La variedad actual de puntos de acceso es difícil de comprender. Cada fabricante considera que es su deber lanzar varias docenas de dispositivos Wi-Fi y, al mismo tiempo, no se molesta particularmente en explicar claramente en qué se diferencia un dispositivo de otro. Espero poder hacerlo.
Entonces, lo primero que debe hacer es decidir el tipo de dispositivo. Por lo general, debe elegir entre un punto de acceso inalámbrico y un enrutador. Si ya está conectado a Internet mediante un módem ADSL, módem por cable o alguna otra caja, lo más probable es que esta caja actúe como un enrutador. En este caso, puede limitarse a comprar un punto de acceso. Pero yo no haría eso. Es mejor comprar un enrutador WiFi con un puerto WAN adecuado y deshacerse de su antiguo enrutador.
Los puntos de acceso se utilizan principalmente para aumentar la cobertura de su red Wi-Fi. Esto es cierto para las grandes casas y organizaciones privadas. Para cualquier apartamento ordinario, en el 90% de los casos, se compra un enrutador WiFi y este dispositivo resuelve todos los problemas relacionados con la red. En general, un enrutador WiFi es un punto de acceso WiFi con la función de conectar su red a un ISP.
Cualquier amplificador de señal WiFi y otros elementos exóticos no deberían merecer su atención. Los dispositivos de este tipo se compran por desesperación o por estupidez humana. Sin embargo, estoy divagando sobre la construcción correcta de la red WiFi, escribiré por separado de alguna manera.
Es posible conectarse a través de Ethernet (por ejemplo, una computadora de escritorio, TV, NAS, etc.) y usar Wi-Fi para dispositivos móviles (teléfonos móviles, computadoras portátiles, tabletas).
- Seleccionamos el estándar de red 802.11 b / g / n (el más importante es la presencia de la letra N)
- Velocidad 300 Mbps. (la velocidad real será menor y no debería pagar de más por 450 Mbit / s, porque muy pocos dispositivos funcionan en el rango de 5 GHz hasta ahora y dudo mucho que su computadora portátil o teléfono móvil pertenezca a dispositivos que pueden funcionar en el rango de 5 GHz)
- Numero de antenas. Cuanto más grande, mejor. Pero dos son suficientes para un apartamento. (si quieres leer más sobre esto, busca en google sobre MIMO)
- Fabricante (opinión puramente subjetiva). Para el hogar, es mejor elegir entre TP-Link, ASUS y DLink
- Este dispositivo debe admitir el firmware DD-WRT. Ésta es la primera señal de que su interior es normal. Mira lista de dispositivos DD-WRT compatibles... Allí también puede ver qué tan poderoso es el procesador en el dispositivo y qué más tiene dentro.
- Es mejor llevar un enrutador con puertos gigabit, esta es la primera señal de que tiene un procesador normal y no reducirá la velocidad de descarga de torrents.
- Si planea montarlo en la pared, debe prestar atención a que el cuerpo esté adaptado para esto.
- Si la toma de corriente más cercana está lejos del enrutador WiFi, es mejor llevar un enrutador con PoE (Powe over Ethernet) y adaptador PoE incluido. Esto elimina la necesidad de tirar del cableado eléctrico al enrutador.
Mark Abramy
Julio de 2005
La forma más fácil de organizar la red local de una casa pequeña, o de asegurar que varios residentes de casas cercanas compartan un canal de Internet, es Wi-Fi. La principal ventaja de una conexión inalámbrica es que incluso los usuarios novatos pueden organizarla sin ningún problema y sin involucrar a las autoridades oficiales, lo que a menudo se requiere para colocar "aire" o incluso para acceder a locales no residenciales al tirar de un cable. Sin embargo, antes de gastar dinero en nuevos equipos, debe asegurarse de que su "alcance" sea suficiente para conectar a todos a la red.
Tarea
Desafortunadamente, debido a su rango bajo, la tecnología Wi-Fi aún no puede conectar computadoras que están al menos algo alejadas entre sí, si no están en el campo visual. Un par de muros de hormigón armado en la ruta de la señal es suficiente para blindarlo por completo y, por lo tanto, en una situación real, solo los usuarios ubicados en casas vecinas pueden conectarse en red si sus ventanas, o más bien las antenas de los adaptadores Wi-Fi, miran El uno al otro. Es decir, es mucho más difícil contactar con un amigo que vive en la próxima entrada, ya que estarás separado de él no por dos ventanas de doble acristalamiento, sino por varios muros principales. Del mismo modo, no funcionará conectarse con un amigo de la casa de enfrente, si sus ventanas no están dirigidas en su dirección.
¿Hay alguna salida a esta situación, o, en todo caso, es necesario negociar con las autoridades oficiales sobre la apertura del "aire", o para tirar de los cables, instalando puntos de acceso (en adelante AP) en los techos? de las casas para que la señal de ellas no sea bloqueada por nada?
Desafortunadamente, la solución más obvia, aumentar la potencia del AP, no es adecuada para el consumidor medio. Aunque la elección de puntos de acceso es enorme hoy en día e incluso puede encontrar modelos bastante potentes en Internet, con una capacidad de más de 200 mW (productos RangeLAN de Proxim, puntos de acceso y estaciones base Vivato, Senao). Sin embargo, todo el problema es que oficialmente, sin ningún registro y licencia con el Ministerio de Comunicaciones, un usuario común tiene derecho a usar solo equipos inalámbricos de potencia muy limitada, solo hasta 100 mW o, según la designación que se encuentra con mayor frecuencia. en las especificaciones de los puntos de acceso, hasta 20 dBm ... Pero incluso este es solo el valor máximo posible: en realidad, los puntos de acceso "domésticos" más comunes de los fabricantes conocidos en nuestro país tienen una potencia mucho menor (por ejemplo, 17dBm, es decir, la mitad de lo permitido), y para encontrar algo entre ellos, aunque estaría cerca de los 20 dBm deseados, tendrá que hacer un gran esfuerzo. ¡200 mW “prohibidos” es más fácil de encontrar que 100 mW “legales”!
La segunda forma que me viene a la mente es el uso de antenas potentes y altamente direccionales. En este caso, toda la energía emitida por el punto de acceso se dirigirá hacia la PC remota y habrá una posibilidad de atravesar obstáculos serios.
