Antena WiFi Omnidireccional: Una Guía Completa

Una antena WiFi omnidireccional es un dispositivo diseñado para radiar y recibir señales por igual en todas las direcciones en un solo plano, ofreciendo un área de cobertura de 360 grados. Esto es ideal para aplicaciones que requieren que las señales lleguen a todas las direcciones, como en hogares, oficinas y espacios públicos. Son especialmente útiles para aplicaciones que priorizan la cobertura generalizada sobre el alcance o la intensidad de la señal en una dirección concreta. Las antenas WiFi omnidireccionales son una de las mejores soluciones para garantizar que los dispositivos permanezcan conectados desde cualquier dirección.

Cómo funciona la antena WiFi omnidireccional

Las antenas omnidireccionales WiFi tienen múltiples elementos o dipolos dispuestos en un patrón circular o esférico alrededor de la antena para radiar y recibir señales en todas direcciones. Cuando se transmite una señal desde la antena, estos elementos a su alrededor generan ondas electromagnéticas que se propagan en todas las direcciones. Estos elementos están dispuestos de tal manera que las señales generadas por ellos se refuerzan mutuamente en la dirección específica debido a sus diferencias de fase. Esto mejora la ganancia y la eficacia de la antena. Así, las antenas omnidireccionales son capaces de transmitir señales a 360 grados a su alrededor dentro de su área de cobertura, lo que permite a los dispositivos conectarse a la red WiFi desde cualquier dirección. Las caídas de señal y los problemas de calidad de la red serían mínimos, ya que las antenas omnidireccionales no requieren una alineación precisa para un funcionamiento eficiente.

Tipos de antena WiFi omnidireccional

• Antena exterior omni de fibra de vidrio

Antenas WiFi Omni de fibra de vidrio son antenas diseñadas para mejorar la intensidad de la señal y la cobertura de las redes WiFi. Como su nombre indica, estas antenas están fabricadas con material de fibra de vidrio resistente a la intemperie. Esto las convierte en antenas ideales para su uso en exteriores. Están disponibles en varias configuraciones de rendimiento, tales como baja ganancia, ganancia media y alta ganancia y los usuarios pueden seleccionar el mejor ajuste en función de sus necesidades. Las antenas omni de fibra de vidrio son fáciles de instalar y mantener, ya que se pueden montar cómodamente en postes o estructuras y son compatibles con la mayoría de los routers WiFi y puntos de acceso disponibles. Estas antenas se utilizan normalmente para grandes aplicaciones al aire libre, como parques, campus, etc. También se utilizan en aplicaciones marinas, aplicaciones agrícolas, sitios industriales, para establecer redes WiFi en toda la ciudad, redes WiFi para zonas rurales y remotas, lugares de eventos como estadios, centros de convenciones, arenas, etc.

• Antena de patito de goma

En Antena WiFi Rubber Duck es una antena WiFi omnidireccional que se parece a un patito de goma y, como cualquier otra antena omnidireccional, también es capaz de irradiar señales en todas direcciones. Este tipo de antena tiene una cobertura de 360 grados y por lo tanto es ampliamente utilizada en aplicaciones que requieren que los usuarios sean detectados desde cualquier dirección. Las antenas de patito de goma son sencillas, fáciles de instalar, duraderas y rentables. Las antenas Rubber duck se utilizan commúnicamente en dispositivos IoT, redes WiFi domésticas, aplicaciones móviles o portátiles, puntos de acceso WiFi públicos en lugares como bibliotecas, cafeterías, etc. Debido a que emiten en todas direcciones, pueden ser más susceptibles a las interferencias de otros dispositivos que operan en la misma frecuencia y por lo tanto pueden conducir a un rendimiento reducido en entornos concurridos.

• Antena de techo

Las antenas WiFi omnidireccionales de montaje en techo son fáciles de montar en techos y se utilizan generalmente para distribuir señales celulares y WiFi en todo un edificio o área. Son fáciles de instalar y suelen sufrir menos interferencias. Estas antenas también se utilizan para aplicaciones como LoRA, LTE-M y NB-IoT. En la mayoría de los casos de uso, las antenas de montaje en techo se utilizan para aplicaciones de interior.

• Antena de látigo

Las antenas WiFi omnidireccionales Whip tienen forma cilíndrica y están disponibles en diferentes frecuencias de funcionamiento. Se utilizan para distintas aplicaciones, como cámaras de seguridad con WiFi integrado, dispositivos IoT, drones, etc.

