Мощность сигнала и радиус работы

Радиус действия точки доступа напрямую зависит от мощности? Мощность передатчика точки доступа определяет расстояние, на которое будет передаваться сигнал, а также скорость передачи данных. Но это не единственная величина, которая влияет на дальность работы беспроводной сети, она зависит от множества различных факторов:

• Диапазон частот
• Выходная мощность передатчика
• Чувствительность приемника
• Виды антенн, коэффициент усиления сигнала
• Ширина канала
• MIMO
• Техника модуляции
• Расстояние и преграды
• Другие факторы

Разные факторы по разному влияют на распространение сигнала. Например, чем больше расстояние и чем больше поглощение сигнала, тем меньше скорость. В диапазоне частот 2.4 ГГц – длина волны составляет 12.5 см и чем больше длина волны (ниже частота), тем больше проникающая способность сигнала и выше дальность распространения сигнала при одной и той же излучаемой мощности. Соответственно радиосигнал в диапазоне 2.4 ГГц имеет большую проникающую способность, чем в диапазоне 5 ГГц.

Не каждая проблема с подключением возникает из-за слабого уровня сигнала.

Мощность передатчика

Мощность передатчика беспроводного оборудования на территории России, Украины, Белоруссии и других стран СНГ и Европы имеет региональные ограничения и не должна превышать 20 dBm равных 100 mW и 23 dBm = 200 mW при использовании динамического управления излучаемой мощностью сигнала. В реальном оборудовании данные показатели находятся в диапазоне от 15 до 20 dBm. Связано это по большей части с нежеланием производителя “рисковать”, ведь устройство мощностью свыше 20 dBm просто не пройдет сертификацию.

Усиление излучаемой мощности сигнала – означает более надежное соединение, но это не решает все проблемы. Даже если клиент будет слышать точку из-за большого усиления, то точка не услышит клиента, ввиду того, что у него же вы мощность не подняли.

Чувствительность приемника

Чувствительность приемника – это минимальный уровень входящего сигнала для обеспечения приёма данных с клиентского устройства, и влияющий на дальность связи и скорость приема данных. При увеличении излучаемой мощности сигнала радиомодуля, чувствительность незначительно может улучшиться, но при чрезмерном усилении этот показатель может значительно ухудшится, так появится “перекос” в скорости приема и передачи данных, когда скорость передачи клиенту будет выше в несколько раз, чем скорость от клиента к точке доступа.

Чувствительность приемника указывается для конкретной скорости передачи, поскольку каждая схема модуляции имеет свои требования к отношению сигнал/шум (SNR). В общем случае, чем выше скорость передачи данных, тем больше должно быть отношение сигнал/шум (меньший уровень шума), и тем выше чувствительность приемника.

Диапазон частот

Диапазон 2.4 ГГц – это низкая полоса частот и наиболее распространённая, способная легче преодолевать различные преграды, что повышает радиус работы данной сети, но не обладает высокой скоростью передачи данных. Диапазоны 5 ГГц и 6 ГГц – напротив обладают более высокой частотой, достигая высоких скоростей передачи данных, менее загружены, но имеют меньше пробивною способность и меньший радиус работы.

Уровень сигнала

• Самый точный способ выразить это с помощью мBт (миливатт) (mW / 1 mW = 0 dBm)
• Signal (уровень сигнала) – показатель уровня сигнала принимаемым устройством, обычно значения находятся в промежутке от 0 до -100
• RSSI (индикатор мощности принятого сигнала) – это обычное показатель, но большинство поставщиков адаптеров Wi-Fi обрабатывают по разному, поскольку он не стандартизирован. Некоторые адаптеры используют шкалу от 0 до 60, а другие от 0 до 255
• Noise (уровень шума) – показатель допустимого уровня шума, для указанной ширины каналы
• SNR (отношение уровня сигнала к шуму) –  разница между уровнем сигнала и уровнем шума

Изменения мощности сигнала не являются плавными и постепенными, dBm масштабируется логарифмически, а не линейным образом. Правило 3 и 10 подтверждает логарифмическую природу dBm:

• 3 dBm потерь = -3 dBm = уменьшает вдвое мощность сигнала
• 3 dBm усиления = +3 dBm = удваивает мощность сигнала (100 mW = 20 dBm, 200 mW = 23 dBm)
• 10 dBm потерь = -10 dBm = в 10 раз меньше мощности сигнала
• 10 dBm усиления = +10 dBm = в 10 раз больше мощности сигнала (10 mW = 10 dBm, 100 mW = 20 dBm)

Оценка качества сигнала (Signal)

Нужно помнить о значении Signal – работаем с отрицательным значением. -30 – более высокий сигнал, чем -80, потому что -80 – намного меньшее число

• -30 dBm – Максимальный уровень сигнала, вероятно, находитесь рядом с точкой доступа
• -50 dBm – Ниже этого уровня, считать отличным сигналом
• -60 dBm – Ниже этого уровня, хорошим и надежным уровень сигнала
• -67 dBm – Это минимальное значение, требующих бесперебойной и надежной передачи данных, скорость будет низкой, но стабильной
• -70 dBm – Сигнал слабый, скорость передачи крайне низкая
• -80 dBm – Уровень сигнала слишком мал, не возможно поддерживать надежное соединение
• -90 dBm – Подключение практически невозможно, или скорость передачи данных будет слишком мала

dB, dBi, dBm

При расчетах все эти dB, dBi, dBm по сути своей все являются децибелами, т.е. суммируются (если усиление) или вычитаются (если затухание), но dBm имеет приоритет как величина мощности сигнала. Например: Уровень на входе приемника(dBm) = Мощность передатчика(dBm) + Усиление антенн(dBi) – Ослабление сигнала(dB)