Мы принимаем к оплате:

«Подарочный сертификат» от нашего Учебного Центра – это лучший подарок для тех, кто Вам дорог! Оплате обучение и подарите Вашим родным и близким обучение по любому из курсов!!!

«Сертификат на повторное обучение» дает возможность повторно пройти обучение в нашем Учебном Центре со скидкой 1000 рублей!

А также:

Как направлять антенны роутера

Как правильно расположить антенны Wi-Fi роутера — Зачем они нужны и установка направления

Первые Wi-Fi роутеры выпускались с одной антенной. Позже появились модели с двумя, тремя, четырьмя. А у некоторых маршрутизаторов их количество вообще может доходить до десятка. В то же время встречаются роутеры вообще без них. В чём секрет? Зачем одним устройствам так много антенн, в то время, как другие обходятся вовсе без них? Что они дают и сколько их должно быть для хорошего покрытия Wi-Fi? Об этом речь пойдёт в нашей статье.

Зачем антенны на роутере

Не вдаваясь в глубокие нюансы радиотехники, сразу отметим: любому принимающему и передающему сигнал радиоустройству необходима антенна. Без неё, сам по себе передатчик отсылать и принимать радиоволны не может.

Антенна есть в любом смартфоне, в Wi-Fi адаптере и, конечно, в Wi-Fi роутере, даже если её не видно. Раньше телефоны, например, поголовно выпускались с внешней антенной. А у некоторых она ещё и дополнительно выдвигалась для улучшения приёма. Сейчас таких моделей вы не найдёте. Все современные смартфоны и телефоны выпускаются с встроенной внутренней. То есть она спрятана внутри корпуса устройства и визуально её не видно.

То же самое касается роутеров. Если вы видите беспроводной маршрутизатор без антенны, знайте: она там есть, только внутри. Wi-Fi роутеров без них не бывает в принципе. При этом количество встроенных антенн тоже может быть разным – одна, две, три. Иногда, для улучшения приёма, она располагается по всему периметру корпуса. Но внешняя всё равно работает лучше. У неё больше коэффициент усиления.

Вопреки расхожему мнению, антенна вовсе не делает радиосигнал мощнее. Мощность сигнала зависит от передатчика. Она делает его устойчивей и увеличивает радиус действия за счёт распределения сигнала в определенных направлениях. То есть чем больше коэффициент усиления, тем большую площадь покрытия Wi-Fi можно обеспечить.

Теперь давайте разберёмся зачем роутеру так много антенн и как это влияет на качество его работы.

Сколько нужно антенн домашнему роутеру

Старые маршрутизаторы работали с одной антенной и, вроде бы, неплохо справлялись со своей задачей. Зачем же кому-то пришло в голову прикрутить к роутеру ещё одну?

Раньше интернет был медленным и, зачастую, предоставляемая провайдером скорость была в пределах одного-двух мегабит в секунду. Но со временем скорости выросли, соответственно, увеличились и требования к сетевому оборудованию.

Чем быстрее интернет, тем быстрей должен работать и Wi-Fi. Иначе беспроводные устройства будут работать медленно. В связи с этим у роутеров и «отросла» вторая антенна.

Дело в том, что у старых моделей маршрутизаторов одна антенна одновременно работала на приём и передачу (SISO). Одной было не достаточно, чтобы обеспечить высокую скорость работы даже при мощном передатчике. Такие маршрутизаторы максимум могут обеспечивать 72 Мбит/сек в беспроводной сети при ширине канала 20 МГц. На практике существенно меньше – 30-50 мбит/сек. Что, при одновременной работе в сети трёх-четырёх клиентских устройств, очень мало.

Две и более

Тогда стали выпускать роутеры с двумя антеннами, обе работают одновременно на приём и передачу. Это позволило увеличить скорость до 144 Мбит/сек. Такая схема работы называется MIMO – в переводе с английского «множественный ввод-вывод».

Кстати, современные смартфоны, планшеты и ноутбуки тоже оснащены как минимум двумя антеннами. Если у вас старое устройство с одной, оно не сможет полноценно работать с двухантенным роутером, и скорость передачи данных будет меньше.

Ок, но зачем тогда третья антенна? Опять же для скорости. Обычно в роутерах с тремя антеннами используются конфигурации 3×3 MIMO или 2×3 MIMO. То есть три (во втором случае две) антенны используются для передачи. При приёме задействованы все 3. Такая конфигурация может обеспечить скорость в беспроводной сети на уровне 216 Мбит/сек. Если ширина канала будет не 20, а 40 МГц, то скорость будет до 450 Мбит/сек. Это при модуляции 64-QAM. Но если роутер и устройства поддерживают TurboQAM и или NitroQAM, то скорость может быть существенно выше!

Есть роутеры и с четырьмя антеннами, поддерживающими 4×4 MIMO. Правда такие роутеры нельзя запитать по технологии PoE, так как мощности PoE уже не хватает для поддержки даже 3×3 MIMO.

Скорости приведены для передачи на частоте 2.4 ГГц, если роутер работает на 5 ГГц, то скорость передачи будет выше – до 433 Мбит/с на канал .

Оптимальное количество

Нужны ли монстры с четырьмя антеннами в обычной квартире? Чаще всего нет. Дело в том, что большинство провайдеров предоставляют подключение к сети по витой паре (Ehternet), где максимально возможная скорость 100 Мбит/сек, а реально ниже. А если у вас xDSL подключение по телефонной линии, то, скорее всего, скорость будет в пределах 20-30 Мбит/сек. Поэтому необходимость использовать роутер, раздающий Wi-Fi на скорости 1 Гбит/сек лишена смысла.

То есть для пользователя в обычной небольшой квартире с подключением к интернету по телефону или Ethernet вполне подойдёт обычный роутер с двумя антеннами. Или даже с встроенной антенной, если помещение небольшое. Мощный роутер с четырьмя антеннами понадобится, если у вас интернет подключен по оптоволоконной линии, обеспечивающей скорость выше 1 Гбит/сек. Также высокая скорость Wi-Fi важна при просмотре потокового видео и при онлайн-играх. Особенно если в вашей сети несколько геймеров, одновременно подключенных к интернету.

