Как работает вай фай

Принцип действия беспроводных компьютерных сетей основан на преобразовании и передаче / приеме радиосигнала в определенном частотном диапазоне. Для полноценной работы необходимы минимум два участника — роутер и смартфон. После их синхронизации на одной из частот пользователь выполняет действие, например, открывает браузер и вводит поисковый запрос, после чего смартфон преобразовывает информацию в радиосигнал и передает его. Роутер принимает сигнал смартфона, трансформирует его и передает провайдеру, который обеспечивает доступ в интернет. А далее все происходит в обратном порядке. Так осуществляется циклический обмен данными, который является принципом работы вай фай и интернета в целом.

Причины снижения скорости интернета и появления слепых зон

Wi-Fi может функционировать правильно пока реализована стабильная связь между устройствами, что к сожалению бывает не всегда. Часто скорость передачи данных и радиус покрытия снижаются. Причин для этого может быть много:

  • Установка роутера в неподходящем месте
  • Большое расстояние от роутера до устройства. Особенно актуально для помещений более 60 м²
  • Препятствия в виде бетонных стен, мебели, зеркал
  • Наличие в квартире и у соседей техники, работающей на тех же частотах: роботы-пылесосы, телевизоры, беспроводные клавиатуры, мыши, геймпады, колонки, умные светильники и прочее
  • Недостаточная мощность и некорректная направленность антенн
  • Одновременное подключение большого количества пользователей

В мире современных технологий нет нерешаемых задач, поэтому добиться эффективной работы вай фай дома можно без привлечения специалистов.

Эффективные способы обеспечить хороший вай фай в квартире или небольшом доме

Иногда проблемы с Wi-Fi возникают даже в небольших помещениях. Это может быть офис любой компании, просторная однушка, небольшой частный дом и даже двухкомнатная квартира, если говорить о планировке старого образца. Казалось бы, вот есть роутер, все работает, но стоит пойти на кухню или выйти на балкон и связь пропадает. Далее мы рассмотрим базовые способы, которые помогут избавиться от слепых зон и повысят эффективность работы домашней или офисной беспроводной сети при условии малогабаритных помещений — примерно до 60 м².

Зависимость покрытия от мощности передатчика в роутере

Эффективность вай фай во многом зависит от самого роутера, точнее передатчика в нем. Его мощность в большинстве случаев составляет 20 дБм, чего достаточно для стабильного и равномерного распространения сигнала при отсутствии сложных преград — несущие бетонные перекрытия. Исключение составляют игровые роутеры, где показатель мощности может достигать 30 дБм. Часто производители позволяют изменять силу передатчика в настройках роутера, хотя эксперты рекомендуют прибегать к таким регулировкам только при наличии необходимого опыта и знаний. К сожалению, если мощности роутера недостаточно, то изменить это можно только покупкой нового оборудования. Однако существует ряд способов, которые могут помочь в определенных ситуациях.

Популярные игровые роутеры

Правильно выбираем место для установки

При создании своего идеального интерьера пользователи часто прибегают к скрытой установке роутера — прячут в мебель, кладовку, под стол. Несомненно, так можно визуально скрыть все провода, но это же приводит к снижению эффективности сетевого оборудования. Роутер принимает и раздает радиосигнал, радиус действия которого значительно снижается при прохождении через препятствия — деревянные панели, двери, бетонные стены.

Увидеть зависимость уровня сигнала от препятствий разного типа можно в таблице. Это примерные значения, указанные для сети, работающей на частоте 2.4 ГГц.

Зависимость эффективной дистанции радиосигнала от препятствий:

Препятствие Дополнительные потери (дБм) Эффективное расстояние*
Открытое пространство 0 100%
Окно без тонировки (отсутствует металлизированное покрытие) 3 70%
Окно с тонировкой (металлизированное покрытие) 5 – 8 50%
Деревянная стена и мебель 10 30%
Межкомнатная стена (15.2 см) 15 – 20 15%
Несущая стена (30.5 см) 20 – 25 10%
Бетонный пол/потолок 15 – 25 10 – 15%
Монолитное железобетонное перекрытие 20 – 25 10%

Рассмотрим на примере. Средняя дистанция сигнала роутера составляет 150 м, но что происходит, когда его устанавливают в мебельном шкафу или полке? Тогда эффективность составит 150x0.3 = 45 м. А при прохождении в дальнейшем бетонной стены расстояние сократится до 45x0.1 = 4.5 м. Сразу понятно, что шанс взаимодействия с роутером из другой комнаты не очень велик.

Давайте разберемся, куда лучше всего установить роутер. Оптимальным будет место, откуда открывается прямая видимость во всех направлениях, т.е. отсутствуют препятствия любого рода. Главная задача — сократить количество преград на пути сигнала.

