Quante antenne deve avere un router per avere una buona copertura?

Quali sono le antenne di un router?

Le antenne di un router wireless ci forniscono la connettività WiFi in modo che possiamo connetterci in modalità wireless con qualsiasi dispositivo. Prima di parlare del numero di antenne, parliamo dei componenti che ha all'interno un router:

• CPU : è responsabile del trattamento di tutti i dati del router.
• Interruttore : si occupa di gestire tutta la connettività cablata, e si collega direttamente alla CPU per sapere dove deve dirigere questi pacchetti
• Memoria RAM : si occupa di memorizzare tutti i processi che integra il firmware del router, il funzionamento è lo stesso di quello di un PC. È una memoria volatile, ogni volta che riavviamo il router, tutte le informazioni vengono cancellate.
• Memoria flash : è una memoria non volatile interna ai router, serve per archiviare il firmware e per “caricarlo” all'avvio del router, è qualcosa come l'SSD o l'hard disk di un PC. Un dettaglio importante è che serve non solo a memorizzare il firmware, ma anche la configurazione del router stesso. Grazie a questa memoria flash, non dovremo configurare il router ad ogni avvio.

Se stiamo parlando di un router wireless, abbiamo anche un chipset che è specificamente responsabile della gestione della connettività wireless, questo è chiamato a Controller Wi-Fi . Se il nostro router ha una sola banda di frequenza, avremo un solo controller WiFi. Se ci troviamo di fronte a un router simultaneo dual band o tripla banda simultaneo, avremo rispettivamente due o tre controller WiFi.

I controller WiFi sono chipset individuali, sebbene in alcuni modelli di router il processore principale stesso si occupi anche della gestione della rete wireless, poiché dispone di un controller WiFi interno. I router di fascia bassa e media sono solitamente così per mantenere esclusivamente il costo di un chipset dedicato. Il controller WiFi è quello che determina quante antenne può avere un router WiFi, se il controller WiFi supporta solo 2 antenne, allora non possiamo decidere di mettere 3 antenne, perchè la terza non potremo collegarci internamente al WiFi controllore. Alcuni noti produttori di controller wireless sono Broadcom, Qualcomm e anche Realtek, quest'ultimo produttore si trova principalmente nei router di fascia bassa e media in quanto sono più economici.

Tipi di antenne

Nel mondo del WiFi, abbiamo diversi tipi di antenne, quelle omnidirezionali che emettono in tutte le direzioni (nel piano orizzontale), quelle settoriali che emettono in un determinato settore di 90, 120, 135 o 180 gradi e quelle direzionali che emettono con un angolo di incidenza inferiore, intorno ai 30 o 45 gradi. In tutti i router WiFi domestici abbiamo antenne omnidirezionali, poiché vogliamo fornire una copertura WiFi in tutte le direzioni sul piano orizzontale.

Per quanto riguarda il guadagno delle antenne, troveremo un guadagno compreso tra 3dBi e 5.5dBi circa, dobbiamo tenere presente che più dBi di guadagno abbiamo, più l'antenna sarà sensibile e riusciremo a coprire un maggiore orizzontale copertura. , ma sacrificando la copertura verticale perché l'angolo di incidenza verticale è minore. Pertanto, in un ambiente domestico, si consiglia di non guadagnare troppa antenna, soprattutto se abbiamo una casa a più piani.

Antenne interne o antenne esterne?

Attualmente troviamo router e sistemi WiFi Mesh con antenne interne o esterne. Infatti, in alcuni modelli abbiamo una combinazione dei due, per alcune bande di frequenza sono antenne esterne e in altri sono antenne interne. Che si tratti di antenne interne o esterne, il cavo dell'antenna stesso che si trova sulla scheda può essere saldato direttamente agli amplificatori di potenza oppure utilizzano un connettore UFL per dare la possibilità di cambiare l'antenna via cavo in futuro. .

