Применение усилителей - усиление сигнала сотовой связи в местах некачественной мобильной связи: дача, офис, квартира.
В данной статье мы опишем виды усилителей сотовой связи, основные характеристики, критерии выбора и возможные трудности установки.
Усилители бывают пассивные и активные.
Пассивные усилители сигнала для 3G/4G интернета
Антенна - это пассивный усилитель. Подходит для усиления 3G/4G интернета, без голосовой связи. Но голосовую связь можно будет осуществить через мобильные приложения, такие как WhatsApp,Viber,Skype и т.д.
Рассмотрим основные схемы подключения:
Антенна + 4G модем (самая простая схема), включенный в компьютер или ноутбук. Такой вариант подходит, если у вас одно рабочее стационарное место для выхода в интернет.
Внешняя антенна
Ноутбук + 4G модем + кабельная сборка
Антенна + 4G модем + Wi-Fi роутер. Всё то же самое, но чтобы не быть привязанным к одному месту кабелем добавляется Wi-Fi роутер, который позволяет раздать Wi-Fi интернет на нескольких пользователей.
Роутер TP-Link + 4G модем Мегафон
Роутер Kenenetic + 4G модем МТС
Самый практичный вариант - 4G модем и роутер являются одним устройством. Работает стабильнее и надежнее, SMA разъёмы прочнее, чем те, которые установлены на модемах. Сколько случаев было, когда легким движением руки вырываются разъёмы из 4G модема.
3G/4G роутер Huawei
Антенна со встроенным модемом и роутером
На рынке большое количество подобных предложений, собираются они на коленках на рынке. Реальный минус таких решений заключается в том, что модемы и роутеры работают в диапазонах температур 0-40 C, при этом летом в герметичном боксе температура достигает до 70 градусов. Такие решения живут не долго, обычно 1-1.5 года. Подробно, можно почитать тут.
Внешние роутеры заводского производства. Внутри корпуса уже установлены роутеры с LTE модулем на единой плате. Все составляющие данного устройства работают при температурах от -40 до 70 градусов. Кабель используется обычный компьютерный (витая пара), длиной не более 80 метров. