Calcolare la copertura reale di un router Wi-Fi

Sul mercato troviamo tantissimi modem e router Wi-Fi che promettono di coprire ogni angolo della casa, anche nelle abitazioni più grandi e disposte su più piani. Il più delle volte non possiamo far altro che affidarci alle parole del produttore e verificare solamente in un secondo momento se effettivamente la copertura è maggiore rispetto ai modem standard o si è trattato di una semplice trovata pubblicitaria per attirare clienti.

Purtroppo sono davvero pochissime le persone che conoscono le leggi dell'elettromagnetismo, ossia le leggi fisiche che governano l'emissione delle onde radio del modem e decidono quindi quando è reale la copertura di un determinato modem utilizzando alcuni parametri ed equazioni matematiche.

Ovviamente in questa guida non vi mostreremo complicatissimi calcoli matematici ma vi mostreremo, con parole semplici, come è possibile calcolare la copertura reale del modem Wi-Fi, analizzando come cambia la copertura in base al tipo di protocollo utilizzato, come si attenua il segnale in base al tipo di ostacolo che il Wi-Fi incontra e come calcolare la copertura reale con un semplice calcolo matematico.

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Diversi protocolli Wi-Fi, diversa copertura

Partiamo dalle cose più semplici da capire, ossia la differenza di copertura tra i vari protocolli di rete Wi-Fi. Qui in basso abbiamo raccolto la copertura stimata per tutti i protocolli di rete supportati da un modem moderno:

• Wi-Fi 6: chiamato anche IEEE 802.11ax, opera sulle frequenze 2,4 GHz e 5 GHz e fornisce una copertura massima di circa 10 metri (con larghezza di banda pari a 60 MHz).
• Wi-Fi 5: chiamato anche IEEE 802.11ac, opera esclusivamente sulla frequenza a 5 GHz e fornisce una copertura massima di circa 15 metri.
• Wi-Fi 4: chiamato anche IEEE 802.11n, opera sulle frequenze 2,4 GHz e 5 GHz e fornisce una copertura massima di circa 45 metri (sulla frequenza a 2,4 GHz) o 20 metri (sulla frequenza a 5 GHz).

Com'è facile intuire i protocolli più veloci (Wi-Fi 5 e Wi-Fi 6) sono anche quelli che hanno maggiori difficoltà a superare le mura domestiche, visto che usano una frequenza poco penetrante (5 GHz) e usano canali a larghezza di banda elevata (60 MHz). Di contro il Wi-Fi 4 dispone di un'ottima copertura sulla frequenza a 2,4 GHz, ma essa è maggiormente sensibile alle interferenze delle reti vicine e degli altri dispositivi elettronici presenti nella nostra abitazione.

Per avere la massima copertura dovremo sfruttare il Wi-Fi 4 nelle zone più distanti dal modem (a discapito della velocità massima raggiungibile), lasciando i protocolli più veloci e stabili (Wi-Fi 5 e Wi-Fi 6) per i dispositivi vicini al modem (al massimo 2 stanze).

Calcolo dell'attenuazione del segnale Wi-Fi

I valori mostrati nel capitolo precedente non prendono in esame l'attenuazione del segnale che può generare un singolo muro, un muro di mattoni, un muro di cemento armato, una porta di legno o qualsiasi ostacolo tra il modem e il dispositivo da connettere. Partendo dal presupposto che il massimo segnale Wi-Fi ottenibile dal modem è -30 dBm (o valori vicini), vediamo insieme quanto si attenua il segnale per ogni tipo di ostacolo interposto sulla zona di copertura:

• Fili elettrici: -1,9 dBm
• Muro a secco: -2,43 dBm
• Porta di legno: -5,05 dBm
• Muro di mattoni: -14,66 dBm
• Malta: -16,22 dBm
• Muro o colonne di cemento: -19,41 dBm

Facendo due rapidi conti (addizioni) viene facile verificare che, con un semplice muro di mattoni e una porta di legno, il segnale da -30 dBm (ottimo segnale) scende fino a -49,71 dBm, che corrisponde sul dispositivo ad una copertura di 3 tacche su 4 (buon segnale).

Ogni porta o ogni muro che aggiungiamo aumenta il valore negativo del campo di copertura, fino ad arrivare a -90 dBm (perdita di segnale per rete troppo debole). Questo valore così negativo è più facile da raggiungere con le reti a 5 GHz.

Calcolo della reale copertura del modem/router Wi-Fi

Ma se volessimo acquistare in partenza un modem Wi-Fi dotato di un'ottima copertura di rete, quali parametri dovremo guardare? Purtroppo buona parte dei parametri che permettono di ricavare la copertura reale del modem non vengono mostrati dai produttori o sono disponibili solo dopo attente ricerche su Google.

Per poter calcolare la reale copertura del modem/router Wi-Fi dovremo ricavare i seguenti parametri:

• Potenza di trasmissione del modem/router (espressa in dBm)
• Guadagno dell'antenna o delle antenne esterne o interne (espressa in dBm)

Sommando questi valori per 4000 piedi quadri e dividendo il valore ottenuto per 42,7 otterremo la copertura massima del nostro modem (in piedi, che possiamo convertire facilmente in metri).

Come esempio pratico possiamo ricavare la potenza di trasmissione dei modem Fritz!Box dalla pagina dedicata: essa è pari a 23 dBm; insieme ad essa possiamo usare come valore di riferimento per il guadagno dell'antenna 20 dBm (valore realistico di tutte le antenne interne). Facciamo quindi due rapidi calcoli:

23 dBm + 20 dBm + 4000 / 42,7 = 136,67 piedi -> 41,65 metri

Usando quindi un modem FRITZ!Box avremo una copertura massima di circa 41,65 metri, un valore molto simile a quello previsto dai protocolli Wi-Fi nelle migliori condizioni operative! Ovviamente i valori decresceranno se vengono utilizzate potenze di trasmissione inferiori o antenne Wi-Fi con minore guadagno; di riflesso la copertura aumenterà sui modem con antenne Wi-Fi esterne (anche se non di molto, visto che guadagno stimato è pari a 23 dBm) e con potenze di trasmissione vicine ai limiti di legge (30 dBm).

Conclusioni

In questa guida vi abbiamo mostrato cosa veramente influisce sulla copertura del modem Wi-Fi, quali tipi di protocollo Wi-Fi conviene utilizzare per ottenere una reale copertura estesa e come calcolare realmente la copertura di un modem Wi-Fi (sempre se riusciamo a trovare da qualche parte il reale valore sulla potenza di trasmissione e sul guadagno dell'antenna wireless).

Se un singolo modem non è sufficiente per coprire tutta l'abitazione vi consigliamo di utilizzare il Wi-Fi Mesh per estendere efficacemente la copertura di rete o, in alternativa, il Powerline Wi-Fi.

Per approfondire possiamo leggere anche le nostre guide al miglior router per la fibra e ai migliori Router Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax).