Мощность передачи wifi в роутере какую поставить

Стремительное распространение беспроводных технологий привело к тому, что модели с подключением к Интернету сегодня можно найти у любого вида техники: не только у телефонов и телевизоров, но и у холодильников, утюгов и даже зубных щеток.

Но мало купить телевизор с возможностью выхода в Интернет, надо еще, чтобы он мог этой возможностью воспользоваться. Для этого в месте установки устройства должна наличествовать беспроводная сеть WiFi. Маршрутизатор (он же роутер) как раз и организует такую сеть — устройство подключается к проводной сети (обычно по предоставляемому провайдером кабелю) и обеспечивает доступ к ней устройствам с поддержкой WiFi и/или по сети Ethernet.

Однако покупка первого попавшегося роутера может обернуться большим разочарованием. Прежде чем покупать роутер, придется немного разобраться в технологиях WiFi, иначе даже с качественным устройством известного производителя возможны низкая скорость Интернета, «подвисания» сети и пропадание сигнала.

От чего зависит скорость сети WiFi

Скорость Wi-Fi — первое, что интересует покупателя при выборе роутера. Однако просто сравнивать разные роутеры по скоростям, написанным на их коробках, нельзя. Самый дешевый роутер «обещает» скорость в 150 Мб/с. Для просмотра онлайн-видео в формате FullHD достаточно стабильной скорости в 8 Мбит/с. Казалось бы, скорости роутера в 150 Мбит/с должно хватить, чтобы видео в высоком разрешении можно было смотреть на 10–15 устройствах одновременно, чего большинству пользователей более чем достаточно. Но надо быть готовым к тому, что в реальности все будет намного хуже (в десятки раз). Скорость сети WiFi складывается из множества факторов; надо знать, что влияет на скорость соединения в беспроводной сети, и как характеристики роутера могут ее повысить.

В первую очередь следует определиться с тем, в каком диапазоне будет организована ваша сеть WiFi — на 2,4 ГГц или на 5 ГГц. Некоторые роутеры работают только в диапазоне 2,4 ГГц, некоторые — в обоих. В чем разница между этими частотами?

Роутеры, работающие на частоте 2,4 ГГц заметно дешевле, кроме того, радиоволны на этой частоте обладают лучшими проникающими способностями — в многокомнатной квартире 2,4 ГГц роутер скорее охватит всю площадь, чем 5 ГГц. Так зачем же нужна частота 5 ГГц? 

Во-первых, диапазон 2,4 ГГц очень сильно загружен — в многоквартирных домах запросто можно «поймать» несколько десятков сетей WiFi в одной точке. С учетом того, что в диапазоне 2,4 ГГц существует всего три непересекающихся канала, все эти сети сильно мешают друг другу. Это приводит к снижению их скорости — и иногда до полной непроходимости сигнала. Нельзя назвать такую ситуацию безвыходной — существуют способы улучшить качество связи в условиях большой загруженности диапазона, но иногда бывает проще сразу озаботиться созданием сети в намного менее загруженном 5 ГГц диапазоне.

Во-вторых, на частоте 5 ГГц можно добиться куда большей скорости — и дело не только в ее загруженности. На частоте 2,4 ГГц даже в самых идеальных условиях на большинстве устройств скорость не будет превышать 150 Мб/с  и не важно, какие числа нарисованы на коробке роутера (об этом чуть позже). На частоте же 5 ГГц реальная скорость соединения вполне может достигать около гигабита в секунду.  

Следует иметь в виду, что далеко не все гаджеты поддерживают связь на частоте 5 ГГц — большинство даже новых недорогих смартфонов и планшетов работает только на частоте 2,4 ГГц. 

Как узнать, загружен ли диапазон 2,4 ГГц в месте предполагаемой установки роутера? Проще всего — установив на смартфон приложение анализа WiFi-сетей, например, WiFi Analyzer.

Если сетей в диапазоне 2,4 ГГц немного (не более 3–5), можно смело ставить 2,4 ГГц роутер. Если сетей от 5 до 12, то новая сеть на этой частоте будет работать, но скорость уже может быть заметно ниже. Если сетей больше 15, о просмотре фильмов онлайн можно забыть — скорости будет едва-едва хватать для неторопливого серфинга. В этом случае лучше поставить роутер с возможностью одновременной работы в двух диапазонах — тогда хотя бы часть устройств (с поддержкой 5 ГГц) не будет испытывать проблем со скоростью.

Определившись с частотой, можно прикинуть скорость будущей сети. Вот только параметр максимальная скорость по частоте тут почти что ни при чем. Скорость соединения на частоте 2,4ГГц, скорее всего, не будет выше 150 Мб/с. Потому что именно такова максимальная скорость одноканального соединения по стандарту 802.11n (WiFi 4). Если у роутера указана максимальная скорость по частоте 2,4 ГГц в 450 Мб/с, это означает, что у него три передающих тракта, и он способен передавать данные с такой максимальной скоростью. Вот только три приемных тракта встречается только у топовой техники. У большинства гаджетов вообще только один приемный тракт. И принимать он будет максимум на 150 Мб/с. WiFi 4 же поддерживает многопотоковую передачу данных только с одним клиентом (SU-MIMO), поэтому распределить скорость по нескольким клиентам не получится, и 300 Мб/с из заявленных 450 будет уходить «вникуда».

Гаджеты с поддержкой WiFi 5 (802.11ac) также редко имеют более одного приемного тракта, но зато каждый из них может принимать со скоростью до 867 Мб/с. Кроме того, пятый WiFi поддерживает многопотоковую передачу данных с несколькими клиентами одновременно (MU-MIMO), поэтому возможности роутера используются эффективнее.

WiFi 4 работает на частоте 2,4 ГГц, WiFi 5 — 5 ГГц. 

