеты, телевизоры и ноутбуки. Ведь все они могут одновременно подключаться к домашней сети wi-fi, поэтому она должна работать стабильно и быстро. Многие старые беспроводные маршрутизаторы не способны обеспечить приемлемое качество связи, так как их возможности ограничены. Данная статья расскажет о способах и специальном оборудовании для обеспечения уверенного приема wi-fi роутера на расстояние до 100 м и выше.

Первое, о чем необходимо позаботиться, выбор правильного места для расположения wi-fi роутера и других устройств в сети . Это важная мера при организации беспроводной сети в домашних условиях. Для начала найдите для своего беспроводного роутера оптимальную точку размещения в квартире или доме и проверьте, что все клиенты сети могут уверенно принимать сигнал, так как эффективность любого беспроводного соединения всегда будет соответствовать уровню самого слабого звена в цепи. Не стоит игнорировать возможность использования дополнительных устройств, так как они способны расширить границы сети беспроводным или проводным способом. Это особенно актуально, если в вашей квартире (доме) толстые стены или же Вам необходимо раздавать беспроводной интернет на несколько этажей .

Также есть довольно простой способ собрать для wi-fi роутера антенну направленного действия своими руками . Такая антенна способна увеличить радиус действия wi-fi сети . Если из предложенных вариантов ничего не подходит или не помогло, например, вы хотите использовать интернет во дворе загородного дома, то мы рассмотрим вариант с радиорелейными антеннами. Их применение позволяет решить множество проблем, связанных с дальностью действия wi-fi сети , потому что сигнал беспроводной сети распространяется равномерно во все стороны и ослабевает пропорционально квадрату расстояния.

Кратко о принципе действия таких антенн

Радиорелейные антенны собирают сигнал в пучок и излучают его в одном направлении, поэтому беспроводная сеть работает стабильно даже на приличной дистанции.

1. Поиск оптимального места установки wi-fi роутера

Чтобы добиться надежной работы беспроводной сети, необходимо произвести поиск правильных мест установки для всех компонентов, а также выбрать канал, который не подвержен помехам.

Выбор свободного канала для wi-fi сети. Помехи в беспроводной сети

Посторонние радиосигналы, источником которых может быть соседский роутер или радио-няня, является для нашей беспроводной сети фоновым шумом, с которым она постоянно борется. Особенно часто проблемы с беспроводной сетью вызывают wi-fi маршрутизаторы соседей.

Решение проблемы с соседским роутером простое:

• Выберите канал (диапазон частот) с наименьшим количеством помех, используя программу inSSIDer .
• Перейдите на вкладку «2.4 GHz Channels», чтобы узнать какие каналы заняты устройствами.
• Выберите в настройках своего беспроводного роутера тот канал, на котором имеется меньше всего помех.

Внимание! Если маршрутизатор и все устройства приема поддерживают диапазон частот 5 ГГц, переключитесь на него и проверьте качество беспроводного соединения.

Учтите, что на этой частоте меньше помех, но иногда приходится мириться с чуть меньшей дальностью действия сигнала и худшей способностью проходить сквозь стены. Сразу замечу, что данная особенность справедлива не для всех роутеров, поддерживающих частоту 5ГГц.

Размещение роутера: ставим по центру

Оптимальным вариантом для создания надежной беспроводной сети - подключение всех устройств к маршрутизатору напрямую, без посредников. Чтобы добиться этого, поставьте роутер в центре (по возможности, с некоторыми погрешностями относительно геометрического центра). Таким образом он будет окружен всеми клиентами, которые будут подключены к роутеру.

Обязательно учитывайте стены, мебель и другие преграды. На открытом пространстве сигнал практически не подвергается негативному воздействию, но сильно ослабевает, проходя через них. Следовательно, вам необходимо установить маршрутизатор ближе к тем устройствам, которые размещены за стеной. Для получения наибольшего радиуса сигнала wi-fi роутера, он должен стоять на возвышенном месте. Выбрав слишком низкую позицию, вы будете глушить сигнал различного рода препятствиями.

