WiFi en exteriores. Acceso inalámbrico en espacios públicos.

Hay muchas redes WiFi que dan cobertura en espacios abiertos. Desde plazas, parques, zonas de descanso, hasta jardines o piscinas privadas.

Siempre he defendido que WiFi no es una tecnología diseñada para trabajar en exteriores, ya que toma ventaja de los rebotes en las paredes y tiene un rango pequeño, pero eso no quita que no se pueda usar en ambientes abiertos con un trabajo excelente.

WiFi en exteriores. Acceso inalámbrico en espacios públicos.

La principal ventaja es la sencillez y practicidad, ya que todos los usuarios tienen sus propios dispositivos y conectarse con ellos compensa de sobra cualquier posible limitación que podamos tener en el ancho de banda y calidad de la conexión. Hay otras tecnologías que te permiten conectarte inalámbricamente con banda ancha en exteriores y que dan un resultado superior a WiFi, pero al no ser estándar, es necesario tener un dispositivo específico que se conecte a la red y esto hace poco viable una conexión temporal o móvil.

Problemas con interferencias

Uno de los principales problemas que nos vamos a encontrar al hacer instalaciones de exterior son las interferencias. Como he dicho en muchos de los artículos del blog, las frecuencias que utiliza WiFi son de uso libre y cualquier puede utilizar Access Points (AP) de WiFi y transmitir en cualquier lugar con las mismas frecuencias. Por supuesto, hay unas reglas mínimas que deben cumplir todos los transmisores, para que las redes puedan convivir, y WiFi utiliza mecanismos para aminorar los efectos nocivos de las interferencias.

Estos efectos nocivos se notarán más cuando nosotros nos conectamos más lejos del AP o cuando haya mucha gente conectada al mismo AP, dos condiciones que se dan muy a menudo en redes de exterior. También los mecanismos que tiene el protocolo WiFi para disminuir los efectos de las interferencias son menos efectivos cuando nos encontramos muy lejos del AP.

Si bien es posible que la cobertura de WiFi llegue hasta 1 Km de distancia, en condiciones normales y reales, la cobertura se puede reducir hasta los 20 o 30 metros para tener una conexión adecuada y dar un servicio acorde con los estándares actuales.

Diferente tipo de antenas

Las antenas son un elemento muy importante para tomar en cuenta. Normalmente, para instalaciones de Wifi en interior, nos olvidamos de las antenas. Los AP suelen venir con antenas que nos permiten dar cobertura omnidireccional en unos pocos metros, que es lo que se busca.

Para exteriores la situación es muy diferente. En algunos casos necesitaremos antenas omnidireccionales, pero en otros necesitaremos antenas más directivas. En algunos casos los APs traen antenas que nos pueden servir y en otros necesitaremos antenas más grandes y con mayor ganancia.

Las antenas direccionales o sectoriales nos permiten enfocar la cobertura de un AP específico. Esto nos da varias ventajas.

  • Nos permite concentrar la potencia transmitida en un área más pequeña logrando mayor distancia o más potencia a la misma distancia. Esto se traduce normalmente en más ancho de banda.
  • Nos permite contralar mejor las interferencias. Las antenas direccionales no solo transmiten en una sola dirección, sino que también reciben de esa sola dirección. Nuestro AP no recibirá tantas interferencias de otros AP, pero tampoco creará tantas interferencias en APs cercanos.
  • Nos permite gestionar mejor las frecuencias. Al transmitir en una sola dirección podemos reusar mejor los canales y tener un ancho de banda total mucho mayor.
  • Evitamos que la señal rebote en zonas cercanas y nos cree interferencias a nosotros mismos. En el siguiente apartado extiendo más este punto, que para una instalación WiFi de interior es un punto a favor, pero en exteriores se puede convertir en un gran problema.

Multipath y auto interferencia (Self interference)

Normalmente para una instalación WiFi en exteriores queremos tener la máxima cobertura posible. Para ello tenemos que transmitir más potencia y poner antenas más potentes o grandes. Esto nos permite llegar más lejos, pero también hace que la señal que nosotros mandamos pueda rebotar en los obstáculos (paredes, ventanas, carteles publicitarios de metal, vehículos, etc.).

Multipath y auto interferencia (Self interference)

Cuando estos obstáculos están a unos 3 o 4 metros, o más, típicamente ya no representan un problema, pero al estar más cerca definitivamente se convierten en un problema y muchas veces difícil de identificar.

En esta foto tenemos un ejemplo real. El punto de acceso tiene instalada antenas omnidireccionales, que están apuntando hacia arriba y radiando hacia el horizonte. Al estar instalado tan cerca de la pared, la potencia transmitida rebota en los paneles superiores, que son metálicos, y el mismo AP recibe su señal con mucha potencia.

Los clientes que se conecten recibirán también la señal dos veces con un retraso mínimo, pero suficiente para hacer que no entiendan los datos que le llegan. Es el mismo efecto que nosotros sentimos cuando hay eco en una llamada o en una conferencia. Puede llegar a ser muy molesto y a veces distraernos totalmente de la conversación.

antena sectorial que solo transmite hacia el frente

En la siguiente foto se está usando una antena sectorial que solo transmite hacia el frente.

A pesar de que la placa azul donde está instalada la antena y el AP es también metálica, en este caso no hay problemas con la conexión.

Las antenas sectoriales transmiten solamente hacia el frente y la señal llega sin interferencias a los clientes que se conectan.

Con este tipo de antenas el rango de cobertura es mayor, ya que tienen mayor ganancia y enfocan toda la potencia en una dirección específica.

En este caso hay que tener cuidado que los clientes no se conecten demasiado cerca de la antena, al tener esta mayor potencia de transmisión se puede saturar el receptor y generar errores de conexión. Este problema se puede aliviar controlando la potencia que transmite la radio.

Rango de Cobertura

Quiero dejar un poco de información sobre la distancia que puede cubrir un sistema con tecnología WiFi o un AP en particular en nuestra instalación.

La distancia a la que nos podremos conectar va a depender de la potencia del AP, la ganancia de la antena y los obstáculos que haya en el enlace.

Pero hay un parámetro adicional que se nos suele olvidar (o mucha gente no técnica no lo toma en cuenta). En todos los enlaces radio hay 2 partes. En nuestro caso una parte es el AP y la otra es el aparato del cliente, que en WiFi no lo controlamos, porque cada uno utiliza su propio teléfono, tablet u ordenador.

Cada aparato tiene su propia potencia de transmisión, ganancia de antena y cobertura particular. En general los ordenadores tienen antenas más grandes y tienen mejor cobertura, y los teléfonos al ser más pequeños, tienen antenas de menor ganancia y pueden transmitir menos potencia. Esta es una de las razones por la cual WiFi tiene una cobertura tan limitada. (Hay otras razones, sobre todo cuando comparamos con telefonía móvil, pero no voy a entrar en esos detalles ahora)

Finalmente, al hacer un despliegue WiFi en exterior, es importante hacer un estudio de cobertura en campo. Si la zona a cubrir tiene muchos obstáculos es muy posible que haya zonas sin cobertura y haya que afinar la posición, antenas y potencia de los APs. Si es una zona abierta, entonces será más fácil. Pero en este caso es más importante hacer una planificación de frecuencias para que unos APs no se interfieran con los otros.

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