Как выбрать WiFi антенну

Когда дело доходит до выбора WiFi-антенны, конечно, непросто разобраться в различных доступных на рынке антеннах.

В статье Создание междугороднего WiFi-соединения мы увидели, как установить беспроводное соединение с роутером, находящимся за сотни метров или километров.

Отличный бесплатный сервис Эйрлинк of Ubiquity позволяет вам сразу понять, возможно ли соединение WiFi (это позволяет вам установить, есть ли оптическая видимость между антеннами), и выбрать антенны WiFi, определив их соответствующие размеры.

Разница между направленными и всенаправленными антеннами

Первое важное различие, которое можно провести в случае радиоантенн, состоит в том, что их можно сгруппировать в два набора, отличающихся друг от друга: всенаправленные антенны и направленные антенны.

Всенаправленная антенна излучает радиоволны во всех направлениях. В идеале, как видно на рисунке ниже, в этом случае волны излучаются в сферической форме.

Что касается уровня сигнала, он достигает своего максимума в горизонтальных плоскостях (красный цвет на изображении), в то время как выше и ниже он падает до нуля.

В случае направленных антенн, наоборот, сигнал по существу излучается только в одном направлении.

Антенну следует понимать как расположенную в точке пересечения трех плоскостей X, Y и Z.

Проще говоря, тенденция антенны концентрировать сигнал в определенном направлении называется усилением и измеряется в дБ.

Представьте себе всенаправленную антенну, как показано выше. Идеальная всенаправленная антенна, которая излучает сигнал во всех направлениях с одинаковой интенсивностью, как если бы имела дело со сферой, будет иметь коэффициент усиления 0 дБ.

Всенаправленная антенна с коэффициентом усиления 2 дБ будет распространять сигнал, немного повторяя форму планеты Земля или слегка сплющивая на полюсах; всенаправленная антенна, характеризующаяся коэффициентом усиления 15 дБ, будет излучать сигнал, как если бы она имела дело с тарелкой, то есть по существу горизонтально.

Если вы поместите всенаправленную антенну с усилением 15 дБ в здании, сигнал будет оставаться в одной плоскости, никогда не достигая нижнего и верхнего этажей.

Те же соображения применимы и к направленным антеннам. Таким образом, если направленная антенна дает усиление 20 дБ, необходимо позаботиться о правильном расположении приемной антенны, потому что сигнал будет гораздо более «концентрированным».

Когда мы говорим о радиоантеннах, мы обычно имеем в виду две модели:

— Изотропная антенна. Это концептуальная абстракция антенны, которая излучает во всех направлениях однородным (изотропным) образом и работает на основе сферической симметрии.

— Диполь. Это антенна, обычно принимаемая за эталон, поскольку изотропная антенна является физически невозможной идеализацией.

Усиление антенны и мощность передачи

В спецификациях антенны WiFi значения усиления часто указываются в дБи (изотропные децибелы), которые выражают усиление в децибелах по сравнению с изотропной антенной.

Значение дБи выше, но оно, безусловно, менее полезно, поскольку антенна сравнивается с воображаемой антенной (фактически изотропной антенной).

Чтобы перейти от дБи к дБд, то есть коэффициенту усиления по отношению к идеальному диполю, достаточно вычесть значение 2,15. Например, в случае усиления 8 дБи это даст 5,85 дБд.

Концентрация сигнала в одном направлении приводит к тому, что он излучается практически с одинаковой мощностью, но, с другой стороны, охват в других направлениях будет потерян.

Таким образом, чтобы узнать зону покрытия антенны, необходимо будет проверить соответствующую мощность передачи, выраженную в дБм. Связь, существующая между усилением и мощностью, приводит к тому, что каждые 3 дБ усиления значение передаваемой мощности удваивается.

Этот эффект определяется концентрацией сигнала в одном направлении, как показано выше в случае всенаправленной антенны 15 дБ.

Диполь — простейший пример антенны, состоящей из пары прямых проводов.

Все антенны, установленные на обычных маршрутизаторах и точках доступа, являются диполями, даже если они защищены внешним пластиковым кожухом.

Поэтому при выборе антенны значение усиления выражается в дБи. Однако следует помнить о ключевом аспекте, показанном в этой статье, то есть чем выше значение усиления в дБи, тем больше антенна будет излучать сигнал в определенном направлении.

Более важным является значение дБм, относящееся к мощности передачи, которое обычно можно отрегулировать с панели администрирования программного обеспечения.

В связи с этим, однако, стоит отметить, что многие антенны или беспроводные устройства допускают мощность 27 дБм/500 мВт и более. Использование этих мощностей в нашей стране не допускается, так как они не могут превышать 20 дБм/100 мВт.

Поэтому мощность передачи антенны Wi-Fi должна быть отрегулирована таким образом, чтобы не выходить за допустимые пределы.

В случае обычного WiFi-маршрутизатора антенна является всенаправленной, и это правильно, поскольку сигнал должен излучаться во всех направлениях, чтобы «охватить» все позиции, в которых могут находиться клиентские системы.

Один из основных советов при выборе места для WiFi-маршрутизатора — разместить устройство в центре здания, поэтому не в децентрализованном положении и не за железобетонными стенами, перегородками из гипсокартона, географическими картами, бумагами и картоном, металлическими стенами, все элементы, которые имеют высокую степень поглощения и представляют собой наиболее важные препятствия для правильного распространения беспроводного сигнала.

Мы представили эту тему в следующих двух статьях:

— Увеличение покрытия сети Wi-Fi
— Репитер WiFi: как его установить и настроить

Если вам необходимо обмениваться данными по беспроводной сети с другими объектами, расположенными на расстоянии, вам придется выбрать вместо этого направленные антенны.

Услуга Эйрлинк Упомянутое во введении также помогает в этом отношении. Несмотря на то, что предлагаемые антенны являются брендом Ubiquity, вы можете выбрать их и проверить их характеристики, чтобы выбрать антенны предпочитаемого вами производителя.

Изменив модель антенны в разделе «Усиление антенны» в нижней части правого столбца, вы получите оценку пропускной способности WiFi-соединения и уровня сигнала в дБм. Значения свыше -85 дБм можно рассматривать как предельные значения, за пределами которых невозможно установить связь или в любом случае обмен данными будет происходить нестабильно, с высокой скоростью потери пакетов.