Как распространяется сигнал wifi: Что такое WiFi? Подробно о свойствах WiFi сигнала

Что такое WiFi? Подробно о свойствах WiFi сигнала

на картинке: графическое отображение WiFi волн в городе.

1. Что такое WiFi?

1.1. Связь частоты и длины волны.

2. Свойства WiFi сигнала.

2.1. Поглощение.

2.2. Огибание препятствий.

2.3. Естественное затухание.

2.4. Отражения сигнала.

2.5. Плотность данных.

2.6. Почему сложно дать однозначный ответ: на какое расстояние будет передавать сигнал WiFi оборудование?

3. Диапазоны и частоты WiFi

3.1. Диапазон 2,4 ГГц.

3.2. Диапазон 5 ГГц.

Что такое WiFi?

WiFi — беспроводной способ связи, основанный на всем нам знакомом электромагнитном излучении. Сигнал WiFi относят к радиоволнам, соответственно, он имеет такие же свойства, характеристики и поведение. Радиоволны, в свою очередь, подчиняются практически тем же физическим законам, что и свет: распространяются в пространстве с такой же скоростью (почти 300 000 километров в секунду), подвержены дифракции, поглощению, затуханию, рассеиванию и т. д.

Основные характеристики радиоволны, а значит и сигнала WiFi — это ее длина и частота (частотный диапазон). Последний параметр означает частоту переменного тока, необходимую для получения волны нужной длины и используется для классификации радиоволн. Другое определение частоты — это количество волн, проходящих через определенную точку пространства в секунду.

Существует распределение радиоволн по диапазонам, в зависимости от частоты, утвержденная Международным союзом электросвязи (МСЭ, английская аббревиатура — ITU).

Буквенные обозначения диапазона	Название волн. Название частот.	Диапазон частот	Диапазон длины волны
ОНЧ (VLF)	Мириаметровые. Очень низкие	3—30 кГц	100–10 км
НЧ (LF)	Километровые. Низкие.	30—300 кГц	10–1 км
СЧ (MF)	Гектометровые.  Средние.	300—3000 кГц	1–0.1 км
ВЧ (HF)	Декаметровые. Высокие.	3—30 МГц	100–10 м
ОВЧ (VHF)	Метровые. Очень высокие.	30—300 МГц	10–1 м
УВЧ (UHF)	Дециметровые. Ультравысокие.	300—3000 МГц	1–0.1 м
СВЧ (SHF)	Сантиметровые. Сверхвысокие.	3—30 ГГц	10–1 см
КВЧ (EHF)	Миллиметровые. Крайне высокие.	30—300 ГГц	10–1 мм
THF	Дециметровые. Гипервысокие.	300—3000 ГГц	1–0.1 мм

Сфера применения радиоволн зависит от частотного диапазона. Это может быть  телевидение, радиосвязь, мобильная связь, радиорелейная связь и т. д. Вообще, радиочастотный эфир занят довольно плотно: использование всех диапазонов буквально расписано:

В том числе это и беспроводная связь WiFi. Для нее используются дециметровые и сантиметровые волны ультравысокой и сверхвысокой частоты (УВЧ и СВЧ) в частотных диапазонах 2,4 ГГц, 5 ГГц и  и других редкоиспользуемых: 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц.

Главное преимущество WiFi-связи отражено во втором ее названии — беспроводная связь. Именно отсутствие проводов вкупе со все возрастающей скоростью передачи данных является ключевым моментом при выборе этого способа соединения.

Если речь идет о домашних пользователях — беспроводная связь удобна, она позволяет не привязываться к определенному месту в квартире для входа в интернет.

Если мы говорим о корпоративной связи, о провайдерских услугах, то иногда прокладка кабеля для передачи данных — это дорого, нецелесообразно или вообще невозможно. Например, нужно раздать интернет в частном секторе, прокинуть магистральный канал через ущелье, в удаленный населенный пункт и т. д. В этом случае на выручку приходит WiFi. Проблемная территория преодолевается с помощью беспроводного канала.

Связь частоты сигнала WiFi и длины волны

Характеристики длины волны сравнительно редко используются в параметрах оборудования WiFi. Однако иногда, для понимания физических свойств и поведения сигнала беспроводной связи в различных условиях неплохо разбираться в связи частоты и длины радиоволн.

Общее правило: Чем выше частота, тем короче длина волны. И наоборот.

Формула для расчета длины волны:

Длина волны WiFi сигнала (в метрах)= Скорость света (в м/сек) / Частота сигнала (в герцах).

Скорость света в м/сек = 300 000 000.

После упрощения формулы получаем: Длина волны в метрах = 300/ Частота в МГц.

Свойства WiFi сигнала

 Поглощение.

Главное условие для создания беспроводного линка  на расстояние большее, чем сотня метров — прямая видимость между точками установки оборудования. Проще говоря, если мы стоим рядом с одной точкой доступа WiFi, то наш взгляд, направленный в сторону второй точки, не должен упираться в стену, лес, многоэтажный дом, холм и т. д. (Это еще не все, нужно также учитывать помехи в Зоне Френеля, но об этом в другой статье.)

Такие объекты просто-напросто отражают и поглощают сигнал WiFi, если не весь, то львиную его часть.

То же самое происходит и в помещении, где сигнал от WiFi роутера или точки доступа проходит через стены в другие комнаты/на другие этажи. Каждая стена или перекрытие «отбирает» у сигнала некоторое количество эффективности.