Тестирование сети слабым звеном для проверки

После того, как Вы предприняли вышеупомянутые меры по оптимизации, рекомендую проверить работу с помощью устройства, которое располагается дальше всех в доме или за несколькими стенами, а также имеет маленькую антенну. В данном случае действует правило: чем выше расположена приемная антенна, тем эффективнее связь с маршрутизатором .

Направление антенн беспроводных устройств

Антенны излучают сигнал кругами, которые ориентированы в пространстве перпендикулярно оси антенн. Оптимальным расположением для достижения хорошего покрытия будет разнонаправленное - для устройств с 2-мя и более антеннами. А вообще, старайтесь повернуть антенну таким образом, чтобы ее ось была перпендикулярна направлению к клиентскому устройству с наихудшим качеством приема. Если антенны встроены в роутер, попытайтесь повернуть или переместить устройство на несколько сантиметров в сторону, контролируя при этом результат.

Оптимизация wi-fi соединения

Как я уже говорил выше, качество приема может кардинально измениться, если вы немного переместите или развернете роутер или wi-fi адаптер (карту), отвечающую за прием. Даже небольшой поворот или сдвиг маршрутизатора, ноутбука или другого приемного устройства может существенно усилить либо снизить качество сигнала. Измерить скорость беспроводной сети вы сможете программой JРеrl . Вам необходимо запустить ее на компьютере, подключенном с помощью LАN-кабеля, а на беспроводном устройстве (например, ноутбуке), выступающем в качестве клиента, замерить скорость соединения после каждого изменения.

Замена старого роутера на новый

Обновить wi-fi роутер не будет лишним, если ваш беспроводной маршрутизатор поддерживает только стандарт 802.11g, так как имеет смысл приобрести более мощный роутер, совместимый с 802.11n.
Если вы используете подключение к Интернету по технологии DSL, то стоит приобрести модель со встроенным DSL-модемом. В этом случае вам потребуется лишь ввести свои данные для доступа в интернет, выданные вашим провайдером, в результате устройство самостоятельно подключится к Интернету. Старый роутер стандарта 802.11g тоже пригодится, его можн0 исполь3овать в качестве повторителя.
Допустим, вы купили новый wi-fi роутер. Теперь вам необходимо его настроить, в этом вам помогут 2 статьи, которые я указывал в самом начале этого материала. Если вы сэкономили и купили роутер без DSL-модема, то роль модема можно перенести на старое устройство. Для этого настройте его на работу в качестве модема, согласно руководству пользователя. После этого соедините WАN-разъем (разъем для подключения к каналу доступа в Интернет) нового маршрутизатора с LAN-портом старого.

Использование старого роутера в качестве повторителя

Если в новом роутере с поддержкой стандарта 802.11n есть встроенный модем, то я рекомендую использовать прошивку DD-WRT, разработанную сообществом Oреn Sоurcе, вы можете настроить старый маршрутизатор в качестве повторителя (репитера) . Проверьте на этой странице , доступна ли поддержка вашей модели. Там вы найдете подходящую для вашег0 устройства прошивку, а также рекомендации по установке. В большинстве случаев, чтобы установить прошивку DD-WRT на роутер , воспользуйтесь пунктом обновления, предоставляемым оригинальной прошивкой.

После установки прошивки и перезагрузки роутера, войдите в его веб-интерфейс.

• В поле логина введите: root
• В поле пароля введите: admin.

Настройка режима Repeater Bridge на роутере

Подключите старый wi-fi роутер с установленной прошивкой DD-WRT LАN-кабелем к компьютеру. В дальнейшем, повторитель будет подключаться к беспроводной сети основного роутера как клиент и перенаправлять сигнал по проводной или беспроводной связи на другие клиентские устройства. Чтобы это реализовать, в разделе Wireless/Basic Settings необходим0 настроить режим «Repeater Bridge» . Все сетевые настройки, такие как сетевой режим, имя сети и канал беспроводной связи должны совпадать с таковыми в главном роутере. В разделе «Virtuаl Interfaces» добавьте еще 0дну беспроводную сеть под другим именем (например, вставив в конце названия.Repeater») и затем выполните ее настройку.