Intentemos averiguar qué tan realista es: ¿a qué distancia "late" un punto de acceso con una antena direccional en un entorno urbano? ¿Será posible en este caso "atravesar" los muros de hormigón armado?
Prueba
Para evaluar la "capacidad de penetración" real de Wi-Fi, tomamos varios puntos de acceso típicos que admiten diferentes tipos de 802.11g extendido: TRENDnet TEW-411BRP +, D-Link DWL-2100AP, USRobotics USR805450 y D-Link ANT24- direccional antenas 1201 (12 dBi) y TRENDnet TEW-OA14DK (14 dBi). Se afirma, por ejemplo, que este último puede conectar dispositivos inalámbricos a una distancia de hasta 8 km en condiciones de visibilidad directa. Dado que en este caso no probamos los puntos de acceso en sí y ni siquiera verificamos la velocidad del canal recibido, sino que solo estamos tratando de averiguar el "rango" de la tecnología en sí, entonces todo lo que necesitamos para esta prueba de evaluación rápida es para encender los tres AP y caminar por la casa con una PDA equipada con un módulo Wi-Fi y un programa que muestra el nivel de la señal de radio.
Entonces, la primera etapa es el uso de antenas estándar. Ubicamos el TD en el quinto piso de un edificio de cinco pisos con paneles estándar y descubrimos que prácticamente no hay recepción en el tercer piso. Es decir, dentro de la casa, puede conectar de manera confiable solo PC ubicadas en pisos adyacentes y no más de dos, máximo tres paredes de concreto reforzado desde el AP.
Salimos a la calle. En el lado de la casa donde se abren las ventanas de nuestro apartamento de "prueba", es decir, dentro de la línea de visión, la señal se capta bastante bien a una distancia de unos 200 metros, pero la estabilidad de recepción ya no es la misma que a 100 metros. Si una casa se interpone en el camino de la señal, la protege por completo. Es decir, no podrá contactar, por ejemplo, con un apartamento ubicado en el lado opuesto de una casa que se encuentra a 50-70 metros de usted. No habrá señal en el patio de su propia casa, desde el lado opuesto a las ventanas de su apartamento; todas son las mismas 2-3 paredes principales.
Ahora veamos qué nos dará la conexión de la antena direccional. En este caso, la casa frente a tu ventana es muy difícil, ¡pero puedes "atravesar"! Hay una señal, lo que significa que hay al menos una oportunidad fundamental para conectar dos apartamentos de esta manera, uno de los cuales no mira al TD, sino en la otra dirección. Pero, desafortunadamente, no es necesario hablar sobre la estabilidad tolerable de la conexión; el punto en el que se puede recibir la señal debe ser captado literalmente: un paso a la izquierda, un paso a la derecha y la señal se pierde. . Pero incluso si "busca a tientas" ese punto, idealmente orientando ambas antenas, el nivel de paquetes perdidos seguirá siendo demasiado alto.
conclusiones
Por tanto, es bastante difícil organizar una red utilizando un punto de acceso doméstico con una antena direccional en condiciones de visibilidad indirecta. En el caso más simple, conectará de manera confiable solo algunos apartamentos ubicados en las inmediaciones del TD: arriba, debajo de usted, así como los vecinos más cercanos en el piso. Al mismo tiempo, se requiere una prueba preliminar en el suelo; mucho dependerá de la ubicación del AP y de los adaptadores que se conectan a él, así como del equipo específico y de la casa en sí. Quizás, en el caso más difícil, la instalación de una antena circular adicional en el AP o el uso de antenas direccionales en los adaptadores más alejados ayude.
Un amigo en una casa vecina puede conectarse solo si sus ventanas miran directamente al punto de acceso. Si alguien resultó estar en el lado opuesto de usted, entonces probablemente sea teóricamente posible "abrirse paso" hacia él, por ejemplo, si hay dos antenas altamente direccionales con una alta ganancia, apuntadas con precisión entre sí, pero usted Solo puede comprobar esto intentando hacer todo en la realidad. Por lo tanto, en tal situación, es mejor recurrir a los cables, sacar la antena al techo o estirar el "aire". Este es el tipo de tecnología inalámbrica ...
Tecnologías y equipamiento
¿Qué hacer si la opción de quitar antenas al techo de la casa o tender cables no funciona de ninguna manera? En este caso, puede intentar utilizar una solución integral:
- selección de AP con una potencia cercana al máximo permitido;
- el uso de una antena externa con una ganancia de al menos 14 dBi, o incluso mejor;
- ubicación correcta de la antena.
Al elegir un AP, le recomendamos que preste atención a un momento como la máxima velocidad posible. El hecho es que el estándar actual de 54 Mbit / s todavía no es suficiente para organizar una red decente (lea sobre el estándar 802.11g, por ejemplo, en www.thg.ru/network/20030311/). Por lo tanto, en nuestra opinión, la mejor opción sería elegir un AP con soporte SuperG, que proporcione una conexión a velocidades de hasta 108 Mbps (tenga en cuenta que conectar clientes 802.11b ralentizará toda la red, por lo que es mejor deshabilitar 802.11 b apoyo en conjunto). SuperG es compatible con equipos basados en chips Atheros, son bastante comunes, utilizados por diferentes marcas, y el usuario tiene cierta libertad de elección a la hora de comprar un adaptador. Sin embargo, existen otras extensiones 802.11g en el mercado, hasta 125 Mbit / s (para obtener más información sobre los modos avanzados, consulte el artículo www.thg.ru/network/20040127/), también puede elegirlas, pero son quizás un poco más atado para un fabricante específico, y tendrá que, por ejemplo, comprar exactamente los mismos adaptadores para cada usuario, incluso si alguien ya tiene un adaptador Wi-Fi, pero de una empresa diferente. Además de eso, el nuevo equipo basado en chips Atheros tiene la tecnología de extensión de rango extendido (para una prueba de varias tecnologías de extensión de rango, consulte www.thg.ru/network/200505191/), que nuevamente juega en nuestras manos.
No se olvide de la sensibilidad del AP: de un modelo a otro, puede diferir notablemente, por lo que antes de tomar una decisión, tendrá que desenterrar un mar de documentación. Pero, en cualquier caso, la decisión final debe tomarse solo en función de los resultados de las pruebas en terreno real, es decir, al comprar el equipo, es necesario acordar la devolución del dinero, de lo contrario, el dinero se gastará y la comunicación no funcionará. .
