Для передачи данных в рамках беспроводных сетей применяются радиоволны, которые передаются посредством их источника – роутера (маршрутизатора), трансформирующего поступающий по интернет-проводу сигнал в формат радиоволн с определенной частотой и характеристиками. Таким образом, на дальность передачи сигнала, как и в рамках других радиоканалов, воздействуют всевозможные помехи.

Существует несколько стандартов беспроводной передачи данных в сетях wifi, которые отличаются диапазоном и частотой. Чаще всего может использоваться устройство стандарта 802.11g, которое поддерживается большинством сетевых карт. Роутер со стандартным усилением (антенной с частотой 2 Дб) позволяет производить трансляцию сигнала на 50 м в закрытом помещении и на 150 метров на улице. Наличие стен в помещении серьезно сказывается на дальности передачи сигнала, существенно ограничивая его.

Среди других важных параметров сигнала является не только тип протокола, мощность передатчика и усилитель антенны, но физические препятствия и создаваемые другими приборами помехи.

Препятствия для сигнала

Серьезно уменьшают дальность передачи радиоволн металлические конструкции и кирпичные стены, забирая около 25% всего сигнала. Количество потерянных данных может определяться и используемым стандартом. Так, точка доступа, работающая в стандарте 802.11a использует радиочастоты выше, чем 802.11g или b, а значит она будет более чувствительна к такого рода препятствиям. Микроволновые печи также поглощают сигнал из-за исходящих от них помех. Максимальную дальность будет иметь точка доступа, работающая в стандарте 802.11n, которая позволяет добиться дальности связи до 70 м дома, а на открытой местности получить большое покрытие до 250 м при близких к идеальным условиях для передачи радиосигнала.

Еще одним препятствием зачастую становится листва деревьев, содержащая воду, которая поглощает волны, передаваемые роутером на определенной частоте. На дальности сказываются проливной , ослабляющий передаваемый сигнал, или густой туман.

Дальность трансляции сигнала роутером может быть рассчитана с использованием специального калькулятора, в котором указываются базовые параметры используемого оборудования.

Увеличение радиуса действия сети, ограниченной одной из вышеперечисленных причин, достигается путем объединения нескольких роутеров в одну цепь. Также на устройстве может быть заменена антенна, которая также сможет увеличить передаваемый сигнал на несколько десятков метров.

Все мы время от времени сталкиваемся с проблемой недостаточного уровня сигнала роутера. Сигнал нестабилен в некоторых точках, часто пропадает или его нет вовсе. Это ощутимо в помещениях с большой площадью: на даче, в частном доме, на базе отдыха, в квартире, в которой больше одной комнаты. В этой статье мы опишем варианты решения этой проблемы.

Рисунок 1. Зона покрытия WiFi сетью роутера в типовой квартире (роутер рядом с входной дверью).

Мы производим пассивные и активные антенны, в том числе для сетей передачи данных, WiFi. В данной статье нас интересуют не столько проблемы беспроводного доступа, сколько способы увеличения зоны действия WiFi. Отметим, что мы не рассматриваем специфические варианты создания специальных «мощных» точек доступа. Все только в рамках стандартов и норм, принятых в РФ.

По нашему опыту, роутер обычно размещают: рядом с входной дверью, в коридоре за шкафом, либо в распределительном щитке. В таких случаях площадь квартиры покрыта WiFi сетью неравномерно. В зависимости от планировки квартиры, дальние комнаты, кухня, лоджия оказываются вне зоны устойчивого покрытия. (Пример на рисунке 1)

Эта же ситуация справедлива и для частного дома. Площадь дома обычно больше, и интернет нужен не только внутри помещения, а еще и вне — у барбекю-зоны, бассейна, на игровой площадке. Тут проблема выражена серьёзнее.

Рисунок 2. Зона покрытия WiFi сетью роутера в загородном доме

На рисунках 1 и 2 показаны примеры покрытия WiFi, зеленым цветом выделены зоны с хорошим уровнем сети, красным — с низким уровнем, который зачастую не позволяет нормально работать в сети Интернет. Обратим внимание, что WiFi сигнал, являясь радиоволной, лучше распространяется в свободном пространстве, поэтому стены и прочие перегородки в помещении будут его ослаблять и, как следствие, снижать уровень сигнала, прошедшего через них.

Проблема определена — недостаточное покрытие WiFi сети в помещении. Разберемся, почему это происходит. Штатная антенна роутера имеет круговую диаграмму направленности — излучает WiFi во все стороны. В том числе и в направлении ваших соседей, что обычно бессмысленно и не нужно. При этом собственное усиление антенны относительно мало, в результате чего, подобная антенна обладает недостаточной эффективностью. Как итог, площадь покрытия сигналом WiFi невелика.

Рисунок 3. Диаграмма направленности штатной антенны роутера (f=2.45 GHz)

На рисунке 3 представлена диаграмма направленности внешней антенны стандартного роутера, рассчитанная в физическом моделировщике. В качестве антенны используется диполь.

Как улучшить зону покрытия WiFi

Рисунок 4. Роутер с двумя внешними антеннами.

Рисунок 5. Роутер с тремя внешними антеннами.

Следующий способ — использование активного WiFi повторителя, его ещё называют WiFi репитером. Это устройство как раз предназначено для увеличения радиуса действия WiFi сети. Отличный способ, зачастую позволяющий решить проблему на корню. Но у него есть и минусы:

— цены от полутора тысяч рублей и выше;
— необходимость настройки;
— ограниченная зона использования.

И это не всё: репитер опять будет принимать сигнал со всех сторон и излучать вокруг. То есть, если у нас «неохваченный» угол квартиры далеко, то потребуется два, а то и три репитера. Было бы здорово сконцентрировать сигнал в заданном направлении, но не получится — встроенные антенны репитеров имеют круговую диаграмму. Репитеров с гнездом для внешней антенны мы не встречали.