На небольшом расстоянии, например, от комнатного роутера до ноута, у радиосигнала еще есть шансы, преодолев стену, все-таки добраться до цели. А вот на длинной дистанции в несколько километров любое такое ослабление существенно сказывается на качестве и дальности WiFi связи.

Процент ухудшения сигнала вай-фай при прохождении через препятствия зависит от нескольких факторов:

• Длины волны. В теории, чем больше длина волны (и ниже частота вай-фай), тем больше проникающая способность сигнала. Соответственно, WiFi в диапазоне 2,4 ГГц имеет большую проникающую способность, чем в диапазоне 5 ГГц. В реальных условиях выполнение этого правила очень тесно зависит от того, через препятствие какой структуры и состава проходит сигнал.
• Материала препятствия, точнее, его диэлектрических свойств.

* Процент эффективного расстояния — эта величина означает, какой процент от первоначально рассчитанной дальности (на открытой местности) сможет пройти сигнал после преодоления препятствия.

Например, если на открытой местности дальность сигнала Wi-Fi  — до 200 метров, то после прохождения через нетонированное окно она уменьшится до 140 метров (200 * 70% = 140). Если следующим препятствием для этого же сигнала станет бетонная стена, то после нее дальность составит уже максимум 21 метр (140*15%).

Отметим, что вода и металл — самые эффективные поглотители WiFi, т. к. являются электрическими проводниками и «забирают» на себя большое количество энергии сигнала. Например, если дома на пути вай-фай от роутера до вашего ноута стоит аквариум, то практически наверняка соединения не будет.

Именно поэтому во время дождя и других «влажных» атмосферных осадков наблюдается небольшое снижение качества беспроводного соединения, поскольку капли воды в атмосфере поглощают сигнал.  

Частично этот фактор влияет и на затухание WiFi передачи в листве деревьев, т. к. они содержат большой процент воды.

• Угла падения луча на препятствие. Помимо материала преграды, через которую проходит сигнал вай-фай, важен также угол падения луча. Так, если сигнал проходит через препятствие под прямым углом, это обеспечит меньшие потери, чем если бы он падал на него под углом 45 градусов. Еще хуже, если сигнал проходит через преграду под очень острым углом. В этом случае, грубо говоря, можно смело умножать толщину стены на 10 и рассчитывать потери WiFi передачи согласно этой величине.

Огибание препятствий.

По-научному это поведение луча WiFi называется дифракцией, хотя на самом деле понятие дифракции гораздо сложнее, чем простое «огибание препятствий».

 В общем можно вывести правило — чем короче длина волны (выше частота), тем хуже она огибает препятствия.

Основывается это правило на известном физическом свойстве волны: если размер препятствия меньше, чем длина волны, то она его огибает. В целом отсюда логично проистекает, что чем короче длина волны, тем меньшее остается вариантов препятствий, которые она может в принципе обойти, и поэтому принимается, что ее огибающая способность хуже.

Огибание на практике означает меньшее рассеивание волны как луча энергии вокруг препятствия, меньшее количество потерь сигнала.

Возьмем популярные частоты 2,4 ГГц (длина волны 12,5 см) и 5 ГГц (длина волны 6 см). Мы видим подтверждение правила на примере прохождения лесного массива. Стандартные размеры листьев, стволов, веток деревьев, в среднем будут меньше, чем 12,5 см, но больше, чем 6 см. Поэтому сигнал WiFi 5 ГГц диапазона при прохождении через густую листву “потеряется” практически полностью, в то время как 2,4 ГГц справится лучше.

Поэтому WiFi оборудование, работающее в диапазоне 900 МГц, используется в условиях отсутствия прямой видимости сигнала — его длина волны составляет 33,3 см, что позволяет огибать большее количество преград. Однако надо учитывать размеры предполагаемых препятствий и понимать, что сигнал 900 МГц не сможет “обойти” бетонную стену, расположенную перепендикулярно направлению сигнала. Здесь уже сыграют роль проникающие способности волны, которые, как мы уже говорили у сигналов с низкой частотой довольно неплохие.

Также именно поэтому для нормальной работы беспроводного оборудования, использующего частоту 24ГГц (длина волны 1,25 см) необходима абсолютно чистая видимость, потому что все препятствия больше сантиметра будут отражать и поглощать сигнал.

Как мы уже упоминали, в отношении прохождении сигнала через лесной массив играет роль также содержание воды в листьях, а также длина волны.

Естественное затухание.

Как далеко мог бы передаваться сигнал WiFi, если создать ему идеальные условия прямой видимости? В любом случае не бесконечно, потому что чем больше дальность беспроводного “пролета”, тем больше сигнал затухает сам по себе. Происходит это по 2 причинам:

• Земная поверхность поглощает часть энергии сигнала. Чем выше частота WiFi, тем интенсивнее идет поглощение.

• Сигнал WiFi даже из самой узконаправленной антенны распространяется не прямой линией, а лучом. Соответственно, чем дальше расстояние, тем шире становится луч, тем меньшая мощность сигнала приходится на единицу площади, и тем меньше энергии сигнала попадает в принимающую антенну.

Отражения сигнала.

Сигнал WiFi, как любая радиоволна, как свет, отражается от поверхностей и ведет себя при этом аналогично. Но тут есть нюансы — какие-то поверхности будут поглощать сигнал (полностью или частично), а какие-то — отражать (полностью или частично). Это зависит от материала поверхности, его структуры, наличия неровностей на поверхности и частоты WiFi.