La elección y ubicación de la antena tampoco es una tarea fácil (tenga en cuenta que no todos los puntos de acceso le permiten conectar una antena externa). Las antenas de sector más simples tienen una ganancia de no más de 13-15 dBi, pero si encuentra una antena de matriz en fase (PAR) patentada, puede obtener 25 dBi, es decir, 10 dBi más, pero también con un haz más estrecho.
Hay varias opciones para la ubicación de la antena. Por ejemplo, para establecer una red en un edificio de varios pisos, generalmente se recomienda instalar la antena en el exterior (por ejemplo, en una ventana o en el techo de un edificio de enfrente) y apuntar a la fachada del edificio. En este caso, se garantiza que todas las habitaciones que dan a la antena están en la zona de acceso. Aquellas habitaciones que estén ubicadas en el otro lado del edificio y estén separadas de la antena por dos o más muros de hormigón armado no podrán ingresar a la zona de acceso. Es decir, si conecta dos casas, entonces puede lograr la mayor cobertura si usa dos AP ubicados en cada casa, con antenas dirigidas a la casa opuesta. Al conectar tres casas, las antenas deben colocarse en las más externas y "brillar" en la del centro. Si necesita conectar automóviles ubicados a grandes distancias entre sí en la redistribución de la misma casa, y no hay posibilidad de instalar AP (o más bien, sus antenas) en casas vecinas, entonces tendrá que arruinarse en repetidores inalámbricos. esparcidos por todas las entradas y pisos, o cerca de una estructura bastante complicada de varios AP conectados por un cable. Eso sí, aunque estas soluciones son las más "de largo alcance", también son las más caras y difíciles de implementar (tenga en cuenta que la capacidad del AP es limitada, por lo que si desea conectar 30 personas, entonces un AP no será suficiente), por lo que apenas son adecuados en la vida cotidiana ... Además, nuevamente obtenemos una zona muerta en los apartamentos ubicados detrás de las antenas.
- www.thg.ru/network/20030311/
- www.thg.ru/network/20040127/
- www.atheros.com/pt/atheros_XR_whitepaper.pdf
- www.thg.ru/network/200505191/
No es ningún secreto que a pesar de las capacidades declaradas de transmisión de señal Wi-Fi a una distancia de hasta 400 metros en espacios abiertos y hasta 100 metros en interiores, el rendimiento real resulta ser mucho menor.
¿Cuál es el problema con Wi-Fi?
Esto se debe a las barreras en forma de muros, la interferencia con otras redes inalámbricas que abundan en el mundo moderno, y el poder mismo de los dispositivos inalámbricos a menudo está limitado debido a regulaciones legislativas y razones económicas banales.
Como resultado, muchos usuarios enfrentan problemas al conectarse de forma inalámbrica a través de Wi-Fi en forma de ralentizaciones, bloqueos y fallas periódicas de Internet.
Sorprendentemente, no solo los propietarios de grandes propiedades y los trabajadores de oficina se enfrentan a esto, sino también los de apartamentos relativamente pequeños, ya que la señal en ellos a menudo se interrumpe por interferencias de enrutadores vecinos. He visto una imagen así más de una vez en un analizador de Wi-Fi.
La tecnología Wi-Fi 802.11n más común funciona a 2,4 GHz y proporciona solo 3 bandas que no se superponen. Esto significa que si hay más redes inalámbricas que ve en su computadora portátil o teléfono inteligente, comienzan a interferir entre sí. Hay varias formas de salir de esta situación.
Actualice a 5 GHz
Esta opción es más radical e implica la transición al estándar 802.11ac de 5 GHz más moderno, que proporciona muchas más bandas que no se superponen. Además, esta frecuencia aún no está congestionada por otras redes.
Pero la transición a la frecuencia de 5 GHz tiene varias desventajas importantes. En primer lugar, esta es la necesidad de comprar un enrutador Wi-Fi más caro.
También deberá comprar un adaptador 802.11ac por separado para cada dispositivo (computadora, computadora portátil) que no admita este estándar. Este sigue siendo un costo adicional significativo.
Muchos teléfonos inteligentes y tabletas no se pueden conectar en absoluto, ya que no admiten la frecuencia de 5 GHz, y conectar el adaptador a ellos es bastante problemático e inconveniente.
Además, el Wi-Fi a 5 GHz tiene un alcance significativamente más corto y está más ahogado por obstáculos. Entonces, incluso en el caso de un apartamento de tamaño mediano, 2-3 paredes del enrutador pueden ahogar significativamente la señal del transmisor.
Impulso de señal 2.4GHz
En este caso, todo es mucho más simple y económico, solo necesita amplificar la señal en el amplio rango 802.11n, que es compatible con todos los dispositivos modernos.
Una señal más fuerte penetrará mejor en las paredes, más lejos, y dominará las redes competidoras sin ser ahogada por interferencias.
A menudo basta con cambiar el enrutador a otro con un transmisor más potente y antenas con mayor ganancia.
No tiene que comprar adaptadores adicionales para otros dispositivos, y los teléfonos inteligentes y tabletas se conectarán sin ningún problema.
Pero este método también tiene varias desventajas. Un enrutador más potente costará entre 1,5 y 2 veces más que uno normal. Habiendo instalado dicho enrutador, ya interferirá con sus vecinos e interrumpirá su Wi-Fi. Además, el exceso de radiación en la banda de 2,4 GHz no es bueno para la salud.
Configurar el punto de acceso
La opción más razonable y correcta sería instalar un punto de acceso adicional, que están tanto en la banda de 5 GHz como en los buenos y viejos 2,4 GHz. Este método tiene una serie de ventajas importantes.
Un punto de acceso generalmente cuesta menos que un enrutador similar en el mismo rango de frecuencia y está especialmente diseñado para la retransmisión de señales, mientras que no todos los enrutadores pueden funcionar en modo puente.
En una casa o apartamento grande, se pueden instalar varios puntos de acceso adicionales, que brindarán una buena cobertura en toda la habitación. Por lo general, son pequeños y se pueden colgar en cualquier lugar: en la pared, en el techo o simplemente en la mesa de noche.
El punto de acceso es bastante compacto, no requiere colocar un cable de información, solo necesita un tomacorriente cercano o un cable de alimentación estirado por separado, y algunos simplemente se pueden enchufar a un tomacorriente.
