Câte antene ar trebui să aibă un router și câtă acoperire câștigă?

Care sunt antenele unui router?

Antenele dintr-un router wireless sunt ceea ce ne oferă conectivitate WiFi, astfel încât să ne putem conecta fără fir cu orice dispozitiv. Înainte de a vorbi despre numărul de antene, să vorbim despre componentele pe care un router le încorporează în interior:

• Procesor : se ocupă de procesarea tuturor datelor routerului.
• Intrerupator : se ocupă de gestionarea întregii conectivități prin cablu și se conectează direct cu CPU pentru a ști unde ar trebui să direcționeze aceste pachete
• Memorie RAM : este responsabil pentru stocarea tuturor proceselor pe care le încorporează firmware-ul routerului, funcționarea este aceeași cu cea a unui PC. Este o memorie volatilă, de fiecare dată când repornim routerul, toate informațiile sunt șterse.
• Memorie flash : este o memorie non-volatilă, care este internă pentru routere, este utilizată pentru a stoca firmware-ul și „a-l încărca” la pornirea routerului, este ceva de genul SSD-ului sau a hard disk-ului unui PC. Un detaliu important este că nu numai că servește la stocarea firmware-ului, ci și la configurarea routerului în sine. Datorită acestei memorii flash, nu va trebui să configurăm routerul de fiecare dată când îl pornim.

Dacă vorbim despre un router wireless, avem și un chipset-ul care este în mod special responsabil pentru gestionarea conectivității fără fir, aceasta se numește a Controler WiFi . Dacă routerul nostru are o singură bandă de frecvență, vom avea un singur controler WiFi. Dacă ne confruntăm cu un router simultan cu bandă dublă sau cu bandă triplă simultană, vom avea două sau trei controlere WiFi respectiv.

Controlerele WiFi sunt chipset-uri individuale, deși în unele modele de router, principalul Procesor în sine este, de asemenea, însărcinat cu gestionarea rețelei wireless, deoarece are un controler WiFi intern. Ruterele low-range și mid-range sunt de obicei așa pentru a economisi costurile pentru un chipset dedicat. Controlerul WiFi este cel care determină câte antene poate avea un router WiFi, dacă controlerul WiFi acceptă doar 2 antene, atunci nu ne putem decide să punem 3 antene, deoarece a treia nu ne putem conecta intern la controlerul WiFi. Unii producători de controlere fără fir cunoscuți pe scară largă sunt Broadcom, Qualcomm și, de asemenea, Realtek, ultimul producător se află în cea mai mare parte în routerele cu gamă mică și medie, deoarece acestea sunt mai ieftine.

Tipuri de antene

În lumea WiFi avem mai multe tipuri de antene, cele omnidirecționale care emit în toate direcțiile (în plan orizontal), cele sectoriale care emit într-un anumit sector de 90, 120, 135 sau 180 de grade și cele direcționale care emit cu un unghi de incidență mai mic, de aproximativ 30 sau 45 de grade. În toate routerele WiFi de acasă avem antene omnidirecționale, deoarece suntem interesați să oferim acoperire WiFi în toate direcțiile în plan orizontal.

În ceea ce privește câștigul antenelor, vom găsi un câștig între 3dBi și 5.5dBi aproximativ, trebuie să ținem cont că, cu cât avem mai mult dBi de câștig, cu atât mai multă sensibilitate va avea antena și putem acoperi o acoperire orizontală mai mare, dar sacrificând acoperirea pe verticală deoarece unghiul de incidență vertical este mai mic. Prin urmare, într-un mediu casnic, nu se recomandă prea mult câștig de antenă, mai ales dacă avem o casă cu mai multe etaje.

Antene interne sau antene externe?

În prezent găsim routere și sisteme WiFi Mesh care au antene interne sau externe, de fapt, în unele modele avem o combinație a ambelor, pentru unele benzi de frecvență sunt antene externe și în alte antene interne. Indiferent dacă sunt antene interne sau externe, cablul antenei în sine care se află pe placă poate fi lipit direct la amplificatoarele de putere sau utilizează un conector UFL pentru a da posibilitatea schimbării cablului antenei în viitor. .

Când antenele sunt interne, avem în mod normal un cablu de antenă lipit sau către un conector UFL de la amplificatorul de putere, până la zona routerului unde a fost localizată antena internă, care este încă un fel de placă metalică pe mai multe fețe a routerului. În imaginea următoare puteți vedea o antenă internă a FRITZ! Router Box 7590:

Când antenele sunt externe, avem în mod normal cablul antenei care este lipit sau la un conector UFL de la amplificatorul de putere, la conectorul RP-SMA al antenei externe, pe care îl vom înșuruba ulterior pentru a avea acoperire. În următoarea fotografie puteți vedea cablul antenei (culoare neagră) la conectorul RP-SMA al ASUS Router RT-AX88U:

În ceea ce privește întrebarea care este mai bună, dacă antenele externe sau interne, ca regulă generală, routerele care au antene externe oferă o acoperire mai mare, dar acest lucru depinde de mulți factori: puterea semnalului, pierderile de semnal prin cablul antenei și pierderea de către Conector RP-SMA al antenei externe, pe lângă câștigul antenei externe.

Un aspect foarte important este acela putem orienta antenele externe și le putem modifica singuri poziția , pentru a testa dacă într-un anumit loc performanța s-a îmbunătățit sau nu, cel mai recomandabil este să plasați antenele routerului într-o poziție diferită pentru a radia în toate direcțiile. Cu toate acestea, tehnologia MIMO și Beamforming vor funcționa astfel încât să nu fie atât de necesar să orientăm antenele externe din routerul nostru, dar în anumite scenarii complexe în care avem case cu mai multe etaje, ar fi indicat să încercăm să schimbăm poziția antenelor. și să nu le aibă pe toate în același mod vertical.

Antenele interne oferă în mod normal o acoperire sub formă de sferă și nu în formă de gogoasă, ca și în cazul antenelor externe. Prin urmare, în timp ce o antenă internă oferă o acoperire mai completă (pe toate părțile), o antenă externă poate merge mai departe în plan orizontal. Un aspect în favoarea antenelor externe (detașabile cu conector RP-SMA) este că le putem schimba pentru altele cu câștig mai mare. La nivelul puterii de transmisie, va fi același în ambele, deoarece limita este stabilită de legislația în vigoare în fiecare țară.

Cel mai normal este că același router cu antene externe și antene interne au întotdeauna aceeași acoperire, dar dacă într-un router cu antene interne punem obstacole lângă acesta, logic va fi afectat de acestea și vor oferi o acoperire mai mică. Din acest motiv, mulți producători de rute le proiectează să stea în poziție verticală și să nu pună cărți deasupra, ceea ce este periculos atât pentru răcirea ruterului, cât și pentru acoperirea WiFi.

Pentru ce sunt atât de multe antene într-un router?

Odată cu lansarea standardului WiFi 4, a fost lansat MIMO (Multiple Input Multiple Output), o tehnologie care ne permite să profităm de mai multe antene pentru a comunica simultan cu un anumit client wireless. Acest lucru înseamnă că, dacă un router are două antene (indiferent dacă sunt interne sau externe), acesta permite unui client WiFi cu două antene să le folosească simultan pentru o viteză dublă. La fel se întâmplă dacă avem un router cu trei antene și un client WiFi cu trei antene, vom avea viteza triplă decât dacă am folosi o singură antenă.

Un detaliu foarte important este că, dacă un router are patru antene și clientul WiFi are doar două, atunci în mod logic vor putea comunica doar cu două antene, dar celelalte două antene rămase ale routerului pot fi utilizate de un alt client WiFi pentru trimite și primește date în cât timp se termină cel care transmite în prezent. Prin urmare, un număr mai mare de antene ne va permite o capacitate mai mare de clienți WiFi conectați simultan.

Cu standardele WiFi 5 și WiFi 6, MIMO a fost îmbunătățit și mai mult odată cu lansarea MU-MIMO. În timp ce cu MIMO nu puteți transfera date simultan de la sau către mai mulți clienți WiFi în același timp, MU-MIMO permite acest lucru. Un router care are un total de patru antene și acceptă MU-MIMO va putea transfera date către următorii clienți simultan:

• Un client WiFi cu două antene
• Un client WiFi cu o antenă
• Un client WiFi cu o antenă

Dar dacă conectăm clienții WiFi cu o singură antenă, am putea transfera date la maximum patru clienți simultan.

Prin urmare, numărul de antene pe care le are un router WiFi contează foarte mult pentru:

• Oferiți o viteză WiFi mai mare clienților cu două sau mai multe antene.
• Oferiți o viteză mai mare la nivel global dacă MU-MIMO este acceptat
• Capacitate mai mare a rețelei WiFi, un număr mai mare de clienți WiFi conectați fără ca viteza să fie afectată prea mult.

