Вы ходите по дому и время от времени видите, как полоски уровня сигнала Wi-Fi на вашем устройстве перемещаются вверх или вниз. Если вы когда-нибудь задумывались, что меняется, когда вы теряете или получаете «бар», этот пост для вас.
Вы узнаете, как dBm используется для обозначения уровня мощности и измерения силы сигнала Wi-Fi. В большинстве случаев это только для вашей информированности. Вы мало что можете сделать с сигналами, кроме как перемещать своё устройство или вещательную сеть Wi-Fi.
Однако, в некоторых случаях знание того, как настроить спутники на основе dBm в ячеистой системе, может помочь в оптимизации передачи сигнала. Всё это может быть немного запутанным, пока вы не закончите с этим постом.
dBm – уровень сигнала Wi-Fi в зависимости от мощности
В сетях Wi-Fi dBm используется для обозначения двух вещей: уровня мощности вещателя и уровня сигнала на принимающей стороне.
Но, что такое dBm? Здесь всё становится интереснее (или скучнее, в зависимости от того, насколько глубоко вы хотите проникнуть в тему) – сначала нам нужно понять, что такое dB
Небольшое предупреждение: следующая часть может быть немного технической.
Что такое dB
dB – это сокращение от децибел, которое составляет одну десятую бела (В) и является единицей измерения, обычно используемой для оценки:
- Громкости звука. Показывает соотношение между текущим звуком и самым низким уровнем звука, воспринимаемым человеческим ухом, который составляет 0 дБ. Что касается громкости, то 60-70 дБ – это нормальный разговор, а 125 дБ – это когда вы начинаете чувствовать боль в ушах.
- Разницы (или соотношения) между двумя уровнями электрической мощности.
- Увеличения или уменьшения мощности сигнала.
dB полезен, потому что он позволяет рассчитывать усиления и потери сигнала (мощности), которые могут включать большие масштабы, пут`м сложения или вычитания целых чисел вместо десятичных или сложной формулы записи.
dB – это также форма научного обозначения уровней мощности и сигналов электронных устройств. Это позволяет передавать очень большие числа несколькими символами.
Как правило, 1 000 000 можно преобразовать в 60 dB, и аналогичным образом 0,000001 равно −60 dB. Это потому, что в логарифмическом отношении 6 – это логарифм 1 000 000, который можно записать как 106.
Что наиболее важно помнить о dB, так это то, что он не линейный, а логарифмический. Более высокое значение в dB всегда означает «больше», но это значение растёт не равномерно. Другими словами, «усиление» от 1 dB до 2 dB отличается от роста с 5 dB до 6 dB.
В большинстве случаев dB используется с чем-то ещё. Популярными примерами являются dBi и dBm.
Что такое dBm
dBm – это сокращение от децибел (относительно) милливатт. Другими словами, это логарифмический способ передачи уровня мощности или силы сигнала.
dBm как уровень мощности (источник вещания)
При использовании для оценки уровня мощности 0 dBm принимается как 1 мВт (милливатт). Именно столько вкладывается в устройство вывода, такое как антенна или то, что вы можете увидеть в измерителе мощности.
Формула довольно заумная и сложная, но обычно каждый раз, когда мы удваиваем (или уменьшаем вдвое) уровень мощности, мы прибавляем (или вычитаем) 3 dBm.
Так, например, 125 мВт равняется 21 dBm, 500 мВт – 27 dBm, а 1000 мВт (1 Вт) – 30 dBm.
dBm как мощность сигнала (принимающая сторона)
На принимающей стороне сила сигнала обычно понимается как чувствительность сигнала на приемнике. В этом случае есть несколько вещей, которые вы должны помнить о значении dBm:
- Это всегда отрицательное число – мы говорим здесь не о количестве, а об индикаторе. Это потому, что 0 дБм (1 мВт) означает 100% чувствительность – невозможный уровень. Реальные уровни сигналов всегда ниже 0 дБм.
- Чувствительность сигнала находится в диапазоне от 0 dBm до −128 dBm. Чем ближе число к нулю, тем сильнее сигнал. Так, например, −30 dBm сильнее, чем −60 dBm.
- Опять же, поскольку dB и, следовательно, dBm не масштабируются, как большинство измерений (вес, длина и т.д.) – они нелинейны и постоянно возрастают, – разрыв между −30 dBm и −60 dBm может быть не более значительным, чем между −60 dBm и −65 dBm.
Как правило, значимые значения dBm на приёмном конце находятся в диапазоне от −10 (самые сильные сигналы) до −90 (самые слабые).
Вот общие показания dBm:
- выше −30 dBm: слишком хорошо, чтобы быть правдой, или перенасыщение сигнала (что плохо).
- −30 dBm: наилучшее из возможного.
- −50 dBm: отличный сигнал.
- −60 dBm: очень хороший сигнал.
- −70 dBm: это порог, при котором вы, возможно, потеряете полоску сигнала и вот-вот потеряете другую, если уже не потеряли. Но связь по-прежнему стабильная.
- −75 dBm: здесь начинаются проблемы, но соединение всё ещё можно использовать.
- −80 dBm: граница полезного – у вас едва ли есть только одна полоска.
- −90 dBm: сигнал очень слабый, к нему (почти) невозможно подключиться.
- ниже −90 dBm: забудьте об этом.
Тем не менее, значение чисел немного различается в зависимости от среды и оборудования. Как и всё в Wi-Fi, это не жёсткие значения – ждите нюансов.
Как узнать дБм вашего текущего принимаемого сигнала Wi-Fi
Когда устройство Wi-Fi подключается к вещателю, оно делает это с определенным значением dBm, которое постоянно меняется в режиме реального времени в зависимости от окружающей среды и расстояния.
В зависимости от приложения это значение называется по-разному, но самое популярное название – индикатор уровня принимаемого сигнала или RSSI.
Самый простой способ узнать уровень принятого сигнала Wi-Fi устройства – это использовать анализатор Wi-Fi.
Запустите приложение, и оно может визуализировать для вас, какие значения dBm имеют ваши текущие устройства, как на стороне вещателя, так и на стороне получателя.
Если вы работаете на Mac, есть ещё один простой способ определить текущий уровень сигнала Wi-Fi, принимаемого устройством: щёлкните значок Wi-Fi, удерживая нажатой клавишу Option. Теперь вы увидите мощность сигнала Wi-Fi, показанную как значение RSSI.
Когда можно (и нужно) изменить значение dBm
Как правило, вы не можете вручную изменить значение dBm. Это потому, что ваш клиент Wi-Fi получает на определенном расстоянии от вещателя, то что есть. Чтобы изменить его, вам нужно физически перемещать устройство.
Однако при использовании нескольких вещателей, т.е. ячеистой системы Wi-Fi, изменение значения dBm может помочь устройствам беспрепятственно перемещаться.
В этом случае вы изменяете значения dBm триггеров. Другими словами, вы вводите целевое число dBm, при котором что-то произойдёт.
В частности, если у вас есть несколько вещателей в доме и вы хотите, чтобы ваше устройство Wi-Fi, например, телефон, автоматически подключалось к ближайшему хосту, а не к удаленному, может помочь настройка триггеров dBm на вещателях.
Кстати, это называется бесшовной передачей, что всегда является хитрым делом.
Выбор правильного значения дБм
Не все ячеистые системы позволяют изменять триггеры dBm – в лучшем случае, вы можете только включать или выключать бесшовное обслуживание.
Одна из известных мне систем даёт вам эту возможность – AiMesh от Asus, и я буду использовать её в качестве примера.
В этом случае вы можете настроить значение dBm для помощника по роумингу для каждой полосы частот (2,4 ГГц, 5 ГГц или 6 ГГц). И даже тогда это немного привередливо. Это связано с тем, что, в зависимости от среды, роутер выбирает значение dBm, которое лучше всего подходит для бесшовного обслуживания.
Следовательно, вы можете обнаружить, что это число отличается от одного роутера к другому или от одного местоположения к другому. Однако, вы можете использовать значение по умолчанию в качестве базового.
Говоря о значении по умолчанию, число, которое вы, вероятно, увидите, составляет −70 dBm, порог при котором уровень сигнала всё ещё составляет около 60%.
На этом уровне клиент отключится от текущего узла, когда уровень сигнала достигнет 2 делений, и обнаружит поблизости другой узел с более сильным сигналом. Затем он подключается к ближайшему узлу.
Если вы хотите, чтобы передача обслуживания происходила при более высоком пороге (например, 3 деления), увеличьте значение dBm на несколько пунктов от базового (−67 dBm или около того). Теперь ваш телефон не будет ждать, пока сигнал опустится до двух делений, прежде чем переключиться.