Неконтролируемые отражения сигнала ухудшают его качество. Частично — из-за потери общей энергии сигнала (до принимающей антенны, упрощенно говоря, “долетает не всё” или долетает после переотражений, с задержками). Частично — из-за интерференции с негативным влиянием, когда волны накладываются в противофазе и ослабляют друг друга.

Интерференция может иметь и положительное влияние, если волны WiFi накладываются друг на друга в одинаковых фазах. Это часто используется для усиления мощности сигнала.

Плотность данных.

Частота WiFi влияет также на еще один важный параметр — объем передаваемых данных. Здесь существует прямая связь — чем выше частота, тем больше данных в единицу времени можно передать. Возможно, именно поэтому первая высокопроизводительная РРЛ от Ubiquiti  — AirFiber 24, а также ее более мощная модификация — Airfiber 24HD были выпущены на частоте 24 ГГц.

Почему сложно дать однозначный ответ: на какое расстояние будет передавать сигнал WiFi оборудование?

Физические свойства и поведение радиоволны в окружающем мире довольно сложны. Нельзя взять какой-то один параметр и по нему рассчитать дальность беспроводного сигнала. В каждом конкретном случае на дальность будут оказывать влияние различные факторы окружающей среды:

• Поглощение сигнала препятствиями, земной корой, поверхностью водоемов.
• Дифракция и рассеивание сигнала из-за преград на пути.
• Отражения сигнала от препятствий, земли, воды и возникающие в результате этого интерференции волны.
• На больших расстояниях — радиогоризонт, т. е. искривление земной коры.

• Зона Френеля и, соответственно — высота расположения оборудования над поверхностью земли.

Именно поэтому реальная дальность оборудования, как, впрочем, и пропускная способность, может очень сильно отличаться в различных условиях.

Диапазоны и частоты WiFi

Как мы уже сказали, для WiFi связи выделено несколько разных частотных диапазонов:  900 МГц, 2,4 ГГц, 3,65 ГГц, 5 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц. 

В Украине на данный момент чаще всего применяются точки доступа WiFi и антенны WiFi 2,4 ГГц и 5ГГц.

Основные отличия 2,4 ГГц и  5ГГц:

2,4 ГГц. Длина волны 12,5 см. Относится к дециметровым волнам ультравысокой частоты (УВЧ).

• В реальных условиях — меньшая дальность сигнала из-за более широкой зоны Френеля, что чаще всего не компенсируется тем, что сигнал на этой частоте меньше подвержен естественному затуханию.
• Лучшее преодоление небольших преград, например, густых лесных массивов, благодаря хорошей проникающей способности и огибанию препятствий.
• Меньше относительно неперекрывающихся каналов (всего 3), а значит, “ пробки на дорогах” — теснота в эфире, и как результат — плохая связь.
• Дополнительная зашумленность эфира другими устройствами, работающими на этой же частоте, в том числе мобильных телефонов, микроволновок и т. п.

5 ГГц.  Длина волны 6 см. Относится к сантиметровым волнам сверхвысокой частоты (СВЧ).

• Большее количество относительно неперекрывающихся каналов (19).
• Большая емкость данных.
• Большая дальность сигнала, в связи с тем, что Зона Френеля меньше.
• Такие препятствия, как листва деревьев, стены волны диапазона 5ГГц преодолевают гораздо хуже, чем 2,4.

Диапазоны 900 МГц, 3,6 ГГц, 10 ГГц, 24 ГГц для нас скорее экзотика, однако могут использоваться:

1. Для работы в условиях, когда стандартные диапазоны плотно заняты.

2. Если требуется создать беспроводное соединение между двумя точками при отсутствии прямой видимости (лес и другие препятствия). Это касается такой частоты, как 900 МГц (в нашей стране ее нужно использовать с осторожностью, так как на ней работают сотовые операторы).

3. Если для использования частоты не требуется получать лицензию в контролирующих органах. Такое преимущество часто встречается в презентациях зарубежных производителей, однако для Украины это не совсем актуально, так как условия лицензирования в нашей стране другие.

В IEEE ведутся разработки по принятию новых стандартов и, соответственно, использованию других частот для WiFi. Не исключено, к примеру, что в ближайшее время диапазон 60 ГГц также станет использоваться для беспроводной передачи. Точно также, как и возможна вероятность “отжатия” в будущем некоторых частот, сейчас принадлежащих WiFi, в пользу, например, сотовых операторов.

Рекомендации по расположению WiFi роутера в квартире, доме

Роутер с беспроводной точкой доступа Wi-Fi позволяет организовать высокоскоростную беспроводную сеть (Wireless LAN; WLAN) для совместной работы в Интернете и домашней сети с ноутбуков, планшетов, смартфонов и других устройств. Доступ в Интернет по беспроводной сети можно обеспечить любым устройствам, оснащенных модулями и адаптерами Wi-Fi: телевизору с функцией Smart TV, игровой приставке, умным часам и другим.

Большинство пользователей устанавливают WiFi-Роутер в комнате возле своего рабочего стола, на котором находится компьютер. И на это есть весомые причины: здесь имеется розетка для подключения электропитания, обеспечивается свободный доступ к устройству для включения/выключения, возможность подключения сетевым кабелем устройств домашней сети. Если вы так и поступили и работа домашней беспроводной сети Wi-Fi вас устраивает (обеспечивается уверенный сигнал в нужных комнатах квартиры), ничего менять не нужно. Оставьте роутер в том же месте, где он был вами установлен.

Однако, если у вас в квартире много комнат, или квартира имеет нестандартную планировку, а вам необходимо обеспечить уверенный сигнал Wi-Fi и максимальный радиус действия беспроводной сети по всей квартире, в этом случае к выбору местоположения WiFi-Роутера нужно подойти вдумчиво.

