Статистика уровня сигнала беспроводного маршрутизатора

При поиске беспроводных маршрутизаторов все они, похоже, претендуют на «отличный» или «отличный» уровень сигнала. Конечно, такие маркетинговые слова абсолютно ничего не дают, чтобы позволить мне сравнивать уровни сигнала различных маршрутизаторов.

Итак, на какие характеристики мне следует обратить внимание при сравнении беспроводных маршрутизаторов, чтобы определить, какой сигнал имеет наибольшую мощность? [или это вообще возможно?]

Например, в этом «листе данных» Linksys E1000 я заметил две характеристики, которые, возможно, связаны с уровнем сигнала: RF Pwr (EIRP) in dBи Antenna Gain in dB- за исключением того, что я абсолютно не знаю, что означают эти два, и действительно ли они отражают что-либо.

Краткий ответ

Во многих, если не в большинстве случаев, невозможно сравнить опубликованные спецификации поставщиков между потребительскими продуктами Wi-Fi и определить, какой из них даст вам максимальный уровень исходного сигнала. Это никогда не можно сказать , что даст вам лучший выбор или производительность на дальности , просто прочитав спецификацию. Вместо этого вам следует искать профессиональные обзоры, в которых эксперт-эксперт тщательно измерял соотношение «скорость-диапазон» (производительность в различных диапазонах).

Сила сигнала

Сложность в сравнении спецификаций даже для исходного уровня сигнала заключается в том, что многие поставщики вообще не публикуют какие-либо измерения уровня сигнала. Я просто зашел на сайты D-Link, Netgear и TRENDnet и не смог найти никакой информации о мощности радиосигнала в спецификациях, которые проверил на наличие самых последних и самых совершенных маршрутизаторов Wi-Fi. Среди производителей , которые делают публиковать некоторую информацию, различные производители часто публикуют различные виды информации , связанной с уровнем сигнала, и информация , которую они дают не всегда сопоставимы.

Например, все, что Apple говорит о своем нынешнем Wi-Fi-маршрутизаторе AirPort Extreme 802.11n (одновременный двухдиапазонный II), звучат так: «Выходная мощность радио: 20 дБм (номинальная)». 20 дБм означает 100 милливатт (мВт). Но «выходная мощность радиосигнала», вероятно, является мерой силы сигнала на разъеме антенны внутри устройства. Это не говорит о том, как антенны и антенные выводы влияют на выходную мощность, или как эти 100 мВт мощности распределяются между несколькими цепями радиосвязи, присущими 802.11n, или как мощность меняется в зависимости от полосы или канала (и мощность обычно меняется в зависимости от полосы и канала из-за нормативных требований и характеристик антенны).

Поэтому без какой-либо информации об антенне от Apple вы не сможете сравнить ее с примером, который вы привели для Cisco-Linksys E1000, который дает вам только эти цифры:

RF Pwr (EIRP) в дБм: 17,5 дБм  
Усиление антенны в дБи: 1,5 дБи  

«RF Pwr» - это «Радиочастотная мощность», что может заставить вас думать, что это то же самое измерение, что и у «выходной мощности радиосигнала» Apple, но тогда Linksys квалифицирует его как «(EIRP)». EIRP - это измерение, которое учитывает антенны и антенные выводы.

Помимо: э.и.и.м. и других основ РФ

EIRP обозначает эквивалентную изотропно-излучаемую мощность . Чтобы понять э.и.и.м., вы должны сначала понять некоторые вещи об антеннах и усилении направленности:

• Изотропная антенна является гипотетической антенной , которая излучает энергию одинаково во всех направлениях; антенна, трехмерная «схема покрытия» которой представляет собой идеальную сферу.
• Вероятно, невозможно создать по-настоящему изотропную антенну, и в большинстве случаев она вам все равно не нужна. Обычно вы хотите, чтобы антенна фокусировала свою мощность в одном направлении.
• Антенна, которая фокусирует свою мощность в определенных направлениях, называется направленной антенной .
• Измерение того, насколько хорошо направленная антенна повышает мощность сигнала в предполагаемом направлении (ях), по сравнению с гипотетической изотропной антенной, называется ее направленным усилением .
• Направленные усиления измеряются в децибелах относительно изотропной антенны, или дБи.
• «Всенаправленный» не является синонимом изотропного. Всенаправленные антенны пытаются сфокусировать мощность в 2D-диске, а не в 3D-изотропной сфере. Подумайте о том, чтобы раздавить водяной шар между двумя книгами. Неподготовленный водяной шар имеет примерно сферическую форму, как схема покрытия изотропной антенны. Но когда вы сжимаете его между двумя книгами, он растягивается в каждом (2D) направлении и, таким образом, становится менее компактным в целом. Величина, которую он вытягивает вдоль этой 2D-плоскости, представляет собой усиление направленности "всенаправленной" антенны.
• Децибелы представляют собой логарифмическую шкалу для измерения отношений. Каждые 3 дБ - это удвоение. Коэффициенты обычно относятся к эталонному значению, и эталонное значение оно обозначается буквой после «дБ». Таким образом, «дБи» - децибелы относительно изотропной антенны, а дБм - децибелы относительно 1 милливатта. 0 дБм составляет 1 мВт. Положительные дБм являются кратными милливатт, а отрицательные дБм являются долями милливатт.

