УДК 004.71

Преимущества и недостатки технологий увеличения покрытия WI-FI сети

Чуйко Максим Константинович – студент МИРЭА – Российского технологического университета.

Заботкина Екатерина Михайловна – ассистент кафедры Телекоммуникаций МИРЭА – Российского технологического университета.

Аннотация: Ежегодно в нашу жизнь приходят прогрессивные информационные технологии и электротехнические приборы. Они позволяют упростить обыденные задачи и качественно улучшить уровень жизни человека. Но для того, чтобы пользоваться этими благами, необходима соответствующая сетевая инфраструктура, одной из важных задач которой является полное покрытие области пользования сетью. Для этого могут применятся следующие сетевые технологии: усилители сигнала (репитеры) и оборудование Powerline. Каждое из решений обладает как преимуществами, так и недостатками.

Ключевые слова: расширение Wi-Fi-сети, репитер, адаптеры Powerline, сетевые технологии.

В настоящее время, из-за роста интереса к интернет вещам, количество узлов, подключающихся к Wi-Fi сети в домах, офисах, квартирах, постоянно растет. По оценочным данным компании «М.Видео-Эльдорадо», по итогам 2022 года количество проданных устройств умного дома увеличилось на 25% [1]. Часто возникает проблема, когда установленные устройства начинают работать некорректно: зависать или отключаться. При исправности самого устройства причиной является слабый Wi-Fi сигнал или же его полное отсутствие. Визуализация данной проблемы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Распространение Wi-Fi сигнала от роутера.

На рисунке 1 видно, что покрытия сети от одного роутера не хватает даже для одновременного подключения всех устройств, не говоря о стабильном и качественном соединении с мощностью сигнала до -50 dBm. Единица измерения мощности сигнала «dBm» имеет прямую зависимость от расстояния между оконечным устройством и базовой станцией (роутером): чем дальше расположено устройство, тем ниже мощность и качество связи [2]. Помимо расстояния на мощность сигнала оказывают влияние различные преграды, например, стены дома, снижающие его. Цель этой статьи: показать, какие сетевые технологии можно применить для решения проблемы покрытия сети, их особенности, недостатки и преимущества.

Усилитель сигнала – это электронный прибор, который применяется для усиления сигнала и увеличения покрытия Wi-Fi сети [3]. В стандартной конфигурации усилитель сигнала имеет антенны для приёма и передачи сигнала, Ethernet-порт для подключение проводных устройств, а также вилку под розетку 220 В. На рисунке 2 представлена модель усилителя сигнала «TL-WA855RE» от производителя «tp-link». Усилители сигнала могут различаться в поддержке Wi-Fi стандартов, поэтому при приобретении нужно обращать внимание на каких частотах может быть осуществлена передача и приём данных.

Рисунок 2. Усилитель сигнала TL-WA855RE.

Данный прибор также называют репитером (здесь и далее по тексту), так как он исключительно расширяет дальность сигнала и не может влиять на его качество, то есть он передает то, что смог принять. Для приёма репитер находится подключённым к сети роутера, но отправляет сигналы уже в своей собственной сети. Первое подключение репитера к сети роутера осуществляется при помощи функции WPS (Wi-Fi Protected Setup). Для этого нужно вначале нажать кнопку WPS на роутере, после чего нажать кнопку WPS на репитере [4]. Распространение сигнала при работе репитера показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Распространения сигнала при применении репитера.

Из рисунка 3 видно, что в случае с применением репитера телефон под номером 1 обладает большей мощностью сигнала (-10dBm), чем без него, но при этом скорость интернета не увеличилась и даже упала. Усилители сигнала являются хорошим решением для увеличения дальности покрытия, когда мы не можем реализовать проводку из сетевых кабелей. Однако беспроводная связь накладывает свои ограничения в виде затухания сигнала, и важным моментом в реализации такой сетевой технологии является выбор места для установки усилителя сигнала (репитера). В ситуациях, когда толстые стены делают усилители сигналов бесполезными, ближайшим решением является использовать оборудование Powerline в сочетании с дополнительными роутерами.

Оборудование Powerline (PLC) представляет из себя парные адаптеры (рисунок 4), которые передают друг другу сигналы, используя проводку (единую электрическую цепь) в качестве сетевого кабеля [5]. Диапазон такой передачи данных по электросети составляет до 300 метров. Регламентирование передачи данных между адаптерами происходит согласно стандартам HomePlug AV и HomePlug AV2 [5]. В первой версии стандарта скорость может достигать до 600 Мбит/с, а во втором до 1 Гбит/с.

Рисунок 4. Комплект адаптеров Powerline.

Один имеющийся выходной порт под сетевой кабель может показаться недостаточным для подключения множества как проводных, так и беспроводных устройств. Среди моделей PLC адаптеров есть те, которые поддерживают стандарт 802.11ас (Wi-Fi 5) и соответственно могут быть точкой доступа, но чаще всего применяется комбинация из адаптера и роутера, берущего на себя задачу по организации Wi-Fi сети. Если же необходимо множественное проводное подключение, то между адаптером и роутером добавляется коммутатор. Возможной вариация локальной сети с применением PLC оборудования в частном доме представлена на рисунке 5.

Рисунок 5. Локальная сеть с применением PLC оборудования в частном доме.

С одной стороны, технология Powerline кажется довольно простой и быстрой в реализации, но важно помнить, что вначале необходимо ознакомиться со схемой электрической цепи, в контуре которой будет задействовано PLC оборудование. В ином случае эффективную работу сети гарантировать невозможно.

В этой статье были рассмотрены такие сетевые технологии, как усилители сигнала и Powerline оборудование, а также, как и в каких ситуациях они применяются для увеличения покрытия Wi-Fi сети. Аккумулируем выявленные достоинства и недостатки данных технологий в таблице 1.

Таблица 1. Достоинства и недостатки усилителя сигнала и Powerline оборудования.

Подводя итоги проведенного исследования, следует отметить, что каждая технология создавалась для того, чтобы решать определенные задачи. И для того, чтобы покрытие Wi-Fi сети было максимально эффективным, первостепенно стоит уделить внимание той среде, в которой будет разворачиваться сеть. Тогда, выявив и подметив особенности окружения, можно будет рационально выбрать ту технологию, которая принесет максимальную выгоду от её реализации.

Список литературы

1. Системы умного дома (рынок России). [Электронный ресурс] – URL: https://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Системы_умного_дома_(рынок_России) (дата обращения 29.01.2024).
2. Мощность сигнала сотовой связи в единицах dBm: измерение и влияние на качество связи. [Электронный ресурс] (дата обращения 23.08.2023).
3. Как работает усилитель Wi-Fi сигнала для роутера. [Электронный ресурс] – URL: https://mirinfo.ru/wi-fi/kak-rabotaet-usilitel-signala.html (дата обращения 01.12.2023).
4. What is WPS and how does it work. [Электронный ресурс] – URL: https://www.lifewire.com/what-is-wps-4842308 (дата обращения 14.05.2020).
5. Что такое Powerline и для чего он нужен. [Электронный ресурс] – URL: https://club.dns-shop.ru/blog/t-283-adapteryi-wi-fi/53796-chto-takoe-powerline-i-dlya-chego-on-nujen/ (дата обращения 09.03.2022).