WiFi 6 может работать и на 2,4, и на 5 ГГц, обеспечивая до 1,2 Гб/с на канал в обоих диапазонах. Кроме возросшей скорости, новый стандарт приносит множество полезных новшеств, направленных на облегчение и упрощение совместной работы множества сетей в одном месте. WiFi 6 — наиболее перспективный стандарт, способный обеспечить максимальную скорость в условиях плотной загруженности эфира. Увы, поддерживающих его устройств пока немного. Впрочем, вполне можно взять роутер «на вырост» — все маршрутизаторы с поддержкой WiFi 6 поддерживают и предыдущие версии. 

На итоговую скорость сети может влиять и скорость проводного подключения. Если, к примеру, скорость проводного соединения составляет 100 Мб/с, то и скорость выхода в Интернет не будет выше, пусть даже в самой сети WiFi будет 300 или 450 Мб/с.

Площадь покрытия сети

Пожалуй, второе, что интересует каждого покупателя — как далеко будет «добивать» роутер. Вопрос немаловажный, тем более, что на скорость он также влияет, ведь чем мощнее сигнал в точке приема, тем быстрее соединение.

Увеличить площадь покрытия можно двумя путями — во-первых, правильно установив и сконфигурировав роутер. А во-вторых, можно позаботиться об увеличении площади еще перед покупкой, с помощью соответствующих параметров.

В общем случае рекомендуется располагать роутер в геометрическом центре помещения.

Если в некоторой области сконцентрировано большинство клиентов WiFi (рабочая зона, кабинет), имеет смысл приблизить роутер к этой области.

Если у вас есть сервер, роутер лучше расположить поближе к нему (а лучше — вообще подключить кабелем).

Если помещение разделено капитальной стеной или другим препятствием для прохождения сигналов, роутер следует разместить как можно ближе к препятствию, в той части помещения, которая больше. Не следует располагать в непосредственной близости от источников электрических помех — радиопередатчиков, двигателей, холодильников и пр.

Если следует охватить пространство в пределах одного этажа, можно выбирать модель с большим коэффициентом усиления антенн — такие антенны хорошо распределяют сигнал в одной плоскости. И чем больше коэффициент усиления, тем большая часть мощности сигнала пойдет в стороны и меньшая — вверх или вниз. Поэтому, если сеть должна быть доступна на нескольких этажах здания, лучше выбирать модель с коэффициентом усиления, близким к 1 — это обеспечит шарообразную зону покрытия. А если точки расположения клиентов строго определены, можно достигнуть лучшего результата, ориентируя антенны с высоким коэффициентом усиления таким образом, чтобы создать зону покрытия сети нужной формы.

Некоторые роутеры способны использовать технологию beamforming, при которой сигнал с двух антенн сдвигается по фазе таким образом, чтобы интерференционный максимум приходился на точку расположения клиента. У таких роутеров количество антенн больше, чем количество каналов, и, прежде чем пытаться изменять их положение, следует ознакомиться с инструкцией по эксплуатации.

Если роутер с нужными характеристиками антенн подобрать не удается, их можно приобрести отдельно — обратите внимание на тип антенн. Многие роутеры оснащаются съемными внешними антеннами и их можно заменить на более подходящие.

Теперь, что касается параметров, увеличивающих площадь покрытия.

Как уже упоминалось выше, на «дальнобойность» роутера влияет рабочая частота — при наличии различных препятствий 2,4 ГГц сеть покроет большую площадь, чем 5 ГГц.

Мощность передатчика определяет зону покрытия сети WiFi — чем больше мощность, тем дальше будет распространяться сигнал. Но не все так просто — максимальная мощность роутеров ограничена решением Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) и не должна превышать 24 dBM, передатчики с большей мощностью должны регистрироваться в Роскомнадзоре.

Нельзя сказать, что за соблюдением этого запрета ведется тщательный контроль (в продаже встречаются роутеры с большей мощностью передатчика), но сильно увеличить зону покрытия с помощью «сверхмощного» роутера не получится, поскольку сигнал должен идти в обе стороны — как от роутера к клиенту, так и наоборот. А мощность абонентских передатчиков WiFi тем же решением ограничена величиной в 20dBM.

Поэтому выбирать роутер с большой мощностью имеет смысл разве что для увеличения скорости в зоне неуверенного приема или для создания протяженного «моста» между двумя мощными роутерами.

Коэффициент усиления антенны, так же, как и мощность передатчика, влияет на дальность распространения сигнала. Но усиление сигнала антенной производится за счет перераспределения энергии сигнала в пространстве — при использовании круговых антенн сигнал по сторонам антенны будет усиливаться за счет верхней и нижней полусферы — выше и ниже роутера сигнал ослабнет.

При использовании направленных антенн сигнал будет усиливаться только по оси усиления антенны, в остальных направлениях он будет ослабевать. Поэтому тип и коэффициент усиления антенны следует подбирать в соответствии с тем, как должен распространяться сигнал.

Если же одного роутера никак не хватает на всю площадь помещения, обратите внимание на маршрутизаторы с поддержкой MESH.

MESH — это масштабируемая система из множества роутеров, образующих одну WiFi сеть — устройство будет автоматически переключаться от одного роутера к другому (смотря от какого сигнал сильнее) совершенно незаметно для пользователя. 

MESH-сети могут содержать сотни роутеров и покрывать площади в несколько квадратных километров. Причем для их организации не требуется обладать специальными навыками — добавление нового MESH-роутера к сети производится быстро и просто. Поэтому даже если сейчас вам и хватает одного роутера, но в дальнейшем вы собираетесь «расширяться», подумайте о поддержке MESH уже сейчас, и тогда в будущем у вас не будет никаких проблем с расширением сети.

