Một Bộ định Tuyến Nên Có Bao Nhiêu ăng-ten Và Phủ Sóng ... - ITIGIC

Ăng-ten của bộ định tuyến là gì?

Ăng-ten trong bộ định tuyến không dây là thứ cung cấp cho chúng tôi kết nối WiFi để chúng tôi có thể kết nối không dây với bất kỳ thiết bị nào. Trước khi nói về số lượng ăng-ten, hãy nói về các thành phần mà bộ định tuyến kết hợp bên trong:

• CPU : nó phụ trách xử lý tất cả dữ liệu của bộ định tuyến.
• Công tắc điện : nó chịu trách nhiệm quản lý tất cả kết nối có dây và nó kết nối trực tiếp với CPU để biết nơi nó sẽ hướng các gói này
• Bộ nhớ ram : nó có nhiệm vụ lưu trữ tất cả các tiến trình mà phần sụn bộ định tuyến kết hợp, hoạt động giống như trên PC. Nó là một bộ nhớ dễ bay hơi, mỗi khi chúng ta khởi động lại bộ định tuyến, tất cả thông tin sẽ bị xóa.
• Bộ nhớ flash : nó là một bộ nhớ bất biến nằm bên trong bộ định tuyến, nó được sử dụng để lưu trữ phần sụn và “tải nó” khi bộ định tuyến khởi động, nó giống như SSD hoặc đĩa cứng của PC. Một chi tiết quan trọng là nó không chỉ dùng để lưu trữ phần sụn, mà còn là cấu hình của chính bộ định tuyến. Nhờ bộ nhớ flash này, chúng ta sẽ không phải cấu hình bộ định tuyến mỗi khi khởi động nó.

Nếu chúng ta nói về bộ định tuyến không dây, chúng ta cũng có chipset đặc biệt chịu trách nhiệm quản lý kết nối không dây, đây được gọi là Bộ điều khiển WiFi . Nếu bộ định tuyến của chúng tôi có một băng tần duy nhất, chúng tôi sẽ chỉ có một bộ điều khiển WiFi. Nếu chúng ta đang phải đối mặt với bộ định tuyến băng tần kép hoặc ba băng tần đồng thời, chúng ta sẽ có hai hoặc ba bộ điều khiển WiFi tương ứng.

Bộ điều khiển WiFi là các chipset riêng lẻ, mặc dù trong một số kiểu bộ định tuyến, bộ điều khiển chính CPU bản thân nó cũng chịu trách nhiệm quản lý mạng không dây, vì nó có bộ điều khiển WiFi bên trong. Các bộ định tuyến tầm thấp và tầm trung thường như thế này để tiết kiệm chi phí cho một chipset chuyên dụng. Bộ điều khiển WiFi là bộ điều khiển quyết định bộ định tuyến WiFi có thể có bao nhiêu ăng-ten, nếu bộ điều khiển WiFi chỉ hỗ trợ 2 ăng-ten thì chúng ta không thể quyết định đặt 3 ăng-ten, vì cái thứ ba chúng tôi không thể kết nối nội bộ với bộ điều khiển WiFi. Một số nhà sản xuất bộ điều khiển không dây được biết đến rộng rãi là Broadcom, Qualcomm và cả Realtek, nhà sản xuất thứ hai chủ yếu ở các bộ định tuyến tầm thấp và tầm trung vì chúng rẻ hơn.

Các loại anten

Trong thế giới WiFi, chúng ta có một số loại ăng-ten, ăng-ten đa hướng phát ra theo mọi hướng (trong mặt phẳng nằm ngang), ăng-ten nối tiếp phát ra trong một khu vực nhất định 90, 120, 135 hoặc 180 độ và những tia định hướng phát ra với góc tới nhỏ hơn, khoảng 30 hoặc 45 độ. Trong tất cả các bộ định tuyến WiFi tại nhà, chúng tôi có ăng-ten đa hướng, vì chúng tôi quan tâm đến việc cung cấp vùng phủ sóng WiFi ở mọi hướng trong mặt phẳng ngang.

Về độ lợi của ăng-ten, chúng ta sẽ tìm thấy độ lợi trong khoảng từ 3dBi đến 5.5dBi, chúng ta phải tính đến độ lợi càng nhiều dBi, thì ăng-ten sẽ có độ nhạy càng cao và chúng ta có thể phủ sóng theo chiều ngang lớn hơn, nhưng phải hy sinh độ phủ theo phương thẳng đứng vì góc tới theo phương thẳng đứng nhỏ hơn. Vì vậy, trong môi trường trong nước, không nên tăng quá nhiều ăng-ten, đặc biệt nếu chúng ta có một ngôi nhà có nhiều tầng.

