dBi e WiFi con antenne ad alto guadagno: che significa

Quando si parla di copertura del segnale WiFi magari lamentandosi delle modeste prestazioni durante lo scambio dei dati tra dispositivi collegati e router sono due i valori che emergono continuamente: dBm e dBi.

Del significato di dBm, strettamente correlato con la potenza del segnale WiFi (dBm è abbreviazione di decibel milliwatt) abbiamo già parlato.

La sigla dBi (decibel isotropic) esprime invece il guadagno in decibel rispetto a un’antenna isotropica.
Usando queste unità di misura abbiamo provato a calcolare la distanza massima raggiungibile con un router WiFi.
Il valore dBi è un modo logaritmico per descrivere la proprietà fisica di un oggetto misurata in diverse direzioni: 0 dBi significa che l’oggetto emette onde radio allo stesso modo in tutte le direzioni. È come una sfera con l’emettitore al centro.

Aumentando il valore dBi si otterrà un guadagno di segnale che permetterà di spingere più lontano la copertura ma, allo stesso tempo, l’antenna risulterà maggiormente direzionata. Ciò significa che il segnale verrà indirizzato verso una specifica direzione. Lo abbiamo visto anche nell’articolo su come scegliere un’antenna WiFi.

Generalmente le antenne direzionali vengono commercializzate con un valore da 9 fino a 24 dBi ma questa caratteristica tecnica varia a seconda del dispositivo in cui verranno installate e dell’applicazione.

Si può pensare alle antenne direzionali come a una torcia: più la luce viene focalizzata in un punto più essa andrà lontano ma, allo stesso modo, l’area al di fuori di quella illuminata risulterà molto meno luminosa. Alle spalle di chi tiene in mano la torcia non c’è luce ma la potenza luminosa resta sempre la stessa se ipoteticamente si rimuovesse la lampadina dall’involucro della torcia e la si accendesse in modo da illuminare in tutte le direzioni.

Le antenne che si utilizzano nei router, negli access point e negli altri dispositivi WiFi sono tutte di tipo omnidirezionale perché questo tipo di design si adatta evidentemente a ogni genere di utilizzo.
Ciò premesso, tutti i produttori cercano di fare in modo che il loro dispositivo WiFi in ambito domestico e aziendale (non per le esigenze di comunicazione punto-punto, ad esempio) si comporti come una sfera nell’irradiazione del segnale. È però quasi impossibile avere 0 dBi nei dispositivi WiFi tanto che è frequente disporre di dispositivi wireless con antenne a guadagno pari a 2-6 dBi.

Come detto, però, il valore dBi si applica generalmente solo alle antenne e non viene gestito allo stesso modo da tutti i fornitori di apparecchiature WiFi.
Ciascun dispositivo ospita un Front-End Module (FEM) che collabora con il firmware per determinare come i segnali devono essere irradiati attraverso le antenne.
Il comportamento interno del modulo FEM per determinare la forma migliore del segnale in uscita è un po’ una sorta di “ricetta segreta” di ciascun produttore.

L’obiettivo è infatti sempre quello di avere la migliore combinazione di tre elementi: la più estesa copertura WiFi, la più elevata potenza del segnale WiFi e la migliore compatibilità.

Rivelare il valore dBi di un router WiFi viene fatto di solito solamente con finalità di marketing: affinché tale indicazione abbia un senso, infatti, il produttore dovrebbe svelare anche come funziona il suo FEM e ovviamente nessuno lo fa.

dBi, router e antenne

Se il valore di dBi, quando dichiarato dal produttore, ha poco significato in sé per sé una domanda potrebbe essere: per migliorare la copertura del segnale WiFi è bene installare un router con tante antenne?

Generalmente un router ha bisogno di un’antenna per ogni banda che gestisce: un router dual-band avrà al minimo due antenne. Le eventuali antenne aggiuntive sono per le caratteristiche extra come MU-MIMO, Beamforming e così via. Ne parliamo nell’articolo in cui descriviamo le caratteristiche dei router WiFi sulle quali riflettere.

Più antenne non significano comunque più funzioni e soprattutto il loro numero non cambia la portata della rete WiFi. Più antenne potrebbero significare velocità maggiori, ma non sempre è così.
Come detto, infatti, conta il modo in cui FEM e firmware cooperano per gestire le antenne.

Non c’è bisogno di fissarsi troppo sui dBi quando si acquista una nuovo router WiFi: nella maggior parte dei casi è un aspetto che ha scarsa importanza. In alcuni router che permettono l’installazione e l’utilizzo di antenne esterne si possono rimpiazzare quelle fornite “di serie” con altre facilmente reperibili sul mercato. Il risultato non è però garantito.

Suggeriamo anche la lettura del nostro articolo sulla velocità WiFi ottenibile davvero usando i vari standard.