5 лет назад 28 октября 2013 в 0:55 326

Wi-Fi: не только до соседнего дома. После выхода материала по самодельной Wi-Fi антенне на досуге перечитал текст и понял, что из-за ограничения по размеру много полезной информации осталось за кадром. Данный труд призван дополнить его и дать больше о практическом использовании Wi-Fi. Полагаю, что он будет полезен многим пользователем, так как я на своей шкуре ощутил недостаток информации по этому вопросу.

Более-менее адекватные FAQ по данной теме расположены на сайте производителей оборудования, но направлены они не столько на просвещение пользователя, сколько на склонение его к покупке того или иного товара. Ролики на YouTube более информативны: в силу консерватизма и неповоротливости далеко не все производители освоили этот вид контента, а вот пытливые умы уже вовсю ведут свои каналы, выкладывая по 2-3 свежих гайда или ворклога в неделю. Ну а так чтобы все и в одном месте (хорошо, буду оптимистом: основная информация), да ещё на русском языке… Печально.

Первая и самая главная проблема – дальность приема. Она зависит от трех факторов: расстояние, наличие прямой видимости и тип антенн на обеих устройствах. Остальные параметры, как-то погодные условия, влияют в меньшей степени. Расстояние. Чем ближе два устройства, связанных по Wi-Fi, расположены друг к другу, тем выше скорость передачи данных при прочих равных. Тут как-бы все просто и понятно на интуитивном уровне.

Прямая видимость. Очень важный параметр, но многие недооценивают его важность. Так, серьезным препятствием для передачи данных по Wi-Fi являются не только бетонные и кирпичные стены, но и деревянные двери, оконные стекла, даже листва на деревьях. Но нет худа без добра: иногда отраженный сигнал делает возможным хороший и устойчивый линк между двумя точками при отсутствии прямой видимости. Но это правило не действует на больших расстояниях, так что сильно надеяться принять сигнал от точки доступа, расположенной за домой на расстоянии пару километров на штатные антенны обычных «свистков», не стоит.

Выбор антенны. Тут лучше всего привести пример с прожектором. Сфокусированный в узкий пучок свет, излучаемый лампой, будет распространяться на бОльшее расстояние, чем при отсутствии отражателей и фокусирующей системы. Так же и с Wi-Fi: установить хороший, устойчивый высокоскоростной линк на расстоянии нескольких километров при использовании пары направленных антенн куда проще, чем с использованием ненаправленных, пусть даже эти всенаправленные (штыревые) антенны обладают большим коэффициентом усиления.

Собственно, коэффициент усиления (КУ) – одна из основных характеристик любой антенны. Не буду загружать вас определениями (там много непонятных простому пользователю терминов, а если все они вам понятны, то зачем читаете этот материал?), скажу лишь что чем он выше, тем «лучше» работает антенна (грубо говоря). Чтобы измерить КУ своими силами, нужно довольно дорогое оборудование, а также навыки работы с ним, так что измерить его в домашних условиях не представляется возможным. Как правило, производители антенн прописывают КУ в характеристиках продуктов, а умельцы заявляют из в описании своих поделок.

Антенны можно условно разделить на внутренние и внешние. Различить их просто: внутренние не торчат из устройств, внешние торчат. Внутренние антенны выполняются печатными проводниками на плате или прокладываются по периметру корпуса (например, в ноутах они расположены по периметру экрана за декоративной рамкой), реже выполняют из тонкого хитровыгнутого металла. Из-за малых габаритов и ухудшающих прием факторов (например, когда одна из крышек ноутбука металлическая) они эффективны только в непосредственной близости от точки доступа, а при удалении на значительное расстояние или за преграды (стены, перекрытия) быстро падает скорость или сигнал теряется вовсе. Внешние антенны бывают самых разных габаритов соединяются они с Wi-Fi модулем коаксиальным кабелем (а иногда сами модули встраиваются в антенны), и их характеристики заметно лучше, чем у внутренних.

Я не упомянул про излучаемую передатчиком мощность, так как в подавляющем большинстве Wi-Fi оборудования (для домашнего применения) она исчисляется несколькими десятками милливатт, реже парой-тройкой сотен миливатт. Если точка доступа или другая Wi-Fi карточка обладают большей мощностью, то это явно указывается в характеристиках. Плюс, не всегда правило «больше мощности – больше зона покрытия» работает. Дело в том, что работа Wi-Fi строится на поочередном обменом «сообщении» между устройствами. Думаю, многие из вас сталкивались с тем, что ваш ПК или КПК видят какую-либо беспроводную сеть, и вроде уровень сигнала вполне нормальный (пара «палок» из пяти), но подключиться к ней никак не получается.

Связано это с тем, что ваше устройство из-за меньшей, чем у точки доступа, мощности не может «докричать» до ТД, хотя сигнал от ТД ловит без труда. Собственно, именно из-за этого устройства с внутренними антеннами плохо реагируют на удаление от точки доступа, а сами ТД с внутренними антеннами покрывают значительно меньшую площадь, чем оборудованные выносными антеннами, хотя конструктивное исполнение Wi-Fi модуля и его характеристики могут быть полностью идентичными. В связи с этим понятие «больше мощности – больше дальность» следует распространять на все устройства, которые вы планируете между собой соединить.

При выборе подходящего решения обычно учитываются текущие ресурсы и расположение. Если нужно связать два устройства по Wi-Fi на большом расстоянии, то используют направленные антенны. Если надо развернуть точку доступа для подключения пользователей, то используют всенаправленные антенны или несколько направленных антенн, поднимая их на высоту клиентских устройств. То есть правило «подниму повыше – лучше будет видно» действует на Wi-Fi ограниченно: поднимая антенну высоко над потребителями, вы увеличиваете мертвую зону возле передатчика.

Так, этажом ниже под моей квартирой установленная возле окна ТД вообще не ловится, а стоит отойти на пять метров в разные стороны, уровень сигнала отличный. Происходит это по двум причинам: использование направленной антенны и бетонное перекрытие между этажами. Если антенну «повернуть» вниз, то дальность приема уменьшится, но в непосредственной близи от точки доступа «ловить» будет отлично.

Нередко для увеличения качества приема Wi-Fi модулями с интегрированными антеннами используют приемопередатчики, состоящие из двух антенн, соединенных кабелем. Одна антенна располагается максимально близко к устройству (несколько сантиметров), а вторая направляется на источник сигнала. Получается, что «большая и сильная» антенна с высоким коэффициентом усиления хорошо «ловит», далее сигнал передается на вторую антенну, которая «бьет» прямо в интегрированную в Wi-Fi устройство антенну. При передаче сигнала путь обратный: с интегрированной в близрасположенную, далее сигнал по кабелю передается на большую, которая уже излучает его в нужном направлении. Менее эффективно, чем непосредственное подключение кабелем к устройству, но лучше, чем совсем без антенны. Например, такое решения я видел на компактных 3G роутерах от компании Мегафон.

Подключение нескольких антенн к одному устройству нередко позволяет добиться хороших результатов как по приему, так и по передачи сигнала, но это требует согласования всех антенн для эффективной работы связки «Wi-Fi модуль – антенны», но об этом в другой раз.

Никто не прокомментировал материал. Есть мысли?