Ăng-ten bên trong hay ăng-ten bên ngoài?

Hiện tại, chúng tôi đang tìm kiếm các bộ định tuyến và hệ thống WiFi Mesh có ăng-ten bên trong hoặc bên ngoài, trên thực tế, trong một số mô hình chúng tôi có sự kết hợp của cả hai, đối với một số dải tần, chúng là ăng-ten bên ngoài và trong các ăng-ten bên trong khác. Bất kể chúng là ăng-ten bên trong hay bên ngoài, bản thân cáp ăng-ten trên bo mạch có thể được hàn trực tiếp với bộ khuếch đại công suất hoặc chúng sử dụng đầu nối UFL để có khả năng thay đổi cáp ăng-ten trong tương lai. .

Khi ăng-ten bên trong, chúng tôi thường có cáp ăng-ten được hàn hoặc với đầu nối UFL từ bộ khuếch đại công suất, đến khu vực của bộ định tuyến nơi đặt ăng-ten bên trong, vẫn là một loại tấm kim loại ở một số cạnh của bộ định tuyến. Trong hình sau, bạn có thể thấy một ăng-ten bên trong của FRITZ! Bộ định tuyến Box 7590:

Khi ăng-ten ở bên ngoài, chúng tôi thường có cáp ăng-ten được hàn hoặc với đầu nối UFL từ bộ khuếch đại công suất, đến đầu nối RP-SMA của ăng-ten bên ngoài, chúng tôi sẽ vặn cáp sau để có vùng phủ sóng. Trong ảnh sau, bạn có thể thấy cáp ăng-ten (màu đen) đến đầu nối RP-SMA của ASUS Bộ định tuyến RT-AX88U:

Về câu hỏi cái nào tốt hơn, nếu ăng-ten bên ngoài hoặc bên trong, theo nguyên tắc chung, bộ định tuyến có ăng-ten bên ngoài cung cấp phạm vi phủ sóng lớn hơn, nhưng điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: cường độ tín hiệu, suy hao tín hiệu qua cáp ăng-ten và suy hao do Đầu nối RP-SMA của ăng-ten bên ngoài, ngoài độ lợi của ăng-ten bên ngoài.

Một khía cạnh rất quan trọng là chúng ta có thể định hướng các ăng-ten bên ngoài và tự sửa đổi vị trí của chúng , để kiểm tra xem ở một nơi nào đó, hiệu suất đã được cải thiện hay vẫn chưa, điều tốt nhất là đặt ăng-ten của bộ định tuyến ở một vị trí khác để có thể tỏa ra mọi hướng. Tuy nhiên, công nghệ MIMO và Beamforming sẽ hoạt động để không cần thiết phải định hướng các ăng-ten bên ngoài trong bộ định tuyến của chúng tôi, nhưng trong một số trường hợp phức tạp nhất định khi chúng tôi có nhà với nhiều tầng, bạn nên thử thay đổi vị trí của các ăng-ten và không có tất cả chúng theo cùng một cách thẳng đứng.

Ăng-ten bên trong thường cung cấp vùng phủ sóng ở dạng hình cầu chứ không phải hình bánh rán như với ăng-ten bên ngoài. Do đó, trong khi một ăng-ten bên trong cung cấp phạm vi phủ sóng đầy đủ hơn (tới mọi phía), một ăng-ten bên ngoài có thể đi xa hơn trong mặt phẳng nằm ngang. Một khía cạnh có lợi cho các ăng-ten bên ngoài (có thể tháo rời bằng đầu nối RP-SMA) là chúng ta có thể thay đổi chúng để có được những ăng-ten có độ lợi cao hơn. Ở cấp độ công suất truyền tải, nó sẽ giống nhau ở cả hai vì giới hạn được quy định bởi luật pháp hiện hành ở mỗi quốc gia.

Điều bình thường nhất là cùng một bộ định tuyến với ăng-ten bên ngoài và ăng-ten bên trong luôn có cùng vùng phủ sóng, nhưng nếu trong một bộ định tuyến có ăng-ten bên trong mà chúng ta đặt vật cản gần nó thì về mặt logic, nó sẽ bị ảnh hưởng và chúng sẽ cung cấp phạm vi phủ sóng ít hơn. Vì lý do này, nhiều nhà sản xuất bộ định tuyến thiết kế chúng đứng thẳng và không đặt sách lên trên, điều này gây nguy hiểm cho cả việc làm mát bộ định tuyến và vùng phủ sóng WiFi.

