Мощность передатчика Wi-Fi роутера: что такое dBm, mW, -dBm и dBi?
Всем привет! Сегодня мы пообщаемся о мощности передатчика WiFi роутера. Зачастую при выборе маршрутизатора производители могут писать два значения: mW и dBm. Причем разные производители пишут по-разному. Перевести одно значение в другое достаточно просто, и в интернете есть много калькуляторов. Можно просмотреть зависимость этих двух величин в таблице ниже.
Как видите, чем больше мощность в dBm, тем больше прирост в мВт. Например, если мы увеличим мощность всего на десять dBm, то и мВт вырастет в 10 раз. Но если показатель первого значения будет 20, то прирост второго уже будет 100.
Тут сразу встает вопрос: а если увеличить этот показатель в роутере, он будет бить дальше и лучше? И да, и нет. Дело в том, что расстояние, на которое будет бить луч радиоволны, действительно будет лететь дальше, но это только на открытом пространстве без массивных препятствий.
Именно поэтому если выкрутить на максимальную мощность, можно навредить своей же сети. Сигнал будет настолько сильный, что начнет частично отражаться от препятствий и создавать себе помехи. Также он будет создавать помехи соседским роутерам. Если разность мощности приёмника и передатчика будут слишком велики, то это может повлиять на чистоту передачи данных.
Чувствительность приёмника
Этот показатель напрямую влияет на качество связи, как и мощность. Чувствительность, если говорить простым языком — это показатель, при котором приёмник может расшифровать слабый сигнал. Если чувствительность низкая, то приемник относительно слабый сигнал с шумами просто не сможет прочитать.
В результате роутеру придётся отправлять сигнал повторно. Тут нужно также брать во внимание шумы, естественное затухание, а также затухание от препятствий. К ним относятся стены, металлические конструкции и зеркала, которые могут полностью тушить сигнал. Чувствительность обычно имеет обозначение в -dBm и в программах пишется по-английски – RX Power. Там нужно смотреть на значение, и чем оно меньше (с учетом знака минуса), тем лучше связь (так как весь смысл этой истории в том, насколько слабым может быть сигнал на приемнике). Например, -30 dBm в несколько раз хуже чем -85 dBm.
Некоторые зададутся вопросом, а почему здесь стоит знак минус. Дело в том, что данная величина измеряется относительно мощности, но в отрицательном значении. Например, если мы увеличим мощность, то значение чувствительности увеличится, но в отрицательную сторону – как на картинке ниже.
Но если вы когда-нибудь встретитесь с таблицами чувствительности и мощности маршрутизаторов, то вы можете заметить, что чувствительность будет падать от скорости передачи данных. Чем выше скорость передачи данных, тем ниже чувствительность. Давайте взглянем на пример таблицы снизу.
Также вы можете заметить три буквы MCS, которые при расшифровке обозначают «Modulation and Coding Scheme». Если перевести дословно, то получится: «Кодированный схема с использованием модуляции». В общем, это один из вариантов увеличить скорости передачи данных, когда на частоту радиоволны накладывается информационный сигнал. При этом может использоваться несколько антенн или для увеличения скорости более широкий канал.
Например, большинство роутеров работают с MCS 15 на стандарте 802.11n. При этом чувствительность -75 dBm, а мощность 23 dBm. Скорость передачи данных может варьироваться от ширины канала. Если ширина будет 20 МГц, то скорость будет 150 Мбит в секунду. При задействовании ширины канала в 40 МГц скорость пропорционально вырастает в два раза.
Ширина канала
И тут к нам приходит новое понятие – ширина канала. Если вы когда-нибудь настраивали роутер, то могли заметить в разделе «Wi-Fi» такое понятие. Чаще всего на частоте 2.4 ГГц ширина одного канала равняется 20-40 МГц. Многие маршрутизаторы могут сразу работать с двумя полосами, автоматически их меняя.
Если говорить просто – то ширина канала даёт возможность передавать за раз определенное количество информации. Это как дорога – на однополосной дороге при постоянном движении может проехать не так много машин. Но если добавить ещё несколько полос, то поток машин будет увеличен. И тут так же.
Выше представлены варианты ширины канала для частоты 5 ГГц: 20, 40, 80, 160 Mhz. Скорость передачи, как вы уже поняли, сильно вырастает, но при этом вырастает и шумность полосы. То есть приёмник будет ловить все шумы на всех каналах, что может сказаться на скорости.
Например, если у вас очень много соседей, которые сидят на 2.4 ГГц, то при использовании 40 МГц канала, можно ловить сигналы и от них. Проблемой 2.4 ГГц является распространенность этого стандарта, так как на нём сидят почти все, а также маленькое количество каналов: всего 11. А при использовании ширины канала в 40 МГц, приёмник может начать ловить помехи от соседних каналов.
Посмотрите на картинку выше, где используется ширина канала в 20 МГц. Если мы будем использовать 40 МГц, то дуга будет покрывать почти 6 каналов. А если на этих каналах сидят соседи, то связь будет хуже, будут лаги, прерывания, потери пакетов и в результате – падение скорости.
Коэффициент усиления антенны
КУА не измеряется в мощности, так как не может потреблять электроэнергию, но в качестве параметра используется dBi. Но при этом, как ни странно, КУ можно увеличить, за счет уменьшения радиуса покрытия одного луча. Расскажу на примере лампочки. Если мы включим лампочку, то она будет рассеивать свет во все стороны.
Теперь мы берём лампочку и вкручиваем в фонарик, который начинает за счет стенок отражать пучок в одну сторону. Если мы сузим выходное отверстие, то луч будет бить дальше, но радиус окружности самого освещения будет меньше. А если отверстие сделать ещё меньше, то получится лазер, который сможет бить ещё дальше.
