Realiza un enlace Wi-Fi de varios kilómetros con estas antenas

Hasta no hace mucho tiempo, este tipo de conexiones solo era posible mediante potentes dispositivos profesionales, torres de comunicación o mástiles de gran altura. Hoy en día, hacer un enlace Wi-Fi de varios kilómetros ya es una realidad sin tener que gastarte miles de euros, pero tenemos que tener en cuenta varios aspectos, y utilizar simuladores para que la tarea sea un éxito.

Los últimos estudios revelan que los usuarios quieren tener una señal WiFi de calidad que llegue hasta el último rincón de la casa. El problema es que ya no nos conformamos con tener WiFi dentro de la vivienda, queremos que llegue al jardín, e incluso deseamos tener WiFien el almacén, garaje o negocio que está situado enfrente de nosotros a unos cuantos kilómetros. Por esta razón la compra de antenas WiFi largo alcance para exterior se han hecho muy populares.

Además, un hecho importante es que los routers de Internet que dan los proveedores en algunos casos dejan bastante que desear. Si a algunos ya les cuesta dar cobertura en el interior de la casa ya si les pedimos que lo hagan a los alrededores es imposible. Hoy en RedesZone os vamos a explicar de manera básicas qué tipos de antenas existen y cómo podemos crear un enlace Wi-Fi de varios kilómetros si se dan las condiciones adecuadas.

Para elegir las antenas adecuadas tendremos que ver cuales son las necesidades que será necesario cubrir. Por lo cual deben ser capaces de cubrir la distancia requerida. Pero eso no será todo, sino que después será necesario llevar a cabo un trabajo de instalación. Incluso en ocasiones tendremos que quitar una antena previa la cual ya no cumple ninguna función.

Como sabemos, existen antenas tanto para el exterior como para el interior. Pero en caso de las de exterior, se pueden realizar combinaciones con el router directamente como se puede ver en conexiones a internet por satélite.

Tipos de antenas Wi-Fi

Para mejorar la señal de una conexión inalámbrica, encontramos varios tipos de antenas WiFi, cada una de ellas están orientadas a un objetivo, y no todas las antenas WiFi que existen valen para todos los usos. Debemos elegir cuidadosamente los equipos que compremos y saber en detalle el tipo de antena que tenemos.

Antenas omnidireccionales

Las antenas omnidireccionales son las que emiten y reciben en todas las direcciones en el plano horizontal, es decir, emiten y reciben en los 360º de la antena. En el plano vertical va a depender de la ganancia que tengamos en la propia antena para tener más sensibilidad, por lo que será muy importante mirar este detalle en las especificaciones técnicas cuando vayamos a comprar una antena.

Las antenas omnidireccionales tienen un espectro en forma de corona circular, irradian en todas las direcciones, por lo que no se centran únicamente en una dirección, y, por tanto, son menos «potentes» que sus homólogas con antenas direccionales. El radio de acción no queda restringido a un haz concreto. Este tipo de antenas es ideal para extender redes inalámbricas existentes unas decenas de metros, como, por ejemplo, mejorar la cobertura de nuestro jardín.

La gran mayoría de equipos domésticos como routers, puntos de acceso, PLC con Wi-Fi o sistemas Wi-Fi Mesh, disponen de este tipo de antenas, ya que irradian en todas las direcciones.

Este tipo de antenas son muy sencillas de instalar, debido a que tienen un patrón horizontal de 360 grados, pudiendo incluso montarse boca abajo en caso de que sea necesario. En cambio su gran desventaja, es que la señal puede ser muy baja si nos situamos bajo la propia antena, por lo cual si esta se coloca en un punto muy alto, tendremos una zona debajo con casi nula cobertura. Esto se puede solucionar con una ligera inclinación de la misma hacia abajo.

De este tipo de antenas, podemos sacar algunas características que pueden ser muy importantes:

• Mitigación de rutas: están diseñadas para que puedan eliminar diferentes rutas en la transmisión, y recibir señal en numerosas polarizaciones.
• Rendimiento: son las más eficientes del mercado, pues tienen una señal muy consistente, y tratan de eliminar las fluctuaciones y las velocidades lentas.
• Monitoreo y control remoto: nos permiten realizar este tipo de funciones de forma efectiva. Por ejemplo con dispositivos dedicados al clima u otros recopiladores de datos a distancia.