Двухдиапазонные

Но в современных роутерах у антенн может быть и другое назначение.

Современные маршрутизаторы всё чаще выпускаются двухдиапазонными – то есть они работают на частоте 2,4 и 5 ГГц. Тогда две антенны используются для частоты 2,4 ГГц, а две – для 5 ГГц.

Поэтому двухдиапазонные роутеры, как правило, оснащены четырьмя и более антеннами. Учитывайте этот фактор при покупке такого устройства. В техническом описании двухдиапазонных роутеров производитель указывает общую максимальную скорость. Однако обратите внимание, что в подробном описании фигурируют две скорости – для диапазона 2,4 ГГц и 5 ГГц.

Как должны быть направлены

Внешние антенны на роутере, независимо от того съёмные они или нет, закреплены подвижно. Их положение можно менять. У многих пользователей возникает вопрос: как должны быть расположены антенны на Wi-Fi роутере, куда они должны быть направлены.

Отметим, что существует два вида антенн: узконаправленные и всенаправленные. Первые собирают сигнал в пучок и транслируют его в одном конкретном направлении. Всенаправленные вещают во все стороны. В роутерах используются только всенаправленные, поэтому нацеливать их куда-либо не нужно.

Тем не менее, рекомендуется направлять антенны роутера вверх. Установленные в таком положении они обеспечивают максимальное покрытие, потому что сигнал распространяется по горизонтали на предельно возможное расстояние во все стороны.

Если разместить антенны горизонтально, сигнал будет распространяться по вертикали, то есть вверх и вниз. Что оправдано, если нужно обеспечить покрытие на верхнем и нижнем этажах. В обычной квартире имеет смысл разместить антенны вертикально с небольшим уклоном в сторону желаемого максимального обеспечения покрытия.

Антенны выполнены подвижными для того, чтобы в любом положении роутера их можно было установить нужным образом. Ведь маршртуизатор может быть как установлен на ровной поверхности – на столе или на полу, так и размещён вертикально на стене.

Что касается роутеров с встроенными антеннами, то некоторые модели рекомендуется размещать вертикально на стене, поскольку расположение антенн в них горизонтальное. Но у большинства моделей внутри корпуса их несколько, и они располагаются как горизонтально, так и вертикально, обеспечивая стабильную работу в любом положении. Стоит поэкспериментировать с разным положение устройства, чтобы выяснить, в каком случае сигнал будет лучше.

Заключение

Итак, Wi-Fi роутеров без антенн не бывает – они могут быть внешние или прятаться в корпусе устройства. От их количества зависит покрытие и скорость работы Wi-Fi. Но это не критично для небольших помещений и подключения к интернету на скорости до 100 Мбит/сек.

Роутеры с большим количеством антенн нужны при высокоскоростном интернет-подключении, для онлайн-игр и потокового видео в высоком качестве. Руководствуясь этой информацией, вы можете определить нужен ли вам маршрутизатор с десятком антенн или же вполне достаточно обычного роутера с двумя.

Как прикрепить антенну с высоким коэффициентом усиления к маршрутизатору (и какую из них купить)

Для большинства людей маршрутизатор является первым портом захода при слабом сигнале Wi-Fi. У вас может быть маршрутизатор, предоставленный вашим поставщиком услуг, что представляет собой довольно неоднозначную картину.

Некоторые провайдеры хотят, чтобы вы действительно пользовались доступом в Интернет по всему дому.Другие поставщики услуг, похоже, гордятся тем, что предоставляют наихудший из возможных маршрутизаторов с бесполезными антеннами.

Если вы попадаете в последний лагерь, вы можете сделать простую модификацию маршрутизатора для усиления сигнала: антенну Wi-Fi с высоким коэффициентом усиления.Давайте посмотрим на варианты антенны с высоким коэффициентом усиления для вашего маршрутизатора.

Зачем устанавливать антенну с высоким коэффициентом усиления?

Перед установкой антенны с высоким коэффициентом усиления на маршрутизатор необходимо рассмотреть несколько важных вопросов.Сторонники антенн с высоким коэффициентом усиления предлагают сразу несколько положительных моментов при установке новых антенн на ваш маршрутизатор. Учтите следующее:

Увеличенный диапазон вещания: Перспектива увеличения диапазона вещания Wi-Fi - одно из самых заманчивых преимуществ маршрутизатора с высоким коэффициентом усиления. Подключить Wi-Fi к одному маршрутизатору в каждой комнате дома - отличная идея.
Управление трансляцией: Всенаправленная антенна с высоким коэффициентом усиления, замененная на направленную, обеспечивает точный контроль над направлением трансляции Wi-Fi.
Более высокая скорость Wi-Fi: Помимо увеличения дальности вещания, вы получаете потенциальное увеличение общей пропускной способности для повышения эффективности.

Типы антенн с высоким коэффициентом усиления

Существует два основных типа антенн с высоким коэффициентом усиления:

Всенаправленный: Радиочастотное вещание во всех направлениях, создавая зону покрытия.
Направленность: Радиопередача фокусируется на определенном направлении, создавая большее расстояние покрытия.

Также существуют специализированные типы антенн с высоким коэффициентом усиления. Например, параболическая антенна или антенна Yagi могут передавать ваш сигнал Wi-Fi на многие мили. Конечно, вы не хотите этого делать; есть параболические конструкции меньшего размера, более подходящие для домашней сети Wi-Fi.

Большой вопрос заключается в том, что вы хотите от антенны с высоким коэффициентом усиления, а также в рабочей частоте вашего маршрутизатора.Wi-Fi вещает на двух радиочастотных диапазонах: 2,4 ГГц и 5 ГГц. 2,4 ГГц медленнее с большим диапазоном, а 5 ГГц быстрее с меньшим диапазоном.

В этих диапазонах есть каналы вещания.Большинство маршрутизаторов автоматически выбирают широковещательный канал, а многие просто используют свою спецификацию по умолчанию. Однако некоторые маршрутизаторы могут назначать каналы с меньшими помехами, используя «умный» анализ.