При неправильном размещении WiFi-Роутера может наблюдаться низкая скорость подключения, периодические разрывы соединения, слабый и нестабильный сигнал в смежных комнатах.

Современные устройства, оснащенные антеннами и передатчиками с достаточным коэффициентом усиления и мощностью сигнала, позволяют обеспечить стабильную и качественную работу всей беспроводной сети.  В данной статье мы приведем общие рекомендации по оптимальному размещению WiFi-Роутера в квартире для качественной работы сети Wi-Fi.

Сначала обратимся к теории.

В беспроводной технологии Wi-Fi, в качестве среды распространения сигнала используются радиочастоты. На открытом пространстве сигнал практически не подвергается негативному воздействию, но сильно ослабевает или отражается, проходя через различные препятствия (это могут быть стены, двери, мебель). Каждое препятствие, находящееся в зоне распространения сигнала снижает его мощность или отражает. Чем больше препятствий, тем хуже становится сигнал.

Нужно помнить, что сигнал Wi-Fi не только пытается огибать препятствие, но он проходит и сквозь него, что приводит к дополнительному отражению и поглощению части исходного сигнала.

Некоторые препятствия поглощают сигнал достаточно сильно, особенно бетонные стены и потолки, а некоторые, как зеркала и железные двери — сильно отражают сигнал.

На качество сигнала оказывает влияние не только количество стен, расположенных на пути распространения сигнала, но и их толщина и строительный материал, из которого они сделаны.

Существуют материалы с разным коэффициентом поглощения и отражения сигнала. Например, дерево, пластик, обычное стекло, гипсокартон не оказывают сильное отрицательное воздействие на сигнал. Тонированное стекло, вода (большой аквариум), кирпич, мрамор, штукатурка — оказывают воздействие на сигнал, ослабляя его. А металл (железные двери, алюминиевые и стальные балки), бетон (внутри которого находится арматурная решетка), зеркала, керамика оказывают значительное влияние на прохождение сигнала.

В настоящее время большинство устройств Wi-Fi работают на частоте 2,4 ГГц. На этой же частоте работают различные бытовые приборы — микроволновки (СВЧ-печи), телевизоры со Smart TV, Bluetooth, детские радионяни, беспроводные радиотелефоны, клавиатуры, мыши и другие устройства, создающие большие электромагнитные помехи.

Также на беспроводную сеть могут оказывать негативное влияние устройства Wi-Fi ваших соседей (роутеры, точки доступа). Это может приводить к небольшому снижению производительности вашей сети, а в некоторых случаях и к полному глушению сигнала Wi-Fi.

Теперь перейдем к практике.

Сначала определим задачу. Предположим, необходимо найти такое место в квартире для размещения WiFi-Роутера, чтобы сеть Wi-Fi работала стабильно во всех комнатах квартиры (будем предполагать, что квартира стандартной планировки с наличием от 1 до 3 жилых комнат, кухни и санузла).

Итак, желательно, чтобы сигнал Wi-Fi между устройствами беспроводной сети меньше преодолевал препятствия, а по возможности свободно проходил через открытые дверные проемы и арки. В этом случае сигнал будет сильнее и лучше.

Важно! Размещайте роутер так, чтобы количество стен, на участке прохождения сигнала от пользовательских устройств до него, было сведено к минимуму. Чем больше будет препятствий, тем хуже будет сигнал. Самый сильный и уверенный уровень сигнала будет в той комнате, где находится сам роутер. Оптимальная точка размещения находится примерно в середине квартиры.

Один из оптимальных вариантов размещения, это прихожая (коридор или холл). Из прихожей обычно существует почти прямая видимость в каждую комнату (за исключением некоторых нестандартных планировок). При таком размещении роутер будет окружен всеми устройствами домашней сети (планшет, ноутбук, Smart TV…), которые будут подключаться к нему, и смогут уверенно принимать сигнал.

Например, разместите роутер на внешней стене прихожей или коридора, либо поместите его на шкаф, который обычно присутствует в прихожей.

Более подробно рассмотрим преимущества установки роутера в прихожей.

Часто именно около входной двери заходит интернет-кабель в квартиру. Установив роутер около входной двери не нужно будет осуществлять протяжку сетевого кабеля Ethernet по квартире.

Рекомендуется разместить роутер повыше, например, положить на шкаф или повесить на стену на высоте не менее 2 метров. Такое расположение оборудования позволит обеспечить наилучшее покрытие сигналом Wi-Fi.

Из прихожей можно получить наилучшее распространение сигнала по всей квартире. При стандартной планировке квартиры прихожая находится практически посередине жилого помещения, так что именно из нее сигнал Wi-Fi будет равномерно распространятся по всей квартире.

Предположим, вы определились с местом размещения роутера. Временно установите его и проверьте качество приема сигнала Wi-Fi в разных комнатах. Если в какой-то комнате сигнал очень слабый, попробуйте передвинуть роутер ближе к той комнате, и снова проверить уровень сигнала сначала в ней, а затем в остальных комнатах.

Качество приема сигнала может значительно измениться, если вы немного переместите или развернете роутер. Даже небольшой поворот или сдвиг устройства может улучшить, либо снизить, качество сигнала.

Если роутер разместить не в центре квартиры, а например, на кухне или в крайней комнате, то в удаленных комнатах могут возникнуть «мертвые зоны», где сигнал будет отсутствовать. Тут играет роль планировка самой квартиры, количество дверных проемов и арок, т.е. мест, через которые сигнал проходит без потери качества. Если планировка квартиры нестандартная, то и метод определения оптимального места размещения роутера будет сложнее.

