Creando un hogar conectado (2) – Un router para todos

Luces router
Imagen Modem  por  jar []   (CC BY)

De todas las experiencias aprendemos algo nuevo y útil. A mí me quedó grabada una frase sucinta pero muy reveladora en uno de esos “intrecambios de experiencias” en un congreso: “keep it simple!”. En un hogar conectado un router para todos es lo más simple.

A la NASA le llevó 6 años y $12M desarrollar un bolígrafo que pudiese escribir a gravedad cero; la agencia espacial soviética, simplememnte, usó un lápiz. Y es que entre varias soluciones a la misma problemática, la más sencilla suele ser la más lógica, barata y rápida. Por ello, para afrontar la problemática de disponer de en un hogar conectado lo más sencillo es recurrir a la solución más sencilla: un ‘router’ para todos (y para todo), el que nos ha provisto nuestro operador -que suelen ser de baja calidad, pobre en rendimiento y muy poco configurables- y con WiFi incorporada.

Si habéis lanzado alguna vez una piedra a agua estancada, seguro que observasteis las ondas que produce esa piedra en su superficie. Las ondas van llegando cada vez más lejos, perdiendo fuerza, atenuándose, hasta que mueren; es lo que sen deomina pérdida de propagación de la onda. Existe, por tanto, un epicentro (la fuente de la señal) y una zona máxima de alcance de esas ondas.

¿Y qué ocurre si interponemos en la zona de efecto de las ondas un objeto? Sencillamente, se crea tras ese objeto una zona de sombra, porque en ese punto del agua deja de propagarse la onda. Bueno, pues con la señal WiFi ocurre casi lo mismo, con la salvedad de que en el caso de la WiFi no se crea una zona de sombra porque “atraviesa” el objeto, pero la propagación se ve debilitada (hay una mayor pérdida de propagación).

La conclusión es clara:

  • hay puntos que quedan fuera del alcance de la señal.
  • cuantos más objetos interpongamos entre el epicentro y el dispositivo receptor, más atenuada será la señal por la pérdida de propagación.

¿Qué pretendemos conseguir con nuestro ‘router’ WiFi?

  • Llegar todos los puntos de la casa donde requerimos conectarnos: maximización del alcance (lo medimos en metros).
  • Acceder o reproducir contenidos en el menor tiempo posible y sin cortes: maximización de la velocidad de transmisión (lo medimos en megabits por segundo).

Aspectos que influyen en el alcance y la velocidad WiFi

El alcance de la WiFi es la distancia hasta la que el ‘router’ es capaz de hacer llegar su señal. La velocidad de la WiFi es la relación entre la cantidad de datos enviada y el tiempo empleado para ello.

Es difícil desvincular el alcance y la velocidad. Cuanto más cerca del ‘router’ esté, más fuertemente recibo su señal y más velocidad se tiene; a medida que me alejo, la velocidad disminuye.

Añadir que debemos ser conscientes de que una cosa es el alcance y velocidad máximo teórico y otra el alcance y velocidad real del ‘router’ que tengas, en función de su construcción.

Algunos de los aspectos que influyen en alcance y/o velocidad pueden ser:

El estándar soportado

Cuando adquieres un ‘router’ WiFi siempre se indica el estándar que soporta. Habrás oído hablar de WiFi g (802.11g), WiFi n (802.11n) o WiFi ac (802.11ac) entre otros. Existen distintas frecuencias de onda en las que trabajan los distintos estándares WiFi; la más común y extendida es la de los 2,4 GHz, que con una WiFi n nos da una cobertura de unos 70 metros en una casa y que alcanza los 600 Mbps; la que empezamos a ver cada vez más es la de los 5 GHZ, que con una WiFi ac nos da una cobertura de unos 35 metros en una casa y que alcanza los 1,3 Gbps (1300 Mbps).

Huelga decir en este sentido que las frecuencias mayores llegan con más dificultad a lugares lejanos y superan con más dificultad los obstáculos, pero nos dan una mayor velocidad.

La antena

La antena se encarga de emitir y recibir las ondas de radio, es decir, la señal, y por tanto los datos. Su forma y tamaño influyen en la ganancia (que se mide en decibelios), que afecta a la capacidad de emisión. De es esta forma, si estás alejado del router tendrás una mejor recepción usando una antena de ganancia alta. No trataremos el tema, pero si tu ‘router’ tiene antenas desenroscables -no antena interna-, puedes comprar unas de mayor ganancia y sustituirlas.

