Покрытие вай фай. Как увеличить радиус действия wifi

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

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

Какое оборудование необходимо для создания беспроводной сети?

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

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

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

Каков стандартный радиус действия Wi-Fi сети?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Что такое организация сети в режиме Infrastructure?

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

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

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

Насколько быстрой может быть беспроводная сеть?

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

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

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

Безопасна ли для здоровья беспроводная связь?

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

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

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

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

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

Режимы работы точки доступа

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

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

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

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

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

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

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

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

Безопасность, шифрование и авторизация пользователей в беспроводных сетях.

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

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

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

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

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

Развитие технологии WiFi

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

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

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

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

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.

У каждого роутера есть свой максимальный радиус действия, изначально заложенный производителем. Но обычно роутер работает не на полную мощность по некоторым причинам. Его возможности можно увеличить не только перенастройкой, но и дополнительным оборудованием.

От чего зависит сила и дальность действия сигнала

У всех современных моделей роутеров одинаковый принцип работы. Есть две основные характеристики сигнала:

• сила - максимальная скорость приёма и отдачи бит в секунду;
• дальность - расстояние от роутера, на котором можно поймать стабильно работающий Wi-Fi-сигнал.

У всех роутеров на силу и дальность сигнала влияют следующие факторы:

• скорость подаваемого интернет-соединения. Она влияет на максимально возможную скорость Wi-Fi-сети. Роутер не может передавать данные в интернет быстрее интернет-кабеля или интернет-модема. При этом максимальная скорость Wi-Fi иногда ниже максимальной скорости интернет-соединения;
• максимальная проходная способность. Роутер является маршрутизатором, то есть перенаправляет входящие и исходящие данные в нужный поток, но скорость сортировки информации ограничена. В большинстве случаев она выше, чем максимальная скорость интернет-соединения, но в дешёвых или старых моделях может быть недостаточной;
• настройки роутера. Есть несколько характеристик, рассмотренных в отдельном пункте, которые влияют на качество сигнала;
• антенна. Она играет самую важную роль в распространении сигнала. От неё зависит, как далеко и в каком направлении будет раздаваться сигнал;
• приёмник. У каждого устройства есть встроенный Wi-Fi-приёмник и небольшая антенна. Если вам не хватает мощности сигнала, возможно, дело в устройстве, а не в роутере. В него может быть установлен слишком слабый приёмник или антенна, мощности которой не хватает для приёма среднего Wi-Fi-сигнала.

Скорость подключённого интернет-соединения и максимальную пропускную способность роутера без замены оборудования никак не изменить. Но остальные параметры можно настроить вручную, тем самым добившись максимального эффекта.

Видео: как усилить сигнал Wi-Fi

Как улучшить сигнал без покупки оборудования

Есть несколько способов, с помощью которых можно изменить характеристики сигнала в лучшую сторону, не прибегая к покупке нового оборудования. Рассмотрим их в порядке возрастания сложности и времязатратности реализации.

Перемещение роутера

Если у вас есть возможность, переместите роутер к тому месту, где проводите в интернете больше всего времени. Так как в большинстве роутеров установлена круговая антенна, они раздают сигнал по определённому радиусу вокруг себя. А чем дальше расстояние от центра, то есть от роутера, тем слабее сигнал. Он не обрывается резко, а уменьшается постепенно до тех пор, пока не станет слишком слабым для стабильной передачи информации.

Сигнал раздаётся во все стороны

Изменение местоположения роутера также может помочь, если соединение с интернетом осуществляется при помощи модема. Возможно, в новом месте модем будет лучше ловить сигнал, а значит увеличится скорость соединения и Wi-Fi-сети.

