Jak działa Wi-Fi

Zasada działania bezprzewodowych sieci komputerowych opiera się na konwersji i transmisji/odbiorze sygnału radiowego w określonym zakresie częstotliwości. Do pełnoprawnej pracy potrzeba co najmniej dwóch uczestników - routera i smartfona. Po zsynchronizowaniu ich na jednej z częstotliwości użytkownik wykonuje jakąś czynność, np. otwiera przeglądarkę i wpisuje zapytanie, po czym smartfon przetwarza informację na sygnał radiowy i przesyła go. Router odbiera sygnał ze smartfona, przetwarza go i przesyła do dostawcy, który zapewnia dostęp do Internetu. A potem wszystko dzieje się w odwrotnej kolejności. W ten sposób odbywa się cykliczna wymiana danych, która jest zasadą Wi-Fi i Internetu jako całości.

Przyczyny spadku prędkości Internetu i martwe punkty

Wi-Fi może działać poprawnie, o ile zaimplementowane jest stabilne połączenie między urządzeniami, co niestety nie zawsze ma miejsce. Często zmniejsza się szybkość transmisji danych i zasięg. Przyczyn może być wiele:

  • Instalowanie routera w niewłaściwym miejscu
  • Duża odległość od routera do urządzenia. Szczególnie istotne dla pomieszczeń powyżej 60 m²
  • Przeszkody w postaci betonowych ścian, mebli, luster
  • Obecność w mieszkaniu i u sąsiedzi sprzętu działającego na tych samych częstotliwościach: roboty sprzątające, telewizory, klawiatury bezprzewodowe, myszy, gamepady, głośniki, inteligentne lampy itp.
  • Niewystarczająca moc i niewłaściwa kierunkowość anteny
  • Jednoczesne podłączenie dużej liczby użytkowników

W świecie nowoczesnych technologii nie ma zadań nie do rozwiązania, dzięki czemu możesz osiągnąć efektywne Wi-Fi w domu bez angażowania specjalistów.

Skuteczne sposoby na zapewnienie dobrego Wi-Fi w mieszkaniu lub małym domu

Czasami problemy z Wi-Fi występują nawet w małych pomieszczeniach. Może to być biuro dowolnej firmy, przestronna kawalerka, mały prywatny dom, a nawet dwupokojowe mieszkanie. Wydawałoby się, że jest router, wszystko działa, ale gdy tylko wyjdziesz do kuchni lub na balkon, połączenie znika. Następnie przyjrzymy się podstawowym metodom, które pomogą pozbyć się martwych punktów i zwiększyć wydajność domowej lub biurowej sieci bezprzewodowej, z zastrzeżeniem małych pomieszczeń - do około 60 m².

Zależność zasięgu od mocy nadajnika w routerze

Skuteczność Wi-Fi w dużej mierze zależy od samego routera, a raczej znajdującego się w nim nadajnika. Jego moc w większości przypadków wynosi 20 dBm, co jest wystarczające do stabilnej i równomiernej propagacji sygnału przy braku skomplikowanych barier - nośnych podłóg betonowych. Wyjątkiem są routery do gier, gdzie moc znamionowa może sięgać 30 dBm. Często producenci pozwalają na zmianę siły nadajnika w ustawieniach routera, chociaż eksperci zalecają stosowanie takich regulacji tylko wtedy, gdy masz niezbędne doświadczenie i wiedzę. Niestety, jeśli moc routera jest niewystarczająca, można to zmienić tylko poprzez zakup nowego sprzętu. Istnieje jednak kilka sposobów, które mogą pomóc w określonych sytuacjach.

Popularne routery do gier

Wybór odpowiedniego miejsca do instalacji

Tworząc swoje idealne wnętrze, użytkownicy często uciekają się do ukrytej instalacji routera - chowają go w meblach, spiżarni, pod stołem. Niewątpliwie w ten sposób można optycznie ukryć wszystkie przewody, ale prowadzi to również do spadku wydajności sprzętu sieciowego. Router odbiera i rozprowadza sygnał radiowy, którego zasięg znacznie zmniejsza się przy pokonywaniu przeszkód - drewnianych paneli, drzwi, betonowych ścian.

W tabeli można zobaczyć zależność poziomu sygnału od przeszkód różnego typu. Są to przybliżone wartości podane dla sieci 2,4 GHz.

