Hur många antenner ska en router ha och hur mycket täckning får den?

Vad är routerns antenner?

Antennerna i en trådlös router är det som ger oss WiFi-anslutning så att vi kan ansluta trådlöst till vilken enhet som helst. Innan vi pratar om antalet antenner, låt oss prata om komponenterna som en router innehåller:

• CPU : det ansvarar för bearbetning av all data från routern.
• Växla : den ansvarar för att hantera alla trådbundna anslutningar, och den ansluter direkt till processorn för att veta vart den ska rikta dessa paket
• RAM-minne : det ansvarar för att lagra alla processer som routerns firmware innehåller, operationen är densamma som för en dator. Det är ett flyktigt minne, varje gång vi startar om routern raderas all information.
• Flashminne : det är ett icke-flyktigt minne som är internt för routrar, det används för att lagra firmware och "ladda det" när routern startar, det är ungefär som SSD eller hårddisk på en dator. En viktig detalj är att den inte bara tjänar till att lagra firmware utan också konfigurationen av själva routern. Tack vare detta flashminne behöver vi inte konfigurera routern varje gång vi startar den.

Om vi ​​pratar om en trådlös router har vi också en chipset som är särskilt ansvarig för hantering av trådlös anslutning kallas detta a WiFi-kontroller . Om vår router har ett enda frekvensband har vi bara en WiFi-kontroller. Om vi ​​står inför en samtidig router med dubbla band eller samtidigt trippelband kommer vi att ha två eller tre WiFi-kontroller.

WiFi-kontrollerna är enskilda chipsets, men i vissa routermodeller är de viktigaste CPU själv ansvarar också för att hantera det trådlösa nätverket, eftersom det har en WiFi-kontroller internt. Routrar med lågt och medelstort läge är vanligtvis så här för att spara kostnader för en dedikerad chipset. WiFi-handkontrollen är den som avgör hur många antenner en WiFi-router kan ha, om WiFi-styrenheten endast stöder 2 antenner, då kan vi inte välja att sätta 3 antenner, för den tredje kan vi inte ansluta internt till WiFi-styrenheten. Några allmänt kända tillverkare av trådlösa styrenheter är Broadcom, Qualcomm och även Realtek, den senare tillverkaren är mestadels i låg- och medelstora routrar eftersom de är billigare.

Typer av antenner

I WiFi-världen har vi flera typer av antenner, de riktningar som strålar ut i alla riktningar (i horisontalplanet), de sektoriella som avger i en viss sektor på 90, 120, 135 eller 180 grader och riktade som avger med en mindre infallsvinkel på cirka 30 eller 45 grader. I alla WiFi-routrar för hemmet har vi riktningar i flera riktningar, eftersom vi är intresserade av att tillhandahålla WiFi-täckning i alla riktningar i det horisontella planet.

När det gäller antennernas förstärkning kommer vi att hitta en förstärkning mellan 3dBi och 5.5dBi ungefär, vi måste ta hänsyn till att ju mer dBi förstärkning vi har, desto mer känslighet kommer antennen att ha och vi kan täcka större horisontell täckning, men offra täckningen vertikal eftersom den vertikala infallsvinkeln är mindre. Därför rekommenderas inte för mycket antennförstärkning i hemmiljö, särskilt om vi har ett hus med flera våningar.

Interna antenner eller externa antenner?

För närvarande hittar vi routrar och WiFi Mesh-system som har interna eller externa antenner. I vissa modeller har vi en kombination av båda, för vissa frekvensband är de externa antenner och i andra interna antenner. Oavsett om det är interna eller externa antenner, kan själva antennkabeln som finns på kortet lödas direkt på effektförstärkarna, eller så använder de sig av en UFL-kontakt för att ge möjlighet att byta antennkabel i framtiden. .