На что следует обратить внимание перед приобретением антенны с высоким коэффициентом усиления

Прежде чем использовать антенну с высоким коэффициентом усиления, вам следует рассмотреть четыре аспекта:

Размещение маршрутизатора: Размещение маршрутизатора существенно влияет на диапазон его вещания.Если ваш маршрутизатор находится в дальнем углу гостиной, он не будет транслировать Wi-Fi на ваш задний двор (конечно, в зависимости от планировки вашего дома). Маршрутизатор должен располагаться в центре дома, вдали от стен и других твердых препятствий, которые, как известно, нарушают сигналы Wi-Fi.
Широковещательный канал: Как упоминалось выше, ваш маршрутизатор транслирует Wi-Fi на определенном канале. Каналы по умолчанию заполнены другими сигналами Wi-Fi, особенно если вы живете в квартире или ряду домов.У нас есть краткое руководство по выбору уникального беспроводного канала для вашего роутера.
Стандарты беспроводной связи: Wi-Fi - это Wi-Fi, верно? Не совсем. Диапазон и частота вещания регулируются различными стандартами беспроводной связи. Например, последний распространенный стандарт беспроводной связи 802.11ac передает частоту 5 ГГц на расстояние около 100–150 футов со скоростью до 1 Гбит / с, но только на частоте 5 ГГц. Стандарт беспроводной связи 802.11n передает частоты 2,4 ГГц и 5 ГГц со скоростью до 300 Мбит / с на расстояние до 200–250 футов.Суть в том, что старый маршрутизатор будет транслировать с использованием старых стандартов беспроводной связи, которые не могут обеспечить диапазон или пропускную способность, которые требуются большинству современных устройств и услуг.
Интегрированное повышение мощности: У некоторых маршрутизаторов есть настройка повышения мощности, которую можно найти на панели администрирования. Выполните поиск в Интернете по запросу «[тип вашего маршрутизатора] настройка увеличения мощности», чтобы узнать, так ли это.

Поэкспериментируйте с каналом позиционирования и вещания, а также дважды проверьте, соответствует ли он последним стандартам беспроводной связи, прежде чем открывать кошелек.

Как прикрепить антенну с высоким коэффициентом усиления к маршрутизатору

Присоединение новой антенны с высоким коэффициентом усиления - простая задача - зависит от вашего маршрутизатора.

К сожалению, не все маршрутизаторы имеют съемные антенны, поэтому настройка антенны с высоким коэффициентом усиления невозможна.Для получения дополнительной информации об антеннах проверьте характеристики вашего маршрутизатора. Как правило, если вы не видите торчащих антенн, у вас не будет возможности их обновить.

Первое, что нужно проверить - это тип разъема.Двумя наиболее распространенными типами антенных разъемов с высоким коэффициентом усиления являются SMA и TNC (с соответствующими разъемами на маршрутизаторе или наоборот). Самый простой способ понять это - отвинтить существующие антенны маршрутизатора и посмотреть.

Вот как выглядят разъемы SMA:

А вот как выглядят разъемы TNC:

Изображение предоставлено: Edinc90 / Wikimedia

Как только вы узнаете тип разъема на вашем маршрутизаторе, вы можете выбрать антенну с высоким коэффициентом усиления, которая соответствует вашим требованиям; Я перечислил несколько вариантов в следующем разделе.Когда появится ваша новая антенна с высоким коэффициентом усиления, просто прикрутите ее к маршрутизатору и насладитесь великолепием нового диапазона Wi-Fi.

Какую антенну с высоким коэффициентом усиления следует купить?

Требования к вашей антенне с высоким коэффициентом усиления зависят от вашей среды.Однако есть несколько антенн, на которые стоит обратить внимание из-за их цены и универсальности.

Не забывайте проверять совместимость перед покупкой; определенные антенны с высоким коэффициентом усиления лучше работают с некоторыми маршрутизаторами, чем с другими.

1. Блок питания Super Power 2 x 9 дБи RP-SMA

Эти огромные всенаправленные двухдиапазонные антенны с высоким коэффициентом усиления теоретически обеспечивают приличное увеличение диапазона вашего Wi-Fi.Антенны, изготовленные на базе Super Power Supply, работают с широким спектром маршрутизаторов Linksys, Cisco, Belkin, Netgear и D-Link.

2. Комплект GP Electric, состоящий из 2 двухдиапазонных антенн большой дальности действия 9 дБи

Аналогичен описанному выше варианту Super Power Supply, но физические антенны немного короче.Антенны двухдиапазонные, всенаправленные, с коэффициентом усиления 9 дБи.

3. Альфа АРСН19М

Компания Alfa пользуется большим уважением в отношении антенн и карт беспроводной связи.Всенаправленный усилитель Wi-Fi 9 дБи значительно повысит радиус действия вашего маршрутизатора и хорошо работает со значительным количеством маршрутизаторов Linksys, Cisco, Belkin, Netgear, D-Link, TP-Link и Alfa.

4. Альфа АПА-М25

Alfa APA-M25 - удобная направленная антенна начального уровня (все остальные варианты - всенаправленная) с высоким коэффициентом усиления, которая лучше всего подходит для использования внутри помещений.APA-M25 оснащен двухдиапазонным направленным усилением 10 дБи и хорошо работает с широким спектром популярных маршрутизаторов.

Другие варианты: удлинитель Wi-Fi или адаптер Powerline

Здесь у вас есть несколько вариантов антенн с высоким коэффициентом усиления на выбор.Но прежде чем вы уйдете, вам нужно еще раз подумать: антенна с высоким коэффициентом усиления, удлинитель Wi-Fi или адаптер Powerline?

В конечном итоге решение зависит от вашего затруднительного положения с диапазоном Wi-Fi, планировки вашего дома и, конечно же, от того, с какой суммой денег вы готовы расстаться.

Для большинства людей подключение адаптера Powerline с функцией Wi-Fi является более простым вариантом, чем выбор лучшей антенны с высоким коэффициентом усиления.Адаптер Powerline также дает вам гибкость, так как вы можете подключить адаптер и его возможности Wi-Fi к любой розетке в вашем доме. Базовый адаптер Powerline с Wi-Fi тоже стоит недорого.