Как увеличить дальность действия wi-fi роутера

Выбор места установки повторителя (репитера)

Наиболее простой способ увеличить площадь покрытия беспроводной сети - использование беспроводного повторителя или репитера, особенно, если он предлагается тем же пр0изводителем, что и маршрутизатор. Разместите его таким образом, чтобы он располагался в зоне уверенного приема сигнала роутера. Настройка включает в себя лишь несколько несложных операций. Недостаток — максимальная пропускная способность роутера, работающего в режиме повторителя, снижается вдвое.

Powerline адаптеры

Чтобы роутер мог охватывать другие этажи в вашем доме, рекомендую воспользоваться расширителем сети на основе Роwеrlinе-адаптеров, передающих сетевой сигнал по электропроводке. Вы можете воспользоваться моделью dLAN 200 AV Wireless Nvon devolo. Подключение: подсоедините один адаптер к LАN-порту роутера, а другой с функцией беспроводной точки доступа подключается к любой розетке в доме. Подробнее о Powerline адаптерах, для проводной сети (без функции точки доступа) вы можете прочитать .

Настройка расширителя сети : для настройки базовых параметров набора Роwеrlinе-адаптеров вы можете использовать входящее в комплект поставки программное обеспечение. Если потребуется изменить настройки беспроводного соединения, откройте с помощью программы веб-интерфейс адаптера.

Внимание! Увеличивая мощность передачи через веб-интерфейс роутера, делайте это поэтапно, так как это может сказаться на качестве сигнала.

Выбор правильного положения для устройств приема

Помимо выбора оптимального положения роутера , не стоит забывать и об устройстве, которое принимает сигнал. Ведь даже небольшие изменения положения могут значительно повлиять на результат. Возьмем к примеру ноутбук. Разместите ноутбук таким образом, чтобы крышка дисплея, в которой размещена антенна, была обращена в сторону источника беспроводного сигнала. Затем медленно передвигайте или поворачивайте устройство, тем самым вы узнаете как найти зону оптимального приема сигнала . Вы также можете проверить результат с помощью программы inSSIDer (ссылка выше).

Использование USB удлинителя

Длинный антенный кабель может негативно сказаться на качестве приема, тогда как USВ — шнур длиной до 5м таких проблем не доставит. Поэтому имеет смысл разместить беспроводной USВ — адаптер в зоне покрытия беспроводной сети, используя длинный USВ — кабель. С помощью держателя, входящего в комплект поставки многих USB — адаптеров, устройство можно закрепить на определенной высоте, чтобы добиться более уверенного приема от роутера. Использование USB удлинителя будет хорошим вариантом для удаленной от роутера комнаты. Например, я применил его в спальне для компьютера в корпусе mini-ITX.

Внутренние платы для подключения ПК к беспроводной сети

Не секрет, что для настольных компьютеров доступны платы расширения с Wi-Fi-модулем, однако ввиду их внутреннего расположения, антенны, как правило, оказываются спрятаны под столом ил за стеной тумбы. В своем HTPC я использовал именно этот вариант, так как в полке под техникой не было задней стенки. Если антенны вывести не удается, то более эффективным и доступным решением будет подключаемый по USB беспроводной адаптер. Неплохая модель — TP-Link TL-WN822N, так как его антенны можно развернуть в нужном направлении, да и расположить не только сзади вашего системного блока.

В этом разделе речь пойдет о небольших приспособлениях, изготовленных своими руками и не только, которыми вы сможете значительно увеличить дальность действия своей беспроводной сети .

Параболическое зеркало своими руками . Как вы уже знаете, антенны роутера излучают сигнал равномерными кругами, а параболическое зеркало соберет этот сигнал в пучок и передаст его в определенном направлении. Вам понадобится лишь ножницы, фольга, бумага и клей. Зеркало необходимо надеть на одну из антенн вашего маршрутизатора и повернуть ее в сторону устройства приема.