Стоит упомянуть еще одну особенность WiFi репитера — наличие сетевого питания 220В. Не все люди готовы оставлять включенным в сеть какие-то устройства, выходя из дома. А включать-выключать каждый раз — занятие на любителя. К тому же, для дома или дачи решение осложняется тем, что между домом и, скажем, зоной барбекю, чаще всего нет электросети, да и репитеры часто не предназначены для эксплуатации вне помещения.

Рисунок 6. Принцип работы WiFi репитера

Следующее решение — использование внешней направленной антенны. Самое простое — открутить штатную антенну от роутера и подключить направленную, которая сфокусирует весь сигнал в нужном направлении. Антенн подобного рода масса, но мы остановимся на разработках нашего предприятия.

Первое решение — антенна WiFi Extender (рисунок 7):

Рисунок 7. Антенна WiFi Extender

Это комнатная антенна типа «волновой канал» в радиопрозрачном пластиковом корпусе. Усиление антенны 10 dBi.

Второй вариант более сложный и эффективный — панельная антенна. В нашем случае — BAS-2301 WiFi (рисунки 8-9). Внутри радиопрозрачного герметичного корпуса — патч-антенна. Усиление не менее 12,5 dBi.

Рисунок 8. Антенна BAS 2301 WiFi

Рисунок 9. Диаграмма направленности антенны BAS 2301 WiFi (f=2.45 GHz)

Третий вариант — антенна типа «волновой канал» на диапазон WiFi (2400-2500 MHz). В исполнении РЭМО это антенна BERKUT WiFi (рисунок 10). Тут уже 19 элементов (6 из них размещены в коробочке, на печатной плате), максимальное усиление по направлению — 15 dBi.

Рисунок 10. Антенна Беркут WiFi

Все упомянутые выше способы, чаще всего, позволят решить проблему. В нужном месте WiFi появится, причем с отличным уровнем сигнала. Но здесь есть некоторые нюансы:

— Цена вопроса. Эти антенны дешевле репитера, но их цена выше 1000 рублей.
— Монтаж. Все подобные антенны требуют установки. Надо монтировать кронштейн. Если вы живёте на съёмной квартире, то получить разрешение хозяина, чтобы закрепить эту конструкцию. Также, это может повлечь за собой некоторые неудобства, если у вас нет возможности самостоятельно смонтировать кронштейн на стене. Думаю, читатель понимает, что не всегда есть возможность закрепить кронштейн в виду разных причин, даже несмотря на всю простоту этой процедуры.
— Размещение. Если в варианте дома или дачи можно установить антенну вне помещения, протянув вовнутрь лишь кабель, то для квартиры это неприменимый вариант.

Ещё одно ограничение по использованию таких антенн — далеко не все роутеры имеют антенный разъем для подключения наружных антенн. Средний и бюджетный сегмент — это зачастую не отсоединяемые антенны и, как следствие, для таких роутеров вышеупомянутые решения не годятся по определению.

Поэтому, выносные антенны — это хорошее решение, но применимое далеко не во всех случаях. Какие еще можно увеличить покрытие WiFi сети?
Мы задавались этим вопросом давно. Что бы такое придумать, чтобы применимо было практически во всех случаях, было эффективно, недорого и просто?

Возможно, читатель знаком с нашим популярным изделием для модемов Connect 2.0 или его старшими версиями.
Принцип работы прост — использование собственной внутренней антенны устройства (модема) в качестве активного элемента антенной системы. Так упрощенно можно представить себе всю серию «усилителей интернет сигнала».

Мы подумали — возможно ли применить этот же принцип в условиях WiFi роутера с внешней антенной?

Рисунок 11. Антенна Connect 2.0

Разработка антенны-насадки для роутера (WiFi Ladder)

Так появилась идея и её надо было воплотить в конструкцию. Перед разработчиками стояла задача — рассчитать многоэлементный волновой канал на диапазон 2.4-2.5 ГГц, в который можно будет «внедрить» штатную антенну роутера. В ходе моделирования было решено, что оптимальным вариантом будет 7-элементный «волновой канал». При вполне компактных размерах конструкции мы получили антенную систему, усиление которой позволяет решить поставленные задачи. Размеры директоров и расстояния между ними были оптимизированы в физической модели, мы считаем их лучшими для решения поставленной задачи (рис. 12).

Рисунок 12. «Начинка» антенны BAS-2002 WiFi Ladder

Следующим этапом стала разработка конструкции крепления антенны. После проведения мониторинга рынка роутеров, нами было решено размещать «волновой канал» на внешней антенне роутера, используя её в качестве несущего элемента (рис. 13). Мы столкнулись с тем, что роутеры имеют разные по диаметру антенны, а иногда их форма далека от цилиндрической или конусоидальной. Например, весьма популярна «приплюснутая» внешняя антенна. По этой причине конструктора разработали универсальный зажим, который позволяет крепить изделие практически на любой внешней антенне роутера. В ряде случаев это будет не самое жесткое крепление, но хотим заметить, что антенна обычно устанавливается в помещении и всего один раз, поэтому сторонние физические воздействия на нее будут минимальными.

Рисунок 13. Антенна BAS-2002 WiFi Ladder, закрепленная на внешней антенне роутера

Был проведён ряд тестов, в ходе которых «затененные» участки помещения становились охвачены WiFi, причем с приличным уровнем (рис. 14). Зеленым цветом на рисунке подсвечена область с хорошим уровнем WiFi сигнала.

Рисунок 14. Зона покрытия WiFi сетью роутера с антенной-насадкой
BAS-2002 WiFi Ladder в типовой квартире

Ниже представлена диаграмма направленности разработанной антенны, которая закреплена на внешней антенне типового роутера (рис.15).