Trebuie să ne amintim că tehnologia MU-MIMO este disponibilă doar în versiunea WiFi 5 (WiFi AC Wave 2) în banda de 5 GHz, iar în noul standard WiFi 6 este disponibilă în ambele benzi de frecvență (2.4 GHz și 5 GHz). Un detaliu foarte important este că, în prezent, numărul maxim de antene pe care le avem disponibile în routerele interne de top este de patru antene pentru fiecare bandă de frecvență WiFi.

Așezați corect antenele routerului?

Routere cu antene interne, nu există nicio posibilitate de a le muta nicăieri, ceea ce se recomandă este să părăsim zona liberă în care urmează să plasăm routerul liber, pentru a nu avea obstacole suplimentare și ca semnalul WiFi să ajungă mai bine. În ceea ce privește antenele externe, în funcție de câte antene are routerul și de designul echipamentului, cel mai normal este să le așezi diferit și nu toate pe verticală, să încerci să radiezi în toate direcțiile ca și cum ar fi o sferă. Cu toate acestea, atât tehnologia MIMO, cât și tehnologia Beamforming vor lucra împreună pentru a ne oferi întotdeauna cea mai bună acoperire, chiar dacă avem antenele pe verticală.

În unele teste pe care le-am efectuat, am încercat să amplasăm antenele pe orizontală pentru a ajunge mai bine la podeaua de mai jos unde efectuăm testele de performanță, iar diferența de viteză este neglijabilă, în jur de 5% se câștigă aproximativ. Dacă vă aflați într-un mediu în care acoperirea este cu adevărat slabă, este posibil ca în acest caz să merite să mutați antenele pentru a încerca să îmbunătățiți acoperirea primită de clienții wireless.

Câtă acoperire se câștigă cu fiecare antenă a unui router?

În spațiile exterioare, dacă un router are una sau mai multe antene, nu vom observa multe îmbunătățiri în ceea ce privește acoperirea. Dar în interior este esențial ca un router să încorporeze două sau mai multe antene, pentru a profita atât de tehnologiile MIMO, cât și de cele MU-MIMO pe care le-am explicat anterior, precum și pentru a profita de tehnologia Beamforming. Tehnologia Beamforming vă permite să modificați relația de fază a semnalului din fiecare antenă, să „focalizați” semnalul wireless pe un anumit client WiFi și să-i oferiți o gamă și o viteză mai mari. Dacă routerul nostru are două sau mai multe antene pentru fiecare bandă de frecvență, putem profita de toate aceste tehnologii.

În spațiile interioare, semnalul wireless WiFi nu încetează să sară cu diferitele obiecte din casa noastră, oameni, mobilier și multe altele și, desigur, semnalul se va estompa treptat. Datorită tehnologiilor menționate mai sus, semnalul WiFi poate alege mai multe rute diferite către aceeași destinație, utilizând fiecare antenă cu o cale diferită pentru a ajunge la clientul wireless și, ulterior, „activând” cea care ne oferă cel mai bun rezultat. Cu cât avem mai multe antene într-un router WiFi, probabilitatea ca niciuna dintre ele să nu poată ajunge la destinație este mai mică, este ceea ce se numește diversitate de antene, deoarece aceste antene sunt separate fizic și folosesc un semnal cu fază diferită, care ajută la reducerea zgomotului și a interferențelor din multipaths Dacă aveți probleme de acoperire WiFi, diversitatea antenelor vă poate ajuta, deci cu cât este mai mare numărul de antene, cu atât este mai probabil să aveți acoperire.

În general vorbind, adăugarea mai multor antene în router sau în clienții WIFi face ca acoperirea să fie mai mare, crește calitatea semnalului și, de asemenea, performanța WiFi (viteza). În cele din urmă, îmbunătățește și fiabilitatea legăturii wireless.

Datorită a tot ceea ce influențează acoperirea rețelelor WiFi, este dificil să cuantificăm cât vom câștiga în acoperire cu fiecare antenă suplimentară pe care o are un router. Primul lucru pe care trebuie să îl luăm în considerare este funcționarea MIMO și MU-MIMO, deoarece este direct legată de antenele pe care le avem, dar în acest caz, nu vorbim despre acoperire, ci despre viteza maximă pe care o putem obține. În ceea ce privește acoperirea, ținând cont de performanțele obținute de zeci de routere cu multe configurații diferite de antene, din acest articol credem că a avea trei antene WiFi pentru fiecare bandă de frecvență este cel mai bun în acoperire / performanță / preț al echipamentului.