La potencia del punto de acceso está limitada por valores estándar, no interferirá con sus vecinos, tendrá un impacto innecesariamente negativo en su salud y, al mismo tiempo, proporcionará una conexión confiable de sus dispositivos a Internet, ya que simplemente estar más cerca de ellos.
Puede comprar un punto de acceso en cualquier tienda de informática. Pero, si está interesado en equipos profesionales de alta calidad para un gran espacio habitable u oficina en Ucrania, le recomendamos que visite el sitio web http://www.technotrade.com.ua/catalog-654, también puede comprar antenas potentes separadas para áreas remotas o áreas rurales y una amplia variedad de equipos de red.
El artículo discutirá cómo calcular el rango de propagación de una señal de radio Wi-Fi en interiores sin usar ningún software en principio. Explica en detalle qué es un modelo de propagación de RF y cómo usarlo para calcular el rango de propagación de RF.
Introducción
A veces es necesario estimar al menos aproximadamente el rango de operación de los equipos inalámbricos. Esta evaluación puede ser necesaria tanto en casa, cuando necesita comprender dónde se encuentra el límite de su punto de acceso, como en el caso de diseñar una red de oficina pequeña, cuando el administrador del sistema todopoderoso debe decirle al jefe cuántos dispositivos pueden ser necesarios para Tener Wi-Fi en todas partes de la oficina. -Fi ".
Todo parece simple, es necesario calcular qué tan lejos volará la señal (onda electromagnética) desde la antena del punto de acceso. Pero una característica distintiva del cálculo de la atenuación de una onda electromagnética en el espacio libre a partir de la atenuación en un cable es que el cable, por regla general, está bien blindado y los objetos de terceros pueden aparecer en el espacio libre o en él mismo (espacio). de vez en cuando puede cambiar sus propiedades electrofísicas. Además, debido a la interferencia y difracción de las ondas de radio, la dirección de propagación de una onda electromagnética y su reserva de energía pueden cambiar muchas veces tanto en las direcciones más pequeñas como más grandes en el camino de la onda desde el transmisor al receptor.
En el caso de que sea necesario determinar la atenuación de la señal dentro del conjunto de cables, a menudo es suficiente conocer la atenuación específica del cable y las pérdidas en sus conectores (del cable). Por lo tanto, la fórmula para calcular la atenuación total en este caso puede parecer bastante simple:
donde: P to - atenuación en el conector (es);
Р n - atenuación lineal en el cable;
L es la longitud del cable.
Si se considera el espacio libre, entonces es extremadamente problemático predecir qué nivel de la señal electromagnética del punto de acceso Wi-Fi estará en la ubicación del suscriptor. En las realidades modernas, antes de diseñar una red Wi-Fi, su mapa electromagnético planificado se construye utilizando varios sistemas de software y hardware. Los paquetes de software incluyen: TamoGraphSiteSurvey, AirMagnet Survey / Planner, Site Survey and Planning Tool de Ekahau, etc. Por ejemplo, la figura siguiente muestra la apariencia de un proyecto en uno de los programas enumerados.
Estos programas se basan en un núcleo matemático construido sobre la base de los llamados modelos de propagación de señales de radio (modelos de pérdida de señal de radio). Algunos de ellos también utilizan modelos electrodinámicos más complejos.
Modelos para calcular la pérdida de señal de radio Wi-Fi
Los modelos para calcular las pérdidas de la señal de radio nos permiten estimar la atenuación de una onda electromagnética emitida por un adaptador Wi-Fi, teniendo en cuenta el número y tipo de obstáculos en el camino de la señal. Este artículo analiza los modelos de propagación de la señal que se utilizan para calcular el nivel de la señal en el interior de los edificios. Hay muchos modelos, que se discutirán y sus modificaciones. El artículo analiza los más simples que se pueden usar incluso en el campo sin un conocimiento matemático profundo.
Antes de comenzar a considerar varios modelos de propagación de señales de radio, observamos que en condiciones ideales (no hay obstáculos en la ruta de la señal y no hay reflejos múltiples de la señal), la potencia de la señal en cualquier punto del espacio libre (FS) puede ser estimado usando la fórmula llamada Friis:
donde: - ganancia de la antena del transmisor;
- ganancia de la antena del receptor;
- longitud de onda, metros;
- distancia entre receptor y transmisor, metros.
La Figura 1 muestra un gráfico de la dependencia de la atenuación L FS con la distancia creciente para una señal Wi-Fi en el primer canal de frecuencia (frecuencia central 2437 MHz) en la banda de 2.4 GHz - la curva azul, y en la banda de 5 GHz - la curva roja. En este caso, las ganancias de las antenas receptora y transmisora se tomaron iguales a la unidad.
Figura 1 - Atenuación de la señal Wi-Fi con distancias crecientes
Normalmente, la mayoría de los modelos de propagación utilizan el valor de pérdida de espacio libre como valor base y le agregan variables que introducen una atenuación adicional según el tipo de obstáculos y sus propiedades eléctricas. Dichos modelos incluyen, por ejemplo, Una pendiente y Distancia logarítmica. Además, existe un modelo de pérdida estandarizado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones - UIT-R 1238. Los modelos de pérdida enumerados pertenecen a la clase de modelos empíricos estáticos, es decir, para usarlos se necesita una descripción general del tipo de problema (tipo de habitación). Los modelos de pérdidas enumerados con decodificación de las variables incluidas en ellos se dan en las fórmulas (3 - 5).
donde: d es la distancia en metros a la que se evalúa la atenuación;
Lfs- pérdidas a una distancia de d0 metros;
n es un coeficiente que depende del número y el material de los obstáculos.
donde: es una variable aleatoria normal, medida en dB, con una desviación estándar, dB.
donde: d> 1, m es la distancia a la que se evalúa la atenuación;
f es la frecuencia del canal Wi-Fi central, MHz;
N es el coeficiente de pérdida de nivel de señal con la distancia;
Lf (n) - coeficiente de pérdida de potencia de la señal al atravesar una pared (piso);
- el número de paredes (pisos) entre las antenas receptora y transmisora.
