Передать wifi на 500 метров

Обновлено: 05.07.2024

Частный дом 15*15 метров, два этажа и мансарда + участок длинной 50м.

Есть серверный шкаф, входящая оптика на 200мбит + маршрутизатор ZTE670.

По дому растянута витая пара, порядка 20-ти сетевых розеток.

На участке тоже есть витая пара под уличную точку доступа.

Что хочет клиент:

Бесшовный wi-fi по всему дому и на участке.

ДЛЯ НАЧАЛА КОРОТКИЙ ОБЗОР АКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ WI-FI

1) WI-FI 4(N) - рабочая частота 2,4ГГц

-реальная скорость до 80-100мбит, хорошее покрытие и проницаемость стен, низкая помехозащищённость от соседских роутеров, поддерживается всеми клиентскими устройствами(телефоны, планшеты, ноутбуки, SMAR TV) вышедшими за последние 10-15 лет.

2) WI-FI 5 (AC) - рабочая частота 5ГГц

- реальная скорость 300-400мбит, покрытие в два раза хуже чем у Wi-FI 4(N), ниже проницаемость стен. высокая помехозащищённость. Поддержка есть примерно в 30% устройств(вся продукция apple, android средней и высокой ценовой категории, бизнес ноуты, премиальные smart tv)

3)WI-FI 6 (AX) - рабочая частота 2,4ГГц

- реальная скорость 500-1000мбит, отлично проходит сквозь стены, обеспечивает хорошее покрытие, но есть только в премиальных устройствах вышедших после 2019 года(iphone 11/12/SE2020, samsung s20/21 note10, honor/huawey 30/pro )

4) Бесшовные WI-FI (MESH сети) - способность нескольких роутеров передавать друг другу клиентов без потери соединения/пакетов важно для звонков по whatsapp и иной ip телефонии. Где реализована:

- UniFI AP (проприетарная технология, все точки должны соединены кабелем)

- UniFI AP MESH (проприетарная технология, работает по воздуху )

- MIKROTIK(на базе CAPSMAN)

- ASUS (AiMesh - надстройка на основе 802.11R/K/V)

- TP-LINK/TENDA (802.11R/K/V но пока очень сырая)

ВОЗВРАЩАЕМСЯ К КЛИЕНТУ:

Если бы клиент, готов был довольствоваться скоростью по wi-fi в 50мбит, можно было бы построить бюджетное решение на UniFi и WI-FI 4(N), мы бы задействовали уже имеющийся роутер ZTE, добавили к нему бы одну точку доступа UNIFI AP LR, установленная в центре помещения на втором этаже с выкрученной на максимум мощностью, она бы вполне достойно покрыла бы все три этажа, кроме того на улице установили бы UniFi AC Mesh

Если бы клиент, готов был довольствоваться скоростью по wi-fi в 80-100мбит и готов бы был смириться с секундной потерей сигнала при выходе на улицу, можно было бы построить супербюджетное решение на Keenetic START(KN-1111) и WI-FI 4(N), для этого нам бы понадобилось три роутера один в серверный шкаф, один на первый этаж и один на второй этаж, кроме того на улице установили бы любую уличную точку доступа WI-FI 4(N) стандарта

Если бы клиент, хотел максимальную скорость по wi-fi 150-200мбит и готов бы был смириться с секундной потерей сигнала при выходе на улицу, можно было бы построить недорогое решение на Keenetic SPEEDSTER и WI-FI 5(AC), для этого нам бы понадобилось три роутера один в серверный шкаф, один на первый этаж и один на второй этаж, кроме того на улице установили бы UniFi AC Mesh

Чтобы получить стабильные 150-200мбит, нам придётся переходить на стандарт WI-FI 5 (AC), и придется ставить на дом не одну точку доступа, а уже минимум две и подороже UNIFI AP AC LR, в центре первого и второго этажа, кроме того на улице установили бы UniFi AC Mesh.

