Всем привет! Сегодня мы пообщаемся о мощности передатчика WiFi 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 десять dBm, то и мВт вырастет в 10 раз. Но если показатель первого значения будет 20, то прирост второго уже будет 100.
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 бить луч радиоволны, действительно будет лететь дальше, но это только на открытом пространстве без массивных препятствий.
Именно поэтому если выкрутить на максимальную мощность, 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 приёмника и передатчика будут слишком велики, то это может повлиять на чистоту передачи данных.
Содержание
- Чувствительность приёмника
- Ширина канала
- Коэффициент усиления антенны
- Задать вопрос автору статьи
Чувствительность приёмника
Этот показатель напрямую влияет на качество связи, как и мощность. Чувствительность, если говорить простым языком — это показатель, при котором приёмник может расшифровать слабый сигнал. Если чувствительность низкая, то приемник относительно слабый сигнал с шумами просто не сможет прочитать.
В результате роутеру придётся 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 полностью тушить сигнал. Чувствительность обычно имеет обозначение в -dBm и в программах пишется по-английски – RX Power. Там нужно смотреть на значение, и чем оно меньше (с учетом знака минуса), тем хуже связь (так как весь смысл этой истории в том, насколько слабым может быть сигнал на приемнике). Например, -30 dBm в несколько раз лучше чем -85 dBm.
Некоторые зададутся вопросом, а почему здесь стоит знак минус. Дело в том, что данная величина измеряется относительно мощности, но в отрицательном значении. Например, если мы увеличим мощность, то значение чувствительности увеличится, но в отрицательную сторону – как на картинке ниже.
Но если вы когда-нибудь встретитесь с таблицами чувствительности и мощности маршрутизаторов, то вы можете заметить, что чувствительность будет расти со скоростью передачи данных. Чем выше чувствительность (учитывая знак минус), тем лучше связь и больше скорость. Давайте взглянем на пример таблицы снизу.
Также вы можете заметить три буквы MCS, которые при расшифровке обозначают «Modulation and Coding Scheme». Если перевести дословно, то получится: «Кодированный схема с использованием модуляции». В общем, это один из вариантов увеличить скорости передачи данных, когда на частоту радиоволны накладывается информационный сигнал. При этом может использоваться несколько антенн или для увеличения скорости более широкий канал.
Например, большинство роутеров работают с MCS 15 на стандарте 802.11n. При этом чувствительность -75 dBm, а мощность 23 dBm. Скорость передачи данных может варьироваться от ширины канала. Если ширина будет 20 МГц, то скорость будет 150 Мбит в секунду. При задействовании ширины канала в 40 МГц скорость пропорционально вырастает в два раза.
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 одного канала равняется 20-40 МГц. Многие маршрутизаторы могут сразу работать с двумя полосами, автоматически их меняя.
Если говорить просто – то ширина канала даёт 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 ещё несколько полос, то поток машин будет увеличен. И тут так же.
Выше представлены варианты ширины канала для частоты 5 ГГц: 20, 40, 80, 160 Mhz. Скорость передачи, как вы уже поняли, сильно вырастает, но при этом вырастает и шумность полосы. То есть приёмник будет ловить все шумы на всех каналах, что может сказаться на скорости.
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 стандарта, так как на нём сидят почти все, а также маленькое количество каналов: всего 11. А при использовании ширины канала в 40 МГц, приёмник может начать ловить помехи от соседних каналов.
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.
Коэффициент усиления антенны
КУА не измеряется в мощности, так как не может потреблять электроэнергию, но в качестве параметра используется dBi. Но при этом, как ни странно, КУ можно увеличить, за счет уменьшения радиуса покрытия одного луча. Расскажу на примере лампочки. Если мы включим лампочку, то она будет рассеивать свет во все стороны.
Теперь мы берём 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 ещё меньше, то получится лазер, который сможет бить ещё дальше.
Сила всего передатчика, в нашем случае роутера, будет складываться от мощности (dBm) и усиления антенны (dBi). В результате мы получим dBm. Например, для улучшения сигнала в дорогих роутерах используется несколько антенн. Каждая такая антенна имеет увеличенный коэффициент усиления. Но как вы уже знаете, при это падает диапазон покрытия. Именно поэтому таких антенн ставится несколько.
Разделяют несколько видов:
- Всенаправленные антенны – устанавливаются на все дешёвые роутеры и имеют полный радиус действия на все 360 градусов;
- Секторные – такие антенны имеют пучок радиоволны с углом от 60 до 120 градусов;
- Узконаправленные – угол от 3 до 8 градусов.
