Tento příspěvek je doprovodným příspěvkem k mému jinému článku o dBm. Vysvětlím zde další specifikaci týkající se pokrytí Wi-Fi – dBi – vysoké hodnoty, které obvykle indikují tzv Wi-Fi antény s vysokým ziskem.
Jak se ukazuje, samotné dBi pro Wi-Fi obvykle mnoho neznamená. To je věc, které byste neměli věnovat velkou pozornost nebo ji vůbec ignorovat.
To je důvod, proč většina dodavatelů hardwaru tuto hodnotu na domácích zařízeních neuvádí a ta, která. dělat to výhradně pro marketingové účely.
Pointa je následující: nepoužívejte dBi jako faktor při výběru domácího routeru nebo přístupového bodu.
Tyto znalosti si můžete uložit a jít dál nebo pokračovat – tento příspěvek by mohl být zábavným čtením v klidném dni.
Co je dBi
Rozumět dBi, musíme nejprve pochopit dB resp decibel. Znovu jsem to podrobně popsal v příspěvku o dBm a síle signálu Wi-Fi, ale zde je podstata:
- dB je logaritmické měření. Zvyšuje se a klesá ne sekvenčně, ale exponenciálně.
- Kromě hladiny zvuku je dB logaritmický způsob přenosu dalších vlastností materiálu.
- dBm (desetinný miliwatt) je příklad, kde se dB používá k měření úrovně výkonu nebo citlivosti signálu.
V tomto případě je to dBi izotropní decibely. Je to logaritmický způsob přenosu fyzikálních vlastností objektu měřených v různých směrech. Zejména, 0 dBi znamená, že objekt vysílá rádiové vlny rovnoměrně ve všech směrech. Vypadá to jako koule s emitorem přímo uprostřed.
Protože rádiové vlny nevidíme, můžete si 0 dBi představit jako světlo vyzařované jedním zdrojem, jako je slunce nebo žárovka. Vychází stejně ve všech směrech nebo všesměrově.
Teoreticky ve chvíli, kdy zvýšíte dBi nad nulu, signálová koule začne měnit svůj tvar – už to není dokonalá koule. Vlastně záleží na okolnostech.
V našem případě je totiž objektem Wi-Fi anténa a majetkem rádiové signály, které vysílá. A to vše je velmi obtížné.
Pravda o anténách s vysokým ziskem
Stojí za zmínku, že antény se nepoužívají pouze ve Wi-Fi. Všechny aplikace založené na rádiových vlnách vyžadují tyto malé sloupky pro přenos a příjem signálů.
V telekomunikacích často chceme mluvit se stranou určitým směrem. Pokud například jedete s přívěsem v terénu, první auto chce obvykle mluvit přes rádio s těmi za ním, ale poslední auto chce mluvit jen s těmi před ním.
A v tomto případě má smysl zaměřit antény ve dvou konkrétních směrech, vzadu a vpředu. S největší pravděpodobností se tedy budou používat auta směrové antény.
U tohoto typu antény se signály šíří dále v jednom směru (zisk) na úkor jiných (často opačných) směrů (ztráta).
Čím vyšší je hodnota dBi, tím jsou signály zaostřenější ve směru zesílení – čím dále to může jít – a tím větší je oblast, kde není vůbec žádný signál.
Směrové antény obvykle používají 9 dBi nebo vyšší, až do 24 dBi. Počet se ale liší v závislosti na konkrétním zařízení nebo aplikaci.
Směrové antény si můžete představit jako baterku. Čím více světlo zaostříte, tím užší paprsek a čím dále jde, ale tím méně bude osvětlena oblast mimo paprsek. A když použijete baterku, nesvítí za vámi vůbec žádné světlo. Svítilna má však stejný světelný tok, jako kdybyste vyndali reflektor a nechali lampu svítit do všech stran.
Myšlenka za tím je, že v signálech nedochází k žádnému „zesílení“. Vezmete je pouze z jednoho směru, abyste se soustředili v jiném. Celkový výstupní signál zůstává stejný. Téměř.
Ve skutečnosti použití zaměřených signálů vždy vede k určité ztrátě celkového výsledku kvůli režii. (Reflektor svítilny neodráží 100% množství světla, které na ni dopadá – část světla pohltí a přemění ho na teplo.)
