Как передать сигнал wifi на большое расстояние: примеры сети

Итак, ранее мы рассказывали, как улучшить сигнал домашнего wifi роутера. Однако если требуется передать wifi на 500 метров, 1 или несколько километров — тут уж подручными средствами, нужна серьезная беспроводная сеть в профессиональной среде именуемая «точка-точка».

Передача wifi на большие расстояния: топология беспроводной сети и основные моменты

Существует два основных типа топологии беспроводной сети:

  • Точка – точка (PtP)
  • Точка – многоточка (PtMP)

  • На рисунке зеленым цветом изображен тип соединения точка-точка (PtP).
  • Голубым цветом обозначены соединения типа точка-многоточка (PtMP).

Мы более подробно разберем настройку PtP варианта и оборудования, которое используется в таком случае.

Рассмотрим два варианта настройки беспроводного соединения на большом расстоянии.

Вариант 1 — настройка беспроводного моста на расстояние 1 — 3 км

Вариант 2 — настройка беспроводного моста на расстояние 10 км и более

Зачем делить, а не объединить в общую тему? Все просто – тип, стоимость и интерфейсы оборудования отличаются существенно. Если расстояние, на которое вам нужно передать трафик до 1 км – нет смысла брать оборудование на 10 км и переплачивать за него.

Как поймать wifi на большом расстоянии: рекомендации перед началом работ

Перед настройкой Wi-Fi моста хочется обратить внимание на то, что между точкой «А» (где находится антенна передатчик) и точкой «Б» (где находится антенна приемник) обязательно должна быть прямая видимость! Кроме того, должны соблюдаться некие требования для зоны Френеля. Что такое зона Френеля?

Все этапы создания современной локалки рассмотрены в иллюстрированном практическом руководстве по созданию локальной сети от авторов сайта Твой Сетевичок

Представим себе воображаемую прямую цилиндрическую трубу (на рисунке закрашено серым), в центрах отверстий которой с обеих сторон установлены антенна «А» и антенна «Б». Внутреннее пространство трубы — это и есть зона Френеля. Для хорошего сигнала и стабильного соединения в этой «трубе» не должно быть никаких сторонних объектов, таких как: дома, деревья, линии электропередач и прочие сооружения.

Радиус зоны Френеля (параметр R на картинке) зависит от расстояния между антеннами (параметр S+D на картинке) и радиочастоты на которой они работают (в основном используется оборудование 2,4 ГГц и 5 ГГц диапазонов). Чем больше расстояние, тем больше радиус. Рассчитывается зона Френеля по формуле:

  • R – Радиус зоны Френеля, м
  • S и D – Расстояние от антенн до наивысшей точки, препятствия, км
  • f – Частота, ГГц

Но не пугайтесь. Существует масса интернет ресурсов, где эти расчёты автоматизированы, стоит ввести в любом поисковике запрос — онлайн калькулятор зоны Френеля и вы попадете на страничку, где только нужно будет ввести расстояние между пунктами «А» и «Б», а также частоту, на которой работает оборудование, нажать кнопку расчёт и калькулятор выдаст вам готовый результат.

Много текста? Переходим к практике.

Как передать wifi на расстоянии 1 км?

Вариант 1: радиомост на 1 — 7 км.

Для постройки моста нам понадобятся две самые простые беспроводные точки доступа. Хорошим вариантом будет TP-Link TL-WA5110G. Чем она так примечательна? Мощность передатчика у данной модели точки доступа (далее ТД) составляет 26 dBm, которая в разы превышает мощность любой другой ТД для домашнего использования. Оборудование снято с производства, но, если удастся найти рабочий б/у экземпляр – смело покупайте.

Для радиомоста нам понадобятся 2 ТД. Одну настраиваем как обычную точку доступа, а другую как клиент.

Пример настроек ТД передатчика

  • SSID. Название сети устанавливаем по желанию, можно не менять стандартное
  • Region. Регион особой роли не играет
  • Channel. Канал желательно выбирать от 6 и выше, так на «высоких» каналах d 2,4 ГГц эфир менее зашумлен
  • Power. Мощность передатчика для начала устанавливаем на максимум, т. е. 26 dBm и ставим галочку Enable High Power Mode.
  • Mode. Режим устанавливаем 54Mbps (802.11g), так как другой в списке имеет меньшую пропускную способность.

Пример настроек ТД приемника

Переводим ТД в режим клиента.