Да это недешево, но полностью закрывает потребности клиента.

Оставить шов(переход в 1сек) между домом и улицей, но зато обрести внутри дома Wi-Fi 6(AX), на базе ASUS AX 92U/56U - одного такого роутера установленного в центе второго этажа, хватит на стабильное покрытие всего дома.

В прошлой статье мы рассмотрели варианты увеличения зоны покрытия WiFi для роутеров с внешними штыревыми антеннами. Но рассмотрим ситуацию «с другой стороны», в которой встроенный сетевой адаптер ноутбука или ПК плохо видит сеть, в результате чего сигнал WiFi принимается с низким уровнем, а в некоторых случаях, нужная WiFi сеть не видна вовсе. Конечно следует понимать, что встроенный WiFi адаптер не имеет направленной антенны и задачи у него совсем иные, нежели «дальний прием».

Перечислим несколько ситуаций, когда можно столкнуться с подобной проблемой.

— На турбазе, в хостеле, санатории где WiFi есть на ресепшене, а в вашем номере в лучшем случае вылавливается 1-2 деления сети;
— На лавочке на улице, где через дорогу есть кафе с бесплатным WiFi, до которого вроде и рукой подать, но уровня не хватает;
— Живете с родственниками или друзьями в соседних домах, у вас есть WiFi, а у них по какой-то причине нет и было бы здорово его передать им без проводов.

И множество подобных ситуаций, в которых мы оказываемся регулярно.
Итак, какие варианты решения этой задачи? Первым приходит в голову вариант использования внешней антенны для увеличения дальности действия адаптера, но к сожалению, адаптер встроенный и внешнего антенного входа для подключения антенн у него нет.

Можно использовать USB WiFi адаптер с наружной штыревой антенной для лучшего эффекта (рисунок 1). Однако, это не даст ощутимого увеличения радиуса действия. Дело в том, что такая штыревая антенна будет ненаправленной, а коэффициент усиления при её габаритах будет невысоким, в результате чего увеличить зону действия адаптера в разы не получится.

Рисунок 1. USB WiFi адаптер с наружной штыревой антенной

Можно использовать USB WiFi адаптер с антенным разъемом и подключить к нему направленную антенну, однако данная конструкция будет достаточно громоздкой и сложной. Все же это не массовый вариант, ведь не каждый захочет городить такую конструкцию. Да и не дешево это выйдет.
В конце концов, можно использовать обычный WiFi роутер и подключить его по витой паре к ноутбуку, однако, опять же, это не очень удобный и не самый дешевый способ на наш взгляд. Это решение имеет право на жизнь, но о мобильности и компактности подобной системы можно забыть.

Итак, в нашем распоряжении лишь ноутбук или ПК со встроенным WiFi адаптером, имеющим малый радиус действия. Задача: принять сигнал удаленной WiFi сети с хорошим уровнем. Проанализировав ситуацию, мы придумали решение «WiFi Agent» и хотим рассказать вам о нем.

Рисунок 2. Рендер устройства WiFi Agent

Это устройство — мобильный USB WiFi адаптер с мощной направленной антенной, которая позволяет видеть удаленные беспроводные сети с хорошим уровнем сигнала и подключаться к ним на большом расстоянии.

За основу была взята патч-антенна с коэффициентом усиления до 15 дБи, имеющая ярко выраженную диаграмму направленности в диапазоне частот 2.4-2.5 ГГц. В корпусе из радиопрозрачного пластика расположена антенна и плата WiFi адаптера на базе чипсета RTL8188, соединенные между собой коаксиальным кабелем длиной около 10 см, что сводит потери ВЧ сигнала в такой линии передачи к минимуму.

Для подключения антенны к компьютеру, на торцевой части корпуса выведен USB type B разъем, через который устройство подсоединяется к ноутбуку или ПК посредством идущего в комплекте USB (type A-type B) кабеля. Пользователь может использовать свой кабель произвольной длины, но в этом случае следует помнить, что слишком длинный кабель будет иметь высокие омические потери по шинам питания, и это может привести к тому, что устройство не будет определяться компьютером, или периодически «отваливаться».

Чтобы не быть голословными в оценках дальности работы нашего устройства, ниже приведем результаты испытаний в различных реальных условиях.

В первом эксперименте перед инженерами стояла задача проверить возможности «WiFi Agent» в условиях плотной городской застройки. Мы знаем, что для радиоволн на частотах 2.4ГГц помехами могут служить стены зданий и даже деревья. Для удобства мы решили удалять не приемник (нашу антенну), а передатчик сигнала: WiFi-роутер. Приемник расположен стационарно у окна офиса на 2-м этаже производственного здания и направлен на дорогу, по которой будет удаляться от приемника наш инженер с передатчиком.

В качестве передатчика WiFi сигнала использовался портативный роутер с автономным питанием (рисунок 3). Роутер подключен к 4G сети и раздает WiFi сеть — MF90PLUS_A5B14F.

Рисунок 3. Портативный роутер с автономным питанием

Рисунок 4. USB WiFi адаптер с ненаправленной антенной

Тестируем «WiFi Agent» в промзоне

Итак, измерения проводились в городских условиях, в промзоне — достаточно плотная застройка 2-3 этажными корпусами производственных зданий, приемник располагался на высоте 2 этажа производственного здания, что также усложняло прием сигнала. Измерения проходили на расстоянии в 163 метра между приемником (WiFi адаптером) и передатчиком (роутером).

Для начала в качестве приемника используем обычный USB WiFi адаптер (см. рисунок 4), на базе чипсета RTL8192 со встроенной ненаправленной антенной. Подключим его к ноутбуку и запустим утилиту InSSider Home (или любую другую, удобную вам) для мониторинга уровня WiFi сети (см. рисунок 6).

На рисунке 5 показан профиль местности, где проводились испытания.

Рисунок 5. Профиль местности, где проводился первый эксперимент

Рисунок 6. WiFi сети, видимые через обычный USB WiFi адаптер на базе RTL8192

Как видим, уровень сети очень слаб (-87dBm), мы едва смогли подключиться. К сожалению, время ожидания ответа страницы сайта измерителя скорости истекло и данные даже не были загружены.
Возьмём в качестве приемника USB WiFi антенну направленного действия «WiFi Agent». (см. рис. 7-8), подключаем ее к тому же USB порту ноутбука вместо обычного USB WiFi адаптера.

Рисунок 7. Антенна направленного действия «WiFi Agent».

Рисунок 8. WiFi сети, видимые через WiFi Agent

Уровень сигнала сети вырос на 15 dB до −72 dBm. Также, удалось найти еще 2 новых сети.

Проведем замер скорости (см. рисунок 9).

Рисунок 9. Измерение скорости соединения во время использования WiFi Agent
При дальнейшем удалении передатчика прямая видимость теряется из-за деревьев и зданий, находящихся на радиотрассе, поэтому эксперимент был завершен.

Результаты первого эксперимента

В результате первого эксперимента, в условиях сложного приема СВЧ сигнала, был достигнут стабильный прием WiFi сети (уровень −72 dBm) на расстоянии 163 метра по прямой. Может показаться, что это сравнительное малое расстояние, но надо понимать, что в качестве источника сигнала (передатчика) использовался портативный автономный роутер с встроенной антенной, который по уровню усиления антенны и излучаемой мощности уступает обычным комнатным роутерам с выносной штыревой антенной.

Дальность приема «Wi-Fi Agent» будет зависеть не только от нашей антенны (приемника), но и от передатчика (роутера), к которому вы хотите подключиться. Мы заявляем об этом с уверенностью, поскольку нами было проведено множество тестов устройства с разными передатчиками.