Настройка роутера

У сети, раздаваемой роутером, есть две характеристики, которые можно изменить в любой модели роутера:

• канал - это определённая частота, на которой работает сеть. Если вы живёте в многоквартирном доме или находитесь в офисе с несколькими роутерами, они могут совпасть, несколько роутеров будут работать в одном канале. В результате скорость сигнала упадёт из-за того, что роутеру придётся фильтровать сигналы, предназначенные другим роутерам;
• частота - современные роутеры умеют работать в двух видах частот (2.4 ГГЦ и 5 ГГц). Чаще всего по умолчанию используют первую версию, но некоторые модели позволяют перейти на вторую. Так как большинство роутеров работает в диапазоне 2.4 ГГц, то после перехода на другой режим снизится количество помех. При этом нужно учитывать, что 5 ГГц подходят для раздачи сигнала на большие расстояния, а в небольшом помещении, особенно при наличии преград, могут проигрывать в качестве. Лишь опытным путём, проверив скорость и дальность сигнала на обеих частотах, можно выяснить, какой вариант лучше в вашем случае.

В некоторых моделях можно вручную настроить мощность сигнала. Иногда этот параметр выставляется в процентах, а иногда в трёх значениях: низкая, средняя, высокая.

Поиск используемых каналов

В России разрешено использовать 13 каналов (от 1 до 13 для 2.4 ГГц), в Америке - 11. Поэтому номер канала, доступный вам, будет ограничен страной проживания. Обязательно уточните эту информацию перед изменением канала. После установки запрещённого значения устройство не сможет подключиться к сети.

Перед изменением канала нужно понять, стоит ли это делать и на какой канал можно перейти. Для этого выполните следующие шаги:

Изменение канала

Узнав, какой канал загружен меньше всего, можно переходить к настройке роутера. Осуществляться она будет через панель управления, доступную с любого устройства, подключённого к Wi-Fi-сети или по LAN-кабелю к роутеру:

Смена частоты

Если ваш роутер поддерживает смену частоты, то в панели управления эту функцию можно найти в настройках беспроводной сети. Для активации 5 ГГц Wi-Fi-сети нужно перейти на один из следующих каналов: 36, 40, 44, 48 (данные для России, в других странах может отличаться).

Выбираем, на какой частоте работать роутеру

Перейдя на новую частоту, проверьте, стал ли интернет работать стабильнее и быстрее, увеличился ли радиус доступа к сети.

Изменение мощности

Некоторые модели позволяют изменить мощность сигнала в панели управления роутером. Если данный пункт есть в настройках вашей модели, то установите максимально доступное значение.

Указываем максимальную мощность

После изменения настроек сохраните внесённую информацию и перезагрузите роутер.

Отключение энергосбережения

Этот пункт касается настройки устройства, подключаемого к сети. Если на ноутбуке, телефоне или планшете активирован режим экономии заряда, то это может сказываться на стабильности приёма сигнала.

Так как для работы с Wi-Fi-сетью нужно много энергии, при активированном энергосбережении устройство пытается при любой удобной возможности перестать обмениваться информацией по сети. Из-за этого скорость интернета может упасть.

Windows

Для деактивации режима энергосбережения в Windows 10 кликните по иконке батареи, находящейся в нижнем правом углу панели быстрого доступа. В развернувшемся блоке перегоните ползунок в сторону максимальной производительности. Необязательно устанавливать максимальное значение, главное, чтобы не был активирован режим максимально долгой работы.

Перегоняем ползунок в сторону производительности

Android

Проведите по экрану устройства сверху вниз. Найдите значок в виде батареи. Если режим активирован, то значок окрасится красным цветом или превратится в батарею с плюсом (зависит от версии прошивки). Нажмите на иконку, чтобы деактивировать режим.

Нажимаем на иконку батареи, чтобы деактивировать режим энергосбережения

iOS

Для деактивации режима на операционной системе iOS нужно выполнить следующие действия:

Как улучшить сигнал с помощью нового оборудования

Для решения проблемы можно прибегнуть к замене некоторых компонентов или покупке дополнительных устройств.

Замена принимающего устройства

Изучите характеристики устройства, с которого вы подключаетесь к Wi-Fi-сети. Информацию можно найти на официальном сайте разработчика или в документации, идущей с устройством.