Рисунок 15. Диаграмма направленности внешней антенны роутера с антенной-насадкой BAS-2002 WiFi Ladder

Антенна роутера приобрела направленные свойства и, как следствие, усиление по направлению, в результате чего повысилась дальность передачи WiFi сигнала в заданном направлении. Красным цветом на рис. 15 показан максимум излучения антенны — направление в котором увеличится зона покрытия WiFi сети.

В ходе разработки, к антенне прочно прицепилось рабочее название — «лесенка», поэтому, недолго думая, мы так и решили назвать это изделие, переведя лишь на английский, учтя нашу экспортную практику: «BAS-2002 WiFi Ladder».

Нельзя обойти стороной еще один вопрос: в каком месте на внешней антенне следует закреплять изделие?

Изучив конструкции внешних антенн разных роутеров, мы пришли к выводу, что внутри пластикового корпуса антенны располагаются не всегда так, как мы ожидаем (рисунок 16).

Рисунок 16. «Внутренность» одной из внешних антенн роутера.

Как видно из рисунка 16, антенна расположена не по всей длине пластикового корпуса, а лишь в нижней его части.

Чаще всего, структура антенны располагается в нижней или средней части пластикового корпуса. Именно поэтому пользователю надо найти оптимальное место по высоте для крепления на внешней антенне (рис. 17). Бывает, пользователь забывает или игнорирует этот важный пункт настройки и не получает ожидаемого результата, поэтому еще раз напомним — настройка по высоте важна и обязательна!

Рисунок 17. Настройка антенны BAS-2002 WiFi Ladder по высоте

Антенна работает в сетях стандарта IEEE802.11 b/g/n, использующих частоты 2.4..2.5 ГГц.

Как мы говорили ранее, существуют роутеры с несколькими внешними антеннами. В этом случае можно использовать антенну-насадку на все антенны или только на одну или две. Зависит от задач. Вы можете создать максимальное усиление в одном направлении, тогда все антенны будут «нацелены в одну сторону» и их усиление сложится (рис. 18).

Рисунок 18

Можно усилить WiFi в разных направлениях, т.е. расширить зону действия:

Рисунок 19

Стоит упомянуть о программах, которые помогут настраивать по направлению такие антенны (не только WFi LADDER).

Беспроводные точки доступа можно увидеть в офисах. Плоские коробки предназначены для оптимальной передачи сигнала беспроводной сети. Сетевые функции - подключение к Интернету (сетевой шлюз), защита (брандмауэр) и управление локальными сетями (назначение IP-адресов и маршрутизация) - выполняются другими устройствами.

В отличие от профессиональной среды, маршрутизатор в частной домашней сети выполняет все сетевые функции, в том числе создание беспроводной сети. Это означает, что приходится идти на компромиссы, и недостатки проявляются сильнее всего в работе сети. Уже только место расположения маршрутизатора в большинстве случаев определяется не оптимальным покрытием, а местом установки сетевой розетки. При этом подключенные кабели не дают расположить устройство высоко, что обеспечило бы оптимальные условия для беспроводной сети.

Кроме того, беспроводные технологии развиваются быстрее, чем все остальные. Так, в маршрутизаторе пятилетней давности устарел только стандарт беспроводной сети, а все остальные компоненты работают все еще достаточно хорошо. Кроме того, тонкая настройка для большинства функций доступна только в довольно дорогих роутерах, что дополнительно склоняет чашу весов не в пользу новой (то есть дорогой) модели. Однако и доступные устройства, работающие только в диапазоне 2,4 ГГц (например, от провайдера), можно дооснастить современной технологией 5 ГГц при помощи точки доступа.

При помощи технологии Powerline точка доступа может обеспечить беспроводной сетью другой этаж или другую часть дома

Точки доступа для профессиональных беспроводных сетей

Точки доступа с поддержкой стандарта 802.11ac стоят около 6000 рублей, то есть не больше, чем хороший репитер беспроводной сети. Благодаря мощному передатчику и более удобным вариантам расположения точка доступа может расширить покрытие сети маршрутизатора или полностью заменить ее. Если раньше эти специальные функциональные станции были доступны только для опытных пользователей (поскольку рассчитаны для использования в качестве части сложной инфраструктуры), то современные модели дополнительно предлагают удобный веб-интерфейс для базовой конфигурации.

Новое устройство Netgear WAC510, которое можно конфигурировать через приложение для смартфона, демонстрирует, что точки доступа могут быть очень просты в использовании. На сле­дующих двух страницах мы расскажем о тестировании этого устройства, а также более доступного TP-Link EAP245 с поддержкой 802.11ac со скоростью передачи данных 1300 Мбит/с.

Подключение и режимы работы

Точки доступа могут принципиально по-разному подключаться к роутеру и работать в разных режимах, из которых мы выделили четыре основных.

> Замена беспроводной сети маршрутизатора. Точка доступа подключается к сетевому порту роутера (LAN) и к сети питания (для сетевого оборудования с поддержкой Power over Ethernet достаточно стандартной витой пары). Точка доступа формирует новую беспроводную сеть. Компьютеры и другие устройства, которые подключаются к ней, получают IP-адреса и доступ к Интернету от маршрутизатора, то есть находятся в его сети, как если бы были подключены к его Wi-Fi. В этом случае вам нужно только выполнить простую первоначальную настройку в веб-интерфейсе точки доступа. Если роутер и точка доступа работают в одной комнате, на первом лучше полностью отключить беспроводную сеть, чтобы не создавать помехи сигналу точки доступа.