Когда вы хотите измерить, сколько энергии излучает радиосистема в лучшем направлении антенны, вы сравниваете ее с тем, сколько энергии вам нужно будет подать в изотропную антенну, чтобы заставить ее излучать такое же количество энергии в этом направлении. Это эквивалентная изотропно-излучаемая мощность, или EIRP.

... теперь вернемся к сравнению

Антенна Linksys E1000 имеет направленное усиление всего 1,5 дБи, что означает, что она довольно близка к изотропной, что, вероятно, хорошо для домашнего беспроводного маршрутизатора. Хорошая всенаправленная антенна может иметь усиление 6 дБи в одной плоскости, что может быть полезно для растягивающегося одноэтажного дома, но не очень хорошо охватит подвал или 2-й этаж при горизонтальной ориентации на первом этаже многоэтажного дома.

Если вы возьмете э.и.и.м. E1000 17,5 дБм и вычтете 1,5 дБ направленного усиления, которое дает антенна, вы можете изобразить, что номинальная выходная мощность радиостанции составляет около 16 или 17 дБм (при условии, что внутренние антенные кабели потребляют от 0 до 1 дБм мощность радио).

Таким образом, радиостанции E1000 с мощностью 16-17 дБм будут иметь меньшую мощность сигнала в вашем приложении, чем AirPort Extreme 20 дБм? Ну, на самом деле мы не знаем, потому что мы не знаем, сколько сигнала антенные кабели и антенны AirPort Extreme съедают, или какая часть этого сигнала фокусируется в направлении, которое не имеет значения для вас, учитывая, где вы находитесь ». Собираемся найти роутер в вашем доме и где находятся ваши клиенты.

Даже если вы предположите, ради аргумента, что антенны AirPort Extreme будут примерно такими же, как и у Linksys, вам все равно придется учитывать, что уровень сигнала - это только один компонент в диапазоне и производительность в диапазоне. Чувствительность приемника и минимальный уровень шума также являются важными компонентами, и производители редко публикуют свои спецификации для этого. Некоторые радиомодули Wi-Fi чувствительны вплоть до крошечных сигналов -95 дБм (здесь мы говорим о фемтоваттах), тогда как другие не нарушают -90 дБм. Я видел плохо спроектированные или плохо собранные / плохо протестированные Wi-Fi маршрутизаторы с источниками радиочастотного шума внутри коробки до -85 дБм, поэтому, независимо от чувствительности приемника, он не сможет принимать сигналы ниже чем -85 дБм.

Миф Разорение

Существует много мифов и дезинформации о силе сигнала Wi-Fi и его диапазоне, некоторые из которых повторялись в других Ответах на ваш вопрос. Я хотел бы воспользоваться моментом, чтобы разрушить некоторые мифы здесь.

1. Не все маршрутизаторы Wi-Fi имеют одинаковую выходную мощность или диапазон. Действительно, существуют значительные различия в выходной мощности радиостанции, конструкции антенны, чувствительности приемника, минимальном уровне шума и всем остальном, что входит в диапазон и производительность в диапазоне. Конечно, если на другом конце канала у вас отвратительная беспроводная клиентская система, она может скрыть величие великолепного маршрутизатора.

2. FCC не регулирует выходную мощность «по умолчанию», только максимум. И максимум составляет 1 Вт (1000 мВт).

3. Можно подумать, что каждый поставщик будет разрабатывать продукты, чтобы подняться до этого предела, но этого тоже не происходит. Оказывается, трудно создать хороший усилитель мощности (PA), который может достигать 1000 мВт, не искажая сигнал настолько сильно, что приемник не может декодировать пакеты. Производители не хотят выходить за пределы рынка, поэтому они не склонны создавать проекты с очень дорогими усилителями мощности, которые могут достичь этих уровней мощности без безнадежного искажения сигнала. Кроме того, не имеет значения, насколько громко может кричать ваш Wi-Fi-роутер, и он может быть слышен, если ваш ноутбук или смартфон Wi-Fi не может кричать достаточно громко, чтобы быть услышанным на таком же расстоянии. И большинство ноутбуков и смартфонов не могут потреблять полную мощность при работе в сети без потери заряда батареи.

Обновление, конец 2014 года: за 3,5 года с тех пор, как я написал это, завоевали популярность мощные PA и высококачественные LNA (усилители с низким уровнем шума, которые увеличивают усиление приема для AP). Если вы покупаете первоклассную точку доступа потребителя (что в настоящее время означает точку доступа 802.11ac, которая поддерживает 3 или более пространственных потока), вы, вероятно, покупаете продукт с хорошими мощными PA, которые позволяют ему повышаться. по сравнению с нормативными пределами без искажений. Это не только меняет то, что я сказал выше в # 3, но также меняет то, что можно считать обычными значениями мощности передачи для AP в # 4 ниже. С мощными PA все чаще встречаются точки доступа 30 дБм (== 1000 мВт == 1 полный ватт).

4. Кто-то сказал, что по умолчанию для большинства маршрутизаторов 9 мВт, что является бессмысленным. 20 мВт - это самое низкое значение, которое я когда-либо видел, а 32-100 мВт (15-20 дБм) - обычное явление. Спецификации, которые мы нашли для E1000 и AirPort Extreme, подтверждают это.

Очевидно, что мощность радиочастоты и усиление антенны связаны с тем, насколько «громким» является радиосигнал, когда он покидает маршрутизатор.

В действительности эти цифры, вероятно, означают почти ничего, по нескольким причинам.

Во-первых, с технической точки зрения радиочастотный выход составляет всего около 1/4 истории ... Чувствительность приема также важна (что хорошего, если ваш маршрутизатор может говорить, но не может слушать?). И возможности передачи и приема вашей беспроводной карты в вашем компьютере / ноутбуке также важны.

Более важная причина, по которой мощность передачи не очень полезна для маршрутизатора, заключается в том, что существуют очень строгие правовые ограничения (установленные FCC в США и другими руководящими органами в других странах) даже на нелицензированные частоты, используемые беспроводными сетями, чтобы не мешать другим людям, использующим Wi-Fi в той же области.

Как правило (возможно, всегда) каждый производитель маршрутизаторов будет транслировать данные с максимально допустимым пределом - если делать что-то меньшее, это приведет к тому, что их маршрутизатор окажется менее полезным, поэтому они не будут много продавать.

Таким образом, рассмотрение уровня чистого радиочастотного сигнала, вероятно, является пустой тратой времени.

Что может повлиять на ваш полезный диапазон, так это то, какую форму 802.11 вы используете. 802.11n объявляется как гораздо более быстрый (и это - при правильных обстоятельствах), но, как правило, имеет гораздо более короткий диапазон - по причинам, которые я не до конца понимаю, и, в любом случае, несколько не в тему по этому вопросу ,

Как правило, чем ниже скорость передачи по сети, тем больше диапазон. В значительной степени ваш маршрутизатор и карта Wi-Fi будут автоматически согласовывать максимально возможную скорость, поэтому вы всегда должны получать наилучшую комбинацию скорости / диапазона в любой момент времени. Вы можете улучшить эту ситуацию, позволив вашему маршрутизатору использовать как можно больше разновидностей 802.11, т. Е. Разрешив b и g и не заставляя его использовать g. Я хотел бы знать больше о 802.11, чтобы я мог дать вам более конкретную информацию здесь.

В свое время у меня было много роутеров и запасы, все они примерно одинаковы по мощности сигнала при одинаковых антеннах. Я думаю, что мощность передачи по умолчанию, регулируемая FCC, составляет около 9 МВт, и это одинаково для всех маршрутизаторов. С учетом сказанного, антенна имеет огромное значение, поэтому убедитесь, что у вас есть маршрутизатор со съемными антеннами. Другое (и самое важное на мой взгляд), если роутер способен работать с прошивками сторонних производителей. Я не покупаю роутер, если он не поддерживает DD-WRT. С DD-WRT вы можете увеличить мощность передачи до 251 МВт, если хотите, хотя выход за пределы 70 МВт обычно ничего не делает, кроме создания искажения сигнала.

С DD-WRT на старой школе Linksys WRT-54G и антенной Yagi с усилением 24 дБ у меня есть беспроводное соединение длиной 2 мили, которое дает мне скорость передачи 9 Мбит / с. Это беспроводное соединение было источником моего интернета в течение последних 5 лет.