В двухкомнатной квартире таким местом считается коридор, так как он сопряжен со всеми другими помещениями посредством дверных проемов, через которые сигнал будет свободно распространяться по всей площади. В зависимости от планировки можно также устанавливать роутер на компьютерном столе или шкафу. Если комнаты и дополнительные помещения (санузел, кухня) разделены обычной (не несущей) стеной, то сигнал будет достаточно мощным везде. В случае с частным домом коридор может стать худшим вариантом, потому что он наоборот отделен от комнат. Коридор в доме обычно ведет в прихожую, которая и является центром. В зависимости от планировки необходимо найти оптимальную центральную точку, от которой сигнал будет расходиться с прохождением максимум одного препятствия.

Выбираем оптимальное положение и мощность антенн

Антенны отвечают за передачу и прием сигнала, возможность преодоления различных препятствий. От их характеристик напрямую зависит качество покрытия. Они могут быть внутренними (встроенными внутрь корпуса) или внешними. Во втором случае встречаются съемные и несъемные модификации. Для начала необходимо определиться с их мощностью, которая измеряется в дБи (dBi) — изотропный децибел. Не нужно путать данный параметр с усилителем самого роутера (дБм). Передатчик в оборудовании и антенны имеют одно назначение — обмен данными с техникой, но последние просто позволяют расширить эффективную зону взаимодействия, а не формируют сигнал. Обычно производители оснащают домашние роутеры (бюджетный класс) маломощными антеннами на 2 – 5 дБи (точные цифры можно узнать в паспорте устройства). При таких показателях радиосигнал может полностью затухнуть даже после прохождения одной несущей стены.

Роутеры с внутренними антеннами

Чтобы проверить на практике уровень сигнала Wi-Fi в каждом уголке квартиры, можно воспользоваться одним из приложений для смартфона, например, Wifi Analyzer. Что же делать рядовому пользователю, если радиус покрытия оказался небольшим и есть слепые зоны? Решение простое — заменить заводские антенны на более мощные. В случае со встроенными и несъемными вариантами обойтись без помощи специалиста с паяльником не получится. Да и про гарантию можно забыть, так как вскрытие корпуса и вмешательство подобного рода производители не одобряют. А вот со съемными антеннами все гораздо проще, их замена не составит труда, а в магазинах полно вариантов на 6 – 12 дБи, чего вполне должно хватить для небольших помещений.

Однако даже самый продвинутый передатчик может оказаться малоэффективным, если он неправильно настроен. Направленность антенн играет важную роль при формировании зоны вай фай. Лучше всего располагать их вертикально, чтобы сигнал распространялся параллельно полу. Использование каких-либо углов наклона приведет к потере сигнала, что можно наглядно увидеть на следующем рисунке.

Диаграмма направленности антенны Wi-Fi.

Выполнив простые действия, можно значительно улучшить уровень радиосигнала и площадь покрытия в квартире или доме.

Установка защиты и ограничение доступа

Программная настройка роутера также имеет большое значение. После установки необходимо первым делом подумать о безопасности домашней сети и ограничении доступа посторонними. Для чего это делать? Допустим, ваша точка доступа Wi-Fi не защищена, тогда к ней могут подключаться все желающие. Нагрузка будет расти, трафик распределяться между участниками, что приведет к замедлению скорости обмена с вашими устройствами. Бюджетные роутеры не выделяются производительностью, поэтому даже 5 одновременно подключенных активных устройств могут вызвать перегрев процессора и сбои.

Чтобы исключить такие ситуации, необходимо выбрать один из типов безопасности (лучшим вариантом для дома является WPA/WPA2 Personal PSK) и установить надежный пароль для подключения. Таким образом можно создать защищенную локальную сеть, к которой будут иметь доступ только посвященные.

А что делать, если семья большая и количество подключенных устройств превосходит возможности роутера и провайдера интернета? В таком случае можно воспользоваться ограничением полосы пропускания для всех участников сети. Такой функционал есть не во всех роутерах, но в большинстве точно.

Настройка ограничения скорости для пользователей.

Это позволит распределить трафик между всеми гаджетами в зависимости от потребностей.

Используем проводные порты роутера

Чтобы не создавать дополнительную нагрузку на вай фай канал, необходимо использовать проводное подключение. Большинство роутеров оснащено портами RJ-45, с помощью которых можно создать стабильное кабельное соединение с техникой, в которой предусмотрен соответствующий разъем — ноутбуки, ПК , смарт-телевизоры, медиаплееры. Это позволит разгрузить и ускорить беспроводной вай фай.