Antenas sectoriales

Las antenas sectoriales son capaces de irradia de manera horizontal en unos grados (º) determinados, existen antenas sectoriales de 45º, 60º, 90º e incluso de 180º. Este tipo de antenas son capaces de llegar más lejos, y normalmente son usadas por los operadores WISP para proporcionar cobertura a varios clientes simultáneamente.

Si quieres dar una cobertura homogénea a un determinado espacio, este tipo de antenas son ideales para ti. Este tipo de antenas proporcionan mayor potencia que las omnidireccionales ya que irradian menos ángulo.

Estas tienen unas especificaciones muy claras, las cuales normalmente se pueden ver en las hojas de datos. En todo caso, hay varios parámetros los cuales son muy importantes. Entre ellos:

• Frecuencia de uso: estas actúan en un rango de frecuencia, y están diseñadas para trabajar solo en ese rango. Podemos poner de ejemplo las antenas 4G o 5G, las cuales tienen su banda específica para trabajar con su frecuencia.
• Tipo de conector: pueden tener diferentes conectores. Si nos vamos al escenario ideal, todas tendrían un conector universal, pero puede no ser igual, de forma que tengamos que usar un cable diferente o usar adaptadores.
• Ganancia: cuanto mayor sea la ganancia de la antena, mayor será la distancia que podremos cubrir para la transmisión de la señal.
• Ancho de haz: esto se refiere a los grados de cobertura de la antena. De esta forma veremos si cubre el espacio suficiente, y que se adapte a nuestras necesidades.

Los principales usos de este tipo de antenas, aparecen cuando queremos cubrir una determinada zona con calidad y potencia suficientes. Por lo cual estas nos ofrecen algunas ventajas:

• Las antenas sectoriales tienen una ganancia mayor, con lo cual se puede realizar una interconexión de equipos más lejanos con respecto al emisor.
• Con una zona de cobertura más limitada, con frecuencia son propensas en menor medida a las interferencias. Lo cual beneficia directamente cuando se llevan a cabo frecuencias no licenciadas.
• En la misma torre, se pueden establecer diferentes transmisores. Estos se enfocan en zonas y sectores diferentes. Por lo cual se puede multiplicar el número de usuarios con un gasto económico no tan alto.
• Con el área limitada en la transmisión, se puede realizar una reutilización de frecuencias en zonas que se encuentren cercanas entre sí. Lo cual permite aumentar el número de canales y el ancho de banda disponible por Hz.

Por lo cual estamos ante un tipo de antena que nos da bastante margen con respecto a la instalación y a la diversificación de los recursos. Con el gasto económico adecuado y la instalación correcta, se puede cubrir una área bastante grande. A la vez que se aprovechan los recursos de una forma mucho más rentable.

Antenas direccionales

Este tipo de antenas direccionales emiten únicamente en una dirección, con muy poco ángulo horizontal y también vertical. Este tipo de antenas son las ideales para realizar enlaces punto a punto, ya que concentran toda su energía radiada de manera localizada, aumentando la potencia hacia el receptor, y, además, evita interferencias que puedan generar otras redes Wi-Fi.

Cuando se usan este tipo de antenas, hay que hacer un estudio bastante detallado sobre la posición de emisor y receptor, ya que el ángulo es tan pequeño que tendrás que «apuntar» para conseguir un buen enlace inalámbrico.

De este tipo de antenas, existen diferentes tipos, que se usan tanto en interior como exterior, y con diferentes ángulos en cuanto a cobertura y alcance, las cuales captan la señal de las redes Wi-Fi lejanas. Si usamos una antena profesional, es posible cubrir hasta una distancia de 15 kilómetros. Estas suelen conectarse a los equipos mediante un cable coaxial, incluso en algunas ocasiones, con cables USB. Pero también las podemos encontrar de forma inalámbrica, con un receptor en el ordenador. Este es un punto muy importante, pues dependiendo de la ubicación, nos puede interesar una u otra, o si es necesario realizar algún tipo de cambio en el lugar para poder instalarla.

Con este tipo de antenas, debemos tener en cuenta dos factores, que son de vital importancia. Estos son la cobertura y el alcance, que aquí tienen mucha más importancia. Si la distancia es superior a 30 metros, estas solo captarán las redes Wi-Fi que encuentre en la dirección a la que apunte. Por lo cual si esta tiene poco ángulo de cobertura, más precisos tendremos que ser a la hora de apuntarla, y esta precisión necesaria, aumentará según aumente la distancia.