> Расширение беспроводной сети маршрутизаторов. Если ни точка доступа, ни роутер по отдельности не в состоянии распространить сеть по всей квартире, стоит попробовать объединить их усилия. Используя длинную витую пару или адаптер Powerline, поместите точку доступа в то место, где нужно оптимизировать покрытие беспроводной сети. В этом случае в веб-интерфейсе точки доступа нужно указать то же имя беспроводной сети (SSID) и пароль WPA2, что в настройках сети маршрутизатора, но при этом разные каналы - чем удаленнее они будут друг от друга, тем лучше (например, для полосы 2,4 ГГц каналы 1 и 13).

Клиентские устройства будут автоматически находить самый сильный сигнал в зоне их досягаемости, даже если вы будете передвигаться с ними по комнатам. Похожие функциональные возможности предлагают приборы, которые называются Powerline Wi-Fi Extender, предназначенные для расширения покрытия: они сочетают в себе адаптер Powerline и беспроводной передатчик. Преимущества же «настоящей» точки доступа заключаются в более крупных антеннах и более гибких возможностях расположения (например, установка на потолок или шкаф), что обещает более качественную передачу сигнала.

> Вместо репитера. Если подключение точки доступа к роутеру по кабелю или Powerline не представляется возможным, оптимизировать сеть маршрутизатора можно при помощи технологии распределения беспроводных сетей - Wireless Distribution System (WDS). Точка доступа отличается от обычного репитера более крупными антеннами, что означает возможность расширения зоны покрытия и увеличение скорости передачи данных.

> Точка доступа в режиме маршрутизатора. Netgear WAC510 можно использовать как маршрутизатор, с помощью которого можно не только сформировать сеть, но и управлять ею. Однако для подключения к Интернету нужно соединение Ethernet Uplink - например, при помощи кабельного модема или LTE-модема. Устройство не способно самостоятельно установить DSL-соединение.

Богатая функциональность: Netgear WAC510

Эта точка доступа легко настраивается с приложения для смартфонов Netgear Insight. Если учесть относительно невысокую стоимость, то устройство становится привлекательным в том числе и для частного использования.

В самом простом случае процесс первого запуска проходит следующим образом. WAC510 подсоединяется по витой паре к имеющемуся маршрутизатору. На планшет или смартфон, подключенные к беспроводной сети роутера, устанавливается приложение Netgear Insight, в котором запускается окно помощника. Дальше нужно открыть меню «Access Point | … WiFi Discovery | Connect to WIFI … | Discover Device», нажать на точку доступа, выбрать страну, в которой работает устройство (это нужно для того, чтобы определить, какие каналы точка доступа может использовать), задать имя сети (SSID) и пароль WPA2-PSK - вот и все.

Веб-интерфейс с широкими возможностями

После основных настроек подключите клиентские устройства к беспроводной сети WAC510. Кабельные устройства можно подключить через его дополнительный сетевой порт. Более подробные настройки находятся в веб-интерфейсе WAC510. Чтобы их открыть, найдите IP-адрес точки доступа в веб-интерфейсе маршрутизатора. В первую очередь нужно изменить стандартные логин-пароль «admin/password» - они находятся в меню «Management | Configuration | System | Advanced | User Accounts».

Из дополнительных опций WAC510 в качестве примера можно привести настройку WDS, которая находится в разделе «Configuration». Эта технология позволяет объединить несколько точек доступа в единую беспроводную сеть с централизованным управлением - подробные указания находятся в руководстве пользователя. Настроить WAC510 для использования в качестве маршрутизатора можно через меню «Configuration | System | Basic» - там полностью сбрасываются все конфигурации, в том числе имя беспроводной сети.

Практическое тестирование конфигурации и использования веб-интерфейса WAC510 оставило хорошие впечатления, хотя для применения изменений (прежде всего для перезапуска) устройству иногда требовалось немного больше времени, чем хотелось бы. Измерения производительности при помощи бенчмарка JPerf на планшете HP Pro X2 на чипе Intel AC 8265 Wi-Fi сначала немного разочаровали, особенно в полосе 2,4 ГГц, в которой работают старые смартфоны, телевизоры и другие клиентские устройства попроще. Наиболее высокой скорости, причем равномерно во всех направлениях, точка доступа Netgear достигала тогда, когда клиентское устройство находилось рядом и на одном уровне с ней.

То есть излучение сигнала, очевидно, оптимизировано скорее для равномерного покрытия окружающей области, чем для направленного действия в одну сторону, поэтому сеть с несколькими клиентскими устройствами будет демонстрировать хорошую производительность, если эти устройства удачно распределить в пространстве. Вместе с тем максимальная производительность Netgear значительно превосходит возможности старых слабых маршрутизаторов и репитеров. Потребляемая мощность же в режиме ожидания составляет примерно половину от мощности полноценного маршрутизатора беспроводной сети, а во время передачи данных она почти не повышается (с 4,3 до приблизительно 4,5 Вт).

На высоких скоростях: TP-Link EAP245

По внешнему виду TP-Link EAP245 напоминает Netgear (и многие другие точки доступа). Но тут через витую пару можно установить только соединение Uplink с маршрутизатором (WAN), а подключить клиентское устройство невозможно. Кроме того, не предусмотрено использование устройства в качестве репитера и отсутствует конфигурирующее приложение для смартфона.

Зато TP-Link стоит немного дешевле, чем Netgear, а в стандарте 802.11ac достигает скорости передачи данных не 866, а целых 1300 Мбит/с. Настройку проще всего выполнить в веб-интерфейсе. IP-адрес можно найти, как и в случае с Netgear, в веб-интерфейсе маршрутизатора. При первом запуске сначала задайте имя пользователя и надежный пароль для веб-интерфейса. Система ввода работает упорядоченно, откликается моментально, а устройство быстро применяет изменения.