Zależność efektywnej odległości sygnału radiowego od przeszkód:

Przeszkoda Dodatkowe straty (dBm) Efektywna odległość*
Otwarta przestrzeń 0 100%
Szyba bez przyciemniania (nie ma powłoki metalizowanej) 3 70%
Przyciemniane szyby (powłoka metalizowana) 5 - 8 50%
Drewniane ściany i meble 10 30%
Ściana wewnętrzna (15,2 cm) 15 – 20 15%
Ściana nośna (30,5 cm) 20 - 25 10%
Betonowa podłoga/sufit 15 – 25 10 - 15%
Strop żelbetowy monolityczny 20 - 25 10%

Spójrzmy na przykład. Średni zasięg sygnału routera to 150 m, ale co się stanie, gdy zostanie zainstalowany w szafce lub na półce? Wtedy wydajność wyniesie 150x0,3 = 45 m. A przy przejściu przez betonową ścianę w przyszłości odległość zmniejszy się do 45x0,1 = 4,5 m. Od razu widać, że szansa na interakcję z routerem z innego pomieszczenia nie jest zbyt duża.

Zastanówmy się, gdzie najlepiej zainstalować router. Optymalnym miejscem będzie miejsce, z którego otwiera się bezpośrednia widoczność we wszystkich kierunkach, tj. nie ma żadnych przeszkód. Głównym zadaniem jest zmniejszenie liczby przeszkód na torze sygnału.

W dwupokojowym mieszkaniu za takie miejsce uważa się korytarz, ponieważ jest on połączony ze wszystkimi innymi pokojami przez drzwi, przez które sygnał będzie swobodnie rozprzestrzeniał się po całym obszarze. W zależności od układu router można również zainstalować na biurku komputerowym lub szafce. Jeśli pokoje i pomieszczenia dodatkowe (łazienka, kuchnia) są oddzielone zwykłą (nienośną) ścianą, to sygnał wszędzie będzie wystarczająco silny. W przypadku prywatnego domu korytarz może być najgorszym rozwiązaniem, ponieważ wręcz przeciwnie, jest oddzielony od pomieszczeń. Korytarz w domu zwykle prowadzi do przedpokoju, który jest centrum. W zależności od układu konieczne jest znalezienie optymalnego punktu centralnego, od którego sygnał będzie się rozchodził przy przejściu maksymalnie jednej przeszkody.

Dobór optymalnego położenia i mocy anten

Anteny odpowiadają za nadawanie i odbiór sygnału, możliwość pokonywania różnych przeszkód. Jakość powłoki zależy bezpośrednio od ich właściwości. Mogą być wewnętrzne(wbudowane w obudowę) lub zewnętrzne. W drugim przypadku istnieją modyfikacje usuwalne i nieusuwalne. Najpierw musisz zdecydować o ich mocy, która jest mierzona w dBi (dBi) - decybelach izotropowych. Nie należy mylić tego parametru ze wzmacniaczem samego routera (dBm). Nadajnik w sprzęcie i anteny mają jeden cel - wymianę danych ze sprzętem, ale te ostatnie po prostu pozwalają rozszerzyć strefę efektywnej interakcji, a nie tworzą sygnału. Zazwyczaj producenci wyposażają domowe routery (klasy budżetowej) w anteny małej mocy 2 - 5 dBi (dokładne liczby można znaleźć w paszporcie urządzenia). Przy takich wskaźnikach sygnał radiowy może całkowicie stłumić nawet po przejściu jednej ściany nośnej.

Routery z antenami wewnętrznymi

Aby w praktyce sprawdzić poziom sygnału Wi-Fi w każdym zakątku mieszkania, możesz skorzystać z aplikacji na smartfonie, na przykład Wifi Analyzer. Co powinien zrobić zwykły użytkownik, jeśli promień zasięgu okazał się mały i występują martwe punkty? Rozwiązanie jest proste - wymień fabryczne anteny na mocniejsze. W przypadku opcji wbudowanych i nieusuwalnych nie da się obejść bez pomocy specjalisty z lutownicą. Tak, a o gwarancji można zapomnieć, skoro producenci nie aprobują otwierania obudowy i tego typu ingerencji. Jednak z wyjmowanymi antenami wszystko jest znacznie prostsze, ich wymiana nie jest trudna, a sklepy są pełne opcji za 6 - 12 dBi, co powinno wystarczyć do małych pomieszczeń.

Jednak nawet najbardziej zaawansowany nadajnik może być nieskuteczny, jeśli nie zostanie odpowiednio dostrojony. Kierunkowość anten odgrywa ważną rolę w tworzeniu strefy Wi-Fi. Najlepiej ustawić je pionowo, aby sygnał rozchodził się równolegle do podłogi. Użycie dowolnego kąta nachylenia spowoduje utratę sygnału, co wyraźnie widać na poniższym rysunku.