Дополнительные коммуникативные способности

Вне зависимости от характеристик WiFi, максимальную скорость и надежность соединения роутер обеспечивает при проводном или оптическом соединении. Если часть клиентов (ноутбуки, стационарные компьютеры) имеют разъем RJ-45, лучше выбирать роутер с LAN-портами и подключать клиенты к ним с помощью патч-кордов. Большинство роутеров имеет 4 порта LAN дополнительно к порту WAN для подключения к кабелю от провайдера. Но можно найти роутер и с другим количеством LAN-портов — от 1 до 10.

Некоторые высокоскоростные маршрутизаторы оснащены SFP-портами, в которые (с соответствующим модулем-переходником) можно подключать как витую пару, так и оптический кабель. Маршрутизаторы с SFP-портами обычно используются для организации высокоскоростных сетей, но в продаже появляются и обычные бытовые роутеры с SFP-портами. Если ваш провайдер предоставляет доступ в Интернет по технологии P2P Active Ethernet, вы можете подключить такой роутер к оптике напрямую, без дорогостоящего медиаконвертера.

Не всегда есть возможность подключения к Интернету по проводной или оптоволоконной линии, поэтому многие роутеры способны подключаться к Интернету с помощью мобильных сетей. Следует только убедиться в наличии беспроводного выхода в Интернет на выбранной модели и уточнить способ подключения к мобильной сети. Большинству роутеров для подключения требуется USB-модем, некоторые уже им оснащены.

Поддержка WiFi. Иногда требуется «раздавать» Интернет только по проводным соединениям, без организации беспроводной сети. Например, правила безопасности некоторых организаций требуют полного отсутствия беспроводных точек доступа в локальной сети предприятия. В подобном случае для обеспечения компьютерам рабочей группы доступа в Интернет можно использовать роутер без поддержки WiFi. Впрочем, в большинстве роутеров с поддержкой WiFi ее можно отключить в настройках устройства.

Дополнительные опции

Времена «свободного Интернета» уже в прошлом — теперь каждый клиент всемирной сети постоянно находится под пристальным наблюдением поисковых систем и скован различными ограничениями. Это вполне закономерно привело к росту популярности технологии VPN, позволяющей скрыться от назойливого внимания в сети и обойти некоторые из ограничений. 

Производители роутеров не остались в стороне и в большинстве моделей есть поддержка одного или нескольких VPN-протоколов. Если в списке функций VPN выбранного роутера есть PPTP-клиент, OpenVPN-клиент, IPSec-клиент или L2TP-клиент, значит, он подготовлен для создания защищенной сети с использованием соответствующего VPN-сервиса. Если вы планируете использовать VPN, имеет смысл сначала разобраться с этой технологией, подобрать подходящий сервис и, при выборе роутера, обратить внимание на наличие нужной функции VPN.

Многие роутеры имеют некоторое количество USB-портов для подключения периферийных устройств. USB-порты на роутере могут обладать весьма полезными функциями:

• DLNA-сервер позволяет роутеру предоставлять медиа-ресурсы (фотографии, видео и музыку) другим DLNA-устройствам в вашей сети: телевизорам, медиаплеерам, музыкальным центрам и пр.
• torrent-клиент позволяет возложить на роутер задачи по скачиванию файлов из торрент-сетей.
• файловый сервер (сервер Samba) предоставляет клиентам локальной сети к доступ к файлам на подключенном внешнем накопителе.
• принт-сервер (сервер Samba) позволяет подключить к роутеру принтер и осуществлять печать на нем с клиентов локальной сети.

Также USB-порт может использоваться в качестве источника постоянного тока для подзарядки смартфонов и других мобильных устройств.

Варианты выбора

Если у вас доступ в Интернет по кабелю со скоростью до 100 Мбит/с и вы хотите «раздать» его в пределах небольшой квартиры или одного помещения, вам будет достаточно недорогого роутера, работающего на частоте 2,4 ГГц — конечно, если на этой частоте не «сидит» десяток соседних роутеров.

Если вы кроме WiFi-клиентов собираетесь подключить к Интернету компьютер и ноутбук, выбирайте среди моделей с 2–4 портами LAN.

Если никакой провайдер еще не дотянул Интернет-кабель до вашего дома, для выхода во «всемирную паутину» можно воспользоваться мобильными сетями 3G — они покрывают уже практически все населенные пункты. Потребуется только роутер с выходом в Интернет через 3G или роутер с возможностью подключения USB-модема. Только в последнем случае потребуется купить еще и USB-модем.

Если вы проживаете в зоне покрытия какой-нибудь из сетей 4-го поколения, вы можете подключить все свои гаджеты к Интернету на достаточно высокой скорости при помощи роутера с 4G/LTE беспроводным выходом в интернет или роутера с возможностью подключения 4G USB-модема.

Если 2,4 ГГц сеть в месте установки роутера сильно загружена, выбирайте среди моделей, работающих в диапазоне 5 ГГц.

Если одного роутера для покрытия всей нужной площади недостаточно, или вы хотите иметь возможность в будущем расширить свою сеть, выбирайте среди роутеров с поддержкой MESH.

Если вы хотите, чтобы ваш роутер не только обеспечил максимальную скорость сейчас, но и еще долгое время оставался актуальным, а не устаревал морально, становясь самым «слабым звеном» сети, выбирайте среди моделей с поддержкой WiFi 6.

Как регулировать мощность передатчиков вай фай сети в роутере

Одной из основных характеристик передатчика WiFi является мощность. Для всех желающих представлена возможность её настройки. Пользователи стремятся увеличить мощность, однако забывают о негативной стороне.

Мощность передатчика

Tx Power — это мощность вай фай роутера в ваттах. У стандартного передатчика характеристика составляет от 100 мВт до 0.2 Вт. Речь идёт о переменной величине. Output power с английского переводится как «выходная мощность». Она демонстрирует, насколько изменяются характеристики устройства при подключении к сети.