Lan порты в роутере.

Выбор канала подключения

Если вы проживаете в многоквартирном доме, то точно сталкивались с проблемой плохого сигнала Wi-Fi. Это связано с тем, что домашняя техника (телевизор, робот-пылесос, игровые приставки, TV-BOX, умные светильники, портативные колонки) использует тот же частотный диапазон 2.4 ГГц. При наличии в квартире или у соседей таких девайсов могут создаваться радиопомехи.

Из этой ситуации также есть выход. В настройках роутера можно выставить определенный рабочий канал (по умолчанию выбирается автоматически), что исключит помехи и обеспечит стабильное подключение для всех гаджетов. Обычно пользователю доступно 11 – 13 каналов в зависимости от производителя и версии прошивки.

Выбор канала и его ширины.

Если беспроводной сигнал недостаточно сильный в дальних углах квартиры, то можно попробовать усилить его, установив ширину канала 40, 80, 160 или 320 МГц в зависимости от поколения Wi-Fi. Тут все зависит от возможностей роутера. Это повысит мощность передатчика, но в этом случае может произойти сбой соединения с гаджетами, которые находятся в непосредственной близости к роутеру. Парадокс, но повышенный уровень сигнала может создать помехи на близком расстоянии. В данном случае необходимо изменить параметр на 20 МГц или довериться оборудованию в режиме «Авто».

Используем частоту 5 ГГц

Еще в далеком 2009 году при появлении стандарта Wi-Fi 4 (802.11n) у пользователей появилась возможность использовать сразу две частоты для беспроводного подключения — 2.4 и 5 ГГц. Но реальное практическое применение долго раскачивалось, так как производители не спешили выпускать гаджеты с поддержкой диапазона 5 ГГц.

Популярность и высокая потребность частоты развилась в последние годы в связи с появлением большого количества разнообразной техники, использующей для удаленного управления канал 2.4 ГГц. Это привело к помехам, появлению слепых зон Wi-Fi и снижению скорости интернета.

С 2014 года появился стандарт Wi-Fi 5 (802.11ac), который принес пользователям еще большую скорость и стабильность. Но он работает только на частоте 5 ГГц, поэтому подключиться к такому роутеру смогут только совместимые устройства. Производители начали массово выпускать смартфоны, планшеты, ноутбуки и конечно же роутеры с поддержкой 5 ГГц, что позволило разделить и разгрузить каналы.

Проблема особенно актуальна для многоквартирных домов, так как в каждой семье хватает беспроводных девайсов. В таком случае для подключения к вай фай лучше использовать частоту 5 ГГц, которая имеет ряд преимуществ:

  • Выше скорость передачи данных: до 600 МБ/с для Wi-Fi 4 и до 7 ГБ/с для Wi-Fi 5
  • Оптимальный радиус покрытия: около 100 м для Wi-Fi 4 и 30 м для Wi-Fi 5, что значительно сокращает вероятность помех от соседских устройств
  • Увеличенная ширина канала: 20/40 МГц для Wi-Fi 4 и 20/40/80/160 МГц для Wi-Fi 5
  • Не пересекается с частотами 2.4 ГГц, поэтому отсутствуют помехи

Все эти преимущества позволяют создать стабильное и действительно высокоскоростное подключение по вай фай. Если ваш роутер способен работать на частоте 5 ГГц или комбинировать подключение 2.4 / 5 ГГц, и ваши мобильные гаджеты совместимы с данным стандартом, то рекомендуется использовать для доступа к интернету именно этот протокол связи.

Роутеры с поддержкой Dual-band (2.4 и 5 ГГц)

Как обеспечить хороший Wi-Fi в больших помещениях

Если площадь квартиры или дома больше 60 м², то перечисленные выше способы с большой долей вероятности могут не помочь, хотя и остаются актуальными. Тут также все зависит от планировки.

Современные двухэтажные таунхаусы, просторные квартиры-студии, большие особняки и загородные виллы требуют совсем другого подхода при создании эффективной зоны вай фай. Производители предлагают решение нового поколения — Mesh-системы, а также известные всем репитеры (усилители).

Mesh-система является принципиально новым подходом, который ранее использовался лишь в бизнесе в связи с дороговизной. Сейчас производители предлагают доступные варианты для дома, например, TP-LINK Deco M4 или Asus ZenWiFi XD4 Plus.