Реальный недостаток в безопасности устройства заключается в том, что оно по умолчанию создает две открытые сети (в диапазонах 2,4 и 5 ГГц), для защиты которых нужно предпринять отдельные меры. Для этого на вкладке «Wireless» и далее «SSIDs» щелкните по значку блокнота рядом с «Modify». Укажите имя беспроводной сети (SSID), для «Security Mode» выберите «WPA-PSK», для «Version» - «WPA2-PSK», введите для «Wireless Password» надежный пароль и подтвердите изменения, нажав кнопку «ОК» внизу. Затем в верхней части страницы переключитесь на сеть в диапазоне 5 ГГц и повторите то же самое.

Точки доступа: ассортимент

Из-за большой популярности точек доступа в сегменте бизнеса ассортимент этих устройств очень широк, в особенности от специализированных поставщиков сетевого оборудования, например D-Link, Lancom или Ubiquity. Такие устройства стоят больше 10 000 рублей и предлагают широкие функциональные возможности, не используемые в домашних условиях. Поэтому для тестирования мы выбрали две доступные простые модели от Netgear и TP-Link.

Высокая скорость беспроводной сети

Все остальные настройки по умолчанию EAP245 интуитивно понятны. Некоторые опции могут быть интересны для коммерческого использования устройства, например, страница-заставка с условиями использования. Практичной для домашнего использования оказывается функция Scheduler, которая включает и отключает беспроводную сеть по графику.

По измерению производительности точка доступа EAP245 впечатлила как результатами в сети стандарта 802.11ac 5 ГГц, так и в 802.11n 2,4 ГГц. По сравнению с Netgear мощность направляемого сигнала TP-Link больше - максимальная скорость была достигнута, когда панель с логотипом была обращена к клиентскому устройству. Но благодаря большим ресурсам скорости в сценарии использования, в котором мы проводили измерения, TP-Link оказался быстрее Netgear во всех направлениях.

В общем и целом, EAP245 производства TP-Link - это хороший выбор для тех, кому нужна чистая точка доступа с максимально возможной производительностью по невысокой цене. Покупка же Netgear WAC510 оправдает себя в тех случаях, если в первую очередь устройство должно быть простым (с управлением с приложения) или использоваться не только как точка доступа, но и как маршрутизатор или устройство WDS. Так или иначе, профессиональные устройства раз и навсегда решат почти все проблемы покрытия и скорости передачи.

Фото: компании-производители; CHIP Studios/Simon Kirsch

Но считаю необходимым расширить эту тему. Частенько, мы покупаем дорогие wi-fi роутеры, надеясь на достойные показатели, а качество беспроводной домашней сети все-равно оставляет желать лучшего. Нам понадобится сделать некие преобразования, которые помогут увеличить дальность действия wi-fi сети и мощность сигнала .
Проблемы оптимизации беспроводной сети особенно актуальны сейчас, когда большинство современных устройств предлагает поддержку беспроводной связи: смартфоны, планшеты, телевизоры и ноутбуки. Ведь все они могут одновременно подключаться к домашней сети wi-fi, поэтому она должна работать стабильно и быстро. Многие старые беспроводные маршрутизаторы не способны обеспечить приемлемое качество связи, так как их возможности ограничены. Данная статья расскажет о способах и специальном оборудовании для обеспечения уверенного приема wi-fi роутера на расстояние до 100 м и выше.

Первое, о чем необходимо позаботиться, выбор правильного места для расположения wi-fi роутера и других устройств в сети . Это важная мера при организации беспроводной сети в домашних условиях. Для начала найдите для своего беспроводного роутера оптимальную точку размещения в квартире или доме и проверьте, что все клиенты сети могут уверенно принимать сигнал, так как эффективность любого беспроводного соединения всегда будет соответствовать уровню самого слабого звена в цепи. Не стоит игнорировать возможность использования дополнительных устройств, так как они способны расширить границы сети беспроводным или проводным способом. Это особенно актуально, если в вашей квартире (доме) толстые стены или же Вам необходимо раздавать беспроводной интернет на несколько этажей .

Также есть довольно простой способ собрать для wi-fi роутера антенну направленного действия своими руками . Такая антенна способна увеличить радиус действия wi-fi сети . Если из предложенных вариантов ничего не подходит или не помогло, например, вы хотите использовать интернет во дворе загородного дома, то мы рассмотрим вариант с радиорелейными антеннами. Их применение позволяет решить множество проблем, связанных с дальностью действия wi-fi сети , потому что сигнал беспроводной сети распространяется равномерно во все стороны и ослабевает пропорционально квадрату расстояния.

Кратко о принципе действия таких антенн

Радиорелейные антенны собирают сигнал в пучок и излучают его в одном направлении, поэтому беспроводная сеть работает стабильно даже на приличной дистанции.

1. Поиск оптимального места установки wi-fi роутера

Чтобы добиться надежной работы беспроводной сети, необходимо произвести поиск правильных мест установки для всех компонентов, а также выбрать канал, который не подвержен помехам.

Выбор свободного канала для wi-fi сети. Помехи в беспроводной сети

Посторонние радиосигналы, источником которых может быть соседский роутер или радио-няня, является для нашей беспроводной сети фоновым шумом, с которым она постоянно борется. Особенно часто проблемы с беспроводной сетью вызывают wi-fi маршрутизаторы соседей.

Решение проблемы с соседским роутером простое:

• Выберите канал (диапазон частот) с наименьшим количеством помех, используя программу inSSIDer .
• Перейдите на вкладку «2.4 GHz Channels», чтобы узнать какие каналы заняты устройствами.
• Выберите в настройках своего беспроводного роутера тот канал, на котором имеется меньше всего помех.

Внимание! Если маршрутизатор и все устройства приема поддерживают диапазон частот 5 ГГц, переключитесь на него и проверьте качество беспроводного соединения.

Учтите, что на этой частоте меньше помех, но иногда приходится мириться с чуть меньшей дальностью действия сигнала и худшей способностью проходить сквозь стены. Сразу замечу, что данная особенность справедлива не для всех роутеров, поддерживающих частоту 5ГГц.

