Elegir una antena WiFi puede ser complicado con tantas opciones en el mercado.
El excelente servicio gratuito ISP Design de Ubiquity te ayuda a determinar si una conexión WiFi es factible (permite verificar si hay visibilidad óptica entre las antenas) y a elegir las antenas WiFi con el tamaño adecuado.
Diferencia entre antenas direccionales y omnidireccionales
La principal diferencia entre las antenas de radio es que se dividen en dos grupos: antenas omnidireccionales y antenas direccionales.
Una antena omnidireccional irradia ondas de radio en todas las direcciones. Idealmente, como se ve en la figura siguiente, las ondas se irradian en forma esférica. En términos de potencia de la señal, esta alcanza su máximo en los planos horizontales (en rojo en la imagen), mientras que disminuye a cero por encima y por debajo.
En el caso de las antenas direccionales, el señal se irradia esencialmente en una sola dirección.
Considera la antena situada donde se cruzan los tres planos X, Y y Z.
Simplificando al máximo, la tendencia de una antena a concentrar la señal en una dirección específica se conoce como ganancia y se mide en dB. Imagina una antena omnidireccional como la presentada anteriormente. Una antena omnidireccional perfecta, que irradia la señal en todas las direcciones con la misma intensidad, como si fuera una esfera, tendrá una ganancia de 0 dB.
Una antena omnidireccional con una ganancia de 2 dB difundiría la señal un poco siguiendo la forma del planeta Tierra, ligeramente aplanada en los polos; una antena omnidireccional con una ganancia de 15 dB irradiará la señal como si fuera un plato, de manera sustancialmente horizontal.
Si colocaras una antena omnidireccional con una ganancia de 15 dB en un edificio, la señal permanecería en el mismo plano sin llegar a los pisos inferiores y superiores.
Las mismas consideraciones se aplican a las antenas direccionales. Así, si la antena direccional ofrece una ganancia de 20 dB, deberás colocar cuidadosamente la antena receptora porque la señal estará mucho más “concentrada”.
Cuando se habla de antenas de radio, generalmente se hace referencia a dos modelos:
- Antena isotrópica. Es la abstracción conceptual de una antena que irradia en todas las direcciones de manera uniforme (isotrópica) operando sobre una simetría esférica.
- Dipolo. Es la antena que generalmente se toma como referencia, ya que una antena isotrópica es una idealización físicamente imposible.
Ganancia de la antena y potencia de transmisión
En las especificaciones de una antena WiFi, los valores de ganancia a menudo se indican en dBi (decibelios isotrópicos), que expresan la ganancia en decibelios con respecto a una antena isotrópica.
El valor en dBi es más alto, pero seguramente menos útil porque la antena se compara con una antena imaginaria (la antena isotrópica). Para pasar de dBi a dBd, es decir, a la ganancia con respecto a un dipolo ideal, simplemente resta el valor 2,15. Por ejemplo, en el caso de una ganancia de 8 dBi, tendrás 5,85 dBd.
Concentrar la señal en una dirección hace que se irradie sustancialmente con la misma potencia, pero, por el contrario, se perderá la cobertura en otras direcciones.
Por lo tanto, para conocer la cobertura de la antena, deberás verificar su potencia de transmisión correspondiente, expresada en dBm. La relación entre la ganancia y la potencia implica que por cada 3 dB de ganancia, se duplica el valor de la potencia de transmisión. Este efecto se debe a la concentración de la señal en una dirección, como se vio anteriormente en el caso de la antena omnidireccional de 15 dB.
El dipolo es el ejemplo más simple de antena, compuesto por un par de alambres rectos.
Las antenas montadas en los routers y puntos de acceso comunes son todos dipolos, aunque estén protegidos con una carcasa exterior de material plástico.
Al elegir una antena, el valor de la ganancia se expresa en dBi. Sin embargo, ten en cuenta el aspecto fundamental ilustrado en este artículo: cuanto mayor sea el valor de la ganancia en dBi, más irradiará la antena la señal en una dirección específica. Más relevante es el valor en dBm relativo a la potencia de transmisión, que generalmente se puede ajustar desde el panel de administración del software.
Sin embargo, vale la pena observar que muchas antenas o dispositivos inalámbricos permiten utilizar potencias de 27 dBm/500 mW o más. El uso de estas potencias no está permitido en muchos países, ya que no se pueden superar los 20 dBm/100 mW. La potencia de transmisión de la antena WiFi deberá ajustarse para no superar los límites legales.
En el caso de un router WiFi normal, la antena es omnidireccional, y es correcto que lo sea porque la señal debe irradiarse en todas las direcciones para “cubrir” todas las posiciones en las que puedan encontrarse los sistemas cliente.
Uno de los consejos básicos al elegir la ubicación del router WiFi consiste en colocar el dispositivo en el centro del edificio, no en una posición descentrada ni detrás de muros de hormigón armado, tabiques de yeso, mapas, papeles y cartones, paredes metálicas, todos elementos que tienen un alto grado de absorción y representan los obstáculos más importantes para una correcta difusión de la señal inalámbrica.
Si necesitas intercambiar datos de forma inalámbrica con otros inmuebles de tu propiedad a distancia, deberás elegir antenas direccionales.
El servicio UISP Design Center mencionado en la introducción también ayuda en este sentido. Aunque las antenas propuestas son de la marca Ubiquiti, puedes seleccionarlas y verificar sus especificaciones para elegir las del fabricante que prefieras. Al modificar el modelo de antena en la sección “Antenna gain”, al final de la columna de la derecha, obtendrás una estimación de la capacidad de la conexión WiFi y del nivel de señal en dBm. Los valores superiores a -85 dBm se pueden considerar como valores límite, más allá de los cuales no es posible establecer el enlace o, de lo contrario, el intercambio de datos se realizará de manera inestable, con una alta tasa de paquetes perdidos.