Современная Mesh-система обладает набором преимуществ, которые недоступны при использовании обычных роутеров:

  • Устранение слепых зон
  • Стабильный уровень сигнала и скорость интернета в любом месте покрытия
  • Отсутствие разрыва связи при передвижении по дому и переключении между точками (названия могут быть разными — сателлиты, узлы, ноды)
  • Одно сетевое имя (SSID) и пароль для всех узлов
  • Быстрая синхронизация между сателлитами без сложных настроек
  • Выделенный канал связи внутри системы невосприимчив к помехам
  • Многопользовательское подключение
MESH системы

Как это работает? По сути Mesh — это независимая система с главным шлюзом (основное устройство) и дополнительными сателлитами (ноды). Кабель провайдера подключается к шлюзу, выполняется единоразовая настройка сетевых параметров. Узлы размещаются равномерно по всей площади помещения, этажам, создавая эффективную зону покрытия. Далее происходит синхронизация всех устройств в единую систему. Пользователь подключается к точке доступа, вводит пароль и получает доступ к локальной сети и интернету в любой части помещения. Главной особенностью является безразрывная связь. При передвижении по дому или квартире происходит автоматическое бесшовное переключение между нодами. Это особенно важно во время веб-семинаров, видеозвонков, онлайн-игр, так как соединение не будет потеряно даже на секунду. Еще одним преимуществом является независимый канал взаимодействия между сателлитами, отличающийся от 2.4 ГГц, поэтому не создаются помехи сигнала от домашней техники.

Надежность и эффективность Mesh проверена годами, но ценовая политика все еще остается главной проблемой для домашнего применения. Поэтому часто пользователи прибегают к более простым и бюджетным вариантам с репитером (другие названия — ретранслятор, повторитель сигнала, усилитель, расширитель покрытия).

С помощьюретранслятора можно значительно расширить зону покрытия. Например, в двухэтажном доме роутер может быть установлен на первом этаже, а репитер на втором. Это обеспечит полноценное покрытие вай фай на обоих этажах, исключая появление мертвых зон после прохождения сигнала через несколько стен. Однако у такого метода есть свои недостатки:

  • Настройка репитера может быть сложной для новичка
  • По сути это две (или больше в зависимости от количества используемых повторителей) раздельные сети, каждая из которых имеет свое имя (SSID) и нуждается в настройке
  • Переключение происходит с разрывом связи
  • Восприимчив к радиопомехам

В большинстве случаев эти недостатки не будут играть особого значения для пользователя, если только вы не бегаете с планшетом по дому с включенной онлайн игрой.

Существует еще один тип сетевого оборудования, призванный расширить зону покрытия Wi-Fi — PowerLine адаптеры. Суть работы заключается в использовании внутридомовой электрической проводки для передачи сигнала. В системе могут одновременно функционировать несколько адаптеров. Основной (базовый) модуль подключается к роутеру посредством сетевого кабеля через LAN-порт. Адаптер включается в розетку. Его задача преобразовывать сигнал в электрический и перенаправлять по проводке. Адаптеры-приемники также подключаются к розетке, но уже в тех местах, где нужно обеспечить зону Wi-Fi. Они преобразовывают электрический сигнал в привычную радиоволну и раздают его на все подключенные гаджеты. С одной стороны все кажется просто, но это только при идеальных условиях. На практике всегда присутствуют факторы, влияющие на эффективность работы:

  • Старая внутридомовая проводка с разветвлениями и скрутками может стать причиной обрывов связи и снижения скорости
  • Некоторые электрические приборы могут создавать значительные помехи, например, микроволновка
  • При перепадах напряжения в электросети существует риск выхода из строя адаптера и оборудования, связанного с ним посредством кабеля
  • Несовместимость адаптеров с бесперебойниками и сетевыми фильтрами из-за трансформации сигнала

Хороший репитер можно приобрести за $30, Mesh-система или комплект адаптеров PowerLine обойдется около $100. В какую сторону сделать выбор зависит исключительно от пользователя.

Эталон роутера — основные характеристики и возможности

Хороший роутер вполне способен обеспечить стабильное высокоскоростное соединение по Wi-Fi, по крайней мере при небольшой квадратуре помещения (до 60 м²). Для этого он должен обладать определенными возможностями как в аппаратной, так и в программной части:

  • Минимум две внешние съемные антенны с усилением примерно 9 дБи
  • Наличие LAN-портов для создания проводного подключения
  • Одновременная работа на частотах 2.4 и 5 ГГц
  • Поддержка многопользовательского соединения
  • Возможность выбора канала и его ширины
  • Наличие настройки пропускной способности для подключенных устройств

Если все вышеописанные методы не помогли, то стоит задуматься о покупке правильного сетевого оборудования. Однако даже самые продвинутые роутеры не справятся с покрытием больших площадей, поэтому в данном случае лучшими помощниками будут усилители, PowerLine адаптеры и Mesh-системы.