• Antena de montaje magnético

Las antenas magnéticas WiFi son un tipo de antenas omnidireccionales que pueden fijarse fácilmente a una superficie metálica para mejorar la recepción de la señal WiFi. Son pequeñas, portátiles, fáciles de instalar y rentables. Se suelen utilizar en aplicaciones como fijaciones en vehículos para mejorar la recepción de la señal teórica, redes WiFi para instalaciones temporales como eventos, ferias o espacios de trabajo temporales, en redes WiFi domésticas y de oficina, etc.

Características principales de las antenas omnidireccionales

• Bandas de frecuencia

Las antenas omnidireccionales WiFi funcionan en diferentes bandas de frecuencia y las más common son las de 2,4 GHz, 5 GHz y la más reciente de 6 GHz.

La banda 2,4 GHz suele estar comprendida entre 2,4 GHz y 2,5 GHz y tiene 11 canales en Estados Unidos, 13 en Europa y hasta 14 en Asia. Debido a su baja frecuencia y alta longitud de onda, son capaces de atravesar obstáculos mejor que otras bandas de frecuencia y suelen ser compatibles con la mayoría de los dispositivos. Pero como esta banda de frecuencias también es utilizada por otras tecnologías como bluetooth y communicación por microondas, el tráfico de la red se congestionará y, por tanto, podría dar lugar a una communicación de baja calidad. La banda de frecuencia 2,4 GHz es ideal para casos de uso general, como navegación web, correo electrónico y dispositivos IoT.

La banda de 5 GHz suele estar entre 5,15 GHz y 5,85 GHz y tiene unos 23 canales no solapados en EE.UU. Esta banda de frecuencias tiene mejores velocidades de datos y menos interferencias que la de 2,4 GHz y está menos saturada. Pero como la longitud de onda es más corta, la potencia de penetración es menor y podría atenuarse fácilmente por obstrucciones en la ruta de communicación. Los dispositivos más antiguos pueden no ser compatibles con la banda de 5 GHz. La banda de frecuencia 5 GHz es ideal para aplicaciones de gran ancho de banda, como streaming de vídeo HD, juegos online, videoconferencias, etc.

La banda 6 GHz suele estar entre 5,925 GHz y 7,125 GHz y tiene un mayor número de canales disponibles. Esta banda de frecuencias tiene aún mejores velocidades de transmisión de datos y menos interferencias que la banda 5 GHz, y está menos saturada. Pero como la longitud de onda es más corta, la potencia de penetración es aún menor que en 5GHz y, por tanto, más propensa a las interferencias. Esta banda requiere dispositivos específicamente compatibles con la banda 6 GHz. La banda de frecuencias 6 GHz es ideal para aplicaciones de ancho de banda ultraalto y entornos densos con un número masivo de usuarios.

• Ganancia (dBi)

La ganancia de una antena WiFi omnidireccional es una medida de la eficacia con la que la antena puede dirigir señales en una dirección concreta en comparación con una antena isotrópica ideal que irradia por igual en todas las direcciones. Las antenas WiFi omnidireccionales están disponibles en diferentes valores de ganancia. Normalmente, las antenas omnidireccionales de alta ganancia tendrán un patrón de radiación más plano y comprimido, lo que significa que pueden cubrir una mayor distancia horizontal pero con una cobertura vertical reducida, lo que las convierte en opciones de antena WiFi ideales para aplicaciones como almacenes, espacios de oficina abiertos o entornos exteriores. Las antenas WiFi omnidireccionales de menor ganancia tienen un patrón de radiación esférico con una mayor cobertura vertical y un menor alcance horizontal, lo que las convierte en una mejor opción para aplicaciones como redes WiFi en edificios de varios pisos.

• Polarización

Las antenas omnidireccionales WiFi pueden tener varios tipos de polarización, como polarización vertical, polarización horizontal, polarización inclinada o polarización dual.

En la polarización vertical, el campo eléctrico de la onda de señal está orientado verticalmente y se suele utilizar en redes WiFi para zonas urbanas o suburbanas.

En la polarización horizontal, el campo eléctrico de la onda de señal está orientado horizontalmente y se utiliza normalmente en aplicaciones punto a punto.

En la polarización inclinada, el campo eléctrico se orienta en un ángulo positivo o negativo de 45 grados y se suele utilizar para entornos multitrayecto o sistemas MIMO, ya que se pueden reducir las interferencias y mejorar el rendimiento y la fiabilidad.

En la polarización dual, se combinan dos de los tipos de polarización mencionados para maximizar el uso del espectro y mejorar la versatilidad de la red. Este modo de polarización se utiliza mucho en las redes modernas, como los sistemas MIMO y las aplicaciones de formación de haces.

