Enlace WIFI larga distancia 5Km

Introducción:

Esta página muestra uno de los proyectos wifi personal para hacer llegar internet a una zona sin cobertura de adsl.
Normalmente para un enlace de 5Km no hay mucha dificultad ni requerimientos especiales, ya que teniendo buena visibilidad y antenas algo direccionales se puede conseguir sin problemas.
En mi caso particular necesitaba enlazar desde una zona centro del pueblo hacia una zona apartada con buena visibilidad, pero en la zona del pueblo con algún obstáculo que impedía la visión directa.

Desarollo:

Se ha dispuesto de un equipo previo para realizar las pruebas de cobertura iniciales y evaluar hasta que punto se podía llegar a enlazar.
El equipo de prueba eran:
- 2 antenas yagi caseras de unos 15dBi
- 2 Routers, de diferentes marcas, configurables como cliente, repetidor, router, etc..., de 100mW de potencia.

Primer enlace prueba: Se monta en el tejado de la casa el emisor wifi a 11MBps a 2,4GHz, con la antena yagi 15dBi
Se intenta enfocar bien con brújula la dirección de destino que se desea.
En el lugar del receptor se prueba la otra antena yagi 15dBi y se busca el mejor canal para que no hayan interferencias. Polarización vertical.

panorama yagi 15dbi

Como se ve en la foto, la antena receptora recibía de todo un poco, y no se veía claro el canal del emisor en pruebas, que debía estar en el 1.
En siguientes pruebas y según el día lluvioso o seco, las estaciones llegaban a saturar todo el espectro wifi, por lo que opté por ver con la Polarización horizontal y elevando más la antena emisora para poder aumentar la señal.

yagi otra

Otra panorámica del espectro wifi. En principio el emisor estaba enmascarado por debajo de los -85dBm en el canal 1 (en el momento de la captura no aparecía la estación emisora), por lo que debía aumentar más la señal para poder enlazar, y ajustando a 11MBps justo en el canal 1 (el menos saturado) podría librarme de todas las wifis en el canal 3 a 11MBps.

La solución fue elevar de nuevo lo máximo la antena emisora y añadir un amplificador de 1W con ganancia de 15dB , por lo que en teoría de 17dB de salida router + 15 = 32dB pero el amplificador solo llega a 30dB, menos las perdidas por el cable al subir 1,5 metros, unos 27dB en antena.

En el receptor con solo la yagi 15dBi no podía quitar las interferencias de otras wifis , ya que la antena yagi no apantalla suficiente. La solución para el receptor fue comprar una parabólica normal de TV por satélite y poner una antena biquad en el cabezal, enfocando bien hacia la zona del emisor.
El resultado fue espectacular, a parte del bajo coste (15 euros por la parabolica y 0 euros por la Biquad):

Antes de la parabólica, la yagi 15dBi con el amplificador de 1W ya me permitió enlazar en un día sin muchas interferencias (la red es "Alfon-vilatenim").

yagi 15dbi enlace

Había muy pocas interferencias, pero ya conseguí una señal de -75dBm en polarización horizontal.
Luego probé con la parabólica y biquad:

parabolica biquad

Como veis gané unos 5dBm , una señal excelente para enlazar (pasé de -75 a -70dB para la red Alfon-Vilatenim en el canal 1 ), a parte de apantallar mejor las otras estaciones.

Instalación:

Así es como quedó la instalación:
Emisor con yagi 15dBi polarizaqción horizontal, amplificador 1W +15dB con 1,5 metros de cable de 2dB de pérdida por metro..
Receptor con parabólica 50cm con biquad, amplificador 1W.
Distancia enlace: 5Km con obstáculo (una casa) de 5 metros superior por delante del emisor a 500 metros.

emisor01

emisor 02

El mástil de la antena de televisión se ha subido unos 4 metros y posteriormente se ha sujetado con vientos 3 bandas. (en la foto falta instalar los vientos)

parabolica 01

parabolica 02

parabolica 03

Conclusión:

Un enlace perfecto a 11MBps, a 5Km de distancia con un obstáculo considerable.
No he podido enlazar con 100mW, hubiera necesitado una torreta de 10 metros para conseguir una buena señal, pero en vez de gastar en la instalación de dicha torreta, se invirtió en dos amplificadores duplex wifi 2,4Ghz con un coste extra de 100 euros la pareja.
El total de la instalación ha subido a 300 euros: 2 Routers TP-Link, 2 alargadores de antena wifi de 1,5metros 3dB de perdida, 2 amplificadores 1W duplex. 1 parabolica 50cm, 1 biquad fabricación casera, 1 yagi 15dBi fabricación casera, 7,5 metros de mástil con sus accesorios para fijarla al tejado, 50 metros de cable de red, 50 metros de cable manguera 2x1mm para hacer llegar corriente a los amplificadores.

El motivo del enlace es personal, por lo que no se hará uso comercial ni con fines de lucro.

Bibliografía:

A través de diversas páginas he actualizado y refrescado algunos conocimientos que ya tenía de mis años como radioaficionado en bandas de 10 y 11 metros, y de hace pocos años a principos del wifi a 2,4GHz. Algunos enlaces de interés y usados como ejemplo para alguna antena:
http://www.ab9il.net/wlan-projects/wifi6.html De esta página rescaté el programa de cálculo para antenas Yagi, siguiendo los enlaces.
http://pe2er.nl/ En esta página hay mucha información, varios tipos de antenas muy fáciles de construir y con muy buenas prestaciones.

Espero os sirva de ayuda esta experiéncia.

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Dudas y comentarios a alfonatr@hotmail.com