Ale když pokrýváte velkou oblast, směrové antény (také známé jako antény s vysokým ziskem) jsou praktické pro specifické aplikace, jako je FM rádio nebo mobilní signály – v závislosti na tom, kam umístíte antény, je pravděpodobné, že budete muset pokrýt více v jednom směru než ostatní.
A to nás přivádí zpět k Wi-Fi a jejím anténám.
Wi-Fi a antény
Všechny domácí Wi-Fi vysílače – routery a přístupové body – jsou všesměrový (žádný zisk) z dobrých důvodů.
Za prvé je to proto, že signály Wi-Fi mají krátký dosah kvůli vysokým frekvencím – zde mluvíme o frekvencích 2,4 GHz, 5 GHz a 6 GHz. Všesměrovost umožňuje zařízení pracovat co nejefektivněji.
A za druhé, všesměrová anténa je nejlepší a nejbezpečnější provedení, protože je vhodná do všech domácností.
Pokud si zakoupíte směrový vysílač, potřebujete profesionála, aby zjistil, kde a jak jej na konkrétním místě nainstalovat. Nápad je pro prodejce nepraktický, z hlediska spokojenosti zákazníků dokonce riskantní.
Všichni výrobci síťových zařízení se však obvykle snaží, aby jejich domácí Wi-Fi vysílač vysílal signály v kouli. Ale to není snadný úkol – získat 0 dBi pro Wi-Fi je téměř nemožné.
Wi-Fi antény a dBi – to vše závisí na FEM
Hodnota dBi se obvykle týká pouze antén a nefunguje u všech prodejců stejně. Je to proto, že způsob, jakým signály opouštějí router (nebo přístupový bod), závisí na modulu externího zařízení (FEM).
Typicky FEM obsahuje několik vysoce výkonných a nízkošumových zesilovačů a několik dalších hardwarových komponent. Ale nechci zabíhat do detailů.
FEM si můžete představit jako čip Wi-Fi, který spolupracuje s firmwarem routeru a určuje, jak signály Wi-Fi opouštějí hardwarové antény.
Cílem domácího Wi-Fi vysílání je vždy nejlepší kombinace tří prvků: nejširší pokrytí Wi-Fi, nejsilnější síla signálu Wi-Fi a nejlepší kompatibilita. Všechny jsou stejně důležité.
Mimochodem, nezapomeňte, že Wi-Fi vyžaduje dvě zařízení – potřebujeme také podporované klienty.
A jak FEM pracuje s konkrétním designem antény, když je omezen úroveň výkonu dBm dosažení tohoto cíle je dobře střeženým tajemstvím každého dodavatele. Je to to, co dělá jednu síťovou značku nebo konkrétní router lepší nebo horší než ostatní.
Na velikosti routeru záleží
Běžná věc mezi Wi-Fi routery: použití firmwaru k ovládání FEM a antén vyžaduje hodně výpočetního výkonu. Zde vstupuje do hry procesor routeru a systémová paměť (RAM).
To je důvod, proč pokud chcete výkonný router s rozsáhlým pokrytím, měli byste zvolit router určité (velké) fyzické velikosti. Některé mají dokonce interní ventilátory – jako Asus RT-AX89X, Netgear RAX120 nebo Ubiquiti UDM.
Antény jsou jen částí rovnice. Ale všechny domácí Wi-Fi vysílače přicházejí s vlastní sadou antén, speciálně navržených pro konkrétní FEM.
Běžné hodnoty dBi pro domácí router: Nemá to smysl
Žádný z domácích Wi-Fi routerů zpravidla nevysílá signály v dokonalé sféře – to je nemožné. Ve většině případů mají výstupní signály tvar vejce nebo zkreslené koule.
Pokud jde o hodnotu dBi, pohybuje se od 2 dBi do 6 dBi – téměř neexistují situace, kdy byste měli dokonalou nulu dBi. A pak FEM zařízení pracují v rámci této hodnoty a určují výstupní tvar vlny, což je – opět tajemství.
Prozrazení hodnoty dBi v domácím Wi-Fi routeru je však zamýšleno pouze pro marketingové účely. Aby číslo dávalo smysl, musí dodavatel také zveřejnit, jak jeho FEM funguje – nikdo to nedělá.
A je to z tohoto důvodu neměli byste věnovat pozornost dBipokud jde o výběr domácího Wi-Fi vysílače.
