Реальная дальность действия Wi-Fi

Самый простой способ организации небольшой домовой локальной сети, или обеспечения совместного использования интернет-канала несколькими жителями ближайших домов — Wi-Fi. Главное достоинство беспроводного соединения в том, что его без проблем могут организовать даже начинающие пользователи, причём без привлечения официальных инстанций, что нередко требуется при прокладке «воздушки» или даже для доступа к нежилым помещениям при протяжке кабеля. Однако, прежде чем тратить деньги на новое оборудование, необходимо убедиться, что его «дальнобойности» хватит для соединения в сеть всех желающих.

Задача

К сожалению, технология Wi-Fi в силу своей слабой дальнобойности пока не в состоянии соединить хоть сколько-то удалённые друг от друга компьютеры, если они не находятся в прямой видимости. Достаточно пары железобетонных стен на пути сигнала, чтобы полностью его экранировать, а потому в реальной ситуации объединить в сеть можно только пользователей, расположенных в рядом стоящих домах, если их окна, а точнее — антенны Wi-Fi-адаптеров, смотрят друг на друга. То есть связаться с живущим в соседнем подъезде приятелем гораздо сложнее, поскольку вас с ним будут разделять не два стеклопакета, а несколько капитальных стен. Аналогично не получится сконнектиться и с товарищем из стоящего напротив дома, если его окна не направлены в вашу сторону.

Есть ли выход из данной ситуации, или в любом случае надо договариваться с официальными инстанциями на протяжку «воздушки», или тянуть провода, устанавливая точки доступа (далее — ТД) на крышах домов, чтобы сигнал от них ничем не перекрывался?

К сожалению, самое напрашивающееся решение — увеличение мощности ТД — рядовому потребителю не подходит. Хотя выбор точек доступа на сегодня огромен и в интернете можно найти даже достаточно мощные модели — мощностью более 200 mW (продукты RangeLAN от Proxim, точки доступа и базовые станции Vivato, Senao). Однако вся проблема в том, что официально, без какой-либо регистрации и лицензирования в Минсвязи простой пользователь имеет право применять лишь беспроводное оборудование весьма ограниченной мощности — только до 100 mW или, согласно обозначению, чаще всего встречающемуся в спецификациях точек доступа — до 20 dBm. Но даже это всего лишь максимально возможная величина — в реальности, наиболее распространенные «бытовые» точки доступа известных у нас производителей имеют гораздо меньшую мощность (например, 17dBm, то есть в два раза меньше разрешенной), и чтобы найти среди них что-то хотя бы близкое к вожделенным 20 dBm, придется приложить немало усилий. «Запрещенные» 200 mW найти проще, чем «законные» 100 mW!

Второй способ, который приходит на ум — применение мощных узконаправленных антенн. В этом случае вся мощность, излучаемая точкой доступа, будет направляться в сторону удалённого ПК и появится шанс пробиться через серьёзные преграды.

Попробуем же выяснить, насколько это реально — далеко ли «бьёт» одна точка доступа с направленной антенной в условиях городской застройки? Получится ли в этом случае «пробить» железобетонные стены?

Тест

Чтобы оценить реальную «пробивную способность» Wi-Fi, мы взяли несколько типичных точек доступа с поддержкой разных типов расширенного 802.11g: TRENDnet TEW-411BRP+, D-Link DWL-2100AP, U.S.Robotics USR805450, а также направленные антенны D-Link ANT24-1201 (12 dBi) и TRENDnet TEW-OA14DK (14 dBi). Утверждается, например, что последняя может связать беспроводные устройства на расстоянии до 8 км в условиях прямой видимости. Поскольку в данном случае мы не тестируем сами точки доступа и даже не проверяем скорость полученного канала, а всего лишь пытаемся выяснить «дальнобойность» самой технологии, то всё, что нам нужно для этого оценочного экспресс-теста — включить все три ТД и походить вокруг дома с КПК, оснащённым модулем Wi-Fi и программой, отображающей уровень радиосигнала.

Итак, этап первый — использование штатных антенн. Располагаем ТД на пятом этаже стандартной панельной пятиэтажки и выясняем, что уже на третьем этаже приём практически отсутствует. То есть внутри дома вы надёжно сможете соединить лишь ПК, расположенные на соседних этажах и не более чем через две, максимум — три железобетонные стены от ТД.

Выходим на улицу. С той стороны дома, куда выходят окна нашей «тестовой» квартиры, то есть в пределах прямой видимости, сигнал достаточно прилично ловится на расстоянии примерно 200 метров, однако стабильность приёма уже не такая, как на 100 метрах. Если же на пути сигнала встаёт дом, то он полностью его экранирует. То есть связаться, например, с квартирой, расположенной на противоположной стороне стоящего в 50—70 метрах от вас дома, уже не получится. Не будет сигнала и во дворе вашего собственного дома, со стороны, противоположной окнам вашей квартиры — это всё те же 2—3 капитальные стены.

Посмотрим теперь, что нам даст подключение направленной антенны. В этом случае дом, стоящий перед вашим окном, с большим трудом, но «пробить насквозь» можно! Сигнал есть, а это значит, что появляется хотя бы принципиальная возможность соединить таким образом две квартиры, одна из которых смотрит окнами не на ТД, а в другую сторону. Но, к сожалению, говорить о терпимой стабильности соединения не приходится — точку, в которой возможен приём сигнала, приходится буквально вылавливать — шаг влево, шаг вправо, и сигнал теряется. Но даже если вы и «нащупаете» такую точку, идеально сориентировав обе антенны, то уровень потерянных пакетов всё равно будет слишком велик.