Примечание: Нельзя определить какое-то шаблонное и оптимальное для всех помещений место размещения роутера в квартире. В любом случае, вам придется самостоятельно выбирать наиболее оптимальное место. Рекомендации данной инструкции носят лишь информационный характер.

Используя современные мобильные устройства, можно легко определить уровень сигнала Wi-Fi от точки доступа в разных местах квартиры.

Например, возьмите смартфон или планшет на базе ОС Android и установите специальное бесплатное приложение для определения свободных каналов, проверки качества приема и силы сигнала Wi-Fi. Выбор таких приложений достаточно большой (например, Wifi Analyzer). Установите роутер в предполагаемом месте размещения, пройдитесь по квартире со смартфоном или планшетом с запущенным приложением и проверьте уровень сигнала в разных местах квартиры. С помощью подобных приложений вы сможете посмотреть список ближайших сетей Wi-Fi и номера радиоканалов, которые они в настоящий момент используют. Из полученной информации можно будет определить менее загруженный радиоканал, радиус действия вашей сети Wi-Fi, силу сигнала в разных местах квартиры, что поможет найти наиболее оптимальное место для размещения роутера, которое вас устроит. 

Если у вас нет смартфона или планшета, воспользуйтесь ноутбуком. На него можно установить одну из программ для мониторинга сетей Wi-Fi (например, InSSIDer, WirelessNetView, Free Wi-Fi Scanner для ОС Windows; LinSSID, iwScanner для ОС Linux; WiFi Scanner, iStumbler, WiFi Explorer, AirRadar для Mac OS X).
Указанные программы могут быть представлены в качестве демонстрационных и иметь статус условно-бесплатного программного обеспечения (Shareware Trial Version) c ограниченным тестовым периодом использования. Условно-бесплатные программы могут ограничивать коммерческое использование, а также периодически напоминать пользователю об оплате.

Мы надеемся, что наши советы и рекомендации помогут вам определить оптимальное место в квартире для размещения WiFi-Роутера и получить все преимущества беспроводных технологий.

В завершении, перечислим места, где не рекомендуется размещать роутер с точкой доступа Wi-Fi. Конечно, размещение в указанных местах не является строгим запретом, но может заметно сказаться на качестве беспроводной сети.

Важно! Не рекомендуется размещать роутер Wi-Fi:

1. В нишах (углублениях) стены, за выступами или другими различными перекрытиями и препятствиями (например, за шкафом, за диваном, за большим аквариумом, на полке заполненного книжного шкафа), т.е. в местах с ограниченным пространством.
2. В низкой точке размещения (на полу, под столом). При таком размещении сигнал будет больше «заглушен» мебелью и другими препятствиями.
3. Рядом с электроприборами (холодильник, телевизор, системный блок компьютера) и другими источниками излучения радиоволн (микроволновка, радиотелефон). Электроприборы являются источником радиочастотных шумов и магнитных полей. Микроволновки (СВЧ-печи) работают приблизительно на той же частоте, что и беспроводные сети роутеров (2,4 ГГц), и даже небольшое излучение, исходящее от микроволновки, может значительно ухудшить сигнал Wi-Fi роутера или полностью его заглушить.  Рекомендуется выдерживать расстояние между роутером и электроприборами не менее 1-2 метров. Можем отметить, что база от радиотелефона создает помехи даже тогда, когда телефонная трубка неактивна. Много электроприборов сосредоточены именно на кухне, в этой связи кухня не лучшее место для размещения роутера.
4. Рядом с радиаторами отопления или в местах, где затруднена вентиляция устройства. В этом случае роутер может перегреваться и нестабильно работать.
5. В процессе работы WiFi-Роутер нагревается, поэтому: 
   1. не устанавливайте его в местах с температурой воздуха, превышающей 40 °С, в закрытых шкафах и полостях, а также на другие изделия или предметы, которые могут нагреваться;
   2. не накрывайте WiFi-Роутер и не ставьте на него никаких предметов; 
   3. следите за тем, чтобы ничто не загораживало вентиляционные отверстия в корпусе (при необходимости своевременно очищайте их от пыли).

Местоположение маршрутизатора Wi-Fi | Покрытие 802.

11

Покрытие a маршрутизатора Wi-Fi IEEE 802.11 может зависеть от многих элементов, маршрутизаторы в некоторых местах работают лучше, чем в других. Мы рассмотрим, как оптимизировать ваше покрытие W-Fi.

WiFi IEEE 802.11 Включает:
Wi-Fi IEEE 802.11 введение
Стандарты
Поколения Альянса Wi-Fi
Безопасность
Как обезопасить себя в общедоступной сети Wi-Fi
Диапазоны Wi-Fi
Местоположение и покрытие маршрутизатора
Как получить лучшую производительность Wi-Fi
Как купить лучший Wi-Fi роутер
Усилители, ретрансляторы и повторители Wi-Fi
Ячеистая сеть Wi-Fi
Wi-Fi проводной и силовой удлинитель
Купить Wi-Fi оборудование

Ключевые стандарты/варианты Wi-Fi:
802.11n
802.11ac
802.11ax Wi-Fi 6
802.11be Wi-Fi 7
Подробная информация о других вариантах стандартов

Выбор места для WiFi-маршрутизатора дома, в офисе или даже на более крупной территории, например в торговом центре и т. д., может существенно повлиять на зону покрытия и общую производительность.