Wykres kierunkowości anteny Wi-Fi.

Wykonując proste czynności, możesz znacznie poprawić poziom sygnału radiowego i zasięg w mieszkaniu lub domu.

Ustawianie ochrony i ograniczanie dostępu

Duże znaczenie ma również konfiguracja programowa routera. Po instalacji pierwszą rzeczą, o której należy pomyśleć, jest bezpieczeństwo sieci domowej i ograniczenie dostępu do niej osobom z zewnątrz. Dlaczego to robić? Załóżmy, że Twój hotspot Wi-Fi nie jest bezpieczny, więc każdy może się z nim połączyć. Obciążenie będzie rosło, ruch zostanie rozdzielony między uczestników, co doprowadzi do spowolnienia szybkości wymiany z Twoimi urządzeniami. Tanie routery nie wyróżniają się wydajnością, więc nawet 5 aktywnych urządzeń podłączonych w tym samym czasie może spowodować przegrzanie procesora i awarie.

Aby uniknąć takich sytuacji, należy wybrać jeden z typów zabezpieczeń (najlepszą opcją dla domu jest WPA/WPA2 Personal PSK) oraz ustawić silne hasło połączenia. W ten sposób możesz stworzyć bezpieczną sieć lokalną, do której dostęp będą mieli tylko dedykowani.

Jednak co, jeśli rodzina jest duża, a liczba podłączonych urządzeń przekracza możliwości routera i dostawcy Internetu? W takim przypadku możesz użyć limitu przepustowości dla wszystkich członków sieci. Ta funkcjonalność nie jest dostępna we wszystkich routerach, ale w większości na pewno.

Ustawianie ograniczenia prędkości dla użytkowników.

Umożliwi to rozłożenie ruchu między wszystkimi gadżetami w zależności od potrzeb.

Korzystanie z przewodowych portów routera

Aby nie tworzyć dodatkowego obciążenia kanału Wi-Fi, musisz użyć połączenia przewodowego. Większość routerów wyposażona jest w porty RJ-45, za pomocą których można stworzyć stabilne połączenie kablowe ze sprzętem posiadającym odpowiednie złącze - laptopami, komputerami PC, smart TV, odtwarzaczami multimedialnymi. Spowoduje to rozładowanie i przyspieszenie bezprzewodowego Wi-Fi.

Porty LAN w routerze.

Wybór kanału połączenia

Jeśli mieszkasz w bloku, to na pewno spotkałeś się z problemem słabego sygnału Wi-Fi. Wynika to z faktu, że sprzęt AGD ( telewizor, robot sprzątający, konsole do gier, TV-BOX, inteligentne oświetlenie, przenośne głośniki) wykorzystuje to samo pasmo częstotliwości 2,4 GHz. Jeśli w mieszkaniu lub u sąsiadów znajdują się takie urządzenia, mogą powstać zakłócenia radiowe.

Jest też wyjście z tej sytuacji. W ustawieniach routera możesz ustawić określony kanał roboczy (domyślnie wybierany automatycznie), który wyeliminuje zakłócenia i zapewni stabilne połączenie dla wszystkich gadżetów. Zwykle dla użytkownika dostępnych jest 11 - 13 kanałów, w zależności od producenta i wersji oprogramowania.

Wybór kanału i jego szerokości.

Jeśli sygnał bezprzewodowy nie jest wystarczająco silny w odległych zakamarkach mieszkania, możesz spróbować go wzmocnić, ustawiając szerokość kanału na 40, 80, 160 lub 320 MHz, w zależności od generacji Wi-Fi. Wszystko zależy od możliwości routera. Zwiększy to moc nadajnika, ale w takim przypadku połączenie z gadżetami znajdującymi się w pobliżu routera może się nie powieść. To paradoks, ale zwiększony poziom sygnału może przeszkadzać na bliskiej odległości. W takim przypadku musisz zmienić parametr na 20 MHz lub zaufać sprzętowi w trybie „Auto”.

Używamy częstotliwości 5 GHz

W 2009 roku, wraz z pojawieniem się standardu Wi-Fi 4 (802.11n), użytkownicy mieli możliwość jednoczesnego korzystania z dwóch częstotliwości do połączenia bezprzewodowego - 2,4 i 5 GHz. Jednak prawdziwe praktyczne wykorzystanie wahało się przez długi czas, ponieważ producenci nie spieszyli się z wypuszczeniem gadżetów obsługujących pasmo 5 GHz.