Чаще всего узконаправленные используют для построения вай-фай 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.
На чтение 9 мин Просмотров 8к.
Максим aka WisH
Высшее образование по специальности «Информационные системы». Опыт работы системным администратором — 5 лет.
Задать вопрос
При покупке передающих устройств, вроде маршрутизаторов, ретрансляторов или чего-то подобного, большое внимание уделяется характеристикам. Не все из них понятны для тех людей, которые не сталкиваются с подобным оборудованием постоянно. Сегодня расскажем о том, что такое dBi, на каких устройствах встречается и стоит ли обращать внимание на эту характеристику при покупке.
Содержание
- Что такое dBi
- Формула
- На простом примере
- Разница между dBi и dBm
- Как усилить дБи для антенны в домашних условиях
- Заключение
Что такое dBi
Для начала стоит сказать, что такое децибел. Эта величина часто используется в электросвязи, акустике, радиотехнике, в теории систем автоматического управления. Это относительная величина, которая рассчитывается по формуле, так что в разных научных направлениях децибелы могут иметь разные значения. В общем случае они показывают во сколько раз какой-то сигнал сильнее или слабее другого.
dBi (русское дБи) — изотропный децибел (децибел относительно изотропного излучателя). Он показывает коэффициент усиления мощности сигнала относительно идеальной изотропной антенны. Изотропная антенная излучает идеально во всем радиус действия сигнала. То есть, она имеет идеально круглую сферу распространения сигнала, когда во все стороны сигнал идет с одинаковой силой.
Эталонная антенна, так называемый изотропный излучатель — идеальная антенна, диаграмма направленности которой представляет сферу, коэффициент усиления которой равен единице и КПД которой равен 100%. Это виртуальный объект, к параметрам которого стоит стремится, чтобы достичь наибольшей эффективности.
В реальной жизни таких антенн не бывает. У каждого устройства есть определенная направленность антенны, так что в одну из сторон сигнал идет активнее, а в других направлениях он слабее, чем у изотропной антенны. Вот в характеристиках и указывается это усиление относительно идеальной антенный в формате дБи.
Формула
Есть формула для расчета самого показателя дБи, но для пользователя любых устройств, вроде Wi-Fi роутера,3G или 4G модемов или других передающих девайсов она сама по себе не имеет смысла. За вас уже все посчитано, а в характеристиках указано dBi gain, дБи или еще что-то подобное. Зато можно использовать формулу, чтобы посчитать, на сколько антенная усилит исходный сигнал.
Формула выглядит так: G(dBi) = 10log(G), где:
- G(dBi) – коэффициент усиления изотропной антенны, выраженный в децибелах;
- (G) – сколько раз сильнее антенна принимает (передает) от изотропной антенны ( в линейном масштабе).
На картинке приведена формула, которая поможет вам понять гораздо лучше то, как работает сам этот параметр. В следующем разделе приведем пример расчета, в котором по этой формуле переведем непонятные дБи в понятные «разы». Если не хотите заниматься самостоятельным счетом, то в интернете есть онлайн калькуляторы перевода одного параметра в другой.
На простом примере
Когда смотрите в характеристики роутера или в описание сигнала модема, то часто встречаете параметры 3 – 5 dBi, редко попадаются значения больше пятерки. Посчитаем во сколько раз усилит сигнал антенна с указанным параметром 5 дБи, для чего немного преобразуем ранее указанную формулу:
В итоге получается, что такая антенна увеличит мощность сигнала в 3 с небольшим раза. При 10 дБи усиление будет уже в 10 раз, а при 3 дБи усиление будет всего в два раза. Если вам попадется какое-то нестандартное значение параметра, то сможете посчитать значение усиления по формуле или найдете итоговой ответ в интернете.
При таком подходе вам сразу будет понятнее, какое устройство стоит брать. Например, что лучше, роутер с передатчиком 11 дБм и антенной в 8 дБи или же мощностью 20 с антенной в 5 дБи? Если просто так читать характеристики, то тут ничего непонятно. Если же конвертировать в разы и перемножить, то у первого получится мощность передатчика 69,41, а у второго 63,2. То есть второй оказался слабее, сначала покажется, что не намного, но это не так.
Сам по себе параметр dBi мало на что влияет, вам нужно соотносить его с мощностью передатчика, чтобы понять итоговую выходную мощность устройства.
Также при выборе устройства вам нужно будет учитывать и направленность антенны. Всенаправленных антенн не бывает, все равно в какую-то из сторон сигнал передается лучше, чем в другую. Это стоит учитывать при выборе места для устройства. Если в типовой квартире при достаточной мощности передатчика ловить будет все равно везде, то вот при настройке вай фай моста направление антенны важно.
При передаче сигнала на большие расстояние антенну направляют точно на приемник. Чем больше точность, тем лучше проходит сигнал между устройствами. Чем чище и мощнее сигнал, тем меньше потерь при передаче, меньше приходится повторно отправлять данные, а значит, скорость обмена информацией увеличивается.
Подобный эффект можно наблюдать и дома, если направите «рожки» своего роутера в правильную сторону. Обычно у них направление усиления сигнала такое же, как показано на картинке, но в отдельных случаях имеются и отличия.
Если вы поставите свои антенны так, чтобы усиленный сигнал шел в те комнаты, в которых он обычно слабый, то сможете наблюдать увеличение силы сигнала и некоторое повышение скорости из-за уменьшения потерь при передаче.
Разница между dBi и dBm
Также при выборе роутера или другого устройства вы можете увидеть параметр dBm. Он обозначает вообще другой параметр и относится к передатчику, а не к антенне или усилителю сигнала. В нем тоже не все так просто, как кажется незнакомому с темой человеку.
dBm (дБм) – создан для удобства обозначения характеристик. Этот параметр было решено принять за эталон (нулевой уровень) и относительно ее измерять уровень уже в децибелах. Так, если принять за нулевой уровень — 1мВт и относительно его измерять, то появляется такая единица измерения как дБм (1мВт = 0 дБм).
| дБм | мВт | дБм | мВт |
| -18,0 | 0,0158 | 7 | 5,01 |
| -17,0 | 0,0200 | 8 | 6,31 |
| -16,0 | 0,0251 | 9 | 7,94 |
| -15,0 | 0,0316 | 10 | 10,0 |
| -14,0 | 0,0398 | 11 | 12,6 |
| -13,0 | 0,0501 | 12 | 15,8 |
| -12,0 | 0,0631 | 13 | 20,0 |
| -11,0 | 0,0794 | 14 | 25,1 |
| -10,0 | 0,100 | 15 | 31,6 |
| -9,0 | 0,126 | 16 | 38,8 |
| -8,0 | 0,158 | 17 | 50,1 |
| -7,0 | 0,200 | 18 | 63,1 |
| -6,0 | 0,251 | 19 | 79,4 |
| -5,0 | 0,316 | 20 | 100 |
| -4,0 | 0,398 | 21 | 126 |
| -3,0 | 0,501 | 22 | 158 |
| -2,0 | 0,631 | 23 | 200 |
| -1,0 | 0,794 | 24 | 251 |
| 0 | 1,00 | 25 | 316 |
| 1 | 1,26 | 26 | 398 |
| 2 | 1,58 | 27 | 501 |
| 3 | 2,00 | 28 | 631 |
| 4 | 2,51 | 29 | 794 |
| 5 | 3,16 | 30 | 1000 |
| 6 | 3,98 | 31 | 1300 |
Как можете видеть из таблички, зависимость одного параметра от другого сложно запомнить. В итоге покупатель часто путается в цифрах и берет не то оборудование, которое нужно, а то, которое лучше себя подает. Вот смотришь на характеристики: у одного мощность передатчика 11, а у другого 14 дБм, ведь смешная разница же получается! А на самом деле у второго устройства передатчик в два раза мощнее.
Из-за таких неочевидных средств измерения мощности передатчика, к которым плюсом идут коэффициенты усиления антенны, считающиеся тоже неочевидным образом, люди плохо понимают какое устройство и насколько мощнее передает сигнал. В итоге может быть куплен девайс с «чуть-чуть» меньшими характеристиками, но с несколькими дополнительными и не такими уж нужными функциями.
Как усилить дБи для антенны в домашних условиях
Практических способов усиления именно дБи своими силами почти нет. Если у антенны есть какие-то параметры, то такими они и останутся. Если у вашего роутера съемные антенны, то можно купить более мощные передатчики для своего девайса – это будет наиболее эффективным способом.