В домашних условиях изменение местоположения маршрутизатора Wi-Fi и IEEE 802.11 может значительно повысить его производительность, обеспечивая более высокую скорость загрузки и лучшее подключение там, где это необходимо.

Факторы, влияющие на распространение и покрытие Wi-Fi

Есть много факторов, которые влияют на распространение и покрытие Wi-Fi IEEE 802.11.

Размещение маршрутизатора Wi-Fi выбрано для наилучшего покрытия распространения

Среда, в которой расположены маршрутизаторы, часто далека от идеальной. Сигналы Wi-Fi страдают от взаимодействия со многими объектами, которые находятся в окружающей среде и являются частью конструкции: стены, элементы конструкции, мебель, окна, украшения, . . . на самом деле все, что находится в окружающей среде, будет иметь тот или иной эффект.

Поскольку в домашней или офисной среде так много объектов и конструкций, распространение сигналов Wi-Fi, как известно, трудно предсказать. На них влияет несколько способов:

• Потеря пути в свободном пространстве
• Отражение
• Поглощение
• Дифракция
• Преломление

Распространение Wi-Fi: потеря пути

Как и все радиосигналы, распространение Wi-Fi подчиняется одним и тем же законам физики, в том числе законам потери на пути. Покрытие Wi-Fi будет в некоторой степени ограничено только расстоянием, хотя в игру вступают многие другие факторы.

В нормальных условиях свободного пространства уровень сигнала обратно пропорционален квадрату расстояния от передатчика.

Распространение Wi-Fi: отражение

Когда на пути прохождения сигнала в доме, офисе или коммерческой/производственной среде появляется много объектов, сигналы будут отражаться многими поверхностями, что повлияет на зону покрытия Wi-Fi. Все, от стен до металлических предметов, таких как столы, бытовая техника и т. д. .

Эти отражения приводят к множеству путей прохождения сигнала. Используя антенную технологию, известную как MIMO (Multiple Input Multiple Output), Wi-Fi теперь может использовать эти несколько путей для отправки данных с более высокой скоростью. Однако в прошлом это приводило к помехам и снижению скорости передачи данных.

Распространение Wi-Fi: поглощение

Поглощение — еще одна ключевая проблема для распространения Wi-Fi. В любой среде, где находится Wi-Fi-маршрутизатор, сигналы должны проходить сквозь стены, полы и встречаться со многими другими объектами.

Эти объекты действуют как барьер для беспроводных сигналов. Учитывая близкую аналогию со световыми сигналами, они могут быть полной преградой, такой как дверь, через которую невозможно видеть, непрозрачное стекло, в котором уровень света снижен, или прозрачное стекло, через которое теряется очень мало света.

Затухание из-за барьера на пути распространения сигнала

Тип среды, через которую проходит сигнал Wi-Fi, влияет на уровень затухания.

Невозможно дать точные цифры для различных сред, так как характеристики, толщина и многие другие факторы определяют общий уровень затухания. Однако таблица многих распространенных веществ даст представление о вероятном воздействии.

Маршрутизатор для оптимального покрытия Wi-Fi

Один из ключевых способов оптимизации зоны покрытия Wi-Fi, позволяющий расположить маршрутизатор в наилучшем месте.

Хотя не всегда возможно внести существенные изменения в местоположение маршрутизатора, часто можно изменить его даже путем небольших изменений.

Часто роутеры нужно располагать рядом с розеткой, а также рядом с точкой выхода DSL или оптоволоконной линии передачи данных в дом, офис или торгово-промышленное помещение.

Рассматривая распространение и покрытие Wi-Fi в любых помещениях, в первую очередь стоит посмотреть, где покрытие Wi-Fi действительно необходимо. Таким образом, расположение маршрутизатора можно оптимизировать, чтобы обеспечить наличие хорошего сигнала в тех местах, где он необходим.

Несколько простых правил помогут оптимизировать покрытие Wi-Fi и распространение сигнала.

• Убедитесь, что сигнал не проходит через толстые стены:   Плотные стены, особенно бетонные, значительно снижают уровень сигнала. Для оптимального распространения и покрытия Wi-Fi убедитесь, что сигналу не нужно проходить через толстые стены, чтобы достичь мест с высокой посещаемостью.
• Расположение маршрутизатора над уровнем стола:   Большинство телефонов, ноутбуков и планшетов, использующих локальный сигнал Wi-Fi, будут располагаться выше уровня стола, и для обеспечения оптимального пути прохождения сигнала с минимальным количеством препятствий лучше всего размещать маршрутизатор выше высоты стола. Столы и другая мебель будут ослаблять любой сигнал, как и провода и другие металлические конструкции, связанные с ними.
• Не размещайте маршрутизатор рядом с множеством других проводов:   Хотя расположение маршрутизатора, например, в шкафу рядом с блоком предохранителей и т. д. может быть удобным, проводка, вероятно, экранирует сигнал из многих областей. .
• Расположите маршрутизатор как можно ближе к основным зонам:   Покрытие Wi-Fi и распространение сигнала выиграют, если он будет находиться как можно ближе к основным зонам использования. Потери пути из-за расстояния, которое проходит сигнал, будут сведены к минимуму, и в дополнение к этому сигналу нужно будет проходить через меньшее количество препятствий.

Средства планирования покрытия Wi-Fi

При планировании покрытия Wi-Fi на крупной территории, например, в торговом центре или конференц-центре, требуется более тщательный подход. Программные инструменты планирования используются вместе с комплексным обследованием участка с использованием планов местности.