En el futuro, consideraremos el modelo ITU-R 1238 con más detalle, lo aplicaremos para determinar el rango de comunicación y compararemos los resultados del cálculo con los resultados experimentales. Los valores de las fórmulas superiores tomados por las variables N, n se describen en detalle directamente en la recomendación UIT-R P. 1238-5 bajo el título "Datos sobre la propagación de ondas de radio y métodos de predicción para la planificación de sistemas de comunicación por radio en interiores y redes de radio de área local en la gama de frecuencias 900 MHz - 100 GHz "(volumen - 19 páginas). Para el experimento que se realizará a continuación, los valores de las variables se seleccionarán de la recomendación indicada. En diferentes situaciones, las variables pueden tomar diferentes valores, y para enumerar todos los casos posibles, tendría que colocar al menos 10 páginas de un documento de 19 en el artículo.
Desafortunadamente, los modelos enumerados no tienen en cuenta la influencia en el punto de acceso (más precisamente, en la onda electromagnética que emite) de equipos de terceros que operan en el mismo rango de frecuencia. Por lo tanto, todos los cálculos se realizan sobre la base de que su dispositivo es el único en todo el rango de su acción (equipo). Como muestra la práctica de los cálculos, si hay 20-30 dispositivos inalámbricos dentro del rango de audición de su punto de acceso, entonces el rango se reduce en un 15-20%. Pero hay que tener en cuenta que esta cifra es puramente aproximada y en diferentes situaciones puede manifestarse de diferentes formas, pues depende mucho de la potencia de la señal que llega a tu dispositivo, y de la frecuencia con la que opera el equipo circundante. .
Comparación de resultados experimentales con el modelo ITU-R 1238
Declaración del problema: el punto de acceso Wi-Fi instalado funciona en el rango de frecuencia de 5 GHz. El dispositivo receptor (portátil) se instala en seis puntos, cuya disposición esquemática se muestra en la Figura 2, y registra la potencia radiada. La elección de la ubicación de los puntos de medición se hizo de tal manera que se minimizara la influencia del efecto multitrayecto en el nivel de la señal recibida. Se supone que los máximos de los patrones de antena de recepción y transmisión están dirigidos entre sí.
Figura 2 - Comentarios sobre la tarea
Antes de continuar con los cálculos, cabe señalar que los autores del modelo ITU-R 1238 lo hicieron muy flexible, en particular, debido al hecho de que el coeficiente de entrada N puede variar en amplios rangos: de 20 a 40 dB. Para comprender qué valor igualar N para una situación particular, es mejor referirse directamente a la fuente original de la recomendación.
Para el rango considerado, el factor de pérdida de potencia de la señal al atravesar las paredes para nuestro tipo de problema - L fn se calcula mediante la fórmula L fn = 15 = 4 (n-1). Así, para los puntos 1-3 L f ( n) = 15. para los puntos 4-6 Lf (n) = 19 (Cuadro 3 de la Recomendación UIT-R P. 1238-5). Se supone que el factor N utilizado para calcular la pérdida de transmisión en interiores es 30 (Cuadro 2 de la Recomendación UIT-R P. 1238-5). Teniendo en cuenta la geometría elegida del problema, no se tendrá en cuenta el desvanecimiento.
Los resultados del cálculo en 6 puntos de acuerdo con la fórmula ITU-R se resumen en la Tabla 1, y las distancias a cada punto de medición desde el enrutador Wi-Fi se muestran en la Figura 3.
Figura 3 - Distancias desde el punto de acceso al punto de medición
tabla 1
Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 4 para una presentación más visual.
Figura 4 - Resultados de cálculos y mediciones
La diferencia más pequeña entre los datos experimentales y calculados se observa en los puntos de medición 1 y 4. Esto se debe al hecho de que la señal atraviesa obstáculos (en este caso, paredes) a lo largo del camino más corto. Por el contrario, en los puntos 2, 3 y 5, 6 la señal pierde b O La mayor parte de la energía pasa a través de obstáculos a lo largo de un camino más largo. Este efecto no se tiene en cuenta en el modelo de propagación de señal utilizado, lo que conduce a un aumento de la diferencia entre los datos calculados y experimentales.
Conclusión
Así, en este trabajo se mostró un ejemplo práctico de la aplicación de un modelo estandarizado para calcular la atenuación de una señal wifi dentro de un edificio. Este y otros modelos lo ayudarán con bastante rapidez, sin el uso de software especializado, a estimar la cantidad de equipo requerido para su oficina. Por supuesto, este enfoque no sustituirá a los cálculos de diseño de alta calidad en productos de software especializados, pero permitirá lo que se denomina "navegar por el terreno", solo hay que tener en cuenta la geometría del edificio para obtener resultados más correctos.
Wifi(lea "Wi-Fi" con acento en la segunda sílaba) es el nombre industrial de la tecnología de intercambio de datos inalámbricos que pertenece al grupo de estándares IEEE 802.11 para organizar redes inalámbricas. Hasta cierto punto, el término Wi-Fi es sinónimo de 802.11b, ya que 802.11b fue el primero en el grupo de estándares IEEE 802.11 en ser ampliamente adoptado. Sin embargo, hoy el término Wi-Fi se refiere igualmente a cualquiera de los estándares 802.11b, 802.11a, 802.11gy 802.11n, 802.11ac.
Wi-Fi Alliance evalúa los productos Wi-Fi para garantizar que todos los productos 802.11 que salen al mercado cumplan con la especificación del estándar. Desafortunadamente, 802.11a, que usa 5GHz, no es compatible con 802.11b / g, que usa 2.4GHz, por lo que el mercado de Wi-Fi permanece fragmentado. Para nuestro país, esto es irrelevante, porque para utilizar el equipo del estándar 802.11a, se requiere un permiso especial y no se usa mucho aquí, además, la inmensa mayoría de dispositivos que soportan el estándar 802.11a también soportan el 802.11b o Estándar 802.11g, que nos permite considerar que todos los dispositivos WiFi vendidos actualmente son relativamente compatibles. El nuevo estándar 802.11n admite ambas frecuencias.
¿Qué equipo se necesita para crear una red inalámbrica?
Cada dispositivo que participa en una red inalámbrica requiere un adaptador de red inalámbrica, también llamado tarjeta de red inalámbrica. Todas las computadoras portátiles modernas, algunas computadoras de escritorio, teléfonos inteligentes y tabletas vienen con adaptadores de red inalámbricos incorporados. Sin embargo, en muchos casos, los adaptadores de red deben comprarse por separado para crear una red inalámbrica desde equipos de escritorio. Los adaptadores de red populares para computadoras portátiles se fabrican en formato Mini PCI-E o M.2, respectivamente, para computadoras de escritorio hay modelos con interfaces PCI, PCI-E, los adaptadores USB inalámbricos se pueden conectar a sistemas portátiles y de escritorio.