SSID прописываем то же что и на первом устройстве (можно так же нажать на кнопку Survey внизу страницы, там увидим список доступных для подключения устройств и нажимаем Connect).

Не забываем установить разные IP адреса на обеих ТД (Раздел Network)!

С штатными антеннами устройства уверенно соединяются на расстоянии 1 км по прямой видимости.

Если заменить штатную круговую антенну на направленную (см. рисунок ниже) – можно существенно увеличить дальность связи.

Но в этом случае придется применить переходник (пигтейл) c разъема N-type на RP-SMA, который установлен в ТД.

В такой комплектации с обеих сторон, точки покажут стабильную работу на расстоянии 7 км.

Минус этого варианта только один – в случае, если эфир сильно зашумлен, то антенна будет улавливать и усиливать все помехи в округе, что негативно скажется на качестве канала, возможны потери пакетов, а то и вовсе обрывы связи, но можно поэкспериментировать с другими антеннами, у которых диаграмма направленности имеет более узкий луч и меньше «боковых лепестков».

Возможно так же использование конструкции на открытом воздухе, но нужно саму ТД поместить в герметический бокс. Пигтейл можно вывести через кабельный ввод, уплотнив отверстие сырой резиной или морозостойким силиконом.

Итог по комплекту «Вариант 1»

Конфигурация вполне работоспособная и имеет право на жизнь. Дешевизна компонентов (б/у вариант) позволяет отдать предпочтение именно ему, если к беспроводному мосту не предъявлено повышенных требований стабильности и пропускная способность в 8-12 Мбит/с устраивает. Полный такой б/у комплект оборудования для обеих сторон можно приобрести примерно за 50$. Особенно оправдано использование, когда некоторые компоненты уже есть в наличии или достались бесплатно. С внешними антеннами можно использовать не только TP-Link TL-WA5110G, а любые точки доступа со съемной внешней антенной и подходящим коннектором.

Из минусов – сложность монтажа и компоновки неподготовленному пользователю. Несколько разъёмных соединений, качество которых может существенно повлиять на уровень сигнала.

Как передать WiFi на 5 км. и более?

Вариант 2. Переходим к «тяжелой артиллерии»

Если вам нужен варианте посерьезней – следующая часть статьи именно для вас.

Компания Ubiquiti широко известна своей продукцией для постройки беспроводных соединений. Так же бренд выпускает оборудования для «умных» домов, камеры видеонаблюдения и многое другое, но первым что приходит на ум, когда слышишь Ubiquiti – это несомненно Wi-Fi оборудование.

Не будем рассказывать о всей линейке оборудования, а выберем лишь то что нам нужно.

Краткое описание оборудования

Строить мост будем на оборудовании NanoBrige M5 или NanoBeam M5.

  • NanoBrige M5 снят с производства, но его все еще можно найти у некоторых дилеров, а б/у варианта вообще полным полно.
  • NanoBeam M5 – это новая разработка, она схожа с предыдущей моделью, но в ней уже совсем другая начинка. Более быстрый процессор Atheros MIPS 74KC, больше оперативной памяти, теперь на борту уже 64 МБ ОЗУ. Коэффициент усиления внешней антенны увеличился. Форма излучателя изменилась. Так же в лучшую сторону изменилась сама конструкция. Монтаж производится еще проще и быстрее.

Оба девайса позиционируются дистрибьюторами как оборудование для расстояний на 5 км, но на практике запускались линки на 20 км и более с очень хорошими показателями стабильности и пропускной способностью на таком расстоянии свыше 120 Мбит/с по Wi-Fi.

Ниже представлены сами антенны для передачи wifi на большие расстояния.

NanoBrige M5,

и NanoBeam M5.

Перейдем к настройке

Настроив сетевой интерфейс вашего ПК, ноутбука под сеть 192.168.1.0/24 и подключив оборудование по следующей схеме – можем приступать к настройке.

Если у вас оборудование новое, так сказать, «с коробки», то после ввода в адресной строке браузера 192.168.1.20 и нажав переход – мы должны попасть на страницу авторизации, она выглядит следующим образом:

Стандартный логин/пароль для входа ubnt/ubnt

Если по каким-то причинам вы не попадаете на страницу авторизации или стандартные логин/пароль не подходят – скорей всего у вас оборудование, которое было ранее кем-то настроено.

Его можно сбросить к заводским настройкам, нажав на кнопку Reset, которая находится на излучателе, возле разъема RJ-45

После сброса, если страница авторизации загрузилась, вводим логин/пароль ubnt/ubnt и попадаем на вкладку MAIN веб-интерфейса устройства.