Если вы измените его на ещё более высокое значение (например, −60 dBm), передача обслуживания может происходить слишком часто, что может быть плохо, особенно когда вы остаётесь прямо посередине двух узлов.
Это связано с тем, что при каждом переходе клиенту требуется некоторое время для повторной аутентификации на новом узле. Следовательно, слишком много прыжков могут вызывать частые прерывания.
С другой стороны, если вы измените значение на уровень ниже −70 dBm, передача обслуживания может вообще не произойти, и ваш телефон останется подключенным к узлу до тех пор, пока не исчезнет сигнал.
Я рекомендую использования значения dBm между −60 (менее прилипчивый, более высокая скорость) и −75 (более прилипчивый, ниже производительность).
Вывод – что нужно знать о dBm
Опять же, в большинстве случаев знание текущего dBm на вашем устройстве даётся просто для информации. Чтобы вы могли настроить положение вашего устройства или вашего Wi-Fi вещателя.
В некоторых случаях изменение триггера на основе dBm может помочь при роуминге в настройке сетки. Но даже в этом случае имейте в виду, что Wi-Fi может быть непредсказуемым и не всегда влияет на то, как мы воспринимаем физический мир.
Это потому, что с Wi-Fi мы буквально получаем то, чего не видим. Так что не ожидайте, что он будет вести себя так, как вы видите вещи. В большинстве случаев это вопрос проб и ошибок.
Содержание страницы
- Мощность передатчика
- Чувствительность приемника
- Диапазон частот
- Уровень сигнала
- Оценка качества сигнала (Signal)
- dB, dBi, dBm
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)
Опубликовано 11.09.2019 автор — 0 комментариев
Наидобрейшего времени суток, дорогие читатели! Сегодня вы узнаете, какой уровень сигнала wi-fi считается нормальным и немного о том, как улучшить качество связи. Пост будет очень коротким, так как тема, по сути, одна из примитивнейших.
Какая должна быть сила wi-fi
Сила радиоволны измеряется в dbm, то есть в соотношении мощности к одному милливатту. Указывается всегда как отрицательная величина, и чем больше цифра, тем сильнее радиоволна.
Однако тем, кто забыл школьный курс математики, напоминаю, что, например, -35 dbm – это больше, чем -50 dbm.
Именно -35 дбм – приемлемый уровень сигнала wi fi, с которым надежно можно работать. Если индикатор показывает процент силы волны, то -35 и больше дбм будет соответствовать 100% показатель. Уровень в 1% соответствует силе в -95 дбм, а 50% -65 дбм.
Именно при такой мощности уже наблюдаются перебои: потеря пакетов, снижение скорости в mbps и т.д.
Нормальным же показателем, в условиях большинства типовых квартир считается уровень в диапазоне не ниже -60. Рекомендую равняться именно на этот показатель.
Как измерить уровень в децибелах
На маршрутизаторе делать этого не следует – там сила вай фая всегда 100%. Если вы используете портативный ПК под управлением windows 10, «Висты» или «Семерки», рекомендую установить программу inSSIDer.
Хотя интерфейс этой утилиты англоязычный, разобраться с ним несложно. Величина, которая нас интересует, указана в строке RSSI. Несколько рекомендаций по улучшению качества радиоволн вы найдете в публикации «Как проверить сигнал вай фай роутера».
Также для вас будет полезной статья «Как проверить скорость wifi соединения с роутером».
Напоминаю, что при подписке на новостную рассылку вы будете в числе первых получать уведомления и не пропустите ни одной интересной публикации. До встречи!
С уважением, автор блога Андрей Андреев.
Если у вас периодически наблюдаются проблемы с подключением к WiFi, если во время воспроизведения потокового видео часто происходит буферизация, не помешает провести диагностику беспроводной сети. Мощность WiFi роутера — один из ключевых показателей, который влияет на стабильность работы смартфона, тв-бокса или другого устройства, подключенного к домашней сети.
Мощность WiFi роутера измеряется в децибелах на милливатт (дБм). Хотя, поскольку мы будем определять уровень сигнала WiFi непосредственно на клиенте, то есть на устройстве, которое принимает данные из Сети, правильнее говорить не о чистой мощности WiFi передатчика, а о силе сигнала.