Размещение роутера: ставим по центру

Оптимальным вариантом для создания надежной беспроводной сети - подключение всех устройств к маршрутизатору напрямую, без посредников. Чтобы добиться этого, поставьте роутер в центре (по возможности, с некоторыми погрешностями относительно геометрического центра). Таким образом он будет окружен всеми клиентами, которые будут подключены к роутеру.

Обязательно учитывайте стены, мебель и другие преграды. На открытом пространстве сигнал практически не подвергается негативному воздействию, но сильно ослабевает, проходя через них. Следовательно, вам необходимо установить маршрутизатор ближе к тем устройствам, которые размещены за стеной. Для получения наибольшего радиуса сигнала wi-fi роутера, он должен стоять на возвышенном месте. Выбрав слишком низкую позицию, вы будете глушить сигнал различного рода препятствиями.

Тестирование сети слабым звеном для проверки

После того, как Вы предприняли вышеупомянутые меры по оптимизации, рекомендую проверить работу с помощью устройства, которое располагается дальше всех в доме или за несколькими стенами, а также имеет маленькую антенну. В данном случае действует правило: чем выше расположена приемная антенна, тем эффективнее связь с маршрутизатором .

Направление антенн беспроводных устройств

Антенны излучают сигнал кругами, которые ориентированы в пространстве перпендикулярно оси антенн. Оптимальным расположением для достижения хорошего покрытия будет разнонаправленное - для устройств с 2-мя и более антеннами. А вообще, старайтесь повернуть антенну таким образом, чтобы ее ось была перпендикулярна направлению к клиентскому устройству с наихудшим качеством приема. Если антенны встроены в роутер, попытайтесь повернуть или переместить устройство на несколько сантиметров в сторону, контролируя при этом результат.

Оптимизация wi-fi соединения

Как я уже говорил выше, качество приема может кардинально измениться, если вы немного переместите или развернете роутер или wi-fi адаптер (карту), отвечающую за прием. Даже небольшой поворот или сдвиг маршрутизатора, ноутбука или другого приемного устройства может существенно усилить либо снизить качество сигнала. Измерить скорость беспроводной сети вы сможете программой JРеrl . Вам необходимо запустить ее на компьютере, подключенном с помощью LАN-кабеля, а на беспроводном устройстве (например, ноутбуке), выступающем в качестве клиента, замерить скорость соединения после каждого изменения.

Замена старого роутера на новый

Обновить wi-fi роутер не будет лишним, если ваш беспроводной маршрутизатор поддерживает только стандарт 802.11g, так как имеет смысл приобрести более мощный роутер, совместимый с 802.11n.
Если вы используете подключение к Интернету по технологии DSL, то стоит приобрести модель со встроенным DSL-модемом. В этом случае вам потребуется лишь ввести свои данные для доступа в интернет, выданные вашим провайдером, в результате устройство самостоятельно подключится к Интернету. Старый роутер стандарта 802.11g тоже пригодится, его можн0 исполь3овать в качестве повторителя.
Допустим, вы купили новый wi-fi роутер. Теперь вам необходимо его настроить, в этом вам помогут 2 статьи, которые я указывал в самом начале этого материала. Если вы сэкономили и купили роутер без DSL-модема, то роль модема можно перенести на старое устройство. Для этого настройте его на работу в качестве модема, согласно руководству пользователя. После этого соедините WАN-разъем (разъем для подключения к каналу доступа в Интернет) нового маршрутизатора с LAN-портом старого.

Использование старого роутера в качестве повторителя

Если в новом роутере с поддержкой стандарта 802.11n есть встроенный модем, то я рекомендую использовать прошивку DD-WRT, разработанную сообществом Oреn Sоurcе, вы можете настроить старый маршрутизатор в качестве повторителя (репитера) . Проверьте на этой странице , доступна ли поддержка вашей модели. Там вы найдете подходящую для вашег0 устройства прошивку, а также рекомендации по установке. В большинстве случаев, чтобы установить прошивку DD-WRT на роутер , воспользуйтесь пунктом обновления, предоставляемым оригинальной прошивкой.

После установки прошивки и перезагрузки роутера, войдите в его веб-интерфейс.

• В поле логина введите: root
• В поле пароля введите: admin.

Настройка режима Repeater Bridge на роутере

Подключите старый wi-fi роутер с установленной прошивкой DD-WRT LАN-кабелем к компьютеру. В дальнейшем, повторитель будет подключаться к беспроводной сети основного роутера как клиент и перенаправлять сигнал по проводной или беспроводной связи на другие клиентские устройства. Чтобы это реализовать, в разделе Wireless/Basic Settings необходим0 настроить режим «Repeater Bridge» . Все сетевые настройки, такие как сетевой режим, имя сети и канал беспроводной связи должны совпадать с таковыми в главном роутере. В разделе «Virtuаl Interfaces» добавьте еще 0дну беспроводную сеть под другим именем (например, вставив в конце названия.Repeater») и затем выполните ее настройку.

Как увеличить дальность действия wi-fi роутера

Выбор места установки повторителя (репитера)

Наиболее простой способ увеличить площадь покрытия беспроводной сети - использование беспроводного повторителя или репитера, особенно, если он предлагается тем же пр0изводителем, что и маршрутизатор. Разместите его таким образом, чтобы он располагался в зоне уверенного приема сигнала роутера. Настройка включает в себя лишь несколько несложных операций. Недостаток — максимальная пропускная способность роутера, работающего в режиме повторителя, снижается вдвое.

Powerline адаптеры

Чтобы роутер мог охватывать другие этажи в вашем доме, рекомендую воспользоваться расширителем сети на основе Роwеrlinе-адаптеров, передающих сетевой сигнал по электропроводке. Вы можете воспользоваться моделью dLAN 200 AV Wireless Nvon devolo. Подключение: подсоедините один адаптер к LАN-порту роутера, а другой с функцией беспроводной точки доступа подключается к любой розетке в доме. Подробнее о Powerline адаптерах, для проводной сети (без функции точки доступа) вы можете прочитать .

