Мощность передатчика Wi-Fi роутера: что такое dBm, mW, -dBm и dBi?

Всем привет! Сегодня мы пообщаемся о мощности передатчика Wi-Fi роутера. Зачастую при выборе маршрутизатора производители могут писать два значения: mW и dBm. Причем разные производители пишут по-разному. Перевести одно значение в другое достаточно просто, и в интернете есть много калькуляторов. Можно просмотреть зависимость этих двух величин в таблице ниже.

Как видите, чем больше мощность в dBm, тем больше прирост в мВт. Например, если мы увеличим мощность всего на 10 dBm, то мощность в мВт вырастет в 10 раз. Если значение равно 20 dBm, то это уже 100 мВт. Если 30 dBm – это 1000 мВт, то есть 1 Вт.

Тут важно понять одну простую вещь. dBm – это не «какая-то другая мощность», а удобная логарифмическая форма записи. Инженерам проще сравнивать 20 dBm и 23 dBm, чем каждый раз держать в голове милливатты. Прибавка всего на 3 dB примерно означает увеличение мощности в 2 раза, а прибавка на 10 dB – примерно в 10 раз. Именно поэтому небольшая разница в цифрах dBm на бумаге может означать ощутимую разницу в реальной мощности.

Тут сразу встает вопрос: а если увеличить этот показатель в роутере, он будет бить дальше и лучше? И да, и нет. Дело в том, что расстояние, на которое будет распространяться радиосигнал, действительно может увеличиться, но это хорошо заметно только на открытом пространстве без массивных препятствий.

В квартире все сложнее. Сигнал проходит через стены, отражается от бетона, металла, зеркал, бытовой техники и мебели. Плюс Wi-Fi работает в обе стороны: роутер должен «докричаться» до телефона, а телефон должен «ответить» роутеру. Если роутер орет на максимальной мощности, а слабенький смартфон отвечает тихо, нормальной стабильной связи все равно может не быть. Поэтому мощность передатчика – это только один кусок общей картины, а не волшебная кнопка «сделать Wi-Fi идеальным».

ВАЖНО! В настройках некоторых роутеров можно выбрать страну или регион, и от этого меняются доступные каналы и мощность. Я не советую ставить чужой регион только ради «побольше мощности». Во-первых, это может нарушать местные ограничения. Во-вторых, устройства могут начать видеть не все каналы или работать нестабильно. В-третьих, слишком сильный сигнал часто ухудшает ситуацию в многоквартирном доме.

Именно поэтому если выкрутить мощность на максимум, можно навредить своей же сети. Сигнал будет настолько сильный, что начнет частично отражаться от препятствий и создавать себе помехи. Также он будет создавать помехи соседским роутерам. Если разность мощности приемника и передатчика будет слишком большой, то это может повлиять на чистоту передачи данных.

Еще один момент – законные ограничения считаются не только по голой мощности передатчика, но и по эффективной излучаемой мощности, то есть EIRP. По-простому это то, что реально «улетает» в эфир с учетом усиления антенны и потерь в кабеле. Формула выглядит так: мощность передатчика в dBm + усиление антенны в dBi – потери в кабеле в dB. Например, передатчик 20 dBm и антенна 5 dBi дадут примерно 25 dBm EIRP, если не учитывать потери. Поэтому мощная антенна – это не бесплатный чит-код, а часть общей мощности радиолинии.

ПРОСТОЙ ВЫВОД: Для дома обычно лучше не гнаться за максимальной мощностью, а правильно поставить роутер, выбрать нормальный канал и не зажимать устройство в шкафу. Если Wi-Fi плохо ловит в дальней комнате, часто лучше помогает репитер, Mesh-система или точка доступа по кабелю. Более подробно про практические способы улучшения покрытия можно почитать в статье как усилить сигнал Wi-Fi роутера.

Чувствительность приемника

Этот показатель напрямую влияет на качество связи, как и мощность. Чувствительность, если говорить простым языком – это минимальный уровень сигнала, при котором приемник еще может расшифровать данные. Если чувствительность плохая, то приемник слабый сигнал с шумами просто не сможет прочитать.