Здесь отображается вся основная информация о состоянии устройства.

Все нужные нам настройки находится на вкладках WIRELESS и NETWORK.

Настройка антенны в режим AP

На картинке отмечены важные пункты, которые необходимо настроить.

Коротко описание выделенных пунктов:

  • Wireless Mode – Режим работы. Выбираем в каком режиме работает устройство
  • Access Point – точка доступа (раздающая Wi-Fi)
  • Station – устройство, которое будет подключаться к Access Point
  • SSID – Название беспроводной сети. Будет отображаться при поиске сети
  • Channel Width – Ширина канала. Чем больше значение – тем больше пропускная способность, но тем ниже стабильность канала. Если расстояние небольшое и зона Френеля чистая – смело ставим 40 MHz
  • Frequency, MHz – Рабочая частота. Выбираем внимательно, так как при выборе частоты, которая занята другим устройством, находящимся в поле радио видимости – будем наблюдать ухудшение качества сигнала.
  • Output Power – Исходящая мощность. При расстоянии между AP и Client 10 км или менее – рекомендуется понизить мощность передатчика до 19 – 20 dBm
  • Security – Безопасность. Точно так же как и в настройках роутера – парольная защита беспроводного соединения. Может незначительно влиять на производительность сети, но рекомендуется включать, желательно WPA2-AES режим.

После изменения всех нужных параметров жмем кнопку Change внизу страницы, а после, в появившейся вверху строке, кнопку Apply. Только в таком случае настройки будут изменены!

Настройка антенны в режим Client

Здесь практически все то же самое, только отличается режим работы.

Важный момент! Если в поле Frequency Scan List, MHz поставить галочку и прописать частоту, настроенную на Access Point, соединение будет происходить намного быстрее, так как клиент не будет перебирать все каналы диапазона, а будет сканировать только указанную в скан листе частоту.

Как поймать wifi на большом расстоянии: настройка сети

Переходим на вкладку NETWORK. Тут все предельно понятно.

На что следует обратить внимание на этой вкладке – это пункт Network Mode. Если из выпадающего списка выбрать режим Router – появится возможность поднять DHCP сервер как на беспроводном, так и на проводном интерфейсе. Можно настроить PPPoE соединение, пробросить порты, включить/отключить NAT – то есть стандартный функционал роутера.

Ура! Беспроводный мост настроен

Остается смонтировать антенны на свои места. Излучатели антенн должны смотреть четко друг в друга. Далее дожидаться, пока на вкладке MAIN появится шкала уровня сигнала. Смотрите пункты AirMax Quality и AirMax Capacity чем их значение больше – тем лучше.

Показательными являются параметры Noise Floor и Transmit CCQ.

Noise Floor – Показывает на сколько зашумлен эфир. Чем больше числовое значение с знаком минус – тем меньше помех собирает антенна.

Transmit CCQ – Качество передачи. Значение должно стремиться к 100%. Чем больше – тем лучше.

После юстировки антенн, когда мы добились наилучших показателей, можно пользоваться сетью.

Различные вспомогательные утилиты можно найти в правом верхнем углу интерфейса – это выпадающее меню с названием Tools.

С помощью находящейся там утилиты Speed Test можно протестировать скорость беспроводной линии

Итог по комплекту «Вариант 2»

Вариант бесспорно лучший. Антенны NanoBridge M5 можно смонтировать на трубостойку имея при себе из инструмента только гаечный ключ на 10. В сравнении с Вариантом 1 – намного большая пропускная способность, стабильная связь и помехозащищенный протокол.
Из минусов – тоже один – цена. Две ТД NanoBeam M5 стоят на сегодняшний день порядка 180 -190$. Цена двух б/у NanoBridge M5 – около 100 — 120$

Думайте сами, решайте сами…. Иметь или не иметь….


Рубрики: корпоративная сеть
Дмитрий Корнеев
2017-10-26 09:08:10
Привет, Сетевичок! Подскажите, плз, как собрать недорогой комплект для передачи видео-картинки по Wi-Fi с видео-камеры на ноутбук на расстояние до 1,5 км для использования на стрельбище при стрельбе на дальние расстояния, что бы отслеживать попадания по мишеням в режиме реального времени и не бегать/ездить туда-сюда, наматывая километры. Питание камеры д.б. от внутреннего или внешнего мобильного ИП, т. к. в полях розеток с 220 в нету. 🈂
Авторизация
*
*
Генерация пароля