Настройка расширителя сети : для настройки базовых параметров набора Роwеrlinе-адаптеров вы можете использовать входящее в комплект поставки программное обеспечение. Если потребуется изменить настройки беспроводного соединения, откройте с помощью программы веб-интерфейс адаптера.

Внимание! Увеличивая мощность передачи через веб-интерфейс роутера, делайте это поэтапно, так как это может сказаться на качестве сигнала.

Выбор правильного положения для устройств приема

Помимо выбора оптимального положения роутера , не стоит забывать и об устройстве, которое принимает сигнал. Ведь даже небольшие изменения положения могут значительно повлиять на результат. Возьмем к примеру ноутбук. Разместите ноутбук таким образом, чтобы крышка дисплея, в которой размещена антенна, была обращена в сторону источника беспроводного сигнала. Затем медленно передвигайте или поворачивайте устройство, тем самым вы узнаете как найти зону оптимального приема сигнала . Вы также можете проверить результат с помощью программы inSSIDer (ссылка выше).

Использование USB удлинителя

Длинный антенный кабель может негативно сказаться на качестве приема, тогда как USВ — шнур длиной до 5м таких проблем не доставит. Поэтому имеет смысл разместить беспроводной USВ — адаптер в зоне покрытия беспроводной сети, используя длинный USВ — кабель. С помощью держателя, входящего в комплект поставки многих USB — адаптеров, устройство можно закрепить на определенной высоте, чтобы добиться более уверенного приема от роутера. Использование USB удлинителя будет хорошим вариантом для удаленной от роутера комнаты. Например, я применил его в спальне для компьютера в корпусе mini-ITX.

Внутренние платы для подключения ПК к беспроводной сети

Не секрет, что для настольных компьютеров доступны платы расширения с Wi-Fi-модулем, однако ввиду их внутреннего расположения, антенны, как правило, оказываются спрятаны под столом ил за стеной тумбы. В своем HTPC я использовал именно этот вариант, так как в полке под техникой не было задней стенки. Если антенны вывести не удается, то более эффективным и доступным решением будет подключаемый по USB беспроводной адаптер. Неплохая модель — TP-Link TL-WN822N, так как его антенны можно развернуть в нужном направлении, да и расположить не только сзади вашего системного блока.

В этом разделе речь пойдет о небольших приспособлениях, изготовленных своими руками и не только, которыми вы сможете значительно увеличить дальность действия своей беспроводной сети .

Параболическое зеркало своими руками . Как вы уже знаете, антенны роутера излучают сигнал равномерными кругами, а параболическое зеркало соберет этот сигнал в пучок и передаст его в определенном направлении. Вам понадобится лишь ножницы, фольга, бумага и клей. Зеркало необходимо надеть на одну из антенн вашего маршрутизатора и повернуть ее в сторону устройства приема.

Использование дополнительной антенны

Сейчас легко найти в компьютерных магазинах специальные антенны, которые, благодаря своим размерам и форме способны обеспечить более высокое качество передачи сигнала, нежели антенны, встроенные в wi-fi роутер.
Основное их преимущество заключается в том, что кабель позволяет разместить одну или несколько антенн на возвышенной точке.

Установка внешней антенны для беспроводной сети

Владельцам загородных домов, проводящих долгое время во дворе и желающим использовать беспроводной интернет, придет на помощь внешняя антенна. Неплохим вариантом окажется TP-LinkьTL-ANT2409B, способная улучшить прием сигнала. От вас понадобится закрепить антенну на внешней стене, подключить ее к вашему wi-fi роутеру. Помните, что антенна должна быть направлена в ту сторону, где требуется обеспечить уверенный прием, поэтому п0 возможности закрепите ее на возвышенной точке.

При покупке антенны, обращайте внимание на экранирование кабеля, так как сигналы, которые передаются по антенному кабелю, подвержены влиянию помех. Качество кабеля можно определить по коэффициенту затухания, измеряемый в дБ. Хороший кабель длиной 5м не должен иметь коэффициент затухания более 3дБ.

Использование wi-fi параболической антенны

Параболические антенны предназначены для передачи сигнала беспроводной сети между двумя подобными антеннами на расстояние до нескольких километров. Если вам необходимо передать сигнал на расстояние более 100 м, то это решение вашей проблемы.

Направленные параболические антенны применяется для подключения клиентских Wi-Fi устройств, находящихся на среднем и дальнем расстоянии от центральной точки доступа, либо для построения Wi-Fi соединений типа точка-точка. Как правило, такая антенна обладает коэффициентом усиления 24 дБ в диапазоне частот 2,4 – 2,5 ГГц и применяется для приема-передачи электромагнитных волн с вертикальной или горизонтальной поляризацией. Конструкция параболической wi-fi антенны состоит из логопериодического облучателя в прочном корпусе, который крепится к отражателю, имеющему сетчатую структуру (для снижения парусности и общего веса антенны). В стандартной комплектации антенна имеет СВЧ кабель длиной 1 метр с разъемом N-типа (N type female).

Дальность действия Wi-Fi роутера зависит от типа используемого роутера или точки доступа. Факторами, определяющими диапазон действия роутера (точки доступа) являются:
1. Общая мощность передатчика;
2. Тип используемого протокола 802.11;
3. Длина и затухание кабелей, подключенных к антенне;
4. Препятствия и помехи на пути сигнала в данном помещении;
5. Коэффициент усиления антенн роутера.

