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 распрост­ранённые «бытовые» точки доступа известных у нас произво­дителей имеют гораздо меньшую мощность (например, 17 dBm, то есть в два раза меньше разрешённой), и чтобы найти среди них что-то хотя бы близкое к вожделенным 20 dBm, придётся приложить немало усилий. «Запрещённые» 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 надёжно 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 неё 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 чувст витель ности ТД — от модели к модели она может различаться довольно заметно, так что, прежде чем сделать выбор, придётся 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 её 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 пределах 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.