Эти инструменты анализируют характеристики распространения Wi-Fi, а затем рассчитывают покрытие Wi-Fi.

Эти инструменты обычно неприменимы или недоступны для домашних установок и небольших офисов. Именно в этих случаях могут оказаться полезными приведенные выше рекомендации.

Даже когда используются автоматизированные программные средства, некоторый практический ввод помогает правильно вводить соответствующие данные, а затем повышает ценность их выходных данных.

Другие проблемы, связанные с покрытием Wi-Fi

Другие факторы также влияют на покрытие Wi-Fi и производительность маршрутизатора. Некоторые из них, возможно, придется найти экспериментальным путем.

• Разместите маршрутизатор вдали от источников помех:   Разместите оборудование вдали от источников возможных помех. Очевидно, что такие устройства, как телевизоры, которые могут передавать данные с маршрутизатора, должны иметь возможность принимать сильный сигнал без помех. Однако маршрутизатор также должен находиться вдали от помех, поскольку он также получает данные управления от удаленного оборудования. Если это вызывает помехи, скорость передачи данных будет снижена. Источники помех в быту широко распространены. Микроволновые печи передают сигнал в диапазоне 2,4 ГГц и вызывают помехи, но другие устройства, такие как двигатели, вентиляторы, пылесосы, люминесцентные лампы и многие другие, создают помехи.
• Выбор диапазона:  В настоящее время Wi-Fi поддерживается в диапазонах ISM 2,4 ГГц и 5 ГГц. 2,4 ГГц обеспечит лучшее покрытие, так как сигналы в этом диапазоне лучше проникают через стены, полы и т. д. Но по сравнению с этим 5 ГГц предлагает более широкую полосу пропускания и сможет достичь более высокой пропускной способности в идеальных условиях.

За счет оптимизации расположения роутера можно будет улучшить покрытие Wi-Fi, что приведет к повышению скорости в тех местах, где это необходимо, а также к покрытию большего количества зон помещений, будь то домашние жилое, офисное или иное помещение.

Беспроводная и проводная связь Темы:
Основы мобильной связи
2G GSM
3G УМТС
4G LTE
5G
Wi-Fi
IEEE 802.15.4
Беспроводные телефоны стандарта DECT
NFC-коммуникация ближнего поля
Основы работы в сети
Что такое облако
Ethernet
Серийные данные
USB
СигФокс
Лора
VoIP
SDN
NFV
SD-WAN

    Вернуться к разделу Беспроводное и проводное подключение

Все о беспроводной сети: распространение волны

• Производительность и производство

• Громче

• Все о беспроводной сети: распространение волн

Все о беспроводных сетях: распространение волн

Поделись этим

Все о беспроводной связи: распространение волн

В этом посте мы сосредоточимся на распространении электромагнитных волн, охватывая понятия длины волны, отражения, дифракции, поглощения и поляризации. 98 метров в секунду. Это значение скорости важно помнить в инженерных приложениях беспроводных микрофонов и IEM, потому что мы можем использовать его для получения длины волны на любой заданной частоте.

Волновое уравнение

Согласно волновому уравнению, согласно которому длина волны равна скорости, деленной на частоту, одна длина волны на частоте 500 МГц равна 0,6 м. Точно так же одна длина волны на частоте 600 МГц равна 0,5 м. Вы заметите, что чем выше частота, тем короче длина волны, и этот момент важен, когда мы начинаем рассматривать влияние препятствий на пути распространения.
 

Поскольку электромагнитные волны распространяются от передающей антенны, на них влияет физическая среда, через которую они распространяются. Подобно акустическим волнам, электромагнитные волны подвержены потерям при распространении в свободном пространстве со скоростью, определяемой законом обратных квадратов. Закон обратных квадратов гласит, что для идеального всенаправленного точечного источника мощность сигнала, присутствующего на удвоенном расстоянии от источника, уменьшится в четыре раза. Это основной фактор, ограничивающий дальность действия передатчика в идеальных условиях «прямой видимости».
 

На электромагнитные волны также могут влиять размер и состав препятствий на их пути. Они особенно чувствительны к наличию металлических препятствий, так как отражение волны произойдет, если размеры препятствия превышают длину волны сигнала. Угол отражения равен углу падения, а фаза отраженной волны смещена на 180 градусов.

Возможные препятствия для электромагнитных волн

Отражающие препятствия обычно создают за ними радиочастотную тень, которая может создавать «мертвые зоны» в зоне покрытия. Интересно, что если отражающий металлический объект пористый, а размеры пор меньше длины волны сигнала, поверхность будет вести себя так, как если бы она была твердой. Таким образом, экраны, сетки, стержни и другие металлические массивы могут отражать электромагнитные волны, даже если через само препятствие может быть прямая видимость.

Если размеры пор препятствия превышают длину волны сигнала, электромагнитные волны будут проходить через массив без изменений. Это ключевая причина, по которой важно иметь представление о приблизительной длине волны частот, которые вы используете — это знание поможет вам оценить радиочастотную среду, определить потенциальные точки отражения сигнала и свести к минимуму создание «мертвых зон». ‘ в предполагаемой зоне покрытия.

Неметаллические вещества не отражают электромагнитные волны, но имеют тенденцию поглощать часть их энергии, когда волна проходит через них. Величина затухания сигнала зависит как от толщины и состава материала, так и от длины волны сигнала. Плотные материалы имеют тенденцию поглощать больше энергии, а высокие частоты имеют тенденцию к большему поглощению сигнала. Подобно отражающим металлическим препятствиям, очень плотные поглощающие материалы могут достаточно сильно ослаблять сигналы, создавая радиочастотную тень, которая ухудшает прием сигнала в области за препятствием.