Сила сигнала WiFi измеряется в дБм, но здесь нужно сделать важное пояснение. Уровень сигнала меняется от 0 до -100. Немного непривычная шкала, но таковые реалии. Чем ближе сила сигнала к нулю, тем стабильнее соединение. Другими словами, мощность WiFi -40 дБм лучше, чем -65 дБм. В принципе, логика не нарушена. Чем выше показатель, тем сильнее сигнал.
Мощность сигнала WiFi считается высокой, если значение выше -50 дБм. Выше -30 дБм цифры подникаются крайне редко, более того, специалисты говорят о том, что слишком высокая сила сигнала может негативно влиять на скорость соединения.
Если мощность WiFi меньше -50 дБм, но выше -65 дБм, сила сигнала по-прежнему считается хорошей. А вот когда мощность WiFi падает ниже -65 дБм, сигнал считается недостаточно сильным. С цифрами разобрались, переходим к инструментам для диагностики беспроводной сети.
Приложение Счетчик силы сигнала WiFi
Счетчик сигнала WiFi — приложение, которое решает именно стоящую перед нами задачу, то есть определяет мощность WiFi передатчика. Интерфейс очень простой и правильный. На экране видим силу сигнала WiFi в процентах. В приложении можно увидеть и более правильные единицы измерения мощности (дБм), но с процентами даже удобнее.
Силу сигнала приложение перепроверяет буквально каждую секунду, что полезно для полноценной диагностики уровня сигнала WiFi в разных точках комнаты или квартиры. Вы можете перемещаться по помещению со смартфоном в руке и смотреть, как меняются цифры. Силу сигнала приложение определяет точно, я перепроверял другими сервисами.
Кроме мощность WiFi приложение «Счетчик силы сигнала WiFi» показывает имя сети, мощность WiFi в дБм (децибелы на один милливатт), внутренний IP адрес, максимальную скорость передачи данных, номер используемого канала и его частоту. Все основные параметры сети тут есть.
Счетчик сигнала WiFi есть в Play Market: вот ссылка
Приложение бесплатное. Реклама есть, но она не мешает. В общем, если вам нужен простой инструмент для измерения силы сигнала WiFi, рекомендую попробовать.
WiFi Monitor: сила сигнала и другие параметры сети
WiFi Monitor — толковое приложение для сканирования беспроводной сети с намного более богатым функционалом. Пригодится во многих случаях, например, если хотите измерить силу сигнала, определить параметры WiFi или проверить сеть на наличие «паразитов». Во всех этих случаях можно начинать с установки этой программы.
Что определяет Wi-Fi Monitor?
- Силу/мощность сигнала WiFi (RSSI).
- Номер используемого канала (1-11).
- Частоту канала и его ширину (20/40 МГц).
- Максимальную скорость соединения.
- Фактическую скорость передачи и приема.
- Конфигурацию сети (MAC-адрес, шлюз, внутренний IP и т. д.).
- Все подключенные к вашей сети устройства. Если вдруг завелись паразиты, надо срочно менять пароль.
Как я уже сказал, функционал программы не ограничивается измерением уровня сигнала — WiFi Monitor анализирует все сети в зоне видимости и выдает их характеристики:
- Идентификаторы доступных сетей (SSID).
- Номера и частоты каналов соседских сетей.
- Силу (RSSI) сигнала для всех видимых сетей.
Что на практике? С помощью Wi-Fi Monitor вы можете оценить силу сигнала в любой точке помещения/квартиры и выбрать оптимальное расположение роутера. Если потом кто-то скажет вам, что роутер надо ставить по фен-шуй, покажите ему это приложение.
Также вы можете проанализировать «беспроводную» обстановку в многоквартирном доме и выбрать оптимальные настройки сети: канал, его ширину и другие. Сканирование сети помогает проверить, а не проверить, а не подключились ли к вашему WiFi соседи. Конечно, можно решить другие задачи, которые возникают при эксплуатации беспроводной сети.
Wi-Fi Monitor есть в Play Market: ссылка
В бесплатной версии присутствует реклама, но она вообще не мешает. Разработчик молодец.
Network Analyzer: диагностика сети и удаленных серверов
Network Analyzer — еще одна интересная и полезная программа для проверки силы сигнала Wi-Fi или от вышки сотовой связи. Кроме того, ее можно использовать для получения информации об удаленных серверах. Приложение выдает полную информацию по вашим соединениям, проверяет сети соседей и пробивает инфу по любому сайту.
По всем доступным Wi-Fi сетям можно узнать:
- Идентификатор сети, шифрование.