När antennerna är interna har vi normalt en antennkabel som är lödd eller till en UFL-kontakt från effektförstärkaren till det område på routern där den interna antennen har placerats, vilket fortfarande är en slags metallplatta på flera sidor av routern. På följande bild kan du se en intern antenn till FRITZ! Box 7590 router:

När antennerna är externa har vi normalt antennkabeln som är lödd eller till en UFL-kontakt från effektförstärkaren till RP-SMA-kontakten på den externa antennen, som vi skruvar senare för att få täckning. På följande bild kan du se antennkabeln (svart färg) till RP-SMA-kontakten på ASUS RT-AX88U-router:

När det gäller frågan vilken är bättre, om externa eller interna antenner, som regel, ger routrar som har externa antenner större täckning, men detta beror på många faktorer: signalstyrka, signalförluster genom antennkabeln och förlusten av RP-SMA-kontakt på den externa antennen, förutom förstärkningen på den externa antennen.

En mycket viktig aspekt är det vi kan orientera de externa antennerna och ändra deras position på egen hand , för att testa om prestandan på en viss plats har förbättrats eller inte, är det mest tillrådliga att placera routerns antenner i en annan position för att stråla i alla riktningar. Men MIMO och Beamforming-tekniken fungerar så att det inte är så nödvändigt att orientera de externa antennerna i vår router, men i vissa komplexa scenarier där vi har hus med flera våningar, är det lämpligt att försöka ändra antennernas position. och inte ha dem alla på samma sätt vertikalt.

Interna antenner ger normalt täckning i form av en sfär och inte munkformade som med externa antenner. Därför, medan en intern antenn ger mer fullständig täckning (till alla sidor), kan en extern antenn gå längre i horisontalplanet. En aspekt till förmån för externa antenner (avtagbar med RP-SMA-kontakt) är att vi kan ändra dem för högre förstärkning. På överföringseffektnivån kommer det att vara detsamma i båda eftersom gränsen sätts av gällande lagstiftning i varje land.

Det mest normala är att samma router med externa antenner och interna antenner alltid har samma täckning, men om vi i en router med interna antenner lägger hinder nära den, kommer det logiskt att påverkas av dem och de kommer att ge mindre täckning. Av denna anledning designar många routertillverkare dem för att stå upprätt och inte lägga böcker ovanpå det, vilket är farligt för både routerkylning och WiFi-täckning.

Vad finns det för så många antenner i en router?

Med lanseringen av WiFi 4-standarden lanserades MIMO (Multiple Input Multiple Output), en teknik som gör att vi kan dra nytta av mer än en antenn för att kommunicera samtidigt med en specifik trådlös klient. Detta innebär att om en router har två antenner (oavsett om de är interna eller externa), tillåter det en WiFi-klient med två antenner att använda båda samtidigt för dubbelt så hög hastighet. Samma sak händer om vi har en router med tre antenner och en WiFi-klient med tre antenner, så kommer vi att ha tredubbel hastighet än om vi använde en enda antenn.

En mycket viktig detalj är att om en router har fyra antenner och WiFi-klienten bara har två, så kommer de logiskt sett bara att kunna kommunicera med två antenner, men de andra två återstående antennerna på routern kan användas av en annan WiFi-klient för att skicka och ta emot data i hur länge den som sänds slutar. Därför kommer ett större antal antenner att ge oss större kapacitet för samtidigt anslutna WiFi-klienter.

Med standarderna WiFi 5 och WiFi 6 har MIMO förbättrats ytterligare med lanseringen av MU-MIMO. Medan du med MIMO inte kan överföra data samtidigt från eller till flera WiFi-klienter samtidigt, tillåter MU-MIMO det. En router som har totalt fyra antenner och stöder MU-MIMO kommer att kunna överföra data till följande klienter samtidigt:

• En WiFi-klient med två antenner
• En WiFi-klient med antenn
• En WiFi-klient med antenn

Men om vi ansluter WiFi-klienter med endast en antenn kan vi överföra data till upp till fyra klienter samtidigt.

Därför betyder antalet antenner som en WiFi-router har mycket för:

• Ge högre WiFi-hastighet till klienter med två antenner eller mer.
• Ge högre hastighet globalt om MU-MIMO stöds
• Bättre WiFi-nätverk, mer antal anslutna WiFi-klienter utan att hastigheten påverkas för mycket.