В результате роутеру придется отправлять сигнал повторно. Тут нужно также брать во внимание шумы, естественное затухание, а также затухание от препятствий. К ним относятся стены, металлические конструкции и зеркала, которые могут сильно гасить сигнал. Чувствительность обычно имеет обозначение в -dBm. Но здесь часто возникает путаница, потому что в программах для анализа Wi-Fi мы чаще видим не «чувствительность приемника», а текущий уровень принимаемого сигнала – RSSI или RX Power. Там нужно смотреть на значение, и чем оно ближе к нулю, тем лучше связь. Например, -30 dBm намного лучше, чем -85 dBm.

А вот в таблицах характеристик приемника логика немного другая. Там указывается минимальный сигнал, который устройство еще способно принять на конкретной скорости. Если один приемник может работать при -95 dBm, а другой только при -85 dBm, то первый чувствительнее, потому что умеет «слышать» более слабый сигнал. Но в приложениях на телефоне вы обычно оцениваете именно текущий уровень сигнала от роутера. Для обычного пользователя можно запомнить так: около -50 dBm – отлично, около -60 dBm – хорошо, около -70 dBm – еще нормально, около -80 dBm и ниже – уже возможны обрывы и падение скорости.

Некоторые зададутся вопросом, а почему здесь стоит знак минус. Дело в том, что данная величина измеряется относительно 1 мВт, и в бытовом Wi-Fi принимаемый сигнал почти всегда намного меньше этого значения. Поэтому мы и видим отрицательные dBm. Чем ближе число к нулю, тем сильнее конкретно принятый сигнал. То есть -40 dBm сильнее, чем -70 dBm.

Но если вы когда-нибудь встретитесь с таблицами чувствительности и мощности маршрутизаторов, то вы можете заметить, что для высокой скорости требуется более сильный и чистый сигнал. Это нормальная история. Чем выше скорость передачи данных и сложнее модуляция, тем меньше устройство прощает шумы, отражения и слабый сигнал. Поэтому рядом с роутером вы можете видеть высокую скорость, а через две стены телефон автоматически уйдет на более простой режим и скорость станет ниже.

Давайте взглянем на пример таблицы снизу.

Также вы можете заметить три буквы MCS, которые при расшифровке обозначают «Modulation and Coding Scheme». Если перевести по смыслу, то это схема модуляции и кодирования. Грубо говоря, MCS показывает, каким способом Wi-Fi упаковывает данные в радиосигнал. Чем выше индекс MCS, тем больше данных можно передать за один промежуток времени, но тем лучше должен быть сигнал. Если сигнал слабый или зашумленный, устройства автоматически выбирают более низкий MCS, чтобы связь не рвалась совсем.

Например, в 802.11n индекс MCS 15 обычно относится к двум пространственным потокам, то есть к схеме 2×2 MIMO. При ширине канала 20 МГц максимальная теоретическая скорость может быть 144,4 или 150 Мбит/с в зависимости от защитного интервала. При ширине 40 МГц она может вырасти примерно до 300 Мбит/с. Но это именно теоретическая скорость соединения, а не реальная скорость скачивания файла. В жизни часть канала уходит на служебные данные, помехи, повторные передачи и работу соседних сетей.

КАК ПРОВЕРЯТЬ НА ПРАКТИКЕ: Не смотрите только на красивые цифры в характеристиках роутера. Лучше измерьте уровень сигнала в тех местах, где реально пользуетесь интернетом. На Android можно использовать анализаторы Wi-Fi, на Windows – свойства Wi-Fi соединения или команду netsh wlan show interfaces. Если уровень сигнала около -75 dBm и хуже, не удивляйтесь падению скорости, особенно на 5 ГГц.

Ширина канала

И тут к нам приходит новое понятие – ширина канала. Если вы когда-нибудь настраивали роутер, то могли заметить в разделе «Wi-Fi» такое понятие. Чаще всего на частоте 2.4 ГГц ширина канала равняется 20 или 40 МГц. Многие маршрутизаторы могут работать с автоматическим выбором ширины, например 20/40 МГц, и сами менять режим в зависимости от условий.

Если говорить просто – то ширина канала дает возможность передавать за раз определенное количество информации. Это как дорога: на однополосной дороге при постоянном движении может проехать не так много машин. Но если добавить еще несколько полос, то поток машин будет увеличен. И тут так же.

Выше представлены варианты ширины канала для частоты 5 ГГц: 20, 40, 80, 160 МГц. Скорость передачи, как вы уже поняли, может сильно вырасти, но при этом вырастает и занятая полоса. То есть сеть начинает использовать больше частотного пространства и становится чувствительнее к соседним сетям, шумам и помехам.

На 2.4 ГГц я чаще всего советую ставить 20 МГц, особенно в многоквартирном доме. Да, 40 МГц может дать больше теоретической скорости, но в реальности на 2.4 ГГц слишком мало места и слишком много соседей. В итоге широкий канал начинает цеплять чужие сети, а скорость не растет, а иногда даже падает. Для 5 ГГц обычно нормально использовать 40 или 80 МГц, а 160 МГц есть смысл включать только тогда, когда роутер и клиент поддерживают этот режим, эфир свободный, а вам действительно нужна высокая скорость рядом с роутером.

Например, если у вас очень много соседей, которые сидят на 2.4 ГГц, то при использовании 40 МГц канала можно ловить сигналы и от них. Проблемой 2.4 ГГц является распространенность этого диапазона, так как на нем сидят почти все, а также маленькое количество непересекающихся каналов. В разных регионах доступное число каналов может отличаться, но в быту чаще всего ориентируются на каналы 1, 6 и 11, чтобы сети меньше налезали друг на друга. Более подробно эту тему я разбирал в статье какой канал выбрать для Wi-Fi роутера.

Посмотрите на картинку выше, где используется ширина канала в 20 МГц. Если мы будем использовать 40 МГц, то дуга будет покрывать почти 6 каналов. А если на этих каналах сидят соседи, то связь будет хуже, будут лаги, прерывания, потери пакетов и в результате – падение скорости.

Если хотите подобрать ширину канала без лишней теории, можно сделать так. Для 2.4 ГГц ставим 20 МГц. Для 5 ГГц ставим 80 МГц, если устройства современные и рядом нет сильной загруженности. Если замечаете обрывы, прыжки скорости или нестабильность – пробуем 40 МГц. Для 160 МГц не стоит гнаться просто ради цифры в интерфейсе роутера: ширина огромная, совместимость не у всех, а в некоторых условиях стабильность может быть хуже.

ПРИМЕЧАНИЕ! Если вы не хотите вручную подбирать каналы и ширину, оставьте автоматический режим, но проверьте результат через анализатор Wi-Fi. Автоматический выбор не всегда идеален, особенно в доме, где рядом много роутеров. Подробно про саму ширину канала можно почитать отдельно – ширина канала Wi-Fi 20, 40, 80 и 160 МГц.

Коэффициент усиления антенны

КУА не измеряется в мощности, так как антенна сама по себе не создает электрическую энергию, но в качестве параметра используется dBi. Усиление антенны – это не «добавили волшебной мощности из воздуха», а перераспределили излучение в нужном направлении. Расскажу на примере лампочки. Если мы включим лампочку, то она будет рассеивать свет во все стороны.

Теперь мы берем лампочку и вкручиваем в фонарик, который начинает за счет стенок отражать пучок в одну сторону. Если мы сузим выходное отверстие, то луч будет бить дальше, но радиус окружности самого освещения будет меньше. А если отверстие сделать еще меньше, то получится лазер, который сможет бить еще дальше.

Суммарная эффективная излучаемая мощность, в нашем случае у роутера, считается с учетом мощности передатчика (dBm), усиления антенны (dBi) и потерь в кабелях или разъемах (dB). В результате мы получим EIRP в dBm. Например, если передатчик дает 17 dBm, антенна имеет усиление 5 dBi, а потери в кабеле условно 1 dB, то EIRP будет около 21 dBm. Поэтому при замене антенны на более «мощную» нужно помнить не только про дальность, но и про ограничения по излучаемой мощности.

Для улучшения сигнала в дорогих роутерах используется несколько антенн. Но не надо думать, что каждая антенна просто прибавляет «дальность» как в компьютерной игре. Несколько антенн нужны для MIMO, формирования луча, одновременной работы с несколькими устройствами и лучшей устойчивости связи. Это помогает скорости и стабильности, но только если клиентские устройства тоже поддерживают соответствующие технологии. Старый телефон с одной антенной не превратится в современный Wi-Fi 6 клиент только потому, что у роутера восемь «рогов».

Разделяют несколько видов:

• Всенаправленные антенны – устанавливаются на большинство домашних роутеров и стараются покрывать пространство вокруг себя по кругу;
• Секторные – такие антенны имеют пучок радиоволны с углом примерно от 60 до 120 градусов;
• Узконаправленные – угол может быть очень маленьким, например от нескольких градусов, и такие антенны используют для связи точка-точка.