- Мощность сигнала WiFi (RSSI).
- Номера, частота и ширина используемого канала.
В своей Wi-Fi сети видны внутренний и внешний ip-адреса. Определяется, включен ли VPN. Доступно сканирование сети с детекцией всех подключенных устройств. Классная функция данного устройства — проверка пинга роутера и других узлов беспроводной сети.
Network Analyzer проверяет не только Wi-Fi, но и сотовую связь. Показывает силу сигнала от вышки, статус сим-карты, идентификатор оператора мобильной связи, тип соединения.
Интересная функция — анализ удаленного сервера или сайта. Приложение сканирует все порты, находит открытые и показывает, за что они отвечают. Можно пробить инфу по whois и DNS, проверить пинг сервера и трассировку.
Network Analyzer есть в Play Market: скачать можно здесь.
В общем, Network Analyzer — зачетное приложение. Пригодится как обычному пользователю для диагностики домашней сети, так и системному администратору или веб-мастеру.
В последующих публикациях расскажу о других инструментах для диагностики WiFi. Стабильных вам и быстрых соединений!
Материал из MikroTik Wiki
Введение
Беспроводные сети имеют много параметров, которые могут быть измерены. Основными являются:
- Децибелы (дБ, dB)
- Децибелмиливаты (дБм, dBm)
- Изотропные децибелы (ДБи, dBi)
- Отношение сигнал/шум (ОСШ; англ. signal-to-noise ratio, сокр. SNR)
Децибелы (дБ, dB)
Децибелы — это логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений. Величина, выраженная в децибелах, численно равна десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять.
dB = 10 * log10(P2/P1)
Простым языком: в разрезе Wi-Fi в Децибелах измеряют то насколько беспроводной сигнал стал сильнее или слабее.
Сила радиочастотного (РЧ) сигнала обычно измеряется ее мощностью в Ваттах (Вт) (англ. W — Watt). Например типичная AM-радиостанция вещает с мощностью 50.000 Ватт; FM-радиостанция может вещать с мощностью 16.000 Ватт. Обычный Wi-Fi передатчик обычно имеет мощность до 0,1 Ватт (100 мВатт).
Когда мощность измеряется в Ваттах или милиВаттах, то это считается абсолютным измерением. Иногда надо сравнить мощность двух разных передатчиков. Например 1-ый передатчик (T1) вещает с мощностью 1 мВт, 2-ой передатчик (T2) вещает с мощностью 10 мВт, а 3-ий передатчик (T3) вещает с мощностью 100 мВт.
Итого: T2 больше чем T1 на 9 мВт и в то же время в 10 раз мощнее, T3 больше чем T2 на 90 мВт и в то же время в 10 раз мощнее.
Более интересная картина получится, если мы попытаемся сравнить 4-ый передатчик (T4), который вещает с мощностью 0,00001 мВт и 5-ый передатчик (T5), который вещает с мощностью 10 мВт.
Итого: T5 больше чем T1 на 9,99999 мВт и в то же время в 1.000.000 раз мощнее.
Так какой же способ использовать? Сравнение абсолютных значений в мВт или сравнение относительных значений в «разах»?
По этой причине начали использовать логарифмическую функцию. Используется десятичный логарифм, который обозначает, в какую степень должно быть возведено число 10, что бы получить нужное число. Например:
- log10(10)=1 потому, что 10 в степени 1 равно 10
- log10(100)=2 потому, что 10 в степени 2 равно 100
- log10(1000)=3 потому, что 10 в степени 3 равно 1000
- и т. д.
Децибелы (дБ) — это функция, которая использует логарифмы для сравнения двух абсолютных значений друг с другом. После того, как каждое значение мощностью конвертировано в логарифмическую шкалу два значения могут использоваться для вычисления разницы. Следующая формула используется для вычисления мощности в дБ, где P1 и P2 — это абсолютные значения мощности двух передатчиков:
dB = 10(log10P2 - log10P1)
P2 — это интересующий нас передатчик, а P1 обычно называется относительной мощностью или источником сравнения.
Приведенная выше формула может быть переписана в виде:
dB = 10 * log10(P2/P1)
В таком представлении вначале вычисляется абсолютное отношение мощностью двух передатчиков и затем результат конвертируется в логарифмическую шкалу.
