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Antenas

Siempre he dicho que las antenas usadas en los Router WIFI son indiferentes, que poco importa realmente su ganancia, que sean internas o externas... y que lo único determinante al final en el "rango" WIFI es la potencia de emisión. Bueno, esto es una simplificación y las cosas no son del todo tan sencillas, pero explicar como funciona una antena, sus peculiaridades, sus diferencias... sería entrar en un terreno altamente físico, y es más simple simplificarlo.

Las antenas son esenciales para WIFI, son a fin de cuenta las que van a transmitir las señales eléctricas en forma de ondas de radio. Con cuanta más fuerza se emitan esas señales, más lejos van a poder llegar, eso creo que es un concepto que entendemos todos, la señal tendrá más fuerza. Esa "fuerza" viene dictada básicamente por la potencia de emisión, que se mide en vatios o también en decibelios-mvatio. La tecnología WIFI Está totalmente regalada, y esa emisión está limitada a 100mw en redes de 2.4GHz y a 200mw en redes de 5GHz. O lo que es lo mismo, 20dBm para redes de 2.4GHz y 23dBm para redes de 5GHz.

Esto es por ley, incrementar la potencia de emisión de alguna manera es totalmente ilegal, aunque históricamente se ha hecho, por eso quizás a día de hoy se mira con lupa.

Bien, pensemos en un entorno ideal donde no existiesen interferencias y vamos a usar por referencia y facilidad la red de 2.4GHz, siendo exactamente igual en 5GHz.

Si la potencia de emisión como decimos es fija y realmente es lo que va a hacer que nuestra señal sea más o menos potente... ¿por qué existen antenas de alta ganancia? ¿Importa la forma de la antena? ¿Que papel entonces juega la antena, no importa?

La antena lo es todo, pero no por lo que la mayoría pensará. Vamos a ver el caso más sencillo de antena, una omnidireccional (dipolo) frente a una direccional, y esto va a explicarnos con facilidad el resto.

-Una Antena direccional básicamente concentra/focaliza o como cada uno lo quiera llamar la potencia que tenemos en una sola dirección, o en una dirección más concreta. Tenemos una analogía simple, ¿que es lo que hacemos cuando queremos llamar a alguien que está lejos gritando? No solo gritamos hacia dicha persona, sino que a veces colocamos incluso las manos en forma de "pantalla" a los lados de la boca para que el grito sea más fuerte. ¿Y por qué lo hacemos? Nuestra capacidad de gritar es la misma, pero al poner las manos en forma de pantalla hacia otros lados (igual que si usamos un megáfono sin amplificación) estamos focalizando la energía hacia un lugar concreto, y esto tiene un coste, logramos aumentar la fuerza del grito en esa dirección, pero en el resto de direcciones cae.

Una antena direccional es exactamente eso, focalizaría nuestros 100mw en una única dirección, o en una dirección reducida, lo que permitiría que esa zona/dirección se viese beneficiada con una señal más fuerte, a expensas de que prácticamente cualquier otra zona quedaría totalmente sin señal. Dependiendo del entorno, de nuestras necesidades, de la tecnología usada, lo deseable es usar antenas direccionales, pensar por ejemplo en las antenas de televisión que tenemos en los tejados, o en las parabólicas, son antenas direccionales.

-La Antena Omnidireccional juega precisamente al contrario. La energía usada en la emisión se "esparce"/"distribuye" en todas direcciones. Esto puede ser muy malo si queremos captar una señal de televisión que sabemos que viene den un sitio concreto, pero es maravilloso para tecnologías como WIFI, ya que podemos estar ubicados en cualquier punto espacial del Router, ya sea en otra planta, ya sea en línea recta, ya sea un sótano... Seguimos usando los mismos 100mw, es solo que en este escenario los 100mw se "reparten" por toda la zona, con lo que la potencia que tiene la señal es más reducida, pero ganamos direccionalidad.

La antena que usa básicamente cualquier AP/Router es un dipolo, concretamente y casi siempre un dipolo corto. En esencia es un conductor de cobre en espiral protegido por una "carcasa" de plástico cuando son externas, o incluso en "finos" cables de cobre en espiral cuando son internas. Si pensamos en la típica antena externa, el dipolo emite a lo largo de todo el, siendo su emisión en forma de toro (no el animal, de toroide)

La antena, en esa imagen estaría atravesando por el medio el toro en vertical, y ese sería el patrón de emisión, que es en esencia omnidireccional. Aunque se te fijas bien, si fuese una sola antena externa, si te colocases justo encima o debajo de ella serían los lugares con menos intensidad, y al contrario, el plano horizontal sería el de mayor intensidad.