Quando le antenne sono interne, normalmente abbiamo un cavo d'antenna che va saldato oppure ad un connettore UFL dell'amplificatore di potenza, alla zona del router dove si trova l'antenna interna, che è ancora una specie di piastra metallica su più lati del router. Nell'immagine seguente puoi vedere un'antenna interna del router FRITZ! Casella 7590:

Quando le antenne sono esterne, normalmente abbiamo il cavo dell'antenna che è saldato o ad un connettore UFL dell'amplificatore di potenza, al connettore RP-SMA dell'antenna esterna, che avviteremo in seguito per avere una copertura. Nella foto seguente, puoi vedere il cavo dell'antenna (colore nero) al connettore RP-SMA del router ASUS RT-AX88U:

Per quanto riguarda la domanda su quale sia la migliore, se antenne esterne o interne, di norma, i router con antenne esterne forniscono una copertura maggiore, ma dipende da molti fattori: potenza del segnale, perdita di segnale attraverso il cavo dell'antenna e perdita attraverso l'RP -SMA Connettore dell'antenna esterna, oltre al guadagno dell'antenna esterna.

Un aspetto molto importante è che possiamo orientare le antenne esterne e modificarci - anche la loro posizione , per verificare se le prestazioni sono migliorate o meno in un determinato luogo, la cosa più consigliabile è posizionare le antenne del router in una posizione diversa. irradiare in tutte le direzioni. Tuttavia, la tecnologia MIMO e Beamforming funzionerà in modo che non sia così necessario orientare le antenne esterne nel nostro router, ma in alcuni scenari complessi in cui abbiamo case a più piani, sarebbe consigliabile provare a cambiare la posizione delle antenne e non averli tutti allo stesso modo.

Le antenne interne normalmente forniscono copertura sotto forma di sfera, non a forma di ciambella come con le antenne esterne. Pertanto, mentre un'antenna interna fornisce una copertura più completa (da tutti i lati), un'antenna esterna può andare più lontano nel piano orizzontale. Un aspetto a favore delle antenne esterne (rimovibili con connettore RP-SMA) è che possiamo cambiarle con antenne a guadagno maggiore. In termini di potenza di trasmissione, in entrambi sarà la stessa perché il limite è fissato dalla legislazione in vigore in ciascun paese.

La cosa più normale è che lo stesso router con antenne esterne e antenne interne ha ancora la stessa copertura, ma se in un router con antenne interne posizioniamo ostacoli nelle vicinanze, logicamente ne risentirà e forniranno meno copertura. Per questo motivo, molti produttori di router li progettano per stare in posizione verticale e non metterci sopra libri, il che è pericoloso sia per il raffreddamento del router che per la copertura WiFi.

A cosa servono così tante antenne in un router?

Con il lancio dello standard WiFi 4 è stato lanciato MIMO (Multiple Input Multiple Output), una tecnologia che ci permette di sfruttare più di un'antenna per comunicare contemporaneamente con uno specifico client wireless. Ciò significa che se un router ha due antenne (sia interne che esterne), consente a un client WiFi con due antenne di utilizzarle entrambe contemporaneamente per il doppio della velocità. La stessa cosa accade se abbiamo un router con tre antenne e un client WiFi con tre antenne, avremo una velocità tre volte superiore rispetto a se usassimo una singola antenna.

Un dettaglio molto importante è che se un router ha quattro antenne e il client WiFi ne ha solo due, allora logicamente potranno comunicare solo con due antenne, ma le restanti due antenne del router possono essere utilizzate da un altro. inviare e ricevere dati per quanto tempo termina quello che viene trasmesso. Pertanto, un numero maggiore di antenne ci consentirà una maggiore capacità di client WiFi connessi contemporaneamente.

Con gli standard WiFi 5 e WiFi 6, MIMO è stato ulteriormente potenziato con il lancio di MU-MIMO. Mentre con MIMO non è possibile trasferire dati contemporaneamente da o verso più client WiFi contemporaneamente, MU-MIMO lo fa. Un router con quattro antenne in totale e che supporti MU-MIMO sarà in grado di trasferire dati simultaneamente ai seguenti client:

• Un client WiFi con due antenne
• Un client WiFi con un'antenna
• Un client WiFi con un'antenna

Ma se colleghiamo i client WiFi con una sola antenna, potremmo trasferire dati a un massimo di quattro client contemporaneamente.