Para crear una pequeña LAN inalámbrica de dos (en algunos casos, más) dispositivos, es suficiente tener la cantidad necesaria de adaptadores de red. (Requiere que sean compatibles con el modo AdHoc). Sin embargo, si desea aumentar el rendimiento de su red, agregar más computadoras a su red y ampliar el alcance de su red, necesitará puntos de acceso inalámbricos y / o enrutadores inalámbricos. Las funciones de los enrutadores inalámbricos son similares a las de los enrutadores con cable tradicionales. Suelen utilizarse en casos en los que se crea una red inalámbrica desde cero. Una alternativa a los enrutadores son los puntos de acceso, que le permiten conectar su red inalámbrica a una red cableada existente. Los puntos de acceso se utilizan generalmente para ampliar una red que ya tiene un conmutador o enrutador cableado. Para construir una red local doméstica, un punto de acceso es suficiente, que es bastante capaz de proporcionar el rango requerido. Las redes de oficina generalmente requieren múltiples puntos de acceso y / o enrutadores.
Los puntos de acceso y enrutadores, las tarjetas de red con interfaz PCI / PCI-E y algunos adaptadores USB se pueden usar con antenas más potentes en lugar de las estándar, lo que aumenta significativamente el rango de comunicación o el radio de cobertura.
| Adaptadores | Puntos de acceso | Otro | |
| Una red de dos dispositivos inalámbricos sin conectarse a una red cableada local | 2 | - | Los adaptadores de red deben admitir el modo Ad-Hoc; en algunos casos, más de dos dispositivos pueden conectarse en red de esta manera. |
| Pequeña red de hogar u oficina de | Por la cantidad de dispositivos | 1 | Si planea conectar dispositivos cableados a la red local, entonces necesita un punto de acceso con la funcionalidad de un enrutador (enrutador inalámbrico). |
| Puente entre LAN cableadas | - | Según el número de redes, si hay más de dos, debe asegurarse de que los puntos de acceso seleccionados admitan el modo Puente punto a multipunto | - |
| Organización de una gran oficina inalámbrica o red corporativa | Por la cantidad de dispositivos | El número se selecciona en función del área de cobertura óptima y la velocidad de trabajo. | Algunos puntos de acceso pueden funcionar en modo repetidor o WDS. |
¿Cuál es el alcance estándar de una red Wi-Fi?
El alcance de su red Wi-Fi doméstica depende del tipo de punto de acceso inalámbrico o enrutador inalámbrico que esté utilizando. Los factores que determinan el alcance de un punto de acceso inalámbrico o enrutador inalámbrico incluyen:
El tipo de protocolo utilizado 802.11;
... Potencia total del transmisor;
... La ganancia de las antenas utilizadas;
... Longitud y atenuación en los cables que conectan las antenas;
... La naturaleza de los obstáculos y la interferencia en la ruta de la señal en el área.
El alcance con antenas estándar (generalmente 2dBi de ganancia) de los populares puntos de acceso y enrutadores 802.11g, siempre que estén conectados a un dispositivo que tenga una antena con la misma ganancia, se puede estimar aproximadamente en 150 m en áreas abiertas y 50 m en interiores. , las cifras para los diferentes estándares se muestran más precisas en la tabla de velocidad en baudios a continuación.
Los obstáculos como las paredes de ladrillo y las estructuras metálicas pueden reducir el alcance de una red Wi-Fi en un 25% o más. Dado que los estándares 802.11a / ac utilizan frecuencias más altas que los estándares 802.11b / g, es más susceptible a varios tipos de obstáculos. El alcance de las redes Wi-Fi 802.11bo 802.11g también se ve afectado por la interferencia de los hornos microondas. A continuación se muestra una tabla que muestra la pérdida aproximada de rendimiento de una señal Wi-Fi de 2,4 GHz al atravesar varios obstáculos.
El follaje de los árboles puede ser otro obstáculo importante, ya que contiene agua que absorbe la radiación de microondas en este rango. La lluvia intensa atenúa las señales en la banda de 2.4GHz con una intensidad de hasta 0.05 dB / km, la niebla espesa introduce una atenuación de 0.02 dB / km, y en un bosque (hojas gruesas, ramas) la señal puede atenuarse con una intensidad de hasta a 0,5 dB / metro.
Puede aumentar el alcance de una red Wi-Fi combinando varios puntos de acceso inalámbrico o enrutadores en una cadena, así como reemplazando las antenas estándar instaladas en tarjetas de red y puntos de acceso por otras más potentes.
Las opciones aproximadas posibles para el alcance y velocidad de la red, en el caso ideal, se pueden calcular utilizando una calculadora especial enfocada en equipos D-Link, pero las fórmulas y métodos utilizados allí son adecuados para cualquier otro.
Al crear un puente de radio entre dos redes, se debe tener en cuenta que el espacio alrededor de una línea recta trazada entre el receptor y el transmisor debe estar libre de obstáculos reflectantes y absorbentes dentro de un radio comparable al 0,6 del radio de la primera. Zona de Fresnel. Su tamaño se puede calcular en base a la siguiente fórmula:
En una situación real, el nivel de la señal a varias distancias del dispositivo de transmisión se puede medir utilizando un dispositivo especial.
¿Qué son las redes de infraestructura?
Este modo le permite conectar una red inalámbrica a una red Ethernet cableada a través de un punto de acceso inalámbrico. Para que la conexión sea posible, la red de área local inalámbrica (WLAN), el punto de acceso inalámbrico y todos los clientes inalámbricos deben usar el mismo SSID (ID de conjunto de servicios). Luego, puede conectar el punto de acceso a la red cableada mediante un cable y así proporcionar a los clientes inalámbricos acceso a los datos de la red cableada. Para ampliar la infraestructura y proporcionar acceso simultáneo a la red cableada para cualquier número de clientes inalámbricos, puede conectar puntos de acceso adicionales a la LAN inalámbrica.
Las principales ventajas de las redes de infraestructura sobre las redes Ad-Hoc son la escalabilidad, la protección centralizada y el alcance extendido. La desventaja es definitivamente la necesidad del costo de comprar equipo adicional, como un punto de acceso adicional.
Los enrutadores inalámbricos diseñados para uso doméstico siempre tienen un punto de acceso incorporado para admitir el modo Infraestructura.