Использование дополнительной антенны

Сейчас легко найти в компьютерных магазинах специальные антенны, которые, благодаря своим размерам и форме способны обеспечить более высокое качество передачи сигнала, нежели антенны, встроенные в wi-fi роутер.
Основное их преимущество заключается в том, что кабель позволяет разместить одну или несколько антенн на возвышенной точке.

Установка внешней антенны для беспроводной сети

Владельцам загородных домов, проводящих долгое время во дворе и желающим использовать беспроводной интернет, придет на помощь внешняя антенна. Неплохим вариантом окажется TP-LinkьTL-ANT2409B, способная улучшить прием сигнала. От вас понадобится закрепить антенну на внешней стене, подключить ее к вашему wi-fi роутеру. Помните, что антенна должна быть направлена в ту сторону, где требуется обеспечить уверенный прием, поэтому п0 возможности закрепите ее на возвышенной точке.

При покупке антенны, обращайте внимание на экранирование кабеля, так как сигналы, которые передаются по антенному кабелю, подвержены влиянию помех. Качество кабеля можно определить по коэффициенту затухания, измеряемый в дБ. Хороший кабель длиной 5м не должен иметь коэффициент затухания более 3дБ.

Использование wi-fi параболической антенны

Параболические антенны предназначены для передачи сигнала беспроводной сети между двумя подобными антеннами на расстояние до нескольких километров. Если вам необходимо передать сигнал на расстояние более 100 м, то это решение вашей проблемы.

Направленные параболические антенны применяется для подключения клиентских Wi-Fi устройств, находящихся на среднем и дальнем расстоянии от центральной точки доступа, либо для построения Wi-Fi соединений типа точка-точка. Как правило, такая антенна обладает коэффициентом усиления 24 дБ в диапазоне частот 2,4 – 2,5 ГГц и применяется для приема-передачи электромагнитных волн с вертикальной или горизонтальной поляризацией. Конструкция параболической wi-fi антенны состоит из логопериодического облучателя в прочном корпусе, который крепится к отражателю, имеющему сетчатую структуру (для снижения парусности и общего веса антенны). В стандартной комплектации антенна имеет СВЧ кабель длиной 1 метр с разъемом N-типа (N type female).

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.

Обратите внимание, что некоторый софт может быть представлен в виде демоверсий и иметь условно-бесплатное распространение.

Напоследок сделаем отступление. Один из наших покупателей, ознакомившись с нашим устройством был сильно удивлен его возможным применением и написал нам — вы сделали оборудование для воровства WiFi!

Конечно, злоумышленник может использовать «WiFi Agent» для противоправных целей. Но, с таким же успехом можно обвинить продавцов топоров в том, что новый «Раскольников» купит топор и нападет на старуху-процентщицу. А уж продавцы посуды — это вообще пособники преступников. Тут и ножи, и скалки, и страшное орудие — чугунная сковорода.

В свете последних принимаемых законов, необходимо отметить, что наше устройство не содержит в себе каких-либо криптографических шифровальных средств и не является WiFi роутером. USB WiFi адаптер с направленной антенной «WiFi Agent» не использует какие-либо средства для взлома чужих сетей и не делает процесс «воровства» ни на йоту проще, нежели штатный WiFi адаптер ноутбука.

Мы считаем, что вопрос использования каких-либо устройств в рамках закона это прямая обязанность потребителя. Поэтому, конечно же, совершая любое действие, всегда необходимо помнить о правовой стороне вопроса.

Мы рекомендуем использовать «WiFi Agent» в ситуациях, когда штатный WiFi адаптер вашего ноутбука или ПК принимает сигнал WiFi сети с низким уровнем, а также в случаях, когда вам необходимо пользоваться своей WiFi сетью, находясь на большом удалении от роутера.

Теги:

• РЭМО
• wi-fi
• усиление сигнала