Dodavatelé zařízení, kteří se zaměřují na vysílací výkon, potažmo dBi, se obecně v podnikání nedaří – často nedokážou poskytnout skutečný výkon, který by odpovídal fiktivnímu „zisk“ antény. Například Amped Wireless – společnost před několika lety udělala rozruch reklamním pokrytím několika tisíc metrů čtverečních ve svých routerech Wi-Fi 5. Od té doby se věci pokazily, což není překvapivé.
Obecné otázky týkající se antén Wi-Fi
To vše nás přivádí k několika často kladeným otázkám o samotných Wi-Fi anténách.
Znamená více antén lepší rychlosti Wi-Fi?
Ne nutně. Směrovač obvykle vyžaduje jednu anténu pro každé pásmo, takže dvoupásmový směrovač bude mít antény dvě. K dispozici jsou další antény pro další funkce, jako je MU-MIMO, Beamforming atd.
I tak ale více antén nemusí nutně znamenat více schopností. Počet antén navíc nemá vliv na dosah routeru.
Mění se Typ pokrytí, ale ne pokrytí. Tedy více antén moci znamenají vyšší rychlosti, ale ne vždy.
Je to proto, že nakonec záleží na tom, jak FEM a firmware routeru řídí antény.
Nenechte se příliš zavěšovat na počet antén trčících z vašeho Wi-Fi boxu.
Můj dům vyrostl, mohou pomoci přídavné nebo směrové antény?
Obecná odpověď je ne. Je to proto, že většina dodavatelů nevyrábí směrové antény pro své vysílatele a ty třetích stran obvykle nefungují tak dobře, jak byste mohli doufat, pokud vůbec.
Na druhou stranu můžete na přijímací straně použít standardní antény – to jsou jen pasivní kusy kovu. Pokud máte například Wi-Fi adaptér TP-Link, můžete na něm použít antény Asus – ty jsou většinou kompatibilní.
Existují směrové Wi-Fi antény, ale většina z nich je určena pro venkovní použití. Pokud máte konkrétního vysílače, který obsahuje speciálně navržené směrové antény, můžete to zkusit.
Mějte na paměti, že v tomto případě nemusíte v některých směrech přijímat signál ze zařízení vůbec, i když jste blízko něj.
Jak naklonit antény pro nejlepší výkon?
Směrovače s externími anténami mají obvykle v uživatelské příručce část o tom, jak je používat. Obecně by však měly zůstat svislé, aby poskytovaly zamýšlené pokrytí a výkon.
Samozřejmě můžete změnit jejich polohu (je-li to možné), abyste mírně změnili tvar výše zmíněné koule pokrytí. Výsledek je však nepředvídatelný a liší se od jednoho routeru k druhému.
Efekt se navíc projeví pouze na okrajích oblasti pokrytí, kde je signál již příliš slabý – malé výkyvy uvnitř nepovedou k výrazné změně výkonu Wi-Fi.
Z tohoto důvodu mnoho routerů s externími anténami, jako je TP-Link Archer GX90, vůbec neumožňuje jejich otáčení. Nemluvě o tom, že routerů s interními anténami je více.
Pokud jde o antény, neodstraňujte je ani neskládejte – držte je nahoře. Můžete je zveřejnit v libovolném úhluže se ti líbí. Ale když máte pochybnosti, nechte je všechny vzpřímené.
Důležitější je umístit Wi-Fi vysílač na vyvýšené, otevřené prostranství.
Závěr – může anténa posílit Wi-Fi?
Při nákupu nového domácího Wi-Fi vysílače není třeba příliš zavěšovat na dBi. Ve většině, ne-li ve všech případech, jsou změny malé.
Antény s vysokým ziskem (směrové) jsou vhodnější pro rádiové aplikace jiné než Wi-Fi.
Pokud chcete používat směrové antény s Wi-Fi, pak je dBi nezbytné, ale v tomto případě je třeba najmout profesionála a použít specializované zařízení.
S Wi-Fi je důležitější velikost. Nemůžete zabalit mnoho algoritmů do malé krabice, aniž by to způsobilo problémy s přehříváním. Proto je nereálné očekávat, že Wi-Fi router bude kompaktní, krásný, ale zároveň bude poskytovat maximální rychlost Wi-Fi a široké pokrytí. Je to otázka fyziky (a nákladů).