Также есть возможность отдельного удлинителя Wi-Fi. Вот как работает расширитель Wi-Fi, а также несколько советов по покупке.

Надеемся, вам понравились товары, которые мы рекомендуем! MakeUseOf имеет филиал партнерские отношения, поэтому мы получаем долю дохода от вашей покупки. Это не повлияет на цена, которую вы платите, и помогает нам предлагать лучшие рекомендации по продуктам.

Как отслеживать местоположение мобильного телефона, используя только номер телефона

Потеряли телефон? Пытаетесь найти ребенка или присмотреть за ним? Это приложение может помочь.

Об авторе

Гэвин Филлипс (Опубликовано 578 статей)

Гэвин - старший писатель MUO. Он также является редактором и SEO-менеджером дочернего сайта MakeUseOf, ориентированного на криптовалюту, Blocks Decoded.У него есть степень бакалавра (с отличием) в области современного письма с использованием методов цифрового искусства, разграбленных на холмах Девона, а также более десяти лет профессионального писательского опыта. Он любит много чая.

Ещё от Gavin Phillips

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Еще один шаг…!

Подтвердите свой адрес электронной почты в только что отправленном вам электронном письме.

.Всенаправленная антенна

и направленная антенна

В этом документе приводятся основные определения антенн и обсуждаются концепции антенн с акцентом на преимущества и недостатки всенаправленных и направленных антенн.

Требования

Для этого документа нет особых требований.

Используемые компоненты

Этот документ не ограничивается конкретными версиями программного и аппаратного обеспечения.

Условные обозначения

См. Раздел Условные обозначения технических советов Cisco для получения дополнительной информации об условных обозначениях в документе.

Антенна придает беспроводной системе три основных свойства: усиление, направление и поляризацию. Прирост - это мера увеличения мощности. Усиление - это количество увеличения энергии, которое антенна добавляет к радиочастотному (РЧ) сигналу. Направление - это форма диаграммы направленности. По мере увеличения усиления направленной антенны угол излучения обычно уменьшается. Это обеспечивает большее расстояние покрытия, но с меньшим углом покрытия. Зона покрытия или диаграмма направленности измеряется в градусах.Эти углы измеряются в градусах и называются шириной луча.

Антенна - это пассивное устройство, которое не обеспечивает дополнительную мощность сигнала. Вместо этого антенна просто перенаправляет энергию, которую получает от передатчика. Перенаправление этой энергии дает больше энергии в одном направлении и меньше энергии во всех других направлениях.

Ширина луча определяется как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Ширина луча - это угловое расстояние между точками половинной мощности (точки 3 дБ) в диаграмме направленности антенны в любой плоскости.Следовательно, для антенны у вас есть ширина луча по горизонтали и ширина по вертикали.

Рисунок 1: Ширина луча антенны

Антенны

оцениваются по сравнению с изотропными или дипольными антеннами. Изотропная антенна - это теоретическая антенна с однородной трехмерной диаграммой направленности (похожая на лампочку без отражателя). Другими словами, теоретическая изотропная антенна имеет идеальную ширину луча на 360 градусов по вертикали и горизонтали или сферическую диаграмму направленности.Это идеальная антенна, которая излучает во всех направлениях и имеет коэффициент усиления 1 (0 дБ), то есть нулевое усиление и нулевые потери. Он используется для сравнения уровня мощности данной антенны с теоретической изотропной антенной.

Рисунок 2: Диаграмма направленности изотропной антенны

Антенны

в целом можно разделить на всенаправленные и направленные антенны в зависимости от направленности.

В отличие от изотропных антенн, дипольные антенны являются настоящими антеннами.Диаграмма направленности диполя составляет 360 градусов в горизонтальной плоскости и приблизительно 75 градусов в вертикальной плоскости (это предполагает, что дипольная антенна стоит вертикально) и по форме напоминает пончик. Поскольку луч слегка сконцентрирован, дипольные антенны имеют усиление по сравнению с изотропными антеннами 2,14 дБ в горизонтальной плоскости. Утверждается, что дипольные антенны имеют усиление 2,14 дБи, что по сравнению с изотропной антенной. Чем выше коэффициент усиления антенн, тем меньше ширина луча по вертикали.

Представьте диаграмму направленности изотропной антенны в виде воздушного шара, который распространяется от антенны одинаково во всех направлениях. Теперь представьте, что вы надавливаете на верх и низ воздушного шара. Это заставляет воздушный шар расширяться в направлении наружу, что покрывает большую площадь в горизонтальной диаграмме, но уменьшает зону покрытия выше и ниже антенны. Это дает более высокий коэффициент усиления, поскольку антенна расширяется на большую зону покрытия.

Рисунок 3: Диаграмма направленности всенаправленной антенны

Всенаправленные антенны имеют аналогичную диаграмму направленности.Эти антенны обеспечивают диаграмму направленности по горизонтали на 360 градусов. Они используются, когда требуется покрытие во всех направлениях (по горизонтали) от антенны с различной степенью покрытия по вертикали. Поляризация - это физическая ориентация элемента на антенне, который фактически излучает радиочастотную энергию. Например, всенаправленная антенна обычно представляет собой антенну с вертикальной поляризацией.

Рисунок 4: Поляризация антенны

Направленные антенны фокусируют радиочастотную энергию в определенном направлении.По мере увеличения коэффициента усиления направленной антенны расстояние покрытия увеличивается, но эффективный угол покрытия уменьшается. В направленных антеннах лепестки сдвигаются в определенном направлении, и на задней стороне антенны остается мало энергии.

Рисунок 5: Диаграмма направленности направленной антенны

Еще одним важным аспектом антенны является соотношение передней и задней части. Он измеряет направленность антенны. Это отношение энергии, которую антенна направляет в определенном направлении, которое зависит от ее диаграммы направленности, к энергии, которая остается за антенной или теряется.Чем выше коэффициент усиления антенны, тем выше отношение переднего к заднему. Хорошее соотношение передней и задней антенны обычно составляет 20 дБ.