Pertanto, il numero di antenne di cui dispone un router WiFi è molto importante per:

• Offri velocità WiFi più elevate ai clienti con due o più antenne.
• Fornire una maggiore velocità a livello globale se MU-MIMO è supportato
• Maggiore capacità della rete WiFi, più client WiFi connessi senza che la velocità ne risenta troppo.

Ricorda che la tecnologia MU-MIMO è disponibile solo nella versione WiFi 5 (WiFi AC Wave 2) nella banda 5 GHz, e nel nuovo standard WiFi 6, è disponibile in entrambe le bande di frequenza (2,4 GHz e 5 GHz). Un dettaglio molto importante è che attualmente il numero massimo di antenne che abbiamo nei router domestici di fascia alta è di quattro antenne per ogni banda di frequenza WiFi.

Stai posizionando correttamente le antenne del router?

Router con antenne interne, non c'è possibilità di spostarli da nessuna parte, quello che si consiglia è di lasciare libera l'area dove andremo a posizionare il router, in modo da non avere ulteriori ostacoli e che il segnale WiFi raggiunga meglio. Per quanto riguarda le antenne esterne, a seconda del numero di antenne a disposizione del router e del design degli apparati, la cosa più normale è posizionarle diversamente e non tutte in verticale, per cercare di irradiare in tutte le direzioni come se fungessero da sfera . Tuttavia, le tecnologie MIMO e Beamforming lavoreranno insieme per fornirci sempre la migliore copertura, anche se abbiamo le antenne in verticale.

In alcuni test che abbiamo fatto, abbiamo cercato di posizionare le antenne orizzontalmente per raggiungere meglio il piano inferiore dove stiamo eseguendo i test prestazionali, e la differenza di velocità è trascurabile, si guadagna circa il 5%. Se ti trovi in ​​un ambiente con una copertura davvero scarsa, potrebbe valere la pena spostare le antenne per cercare di migliorare la copertura ricevuta dai client wireless.

Qual è la copertura ottenuta con ciascuna antenna di un router?

Nelle aree esterne, se un router ha una o più antenne, non noterai grandi miglioramenti in termini di copertura. Ma all'interno, è essenziale che un router integri due o più antenne, per sfruttare sia le tecnologie MIMO e MU-MIMO che abbiamo spiegato in precedenza, sia la tecnologia Beamforming. La tecnologia Beamforming consente di variare la relazione di fase del segnale in ciascuna antenna, "concentrare" il segnale wireless su un client WiFi specifico e fornirgli una portata e una velocità maggiori. Se il nostro router ha due o più antenne per ogni banda di frequenza, possiamo sfruttare tutte queste tecnologie.

Negli spazi interni, il segnale WiFi wireless non smetterà di rimbalzare con i vari oggetti della nostra casa, persone, mobili e altro, e ovviamente il segnale svanirà gradualmente. Utilizzando le suddette tecnologie, il segnale WiFi può scegliere diversi percorsi verso la stessa destinazione, utilizzando ciascuna antenna con un percorso diverso per raggiungere il client wireless, e quindi "accendendo" quella che fornisce il miglior risultato. Più antenne abbiamo in un router WiFi, minore è la probabilità che nessuna di esse possa raggiungere la destinazione, questa si chiama diversità di antenna, perché queste antenne sono fisicamente separate e utilizzano un segnale con una fase diversa, che aiuta a ridurre il rumore e le interferenze da multipercorso.

In generale, l'aggiunta di più antenne nel router o nei client WiFi aumenta la copertura, aumenta la qualità del segnale e le prestazioni WiFi (velocità). Infine, migliora anche l'affidabilità del collegamento wireless.

A causa di tutto ciò che influenza la copertura delle reti WiFi, è difficile quantificare la copertura che otterremo con ogni antenna aggiuntiva di un router. La prima cosa che dobbiamo tenere in considerazione è come funzionano MIMO e MU-MIMO, perché è direttamente correlato alle antenne che abbiamo, ma in questo caso non stiamo parlando di copertura ma della velocità massima che possiamo raggiungere . Per quanto riguarda la copertura, considerando le prestazioni ottenute da decine di router con tante diverse configurazioni di antenna, da RedesZone riteniamo che avere tre antenne WiFi per ogni banda di frequenza sia il massimo in termini di copertura/prestazioni/prezzo dell'apparecchiatura.