Estadísticas de intensidad de la señal del enrutador inalámbrico

Al comprar enrutadores inalámbricos, todos parecen tener el reclamo de una potencia de señal "excelente" o "excelente". Por supuesto, tales palabras de marketing no hacen absolutamente nada para permitirme comparar las intensidades de señal de varios enrutadores.

Entonces, ¿cuáles son las especificaciones que debería tener en cuenta al comparar enrutadores inalámbricos para determinar cuáles tienen la mayor intensidad de señal? [¿o es posible?]

Por ejemplo, en esta "hoja de datos" de Linksys E1000 , noté dos especificaciones que posiblemente estén relacionadas con la intensidad de la señal: RF Pwr (EIRP) in dBy Antenna Gain in dB, excepto que no tengo absolutamente ninguna idea de lo que significan esos dos y si realmente reflejan algo.

Respuesta corta

En muchos casos, si no en la mayoría de los casos, no es posible comparar las hojas de especificaciones publicadas por los proveedores entre los productos de Wi-Fi de consumo y determinar cuál le dará la mayor potencia de señal sin procesar. Es nunca se puede decir que le dará la mejor gama o de rendimiento al alcance con sólo leer la hoja de especificaciones. En su lugar, debe buscar revisiones profesionales en las que un experto midió cuidadosamente el índice vs. rango (rendimiento en varios rangos).

Intensidad de señal

La dificultad para comparar hojas de especificaciones incluso para la intensidad de la señal sin procesar es que muchos proveedores no publican ninguna medida relacionada con la intensidad de la señal. Simplemente fui a los sitios web de D-Link, Netgear y TRENDnet, y no pude encontrar ninguna información de potencia de radio en las hojas de especificaciones que verifiqué para ver algunos de sus mejores y más recientes enrutadores Wi-Fi. Entre los proveedores que hacen publicar alguna información, diferentes proveedores publican a menudo diferentes tipos de información relacionada con la intensidad de la señal, y la información que dan no siempre son directamente comparables.

Por ejemplo, todo lo que Apple dice acerca de su actual enrutador Wi-Fi AirPort Extreme 802.11n (Simultáneo de doble banda II) es "Potencia de salida de radio: 20 dBm (nominal)". 20 dBm significa 100 milivatios (mW). Pero una "potencia de salida de radio" es probablemente una medida de la intensidad de la señal en el conector de antena dentro de la unidad. Esto no le dice cómo las antenas y los cables de antena afectan la potencia de salida, o cómo esos 100mW de potencia se dividen entre las múltiples cadenas de radio inherentes a 802.11n, o cómo varía la potencia por banda o canal (y la potencia generalmente varía según la banda y el canal debido a los requisitos reglamentarios y las características de la antena).

Entonces, sin ninguna información de antena de Apple, no se puede comparar con el ejemplo que dio del Cisco-Linksys E1000, que solo le da estos números:

RF Pwr (EIRP) en dBm: 17.5 dBm  
Ganancia de antena en dBi: 1.5 dBi  

"RF Pwr" es "Potencia de radiofrecuencia", lo que podría hacerte pensar que es el mismo tipo de medida que la "potencia de salida de radio" de Apple, pero luego Linksys lo califica con "(EIRP)". EIRP es una medida que tiene en cuenta antenas y cables de antena.

Aparte: EIRP y otros conceptos básicos de RF

EIRP significa Potencia Isotrópica Radiada Equivalente . Para comprender la PIRE, primero debe comprender algunas cosas sobre las antenas y la ganancia direccional:

• Una antena isotrópica es una antena hipotética que irradia energía por igual en todas las direcciones; una antena cuyo "patrón de cobertura" tridimensional es una esfera perfecta.
• Probablemente sea imposible crear una antena verdaderamente isotrópica, y la mayoría de las veces no la quieres de todos modos. Por lo general, desea que una antena enfoque su potencia en una dirección.
• Una antena que enfoca su potencia en ciertas direcciones se llama antena direccional .
• La medición de qué tan bien una antena direccional aumenta la intensidad de la señal en la dirección o direcciones previstas, en comparación con la antena isotrópica hipotética, se denomina ganancia direccional .
• Las ganancias direccionales se miden en decibelios en relación con una antena isotrópica, o dBi.
• "Omnidireccional" no es sinónimo de isotrópico. Las antenas omnidireccionales intentan enfocar la potencia en un disco 2D en lugar de una esfera isotrópica 3D. Piense en aplastar un globo de agua entre dos libros. Un globo de agua no volado es más o menos esférico, como el patrón de cobertura de una antena isotrópica. Pero cuando lo aprietas entre dos libros, se extiende en todas las direcciones (2D) y, por lo tanto, se vuelve menos compacto en general. La cantidad que se extiende a lo largo de ese plano 2D es la ganancia direccional de una antena "omni" direccional.
• Los decibelios son una escala logarítmica para medir proporciones. Cada 3 dB es una duplicación. Las relaciones son generalmente relativas a un valor de referencia, y el valor de referencia que denota en la letra después del "dB". Entonces "dBi" es decibelios en relación con una antena isotrópica, y dBm es decibelios en relación con 1 milivatio. 0 dBm es 1mW. Los dBm positivos son múltiplos de un milivatio, y los dBm negativos son fracciones de un milivatio.

Cuando desee medir cuánta potencia emite un sistema de radio en la mejor dirección de la antena, la compara con la cantidad de energía que tendría que alimentar a una antena isotrópica para que irradie la misma cantidad de energía en esa dirección. Esta es la Potencia Isotrópica Radiada Equivalente, o PIRE.

... ahora volviendo a la comparación

La antena del Linksys E1000 tiene una ganancia direccional de solo 1.5 dBi, lo que significa que está bastante cerca del isótropo, lo que probablemente sea bueno para un enrutador inalámbrico doméstico. Una buena antena omnidireccional puede tener una ganancia de 6 dBi en un plano, lo que podría ser excelente para una casa en expansión de un solo piso, pero no cubriría muy bien el sótano o el segundo piso cuando se orienta horizontalmente en el primer piso de una casa de varios pisos.

Si toma el EIRP del E1000 de 17.5 dBm y resta los 1.5 dB de ganancia direccional que le da la antena, puede calcular la potencia de salida nominal de la radio en alrededor de 16 o 17 dBm (suponiendo que los cables internos de la antena consuman entre 0-1 dBm de el poder de la radio).

Entonces, ¿los 16-17 dBm de potencia de radio del E1000 tendrán menos potencia de señal en su aplicación que los 20 dBm del AirPort Extreme? Bueno, realmente no lo sabemos, porque no sabemos cuánta señal consumen los cables de antena y antenas del AirPort Extreme, o qué parte de esa señal se enfoca en una dirección que no importa para ti dado dónde estás ' vamos a ubicar el enrutador en su hogar y dónde están sus clientes.

Incluso si asume, por el simple hecho de argumentar, que las antenas del AirPort Extreme serán más o menos las mismas que las del Linksys, debe considerar que la intensidad de la señal es solo un componente en el rango y el rendimiento en el rango. La sensibilidad del receptor y el piso de ruido también son componentes importantes, y los proveedores rara vez publican sus especificaciones para eso. Algunas radios Wi-Fi son sensibles a señales tan pequeñas como -95 dBm (aquí estamos hablando de femtowatts), mientras que otras no rompen -90 dBm. He visto enrutadores Wi-Fi mal diseñados o mal ensamblados / probados con fuentes de ruido de RF dentro de la caja de hasta -85 dBm, por lo que, independientemente de la sensibilidad del receptor, no podría recibir señales más bajas de -85 dBm.

Mito que revienta

Hay muchos mitos e información errónea sobre la intensidad y el alcance de la señal del producto Wi-Fi, algunos de los cuales se repitieron en las otras Respuestas a su pregunta. Me gustaría tomarme un momento para revelar algunos mitos aquí.

1. No todos los enrutadores Wi-Fi tienen la misma potencia o rango de salida. Realmente hay diferencias significativas en la potencia de salida de radio, el diseño de la antena, la sensibilidad del receptor y el ruido de fondo, y todo lo demás que entra en el rango y el rendimiento en el rango. Por supuesto, si tiene un pésimo sistema de cliente inalámbrico en el otro extremo del enlace, su pésima puede enmascarar gran parte de la grandeza de un gran enrutador.

2. La FCC no regula la potencia de salida "predeterminada", solo la máxima. Y el máximo es de 1 vatio (1000 mW).

3. Se podría pensar que todos los proveedores diseñarían productos para enfrentar ese límite, pero eso tampoco sucede. Resulta que es difícil hacer un buen amplificador de potencia (PA) que pueda alcanzar los 1000 mW sin distorsionar tanto la señal que el receptor no pueda decodificar los paquetes. Los vendedores no quieren salir del mercado, por lo que no tienden a crear diseños con PA súper caras que puedan alcanzar esos niveles de potencia sin corromper irremediablemente la señal. Además, no importa qué tan fuerte pueda gritar su enrutador Wi-Fi y hasta dónde se puede escuchar si su computadora portátil o teléfono inteligente cliente Wi-Fi no puede gritar lo suficientemente alto como para ser escuchado a la misma distancia. Y la mayoría de las computadoras portátiles y teléfonos inteligentes no pueden quemar un vatio completo de energía en la red sin destruir la vida útil de la batería.

