Antenas externas vs internas de un router: ¿cuáles son mejores?

¿Qué son las antenas de un router?

Las antenas en un router inalámbrico son las que nos proporcionan conectividad WiFi para que podamos conectarnos de forma inalámbrica con cualquier dispositivo. Antes de hablar del número de antenas, vamos a hablar de los componentes que incorpora un router en su interior:

• CPU: se encarga de procesar todos los datos del router.
• Switch: se encarga de gestionar toda la conectividad cableada, y se conecta con la CPU directamente para saber dónde debe dirigir estos paquetes
• Memoria RAM: se encarga de almacenar todos los procesos que incorpora el firmware del router, el funcionamiento es el mismo que la de un PC. Es una memoria volátil, cada vez que reiniciamos el router se borra toda la información.
• Memoria flash: es una memoria no volátil que es interna en los routers, sirve para almacenar el firmware y «cargarlo» cuando se inicia el router, es algo así como el SSD o disco duro de un PC. Un detalle importante, es que no solamente sirve para almacenar el firmware, sino también la configuración del propio router. Gracias a esta memoria flash, no tendremos que configurar el router cada vez que lo iniciamos.

Si hablamos de un router inalámbrico, tenemos también un chipset que se encarga específicamente de gestionar la conectividad inalámbrica, esto se le llama controlador WiFi. Si nuestro router tiene una única banda de frecuencias, solamente tendremos un controlador WiFi. Si estamos ante un router doble banda simultánea o triple banda simultánea, tendremos dos o tres controladores WiFi respectivamente.

Los controladores WiFi son chipsets individuales, aunque en algunos modelos de routers, la propia CPU principal también se encarga de gestionar la red inalámbrica, ya que internamente tiene un controlador WiFi. Los routers de gama baja y media, normalmente son así para ahorrar costes de un chipset dedicado exclusivamente. El controlador WiFi es el que determina cuántas antenas puede tener un router WiFi, si el controlador WiFi solamente soporta 2 antenas, entonces nosotros no podremos decidir poner 3 antenas, porque la tercera no podremos conectarla internamente al controlador WiFi. Algunos fabricantes de controladores inalámbricos ampliamente conocidos son Broadcom, Qualcomm y también Realtek, este último fabricante sobre todo está en los routers de gama baja y media, ya que son más baratos.

Tipos de antenas

En el mundo del WiFi tenemos varios tipos de antenas, las omnidireccionales que emiten en todas las direcciones (en el plano horizontal), las sectoriales que emiten en un determinado sector de 90, 120, 135 o 180 grados, y las direccionales que emiten con un menor ángulo de incidencia, de unos 30 o 45 grados. En todos los routers WiFi domésticos tenemos antenas omnidireccionales, porque nos interesa proporcionar cobertura WiFi en todas las direcciones en el plano horizontal.

Respecto a la ganancia de las antenas, nos encontraremos una ganancia entre los 3dBi y los 5,5dBi aproximadamente, debemos tener en cuenta que cuántos más dBi de ganancia tengamos, más sensibilidad tendrá la antena y podremos cubrir mayor cobertura horizontal, pero sacrificando la cobertura vertical porque el ángulo de incidencia vertical es menor. Por tanto, en un entorno doméstico se recomienda no demasiada ganancia de antena, sobre todo si tenemos una casa con varios pisos.

Antenas externas e internas en un router

Como decimos, las redes inalámbricas son mucho más importantes hoy en día que hace unos años. Si echamos la vista atrás, antes lo normal era navegar por Internet con un ordenador conectado por cable al router. Ahora lo común es conectarnos desde el móvil, usar tablets, ordenadores portátiles y una gran variedad de dispositivos de lo que conocemos como el Internet de las Cosas.

Ahora bien, para que todo esto funcione correctamente, para que la cobertura inalámbrica sea la adecuada, es importante contar con un buen router. A fin de cuentas es lo que va a marcar la diferencia al navegar, ya que puede tener un mayor o menor alcance sin cable, ofrecer una mayor o menor estabilidad, calidad etc. Las antenas del router son muy importantes en este sentido. Sin embargo hay que diferenciar entre antenas externas e internas. Algunos routers pueden tener solo antenas internas, otros tener ambas. Vamos a ver en qué se diferencian y cuándo conviene más tener una opción o la otra.

