Antenas omnidirecionais

As antenas usadas por padrão nos pontos de acesso são chamadas de dipole ou omnidirecionais, pois irradiam o sinal em todas as direções, permitindo que você se conecte à rede a partir de qualquer ponto na área em torno do ponto de acesso. Na verdade, o “em todas as direções” é uma figura de linguagem, pois as antenas concentram o sinal na horizontal, em um raio de 360 graus, irradiando, em compensação, pouco sinal na vertical.

Você pode imaginar que, ao utilizar uma antena ominidirecional, o sinal emitido pelo ponto de acesso tem formato de um donut, como você pode ver neste gráfico:

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É por isso que as antenas do ponto de acesso devem ficar sempre na posição vertical, a menos é claro que você queira que o sinal seja irradiado na vertical, de forma a conseguir se conectar à rede quando estiver no andar de cima, por exemplo. Ao instalar o ponto de acesso, o ideal é que ele fique em uma posição central e um pouco mais alto que os móveis e demais obstáculos, de forma que o sinal possa trafegar até os clientes sem muitos desvios. Se instalar o ponto de acesso em uma posição central não for possível, considere usar uma antena setorial ou um defletor caseiro (veja a seguir), de forma a direcionar o sinal para a área desejada.

Continuando, sempre que possível, as antenas nos clientes devem sempre estar alinhadas (também de pé) em relação à antena do ponto de acesso, para uma melhor recepção. Caso o cliente use algum tipo de antena mini-yagi, então a antena deve ficar apontada para o ponto de acesso.

Por não irradiar muito sinal na vertical, concentrando-o na horizontal, uma antena ominidirecional típica oferece um ganho de 2.2 dBi, o que equivale a um aumento de 65% na potência de transmissão (e também na qualidade da recepção) em relação a uma antena (teórica) que irradiasse o sinal igualmente em todas as direções.

A partir daí, é possível aumentar a potência de transmissão do ponto de acesso de duas maneiras:

A) Usando um amplificador de sinal, de forma a aumentar a potência de transmissão do ponto de acesso.
B) Substituindo a antena padrão por uma antena de maior ganho, ou seja, por uma antena que concentre o sinal, permitindo que ele atinja distâncias maiores.

A opção A (usar um amplificador) é uma forma de resolver o problema na base da força bruta. Usando um amplificador, é possível aumentar a potência de transmissão do ponto de acesso (ou da placa wireless) para até 1 watt, que é o máximo permitido pela legislação.

A grande maioria dos pontos de acesso trabalha com menos de 100 milliwatts de potência de transmissão, de forma que 1 watt significa um ganho considerável. Ao usar um amplificador, é importante escolher um amplificador bidirecional (que amplifica nas duas direções, atuando também sobre sinal recebido dos clientes), caso contrário o alcance prático da rede ficará limitado pela potência de transmissão dos clientes (afinal, se o ponto de acesso não recebe o sinal do cliente, não é possível abrir o canal de comunicação).

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Muitos pontos de acesso permitem ajustar a potência de transmissão, mas normalmente o ajuste é liberado apenas para baixo. Ou seja, você pode reduzir a potência de transmissão, de forma a intencionalmente reduzir a área de cobertura da rede (o que ajuda na questão da segurança), mas não aumentar:

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Grande parte dos pontos de acesso utilizam transmissores com uma potência maior, mas ela é limitada via firmware, de forma a atender as normas das agências reguladoras de diversos países. Em muitos casos, é possível “destravar” o ponto de acesso, permitindo usar toda a potência disponível através de firmware alternativo.

Dois exemplos são o OpenWRT (http://openwrt.org/) e o DD-WRT (http://www.dd-wrt.com) que oferecem suporte a um grande número de pontos de acesso. Note que regravar o firmware pode inutilizar o ponto de acesso caso ele não seja suportado, ou caso algo dê errado durante o processo, por isso não deixe de checar as listas de compatibilidade e as instruções de instalação.

Diferentemente de um amplificador bidirecional, que irá amplificar tanto a transmissão, quanto a recepção do sinal dos clientes, amplificar o sinal do ponto de acesso melhora apenas a transmissão no sentido ponto de acesso > cliente, sem fazer nada para melhorar a recepção das transmissões dos clientes. Devido a isso, o alcance da rede continuará basicamente o mesmo, mas teremos ganhos com relação à recepção dos clientes, permitindo que eles obtenham um sinal mais estável e taxas de download mais altas quando dentro da área de cobertura. Em outras palavras, você obtém parte dos benefícios de usar um amplificador sem precisar colocar a mão no bolso.

Em seguida temos a opção B, que consiste em utilizar uma antena de maior ganho, que concentra o sinal em uma única direção, aumentando, assim, a potência efetiva de transmissão. Quando mais estreito o foco da antena, mais concentrado é o sinal.

O ganho da antena é medido em dBi, sendo que um ganho de 3 dBi equivale ao dobro da potência de transmissão e um ganho de 10 dBi equivale a um aumento de 10 vezes. Usar antenas de alto ganho tanto no ponto de acesso quanto no cliente permite criar links wireless de longa distância, indo muito além dos 150 metros nominais.

Existem no mercado antenas omnidirecionais com maior ganho, que podem substituir diretamente as antenas do ponto de acesso. Temos aqui uma antena de 5 dBi ao lado de uma antena padrão de 2.2 dBi:

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Antenas omnidirecionais maiores, de uso externo, podem oferecer ganhos de 10 ou até mesmo 15 dBi. O sinal continua sendo transmitido em todas as direções na horizontal, mas o ângulo vertical se torna muito mais estreito em relação ao oferecido pelas antenas padrão, ou seja, o maior ganho da antena não faz com que ela transmita mais sinal, mas apenas com que concentre a transmissão em uma faixa mais estreita:

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