СигналWi-fi представляет собой радиоволну с определённой скоростью распространения в окружающем пространстве. Окружение влияет на Вай-Фай негативным образом — снижает скорость приёма/передачи данных, сокращает зону покрытия. Радиоволны сами по себе затухают при удалении от источника, но объекты, наполняющие пространство, усугубляют ситуацию намного быстрее.
Одна из главных проблем в организации локальных информационных сетей — наличие перегородок, стен, мебели из различного сырья. Их состав и состояние влияют на качество соединения по-разному. Степень воздействия определяют с помощью коэффициентов затухания. Они позволяют точно оценить, насколько «упадёт» Wi-Fi в той или иной точке информационного пространства, и принять соответствующие меры для его усиления. Значения коэффициентов можно рассчитать по формуле, выведенной экспериментально посредством измерения мощности интернет-сигнала до препятствия и после него.
Формула для расчёта коэффициентов затухания
В одном из техно-блогов представлены сведения по результатам исследования, проведённого американским университетом (штат Южная Каролина). Предметом работы было измерение мощности Wi-Fi до и после прохождения через различные среды. Рассматриваемые частотные диапазоны — 2.4 ГГц и 5 Ггц, традиционные для широкополосного доступа.
Для расчётов коэффициентов была использована формула: R(Wlan) = 10 log (Р2/Р1), где под P2 рассматривали мощность интернет-сигнала после препятствия, под P1 — до него.
Мощность измеряется в децибелах (dB). Коэффициент затухания — R — является безразмерным. В экспериментах участвует логарифмический детектор, поэтому в формуле присутствует логарифм.
Результаты университетского исследования
Изменение уровня интернет-сигнала после прохождения через различные среды представлено в Таблице 1.
Таблица 1. Степень отрицательного падения Wi-Fi от состава препятствий
№ | Материал | Частота, ГГц | |
2.4 | 5 | ||
1 | Оргстекло 7.1 мм | 0.36 | 0.93 |
Оргстекло 2.5 мм | 0.01 | 0.2 | |
Гипсокартон 12.8 мм | 0.49 | 0.52 | |
Гипсокартон 9 мм | 0.51 | 0.85 | |
2 | Стеклопластик | 0.02 | 0.03 |
Стекло | 0.5 | 1.69 | |
ДСП | 1.65 | 1.95 | |
Еловые доски | 2.79 | 6.13 | |
3 | Красный кирпич сухой | 4.44 | 14.62 |
Красный кирпич мокрый | 4.51 | 14.6 | |
Шлакоблок сухой | 6.71 | 10.33 | |
Шлакоблок мокрый | 7.35 | 12.38 | |
4 | Металлическая решетка | 20.99 | 13.17 |
Проволочная сетка | 1.21 | 0.34 | |
Штукатурка | 14.86 | 13.24 | |
Штукатурка c обратной стороны | 14.58 | 13.91 | |
Для удобной интерпретации показателей таблицу разделили на сегменты, чтобы продемонстрировать разное поведение беспроводного соединения:
- п.1: толщина среды подавляет радиоволны в каждой частотной полосе;
- п.2: натуральные материалы подавляют их сильнее, чем искусственно созданные;
- п.3: влажность незначительно влияет на пропускную способность среды;
- п.4: проходимость радиоволн через некоторые материалы на частоте 5 ГГц может быть выше, чем на более распространённой полосе 2.4 ГГц.
Из таблицы видно, какие составы больше всего подавляют сигнал. Как правило, это стройматериалы, из которых выложены внутренние и наружные стены. В исследовании присутствовали значения для других сред, но изменения были незначительны — в пределах 1dB, поэтому здесь указаны не были.
При планировании сетевой инфраструктуры полезно не только уточнить, из чего выполнены конструкции здания, но и какое расстояние между ними, сколько их всего на пути распространения Wi-Fi.
Результаты исследования компании Zyxel
Компания Zyxel представила собственные сведения по снижению интенсивности радиосигнала после преодоления препятствий. Она вывела эффективное расстояние, на котором будет работать Wi-Fi, пройдя через разные конструкции, в сравнении с его радиусом действия на открытом пространстве.
Эффективное расстояние для открытого пространства принято за 100%. Как только радиоволны минуют окно или стеклянную перегородку без покрытия, оно сокращается до 70% — интернет теряет 3 dB. Радиус распространения радиоволн сократится при прохождении препятствий до:
- 30% для деревянной конструкции;
- 15% для межкомнатной перегородки;
- 10% для несущей стены;
- 10-15% для бетонного перекрытия.
С учётом такой информации можно рассчитать остаточную зону действия сети через несколько последовательно расположенных конструкций — где-то интернет будет отсутствовать совсем.
Wi-Fi сети предназначены для работы на сравнительно небольших расстояниях и, как правило, внутри помещений. Обеспечение стабильного и мощного соединения имеет высокий интерес. Подобные эксперименты проводят многие институты — учебные заведения, производители маршрутизаторов, проектные компании. Итоги их работ могут быть представлены в разных «системах координат». Это неудобно для сравнения разнородных значений. Коэффициенты затухания — универсальная величина, которая позволяет оценить реальные условия распространения радиоволн с учётом планировки и состава конструкций, используемых при строительстве.