Важные факторы про децибелы для запоминания
| Изменение мощности | Значение в dB |
|---|---|
| /1000 | -30 dB |
| /100 | -20 dB |
| /10 | -10 dB |
| /2 | -3 dB |
| = | 0 dB |
| x2 | +3 dB |
| x10 | +10 dB |
| x100 | +20 dB |
| x1000 | +30 dB |
Децибел-миливатты (дБм, dBm)
Децибел-миливатт показывает, во сколько раз измеряемая мощность больше или меньше 1 милливатта. В случае измерения в децибел-миливаттах точкой отсчета является 1 мВт, которая равна уровню сигнала в 0 dBm. В разрезе Wi-Fi в децибел-миливаттах измеряют мощность сигнала, который отдает или принимает беспроводное устройство.
В реальной жизни передатчик может отдавать сигнал мощностью (Tx) 100 мВт, а приемник при этом получать (Rx) 0,000031623. С помощью приведенной выше формулы мы можем вычислить следующее: dB = 10 * log10(0,000031623 мВт / 100 мВт) = -65 dB. Т. е. мы получили, что по мере прохождения сигнала от передатчика к приемнику он изменился на -65 dB.
В децибелах вычисляется отношение мощностей сигналов, а в децибел-миливаттах отношение сигнала и одного миливатта. Таким образом нам ставится удобнее сравнивать каждое абсолютное значение с некоей эталонной точкой отсчета. Если мощность сигнала менее 1 мВт, его уровень отрицателен. Например, чувствительность беспроводного сетевого адаптера стандарта 802.11b при пропускной способности 2 Мбит/с может равняться -90 дБм. Обратите внимание, что dBm может быть добавлена по ходу пути: мощность передатчика dBm + сетевые потери в dB = полученный сигнал в dBm.
| Значение в dBm | Значение в mW |
|---|---|
| 30 | 1000 |
| 20 | 100 |
| 17 | 50 |
| 14 | 25 |
| 11 | 12,5 |
| 8 | 6,25 |
| 5 | 3,13 |
| 2 | 1,56 |
| 0 | 1 |
| -1 | ~0,79 |
| -5 | ~0,32 |
| -10 | 0,1 |
| -20 | 0,01 |
| -30 | 0,001 |
| -40 | 0,0001 |
| -50 | 0,00001 |
| Оценка | Сигнал (дБм) |
|---|---|
| Отличный | > -35 |
| Очень хороший | от -51 до -35 |
| Хороший | от -81 до -50 |
| Плохой | от -101 до 80 |
| Нет соединения | < -100 |
Изотропный децибел (дБи, dBi)
Изотропный децибел (dBi) — Разновидность децибела. Характеризует идеальную антенну, у которой диаграмма направленности выглядит в виде идеальной сферы (идеального шара). Как правило, если не оговорено специально, характеристики усиления реальных антенн даются относительно усиления изотропной антенны и измеряются в изотропных децибелах. То есть, когда говорят, что коэффициент усиления какой-либо антенны равен 12 децибел, подразумевается 12 dBi.
Правила действий с размерными величинами
Следующие правила являются следствием правил действий с размерными величинами:
- перемножать или делить «децибельные» значения нельзя (это бессмысленно);
- суммирование «децибельных» значений соответствует умножению абсолютных значений, вычитание «децибельных» значений — делению абсолютных значений;
- суммирование или вычитание «децибельных» значений может выполняться независимо от их «исходной» размерности. Например, равенство 10 дБм + 13 дБ = 23 дБм является корректным, полностью эквивалентно равенству 10 мВт · 20 = 200 мВт и может трактоваться как «усилитель с коэффициентом усиления 13 дБ увеличивает мощность сигнала с 10 дБм до 23 дБм». Но в то же время 10 дБм — 7 дБм = 3 дБ, поскольку это эквивалентно 10 мВт / 5 мВт = 2 (раза).