Чувствительность приемника

Чувствительность приемника (на английском языке — Sensitivity) демонстрирует, насколько точно он способен принимать сигналы низкой, высокой амплитуды. От этого зависит возможность расшифровки данных.

MCS

Modulation and Coding Scheme с английского переводится как «схема модуляции и кодирования». Многие слышали про стандарт WiFi IEEE 802.11n, однако не знакомы с технологией MCS. Модуляция ответственна за несущий сигнал. За счёт этого передается информация.

Роутер излучает высокочастотные колебания. Каждая модель обладает индивидуальным спектром сигнала. Функцию можно настраивать на прием, передачу данных. Частоты не должны мешать друг другу. Изменение сигнала называется гармоникой. Она может быть прямой или волнистой. Для её расчёта учитывается начальная величина MCS и смещение.

Прочие параметры:

• амплитуда;
• фаза;
• передача сообщений;
• цифровой поток.

Модуляция может быть аналоговой, цифровой или импульсной. График цифрового типа легко представить как взаимосвязь линейных и нелинейных частот.

Ширина полосы

Channel Sizes с английского дословно означает «размер канала». Характеристика измеряется в мегагерцах. У стандартного роутера с поддержкой технологии 802.11n она составляет около 20 МГц. Чем больше ширина полосы, тем тщательнее роутер различает данные в эфире.

Когда канал занят другими сообщениями, задержка сигнала может быть критической. На прилавках представлены 3, 4-полосные роутеры. Доказана взаимосвязь скорости работы и пропускной способности. Вместе с тем разработчики маршрутизаторов указывают на недостатки технологии:

• наличие помех;
• ограниченная энергия;
• малое расстояние действия;
• наличие узких каналов;
• прерывание сигнала.

Усиление антенны

Невозможно представить роутер без усилителя. Антенна является пассивным устройством, которое отвечает за пропускную способность канала. Она построена по принципу увеличения обзора. В стандартном комплекте роутер принимает хороший сигнал по горизонтали и по вертикали. Антенны не являются одинаковыми, поэтому и характеристики отличаются.

Типы:

• направленные;
• секторные;
• всенаправленные.

Угол антенны, ширина луча

Угол антенны является дополнительной характеристикой передатчика. Оборудование подбирается для различных целей и специалисты обращают внимание на ширину луча. К примеру, передатчик может использоваться для создания моста или в качестве станции приема сигнала. Угол наклона и ширина луча чаще всего не совпадают.

Устройства для WiFi-моста обладают незначительной шириной луча. Станция приема сигнала, напротив, имеет показатель 3 dbm (дбм) на метр и более. Чтобы определить точный угол антенны, на графике отмечается её центр и проводится условная окружность. На её размер оказывает влияние мощность, чувствительность оборудования. Интересен вопрос, как повысить мощность передатчика WiFi роутера.

Пути решения:

• другой канал;
• смена стандарта;
• установка дополнительной антенны;
• изменения в программе.

Установка мощности передатчика

На примере роутера Tenda открывается главное меню, где отображены категории:

• беспроводная;
• брандмауэр;
• администрирование;
• журналы;
• сообщение.

Если выбрать беспроводную связь, в активном окне показаны пункты:

• защита;
• интервал;
• фрагментация;
• передача данных;
• выходная мощность.

Интересует последний пункт, чаще всего представлено несколько вариантов. Имеет смысл сразу выбрать 100%, это оптимальные настройки роутера.

На примере роутеров «Асус» выбор мощности происходит по плану:

1. Вход в программу.
2. Беспроводная сеть.
3. Кнопка «профессионально».
4. Управление мощностью.
5. Строка Tx Power.
6. Выбор мощности.
7. Сохранения настроек.

По отзывам пользователей заметно, что уменьшение показателя мощности не свидетельствует о падении сигнала. Роутер Asus RT-N18U отлично чувствует себя на 80%.

Настройка маршрутизатора Tp-Link происходит по инструкции:

1. Вход в меню.
2. Пункт Wireless.
3. Строка Wireless Advanced.
4. Выбор Operation Mode.
5. Настройка.

Мощность в маршрутизаторах TP-Link выбирается по режимам:

• низкий;
• средний;
• высокий.

После выбора режима лучше сразу сохранить настройки. В нижней части окна для этого есть кнопка Save. У некоторых в меню Option Operation Mode отсутствует. Вместо неё есть надпись Transmit Power, по функционалу это одно и то же.

Настройка мощности в моделях D-link происходит по плану:

1. Переход в меню.
2. Выбор Wi-Fi.
3. Дополнительные настройки.
4. Строка Tx Power.
5. Усилить мощность.
6. Разрешить доступ.
7. Сохранение параметра.

Пользователям интересно, на какой уровень стоит выставлять мощность. Например, в модели D-link DAP-1360 оптимальным считается показатель 50%.

Из инструкции можно узнать процедуру изменения мощности в устройствах ZyXEL Keenetic:

1. Общее меню.
2. Сеть Wi-Fi.
3. Сила сигнала.
4. Значок стрелки.
5. Поставить процентовку.
6. Выход из меню.

В случае с моделями ZyXEL Keenetic для изменения мощности передатчика необходимо перезагрузить компьютер. Остается решить, какую страну выбрать в настройках WiFi для максимальной мощности. По рекомендациям специалистов это Боливия.

Мощность сигнала WiFi, к сожалению, нельзя оставить на максимум. На законодательном уровне установлено ограничение 100 mW. Все нарушители отслеживаются в автоматическом порядке. Для этого происходит сканирование по МАС-адресу.