Antenas internas en un router

En primer lugar vamos a comenzar a explicar las ventajas y aspectos a destacar de las antenas internas de un router. Como podemos imaginar, son las que se encuentran dentro del dispositivo y físicamente no están a la vista. Este hecho no va a significar que la calidad de la conexión sea peor. De hecho son muchos routers los que cuentan con antenas internas, al igual que hoy en día la mayoría de dispositivos (ordenadores, tablets, móviles…). Lo normal es que estos equipos que mencionamos tengan antenas que no son visibles.

Más allá de esto que comentamos, de no tener visibles las antenas, una de las ventajas principales es que la señal fluye de forma esférica, por decirlo de alguna manera. Es decir, el router va a repartir la señal por todas partes por igual. No vamos a tener que preocuparnos en orientar la antena para que la señal llegue mejor a un lugar. Cuando las antenas son internas, normalmente tenemos un cable de antena que va soldado o a un conector UFL desde el amplificador de potencia, hasta la zona del router donde se ha ubicado la antena interna, que no deja de ser una especie de placa metálica en varios lados del router. En la siguiente fotografía se pueden ver una antena interna del router FRITZ!Box 7590:

Podemos decir que las antenas internas ofrecen una cobertura más completa, más orientadas a una vivienda o local donde nos vamos a conectar desde cualquier lugar. Van a ser más indicadas para interiores.

Antenas externas en un router

Por otro lado, tenemos la opción de las antenas externas en un router. Como hemos indicado algunos incluso pueden tener ambas opciones. Las antenas externas son mejores para enviar la señal a zonas más alejadas del router. Va a tener por tanto mayor capacidad en este sentido. Las antenas externas además las podemos orientar. Podemos moverlas como nos interesen y de esta forma conectarnos desde un lugar en concreto mejor. Permite ganar calidad en la dirección que está emitiendo.

Cuando las antenas son externas, normalmente tenemos el cable de antena que va soldado o a un conector UFL desde el amplificador de potencia, hasta el conector RP-SMA de la antena externa, la cual enroscamos posteriormente para tener cobertura. En la siguiente fotografía se puede ver el cable de antena (color negro) hacia el conector RP-SMA del router ASUS RT-AX88U:

Eso sí, hay que tener en cuenta que esa mejora que mencionamos estará presente en la zona hacia donde apunta la antena y que en el resto tendremos una menor calidad. No tenemos esa “esfera” que mencionamos con las antenas internas.

Por otra parte, hay que mencionar que no existen diferencias en cuanto a la potencia de transmisión en antes internas o externas. En este sentido van a funcionar ambas igual.

¿Son mejores las antenas externas o internas?

Respecto a la pregunta de cuál es mejor, si antenas externas o internas, por norma general, los routers que tienen antenas externas proporcionan una mayor cobertura, pero esto depende de muchos factores: potencia de señal, pérdidas de señal por el cable de antena, y la pérdida por el propio conector RP-SMA de la antena externa, además de la ganancia de la antena externa.

Un aspecto muy importante, es que las antenas externas las podemos orientar y modificar su posición por nosotros mismos, para probar si en un determinado lugar ha mejorado el rendimiento o no lo ha hecho, lo más recomendable es colocar las antenas del router en diferentes posiciones para irradiar en todas las direcciones. No obstante, la tecnología MIMO y Beamforming trabajarán para que no sea tan necesario orientar las antenas externas en nuestro router, pero en ciertos escenarios complejos donde tengamos casas de varios pisos, sería recomendable probar a cambiar de posición las antenas y no tener todas de forma vertical.

Las antenas internas normalmente proporcionan una cobertura en forma de esfera, y no en forma de donut como ocurre con las antenas externas. Por tanto, mientras que una antena interna proporciona cobertura más completa (hacia todos los lados), una antena externa puede llegar más lejos en el plano horizontal. Un aspecto a favor de las antenas externas (desmontables con conector RP-SMA), es que las podremos cambiar por unas de mayor ganancia. A nivel de potencia de transmisión, en ambas será la misma porque el límite está fijado por la legislación vigente en cada país.