Примеры операций, их результат и значение:
| Операнды | Результат | Значение операции |
|---|---|---|
| дБ + дБ | дБ | Произведение двух чисел |
| дБ − дБ | дБ | Отношение двух чисел |
| дБм + дБм | нет | Произведение мощностей (бессмысленно) |
| дБм − дБм | дБ | Отношение мощностей |
| дБм + дБ | дБм | Увеличение мощности |
| дБм − дБ | дБм | Ослабление мощности |
Вычисления в уме
Операции с децибелами можно выполнять в уме:
- вместо умножения выполнять сложение
- вместо деления выполнять вычитание
- вместо возведения в степень выполнять умножение
- вместо извлечения корня выполняется деление
Для этого полезно запомнить соответствия:
- 1 дБ → в ≈1,26 раза
- 3 дБ → в ≈2 раза
- 10 дБ → в 10 раз
- 20 дБ → в 100 раз
Далее, раскладывая «более сложные значения» на «составные», получаем:
- 6 дБ = 3 дБ + 3 дБ → в ≈2·2 = в 4 раза,
- 9 дБ = 3 дБ + 3 дБ + 3 дБ → в ≈2·2·2 = в 8 раз,
- 12 дБ = 4 · (3 дБ) → в ≈24 = в 16 раз
- 13 дБ = 10 дБ + 3 дБ → в ≈10·2 = в 20 раз,
- 20 дБ = 10 дБ + 10 дБ → в 10·10 = в 100 раз,
- 30 дБ = 3 · (10 дБ) → в 10³ = в 1000 раз
и т. п.
Более сложные примеры:
- уменьшение мощности в 40 раз это в 2*2*10 раз или на −(3 дБ + 3 дБ + 10 дБ) = −16 дБ;
- увеличение мощности в 128 раз это 27 или на 7·(≈3 дБ) = 21 дБ;
Еще примеры:
Передатчик T1 = 4мВт
Передатчик T2 = 8мВт
Передатчик T3 = 16мВт
Передатчик T4 = 5мВт
Передатчик T5 = 200мВт
В мВт: передатчик T2 = T1*2, а в дБ T2 = T1 + 3 дБ
В мВт: передатчик T3 = T2*2, а в дБ T3 = T2 + 3 дБ
В мВт: передатчик T5 = T4*2*2*10, а в дБ T5 = T4 + 3 + 3 + 10 дБ, т. е. T5 = T4 + 16 дБ
Пример расчета
Итоговую мощность сигнала, которую получит приемник можно рассчитать по формуле:
Сигнал Rx = Мощность передатчика Tx - Потери в кабеле Tx + Усиление антенны Tx - Потери во время передачи по воздуху + Усиление антенны Rx - Потери в кабеле Rx
Для приведенного выше примера:
Сигнал Rx = 20 dBm — 2dB + 4 dBi — 69 dB + 4 dBi — 2dB = -45 dBm
SNR
Отношение сигнал/шум (ОСШ; англ. signal-to-noise ratio, сокр. SNR) — безразмерная величина, равная отношению мощности полезного сигнала к мощности шума.
SNR(dB) = 10 * log10(Psignal/Pnoise)
Где signal — средняя мощность сигнала, а Pnoise — средняя мощность шума.
Чем больше SINR тем лучше. Считается хорошей практикой настраивать точку доступа на работу на канале только если его сигнал больше или равен 19 dBm любому другому сигналу на этом канале. Разделение на 19 dBm помогает поддерживать нормальный уровень SNR.
RSSI (англ. received signal strength indicator) (Показатель уровня принимаемого сигнала) — полная мощность принимаемого приёмником сигнала. Измеряется приёмником по логарифмической шкале в дБм (dBm, децибел относительно 1 милливатта). Значение RSSI плохо коррелирует с качеством сигнала, но может использоваться для его приблизительной оценки. Более точную оценку можно получить с помощью параметра индикатор качества сигнала (LQI). Если говорить простым языком, то RSSI — это измерение того насколько «громко» ваше устройство слышит сигнал идущий от точки доступа или маршрутизатора. Важно понимать, что RSSI — это не то же самое, что и мощность передатчика точки доступа. Стандарт IEEE 802.11 определяет, что RSSI может принимать значение между 0 и 255 и каждый производитель беспроводных модулей сам определяет собственное максимальное значение RSSI. Например, у Cisco это значения 0-100, у Atheros 0-60.
dBm и RSSI это разные единицы измерения, которые представляют одно и то же: уровень сигнала. Разница в том, что RSSI — это относительный индекс, а dBm — это относительное значение представляющие уровень мощности в мВт.
Как определить хороший ли сигнал
При оценке уровня сигнала надо понимать, что это получаемый сигнал в dBm это не единственная характеристика. Вполне реальны ситуации, когда уровень сигнала отличный, но при этом в непосредственной близости имеются другие точки, которые работают на том же канале из-за чего SNR оказывается плохим и, как результат скорость и стабильность работы с точкой будет плохой.