Например, тело человека, состоящее в основном из соленой воды, эффективно поглощает радиочастотную энергию. Размещение человеческого тела между передающей и приемной антеннами может привести к ухудшению характеристик РЧ из-за поглощения РЧ-сигнала.
 

На этом графике показана разница в силе радиочастотного сигнала, измеренная в диапазоне 360 градусов вокруг человеческого тела на двух разных частотах, передаваемых поясным передатчиком. Мощность передаваемого сигнала достаточно постоянна от 100 до 260 градусов, поскольку сигнал, распространяющийся в этом направлении, не проходит через тело человека. Сила передаваемого сигнала гораздо менее постоянна от 260 до 100 градусов из-за влияния человеческого тела. Общее затухание примерно на 6 дБ вызвано поглощением сигнала телом.

Кроме того, в этом тесте присутствуют сильные нули приблизительно при 355 и 40 градусах. Важно отметить, что на практике ширина луча и общее затухание этих нулей будут варьироваться в зависимости от человека и места расположения поясного передатчика. Интересно, что чем больше у человека жировых отложений, тем больше РЧ-энергии поглощается.

Таким образом, сила электромагнитной волны, достигающей определенного места, равна силе исходной передачи за вычетом общей суммы затухания, вызванного расстоянием распространения и влиянием окружающей среды. Поскольку потери при распространении сильно различаются по мере перемещения передатчиков в пространстве, динамический диапазон сигнала может достигать 50 дБ. Поэтому очень важно, чтобы сигнал, обнаруженный приемной антенной, был как можно сильнее. Вот почему также важно учитывать поляризацию электромагнитной волны.

Поляризация электромагнитной волны

Поляризация относится к ориентации электрического поля электромагнитной волны. Вертикально поляризованная электромагнитная волна создается, когда элементы передающей антенны расположены перпендикулярно Земле. Если элементы антенны расположены параллельно Земле, электромагнитная волна будет поляризована горизонтально. Принятый сигнал будет самым сильным, когда поляризация передающей и приемной антенн совпадет.

На практике, если поляризация передающей и приемной антенн ортогональна или смещена на 90 градусов, наведенное в приемной антенне напряжение может быть ослаблено на 20 дБ. Учитывая, что эти поляризационные потери являются дополнительными к потерям при распространении, и тот факт, что рассогласования поляризации антенны легко избежать, важность согласования физической ориентации передающих и приемных антенн очевидна. Мы обсудим передовые методы позиционирования антенны в следующем выпуске.

В следующем месяце мы рассмотрим конструктивные характеристики и рабочие характеристики различных антенн, наиболее часто используемых в беспроводных микрофонах и IEM-приложениях.

Чтобы быть в курсе этого и другого образовательного контента, подпишитесь на нашу рассылку здесь.

Хайден Лейпер

Хейден Лейпер — инженер-электроакустик с 15-летним опытом работы в профессиональной аудиоиндустрии. В настоящее время Хайден работает техническим консультантом в Shure Asia Limited, ранее работал инженером по приложениям в Shure UK; старший инженер по аудио, видео и коммуникациям Cirque du Soleil; контрактный инженер по проектированию и вводу в эксплуатацию AV и инженер RF.

Больше от Громче

MUNA: «Нам нравится переосмысливать песни для живых выступлений»

Поп-трио MUNA из Лос-Анджелеса известно творческим смешением жанров. LOUDER поговорил с участницей группы НАОМИ МАКФЕРСОН о самостоятельном продюсировании их последнего альбома и о том, как…

Signal Path Podcast: Колин Стетсон

Послушайте последний подкаст SIGNAL PATH с КОЛИНОМ СТЕТСОНОМ, канадско-американским мультиинструменталистом, известным своей работой с Томом Уэйтсом, Arcade Fire, Лори Андерсон…

Как выбрать лучшие микрофоны для домашней записи

От подвальных студий до продюсеров в спальнях создание музыки за последние годы претерпело значительные изменения. Shure создала руководство по лучшим микрофонам для…

Как выбрать лучший микрофон для вокала

Хотите превратиться из случайного певца в преданного вокалиста? Независимо от того, выступаете ли вы вживую или записываете новые треки, Shure собрала…

Один кабель для соединения всех: создание Shure Plex

От театра до спортивных мероприятий петличные микрофоны, такие как TwinPlex, DuraPlex и новый UniPlex, сталкиваются с особыми условиями и проблемами. Но отличный микрофон…

3 лучших микрофона для пения в караоке

Караоке — это веселое времяпрепровождение. Но певцы по-прежнему могут сочетать приятное времяпрепровождение с серьезным качеством звука. Итак, Shure собрала…

Как ты это делаешь? Улучшение звука в неидеальной комнате

Итак, вам нужно записать лекцию, презентацию или подкаст в спальне или домашнем офисе, но необработанная комната звучит ужасно? Узнать, как…

Сделайте мир своей сценой: Holocene с песней «Give Me Life, Give Me Love»

MAKE THE WORLD YOUR STAGE возвращаются на разогреве у другого экстраординарного артиста из Лондона по имени HOLOCENE. Смотрите эксклюзивное живое выступление, закулисные интервью…

Как начать успешный религиозный подкаст

Расширение присутствия вашей церкви в Интернете во время пандемии стало не столько технической новинкой, сколько требованием.