Обычно же под усилением дБи понимают усиление сигнала. В этом случае может помочь несколько способов:
- Смена места маршрутизатора. Не ставьте свой роутер в угол из бетонных стен или рядом с другими устройствами, которые также могут излучать радио-сигналы. Найдите относительно открытое место, расположенное примерно по центру квартиры или дома. Также установите устройство повыше, чтобы было меньше помех для прохождения сигнала.
- Сориентируйте антенны. Обычно они установлены как попало. Попробуйте поставить их строго вертикально, если сигнал должен распространяется по горизонтали. Поиграйте с углом наклона антенн, чтобы добиться лучшего сигнала в той точке, в которой его сейчас не хватает.
- Используйте сеть 5 GHz, если ваше устройство поддерживает её. На 2.4 GHz работает большинство бытовых устройств, так что помех для сигнала, особенно в многоквартирных домах, может быть очень много.
- Зайдите в настройки роутера и проверьте, что мощность сигнала там выставлена на 100 процентов.
Заключение
Теперь должно быть понятно, что именно производители подразумевают под параметрами дБм и дБи. Большинство людей на них мало обращает внимания при покупке, сосредотачиваясь на других характеристиках маршрутизатора. Такой поход сработает, если вы покупаете устройство в одно или двухкомнатную квартиру, в который межкомнатные стены не сделаны из чистого бетона. Если нужно обеспечить качественный сигнал на большой территории, то на передатчик и антенну смотрите в первую очередь.
Пользуйтесь таблицами для перевода дБм в мВт и сразу же умножайте на то количество раз, в которое антенная может усилить сигнал. Только придя к конечным числам вы сможете понять какое устройство насколько мощнее. Если же не уверены в том, какая антенная подойдет вам, то возьмите такой роутер, в который можно устанавливать сменные антенны. Тогда, в случае проблем, сможете купить такую, что подойдет для вашего сигнала, примерно прикинув во сколько раз нужно усилить передатчик.
Содержание страницы
- Мощность передатчика
- Чувствительность приемника
- Диапазон частот
- Уровень сигнала
- Оценка качества сигнала (Signal)
- dB, dBi, dBm
Радиус действия точки доступа напрямую зависит от мощности? Мощность передатчика точки доступа определяет расстояние, на которое будет передаваться сигнал, а также скорость передачи данных. Но это не единственная величина, которая влияет на дальность работы беспроводной сети, она зависит от множества различных факторов:
- Диапазон частот
- Выходная мощность передатчика
- Чувствительность приемника
- Виды антенн, коэффициент усиления сигнала
- Ширина канала
- MIMO
- Техника модуляции
- Расстояние и преграды
- Другие факторы
Разные факторы по разному влияют на распространение сигнала. Например, чем больше расстояние и чем больше поглощение сигнала, тем меньше скорость. В диапазоне частот 2.4 ГГц – длина волны составляет 12.5 см и чем больше длина волны (ниже частота), тем больше проникающая способность сигнала и выше дальность распространения сигнала при одной и той же излучаемой мощности. Соответственно радиосигнал в диапазоне 2.4 ГГц имеет большую проникающую способность, чем в диапазоне 5 ГГц.
Не каждая проблема с подключением возникает из-за слабого уровня сигнала.
Мощность передатчика
Мощность передатчика беспроводного оборудования на территории России, Украины, Белоруссии и других стран СНГ и Европы имеет региональные ограничения и не должна превышать 20 dBm равных 100 mW и 23 dBm = 200 mW при использовании динамического управления излучаемой мощностью сигнала. В реальном оборудовании данные показатели находятся в диапазоне от 15 до 20 dBm. Связано это по большей части с нежеланием производителя “рисковать”, ведь устройство мощностью свыше 20 dBm просто не пройдет сертификацию.
Усиление излучаемой мощности сигнала – означает более надежное соединение, но это не решает все проблемы. Даже если клиент будет слышать точку из-за большого усиления, то точка не услышит клиента, ввиду того, что у него же вы мощность не подняли.
Чувствительность приемника
Чувствительность приемника – это минимальный уровень входящего сигнала для обеспечения приёма данных с клиентского устройства, и влияющий на дальность связи и скорость приема данных. При увеличении излучаемой мощности сигнала радиомодуля, чувствительность незначительно может улучшиться, но при чрезмерном усилении этот показатель может значительно ухудшится, так появится “перекос” в скорости приема и передачи данных, когда скорость передачи клиенту будет выше в несколько раз, чем скорость от клиента к точке доступа.