Tipos de conexión de las antenas Wi-Fi

También podremos diferenciar las antenas según la forma de conexión:

1. WiFi Ethernet.
2. WiFi USB.

Una diferencia importante de las antenas WiFi Ethernet frente a las antenas USB, es que estas últimas ofrecen un alcance menor y se conectan directamente al equipo.

La de la izquierda sería una antena WiFi con interfaz Ethernet, con una cobertura de entre 10 y 30 km. La de la derecha sería una antena USB de tipo plannar con un alcance de 2 a 3 km.

Otra clasificación que podríamos hacer es entre una antena WiFi simple y una antena con sistema operativo incorporado. Algunos de los equipos que podemos encontrar en la actualidad no son una simple antena, tienen algo más en su interior. En este caso vamos a diferenciar entre dos tipos:

• La antena simple emplea un conector RG58 o RP-SMA en la mayoría de casos, lo conectaremos directamente al router, AP o tarjeta Wi-Fi, y automáticamente obtendremos mejor recepción de señal. Son las más baratas y podemos comprarlas tanto de exterior como de interior. No se requiere ningún tipo de configuración.
• La antena con sistema operativo es un AP o CPE Wi-Fi, y viene con CPU, RAM y sistema operativo integrado para la gestión del dispositivo. Si queremos configurarlo, podremos conectarnos vía web, ya sea mediante Ethernet o Wi-Fi, e incluso también por SSH. Las antenas Wi-Fi incorporadas pueden ser omnidireccionales, sectoriales o direccionales.

En esta imagen podéis ver la diferencia entre una antena simple y una antena con sistema embebido.

Criterios a tener en cuenta para hacer un enlace Wi-Fi

Un técnico instalador de antenas WiFi nunca determina la distancia de un producto WiFi simplemente por sus especificaciones. Esto es debido a que las distancias que los fabricantes suelen poner son teóricas, medidas en laboratorio y en condiciones óptimas.

Por lo tanto, determinaremos la distancia de alcance de una antena WiFi en relación con:

• El entorno donde se ubique.
• Factores externos como el clima.
• Las interferencias externas

En este sentido, la ubicación de la antena a suficiente altura respecto el suelo, su orientación y, sobre todo, la forma y tamaño, son determinantes en el alcance máximo de la antena. También hay que tener en cuenta la orografía del terreno, no es lo mismo un terreno plano que uno montañoso. Por ejemplo, en el primero la distribución de la señal será más fácil y tendremos menos problemas.

A continuación, vamos a poner ejemplos de antenas que nos van a permitir hacer un enlace Wi-Fi de varios kilómetros.

Antenas Wi-Fi recomendables para hacer enlaces WiFi de varios kilómetros

Hoy en día el fabricante Ubiquiti es uno de los mejores para realizar enlaces Wi-Fi de varios kilómetros, sus equipos son muy buenos y tienen un precio realmente competitivo. Gracias a su sistema operativo, podremos monitorizar en detalle el enlace inalámbrico de forma fácil y rápida, a través de web e incluso con el dispositivo móvil.

Hablar de enlaces Wi-Fi de varios kilómetros es hablar de Ubiquiti, y os vamos a recomendar varias familias de antenas Wi-Fi de este fabricante, cada una orientada a un uso diferente.

Ubiquiti Nanostation

Las Ubiquiti Nanostation son las mejores calidad-precio que puedes comprar, son fáciles de instalar y configurar, aunque lógicamente necesitaremos unos conocimientos mínimos para poder hacerlo. Las principales características de esta familia, son que funciona en la banda de 5GHz, por lo que no tendremos interferencias con las redes vecinas. Hay dos modelos en esta familia, el Loco5AC que llega a una distancia de hasta 10km, y el NS-5AC que es capaz de llegar hasta los 15km.

Antes de comprar este equipo, debemos tener cuidado ya que existe una versión antigua del mismo producto, es decir, esta familia Nanostation ha tenido a lo largo de los años diferentes modelos, este modelo es el nuevo:

Y este modelo es el «antiguo»:

El sistema operativo de Ubiquiti para las antenas es de lo mejor que existe actualmente, ya que nos dará una gran cantidad de información de manera visual, sin tener que entrar en demasiados parámetros técnicos.