Rất nhiều ăng-ten trong một bộ định tuyến là gì?

Với sự ra mắt của chuẩn WiFi 4, MIMO (Multiple Input Multiple Output) đã được đưa ra, một công nghệ cho phép chúng tôi tận dụng lợi thế của nhiều hơn một ăng-ten để giao tiếp đồng thời với một máy khách không dây cụ thể. Điều này có nghĩa là nếu một bộ định tuyến có hai ăng-ten (bất kể chúng là bên trong hay bên ngoài), nó cho phép một máy khách WiFi có hai ăng-ten sử dụng đồng thời cả hai với tốc độ gấp đôi. Điều tương tự cũng xảy ra nếu chúng ta có một bộ định tuyến với ba ăng-ten và một máy khách WiFi có ba ăng-ten, chúng tôi sẽ có tốc độ gấp ba lần so với nếu chúng tôi sử dụng một ăng-ten duy nhất.

Một chi tiết rất quan trọng là nếu một bộ định tuyến có bốn ăng-ten và máy khách WiFi chỉ có hai, thì về mặt logic, chúng sẽ chỉ có thể giao tiếp với hai ăng-ten, nhưng hai ăng-ten còn lại của bộ định tuyến có thể được sử dụng bởi một máy khách WiFi khác để gửi và nhận dữ liệu trong bao lâu kết thúc quá trình truyền hiện tại. Do đó, số lượng ăng-ten nhiều hơn sẽ cho phép chúng tôi có công suất lớn hơn cho các máy khách WiFi được kết nối đồng thời.

Với tiêu chuẩn WiFi 5 và WiFi 6, MIMO đã được cải thiện hơn nữa với sự ra mắt của MU-MIMO. Mặc dù với MIMO, bạn không thể truyền dữ liệu đồng thời từ hoặc đến nhiều máy khách WiFi cùng một lúc, MU-MIMO cho phép điều đó. Một bộ định tuyến có tổng cộng bốn ăng-ten và hỗ trợ MU-MIMO sẽ có thể truyền dữ liệu đồng thời đến các máy khách sau:

• Một máy khách WiFi với hai ăng-ten
• Máy khách WiFi có ăng-ten
• Máy khách WiFi có ăng-ten

Nhưng nếu chúng tôi kết nối các máy khách WiFi chỉ với một ăng-ten, chúng tôi có thể truyền dữ liệu cho tối đa bốn máy khách cùng một lúc.

Do đó, số lượng ăng-ten mà bộ định tuyến WiFi có rất nhiều vấn đề:

• Cung cấp tốc độ Wi-Fi cao hơn cho khách hàng có hai ăng-ten trở lên.
• Cung cấp tốc độ cao hơn trên toàn cầu nếu MU-MIMO được hỗ trợ
• Dung lượng mạng WiFi lớn hơn, số lượng máy khách WiFi được kết nối nhiều hơn mà tốc độ không bị ảnh hưởng quá nhiều.

Chúng ta phải nhớ rằng công nghệ MU-MIMO chỉ có ở phiên bản WiFi 5 (WiFi AC Wave 2) ở băng tần 5GHz và trong tiêu chuẩn WiFi 6 mới, nó có sẵn ở cả hai băng tần (2.4GHz và 5GHz). Một chi tiết rất quan trọng là hiện tại, số lượng ăng-ten tối đa mà chúng tôi có sẵn trong các bộ định tuyến nội địa hàng đầu là bốn ăng-ten cho mỗi băng tần WiFi.

Bạn có đặt ăng-ten của bộ định tuyến đúng cách không?

Các bộ định tuyến có ăng-ten bên trong, không có khả năng di chuyển chúng đến bất cứ đâu, điều được khuyến nghị là để trống khu vực chúng tôi sắp đặt bộ định tuyến, để không có thêm chướng ngại vật và tín hiệu WiFi tiếp cận tốt hơn. Đối với ăng-ten bên ngoài, tùy thuộc vào số lượng ăng-ten của bộ định tuyến và thiết kế của thiết bị, điều bình thường nhất là đặt chúng khác nhau chứ không phải tất cả theo chiều dọc, cố gắng phát ra mọi hướng như thể nó là một hình cầu. Tuy nhiên, cả công nghệ MIMO và Beamforming sẽ hoạt động cùng nhau để luôn cung cấp cho chúng tôi vùng phủ sóng tốt nhất, ngay cả khi chúng tôi có ăng-ten theo chiều dọc.