Originariamente, cuando la mayoría de los Router eran de una sola banda y de uno o dos stream casi todas las antenas era externas, y siempre por supuesto colocadas verticalmente que es como se maximiza la emisión en la horizontalidad. Con la llegada de los Router multibanda de incluso 3 y 4 bandas, y de 3 y 4 streams cada una las antenas se han multiplicado, y nadie quiere ver un Router con 12 antenas alrededor de él, asumémoslo, es feo de narices. Así que se optan por antenas internas. Bien, la cuestión es... ¿hay diferencias?, ¿y las llamadas antenas de alta ganancia?

¿Que es la ganancia? La ganancia en una antena no mide realmente lo buena o mala que sea una antena en realidad, sino lo focalizada que está realmente dicha antena en una dirección concreta. Cuanto más vertical y de mayor ganancia sea la antena, más focalizada estará en el plano horizontal. La potencia es exactamente la misma... la mejor forma de ver esto es coger el mismo toro de la imagen de arriba, y estirarlo por los laterales, de forma que cuanto más lo estires más señal llega en los extremos del plano horizontal, pero disminuye en la misma proporción la emisión en el plano vertical.

Imaginemos que podemos cambiarle las antenas al Router y que solo tiene una para simplificar. Tenemos una antena de 3dbi y le metemos una de 7dbi, o que diablos, una de 9dbi. La pregunta del millón es... ¿mejora la cobertura? Dependiendo de como uno lo mida, la respuesta es sí o no. Vamos a verlo desde un punto de vista teórico, porque práctico realmente afecta mucho menos.

La antena de 3dbi generará un patrón más esférico, será mucho mejor para entornos como por ejemplo una casa pequeña de poca superficie pero de varias plantas, porque la va a cubrir muy bien. A lo mejor en línea recta-horizontal al Router lo máximo que vas a tener son 10 metros, pero si estás en la tercera planta encima del Router vas a tener igualmente buena señal. ¿Y la de 5dbi? La de 5dbi tendrá un patrón más bajo, a lo mejor para la casa anterior no es adecuado y a la tercera planta tendríamos problemas,  pero quizás sería adecuado para una casa de dos plantas cuyas plantas son además más grandes, o una planta y un sótano. ¿Y la de 9dbi? Teóricamente, mejorará bastante la señal en el plano horizontal pero de nuevo el plano vertical se verá muy damnificado. Para una casa grande de una sola planta puede ser ideal.

Como vemos, claro que hay diferencias entre las antenas, pero ni mucho menos en la medida que la mayoría cree. Se llega a lo absurdo de gastarse decenas de euros en antenas de ganancias muy elevadas pensando que eso se va a traducir en un aumento en el rango WIFI, y no es cierto, la potencia de emisión no varía, lo único que pueden lograr es un ligero cambio en el patrón de onda que formará, potenciando la horizontalidad. Eso no quiere decir que sea inútil ni muchísimo menos. Por ejemplo, en un piso que generalmente tenemos una sola planta, una buena idea podría ser usar antenas de alta ganancia si el Router estuviese colocado en un lugar céntrico del piso, pero esa misma idea aplicada a una casa podría ser totalmente perjudicial.

¿Y en la práctica... como es la realidad? Todo lo anteriormente es física, es teórico. Eso no significa que no tenga una correlación práctica, obviamente la tiene. El problema es que la señal WIFI, que es de lo que hablamos, no se enfrenta a un entorno de laboratorio ideal donde no existen objetos, mobiliario, otras fuentes de ondas de radio... En un entorno real vamos a darnos cuenta que realmente la diferencia en el rango efectivo horizontal entre una antena de 3db a una de 9db, puede ser bastante marginal, con diferencias de +-3-5%, y sin embargo puede verse reducido en gran medida su rango vertical.

Empecé con las antenas direccionales porque en realidad podrían verse precisamente como la antítesis. Para quien crea que esto es sólo teoría, una antena direccional WIFI de muy alta ganancia respetando la potencia de emisión, conectada a un Router doméstico (y obviamente equipo similar al otro extremo al que estuviese enfocada), podría tener un alcance de 20-40Km incluso!! No es teoría, es realidad, pero quien en su sano juicio iba a montar una infraestructura así , sin entrar ya en la exactitud de las dos antenas mirando una hacia la otra.

WIFI es una tecnología para estar por casa, y ese es su enfoque. Claro que podemos construir/instalar antenas direccionales, o incluso omnidireccionales de alta ganancia para focalizar la emisión en el plano horizontal, pero a nivel práctico-doméstico generalmente no tiene demasiada utilidad y con resultados prácticos dudosos.

Y por supuesto, por encima de todo ello, no voy ya a entrar en lo absurdo y en el sinsentido de las creencias/mitos de, precisamente, poner una antena grande soluciona los problemas o "tiene más potencia" o historias similares. Que existan a la venta antenas de todo tipo mas baratas o mas caras no significa que tengan que ser mejores/peores para uno, y mucho menos hay que confundir, repito por décima vez, mayor ganancia a mayor potencia de emisión o mayor rango