Además, integra la tecnología airMAX, tal y como hacen el resto de familias de Ubiquiti. A diferencia del protocolo Wi-Fi estándar, con AirMAX de Ubiquiti Networks y el protocolo de acceso múltiple por división (TDMA) mejoraremos nuestro enlace Wi-Fi de varios kilómetros. Este método de intervalo de tiempo elimina las colisiones ocultas de nodos y maximiza la eficiencia del tiempo aire.

Os recomendamos visitar la web oficial de Ubiquiti Nanostation donde encontraréis todos los detalles de sus equipos.

Ubiquiti Nanobeam

Estas antenas son similares a las anteriores, pero nos permiten tener una gran calidad de enlace cuando tenemos muchas interferencias externas. Tenemos actualmente diferentes equipos en esta familia, tanto trabajando en la banda de 2.4GHz como también en 5GHz. Dependiendo de la distancia a la que realicemos el enlace, será recomendable elegir uno u otro modelo, a continuación, podéis ver todos:

Estos equipos también tienen una gran relación calidad precio, tal y como podéis ver:

Os recomendamos visitar la web oficial de Ubiquiti NanoBeam donde encontraréis todos los detalles de sus equipos.

Otras familias de Ubiquiti

Actualmente disponemos de otras familias de Ubiquiti orientadas a realizar enlaces a larga distancia, una familia interesante son los LiteBeam que son antenas de alta ganancia de 23dBi, aunque este tipo de equipos son más profesionales que los anteriores. Por último, también queremos nombre la familia PowerBeam que permiten realizar enlaces Wi-Fi de hasta 30km.

Efectos climatológicos

Las antenas Wi-Fi siempre se diseñan para ofrecer la mejor calidad posible en cuanto a cobertura y alcance, de forma que todos los dispositivos se benefician de diferentes formas de esta conexión. En cambio, se pueden ver afectadas por las condiciones atmosféricas en cuanto a rendimiento de diferentes formas. Lo primero y más llamativo es la lluvia, la cual puede atenuar la señal de una forma considerable. Esto es debido a que las gotas de agua y los cristales de hielo absorben y reflejan las ondas de radio. Por lo cual es una de las inclemencias que más afectan en estos casos.

El viento es otro de los problemas a los que se enfrentan las antenas Wi-Fi. Cuando es muy fuerte la antena puede llevar a moverse, cambiando su dirección afectando a la calidad de la propia señal. Pero esto es algo que se puede solucionar con una buena fijación, de lo contrario estaremos sometidos a este tipo de problemas. Que, si bien no son un problema de rendimiento, si es un efecto colateral.

Por otro lado, tenemos la temperatura, la cual al ser muy alta puede debilitar la señal. Al igual que si es muy fría, donde se pueden cristalizar gotas de agua afectando de nuevo al rendimiento de una forma parecida al de la lluvia. En este apartado también podemos incorporar la radiación solar. Si la antena está expuesta al sol durante largos periodos de tiempo, la temperatura aumentará, afectando de nuevo a la calidad general de la antena. Si en este caso la radiación es muy directa, puede interferir con la señal de la antena. En definitiva, las antenas Wi-Fi se pueden ver afectadas de diferentes formas por las inclemencias del tiempo. Por lo cual es importante mantenerlas en buen estado, y alejadas todo lo posible de estos efectos dentro de lo que sea posible, y la señal permita.

Efectos para la salud

Siempre que se habla de antenas, no podemos dejar de pensar en los efectos que estas pueden tener para la salud, y si la exposición prolongada puede afectar de forma negativa. Las redes Wi-Fi, no dejan de ser radiación electromagnética, pero no hay evidencias de que bajo condiciones normales de nuestro día a día, pueda llegar a ser perjudicial para la salud de las personas.

Según la Organización Mundial de la Salud, si una sola persona pasase todo un año al lado de su router, recibiría la misma dosis de radiación que la que un teléfono móvil puede generar en una llamada de unos 20 minutos de duración. En todo caso, se pueden tener algunas consideraciones de cara a no tener tanta exposición. Como por ejemplo:

• Colocar los puntos de acceso en zonas donde no permanezcamos mucho tiempo.
• Apagar los dispositivos Wi-Fi en horas que estos no se van a utilizar, como por la noche.