Тестируем «WiFi Agent» в жилом доме

Во втором эксперименте была поставлена цель оценить возможности антенны на большом удалении от передатчика при прямой видимости в открытом пространстве, причем между приемником и передатчиком на радиотрассе не должно быть каких-либо серьезных препятствий для прохождения СВЧ сигнала. Для соблюдения всех этих условий измерения проводились на 7 этаже девятиэтажного жилого дома. В качестве приемников использовался USB WiFi адаптер на базе чипсета RTL 8188 с ненаправленной антенной и наше устройство.

Как и в первом эксперименте, сначала проведем измерения с обычным USB WiFi адаптером. Подключаем адаптер к ноутбуку, запускаем утилиту для мониторинга WiFi сетей. На рисунке 10 показан список сетей, которые видит адаптер. В их числе есть сеть с адресом дома «Antonova d_.kv._» с низким уровнем сигнала −88 dBm, за ней и будем следить. Обратите внимание на уровень сигнала остальных сетей, представленный на этом же рисунке на диаграмме ниже, он достаточно невысокий.

Рисунок 10. Список сетей, видимых через обычный USB WiFi адаптер на базе RTL 8188

Подключим наше изделие и снимем показания (рисунок 11). Уровень измеряемой сети поднялся до −79 dBm, и в целом уровень сигнала прочих сетей также вырос. Оценим расстояние до передатчика.

Для этого построим профиль трассы, учитывая, что знаем дом, в котором расположен источник исследуемой нами сети (рисунок 12). В результате измерений мы получили дальность приема 1.02 км, при этом разница в усилении сигнала относительно WiFi адаптера с ненаправленной антенной составила 9 dB в пользу нашей антенны.

Рисунок 11. Список сетей, видимых через WiFi Agent

Рисунок 12. Профиль местности второго эксперимента

Заключение

Стоит упомянуть о программах, которые могут помочь вам при работе с каким-либо WiFi адаптером для мониторинга уровня WiFi сетей*

Обратите внимание, что некоторый софт может быть представлен в виде демоверсий и иметь условно-бесплатное распространение.

Напоследок сделаем отступление. Один из наших покупателей, ознакомившись с нашим устройством был сильно удивлен его возможным применением и написал нам — вы сделали оборудование для воровства WiFi!

Конечно, злоумышленник может использовать «WiFi Agent» для противоправных целей. Но, с таким же успехом можно обвинить продавцов топоров в том, что новый «Раскольников» купит топор и нападет на старуху-процентщицу. А уж продавцы посуды — это вообще пособники преступников. Тут и ножи, и скалки, и страшное орудие — чугунная сковорода.

В свете последних принимаемых законов, необходимо отметить, что наше устройство не содержит в себе каких-либо криптографических шифровальных средств и не является WiFi роутером. USB WiFi адаптер с направленной антенной «WiFi Agent» не использует какие-либо средства для взлома чужих сетей и не делает процесс «воровства» ни на йоту проще, нежели штатный WiFi адаптер ноутбука.

Мы считаем, что вопрос использования каких-либо устройств в рамках закона это прямая обязанность потребителя. Поэтому, конечно же, совершая любое действие, всегда необходимо помнить о правовой стороне вопроса.

Мы рекомендуем использовать «WiFi Agent» в ситуациях, когда штатный WiFi адаптер вашего ноутбука или ПК принимает сигнал WiFi сети с низким уровнем, а также в случаях, когда вам необходимо пользоваться своей WiFi сетью, находясь на большом удалении от роутера.

И тут нужно понять, что же именно вы хотите. Сделать более мощную базу, чтобы другие люди на многие километры могли ловить ваш Wi-Fi сигнал. В таком случае нужно покупать дорогостоящее оборудование, ставить высокую антенну. Но если вы хотите ловить чужой вай-фай сигнал на большом расстоянии, то вопрос решается куда проще. Надеюсь, с определением передатчика и приёмника мы решили вопрос.