Lo más normal es que un mismo router con antenas externas y antenas internas tengan siempre la misma cobertura, pero si en un router con antenas internas ponemos obstáculos cerca de él, lógicamente se verá afectado por ellos y proporcionarán una cobertura inferior. Por este motivo, muchos fabricantes de routers los diseñan para ponerlos de forma vertical y no poner libros encima de él, lo cual es peligroso tanto para la refrigeración del router como para la cobertura WiFi.

Posición ideal de las antenas

Los routers con antenas internas, no hay posibilidad de moverlas hacia ningún sitio, lo que sí es recomendable es dejar libre la zona donde vayamos a colocar el router, para no tener obstáculos adicionales y que la señal WiFi llegue mejor. Respecto a las antenas externas, dependiendo de cuántas antenas tenga el router y el diseño del equipo, lo más normal es colocarlas de manera distinta y no todas en vertical, para intentar irradiar en todas las direcciones como si fuera una esfera. No obstante, tanto la tecnología MIMO como Beamforming van a trabajar conjuntamente para proporcionarnos siempre la mejor cobertura, incluso aunque tengamos las antenas verticalmente.

En algunas pruebas que hemos realizado, hemos probado a poner las antenas de manera horizontal para llegar mejor al piso de abajo donde realizamos los tests de rendimiento, y la diferencia de velocidad es inapreciable, en torno a un 5% se gana aproximadamente. Si estás en un entorno donde la cobertura te llega realmente débil, es posible que en este caso sí te merezca la pena mover las antenas para intentar mejorar la cobertura recibida por los clientes inalámbricos.

Debemos tener en cuenta que las antenas son omnidireccionales. Con lo cual tienen una expansión de la cobertura en forma de onda y la señal se emite de forma horizontal, siempre con respecto a la posición de la antena. Por otro lado, si nuestro router no cuenta con antenas externas, podemos fijarnos si tiene los conectores para estas. Ya que en muchos casos se le pueden instalar.

• Si vives en un piso de una planta: Si se trata de un apartamento la solución es sencilla, se colocan de forma vertical en un ángulo de 90 grados con respecto al router.
• Casas con dos o más pisos: Si vivimos en una de estas casas, seguramente lo mejor sea establecer una de las antenas de forma que quede de manera horizontal para proporcionar señal arriba y abajo.

Todo esto con respecto a los routers de dos antenas, que son mucho más frecuentes en el mercado. Pero también tenemos routers con hasta 8 antenas diferentes, los cuales nos dan mucho más margen a la hora de enviar la cobertura por toda la casa. En estos casos tendremos que ir «jugando» con los ángulos, y tratar que la señal llegue a cubrir el 100% de la superficie de la casa. En el caso de que la señal no llegue correctamente a todos los puntos, es probable que se trate ya de un problema de potencia. Lo cual haría que tengamos que optar por dispositivos de extensión de la red externos al router. Lo mismo puede ocurrir con los alargadores de red Wi-Fi. Muchos tienen una o dos antenas para poder direccionar la señal. Para estos podemos aplicar el mismo proceso de colocación.

En definitiva, como hemos visto existen algunas diferencias importantes entre las antenas externas y las internas de un router. Cada tipo puede ser mejor en determinadas circunstancias, aunque para un uso normal, en una vivienda, las diferencias serían poco apreciables.

¿Para qué sirven tantas antenas en un router?

Con el lanzamiento del estándar WiFi 4, se lanzó el MIMO (Multiple Input Multiple Output), una tecnología que nos permite aprovechar más de una antena para comunicarnos simultáneamente con un determinado cliente inalámbrico. Esto significa que, si un router tiene dos antenas (independientemente de si son internas o externas), permite que un cliente WiFi con dos antenas pueda utilizar ambas simultáneamente para obtener el doble de velocidad. Lo mismo ocurre si tenemos un router con tres antenas y un cliente WiFi con tres antenas, tendremos el triple de velocidad que si usáramos una sola antena.

Un detalle muy importante, es que si un router tiene cuatro antenas y el cliente WiFi solamente tiene dos, pues lógicamente podrán comunicarse únicamente con dos antenas, pero las otras dos antenas restantes del router las puede utilizar otro cliente WiFi para enviar y recibir datos en cuanto termine el que actualmente está transmitiendo. Por tanto, un mayor número de antenas nos va a permitir una mayor capacidad de clientes WiFi conectados simultáneamente.