Опасность излучения от WiFi роутера

Людям интересно, сильно ли опасен Wi-Fi, сколько можно находиться по времени рядом с ним? Некоторые устройства обладают высокой частотой и волны влияют на здоровье организма.

Дополнительные проблемы:

• сонливость;
• риск стресса;
• повышенный метаболизм;
• влияние на ДНК;
• плохая выработка глюкозы.

Люди, постоянно взаимодействующие с маршрутизаторами, раздражительны. Избыток сигнала отражается по-разному. У людей иногда болит голова или они жалуются на плохое пищеварение. Вечером невозможно заснуть, приходит бессонница. Постоянный срыв работы мозга приводит к образованию опухолей.

Вред роутера

У домашних маршрутизаторов не всё так страшно. Чтобы быть объективным, лучше взглянуть на заключение всемирной организации здравоохранения. Электромагнитное излучение оказывает минимальную нагрузку на организм человека. Люди не целый день находятся рядом с роутерами.

Как уменьшить излучение

Пока некоторые думают лишь про мощность WiFi роутера, другие пользователи озадачены уменьшением излучения от него.

Варианты на выбор:

• настройка программы;
• снижение мощности;
• отдаление от оборудования.

Маршрутизаторы индивидуальны по характеристикам и интерфейсу. Устройства Mikrotik, TP Link, Xiaomi могут быть настроены по инструкции.

Технологии защиты от электромагнитного смога

Электромагнитный смог в крупных мегаполисах зашкаливает. Источником выступает атмосферное электричество, магнитные поля и радиоизлучение. В свободном доступе находится множество товаров для снижения показателя. Речь идёт о шунгитсодержащих и кристаллических материалах. Есть устройства типа «Нейтроника», они создают безопасную среду для человека.

Выше подробно рассказано про мощность передатчика WiFi. Есть данные касательно её проверки и настройки. Важно помнить о безопасности, следить за уровнем излучения.

Введение

Думаю, не ошибусь сильно, если у большинства из нас подключение к интернету выглядит следующим образом: есть некоторый довольно скоростной проводной канал до квартиры (сейчас уже и гигабит не редкость), а в квартире его встречает роутер, который раздаёт этот интернет клиентам, выдавая им «чёрный» ip и осуществляя трансляцию адресов.

Довольно часто наблюдается странная ситуация: при скоростном проводе, с роутера раздаётся совсем узенький wifi-канал, не загружающий и половины провода. При этом, хотя формально Wi-Fi, особенно в его ac-версии поддерживает какие-то огромные скорости, при проверке оказывается, что либо Wi-Fi подключается на меньшей скорости, либо подключается, но не выдаёт скорости на практике, либо теряет пакеты, либо всё вместе.

В какой-то момент и я столкнулся с похожей проблемой, и решил настроить свой Wi-Fi по-человечески. На удивление, это заняло примерно в 40 раз дольше, чем я ожидал. Вдобавок, как-то так случилось, что все инструкции по настройке Wi-Fi, которые я находил, сходились к одному из двух видов: в первом предлагали поставить роутер повыше и выпрямить антенну, для чтения второго же мне не хватало честного понимания алгоритмов пространственного мультиплексирования.

Собственно, эта заметка — это попытка заполнить пробел в инструкциях. Я сразу скажу, что задача до конца не решена, несмотря на приличный прогресс, стабильность подключения всё ещё могла бы быть лучше, поэтому я был бы рад услышать комментарии коллег по описанной тематике.

Глава 1:

Итак, постановка задачи

Wifi-роутер, предложенный провайдером, перестал справлять со своими обязанностями: наблюдаются длительные (30 секунд и больше) периоды, когда пинг до точки доступа не проходит, наблюдаются очень длительные (порядка часа) периоды, когда пинг до точки доступа достигает 3500 мс, бывают длительные периоды, когда скорость соединения с точкой доступа не превышает 200 кбит/сек.

Сканирование диапазона с помощью windows-утилиты inSSIDer выдаёт картинку, представленную в начале статьи. В округе наблюдается 44 Wifi SSID в диапазоне 2.4 ГГц и одна сеть в диапазоне 5.2 ГГц.

Инструменты решения

Самосборный компьютер Celeron 430, 2b Ram, SSD, безвентиляторный, две беспроводные сетевые карты на чипе Ralink rt2800pci, Slackware Linux 14.2, Hostapd из Git на сентябрь 2016 года.

Сборка роутера выходит за рамки данной заметки, хотя отмечу, что Celeron 430 хорошо показал себя в безвентиляторном режиме. Отмечу, что текущая конфигурация является последней, но не окончательной. Возможно, улучшения ещё осуществимы.

Решение

На самом деле, решение должно было бы, по хорошему, заключаться в запуске hostapd с минимальным изменениями настроек. Однако, опыт настолько хорошо подтвердил истинность поговорки «гладко было на бумаге, да забыли про овраги», что потребовалось написание этой статьи для систематизации знаний обо всех неочевидных подробностях. Также мне изначально хотелось бы избежать низкоуровневых подробностей для стройности изложения, но выяснилось, что это невозможно.

Глава 2

Немного теории

Частоты

Wi-Fi — это стандарт беспроводных сетей. С точки зрения OSI L2, точка доступа реализует концентратор типа switch, однако чаще всего она также совмещена с коммутатором уровня OSI L3 типа «роутер», что ведёт к изрядной путанице.

Нас же больше всего будет интересовать уровень OSI L1, то есть, собственно, та среда, в которой ходят пакеты.

Wi-Fi — это радиосистема. Как известно, радиосистема состоит из приёмника и передатчика. В Wi-Fi точка доступа и клиентское устройство осуществляют обе роли по очереди.

Wi-Fi-передатчик работает на некоторой частоте. Частоты эти занумерованы, и каждому номеру соответствует некоторая частота. Важно: несмотря на то, что для любого целого числа существует теоретическое соответствие этому числу некоторой частоты, Wi-Fi может работать только в ограниченных диапазонах частот (их три, 2.4 ГГц, 5.2 ГГц, 5.7 ГГц), и только на некоторых из номеров.

Полный список соответствий можно посмотреть в Wikipedia, нам же важно, что при настройке точки доступа, необходимо указать, на каком именно канале будет находиться несущая частота нашего сигнала.

Неочевидная деталь: не все Wi-Fi стандарты поддерживают все частоты.

Wi-Fi-стандартов есть два: a и b. «a» старше и работает в диапазоне 5ГГц, «b» новее и работает в диапазоне 2.4 ГГц. При этом b медленнее (11 mbit вместо 54 mbit, то есть, 1.2 мегабайта в секунду вместо 7 мегабайт в секунду), а диапазон 2.4 ГГц уже и вмещает меньше станций. Почему так — загадка. Вдвойне загадка, почему точек доступа стандарта а практически нет в природе.

(Картинка позаимствована из Википедии.)

(На самом деле, я немного лукавлю, потому что a поддерживает ещё частотный диапазон 3.7 ГГц. Однако, ни одного устройства, знающего что-нибудь про этот диапазон, мне не доводилось увидеть.)

Подождите, спросите вы, но есть же ещё 802.11g, n, ac — стандарты, и они-то, кажется, как раз должны побивать по скорости несчастные a и b.

Но нет, отвечу я вам. Стандарт g — это запоздалая попытка довести скорость b до скорости a, в диапазоне 2.4 ГГц. Но зачем, вы ответите мне, ты вообще вспоминал про b? Ответ, потому что несмотря на то, что диапазоны обоих b и g называются 2.4, на самом деле они чуть-чуть отличаются, и диапазон b на один канал длиннее.

Стандарты же n и ac вообще не имеют отношения к диапазонам — они регламентируют скорость, и только. Точка стандарта n может быть как «в базе» a (и работать на 5 Ггц), так и «в базе» b и работать на 2.4 ГГц. Про точку стандарта ac я не знаю, потому что не видел.

То есть, когда вы покупаете точку доступа n, нужно очень внимательно посмотреть, в каких диапазонах это n работает.

Важно, что в один момент времени один Wi-Fi чип может работать только в одном диапазоне. Если же ваша точка доступа утверждает, что может работать в двух одновременно, как например, делают бесплатные роутеры от популярных провайдерах Virgin или British Telecom, значит в ней на самом деле два чипа.

Ширина канала

На самом деле, я должен извиниться, потому что ранее сказал, что некий диапазон длиннее другого, не объяснив, что такое «длиннее». Вообще говоря, для передачи сигнала важна не только несущая частота, но и ширина кодированного потока. Ширина — это в какие частоты выше и ниже несущей может залезать имеющийся сигнал. Обычно (и к счастью, в Wi-Fi), каналы симметричные, с центром в несущей.

Так вот в Wi-Fi могут быть каналы шириной 10, 20, 22, 40, 80 и 160 МГц. При этом точек доступа с шириной канала в 10 МГц я никогда не видел.

Так вот, одним из самых удивительных свойств Wi-Fi является то, что несмотря на то, что каналы пронумерованы, они пересекаются. Причём не только с соседями а аж с каналами через 3 от себя. Иными словами, в диапазоне 2.4 ГГц только точки доступа, работающие на каналах 1, 6 и 11 — не пересекаются потоками шириной в 20 МГц. Иными словами, только три точки доступа могут работать рядом так, чтобы не мешать друг другу.

Что же такое точка доступа с каналом шириной 40 МГц? Ответ — а это точка доступа, которая занимает два канала (непересекающихся).

Вопрос: а сколько каналов шириной 80 и 160 МГц вмещается в диапазон 2.4 ГГц?

Ответ:Ни одного.

Вопрос, а на что влияет ширина канала? Точного ответа на этот вопрос я не знаю, проверить не смог.

Я знаю, что если сеть пересекается с другими сетями, стабильность соединения будет хуже. Ширина канала 40 МГц даёт больше пересечений и хуже соединение. Согласно стандарту, если вокруг точки есть работающие другие точки доступа, режим 40 МГц не должен включаться.

Верно ли, что вдвое большая ширина канала вдвое даёт большую пропускную способность?
Вроде бы, да, но проверить невозможно.

Вопрос: Если на моей точке доступа три антенны, верно ли, что она может создавать три пространственных потока и утроить скорость соединения?

Ответ: неизвестно. Может так оказаться, что из трёх антенн, две могут заниматься только отправкой, но не приёмом пакетов. И скорость сигнала будет несимметричная.

Вопрос: Так сколько же мегабит даёт одна антенна?

Ответ: Можно посмотреть вот здесь en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n-2009#Data_rates
Список странный и нелинейный.

Очевидно, самый важный параметр — это MCS-индекс, который именно и определяет скорость.

Вопрос: Откуда берутся такие странные скорости?

Ответ: Есть такая вещь как HT Capabilities. Это опциональные фишечки, которые могут чуть-чуть править сигнал. Фишечки бывают как очень полезные: SHORT-GI добавляет чуть-чуть скорости, около 20 мбит, LDPC, RX STBC, TX STBC добавляют стабильности (то есть должны уменьшать пинг и потерю пакетов). Впрочем, ваше железо может запросто их не поддерживать и при этом быть вполне «честным» 802.11n.

Мощность сигнала

Самый простой способ бороться с плохой связью — это вжарить больше мощности в передатчик. В Wi-Fi бывает мощность передачи до 30 dBm.

Глава 3

Решение задачи

Из всего вышеперечисленного винегрета, казалось бы, можно сделать следующий вывод: у вайфая можно реализовать два «режима» функционирования. «Улучшающий скорость» и «улучшающий качество».

Первый, казалось бы, должен говорить: бери самый незанятый канал, ширину канала 40 МГц, антенн побольше (желательно, 4), и добавляй побольше Capabilities.

Второй — убирай всё, кроме базового n-режима, включай мощность побольше, и включай те Capabilities, которые добавляют стабильности.

Вспоминая ещё раз пословицу про овраги, опишем, какие именно неровности местности ждут нас при попытке реализации планов 1 и 2.

Овраг нулевой

Хотя чипсеты семейства Ralink rt2x00 являются самыми популярными чипсетами с поддержкой стандарта n и встречаются как в картах высокого ценового диапазона (Cisco), так и диапазона бюджетного (TRENDNET), и более того, выглядят в lspci совершенно однаково, они могут обладать кардинально разным функционалом, в частности, поддерживать только диапазон 2.4, только диапазон 5ГГц, или поддерживать непонятно чем ограниченные части обеих диапазонов. В чём отличия — загадка. Также загадка, почему карта с тремя антеннами поддерживает только Rx STBC в два потока. И почему они обе не поддерживают LDPC.

Первый овраг

В диапазоне 2.4 есть только три непересекающихся канала. На эту тему мы уже говорил и я не буду повторяться.

Второй овраг

Не все каналы позволяют увеличивать ширину канала до 40 МГц, более того, на какую ширину канала согласится карта, зависит от чипсета карты, производителя карты, загрузки процессора и погоды на Марсе.

Третий, и самый большой овраг

Regulatory domain

Если вам не хватало для счастья того, что сами стандарты Wi-Fi представляют из себя знатный винегрет, то возрадуйтесь тому, что каждая страна мира стремится всякими разными способами Wi-Fi ущемить и ограничить. У нас в Великобритании всё ещё не так плохо, в отличие, скажем, от тех же США, где Wi-Fi спектр зарегулирован до невозможности.

Так вот, регуляторный домен может требовать ограничений на мощность передатчика, на возможность запустить на канале точку доступа, на допустимые технологии модуляции на канале, а также требовать некоторых технологий «умиротворения спектра», таких как DFS (динамический выбор частоты), детекция радара (которая ещё у каждого регдомена своя, скажем, в Америках почти всюду предлагаемая FCC, в Европе другая, ETSI), или auto-bw (я не знаю, что это такое). При этом со многими из них точка доступа не заводится.

Многие регуляторные домены просто запрещают некоторые частоты в принципе.

Задать регуляторный домен можно командой:

iw reg set NAME

Регуляторный домен можно не задавать, но тогда система будет руководствоваться объединением всех ограничений, то есть самым худшим вариантом из возможных.

По счастью, во-первых данные по регуляторным доменам есть в открытом доступе на сайте ядра:

git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/sforshee/wireless-regdb.git/tree/db.txt

И по ним можно искать. В принципе, вероятно, можно пропатчить ядро так, чтобы оно игнорировало регуляторный домен, но это надо пересобирать ядро или как минимум регуляторный демон crda.

По счастью, команда iw phy info выводит все возможности нашего устройства, с учётом (!) регуляторного домена.

Итак, как же нам поправить состояние нашего Wi-Fi?

Для начала найдём страну, в которой не запрещён 13 канал. Путь хотя бы половина частоты будет пустой. Ну, таких стран довольно много, хотя некоторые, не запрещая его в принципе, однако запрещают на нём или режим высокой скорости n, или вообще создание точки доступа.

Но одного 13 канала нам мало — ведь мы хотим соотношение сигнал-шум побольше, а значит хотим запускать точку с силой сигнала 30. Ищем-ищем в CRDA, (2402 - 2482 @ 40), (30) 13 канал, ширина 40 МГц, сила сигнала 30. Есть такая страна, Новая Зеландия.

Но что это, на частоте 5 ГГц требуется DFS. Вообще, это теоретически, поддерживаемая конфигурация, но почему-то не работает.

Факультативная задачка, выполнимая людьми с повышенными социальными навыками:

Собрать подписи/движение в поддержку ускоренного перелицензирования Wi-Fi-диапазонов в ITU (ну, или хотя бы в вашей стране) в целом в сторону расширения. Это вполне реально, какие-нибудь депутаты (и кандидаты в депутаты), жаждущие политических очков, будут рады вам помочь.

Это овраг номер 4

Точка доступа может не заводиться при наличии DFS, без объяснения причин. Итак, какой же регуляторный домен нам выбрать?

Есть такая! Самая свободная страна в мире, Венесуэла. Её регуляторный домен — VE.

Полные 13 каналов диапазона 2.4, с мощностью 30 dBm, и сравнительно расслабленный 5ГГц диапазон.

Задача со звёздочкой. Если у вас в квартире совсем катастрофа, даже хуже, чем у меня, для вас есть отдельный, бонусный уровень.

Регуляторный домен «JP», Япония, позволяет делать уникальную вещь: запускать точку доступа на мифическом, 14 канале. Правда, только в режиме b. (Помните, я говорил, что между b и g всё-таки есть маленькие отличия?) Поэтому если у вас всё уж совсем плохо, то 14 канал может быть спасением. Но опять же, его физически поддерживает немного что клиентских устройств, что точек доступа. Да и максимальная скорость в 11 Мбит несколько обескураживает.

Копируем /etc/hostapd/hostapd.conf в два файла, hostapd.conf.trendnet24 и hostapd.conf.cisco57

Правим тривиальным образом /etc/rc.d/rc.hostapd, чтобы запускал две копии hostapd.

В первом указываем канал 13. Правда, ширину сигнала указываем 20 МГц (capability 40-INTOLERANT), потому что во-первых, так мы будем теоретически стабильнее, а во-вторых, «законопослушные» точки доступа просто не будут запускаться на 40 МГц из-за того, что забитый диапазон. Ставим capability TX-STBC, RX-STBC12. Плачем, что capabilities LDPC, RX-STBC123 не поддерживаются, а SHORT-GI-40 и SHORT-GI-20 хотя и поддерживаются и чуть-чуть улучшают скорость, но и чуть-чуть понижают стабильность, а значит, их убираем.

Правда, для любителей можно пропатчить hostapd, чтобы появилась опция force_ht40, но в моём случае это бессмысленно.

Если вы находитесь в странной ситуации, когда точки доступа то включаются то выключаются, то для особых гурманов можно пересобрать hostapd с опцией ACS_SURVEY, и тогда точка будет сама сначала сканировать диапазон и выбирать наименее «шумящий» канал. Более того, в теории она даже должна мочь переходить по собственному желанию с одного канала на другой. Мне, правда, эта опция не помогла, увы :-(.

Итак, наши две точки в одном корпусе готовы, запускаем сервис:

/etc/rc.d/rc.hostapd start

Точки успешно стартуют, но…

Но та, что работает на диапазоне 5.7 — не видна с планшета. Что за чертовщина?

Овраг номер 5

Проклятый регуляторный домен работает не только на точке доступа, но и на приёмном устройстве.

В частности, мой Microsoft Surface Pro 3, хотя и сделан для европейского рынка, в принципе не поддерживает диапазон 5.7. Пришлось переключиться в 5.2, но тут хоть завёлся режим 40 Мгц.

Овраг номер 6

Всё завелось. Точки стартовали, 2.4 показывает скорость 130 Мбит (был бы SHORT-GI, было бы 144.4). Почему карта с тремя антеннами поддерживает только 2 пространственных потока — загадка.

Овраг номер 7

Завести-то завелось, а иногда скачет пинг до 200, и всё тут.

А секрет вовсе не в точке доступа прячется. Дело в том, что по правилам Microsoft, драйвера Wi-Fi карты сами должны содержать ПО для поиска сетей и подключения к ним. Всё как в старые-добрые времена, когда 56к-модем должен был иметь при себе звонилку (которую мы все меняли на Shiva, потому что звонилка, идущая в штатной поставке Internet Explorer 3.0 была слишком уж ужасна) или ADSL-модем должен был иметь клиент PPPoE.

Но и о тех, у кого штатной утилиты нет (то есть, о всех на свете!), Microsoft позаботилась, сделав так называемую «автоконфигурацию Wi-Fi». Эта автоконфигурация жизнерадостно плюёт на то, что к сети мы уже подключены, и каждые Х секунд сканирует диапазон. В Windows 10 даже нет кнопки «обновить сети». Работает отлично, пока сетей вокруг две-три. А когда их 44, система замирает и выдаёт несколько секунд пинга 400.

«Автоконфигурацию» можно отключить командой:

netsh wlan set autoconfig enabled=no interface="???????????? ????"
pause

Лично я даже сделал себе на десктопе два батника «включить autoscan» и «выключить autoscan».

Да, прошу обратить внимание, что если у вас русский Windows, то скорее всего сетевой интерфейс будет иметь название на русском языке в кодировке IBM CP866.

Саммари

Я накатал довольно длинную простыню текста, и должен был бы завершить её кратким резюме самых важных вещей:

1. Точка доступа может работать только в одном диапазоне: 2.4 или 5.2 или 5.7. Выбирайте внимательно.
2. Лучший регуляторный домен — это VE.
3. Команды iw phy info, iw reg get покажут вам, что вы можете.
4. 13 канал обычно пустует.
5. ACS_SURVEY, ширина канала 20 МГц, TX-STBC, RX-STBC123 улучшат качество сигнала.
6. 40 МГц, больше антенн, SHORT-GI увеличат скорость.
7. hostapd -dddtK позволяет запустить hostapd в режиме отладки.
8. Для любителей можно пересобрать ядро и CRDA, увеличив мощность сигнала и сняв ограничения регуляторного домена.
9. Автопоиск Wi-Fi в Windows отключается командой netsh wlan set autoconfig enabled=no interface=»???????????? ????»
10. Microsoft Surface Pro 3 не поддерживает диапазон 5.7 ГГц.

Послесловие

Я большинство материалов, использованных при написании данного руководства, найдены либо в гугле, либо в манах к iw, hostapd, hostapd_cli.

На самом деле, проблема ТАК И НЕ РЕШИЛАСЬ. Временами пинг всё равно скачет до 400 и стоит на таком уровне, даже для «пустого» диапазона в 5.2 ГГц. Посему:

Ищу в Москве спектроанализатор Wi-Fi диапазона, укомплектованный оператором, с которым можно было бы проверить, в чём вообще проблема, и не заключается ли она в том, что неподалёку находится очень важное и секретное военное учреждение, о котором никто не знает.

Постскриптум

Wi-Fi работает на частотах от 2 ГГц до 60 ГГц (менее распространённые форматы). Это даёт нам длину волны от 150мм до 5мм. (Почему вообще мы меряем радио в частотах, а не в длинах волн? Так же удобнее!) У меня, в целом, возникает мысль, купить обои из металлической сетки в четверть длины волны (1 мм хватит) и сделать клетку Фарадея, чтобы гарантированно изолироваться от соседского Wi-Fi, да и заодно от всего другого радиооборудования, вроде DECT-телефонов, микроволновок и дорожных радаров (24 ГГц). Одна беда — будет блокировать и GSM/UMTS/LTE-телефоны, но можно выделить для них стационарную точку зарядки у окна.

Буду рад ответить на ваши вопросы в комментариях.