Можно в точке передатчика установить мощную узконаправленную антенну, которая отправляет сигнал точно на тот дом. Там же для улучшения приёма на крышу ставится другая подобная антенна. Далее два роутера связываются и настраивается обычный мост. Один маршрутизатор принимает интернет и по вайфай делится со вторым. Получается топология PtP.

Немного теории

Итак, посмотрите на картинку выше. Для более чистой передачи между двумя антеннами не должно быть ни одного препятствия. Серая часть — это так называемая зона Френеля. Расчет зоны, а именно высоты этого серого участка происходит по формуле:

Сейчас используется два стандарта передачи данных на 2.4 ГГц и на 5 ГГц. 5 ГГц чаще используют именно в помещениях. Скорость у данного стандарта выше, но вот радиус действия ниже. Да и из формулы можно увидеть, при 5 ГГц радиус Френеля будет меньше. Поэтому для передачи данных на большое расстояние чаще используют именно 2.4 ГГц.

Можно ли обойтись без беспроводного моста

Итак, нам понадобится два роутера. То есть один будет у нас передатчикам, у которого будет интернет. А второй аппарат будет пассивно принимать сигнал от первого через мост на большой дистанции. На самом деле можно обойтись и без моста. Просто на приёмник можно подвести более мощную антенну.

Например, у вас есть ноутбук. Далее вы просто устанавливаете на крышу антенну в нужное направление. А далее нужно подключить антенну к Wi-Fi модулю. По этому поводу я напишу чуть ниже. Здесь же я описал сам принцип.

ПРИМЕЧАНИЕ! Бесплатным интернетом может и не получится пользоваться, если, конечно, вы не хотите взламывать чужие. Но в некоторых деревнях, где население более 500 человек, «Ростелеком» устанавливают вай-фай вышки, к которым и можно будет подключиться таким образом. Он очень дешёвый и при этом имеет стабильно хорошую скорость, так как подключение идёт по оптоволоконной линии.

Выбор антенны для передачи и приёма

Для профессиональных внешних антенн есть несколько вариантов:

Модель	Уровень усиления	Средняя цена
Ubiquiti PBE-M2-400	18 dBi	5800
ZyXEL ANT2105	7 dBi	3000
ZyXEL Ext 114	14 dBi	9000
D-Link ANT70-1400N	11 dBi	12500

Все они внешние и могут устанавливаться на крыши. Также у всех есть защита от влаги, пыли и присутствует возможность работать как в мороз и жару. Как вы можете увидеть, данные модели стоят достаточно дорого, но при этом имеют стабильную и хорошую работу.

Подобные внешние антенны имеют несколько типов подключения: по коаксиальному кабелю или по сетевому с переходником PoE. При подключении по коаксиальному кабелю нужен будет переходник (пигтейл). Тогда антенну можно будет напрямую подключить, например, к Wi-Fi модулю ноутбука.

ПРИМЕЧАНИЕ! В больших крупных городах при этом лучше все же попробовать использовать именно стандарт 5 ГГц, так как на 2.4 будут большие помехи и связь будет хуже.

Сигнал wi-fi пользуется большим вниманием у широких слоев населения. Найти эту сеть можно почти в каждом кафе, на вокзале, в аэропорту, доме, квартире. Видеонаблюдение по wi-fi на дальние расстояния перестало быть редкостью.

Выбор и основные характеристики

Передача вай фай на дальние расстояния осуществляется при помощи нескольких одинаковых антенн. Используя современные технологии и оборудование, возможно установить дальность действия на расстоянии 90 км. Приборы выбираются исходя из желаемой скорости передачи информации и расстояния.

Вайфаить до 12 км считается небольшой дальностью. Точка доступа TP-LinkTL-WA5210G хорошо подходит для этих целей, имеет низкую цену, приемлемые характеристики, несложно настраивается, применяется.