El número de antenas que tiene el ‘router’ -sobre un mismo estándar- multiplica la velocidad, es decir, y simplificando mucho, cuantas más antenas más velocidad porque tienes más focos de emision de ondas. Por desgracia los fabricantes se suelen limitar a decirte qué estándares cumplen, pero pero de cuántas antenas disponen. Un ejemplo: un ‘router’ WiFi n 2T x 2R (2 antenas transmisoras y 2 de receptoras) te va a dar una velocidad máxima teórica de 300 Mbps, mientras que uno 3T x 3R te da 450Mbps ¿Verdad que nos quedamos un poco cortos con respecto de la velocidad máxima teórica?

Los obstáculos e interferencias

Paredes, techos o muebles existentes entre tu dispositivo y el ‘router’ atenúan la señal WiFi y, por tanto, interfieren en el alcance y velocidad.

Igualmente la existencia de otras ondas generadas por otros aparatos como microondas, teléfonos inalámbricos, otras redes WiFi, etc afectan, al buen desempeño de tu señal WiFi.

El ancho de canal

Tan solo afecta a la velocidad.

Una carretera de un solo carril permite circular en un sentido a un flujo de coches; si ampliamos la carretara y la convertimos en una autovía de 2 carriles, ahora tenemos el doble de carriles en un solo sentido, con lo que podremos duplicar el número de coches que circulan por ella al mismo tiempo. Si cada coche cargase con una letra y tuvieses que transmitir un texto, el texto llegaría antes por una autovía de 2 carriles que por una carretera de 1 carril.

El ancho de un canal que usa un ‘router’ es similar a una carretera; cuanto más ancho, más información puedes enviar al mismo tiempo.

El número de dispositivos conectados

Tan solo afecta a la velocidad.

En WiFi el canal es compartido por todos los dispositivos conectados. Por tanto, la capacidad de tu red inalámbrica es repartida entre todos ellos de modo que cuantos más dispositivos hagan uso de la WiFi, menos caudal hay para cada uno de ellos. Siguiendo el ejemplo de la carretera, cuantos más textos simultáneos queremos enviar (porque son varios los lectores, donde cada uno lee un texto distinto), más coches portando letras hay que meter en la carretera, con lo que más tardará tu texto en llegarte completo.

La distancia entre el dispositivo y el punto de acceso

Es un parámetro relativo a la velocidad.

Existe el denominado factor de atenuación de la señal que afecta a la velocidad de transmisión. A más distancia, mayor atenuación y, por tanto, menor velocidad de transferencia.

Imaginemos esos coches que trasladan por la cerretera las letras de nuestro texto. A cada uno le damos un fuerte impulso, una velocidad inicial para lanzarlos a la carretera, pero a medida que recorren metros, esa velocidad va disminuyendo (no tienen motor propio), viajando cada vez más lentos hasta que llegan a su destino o se quedan sin velocidad, parados, sin llegar a destino (es decir, no recibes nada).

Un ejemplo de alcance y velocidad WiFi real

Mi ‘router’ es un Sercomm AD1018 proporcionado por la operadora y no configurable -cosa que me impide, entre otros, anular la función de ‘router’ para poder delegarla a otro-, con dos antenas internas en configuración MIMO 2T2R trabajando en la banda de 2.4GHz (WiFi n). La capa física soporta una velocidad teórica de 300 Mbps, con el uso de esos dos flujos espaciales en un canal de 40 MHz. Dependiendo del entorno, esto puede traducirse en un rendimiento percibido por el usuario de unos 100 Mbps… ¡Cuán lejos estamos de la propaganda!