Рисунок 6: Типичная диаграмма направленности направленной антенны с калиброванными лепестками

Антенна может иметь усиление 21 дБи, отношение передней и задней части 20 дБ или отношение передней части к боковой 15 дБ. Это означает, что усиление в обратном направлении составляет 1 дБи, а усиление в боковом направлении - 6 дБи. Чтобы оптимизировать общую производительность беспроводной ЛВС, важно понимать, как увеличить радиопокрытие с помощью соответствующего выбора и размещения антенны.

Беспроводное распространение может осуществляться путем отражения, преломления или дифракции в определенных условиях. Дифракция - это изгиб волн вокруг углов. Радиочастотные волны могут распространяться между передатчиком и приемником. Многолучевое распространение - это комбинация первичного сигнала и отраженного, преломленного или дифрагированного сигнала. Таким образом, на стороне приемника отраженные сигналы в сочетании с прямым сигналом могут искажать сигнал или увеличивать амплитуду сигнала, которая зависит от фаз этих сигналов.Поскольку расстояние, пройденное прямым сигналом, меньше, чем расстояние отраженного сигнала, разница во времени вызывает прием двух сигналов.

Эти сигналы накладываются друг на друга и объединяются в один. В реальной жизни время между первым принятым сигналом и последним отраженным сигналом называется разбросом задержки. Разброс задержки - это параметр, используемый для обозначения многолучевого распространения. Задержка отраженных сигналов измеряется наносекундами. Величина разброса задержки зависит от количества препятствий или инфраструктуры между передатчиком и приемником.Следовательно, разброс задержки имеет большее значение для производственного помещения из-за большого количества металлических конструкций по сравнению с домашней средой. В целом, многолучевость ограничивает скорость передачи данных или снижает производительность.

Рисунок 7: Эффекты многолучевого распространения в помещении

Распространение радиочастотного излучения внутри помещения отличается от распространения радиоволн вне помещения. Это связано с наличием твердых преград, потолков и полов, которые способствуют затуханию и потерям сигнала из-за многолучевого распространения.Следовательно, многолучевое распространение или разброс задержки больше в помещении. Если разброс задержек больше, помехи больше, что приведет к снижению пропускной способности при определенной скорости передачи данных.

Внутренняя среда также может быть классифицирована как зона прямой видимости (LOS) и без LOS. В средах, близких к LOS, где вы можете видеть точки доступа (AP), например в коридорах, многолучевость обычно незначительна и может быть легко преодолена. Амплитуды отраженных сигналов намного меньше первичного.Однако в условиях отсутствия прямой видимости отраженные сигналы могут иметь более высокие уровни мощности, поскольку первичный сигнал может быть частично или полностью заблокирован, и, как правило, присутствует большее многолучевое распространение.

Многолучевость была полуфиксированным событием. Однако могут действовать и другие факторы, например движущиеся объекты. Конкретные условия многолучевого распространения изменяются от одного периода выборки к другому. Это называется изменением во времени.

Многолучевые помехи могут привести к очень высокой энергии РЧ антенны, но данные невозможно восстановить.Не следует ограничивать анализ только уровнем мощности. Поскольку низкий уровень радиосигнала не означает плохую связь, но низкое качество сигнала означает плохую связь. Вы должны анализировать качество сигнала и уровень Rx бок о бок. Высокий уровень Rx и низкое качество сигнала означают, что есть много помех. В таком сценарии необходимо повторно проанализировать частотный план канала. Низкий уровень Rx и низкое качество сигнала означают, что есть много блокировок.

На распространение волн в помещении также влияет строительный материал.Плотность материалов, используемых при строительстве здания, определяет количество стен, через которые может пройти РЧ-сигнал, при этом сохраняя достаточное покрытие. Бумажные и виниловые стены мало влияют на проникновение сигнала. Массивные стены, полы и сборные бетонные стены могут ограничить проникновение сигнала одной или двумя стенами без ухудшения покрытия. Это может широко варьироваться в зависимости от стальной арматуры в бетоне. Стены из бетона и бетонных блоков могут ограничить проникновение сигнала до трех или четырех стен.Дерево или гипсокартон обычно позволяет проникнуть через пять или шесть стен. Толстая металлическая стенка заставляет сигналы отражаться, что приводит к плохому проникновению. Полы из железобетона ограничивают перекрытие между этажами до одного или двух этажей.

Чем выше частота, тем короче длина волны. Более короткие волны имеют большую вероятность поглощения и искажения строительным материалом. Следовательно, 802.11a, который работает в более высокой полосе частот, более подвержен влиянию строительных материалов.

Фактическое воздействие на РЧ должно быть проверено на месте. Поэтому необходимо обследование на месте. Вы должны сделать обзор площадки, чтобы увидеть уровень сигнала, который вы получаете по другую сторону стен. Изменение типа антенны и ее расположения может устранить многолучевые помехи.

Антенны

Omni очень просты в установке. Благодаря горизонтальному расположению на 360 градусов его можно даже установить в перевернутом виде под потолком в помещении. Кроме того, благодаря своей форме эти антенны очень удобно прикреплять к изделию.Например, вы можете увидеть антенны Rubber Duck, подключенные к точкам доступа беспроводной сети. Чтобы получить всенаправленное усиление от изотропной антенны, лепестки энергии проталкиваются сверху и снизу и выталкиваются наружу в форме пончика. Если вы продолжите нажимать на концы аэростата (изотропная диаграмма направленности антенны), получится эффект блинов с очень узкой вертикальной шириной луча, но с большим горизонтальным покрытием. Этот тип конструкции антенны может обеспечивать очень большие расстояния связи, но имеет один недостаток - плохое покрытие под антенной.

Рисунок 8: Всенаправленная антенна без зоны покрытия ниже антенны

Если вы попытаетесь охватить территорию с высокой точки, вы увидите большую дыру под антенной без покрытия.

Эту проблему можно частично решить с помощью конструкции так называемого «наклон вниз». При наклоне вниз ширина луча регулируется, чтобы обеспечить большее покрытие под антенной, чем над антенной. Такое решение проблемы наклона вниз невозможно для всенаправленной антенны из-за характера ее диаграммы направленности.

Всенаправленная антенна обычно представляет собой антенну с вертикальной поляризацией, поэтому у вас не будет преимуществ от использования кросс-поляризации для борьбы с помехами.

Всенаправленная антенна с низким коэффициентом усиления обеспечивает идеальное покрытие для помещений. Он покрывает большую площадь рядом с точкой доступа или беспроводным устройством, чтобы увеличить вероятность приема сигнала в среде с многолучевым распространением.

Примечание: В дополнение к антеннам Cisco Aironet, которые подходят для крупных развертываний, HGA9N и HGA7S представляют собой всенаправленные антенны с высоким коэффициентом усиления, поддерживаемые Cisco для сред малых офисов.

С помощью направленных антенн вы можете направить радиочастотную энергию в определенном направлении на большие расстояния. Следовательно, вы можете покрывать большие расстояния, но эффективная ширина луча уменьшается. Этот тип антенны полезен в зоне покрытия прямой видимости, например, для покрытия коридоров, длинных коридоров, островных структур с промежутками между ними и т. Д. Однако, поскольку угловое покрытие меньше, вы не можете покрывать большие площади. Это недостаток для общего покрытия внутри помещения, потому что вы хотели бы покрыть более широкую угловую область вокруг точки доступа.

Антенные решетки должны быть направлены в желаемом направлении, что иногда может затруднить установку.

Поскольку устройства 802.11 работают в нелицензированных диапазонах, это делает их доступными для использования кем угодно. Помехи WLAN исходят от других подобных устройств и других источников, таких как микроволновые печи, беспроводные телефоны, радиолокационные сигналы из ближайшего аэропорта и т. Д. Помехи также возникают от других технологий, которые используют тот же диапазон, что и Bluetooth или устройства безопасности.В нелицензируемом диапазоне 2,4 ГГц есть ограниченные каналы, которые можно использовать для предотвращения помех, и доступны только три неперекрывающихся канала.

Помехи и многолучевость вызывают колебания принимаемого сигнала с определенной частотой. Это изменение сигнала называется замиранием. Затухание также зависит от частоты, поскольку затухание зависит от частоты. Канал может быть классифицирован как канал с быстрым замиранием или как канал с медленным замиранием. Это зависит от того, насколько быстро изменяется передаваемый сигнал основной полосы частот.Мобильный приемник, который перемещается в помещении, может принимать быстрые колебания сигнала, вызванные добавлением и отменой прямых сигналов с половинными интервалами длины волны.

Помехи повышают требования к соотношению сигнал / шум (SNR) для конкретной скорости передачи данных. Счетчик повторных попыток передачи пакетов увеличивается в области с очень высокими помехами или многолучевым распространением. Изменение типа антенны и ее расположения может устранить многолучевые помехи. Усиление антенны увеличивает коэффициент усиления системы и улучшает требования к соотношению сигнал / шум (SINR), как показано здесь:

Рисунок 9: Минимальный уровень шума и отношение сигнала и помехи к шуму

Хотя направленные антенны помогают фокусировать энергию в определенном направлении, что может помочь преодолеть замирания и многолучевость, многолучевость сама по себе снижает фокусирующую способность направленной антенны.Количество многолучевого распространения, видимого пользователем на большом расстоянии от точки доступа, может быть намного больше.

Направленные антенны, используемые в помещении, обычно имеют более низкое усиление и, как следствие, более низкое соотношение между передним и задним лепестками и между передним и боковым лепестками. Это приводит к меньшей способности отклонять или уменьшать сигналы помех, принимаемых с направлений за пределами области первичного лепестка.

Хотя направленные антенны могут иметь большое значение для определенных применений внутри помещений, в подавляющем большинстве установок внутри помещений используются всенаправленные антенны по причинам, указанным в этом документе.Выбор антенны, направленной или всенаправленной, должен быть строго определен путем правильного и правильного обследования места.

12 Сравнение покрытия антенны беспроводного маршрутизатора

40 забавных каракулей для любителей кошек и вашей кошки, сумасшедшей подруги

60 цитат об измене парня и лежащего мужа

120 бесплатных паролей к Wi-Fi в аэропортах со всего мира

4 способа повышения и Оптимизация силы и скорости беспроводного сигнала Wi-Fi

Приложение с 6 виртуальными SIM-телефонами для смартфонов iOS и Android

6 Лучший VPN для игр - без задержек, 0% потери пакетов и уменьшения пинга мс

SG :: Направляющая беспроводной антенны

Выбор правильного типа антенны
2014-11-07 (обновлено: 2015-04-13), Филипп
Теги: Wi-Fi, антенна, Яги

Одним из наиболее важных аспектов любой радиосвязи, включая сети Wi-Fi 802.11, является антенна, или «антенна». Установка внешней всенаправленной или направленной антенны с хорошим коэффициентом усиления в правильном месте может иметь огромное значение для приема, зоны покрытия и скорости беспроводной связи.Это не всегда возможно или даже необходимо со встроенными массивами и несъемными или внутренними антеннами на некотором жилом оборудовании. Тем не менее, важно понимать основные концепции, которые помогут вам выбрать правильное оборудование для максимального покрытия и минимальных помех. Мы сосредоточимся на рассмотрении наиболее распространенных типов антенн для беспроводной передачи данных в большем диапазоне (в диапазонах 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц).

Усиление антенны

Важно понимать, что антенны с большим усилением просто изменяют форму диаграммы направленности , делая ее более плоской или более направленной за счет усиления в других направлениях.Например, всенаправленная антенна с большим усилением (наиболее распространенный тип на маршрутизаторах / точках доступа) просто обеспечит более высокое усиление в горизонтальной плоскости за счет более низкого усиления в вертикальной плоскости.

Так почему же тогда полезна антенна с большим усилением? Учтите это:

Увеличение усиления антенны лучше для беспроводных сетей, чем увеличение мощности передачи (передачи). Простая замена беспроводного маршрутизатора на маршрутизатор с более высокой мощностью передачи обычно не помогает увеличить покрытие беспроводной сети.Это связано с тем, что стандарты 802.11 используют протокол «положительного подтверждения», в котором каждый пакет данных, передаваемый вашим маршрутизатором, должен быть подтвержден клиентом (через ответ маршрутизатору). Если такое подтверждение не получено, отправитель будет повторять попытку, пока не истечет время ожидания и соединение не будет разорвано. Таким образом, хотя ваш новый маршрутизатор высокой мощности может отправлять пакеты дальше, и ваши клиенты могут «видеть» его, они все равно не могут связаться с ним, чтобы подтвердить какие-либо пакеты, и не могут установить соединение.

Однако при замене антенны (антенн) на антенны с более высоким коэффициентом усиления вы усиливаете как переданные, так и принятые сигналы на вашем маршрутизаторе, что необходимо для установления двустороннего соединения. Беспроводные локальные сети - это системы с двусторонней связью. Наличие маршрутизатора / точки доступа с сильным передаваемым сигналом бесполезно, если беспроводные клиенты не имеют эквивалентного диапазона, чтобы добраться до него.

Типы антенн

Антенны, используемые для беспроводной сети (или любой другой радиопередачи), могут быть классифицированы как всенаправленные или направленные, в зависимости от их диаграммы усиления.Наиболее распространенный тип антенны WiFi - это «базовая» всенаправленная антенна, обычно используемая в домашних маршрутизаторах NAT и точках доступа.

Всенаправленные антенны

Это типичная всенаправленная диаграмма направленности антенны. Антенны с более высоким коэффициентом усиления обеспечивают большую дальность действия на горизонтальной панели (перпендикулярно антенне) за счет гораздо более плоской зоны покрытия. Как правило, усиление в одном направлении компенсируется меньшим покрытием в других направлениях.

Всенаправленные антенны имеют круговую диаграмму направленности на 360 градусов для обеспечения максимально возможного покрытия сигнала перпендикулярно антенне (в горизонтальной плоскости, если антенна направлена вертикально).Типичная антенна типа «резиновая утка», которую можно найти на большинстве домашних маршрутизаторов / точек доступа с внешними антеннами, имеет вертикальную полярность. При наведении на него направленной антенной важно соблюдать полярность для получения наилучшего сигнала.

Направленные антенны

Типичная диаграмма направленности направленной антенны. Направленные антенны обеспечивают высокую фокусировку беспроводного сигнала в определенном направлении за счет очень низкого усиления в других направлениях, что приводит к ограниченной зоне покрытия.Аналогия диаграммы направленности - это то, как фонарик направляет свет в одном направлении.

Некоторые из наиболее распространенных типов направленных антенн и их использование перечислены ниже:

Антенны Yagi - состоит из нескольких параллельных дипольных элементов в линию, типичное направленное усиление до 17 дБи. Используется в качестве телевизионных антенн на крыше и, в последнее время, в приложениях ptp wifi.

Патч-панельные антенны - плоские, квадратные или прямоугольные антенны с типичным усилением 10-20 дБи.Патч-антенны могут иметь несколько полярностей / частот, встроенных в одну антенну.

Рефлекторная решетчатая / тарелочная антенна - высоконаправленная с типичным усилением до 24 дБи, с параболическим отражателем, который представляет собой металлическую решетку или иногда похож на отражатель спутниковой тарелки.

Секторные антенны - это другой тип полунаправленных антенн, которые имеют веерообразную (секторную) диаграмму направленности, несколько широкую в горизонтальной плоскости и относительно узкую в вертикальном направлении.Обычно они используются в мачтах базовых станций сотовой связи. Типичные секторные антенны имеют ширину луча 60, 90 или 120 градусов.

Кантенна - другой конец «спектра» коммерческих антенн (каламбур). Кантенна представляет собой самодельную направленную волноводную антенну, сделанную из открытого металлического корпуса. Обычно используется в качестве домашней антенны для увеличения диапазона / обнаружения сетей Wi-Fi. Используемая трубка оригинальной банки для картофельных чипсов Pringles слишком узкая, чтобы обеспечить значительный прирост в 2.Диапазон 4 ГГц, некоторые другие конструкции, в которых используются банки большего диаметра (с рассчитанным диаметром, длиной и т. Д., Чтобы соответствовать длине волны), работают лучше и могут достигать усиления до 10-12 дБи.

Частота антенны

Антенны работают, передавая или принимая электромагнитные волны определенной частоты. Частота - это просто количество полных волновых циклов в секунду или мера того, насколько быстро волна колеблется. Беспроводные сети чаще всего работают в следующих диапазонах:

2.Диапазон 4 ГГц (2401 МГц - 2495 МГц) - 802.11b / g / n Сети Wi-Fi
Диапазон 5 ГГц (5180 МГц - 5825 МГц) - 802.11ac, 802.11a.

Есть несколько других известных диапазонов, используемых для транзитных соединений на большие расстояния для сетей и беспроводного моста точка-точка:

Диапазон 900 МГц (902 МГц - 928 МГц) - иногда предпочтительнее для беспроводных мостов точка-точка, где есть некоторые препятствия (нет прямой видимости - NLOS).
Диапазон 3,6 ГГц (3657–3690 МГц) - 802.11y, используется в качестве мощного транзитного соединения для сетей и т. Д.

Антенны предназначены для работы на определенной частоте. Двухдиапазонные антенны объединяют несколько отдельных элементов, чтобы иметь возможность работать более чем на одной частоте.

Если есть один важный аспект различных частот, который следует помнить, это более низкие частоты (т.е. = 2,4 ГГц). Однако более высокие частоты обеспечивают более высокую пропускную способность.

В США эффективная мощность передачи для радиостанций ограничена FCC до 36 дБм.Однако FCC имеет исключение для фиксированных беспроводных линий связи точка-точка в диапазонах 2,4 ГГц и 5,8 ГГц, что позволяет значительно более высокий EIRP, чем в других диапазонах.

Полярность антенны

Обычно поляризация антенны описывает способ ориентации электрического поля радиоволны. Наиболее распространенные типы антенн имеют линейную поляризацию, вертикальную или горизонтальную. Плоскость электрического поля вертикально поляризованных антенн колеблется перпендикулярно земле. Это типично для большинства всенаправленных дипольных антенн типа «резиновая уточка».Горизонтально поляризованные антенны имеют свою линейную плоскость, параллельную земле. Существуют также антенны с круговой поляризацией, в которых электрическое поле также вращается вдоль оси в виде штопора, однако в беспроводных сетях они встречаются гораздо реже.

Некоторые более сложные конструкции антенн могут также иметь перекрестную / двойную поляризацию. Антенны с двойной поляризацией обычно имеют один разъем с вертикальной и один с горизонтальной поляризацией, объединяющий характеристики двух отдельных антенн в одну.Это позволяет передавать два отдельных сигнала перпендикулярно друг другу, чтобы удвоить пропускную способность канала. Иногда он используется в антеннах 802.11n для обеспечения многопоточной связи (устройство может одновременно принимать на одной поляризации и передавать данные на другой. Его также можно использовать для передачи двух сигналов одновременно. Преимущество этого состоит в том, что несколько -поточная связь может быть достигнута с использованием одной антенны вместо использования двух независимых (и противоположно поляризованных) антенн для достижения того же результата.

Например, интересный дизайн предлагает антенна Ubiquiti airMAX AMY-9M16 900MHz Yagi - это двойная полярность (две антенны Yagi в одной), способная одновременно передавать как горизонтально, так и вертикально поляризованные сигналы.

Существуют также двухдиапазонные и многодиапазонные антенны, которые могут работать на разных частотах. Например, L-com производит направленную плоскопанельную антенну «2,4 / 5 ГГц, четыре элемента, двойная поляризация», которая имеет четыре отдельных разъема: 2 с горизонтальной поляризацией.4GH, вертикально поляризованный 2,4 ГГц, горизонтально поляризованный 5 ГГц и вертикально поляризованный 5 ГГц. Теоретически вы можете подключить к нему 4 антенных разъема вашего беспроводного устройства MIMO и передавать / принимать четыре отдельных сигнала на обеих частотах одновременно.

Направление антенны

Для однонаправленных антенных устройств вертикальное наведение антенны обеспечивает максимальное усиление в горизонтальной плоскости.

Для настройки двойной всенаправленной антенны, наведите одну вертикально, одну горизонтально (или смещение не менее 30 градусов от первой), чтобы обеспечить другую плоскость / прием.Для тройных всенаправленных антенных устройств убедитесь, что одна антенна направлена вверх, чтобы покрыть горизонтальную плоскость, а две другие смещены под значительно разными углами, то есть смещены по крайней мере на 30 градусов от центральной антенны.

У направленных антенн, как следует из названия, усиление ориентировано в одном направлении. Они часто используются для высокочастотной связи на большие расстояния, например, для беспроводных мостов Wi-Fi p2p в диапазонах 2,4 и 5 ГГц. На больших расстояниях антенна должна находиться в прямой видимости от другого конца соединения, чтобы иметь возможность принимать любой сигнал.Важно понимать, что чем выше коэффициент усиления антенны, тем более направленным становится ее сигнал и более критичным становится наведение антенны. Чтобы правильно навести антенну, вы можете либо использовать визуальную ориентацию (проще с антеннами Yagi), либо фактически подключить точку беспроводного доступа, внести небольшие корректировки направления и максимизировать фактический уровень радиосигнала (проще с панельными антеннами).

Некоторые помехи от деревьев и нескольких стен можно преодолеть, однако важно отметить, что для направленного Wi-Fi на большие расстояния требуется прямая видимость (LOS).При подъеме направленных антенн по обе стороны от соединения необходимо также учитывать RF LOS (радиочастотная линия прямой видимости), которая отличается от видимой LOS и зависит от зоны Френеля - диаграммы направленности овальной формы между двумя антеннами, которые не должно быть препятствий. Эта зона зоны Френеля варьируется в зависимости от частоты соединения и расстояния. Для 2,4 ГГц на расстоянии более 1000 футов (300 м) зона Френеля составляет 11 футов (3,4 м). Вам понадобится область овальной формы с таким диаметром в центре, в основном свободная для прямой видимости RF.

Антенные разъемы и кабели

Если вы планируете использовать кабель любой длины между антенной и трансивером (точкой доступа), убедитесь, что используете антенный кабель надлежащего качества, LMR200 или лучше (LMR195 подходит для очень коротких участков). Не используйте тонкий «антенный» кабель от eBay без информации о его точных характеристиках! Любая длина этих дешевых неизвестных кабелей приведет к потерям больше, чем любое усиление вашей антенны, просто не используйте их. Также обратите внимание на правильную антенну (и кабели Ethernet с сопротивлением 50 Ом (а не с обычным коаксиальным видеокабелем RJ-6 или RJ-59 с сопротивлением 75 Ом).

Ниже представлены общие антенные кабели и их потери на 100 футов при 2,5 ГГц
LMR195, RG-8X (~ 1/4 дюйма) - потери 19 дБ / 100 футов
LMR200 (0,195 дюйма) - потери 16,9 дБ / 100 футов
LMR240 (3 / 8 дюймов, как коаксиальный кабель RJ6) - потери 12,3-12,9 дБ / 100 футов
RG8, RG-8 / U - потери 12,3 дБ / 100 футов
LMR400 (0,5 дюйма) - потери 6,7 дБ / 100 футов

Любые сращивания или другие соединения добавляют около 0,2 дБ вносимых потерь.

Обратите внимание, что может быть довольно большая разница в затухании в вариантах одного и того же «стандартного» кабеля (на 2.5 ГГц), например:
LMR240-UltraFlex - 15,5 дБ / 100 футов
LMR240-DB, LMR240-FR (3/8 дюйма) - 12,9 дБ / 100 футов
LMR240 - потери 12,7 дБ / 100 футов
LMR240-75 - потери 12,3 дБ / 100 футов

Для других конкретных типов и длин кабелей вы можете попробовать калькулятор затухания коаксиального кабеля