Vi måste komma ihåg att MU-MIMO-tekniken endast finns i WiFi 5-versionen (WiFi AC Wave 2) i 5 GHz-bandet, och i den nya WiFi 6-standarden finns den i båda frekvensbanden (2.4 GHz och 5 GHz). En mycket viktig detalj är att för närvarande är det maximala antalet antenner som vi har tillgängliga i toppklassa inhemska routrar fyra antenner för varje WiFi-frekvensband.

Placerar du routerns antenner korrekt?

Routrar med interna antenner, det finns ingen möjlighet att flytta dem någonstans, det som rekommenderas är att lämna området där vi ska placera routern fri, för att inte ha ytterligare hinder och att WiFi-signalen når bättre. När det gäller externa antenner, beroende på hur många antenner routern har och utrustningens design, är det mest normala att placera dem annorlunda och inte alla vertikalt, att försöka stråla i alla riktningar som om det var en sfär. Men både MIMO och Beamforming-tekniken kommer att fungera tillsammans för att alltid ge oss bästa täckning, även om vi har antennerna vertikalt.

I vissa tester som vi har genomfört har vi försökt placera antennerna horisontellt för att bättre nå golvet nedanför där vi utför prestandatesterna, och hastighetsskillnaden är försumbar, cirka 5% uppnås ungefär. Om du befinner dig i en miljö där täckningen är riktigt svag, är det möjligt att det i detta fall är värt att flytta antennerna för att försöka förbättra täckningen som mottas av trådlösa klienter.

Hur mycket täckning får du med varje routerns antenn?

I utomhusutrymmen, om en router har en eller flera antenner, märker vi inte mycket förbättring när det gäller täckning. Men inomhus är det viktigt att en router har två eller flera antenner, för att dra nytta av både MIMO- och MU-MIMO-teknologier som vi har förklarat tidigare, samt att utnyttja Beamforming-tekniken. Strålformningstekniken låter dig variera signalförhållandet för signalen i varje antenn, för att "fokusera" den trådlösa signalen på en viss WiFi-klient och ge den ett större räckvidd och hastighet. Om vår router har två eller flera antenner för varje frekvensband kan vi dra nytta av alla dessa tekniker.

I inomhusrum slutar den trådlösa WiFi-signalen inte studsa med de olika föremålen i vårt hem, människor, möbler och mycket mer, och naturligtvis kommer signalen att blekna gradvis. Tack vare de ovannämnda teknikerna kan WiFi-signalen välja flera olika vägar till samma destination, med hjälp av varje antenn med olika väg för att nå den trådlösa klienten och senare "aktivera" den som ger oss det bästa resultatet. Ju fler antenner vi har i en WiFi-router, är sannolikheten att ingen av dem kommer att nå destinationen mindre, det är vad som kallas antenndiversitet, eftersom dessa antenner är fysiskt åtskilda och använder en signal med annan fas, som hjälper till att minska buller och störningar från flervägar. Om du har WiFi-täckningsproblem kan antenndiversitet hjälpa dig, så ju större antal antenner desto mer sannolikt är det att du har täckning.

Generellt sett, genom att lägga till fler antenner i routern eller i WIFi-klienterna, blir täckningen större, signalkvaliteten ökar och även WiFi-prestanda (hastighet). Slutligen förbättrar det också tillförlitligheten hos den trådlösa länken.

På grund av allt som påverkar täckningen av WiFi-nätverk är det svårt att kvantifiera hur mycket vi kommer att få i täckning med varje ytterligare antenn som en router har. Det första vi måste ta hänsyn till är driften av MIMO och MU-MIMO, eftersom det är direkt relaterat till de antenner som vi har, men i det här fallet talar vi inte om täckning utan om den maximala hastigheten som vi kan uppnå. När det gäller täckning, med hänsyn till prestanda som uppnås av dussintals routrar med många olika antennkonfigurationer, tror vi från den här artikeln att det är bäst att täcka / prestanda / pris på utrustningen med tre WiFi-antenner för varje frekvensband.