Con los estándares WiFi 5 y WiFi 6, el MIMO se ha mejorado aún más con el lanzamiento del MU-MIMO. Mientras que con el MIMO no se puede transferir datos simultáneamente desde o a varios clientes WiFi a la vez, el MU-MIMO sí nos lo permite. Un router que tenga un total de cuatro antenas y sea compatible con MU-MIMO, podrá transferir datos a los siguientes clientes simultáneamente:

• Un cliente WiFi con dos antenas
• Un cliente WiFi con una antena
• Un cliente WiFi con una antena

Pero si conectamos clientes WiFi con solamente una antena, podríamos transferir datos hasta a cuatro clientes simultáneamente.

Por tanto, el número de antenas que tiene un router WiFi importa muchísimo para:

• Proporcionar más velocidad WiFi a clientes con dos antenas o más.
• Proporcionar una mayor velocidad de forma global si soporta MU-MIMO
• Mayor capacidad de la red WiFi, más número de clientes WiFi conectados sin que la velocidad se vea perjudicada demasiado.

Debemos recordar que la tecnología MU-MIMO solamente está disponible en la versión WiFi 5 (WiFi AC Wave 2) en la banda de 5GHz, y en el nuevo estándar WiFi 6 está disponible en ambas bandas de frecuencia (2.4GHz y 5GHz). Un detalle muy importante es que, actualmente el máximo número de antenas que tenemos disponible en los routers domésticos tope de gama, es de cuatro antenas por cada banda de frecuencias WiFi. Por último, los nuevos routers con Wi-Fi 6E disponen también de MU-MIMO.

¿Cuánta cobertura se gana con cada antena de un router?

En espacios exteriores, si un router tiene una o más antenas, no notaremos demasiada mejoría a nivel de cobertura. Pero en espacios interiores es crítico que un router incorpore dos o más antenas, para aprovechar tanto las tecnologías MIMO y MU-MIMO que hemos explicado antes, como también para aprovechar la tecnología Beamforming. La tecnología Beamforming permite variar la relación de fase de la señal en cada antena, para «focalizar» la señal inalámbrica en un determinado cliente WiFi, y proporcionarle un mayor alcance y velocidad. Si nuestro router tiene dos o más antenas por cada banda de frecuencia, podremos aprovechar todas estas tecnologías.

En espacios interiores, la señal inalámbrica WiFi no para de rebotar con los diferentes objetos de nuestro hogar, personas, muebles y mucho más, y, por supuesto, la señal se irá atenuando poco a poco. Gracias a las tecnologías anteriormente mencionadas, la señal WiFi puede elegir varias rutas diferentes hasta el mismo destino, usando cada antena con un camino diferente hasta llegar al cliente inalámbrico, y posteriormente «activando» la que mejor resultado nos proporcione. Cuántas más antenas tengamos en un router WiFi, la probabilidad de que ninguna de ellas sea capaz de llegar hasta el destino es menor, es lo que se denomina diversidad de antenas, porque estas antenas están físicamente separadas y utilizan una señal con diferente fase, lo que ayuda en la reducción del ruido y la interferencia por las rutas múltiples. Si tienes problemas de cobertura WiFi, la diversidad de antenas puede ayudarte, por lo que a mayor número de antenas más probabilidad de que tengas cobertura.

En términos generales, añadir más antenas en el router o en los clientes WIFi, hacen que la cobertura sea mayor, la calidad de la señal aumente, y también el rendimiento WiFi (velocidad). Por último, también mejora la confiabilidad del enlace inalámbrico.

Debido a todo lo que influye en la cobertura de las redes WiFi, es complicado cuantificar cuánto vamos a ganar de cobertura con cada antena adicional que tenga un router. Lo primero que debemos tener en cuenta es el funcionamiento del MIMO y el MU-MIMO, ya que está directamente relacionado con las antenas que tengamos, pero en este caso, no hablamos de cobertura sino de velocidad máxima que podremos conseguir. En cuanto a la cobertura, teniendo en cuenta el rendimiento obtenido por decenas de routers con muchas configuraciones de antenas diferentes, desde RedesZone creemos que tener tres antenas WiFi por cada banda de frecuencias es lo mejor en cobertura/rendimiento/precio del equipo.