Чаще всего узконаправленные антенны используют для построения Wi-Fi моста на несколько километров. В таком случае на пути не должно быть почти никаких препятствий, а две антенны должны быть четко направлены друг на друга.

В квартире или обычном доме направленные антенны почти никогда не являются первым решением. Если поставить слишком «узкую» антенну, можно получить отличный сигнал в одной комнате и плохой сигнал сбоку или этажом выше. Для домашнего роутера важнее нормальное расположение: не на полу, не в металлическом шкафу, не за телевизором и не рядом с микроволновкой. А если нужно покрыть большую площадь, лучше использовать Mesh-систему, репитер или дополнительную точку доступа. Про сами антенны у нас есть отдельный материал – что такое Wi-Fi антенна и какие они бывают.

ОШИБКА НОВИЧКОВ: Покупать антенну с большим dBi и ждать, что Wi-Fi станет лучше везде. Антенна с большим усилением обычно сужает диаграмму направленности. Это может помочь для моста между двумя зданиями, но в квартире иногда делает покрытие хуже. Сначала проверьте канал, диапазон, место установки и уровень сигнала, а уже потом думайте про замену антенн.

Что реально улучшает Wi-Fi дома?

Если коротко, мощность передатчика – далеко не первый параметр, с которого стоит начинать. В большинстве квартир проблема не в том, что роутер «слабый», а в том, что он стоит неудачно, эфир забит соседями, используется неправильная ширина канала или клиент сидит слишком далеко на 5 ГГц через бетонные стены. Иногда достаточно переставить роутер на метр выше и ближе к центру квартиры, чтобы результат стал лучше, чем от выкручивания мощности.

Проверьте по порядку:

• Поставьте роутер выше и ближе к центру квартиры.
• Не прячьте его в шкаф, нишу, за телевизор или рядом с металлом.
• Для дальних комнат попробуйте 2.4 ГГц, для скорости рядом с роутером – 5 ГГц.
• На 2.4 ГГц используйте ширину 20 МГц.
• Проверьте загруженность каналов через анализатор Wi-Fi.
• Обновите прошивку роутера, если давно этого не делали.
• Если покрытия физически не хватает, используйте Mesh, репитер или точку доступа по кабелю.

МОЙ ВАРИАНТ: Я бы сначала проверил уровень сигнала в проблемной комнате. Если там -80 dBm и хуже, простая смена мощности может не спасти. Если сигнал нормальный, но скорость низкая, смотрим канал, ширину, помехи и диапазон. Если сигнал слабый везде, уже думаем про расположение роутера или дополнительную точку доступа.

Короткий FAQ

Чем больше dBm, тем лучше?

Не всегда. Больше dBm означает больше мощность передатчика, но это не гарантирует лучшую скорость и стабильность. Wi-Fi работает в обе стороны, а значит важны еще мощность клиента, чувствительность приемника, шумы, стены, канал и ширина канала. В квартире слишком большая мощность иногда только усиливает помехи.

 

Что лучше выбрать на 2.4 ГГц – 20 или 40 МГц?

Для многоквартирного дома почти всегда лучше 20 МГц. На 40 МГц теоретическая скорость выше, но сеть занимает больше места в эфире и сильнее цепляет соседей. Если вокруг много Wi-Fi сетей, 40 МГц может дать не ускорение, а падение стабильности.

 

Почему телефон плохо ловит, хотя роутер мощный?

Потому что телефон тоже должен передавать данные обратно на роутер. У смартфона маленькая антенна и ограниченная мощность, поэтому связь может быть несимметричной. Роутер телефон «добивает», а телефон роутеру отвечает уже плохо. В таком случае лучше помогает правильное размещение роутера или дополнительная точка доступа.

 

Можно ли поставить регион другой страны и увеличить мощность?

Технически на некоторых роутерах такая возможность есть, но я не советую так делать. Можно получить проблемы с законными ограничениями, каналами, совместимостью и стабильностью. Лучше настроить сеть нормально: выбрать канал, ширину, диапазон и правильное место для роутера.

 

Сколько dBm нужно для дома?

Для обычного домашнего роутера часто встречаются значения около 17-20 dBm в диапазоне 2.4 ГГц, но смотреть только на эту цифру бессмысленно. Важнее итоговое покрытие, уровень сигнала в комнатах и отсутствие сильных помех. Если в дальней комнате уровень около -70 dBm или лучше, для большинства бытовых задач этого достаточно.

Видео

YouTube