• VSWR (Relación de onda estacionaria de tensión)

La relación de onda estacionaria de tensión (VSWR) es una medida de la eficacia de la transferencia de potencia de la línea de transmisión a la antena. Cuanto menor sea el valor de VSWR, mejor será el rendimiento, ya que las impedancias coinciden y la eficiencia será mayor. La calidad de la señal también será mejor y el alcance y el área de cobertura también mejorarán.

• Ancho de banda y eficiencia

El ancho de banda es una medida del espectro disponible y del rendimiento de la antena. Los anchos de banda más amplios permiten una mayor velocidad de transmisión de datos y los estrechos tienen un rendimiento limitado. Sin embargo, los anchos de banda más anchos son más susceptibles a las interferencias que las antenas WiFi omnidireccionales con anchos de banda estrechos. Las antenas con un ancho de banda más amplio tendrán más canales de transmisión y, por tanto, menos tráfico en comparación con las antenas de ancho de banda estrecho. Por lo tanto, las antenas omnidireccionales con anchos de banda más amplios tendrán un mejor rendimiento en entornos de alta densidad con una cantidad masiva de usuarios.

Las antenas WiFi omnidireccionales están disponibles en diferentes niveles de eficiencia. Las antenas con mayor eficiencia tienen mejores prestaciones, con mayor intensidad de señal, mayor fiabilidad, consumo efectivo de energía y mayor alcance y área de cobertura.   

• Patrón de radiación

Las antenas omnidireccionales irradian señales en todas direcciones y tienen un diagrama de radiación en forma de donut. Debido a este patrón de radiación, tienen una amplia zona de cobertura horizontal, pero un alcance vertical limitado.

¿Para qué sirve una antena WiFi omnidireccional?

Las antenas omnidireccionales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde entornos residenciales y pequeñas oficinas hasta grandes áreas públicas con alta densidad de usuarios. Las antenas WiFi omnidireccionales se utilizan generalmente para aplicaciones que requieren que los usuarios se conecten desde todas las direcciones. Algunos de los casos de uso más common para las antenas WiFi omnidireccionales se comentan a continuación.

• Redes WiFi en casa o en la oficina

Las antenas WiFi omnidireccionales se utilizan para ampliar el alcance de una red WiFi doméstica o de oficina de forma que las señales puedan llegar a todas las zonas del edificio. En edificios u oficinas más grandes, donde un gran número de usuarios se conectarán a la red desde todas las direcciones, es esencial contar con una antena que pueda proporcionar conectividad de forma fiable. Para estos casos de uso, las antenas omnidireccionales son ideales, ya que pueden instalarse en una ubicación central y proporcionar cobertura a todas las plantas y zonas sin necesidad de múltiples antenas direccionales.

• Redes WiFi públicas

Las antenas WiFi omnidireccionales se utilizan mucho para instalar puntos de acceso WiFi o redes WiFi públicas, ya que permiten a los usuarios conectarse de forma fiable desde cualquier dirección, incluso en movimiento. Suelen utilizarse en lugares públicos como aeropuertos, cafeterías, bibliotecas o centros comerciales para proporcionar acceso WiFi a un gran número de usuarios o dispositivos.

• Redes WiFi para exteriores

Las antenas WiFi omnidireccionales se utilizan commúnicamente para proporcionar cobertura WiFi en zonas al aire libre como parques, estadios, campings, arenas, etc., donde se reunirá un gran número de usuarios que accederán a la red en múltiples direcciones diferentes. Estas antenas pueden utilizarse incluso para aplicaciones complejas, como la creación de redes urbanas.  

• Eventos y festivales

Las antenas WiFi omnidireccionales pueden utilizarse para instalar redes inalámbricas en eventos como conciertos, festivales o acontecimientos deportivos. Son ideales para proporcionar conectividad sin fisuras a un gran número de asistentes en todas direcciones.

• Proveedores de servicios de Internet inalámbricos (WISP)

Las antenas WiFi omnidireccionales son utilizadas por los ISP para proporcionar acceso a Internet a clientes de una amplia zona. Gracias a su patrón de radiación, son capaces de irradiar las señales a una amplia zona de cobertura.

Ventajas de utilizar una antena WiFi omnidireccional

Las antenas WiFi omnidireccionales se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones debido a las ventajas que ofrecen. A continuación se describen algunas de las ventajas de utilizar antenas WiFi omnidireccionales para la configuración de redes inalámbricas.