Trong một số thử nghiệm mà chúng tôi đã thực hiện, chúng tôi đã cố gắng đặt ăng-ten theo chiều ngang để tiếp cận tốt hơn với sàn bên dưới nơi chúng tôi thực hiện các bài kiểm tra hiệu suất và sự khác biệt về tốc độ là không đáng kể, khoảng 5% đạt được. Nếu bạn đang ở trong một môi trường mà vùng phủ sóng thực sự yếu, có thể trong trường hợp này, bạn nên di chuyển các ăng-ten để cố gắng cải thiện vùng phủ sóng mà các máy khách không dây nhận được.

Bao nhiêu vùng phủ sóng thu được với mỗi ăng-ten của bộ định tuyến?

Trong không gian ngoài trời, nếu một bộ định tuyến có một hoặc nhiều ăng-ten, chúng tôi sẽ không nhận thấy nhiều cải thiện về vùng phủ sóng. Nhưng trong nhà, điều quan trọng là một bộ định tuyến phải kết hợp hai hoặc nhiều ăng-ten để tận dụng lợi thế của cả công nghệ MIMO và MU-MIMO mà chúng tôi đã giải thích trước đây, cũng như để tận dụng công nghệ Beamforming. Công nghệ Beamforming cho phép bạn thay đổi mối quan hệ pha của tín hiệu trong mỗi ăng-ten, để “tập trung” tín hiệu không dây vào một máy khách WiFi cụ thể và cung cấp cho nó một phạm vi và tốc độ lớn hơn. Nếu bộ định tuyến của chúng tôi có hai hoặc nhiều ăng-ten cho mỗi băng tần, chúng tôi có thể tận dụng tất cả các công nghệ này.

Ở các không gian trong nhà, tín hiệu không dây WiFi không ngừng phát ra từ các đồ vật khác nhau trong nhà, con người, đồ đạc và nhiều thứ khác nữa, và tất nhiên, tín hiệu sẽ dần mờ đi. Nhờ các công nghệ nói trên, tín hiệu WiFi có thể chọn một số tuyến đường khác nhau đến cùng một điểm đến, sử dụng mỗi ăng-ten với một đường dẫn khác nhau để tiếp cận máy khách không dây và sau đó “kích hoạt” ăng-ten mang lại cho chúng ta kết quả tốt nhất. Chúng ta càng có nhiều ăng-ten trong bộ định tuyến WiFi, xác suất không ai trong số chúng có thể đến đích càng ít, đó được gọi là phân tập ăng-ten, bởi vì những ăng-ten này được tách biệt về mặt vật lý và sử dụng tín hiệu có pha khác nhau, điều này giúp giảm nhiễu và nhiễu từ đa đường. Nếu bạn gặp vấn đề về vùng phủ sóng Wi-Fi, tính đa dạng của ăng-ten có thể giúp bạn, do đó, số lượng ăng-ten càng lớn, bạn càng có nhiều khả năng được phủ sóng.

Nói chung, việc thêm nhiều ăng-ten hơn trong bộ định tuyến hoặc trong các máy khách WIFi, làm cho phạm vi phủ sóng lớn hơn, chất lượng tín hiệu tăng lên và cả hiệu suất (tốc độ) WiFi. Cuối cùng, nó cũng cải thiện độ tin cậy của liên kết không dây.

Do mọi thứ ảnh hưởng đến phạm vi phủ sóng của mạng WiFi, rất khó để định lượng chúng ta sẽ thu được bao nhiêu trong phạm vi phủ sóng với mỗi ăng-ten bổ sung mà bộ định tuyến có. Điều đầu tiên mà chúng ta phải tính đến là hoạt động của MIMO và MU-MIMO, vì nó liên quan trực tiếp đến các anten mà chúng ta có, nhưng trong trường hợp này, chúng ta không nói về vùng phủ sóng mà là về tốc độ tối đa mà chúng ta có thể Hoàn thành. Về vùng phủ sóng, có tính đến hiệu suất thu được của hàng chục bộ định tuyến với nhiều cấu hình ăng-ten khác nhau, từ bài viết này, chúng tôi tin rằng việc có ba ăng-ten WiFi cho mỗi dải tần là tốt nhất về vùng phủ sóng / hiệu suất / giá cả của thiết bị.