Popularność i duże zapotrzebowanie na częstotliwość ewoluowały w ostatnich latach w związku z pojawieniem się dużej liczby różnych technologii wykorzystujących kanał 2,4 GHz do zdalnego sterowania. Spowodowało to zakłócenia, martwe punkty Wi-Fi i zmniejszenie prędkości Internetu.

Od 2014 roku pojawił się standard Wi-Fi 5 (802.11ac), który zapewnia użytkownikom jeszcze większą szybkość i stabilność. Jednak działa tylko na częstotliwości 5 GHz, więc tylko kompatybilne urządzenia będą mogły połączyć się z takim routerem. Producenci zaczęli masowo produkować smartfony, tablety, laptopy i oczywiście routery z obsługą 5 GHz, co umożliwiło odseparowanie i rozładowanie kanałów.

Problem jest szczególnie istotny w blokach mieszkalnych, ponieważ każda rodzina ma wystarczającą liczbę urządzeń bezprzewodowych. W takim przypadku, aby połączyć się z Wi-Fi, lepiej jest użyć częstotliwości 5 GHz, która ma kilka zalet:

  • Szybszy transfer: do 600 MB/s dla Wi-Fi 4 i do 7 GB/s dla Wi-Fi 5
  • Optymalny zasięg: około 100m dla Wi-Fi 4 i 30m dla Wi-Fi 5, znacznie zmniejszając ryzyko zakłóceń ze strony pobliskich urządzeń
  • Zwiększona szerokość kanału: 20/40 MHz dla Wi-Fi 4 i 20/40/80/160 MHz dla Wi-Fi 5
  • Nie pokrywa się z częstotliwościami 2,4 GHz, więc nie ma zakłóceń

Wszystkie te zalety pozwalają na stworzenie stabilnego i naprawdę szybkiego połączenia Wi-Fi. Jeśli twój router może działać na częstotliwości 5 GHz lub łączyć połączenie 2,4 / 5 GHz, a twoje gadżety mobilne są zgodne z tym standardem, zaleca się korzystanie z tego konkretnego protokołu komunikacyjnego w celu uzyskania dostępu do Internetu.

Routery obsługujące Dual-band (2,4 i 5 GHz)

Jak zapewnić dobre Wi-Fi w dużych pomieszczeniach

Jeśli powierzchnia mieszkania lub domu przekracza 60 m², powyższe metody najprawdopodobniej nie pomogą, chociaż pozostają aktualne. To też zależy od układu.

Nowoczesne dwupiętrowe domy, przestronne kawalerki, duże rezydencje i wiejskie wille wymagają zupełnie innego podejścia przy tworzeniu efektywnej strefy Wi-Fi. Producenci oferują rozwiązanie nowej generacji - systemy Mesh, a także znane wszystkim repeatery (wzmacniacze).

System Mesh to zasadniczo nowe podejście, które wcześniej było stosowane tylko w biznesie ze względu na wysokie koszty. Producenci oferują teraz niedrogie opcje dla domu, takie jak TP-LINK Deco M4 czy Asus ZenWiFi XD4 Plus.

Nowoczesny system Mesh ma szereg zalet, które nie są dostępne przy użyciu konwencjonalnych routerów:

  • Wyeliminuj martwe punkty
  • Stabilny poziom sygnału i prędkość Internetu w dowolnym miejscu w zasięgu
  • Brak rozłączania podczas poruszania się po domu i przełączania między punktami (nazwy mogą być różne - satelity, węzły, nody)
  • Jedna nazwa sieci (SSID) i hasło dla wszystkich węzłów
  • Szybka synchronizacja między satelitami bez skomplikowanych ustawień
  • Dedykowany kanał komunikacyjny w systemie odporny na zakłócenia
  • Połączenie wielu użytkowników
Systemy MESH

Jak to działa? Zasadniczo Mesh jest niezależnym systemem z główną bramą (urządzeniem głównym) i dodatkowymi satelitami (węzłami). Kabel dostawcy jest podłączony do bramki i konfigurowane są jednorazowe ustawienia sieciowe. Węzły rozmieszczone są równomiernie na całej powierzchni pomieszczeń, piętr, tworząc efektywny obszar pokrycia. Następnie wszystkie urządzenia są synchronizowane w jeden system. Użytkownik łączy się z punktem dostępowym, wprowadza hasło i uzyskuje dostęp do sieci lokalnej oraz Internetu w dowolnej części pokoju. Główną cechą jest płynne połączenie. Podczas poruszania się po domu lub mieszkaniu następuje automatyczne płynne przełączanie między węzłami. Jest to szczególnie ważne podczas webinarów, rozmów wideo, gier online, ponieważ połączenie nie zostanie utracone nawet na sekundę. Kolejną zaletą jest niezależny kanał komunikacji między satelitami, który różni się od 2,4 GHz, dzięki czemu nie ma zakłóceń sygnału z urządzeń domowych.