• Cobertura de 360 grados

Las antenas WiFI omnidireccionales son capaces de radiar y recibir señales en todas las direcciones por igual, proporcionando así un patrón de cobertura de 360 grados. Esto permite dar cobertura a una amplia zona sin necesidad de alinear manualmente la antena o los dispositivos de conexión.

• Facilidad de instalación

Las antenas WiFi omnidireccionales son extremadamente cómodas de instalar ya que no requieren ninguna tarea de instalación especial. Requieren pasos mínimos y pueden ser instaladas por cualquier persona sin necesidad de demasiados conocimientos profesionales, ya que no necesitan ser configuradas en orientaciones o alineaciones específicas como una antena direccional.  

• Soporte para múltiples conexiones

Las antenas WiFi omnidireccionales son dispositivos versátiles, ya que pueden utilizarse en diversas aplicaciones para recibir y transmitir señales en todas direcciones. Pueden utilizarse tanto en aplicaciones de interior como de exterior, así como en aplicaciones estáticas y en movimiento. La capacidad de transmitir y recibir señales en todas direcciones las hace útiles para la mayoría de aplicaciones como redes Wi-Fi, radiodifusión, vehículos y barcos, etc.  

• Calidad de señal constante

Las antenas WiFi omnidireccionales están diseñadas para procesar simultáneamente señales procedentes de varias direcciones. Por lo tanto, son capaces de mantener una alta calidad en la fuerza incluso mientras transmiten y reciben señales de múltiples dispositivos. Y pueden recibir señales de múltiples fuentes simultáneamente. Por ello, las antenas WiFi omnidireccionales son una gran opción para configurar redes en zonas con múltiples fuentes de señal o en entornos con muchas interferencias.

• Bajo mantenimiento

Las antenas WiFi omnidireccionales suelen ser más económicas que las direccionales. Tienen un diseño sencillo y son fáciles de instalar. También son fáciles de mantener, ya que no requieren ningún mecanismo especial para su colocación o alineación. Las antenas omnidireccionales se consideran una opción económica para configurar redes WiFi.

Limitaciones de las antenas WiFi omnidireccionales

Aunque las antenas omnidireccionales son extremadamente útiles, también pueden tener ciertas limitaciones e inconvenientes.

• Alcance limitado

 Las antenas omnidireccionales tienen un alcance limitado en comparación con las direccionales. Como irradian señales en todas direcciones, la intensidad de la señal hacia una dirección se reduce. De ahí que las antenas omnidireccionales no sean demasiado adecuadas para la communicación de largo alcance.

• Interferencias

Las antenas WiFi omnidireccionales están sometidas a obstáculos y atenuación desde todas las direcciones. Por eso sufren más interferencias que las antenas direccionales. Suelen verse afectadas por los dispositivos cercanos que operan en el mismo rango de frecuencias y, por tanto, su rendimiento general podría verse afectado negativamente.

• Menor ganancia

Dado que las antenas WiFi omnidireccionales distribuyen su energía en todas las direcciones, suelen tener una ganancia relativamente menor si se considera una sola dirección. La mayoría de estas antenas suelen tener una ganancia en torno a 12 dBi aunque disponen de antenas omnidireccionales con ganancias variadas.   

• Cobertura menos focalizada

Las antenas omnidireccionales irradian señales en un patrón circular y, por tanto, el foco de las señales irradiadas hacia una dirección específica puede estar menos focalizado, lo que provoca fugas de señal y reduce la eficacia, especialmente en zonas con más interferencias.

• Penetración limitada de la señal:

Debido a la menor intensidad de la señal en una dirección concreta, las antenas WiFi omnidireccionales pueden tener dificultades para atravesar obstáculos como paredes, edificios, etc., y las señales podrían atenuarse fácilmente. Como estas antenas irradian señales en todas direcciones, su energía se dispersa.

• Interferencias multitrayecto

Las antenas WiFi omnidireccionales están sometidas a interferencias multitrayecto, lo que puede distorsionar la señal y reducir su rendimiento, sobre todo en zonas con obstáculos que pueden reflejar las señales en distintas direcciones.

Antena omnidireccional frente a antena direccional

Como se ha comentado a lo largo del artículo, las antenas omnidireccionales emiten señales en todas las direcciones, proporcionando una cobertura de 360 grados. Por otro lado, las antenas direccionales irradian señales en una dirección específica, proporcionando una señal concentrada de alta intensidad dirigida en esa dirección. Las antenas omnidireccionales tienen mejores prestaciones en cuanto a área de cobertura. Sin embargo, las antenas direccionales tienen un rendimiento superior cuando se considera una única dirección, ya que proporcionan una mayor intensidad de señal, una mayor distancia de transmisión, un mejor rendimiento de datos y, en general, una mejor calidad de la red. Basándose en sus patrones de radiación, las antenas omnidireccionales son más adecuadas para aplicaciones que requieren que las señales se transmitan o reciban en todas las direcciones, proporcionando conectividad a los usuarios en todas las direcciones o para aplicaciones en las que la dirección de los usuarios varía constantemente o es desconocida.