Actualización, a finales de 2014: en los 3.5 años desde que escribí esto, los PA de alta potencia y los LNA de alta calidad (amplificadores de bajo ruido que aumentan la ganancia de recepción para el AP) se han dado cuenta. Si compra un AP de consumo de primera línea (que en este momento significa un AP 802.11ac que admite 3 transmisiones espaciales o más), probablemente esté comprando un producto con buenos PA de alta potencia que le permitan golpear contra los límites reglamentarios sin distorsionar. Esto no solo cambia lo que dije anteriormente en el n. ° 3, sino que también cambia lo que se puede considerar clasificaciones de potencia Tx comunes para AP en el n. ° 4 a continuación. Con los PA de alta potencia, los AP de 30dBm (== 1000mW == 1 vatio completo) son cada vez más comunes.

4. Alguien dijo que el valor predeterminado para la mayoría de los enrutadores es de 9 mW, lo cual no tiene sentido. 20 mW es el más bajo que he visto, y 32-100 mW (15-20 dBm) es común. Las especificaciones que encontramos para el E1000 y el AirPort Extreme lo atestiguan.

Obviamente, la potencia de RF (frecuencia de radio) y la ganancia de la antena están relacionadas con cuán "fuerte" es la señal de RF cuando sale del enrutador.

En realidad, estos números probablemente significan casi nada, por un par de razones.

Primero, desde un punto de vista técnico, la salida de RF es solo aproximadamente 1/4 de la historia ... La sensibilidad de recepción también es importante (¿de qué sirve si su enrutador puede hablar, pero no puede escuchar?). Y las capacidades de transmisión y recepción de su tarjeta inalámbrica en su computadora / laptop también son importantes.

La razón más importante por la que la potencia de transmisión no es un indicador muy útil de un enrutador es que existen límites legales muy estrictos (establecidos por la FCC en los EE. UU. Y otros organismos rectores en otros lugares) incluso en las frecuencias sin licencia utilizadas por las redes inalámbricas, para evitar interferir con otras personas que usan Wifi en la misma área.

En general (probablemente siempre) todos los fabricantes de enrutadores transmitirán al límite legal más alto: hacer cualquier cosa menos hará que su enrutador parezca obviamente menos útil, por lo que no venderían mucho.

Por lo tanto, observar la intensidad de la señal de RF pura es probablemente una pérdida de tiempo.

Lo que es más probable que afecte su rango utilizable es qué forma de 802.11 utiliza. 802.11n se anuncia como mucho más rápido (y lo es, en las circunstancias correctas), pero generalmente tiene un rango mucho más corto, por razones que no entiendo completamente, y de todos modos están algo fuera de tema en esta pregunta. .

Como regla general, cuanto más lenta sea la velocidad de transmisión de su red, mayor será el alcance. En gran medida, su enrutador y tarjeta wifi negociarán automáticamente la velocidad más rápida posible, por lo que siempre debe obtener la mejor combinación de velocidad / rango en cualquier momento. Puede mejorar esta situación permitiendo que su enrutador use tantos sabores 802.11 como sea posible, es decir, permitiendo b y g, y no forzándolo a usar g. Ojalá supiera más sobre 802.11 para poder brindarle información más específica aquí.

He tenido muchos enrutadores en mi día y existencias que son casi iguales en cuanto a la intensidad de la señal dada antenas iguales. Creo que la potencia de transmisión predeterminada regulada por la FCC es de alrededor de 9 mw, y eso es lo mismo para todos los enrutadores. Dicho esto, la antena hace una gran diferencia, así que asegúrese de obtener un enrutador con antenas extraíbles. La otra (y lo más importante en mi opinión) es si el enrutador es capaz de ejecutar firmware de terceros. No compro un enrutador a menos que sea capaz de ejecutar DD-WRT. Con DD-WRT puede aumentar la potencia de transmisión a 251mw si lo desea, aunque pasar mucho más de 70mw generalmente no hace mucho más que crear distorsión de señal.

Con DD-WRT en una vieja escuela Linksys WRT-54G y una antena yagi de ganancia de 24dbi, tengo una conexión inalámbrica de 2 millas de largo que me da una velocidad de transmisión de 9mbps. Esta conexión inalámbrica ha sido la fuente de mi internet durante los últimos 5 años.