Возможно, производителем установлен плохой принимающий Wi-Fi-адаптер или слабая антенна. Почитав отзывы, вы можете узнать, сталкивался ли кто-то с подобной проблемой. Если для модели актуальна проблема с адаптером или антенной, можно будет заменить эти компоненты, установив более качественные комплектующие.

Можно заменить антенну устройства

Но заменять комплектующие стоит только в том случае, если у вас есть в этом достаточный опыт. При замене внутренностей гарантия на устройство будет аннулирована. Если в своих силах вы не уверены, обратитесь в сервисный центр.

Замена антенны

Задача антенны - раздавать и принимать ответный сигнал. От мощности антенны зависит дальность раздачи, от направленности - сектор, в который будет поступать сигнал. Существуют два их вида:

Вы можете купить более мощную круговую антенну, если хотите, чтобы сигнал раздавался во все стороны. Это удобно, если роутер, например, стоит на втором этаже, но к нему подключаются устройства и с первого этажа, и с третьего, и с комнат, находящихся по разные стороны от роутера.

Если же у вас есть возможность расположить роутер так, что все устройства будут расположены по одну линию относительно него, то можно приобрести направленную антенну. Так вы добьётесь высокой дальности распространения сигнала.

Доработка антенны

Если вы не хотите покупать новую антенну, то можете переделать имеющуюся или сделать новую своими руками. В интернете есть инструкции для разных моделей и описания того, как сделать антенну с нуля. Универсального способа нет, так как надо учитывать особенности каждого роутера, условия, в которых он будет находиться, задачи, которые перед ним стоят, а также другие характеристики антенны: длину, ширину, материал изготовления, форму.

Например, можно сделать специальную насадку из пенопласта пумпана или же деревянной планки и гвоздей. Данная насадка превращает круговую антенну в направленную, поэтому сигнал в определённом направлении усиливается, а в других ослабевает (смотреть пункт «Замена антенны»).

Насадку стоит делать, соблюдая размеры

Покупка репитеров

Репитер (или ретранслятор, или точка доступа) - это устройство, которое пересылает кем-то отправленный Wi-Fi-сигнал. Репитер ловит сигнал от роутера и распространяет его вокруг себя с увеличенной силой, то есть ретранслирует его дальше.

Репитер удобно использовать в том случае, если розданная сеть не достаёт до какой-то точки дома или офиса. Установив репитер на крайней границе Wi-Fi сигнала, вы продлите дальность распространения основной Wi-Fi-сети. Настройка его проста: на роутере и на репитере одновременно нажимается одна кнопка, после чего происходит связка устройств, и с этого момента они начинают работать в паре.

Некоторые роутеры имеют функцию «Усилить», которая превращает роутер в репитер. Если у вас есть два роутера, то можете сделать из одного Wi-Fi-точку, то есть оставить ему функцию роутера, а второй превратить в репитер.

Покупая точку доступа, нужно учитывать совместимость роутера с данной моделью репитера. Рекомендуется приобретать репитер и роутер от одного производителя. Например, если у вас есть роутер TP-Link, то лучше покупать репитер компании TP-Link.

Видео: как усилить сигнал через репитер

Есть множество способов, позволяющих улучшить сигнал беспроводной сети. Если не покупать оборудование, можно добиться результата при помощи изменения настроек роутера, перемещения устройства, отключения режима сбережения батареи. Сделав небольшие вложения, можно заменить комплектующие принимающего устройства, антенну роутера или приобрести репитер.

Как увеличить дальность Wi-Fi – это вопрос, который тревожит чуть ли не каждого обладателя роутера. Дело в том, что в больших помещениях уровень сигнала сильно снижается даже на относительно небольшом расстоянии от источника сигнала. Это, в свою очередь, негативно сказывается на скорости соединения.

Как увеличить зону покрытия беспроводного роутера

Чем ниже уровень сигнала, тем выше вероятность потери пакетов данных. Что же делать в таком случае? Как увеличить радиус действия Wi-Fi сети?