Чувствительность приемника указывается для конкретной скорости передачи, поскольку каждая схема модуляции имеет свои требования к отношению сигнал/шум (SNR). В общем случае, чем выше скорость передачи данных, тем больше должно быть отношение сигнал/шум (меньший уровень шума), и тем выше чувствительность приемника.
Диапазон частот
Диапазон 2.4 ГГц – это низкая полоса частот и наиболее распространённая, способная легче преодолевать различные преграды, что повышает радиус работы данной сети, но не обладает высокой скоростью передачи данных. Диапазоны 5 ГГц и 6 ГГц – напротив обладают более высокой частотой, достигая высоких скоростей передачи данных, менее загружены, но имеют меньше пробивною способность и меньший радиус работы.
Уровень сигнала
- Самый точный способ выразить это с помощью мBт (миливатт) (mW / 1 mW = 0 dBm)
- Signal (уровень сигнала) – показатель уровня сигнала принимаемым устройством, обычно значения находятся в промежутке от 0 до -100
- RSSI (индикатор мощности принятого сигнала) – это обычное показатель, но большинство поставщиков адаптеров Wi-Fi обрабатывают по разному, поскольку он не стандартизирован. Некоторые адаптеры используют шкалу от 0 до 60, а другие от 0 до 255
- Noise (уровень шума) – показатель допустимого уровня шума, для указанной ширины каналы
- SNR (отношение уровня сигнала к шуму) – разница между уровнем сигнала и уровнем шума
Изменения мощности сигнала не являются плавными и постепенными, dBm масштабируется логарифмически, а не линейным образом. Правило 3 и 10 подтверждает логарифмическую природу dBm:
- 3 dBm потерь = -3 dBm = уменьшает вдвое мощность сигнала
- 3 dBm усиления = +3 dBm = удваивает мощность сигнала (100 mW = 20 dBm, 200 mW = 23 dBm)
- 10 dBm потерь = -10 dBm = в 10 раз меньше мощности сигнала
- 10 dBm усиления = +10 dBm = в 10 раз больше мощности сигнала (10 mW = 10 dBm, 100 mW = 20 dBm)
Оценка качества сигнала (Signal)
Нужно помнить о значении Signal – работаем с отрицательным значением. -30 – более высокий сигнал, чем -80, потому что -80 – намного меньшее число
- -30 dBm – Максимальный уровень сигнала, вероятно, находитесь рядом с точкой доступа
- -50 dBm – Ниже этого уровня, считать отличным сигналом
- -60 dBm – Ниже этого уровня, хорошим и надежным уровень сигнала
- -67 dBm – Это минимальное значение, требующих бесперебойной и надежной передачи данных, скорость будет низкой, но стабильной
- -70 dBm – Сигнал слабый, скорость передачи крайне низкая
- -80 dBm – Уровень сигнала слишком мал, не возможно поддерживать надежное соединение
- -90 dBm – Подключение практически невозможно, или скорость передачи данных будет слишком мала
dB, dBi, dBm
При расчетах все эти dB, dBi, dBm по сути своей все являются децибелами, т.е. суммируются (если усиление) или вычитаются (если затухание), но dBm имеет приоритет как величина мощности сигнала. Например: Уровень на входе приемника(dBm) = Мощность передатчика(dBm) + Усиление антенн(dBi) – Ослабление сигнала(dB)
Вы ходите по дому и время от времени видите, как полоски уровня сигнала Wi-Fi на вашем устройстве перемещаются вверх или вниз. Если вы когда-нибудь задумывались, что меняется, когда вы теряете или получаете «бар», этот пост для вас.
Вы узнаете, как dBm используется для обозначения уровня мощности и измерения силы сигнала Wi-Fi. В большинстве случаев это только для вашей информированности. Вы мало что можете сделать с сигналами, кроме как перемещать своё устройство или вещательную сеть Wi-Fi.
Однако, в некоторых случаях знание того, как настроить спутники на основе dBm в ячеистой системе, может помочь в оптимизации передачи сигнала. Всё это может быть немного запутанным, пока вы не закончите с этим постом.
dBm – уровень сигнала Wi-Fi в зависимости от мощности
В сетях Wi-Fi dBm используется для обозначения двух вещей: уровня мощности вещателя и уровня сигнала на принимающей стороне.
Но, что такое dBm? Здесь всё становится интереснее (или скучнее, в зависимости от того, насколько глубоко вы хотите проникнуть в тему) – сначала нам нужно понять, что такое dB
Небольшое предупреждение: следующая часть может быть немного технической.