Сила всего передатчика, в нашем случае роутера, будет складываться от мощности (dBm) и усиления антенны (dBi). В результате мы получим dBm. Например, для улучшения сигнала в дорогих роутерах используется несколько антенн. Каждая такая антенна имеет увеличенный коэффициент усиления. Но как вы уже знаете, при это падает диапазон покрытия. Именно поэтому таких антенн ставится несколько.
Разделяют несколько видов:
- Всенаправленные антенны – устанавливаются на все дешёвые роутеры и имеют полный радиус действия на все 360 градусов;
- Секторные – такие антенны имеют пучок радиоволны с углом от 60 до 120 градусов;
- Узконаправленные – угол от 3 до 8 градусов.
Чаще всего узконаправленные используют для построения вай-фай моста на несколько километров. В таком случае на пути не должно быть почти никаких препятствий, а две антенны должны быть четко направлены друг на друга.
Как проверить мощность сигнала и зону покрытия беспроводной сети Wi-Fi роутера?
Используя современные мобильные устройства, можно легко определить уровень сигнала Wi-Fi от точки доступа в разных комнатах квартиры, частного дома или офиса.
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, WiFiAnalyzer (open-source), WiFi Analyzer). Пройдитесь по квартире с мобильным устройством с запущенным приложением и проверьте уровень сигнала в разных местах квартиры. С помощью подобных приложений вы сможете посмотреть список ближайших сетей Wi-Fi, номера радиоканалов, которые они в настоящий момент используют, силу сигнала сети Wi-Fi вашего роутера и соседних сетей. Из полученной информации можно будет определить силу сигнала в разных комнатах и радиус действия вашей сети Wi-Fi.
Для измерения силы сигнала Wi-Fi используется показатель уровня принимаемого сигнала, RSSI (англ. received signal strength indicator) — полная мощность принимаемого приёмником сигнала. Измеряется приёмником в дБм (dBm, децибел относительно 1 милливатта).
RSSI может принимать значения от 0 до -100 дБм. Чем выше значение RSSI (ближе к 0), тем сигнал лучше (мощнее), и чем ближе к -100, тем сигнал хуже (слабее). Качественным сигналом Wi-Fi можно считать значения не ниже -65 дБм. При более низкой мощности уже будет наблюдаться снижение скорости подключения, потеря пакетов, повторные передачи данных (ретрансмиты).
Вот примерные значения соответствия силы сигнала Wi-Fi и его качества:
- Отличные показатели: от -35 до -50 дБм
- Хорошие показатели: от -50 до -65 дБм
- Удовлетворительные показатели: от -65 до -75 дБм
- Плохие показатели: от -75 до -85 дБм
- Неприемлемые значения: от -85 до -100 дБм
TIP: Примечание: Данные значения не являются абсолютными. Определение точных значений в данном случае невозможно, т.к. сила сигнала Wi-Fi зависит не только от показателя RSSI, но и от ряда других факторов (от загруженности радиоэфира, от мощности сигнала точки доступа, от помех, характеристик мобильного устройства). Оценка параметров носит условный (субъективный) характер и основан на нашем практическом опыте и данных, полученных от пользователей.
Измерение производилось в двухкомнатной квартире площадью 56 кв.м. в многоэтажном панельном доме. Замер выполнялся для беспроводной сети Wi-Fi 2,4 ГГц со смартфона, который поддерживает стандарт Wi-Fi 802.11n с максимальной канальной скоростью подключения до 150 Мбит/c (ширина канала 40 МГц, один пространственный поток MIMO 1Tx1R). На интернет-центре Keenetic беспроводная сеть Wi-Fi имеет значения по умолчанию (мощность сигнала установлена на 100%).
Измерение сигнала выполнено в комнате с роутером в двух метрах от него в прямой видимости. Помех на пути прохождения сигнала нет. Сила сигнала -40 дБм, канальная скорость 150 Мбит/с.
Измерение сигнала выполнено в соседней комнате. Помехи: одна межкомнатная бетонная стена. Сила сигнала -54 дБм, канальная скорость 135 Мбит/с.
Измерение сигнала выполнено в самой дальней от роутера комнате (на кухне). Помехи: две межкомнатных бетонных стены. Сила сигнала -72 дБм, канальная скорость от 60 до 80 Мбит/с.
Через 3 бетонных стены мощность сигнала будет уже крайне низкой, скорость упадет до минимальных значений, в работе сети Wi-Fi возможны разрывы или вообще не получится установить соединение с роутером.
Как известно, различные препятствия (стены, потолки, мебель, металлические двери и т.д.), расположенные между Wi-Fi-устройствами, могут частично или значительно отражать/поглощать радиосигналы, что приводит к частичной или полной потере сигнала. Таблицу, потери эффективности сигнала Wi-Fi при прохождении через препятствия, вы найдете в статье «Коэффициенты затухания сигнала Wi-Fi при прохождении через различные среды».
При очень слабом сигнале Wi-Fi в дальних комнатах рекомендуем расширить зону покрытия существующей сети добавлением дополнительного ретранслятора (интернет-центра Keenetic). Не пытайтесь покрыть одним роутером многокомнатное или разноуровневое помещение. Как нельзя осветить многокомнатную квартиру или большой дом одной лампочкой (даже если это прожектор), так и с Wi-Fi: лучше использовать несколько интернет-центров Keenetic в качестве ретрансляторов там, где это необходимо. Дополнительную информацию вы найдете в статье «Что такое Wi-Fi-система?».
Ознакомьтесь со следующими статьями:
Пользователи, считающие этот материал полезным: 14 из 18