Влияет ли расстояние от устройства до маршрутизатора Wi-Fi на скорость загрузки

Наверняка вы замечали, что чем дальше от роутера вы находитесь, тем хуже у вас работает интернет. Объясняем, почему это так

Прежде чем ответить на этот вопрос, нужно разобраться в устройстве Wi-Fi.

Как работает Wi-Fi

Сеть Wi-Fi — это набор протоколов беспроводной сети, которые подключают устройства в локальной зоне с к глобальному интернету с помощью радиоволн. Радиоволны — это электромагнитные волны, лежащие в полосе частот 3 кГц- 300 ГГц. Wi-Fi использует только диапазоны 2,4 и 5 ГГц. Это означает, что радиоволны Wi-Fi колеблются (меняют направление поляризации) 2,4×109 — 5×109 раз в секунду при движении со скоростью света, что составляет 3×106 км/с.

Радиоволны, как и все электромагнитные волны, теряют мощность сигнала с увеличением расстояния. Это называется ослаблением. Ослабление является наиболее важным фактором для определения дальности действия Wi-Fi. Внутренние и наружные среды вызывают ослабление сигнала из-за сочетания рассеяния, отражения, помех и потерь на пути.

Длина волны 2,4 ГГц составляет 12,5 см, а 5 ГГц — 6 см. Различные объекты,  такие как двери, шкафы, стены и т.д., рассеивают сигналы Wi-Fi, что приводит к более слабому сигналу, поступающему на устройство-приемник. Это также приводит к уменьшению энергии волны, так как часть энергии теряется во время столкновений.

Кроме того, радиоволны могут отражаться от металлических поверхностей, за счет чего они меняют направление распространения. Это также влияет на сдвиг фазы, которая описывает примерное время, необходимое волне для прохождения определенного расстояния. Когда две волны с разными фазами накладываются друг на друга, происходит перераспределение энергии таким образом, что возникают области с очень низкой плотностью энергии и области с очень высокой плотностью энергии. Это называется вмешательством. Помехи изменяют исходный сигнал, из-за чего антенна приемника не может его уловить.

Помехи разрушают исходную форму волны и перераспределяют энергию, которая отличается от исходного распределения Shutterstock

Как теряется сигнал Wi-Fi

Потеря сигнала Wi-Fi в основном связана с ослаблением радиосигнала из-за расстояния между источником и приемником. Существует несколько моделей потери сигнала, которые имитируют общую среду работы Wi-Fi. Самая простая модель — это та, в которой есть только один передатчик и один приемник, расположенные на некотором расстоянии друг от друга в свободном пространстве (обычно в воздухе). При этом нет никаких физических препятствий, которые могли бы спровоцировать отражение или рассеяние сигнала.

А теперь придется обратиться к формулам, чтобы посчитать зависимость силы сигнала от расстояния. Возьмем формулу передачи Гарольда Фрииса, которая определяет мощность, получаемую одной антенной при идеальных условиях от другой антенны, находящейся на определенном расстоянии.

В этой формуле:  

Gt — коэффициент усиления передающей антенны;
Gr — коэффициент усиления приёмной антенны;
Pt — мощность передающей антенны (Вт) (без учёта потерь);
Pr — мощность, принимаемая антенной (Вт) (без учёта потерь);
R — расстояние между антеннами в метрах;
λ — длина волны в метрах, соответствующая частоте передачи.

Согласно этому уравнению,  удвоение расстояния от маршрутизатора Wi-Fi до устройства в четыре раза ухудшает мощность сигнала. Это значит, что чем дальше вы от роутера, тем хуже интернет, даже в идеальных условиях, где нет никаких препятствий.

Таким образом, очевидно, что сила сигнала Wi-Fi снижается экспоненциально с увеличением расстоянием. Как правило, маршрутизаторы передают данные мощностью 100 МВт на частоте 2,4 ГГц. Дальнейшее удаление от роутера приводит к снижению мощности, получаемой устройством. Таким образом, да, расстояние влияет на скорость загрузки, а также на скорость загрузки.