Niezawodność i skuteczność Mesh została udowodniona na przestrzeni lat, ale cena jest nadal głównym problemem do użytku domowego. Dlatego użytkownicy często uciekają się do prostszych i bardziej opłacalnych opcji z repeaterem (inne nazwy to repeater sygnału, wzmacniacz, ekspander zasięgu).

Za pomocą repeatera możesz znacznie rozszerzyć zasięg. Na przykład w dwupiętrowym domu router można zainstalować na pierwszym piętrze, a repeater na drugim. Zapewni to pełne pokrycie Wi-Fi na obu piętrach, eliminując pojawianie się martwych stref po przejściu sygnału przez kilka ścian. Jednak ta metoda ma swoje wady:

  • Konfiguracja repeatera może być trudna dla początkującego
  • W rzeczywistości są to dwie (lub więcej, w zależności od liczby zastosowanych repeaterów) osobne sieci, z których każda ma własną nazwę (SSID) i wymaga konfiguracji
  • Przełączanie następuje po rozłączeniu
  • Podatny na zakłócenia radiowe

W większości przypadków te niedociągnięcia nie będą miały większego znaczenia dla użytkownika, chyba że biegasz po domu z tabletem włączonym online.

Istnieje inny rodzaj sprzętu sieciowego przeznaczonego do rozszerzenia zasięgu Wi-Fi - adaptery PowerLine. Istotą pracy jest wykorzystanie domowej instalacji elektrycznej do transmisji sygnału. Wiele adapterów może działać jednocześnie w systemie. Moduł główny (podstawowy) jest podłączony do routera kablem sieciowym przez port LAN. Adapter podłącza się do gniazdka. Jego zadaniem jest zamiana sygnału na elektryczny i przekierowanie go przez okablowanie. Adaptery odbiornika są również podłączone do gniazdka, ale już w tych miejscach, w których trzeba zapewnić strefę Wi-Fi. Przekształcają sygnał elektryczny w znajomą falę radiową i rozprowadzają ją do wszystkich podłączonych gadżetów. Z jednej strony wszystko wydaje się proste, ale dzieje się tak tylko w idealnych warunkach. W praktyce zawsze istnieją czynniki, które wpływają na efektywność pracy:

  • Stare wewnętrzne okablowanie z rozgałęzieniami i skręceniami może powodować rozłączenia i spowolnienia
  • Niektóre urządzenia elektryczne, takie jak kuchenki mikrofalowe, mogą powodować znaczne zakłócenia
  • W przypadku skoków napięcia w sieci istnieje ryzyko awarii zasilacza i podłączonych do niego przewodem urządzeń
  • Niekompatybilność adapterów z zasilaczami awaryjnymi i ochronnikami przeciwprzepięciowymi z powodu transformacji sygnału

Dobry repeater można kupić za 30 USD, system Mesh lub zestaw adapterów PowerLine za około 100 USD. Który sposób wybrać zależy wyłącznie od użytkownika.

Najlepszy router - główne cechy i możliwości

Dobry router jest w stanie zapewnić stabilne, szybkie połączenie Wi-Fi, przynajmniej przy niewielkiej powierzchni pokoju (do 60 m²). Aby to zapewnić, musi mieć pewne możliwości zarówno sprzętowe, jak i programowe:

  • Co najmniej dwie zewnętrzne odłączane anteny o wzmacnianiu około 9 dBi
  • Dostępność portów LAN do tworzenia połączenia przewodowego
  • Jednoczesna praca na częstotliwościach 2,4 i 5 GHz
  • Obsługa połączeń dla wielu użytkowników
  • Możliwość wyboru kanału i jego szerokości
  • Dostępność ustawień przepustowości dla podłączonych urządzeń

Jeśli wszystkie powyższe metody nie pomogły, warto pomyśleć o zakupie odpowiedniego sprzętu sieciowego. Jednak nawet najbardziej zaawansowane routery nie poradzą sobie z pokryciem dużych obszarów, dlatego w tym przypadku najlepszymi pomocnikami będą wzmacniacze, adaptery PowerLine oraz systemy Mesh.