En general, la decisión entre antenas omnidireccionales y direccionales depende de los requisitos de la aplicación específica.

Compatibilidad con la tecnología MIMO

Las antenas WiFi omnidireccionales admiten la tecnología MIMO (múltiple entrada múltiple salida). Cuando las antenas WiFi omnidireccionales se utilizan en configuración MIMO, son capaces de facilitar velocidades de datos más altas transmitiendo y recibiendo señales en múltiples flujos de datos simultáneamente. En la configuración MIMO, cuando se utilizan varias antenas omnidireccionales mejora la calidad y fiabilidad de la señal, así como el alcance que puede alcanzar. También se reduce el impacto de las interferencias y los obstáculos. Las antenas WiFi omnidireccionales funcionan mejor en redes MIMO, ya que son capaces de hacer un uso eficiente del espectro disponible y proporcionar un mayor rendimiento con mejor estabilidad. Sin embargo, la instalación de estas antenas en configuración MIMO es compleja, ya que requiere un diseño y una implementación bien pensados, así como un mantenimiento adecuado. El uso de antenas WiFi omnidireccionales con tecnología MIMO requiere conocimientos técnicos y profesionales en diseño de antenas y redes. Por lo tanto, el coste también será mayor. Para aplicaciones como la transmisión de vídeo HD, los juegos en línea, el hogar inteligente y el IoT industrial, las antenas WiFi omnidireccionales con tecnología MIMO serán ideales. La elección entre las tecnologías SISO y MIMO depende de los requisitos de la aplicación.

¿Hasta dónde llega una antena WiFi omnidireccional?

La distancia máxima que puede alcanzar una antena WiFi omnidireccional varía en función de su diseño, el entorno operativo, la banda de frecuencia en la que opera, etc. Normalmente, pueden alcanzar hasta varios cientos de metros, lo que es suficiente para la mayoría de las aplicaciones generales como redes domésticas o de oficina. Estas antenas proporcionan una cobertura de hasta varios cientos de metros, suficiente para la mayoría de las aplicaciones residenciales y commerciales. Un factor clave que afecta al alcance máximo de una antena omnidireccional son los obstáculos de las estructuras físicas o las interferencias de otros dispositivos en rangos de frecuencia similares que se produzcan en la zona de cobertura. En condiciones perfectas, con obstáculos mínimos, pueden alcanzar distancias de hasta varios kilómetros.

Consideraciones sobre la instalación

De forma similar a la instalación de cualquier otro tipo de antena, hay que tener en cuenta varios factores a la hora de instalar una antena WiFi omnidireccional. Es importante tener en cuenta el entorno de funcionamiento, incluidas las condiciones meteorológicas y cualquier estructura física que pueda ser un obstáculo durante la radiación de la señal. También existen antenas WiFi omnidireccionales resistentes a la intemperie. Deben tenerse en cuenta las zonas de cobertura y la intensidad de la señal, identificando claramente las zonas muertas o las zonas con altas interferencias y una intensidad de señal débil. Es crucial identificar las ubicaciones adecuadas para colocar las antenas WiFi omnidireccionales evaluando todos los requisitos de rendimiento de las aplicaciones. Es necesario considerar las opciones de montaje y los cables y conectores utilizados para la instalación. Por lo general, las ubicaciones elevadas son mejores para montar estas antenas, ya que están sometidas a menos interferencias.

Conclusión

Las antenas WiFi omnidireccionales son el tipo de antenas communicamente utilizadas para redes WiFi. Estas antenas son importantes ya que se pueden utilizar para configurar redes para aplicaciones en las que la dirección de los usuarios varía constantemente, la dirección es desconocida o cuando los usuarios pueden ser de múltiples direcciones. En este artículo se analizan los pros y los contras de las antenas omnidireccionales y se ofrece un breve resumen de algunos de los casos de uso más common. Con una comprensión adecuada de los diferentes parámetros de rendimiento, las consideraciones de instalación y los diferentes tipos de antenas WiFi omnidireccionales disponibles, será posible seleccionar una antena óptima e ideal para una aplicación.