Как передать Wi-fi сигнал на большое расстояние:

сделать мощнее передатчик wi-fi сигнала на большие расстояния. Однако такое действие не всегда осуществимо. Разрешенные мощности имеют ограничения, каждый последующий вай фай передатчик на большое расстояние должен быть мощнее предыдущего;
избавить от помех передающий канал. Так, в большом городе лучше использовать диапазон 3 ГГц;
использование сильной антенны. Каждые 3 дБ усиления увеличивают мощность сигнала в несколько раз.

Всенаправленная антенна wi-fi принимает и передает сигнал одновременно по всем направлениям на 1 км. Дальность действия короче, чем у направленной, имеющей wi-fi передатчик на 3 км и далее. Прибор подходит больше для квартир, офисов, многоэтажных зданий.

Чтобы передать wi-fi на большое расстояние требуется сеть взаимосвязанных устройств, а так же радио карта при превышении частоты в 5500 МГц.

Как передать вай фай на 500 метров? Прежде всего, проверьте: принимаете ли ту сеть, которая нужна. Далее свяжитесь с провайдером, убедитесь, что он вас подключит. Последним шагом является установка. Закажите ее либо сделайте своими руками.

Wi-fi мост на большое расстояние

В настоящее время интернет считается не прихотью, а необходимостью. Многие компании занимают обширные территории. Подразделения их разбросаны, находятся на удалении друг от друга. Связать их вместе и является задачей интернета с помощью помощью беспроводной связи.

Преимущества передачи wi-fi на большие расстояния:

установить необходимое оборудование, настроить его, возможно, на протяжении одного дня;
монтаж обойдется дешевле, чем прокладка кабеля;
wi-fi доказал временем: стабильность работы на больших расстояниях$
cкорость соединения устанавливается, согласно, предпочтений пользователя, той информации, которую ему придется получать, передавать$
,еспроводное соединение всегда доступно в местах, где кабель проложить невозможно.

Все перечисленные положительные нюансы говорят в пользу вай фая на больших расстояниях. Отрицательных моментов здесь не наблюдается. Установка моста соединяет удаленные на значительное расстояние объекты. Это могут быть: дом, расположенный за городом, станция автозаправки. Мощность роутеров увеличивается, и поймать вай фай на большом расстоянии становится проще.

Базовым вариантом моста является NanoStationM5. Эта точка доступа мощная и компактная. Устройство свободно прикрепляется к любому месту постройки. При наличии антенны с коэффициентом усиления 16dbi, реально создать wi-fi мост до 5 км. Улучшенным аппаратом считается NanoBeamM5-400. Точка доступа имеет изменения, дополнительные функции. Скорость развивается до 100 мегабит в секунду.

Третий вариант – продвинутый. Устройство AirFiber24 сочетает отличную цену и качество. Оно позволяет устанавливать соединение свыше 13 км. Устанавливают его в местах с высокими требованиями к надежности, скорости, большому объему трафика.

Сторонники негативного воздействия утверждают:

под влиянием высоких частот в организме человека происходит сближение, трение молекул, сопровождаемое повышением температурного режима;
длительное воздействие частот способно вызвать дисфункцию деления, роста клеток;
негативное воздействие возрастает с увеличением скорости, расстояния;
испытывать вред, возможно, также от передатчика, размещенного в соседней квартире. Стеновые перекрытия из кирпича не могут сдержать излучение;
даже ночью человек не может быть в полной безопасности, есть пользователи, которые не выключают компьютер даже на это время.

Опасно ли излучение от роутера? Принцип действия передатчиков основан на очень высоких частотах. Вредно излучение от них или нет интересует многих. Мнения по этому вопросу расходятся. Пользователи находятся на стороне высоких технологий и скоростного интернета. Передача wi-fi на большие расстояния решает многие проблемы.

Читайте также: