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 хуже связь (так как весь смысл этой истории в том, насколько слабым может быть сигнал на приемнике). Например, -30 dBm в несколько раз лучше 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 расти со скоростью передачи данных. Чем выше чувствительность (учитывая знак минус), тем лучше связь и больше скорость. 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.
Тест мощных Wi-Fi адаптеров Alfa и EnGenius
Мы решили провести тестирование мощных Wi-Fi USB адаптеров от производителей Alfa Networks и EnGenius и посмотреть, насколько они усилят Wi-Fi сигнал по сравнению с обычными беспроводными адаптерами.
В ходе теста мы ответим на следующие вопросы:
- Насколько мощные адаптеры лучше обычных Wi-Fi адаптеров?
- Какой адаптер найдет больше Wi-Fi точек доступа?
- У какого адаптера самая большая дальность приема Wi-Fi сигнала?
В тестировании будут участвовать следующие модели беспроводных адаптеров:
EnGenius EUB9707 — обычный Wi-Fi адаптер на 2,4 ГГц со встроенной антенной 2 дБи и мощностью 16 дБм. Он поможет ответить на вопрос, насколько мощный Wi-Fi адаптер лучше обычного.
EnGenius EUB9603H — частота 2,4 ГГц, мощность 27 дБм (500 мВт), всенаправленная антенна 5 дБи, поддержка стандартов IEEE 802.11b/g/n.
Alfa AWUS036NHR — частота 2,4 ГГц, мощность 28 дБм (630 мВт), всенаправленная антенна 5 дБи, поддержка стандартов IEEE 802.11b/g/n.
Alfa AWUS036H — частота 2,4 ГГц, мощность 25 дБм (316 мВт), всенаправленная антенна 5 дБи, поддержка стандартов IEEE 802.11b/g.
Первым подключаем к компьютеру обычный Wi-Fi адаптер EnGenius EUB9707 и сканируем наличие беспроводных сетей. Адаптер нашел только беспроводной роутер MikroTik, установленный рядом.
Сканирование сетей Wi-Fi адаптером EnGenius EUB9707.
Теперь подключаем к компьютеру мощный Wi-Fi адаптер EnGenius EUB9603H. Сразу видно разницу между обычным адаптером и мощным. EnGenius EUB9603H нашел 9 беспроводных сетей.
Сканирование сетей Wi-Fi адаптером EnGenius EUB9603H.
Подключаем к компьютеру Wi-Fi адаптер Alfa AWUS036NHR. Он нашел целых 13 беспроводных сетей.
Сканирование сетей Wi-Fi адаптером Alfa AWUS036NHR.
Подключаем к компьютеру Wi-Fi адаптер Alfa AWUS036H. Из 13 беспроводных сетей, которые нашел предыдущий адаптер, этот увидел 8. Это произошло потому что Alfa AWUS036H не поддерживает N стандарт, а пять Wi-Fi точек доступа были настроены на использование только N стандарта. Остальные беспроводные точки работали в смешанном режиме, поэтому адаптер их увидел без проблем.
Сканирование сетей Wi-Fi адаптером Alfa AWUS036H.
Следовательно, Wi-Fi адаптер Alfa AWUS036NHR может найти больше точек доступа, чем остальные.
Теперь определим, какой Wi-Fi адаптер имеет самую большую дальность приема Wi-Fi сигнала. Для теста будем использовать специальную программу Homedale, которая отображает уровни сигналов Wi-Fi точек доступа в децибелах. Программа нужна потому, что стандартная утилита Windows не может адекватно отображать уровни сигналов. Ниже на рисунке результаты сканирования адаптеров.
Сравнение уровней приема Wi-Fi сигналов.
На рисунках видны уровни сигналов в dBm. Чем меньше значение, тем лучше уровень приема. Например, уровень сигнала -60 dBm лучше, чем уровень -70 dBm. Отличным Wi-Fi сигналом считается уровень от -65 dBm до -74 dBm. Все что больше -65 dBm — это переусиление, ниже -75 dBm — недостаточный уровень приема. Разница значений в 3 дБ означает улучшение/ухудшение сигнала в 2 раза.
Из рисунка можно сделать вывод, что самые лучшие уровни приема у Wi-Fi адаптера Alfa AWUS036H. Следовательно, у него будет самая большая дальность приема Wi-Fi сигнала. У адаптера Alfa AWUS036H есть один недостаток — он не поддерживает N стандарт. Однако это не столь критично, поскольку большинство Wi-Fi точек использует смешанный режим B/G/N.
В конце, мы решили протестировать Wi-Fi адаптер Alfa AWUS036H с панельной антенной АП-15, чтобы посмотреть, сколько сетей найдет такая конфигурация. Адаптер нашел целых 22 беспроводные сети и показал великолепные уровни сигналов.
Поэтому Wi-Fi комплект для моряков отлично подходит, когда нужна большая дальность приема Wi-Fi сигнала.
Результаты тестирования показали, что если вам нужен универсальный мощный Wi-Fi адаптер — ваш выбор Alfa AWUS036NHR. Для людей, которым нужна максимальная дальность приема, подойдет мощный и очень чувствительный Wi-Fi адаптер Alfa AWUS036H.