Выводы

Таким образом, организовать сеть с помощью одной бытовой точки доступа с направленной антенной в условиях непрямой видимости довольно сложно. В простейшем случае вы достаточно надежно соедините лишь несколько квартир, расположенных в непосредственной близости от ТД — над вами, под вами, а также ближайших соседей по этажу. При этом предварительный тест на местности обязателен — очень многое будет зависеть от расположения ТД и соединяющихся с ней адаптеров, а также от конкретного оборудования и самого дома. Возможно, в самом трудном случае поможет установка дополнительной антенны круговой направленности на ТД или применение направленных антенн на самых удалённых от нее адаптерах.

Друга же в соседнем доме удастся подключить, только если его окна смотрят прямо на точку доступа. Если же кто-то оказался на противоположной стороне от вас, то «пробиться» к нему, пожалуй, теоретически возможно, например, при наличии двух узконаправленных антенн с большим коэффициентом усиления, достаточно точно нацеленных друг на друга, но проверить это вы сможете только попытавшись сделать всё в реальности. Поэтому в такой ситуации лучше всё же прибегнуть к проводам, вынеся антенну на крышу или протянув «воздушку». Вот такая беспроводная технология…


Технологии и оборудование

Что же делать, если вариант с выносом антенн на крышу дома или прокладкой кабелей никоим образом не подходит? В этом случае можно попытаться использовать комплексное решение:

  • выбор ТД с мощностью, близкой к максимально разрешённой;
  • применение внешней антенны с усилением не менее 14 dBi, а лучше — ещё большим;
  • правильное расположение антенны.

При выборе ТД мы бы советовали обратить внимание ещё и на такой момент как максимально возможная скорость. Дело в том, что стандартных на сегодня 54 Мбит/c всё-таки маловато для организации приличной сети (о стандарте 802.11g читайте, например, на www.thg.ru/network/20030311/ [1]). Поэтому оптимальным вариантом, на наш взгляд, будет выбор ТД с поддержкой режима SuperG, обеспечивающего соединение на скорости до 108 Мбит/c (учтите — подключение клиентов 802.11b будет замедлять работу всей сети, поэтому поддержку 802.11b лучше вообще отключить). SuperG поддерживается оборудованием на базе чипов Atheros, они неплохо распространены, применяются разными брендами и пользователь получает какую-никакую свободу выбора при покупке адаптера. Есть, впрочем, на рынке и другие расширения 802.11g, вплоть до 125 Мбит/c (подробнее о расширенных режимах в статье www.thg.ru/network/20040127/ [2]), можно выбрать и их, но они, пожалуй, чуть больше завязаны на конкретного производителя, и вам придётся, например, закупать для каждого пользователя совершенно одинаковые адаптеры, даже если у кого-то уже есть Wi-Fi-адаптер, но другой фирмы. Плюс ко всему, в новом оборудовании на основе чипов Atheros появилась технология расширения радиуса действия eXtended Range [3] (тест различных технологий увеличения дальности смотрите на www.thg.ru/network/200505191/ [4]), которая опять-таки играет нам на руку.

Не стоит забывать и о чувствительности ТД — от модели к модели она может различаться довольно заметно, так что, прежде чем сделать выбор, придется перекопать море документации. Но окончательное решение в любом случае следует принимать только по результатам тестирования на реальной местности, то есть при закупке оборудования необходимо договориться о money back, иначе деньги будут потрачены, а связи добиться так и не получится.

Выбор и расположение антенны — тоже непростая задача (учтите, не все ТД позволяют подключать внешнюю антенну). Самые простые секторные антенны имеют усиление не более 13—15 dBi, если же вы найдёте фирменную антенну с фазированной решёткой (ФАР), то можете получить и 25 dBi, то есть на 10 dBi больше, но и более узким лучом.

Существует несколько вариантов расположения антенны. Например, чтобы организовать сеть в многоэтажном доме, обычно рекомендуется установить антенну снаружи (например, в окне или на крыше здания напротив), и направить ее на фасад здания. В этом случае все помещения, которые выходят окнами в сторону антенны, гарантированно окажутся в зоне доступа. Те помещения, которые расположены на другой стороне здания и отделены от антенны двумя и более железобетонными стенами, в зону доступа могут и не попасть. То есть если вы соединяете два дома, то наибольшего покрытия вы сможете добиться, если используете две ТД, расположенные в каждом доме, с антеннами, направленными на противоположный дом. При соединении трёх домов антенны должны размещаться на крайних и «светить» на тот, что в центре. Если же вам надо соединить машины, расположенные на больших расстояниях друг от друга в переделах одного дома, а возможности установить ТД (вернее — их антенны) на рядом стоящие дома нет, то придётся разоряться на беспроводные повторители, раскиданные по всем подъездам и этажам, либо городить довольно непростую конструкцию из нескольких ТД, соединённых кабелем. Разумеется, эти решения хоть и самые «дальнобойные», но и самые дорогие и сложные в реализации (учтите, что ёмкость ТД ограничена, поэтому если вы захотите соединить 30 человек, то одной ТД уже никак не обойтись), поэтому в быту вряд ли подходят. К тому же, мы опять-таки получаем мёртвую зону в квартирах, расположенных позади антенн.




Темы