Существует несколько способов, как увеличить зону покрытия Wi-Fi дома:

• Правильная организация сети (расположение роутера).
• Улучшить прием при помощи усиленных антенн.
• Применение репитеров (усилители сигнала или так называемые повторители).
• Настройка второго роутера в режиме «Мост».

Как видите, способов достаточно много. Конечно, почти все они требуют определенных финансовых затрат. Но первый вариант абсолютно бесплатный. При этом правильное размещение маршрутизатора позволит существенно расширить радиус покрытия.

Где лучше всего разместить точку доступа

Первое правило заключается в том, чтобы расположить ваш маршрутизатор в центре помещения. Благодаря этому у вас не будет удаленных комнат, все они будут на равном расстоянии. Второй шаг – поднять роутер на максимальную высоту. Лучше всего поставить его на полку под самым потолком.

Wi-Fi передается при помощи радиоволн, поэтому чем выше вы разместите антенну источника сигнала, тем шире будет зона действия сети.

Выполнив эти простые правила, вы сможете произвести максимальное увеличение дальности Wi-Fi покрытия. При этом без каких-либо финансовых затрат.

Помимо этого, в продаже имеются усиленные антенны. Они имеют стандартное крепление и вкручиваются вместо стандартных антенн. Они имеют большие размеры. Благодаря этому увеличивается дистанция трансляции сигнала.

Такое оборудование имеет наименьшую стоимость из списка устройств, требуемых для усиления сигнала Wi-Fi.

Как увеличить дальность действия Wi-Fi: Видео

Как улучшить прием при помощи усилителей сигнала

Это устройства, которые работают в режиме моста. То есть увеличение радиуса действия Wi-Fi происходит следующим образом: репитер подключается к вашей точке доступа и раздает ее сигнал дальше. Таким образом вы сможете покрыть целый жилой дом. При необходимости вы можете использовать несколько репитеров. Настраивается такое устройство очень просто.

Для начала включите его в розетку. Теперь подключите ваш ноутбук или планшет к усилителю сигнала по Wi-Fi. Для входа в меню настроек репитера потребуется ввести логин и пароль – admin, admin соответственно. Эти данные могут отличаться. Узнать их вы сможете в инструкции к оборудованию.

Более подробно о подключении и настройке подобного устройства вы сможете узнать в инструкции, которая прилагается к гаджету. Дело в том, что каждая модель имеет свои особенности и описать универсальные настройки просто невозможно. Итак, теперь вы знаете, как увеличить дальность приема Wi-Fi сигнала при помощи повторителя (ретранслятора).

Улучшение приема при помощи второго роутера

Стоит отметить, что покупка второго роутера обойдется дороже, чем приобретение ретранслятора. Однако иногда у пользователей уже имеются два маршрутизатора или по каким-либо причинам целесообразно купить второй.

В любом случае стоит помнить, что не каждая модель поддерживает функцию «Мост». Рассмотрим настройку этой функции на примере маршрутизатора D-Link Dir-615.

При использовании второго роутера увеличение зоны покрытия Wi-Fi происходит благодаря созданию отдельной домашней сети, которая связана с первой точкой доступа.

В результате у вас получаются две разные сети, но с выходом в интернет через первый (главный) роутер. Другими словами, второй маршрутизатор подключается к первому только для выхода в глобальную сеть.

Итак, подключитесь к точке доступа по воздуху или кабелю. Для входа в меню параметров вам придется ввести IP роутера в адресной строке браузера. Узнать IP вы можете в инструкции к гаджету или на самом девайсе (имеется наклейка с информацией о продукте). Далее введите логин и пароль – admin, admin соответственно.

Нажмите «Расширенные настройки». В разделе «Wi-Fi» выберите пункт «Клиент».

В этом разделе нужно поставить галочку в строке «Включить».

Ниже появится список доступных соединений. Выберите название вашей первой точки доступа. Еще ниже необходимо ввести пароль от первой сети. После этого нажмите кнопку «Применить».