Что такое dB
dB – это сокращение от децибел, которое составляет одну десятую бела (В) и является единицей измерения, обычно используемой для оценки:
- Громкости звука. Показывает соотношение между текущим звуком и самым низким уровнем звука, воспринимаемым человеческим ухом, который составляет 0 дБ. Что касается громкости, то 60-70 дБ – это нормальный разговор, а 125 дБ – это когда вы начинаете чувствовать боль в ушах.
- Разницы (или соотношения) между двумя уровнями электрической мощности.
- Увеличения или уменьшения мощности сигнала.
dB полезен, потому что он позволяет рассчитывать усиления и потери сигнала (мощности), которые могут включать большие масштабы, пут`м сложения или вычитания целых чисел вместо десятичных или сложной формулы записи.
dB – это также форма научного обозначения уровней мощности и сигналов электронных устройств. Это позволяет передавать очень большие числа несколькими символами.
Как правило, 1 000 000 можно преобразовать в 60 dB, и аналогичным образом 0,000001 равно −60 dB. Это потому, что в логарифмическом отношении 6 – это логарифм 1 000 000, который можно записать как 106.
Что наиболее важно помнить о dB, так это то, что он не линейный, а логарифмический. Более высокое значение в dB всегда означает «больше», но это значение растёт не равномерно. Другими словами, «усиление» от 1 dB до 2 dB отличается от роста с 5 dB до 6 dB.
В большинстве случаев dB используется с чем-то ещё. Популярными примерами являются dBi и dBm.
Что такое dBm
dBm – это сокращение от децибел (относительно) милливатт. Другими словами, это логарифмический способ передачи уровня мощности или силы сигнала.
dBm как уровень мощности (источник вещания)
При использовании для оценки уровня мощности 0 dBm принимается как 1 мВт (милливатт). Именно столько вкладывается в устройство вывода, такое как антенна или то, что вы можете увидеть в измерителе мощности.
Формула довольно заумная и сложная, но обычно каждый раз, когда мы удваиваем (или уменьшаем вдвое) уровень мощности, мы прибавляем (или вычитаем) 3 dBm.
Так, например, 125 мВт равняется 21 dBm, 500 мВт – 27 dBm, а 1000 мВт (1 Вт) – 30 dBm.
dBm как мощность сигнала (принимающая сторона)
На принимающей стороне сила сигнала обычно понимается как чувствительность сигнала на приемнике. В этом случае есть несколько вещей, которые вы должны помнить о значении dBm:
- Это всегда отрицательное число – мы говорим здесь не о количестве, а об индикаторе. Это потому, что 0 дБм (1 мВт) означает 100% чувствительность – невозможный уровень. Реальные уровни сигналов всегда ниже 0 дБм.
- Чувствительность сигнала находится в диапазоне от 0 dBm до −128 dBm. Чем ближе число к нулю, тем сильнее сигнал. Так, например, −30 dBm сильнее, чем −60 dBm.
- Опять же, поскольку dB и, следовательно, dBm не масштабируются, как большинство измерений (вес, длина и т.д.) – они нелинейны и постоянно возрастают, – разрыв между −30 dBm и −60 dBm может быть не более значительным, чем между −60 dBm и −65 dBm.
Как правило, значимые значения dBm на приёмном конце находятся в диапазоне от −10 (самые сильные сигналы) до −90 (самые слабые).
Вот общие показания dBm:
- выше −30 dBm: слишком хорошо, чтобы быть правдой, или перенасыщение сигнала (что плохо).
- −30 dBm: наилучшее из возможного.
- −50 dBm: отличный сигнал.
- −60 dBm: очень хороший сигнал.
- −70 dBm: это порог, при котором вы, возможно, потеряете полоску сигнала и вот-вот потеряете другую, если уже не потеряли. Но связь по-прежнему стабильная.
- −75 dBm: здесь начинаются проблемы, но соединение всё ещё можно использовать.
- −80 dBm: граница полезного – у вас едва ли есть только одна полоска.
- −90 dBm: сигнал очень слабый, к нему (почти) невозможно подключиться.
- ниже −90 dBm: забудьте об этом.
Тем не менее, значение чисел немного различается в зависимости от среды и оборудования. Как и всё в Wi-Fi, это не жёсткие значения – ждите нюансов.