Las mediciones (medias) tomadas rebotando paquetes de datos directamente contra el ‘router’ en la misma planta donde se encuentra éste han sido:

Distancia (m) Potencia (dBm) Velocidad (Mbps)
0 -28 112,8
6,75 -70 37,6
13,5 -82 2,6

Las mismas mediciones (medias) pero haciendo llegar esos paquetes desde un emisor hasta un receptor (otro PC) que lo mantenemos en un punto fijo junto al ‘router’ conectado a él también vía WiFi han sido:

Distancia (m) Potencia (dBm) Velocidad (Mbps)
0 -28 25,5
6,75 -70 13,3
13,5 -82 2,3

El cable también existe

A veces nos olvidamos de que un ‘router’ también permite conectar dispositivos mediante cable. Sé que no es bonito ver cables recorriendo la superficie del suelo o de un mueble, pero es el mejor medio para conectar dispositivos, asegurando una mejor y más rápida conexión que la WiFi.

La velocidad de transmisión cuando conectamos un dispositivo al ‘router’ vía cable depende de:

  • El ‘router’ y el dispsitivo: existen distintas velocidades teóricas en las que puede trabajar el adaptador de red de un equipo. Habitualmente éstos disponen de adaptadores Ethernet de 100Mbps, pero también los hay de 1Gbps
  • El cable: no todos los cables son iguales. Si vas a usar adaptadores de red de 1GBps, éstos requieren de cables de categoría 6 o superior; para adaptadores de red de 100Mbps es suficiente cable de categoría 5.
  • El número de dispositivos conectados.

Como que todo tiene un límite, con cable puedes llegar hasta un alcance máximo de 100 metros.

Por comparación con el caso WiFi, cuando emisor y receptor están conectados por cable, y atendiendo a que la electrónica de red del ‘router’ Sercom que estamos usando ofrece un máximo de 100Mbps, hemos obtenido velocidades de 94,4 Mbps. Claramente el cable es superior a la WiFi, multiplicando casi por 4 la velocidad por WiFi en nuestro caso práctico.

Los cuellos de botella

Por mucha autopista de 4 carriles que haya, si la autopista finaliza en una única calle que da entrada a la ciudad, lo que limita la velocidad de entrada a la ciudad es esa calle única. Lo mismo ocurre con la electrónica de red, que se ajusta a la velocidad en la que puede operar el elemento más lento (que es quien genera el cuello de botella).

De nada sirve una WiFi ac para conectarte a Internet cuando tu línea de ADSL es de 10Mbps; tu cuello de botella es el ADSL. De igual forma, de nada sirve que tengas una Smart TV conectada por WiFi ac capaz de consumir películas 4K si tu fuente de archivos multimedia (por ejemplo un NAS) está conectada por cable a un ‘router’ con puertos ethernet de 100Mbps; tu cuello de botella es el ‘router’.

Por tanto, en el camino que debe recorrer la informacion que consumes, estarás limitado a la velocidad del elemento más lento.

En mi caso, y como ejemplo, el adaptador de red para cable del ‘router’ de la operadora es un Ethernet de 100Mbps, de modo que cualquier dispositivo que conecte de forma directa al ‘router’ por cable, aunque ese dispositivo pueda alcanzar velocidades muy superiores, estará constreñido al cuello de boella va a ser mi ‘router’, que realentiza todo el tráfico.

Existen soluciones para eliminar esos cuellos de botella, cosa que trataremos en próximos artículos.

En resumen…

Un hogar conectado en el que un ‘router’ para todos es la solución de conectividad que implantaremos va a requerir que actuemos en 2 aspectos para poder maximizar nuestras 2 variables objetivo (alcance y velocidad): la ubicación y la configuración.

Las opciones no pasan exclusivamente por conectarnos vía WiFi, sino que el cable es el medio ideal siempre que puedas utilizarlo.

Debemos estudiar si el ‘router’, especialmente, es un cuello de botella. En caso de que así sea, podremos tomar medidas.

En próximos artículos seguiremos ahondando en esta idea de tener un hogar bien conectado… ¡espero que sigas atento!

La serie completa de «Creando un hogar conectado»

  1. Introducción: https://www.binariuscogitans.com/creando-hogar-conectado-1-introduccion/
  2. Un router para todos: https://www.binariuscogitans.com/creando-un-hogar-conectado-2-un-router-para-todos/
  3. Ubicación del router: https://www.binariuscogitans.com/creando-un-hogar-conectado-3-ubicacion-del-router/
  4. Configuración del router: https://www.binariuscogitans.com/creando-un-hogar-conectado-4-configuracion-del-router/

Hay más en preparación.

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