¿Qué tan rápida puede ser una red inalámbrica?
La velocidad de la red inalámbrica depende de varios factores. El rendimiento de las LAN inalámbricas está determinado por el estándar de Wi-Fi que admiten. Las redes que admiten el estándar 802.11ac pueden ofrecer el ancho de banda máximo, hasta 2167 Mbps (cuando se usa MU-MIMO). El ancho de banda de las redes que admiten el estándar 802.11a o 802.11g puede ser de hasta 54 Mbps. (Compare con las redes Ethernet cableadas estándar, que tienen un ancho de banda de 100 Mbps o 1000 Mbps).
En la práctica, incluso al nivel de señal más alto posible, el rendimiento de las redes Wi-Fi nunca alcanza el máximo teórico anterior. Por ejemplo, la velocidad de las redes que admiten el estándar 802.11b no suele superar el 50% de su máximo teórico, es decir, aproximadamente 5,5 Mbps. En consecuencia, la velocidad de las redes que admiten el estándar 802.11a o 802.11g no suele ser superior a 20 Mbps. Las razones de la discrepancia entre la teoría y la práctica son la codificación redundante del protocolo, la interferencia en la señal, así como un cambio en la distancia de Hamming con un cambio en la distancia entre el receptor y el transmisor. Además, cuantos más dispositivos de la red participen simultáneamente en el intercambio de datos, menor será proporcionalmente el ancho de banda de la red por dispositivo, lo que naturalmente limita la cantidad de dispositivos que tiene sentido conectar a un punto de acceso o enrutador (otra limitación puede ser causado por las peculiaridades del servidor DHCP incorporado, para los dispositivos de nuestra gama la cifra total estaba en el rango de 26 a 255 dispositivos).
| Protocolo | Frecuencia utilizada | Velocidad teórica máxima | Velocidad típica en la práctica | Rango de comunicación interior | Rango de comunicación en áreas abiertas |
| 802.11b | 2,4 GHz | 11 Mbps | 0,4 MB / s | 38 | 140 |
| 802.11a | 5 GHz | 54 Mbps | 2,3 MB / seg | 35 | 120 |
| 802.11g | 2,4 GHz | 54 Mbps | 1,9 MB / seg | 38 | 140 |
| 802.11n | 2,4 GHz, 5 GHz | 600 Mbps | 7,4 MB / s | 70 | 250 |
Además, la velocidad de funcionamiento de cualquier par de dispositivos disminuye significativamente al disminuir el nivel de la señal, por lo tanto, a menudo, el medio más efectivo para aumentar la velocidad para dispositivos remotos es el uso de antenas con una alta ganancia.
¿La comunicación inalámbrica es segura para la salud?
Últimamente se ha hablado mucho en los medios de que el uso prolongado de dispositivos de redes inalámbricas puede causar enfermedades graves. Sin embargo, hasta la fecha, no existe evidencia científica que respalde la suposición de que las señales de microondas tienen un impacto negativo en la salud humana.
A pesar de la falta de evidencia científica, nos atrevemos a sugerir que las redes inalámbricas son más seguras para la salud humana que los teléfonos móviles. El rango de frecuencia de la señal de una red inalámbrica doméstica típica es el mismo que el de los hornos microondas, pero la intensidad de la señal de los hornos microondas e incluso de los teléfonos móviles es de 100 a 1000 veces la intensidad de la señal de los adaptadores inalámbricos y puntos de acceso.
En general, en este asunto, se puede afirmar con seguridad una cosa: la intensidad de la exposición humana a la radiación de microondas de las redes inalámbricas es incomparablemente menor que el impacto de otros dispositivos de microondas.
El procedimiento para registrar RES se describe en los decretos del Gobierno de la Federación de Rusia de 12 de octubre de 2004 No. 539 "Sobre el procedimiento para registrar medios radioelectrónicos y dispositivos de alta frecuencia" y de fecha 25 de julio de 2007 No. 476 En enmiendas a la Resolución del Gobierno de la Federación de Rusia del 12 de octubre de 2004 No. No. 539 "Sobre el procedimiento para el registro de medios radioelectrónicos y dispositivos de alta frecuencia"
De acuerdo con la Resolución N 476 del 25 de julio de 2007, el equipo de usuario (terminal) para acceso por radio (acceso inalámbrico) en la banda de radiofrecuencia 2400 - 2483,5 MHz con una potencia de radiación de dispositivos transmisores de hasta 100 mW inclusive, está EXCLUIDO de la lista de medios radioelectrónicos y dispositivos de alta frecuencia sujetos a registro. Te recordamos que la potencia nominal del transmisor de todos los dispositivos WiFi personalizados vendidos actualmente está dentro de esta cifra, y la instalación de cualquier antena que no tenga elementos activos no la aumenta.
Modos de funcionamiento del punto de acceso
Modo de punto de acceso(Punto de acceso): el modo de punto de acceso está diseñado para la conexión inalámbrica a un punto de acceso de computadoras portátiles, computadoras de escritorio, teléfonos inteligentes y tabletas. Los clientes inalámbricos solo pueden acceder al punto de acceso en el modo de punto de acceso.
Modo de cliente de punto de acceso / cliente inalámbrico(Cliente inalámbrico): el modo Cliente AP o Cliente inalámbrico permite que el AP se convierta en un cliente inalámbrico de otro AP. Básicamente, en este modo, el punto de acceso actúa como un adaptador de red inalámbrica. Puede utilizar este modo para intercambiar datos entre dos puntos de acceso. La comunicación entre la tarjeta inalámbrica y el punto de acceso no es posible en el modo Cliente de punto de acceso / Cliente inalámbrico.
Puente punto a punto / inalámbrico(Puente inalámbrico punto a punto): el modo punto a punto / puente inalámbrico permite que el punto inalámbrico se comunique con otro punto de acceso que admita el modo puente inalámbrico punto a punto. Sin embargo, tenga en cuenta que la mayoría de los fabricantes utilizan sus propias configuraciones originales para activar el modo de puente inalámbrico en el punto de acceso. Normalmente, este modo se utiliza para conectar equipos de forma inalámbrica en dos edificios diferentes. Los clientes inalámbricos no pueden comunicarse con el punto de acceso en este modo.
Puente punto a multipunto / multipunto(Puente inalámbrico punto a multipunto): el modo Puente punto a multipunto / multipunto es similar al modo Puente punto a punto / inalámbrico, con la única diferencia de que permite el uso de más de dos accesos puntos. Los clientes inalámbricos tampoco pueden comunicarse con el punto de acceso en este modo.
Modo repetidor(Repetidor): al funcionar como un repetidor inalámbrico, el punto de acceso amplía el alcance de la red inalámbrica al repetir la señal del punto de acceso remoto. Para que el punto de acceso funcione como un extensor de rango inalámbrico para otro punto de acceso, es necesario especificar la dirección MAC de Ethernet del punto de acceso remoto en su configuración. En este modo, los clientes inalámbricos pueden comunicarse con el punto de acceso.
WDS(Sistema de distribución inalámbrica): le permite conectar simultáneamente clientes inalámbricos a puntos que operan en los modos Puente (puente punto a punto) o Puente multipunto (puente punto a multipunto); sin embargo, esto disminuye la velocidad de operación.
Todos los puntos de acceso y enrutadores inalámbricos actualmente a la venta se configuran fácilmente a través de la interfaz web, para lo cual, al conectarlos a su red por primera vez, acceda a través de un navegador web en una dirección IP específica especificada en la documentación del dispositivo. (En algunos casos, necesitará configuraciones especiales de TCP / IP en la computadora utilizada para configurar el punto de acceso o enrutador, también mencionado en la documentación)
Los equipos de muchos fabricantes también están equipados con software especial, incluso para dispositivos móviles, para facilitar el procedimiento de configuración a los usuarios. La información específica necesaria para configurar el enrutador para que funcione con su proveedor casi siempre se puede encontrar en el sitio web del propio proveedor.
Seguridad, encriptación y autorización de usuarios en redes inalámbricas.
Inicialmente, para garantizar la seguridad en las redes 802.11, se utilizó el algoritmo WEP(Privacidad equivalente por cable), que incluía un algoritmo de cifrado RC4 con una clave de 40 o 104 bits y un medio para distribuir claves entre usuarios, pero en 2001 se encontró una vulnerabilidad fundamental en él, que permitía el acceso total a la red para los usuarios. final (y muy poco tiempo) independientemente de la longitud de la clave. Se desaconseja su uso en este momento. Por lo tanto, en 2003, se adoptó un programa de certificación inalámbrica llamado WPA(Acceso protegido Wi-Fi), que eliminó las deficiencias del algoritmo anterior. Desde 2006, todos los dispositivos WiFi deben admitir el nuevo estándar WPA2 que se diferencia de WPA en el apoyo de un algoritmo de cifrado más moderno AES con una clave de 256 bits. Además, WPA tiene un mecanismo para proteger los paquetes de datos transmitidos contra la interceptación y la falsificación. Es esta combinación (WPA2 / AES) la que ahora se recomienda para su uso en todas las redes cerradas.
WPA tiene dos modos de autorizar a los usuarios en una red inalámbrica: utilizando un servidor de autorización RADIUS (dirigido a usuarios corporativos y grandes redes, estas preguntas frecuentes no están cubiertas) y PSK WPA(Clave precompartida), que se sugiere para su uso en redes domésticas, así como en oficinas pequeñas. En este modo, la autorización de contraseña (de 8 a 64 caracteres) se realiza en cada nodo de la red (punto de acceso, enrutador o computadora emulando su funcionamiento, la contraseña en sí está preestablecida desde el menú de configuración del punto de acceso o de otra manera específica para su equipo).
Además, muchos dispositivos Wi-Fi de consumo modernos utilizan la configuración protegida Wi-Fi ( WPS), también conocida como Wi-Fi Easy Setup, en la que los clientes se autorizan en el punto de acceso mediante un botón especial o introduciendo un código PIN exclusivo del dispositivo.
Para los casos en los que se utiliza un conjunto fijo de equipos en la red (es decir, por ejemplo, un puente creado con dos puntos de acceso o una sola computadora portátil conectada al segmento inalámbrico de una red doméstica), la forma más confiable es restringir el acceso mediante Dirección MAC (una dirección única para cada dispositivo Ethernet, tanto cableado como inalámbrico, en Windows para todos los dispositivos de red, estas direcciones se pueden leer en la columna Dirección física después de emitir el comando ipconfig / all) ingresando la lista de direcciones MAC de “Poseer” dispositivos en el menú del punto de acceso y seleccionar el permiso de acceso a la red solo para dispositivos con direcciones de esta lista.
Además, cualquier red inalámbrica tiene un identificador único: SSID(identificador de conjunto de servicios), que en realidad se muestra como el nombre de la red cuando se visualiza la lista de redes disponibles, que se establece al configurar el punto de acceso utilizado (o un dispositivo que lo reemplaza). Cuando apague el SSID de transmisión, la red les aparecerá a los usuarios que navegan por las redes disponibles como sin nombre, y para conectarse, debe conocer tanto el SSID como la contraseña (en el caso de usar WPA-PSK, pero deshabilitar el SSID en en sí mismo no hace que la red sea más resistente a la intrusión no autorizada desde el exterior.
Desarrollo de tecnología WiFi
La principal desventaja de las redes WiFi es su baja capacidad, es decir, con un aumento en el número de clientes, la velocidad de conexión, a pesar de que la intensidad de la señal es excelente, puede disminuir significativamente. Para cambiar esta situación, actualmente se está desarrollando un nuevo estándar 802.11.ax. Su adopción está prevista para diciembre de 2018. Debido a esto, todavía no hay datos exactos sobre todas las características del nuevo estándar y, dependiendo de la fuente, la información puede diferir significativamente, por ejemplo, se promete un ancho de banda de 1.8 a 10 Gb / s. Por lo que se sabe con certeza, se puede llamar a lo siguiente:
Frecuencia de funcionamiento 2,4 y 5 GHz
... Admite la modulación OFDMA procedente de LTE / WiMax. Gracias a él, es posible que un punto transmita datos inmediatamente a 30 clientes (canal de 20 MHz) o solicite la transferencia de datos de los mismos 30 clientes al mismo tiempo.
... Admite modulación 1024-QAM, que aumentará la tasa de transferencia de datos
En general, el nuevo estándar 802.11ax proporcionará compatibilidad con versiones anteriores, pero será posible obtener todos los beneficios solo si todos los dispositivos se transfieren al nuevo estándar. Los adaptadores más antiguos degradarán drásticamente el rendimiento.