Как узнать дБм вашего текущего принимаемого сигнала Wi-Fi
Когда устройство Wi-Fi подключается к вещателю, оно делает это с определенным значением dBm, которое постоянно меняется в режиме реального времени в зависимости от окружающей среды и расстояния.
В зависимости от приложения это значение называется по-разному, но самое популярное название – индикатор уровня принимаемого сигнала или RSSI.
Самый простой способ узнать уровень принятого сигнала Wi-Fi устройства – это использовать анализатор Wi-Fi.
Запустите приложение, и оно может визуализировать для вас, какие значения dBm имеют ваши текущие устройства, как на стороне вещателя, так и на стороне получателя.
Если вы работаете на Mac, есть ещё один простой способ определить текущий уровень сигнала Wi-Fi, принимаемого устройством: щёлкните значок Wi-Fi, удерживая нажатой клавишу Option. Теперь вы увидите мощность сигнала Wi-Fi, показанную как значение RSSI.
Когда можно (и нужно) изменить значение dBm
Как правило, вы не можете вручную изменить значение dBm. Это потому, что ваш клиент Wi-Fi получает на определенном расстоянии от вещателя, то что есть. Чтобы изменить его, вам нужно физически перемещать устройство.
Однако при использовании нескольких вещателей, т.е. ячеистой системы Wi-Fi, изменение значения dBm может помочь устройствам беспрепятственно перемещаться.
В этом случае вы изменяете значения dBm триггеров. Другими словами, вы вводите целевое число dBm, при котором что-то произойдёт.
В частности, если у вас есть несколько вещателей в доме и вы хотите, чтобы ваше устройство Wi-Fi, например, телефон, автоматически подключалось к ближайшему хосту, а не к удаленному, может помочь настройка триггеров dBm на вещателях.
Кстати, это называется бесшовной передачей, что всегда является хитрым делом.
Выбор правильного значения дБм
Не все ячеистые системы позволяют изменять триггеры dBm – в лучшем случае, вы можете только включать или выключать бесшовное обслуживание.
Одна из известных мне систем даёт вам эту возможность – AiMesh от Asus, и я буду использовать её в качестве примера.
В этом случае вы можете настроить значение dBm для помощника по роумингу для каждой полосы частот (2,4 ГГц, 5 ГГц или 6 ГГц). И даже тогда это немного привередливо. Это связано с тем, что, в зависимости от среды, роутер выбирает значение dBm, которое лучше всего подходит для бесшовного обслуживания.
Следовательно, вы можете обнаружить, что это число отличается от одного роутера к другому или от одного местоположения к другому. Однако, вы можете использовать значение по умолчанию в качестве базового.
Говоря о значении по умолчанию, число, которое вы, вероятно, увидите, составляет −70 dBm, порог при котором уровень сигнала всё ещё составляет около 60%.
На этом уровне клиент отключится от текущего узла, когда уровень сигнала достигнет 2 делений, и обнаружит поблизости другой узел с более сильным сигналом. Затем он подключается к ближайшему узлу.
Если вы хотите, чтобы передача обслуживания происходила при более высоком пороге (например, 3 деления), увеличьте значение dBm на несколько пунктов от базового (−67 dBm или около того). Теперь ваш телефон не будет ждать, пока сигнал опустится до двух делений, прежде чем переключиться.
Если вы измените его на ещё более высокое значение (например, −60 dBm), передача обслуживания может происходить слишком часто, что может быть плохо, особенно когда вы остаётесь прямо посередине двух узлов.
Это связано с тем, что при каждом переходе клиенту требуется некоторое время для повторной аутентификации на новом узле. Следовательно, слишком много прыжков могут вызывать частые прерывания.
С другой стороны, если вы измените значение на уровень ниже −70 dBm, передача обслуживания может вообще не произойти, и ваш телефон останется подключенным к узлу до тех пор, пока не исчезнет сигнал.
Я рекомендую использования значения dBm между −60 (менее прилипчивый, более высокая скорость) и −75 (более прилипчивый, ниже производительность).
Вывод – что нужно знать о dBm
Опять же, в большинстве случаев знание текущего dBm на вашем устройстве даётся просто для информации. Чтобы вы могли настроить положение вашего устройства или вашего Wi-Fi вещателя.
В некоторых случаях изменение триггера на основе dBm может помочь при роуминге в настройке сетки. Но даже в этом случае имейте в виду, что Wi-Fi может быть непредсказуемым и не всегда влияет на то, как мы воспринимаем физический мир.
Это потому, что с Wi-Fi мы буквально получаем то, чего не видим. Так что не ожидайте, что он будет вести себя так, как вы видите вещи. В большинстве случаев это вопрос проб и ошибок.
С понятием “децибел” я столкнулся, можно сказать, в детстве, когда еще не было mp3 плееров и были популярны магнитофонные кассеты. На магнитофоне были датчики уровня записи/воспроизведения, шкала которых содержала те самые децибелы. Тогда мне было не совсем ясно что это такое, но сейчас настала пора расставить точки над Ё, тем более, что сейчас с децибелами (dBm) сталкивается много людей, которые задумали купить себе Wi-Fi оборудование.
Вообще, люди начали использовать децибелы для измерения различных вещей не просто так. Еще в 19м веке психофизиологами Эрнстом Вебером и Густавом Фехнером было установлено, что “сила ощущения p пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя S”:
где 
– константа, которая зависит от вида раздражителя, 
– пороговая интенсивность, которая соответствует нижнему пределу чувствительности человека. Говоря иначе: чтобы человек ощутил разницу в чем либо (громкости двух звуков, весе двух гирь, степени освещенности, которую дают две лампочки…) интенсивность воздействия данных факторов должна различаться не на какое то значение (типа: человек заметит разницу в весе, если вес предметов отличается на 100 грамм), а в определенное число раз.
Одним из внешних раздражителей, на которые способен реагировать человек – это звук. Звук в воздухе представляет собой волны разряжения и сжатия газа и, соответственно, волны изменения давления относительно нормального. Изменение давления в свою очередь приводит к изменению силы, с которой воздух давит на барабанную перепонку, что и чувствуется человеком. Нормальное давление воздуха составляет примерно 100000 Паскалей. Это соответствует силе в 100000 Ньютон на квадратный метр, или примерно 10 Ньютон на сантиметр или 1 кг на сантиметр. Давайте разберемся, что такое громкость в 100 децибел и какое избыточное давление ей соответствует. Для перевода громкости звука из значений избыточного давления к децибелам существует (просто так принято) такая формула:
(1)
где буква 
– это значение громкости в децибеллах, 
– максимальное избыточное давление в звуке, 
Паскалей. Из формулы (1) легко получить выражение для нахождения избыточного давления по известной громкости звука в децибелах:
(2)
Из формулы (2) можно найти, что громкость 100 децибел соответствует:
всего 2 Паскаля, что составляет 0,002% от нормального атмосферного давления. Отсюда видно, какие чувствительные уши у людей, ведь 100 децибел это уже очень громкий звук. Громкость выше 140 децибел – это болевой порог.
А есть ли максимальная громкость звука, которую может передать воздух? Да есть. Это связано с тем, что звук – это колебания давления в обе стороны от нормального, атмосферного. Но ведь отрицательного давления воздуха быть не может, и поэтому величина ограничена как раз значением нормального давления в 
Паскалей. Чему равна эта максимально возможная громкость в децибелах? Используя формулу (1) легко найти:
То есть, максимально возможная громкость звука в воздухе составляет 194 децибел. Если избыточное давление в распространяемом возмущении воздуха больше атмосферного, то это уже не звук, а ударная волна.
Перейдем теперь к радио-передатчикам и, в частности, к Wi-Fi устройствам. В технических характеристиках для всяких там Wi-Fi роутеров можно встретить такой параметр как dBm – децибел на милливатт. Милливатт – это мощность, равная 1/1000 ватта или, говоря проще, 0,001% от мощности 100 ватной лампочки. Вот как рассчитывается показатель dBm:
(3)
где – это уже не давление, а мощность передатчика, 
милливатт. Из формулы (3) легко получить формулу для определения реальной мощности передатчика Wi-Fi в ваттах по известному параметру dBm:
(в милливаттах) (4)
Воспользовавшись формулой (4) оценим мощность некоторых стандартных Wi-Fi роутеров:
| Значение мощности в dBm | Значение мощности в милливаттах |
| 15 | 31,6 |
| 17 | 50,1 |
| 17,5 | 56,2 |
| 19 | 79,4 |
| 19,5 | 89,1 |
| 20 | 100 |
Могло бы показаться что, роутеры с dBm=17 и dBm=20 отличаются не сильно, но, как видно из таблицы, их мощности излучения отличаются в 2 раза.
Поделиться: twitter facebook