Дальность Wi-Fi роутера стандарта 802.11g, со штатной антенной (усиление порядка 2dBi) примерно равняется 150м на открытой местности и в помещении - 50 м. Но кирпичные стены и металлические конструкции могут сократить этот радиус действия на 25% и более. Для стандарта 802.11a используются частоты выше, чем для стандартов 802.11b/g, поэтому он более чувствителен к различным препятствиям. Кроме того, на радиус действия Wi-Fi сетей стандарта 802.11b или 802.11g сильно влияют помехи от микроволновых печей. Листва деревьев тоже является сильным препятствием, поскольку содержит воду, которая поглощает микроволновое излучение используемого диапазона. Например, проливной дождь ослабляет сигнал в диапазоне 2.4GHz до 0.05 dB/км, густой туман - 0.02 dB/км, а лес (густая листва, ветви) - до 0.5дб/метр.

Выбрав вай фай роутер, радиус действия можно приблизительно рассчитать с помощью специального калькулятора (http://www.nix.ru/art/swf/wirecalc.swf), предназначенного для оборудования D-Link, но примененные там формулы и методика подойдут для любого другого.
Если создавать радиомост между двумя сетями, то нужно учитывать, что пространство вокруг прямой линии, проведённой от приёмника к передатчику должно быть свободно от поглощающих и отражающих препятствий в радиусе, равным 0.6 радиуса первой зоны Френеля. Размер этой зоны можно рассчитать по следующей формуле:

Зона Френеля:


В реальных условиях уровень сигнала на различном расстоянии от передающего устройства можно измерять специальным устройством (Wi-Fi детектором).
Если нужно увеличить дальность, роутер WiFi можно объединить в цепь из нескольких роутеров или беспроводных точек доступа, или заменить штатные антенны на более мощные.

КАК УВЕЛИЧИТЬ ДАЛЬНОСТЬ РОУТЕРА

Существует много решений вопроса, как увеличить радиус действия роутера.
Если роутер не обеспечивает необходимую зону покрытия, то для увеличения радиуса действия можно установить WiFi репитер, который будет работать усилителем для роутера. Репитер принимает сигнал и передает его дальше. Репитер нужно устанавливать посередине, между вашим компьютером и роутером (точкой доступа).

Менее затратным способом является замена штатной антенны роутера на антенну с большим коэффициентом усиления или на направленную.
Устанавливая в помещении wi-fi сеть нужно располагать роутер приблизительно на одном расстоянии от всех комнат, чтобы мощность сигнала была примерно одинакова во всем помещении.
Между роутером и компьютером должно быть как можно меньше кирпичных стен и железных конструкций, которые могут сильно ослабить сигнал. Также нужно учитывать возможные помехи от микроволновых печей.
Для увеличения дальности роутера можно использовать специальный усилитель сигнала, подключив его вместо антенны.

КАК УВЕЛИЧИТЬ МОЩНОСТЬ РОУТЕРА
Для увеличения мощности сигнала роутера можно использовать метод отражения сигнала. Можно использовать отражающую пленку. В качестве отражающей пленки подходит обычная фольга или зеркало из консервной банки, из которой делается экран, который предотвращает распространение сигнала в ненужную сторону.

ПОМОЩЬ В НАСТРОЙКЕ РОУТЕРА

Сначала нужно уточнить аппаратную версию роутера, посмотрев на наклейку на днище роутера.
По маркировке роутера в интернете можно скачать новую версию микропрограммного обеспечения (прошивки) для роутера. Новая версия прошивки значительно повышает работу устройства.
Сетевые подключения
В операционной системе Windows Vista / Windows 7
нужно выбрать:
«Пуск» → «Панель Управления» → «Центр управления сетями и общим доступом» → «Управление сетевыми подключениями».

Настройка сетевой карты

Если протокол подключения - DHCP или Static IP, то открыв папку «Сетевые подключения» Вы увидите следующее:

Подключение по локальной сети

Для уточнения протокола щелкните правой кнопкой мыши ярлык «Подключение по локальной сети» и выберите в меню «Свойства». В появившемся окне выберите протокол TCP/IP v4 и нажмите кнопку «Свойства». Откроется новое окно.
Если в открывшемся окне точки стоят напротив надписи «Получить IP-адрес автоматически», то значит протокол подключения - DHCP.
Если точками отмечено «Использовать следующий IP-адрес», а в окнах возле надписей «Маска подсети», «IP-адрес» и «Основной шлюз» стоят числовые значения, то значит тип подключения - Static IP.
Эти числа нужно записать, и отметив «Получить IP-адрес автоматически» нажать кнопку «ОК».
После уточнения протокола и типа подключения к провайдеру нужно правильно подключить роутер.
После этого нужно определить заводской IP-адрес роутера. Его можно узнать из инструкции к устройству. Этот IP-адрес вводится в адресную строку интернет-браузера и нажимается клавиша «Enter».
В открывшемся окне авторизации введите логин и пароль из инструкции (обычно логин и пароль - admin).
После авторизации можно приступить к настройке роутера. В открывшемся web-интерфейсе зайдите в раздел «Main», выберите подраздел «WAN» и затем в меню «Connection Type» (протокол подключения) выберите «DHCP Client or Fixed IP». Нажмите кнопку «Clone MAC Address», а потом кнопку «Apply».

Для протокола DHCP проведенных действий достаточно для настройки доступа к сети интернет.
Для протокола Static IP (когда провайдер присвоил статический IP-адрес для сетевой платы компьютера), в разделе «Main» выберите подраздел «WAN», а в меню «Connection Type» выберите «DHCP Client or Fixed IP» и нажмите кнопку «Clone MAC Address». Потом поставьте точку возле «Specify IP» и введите в трех полях «Маску подсети», «IP-адрес» и «Адрес основного шлюза», которые записали ранее.
Когда будет нажата кнопка «Applly», на компьютере, для которого выполнялась настройка, будет доступ к сети интернет.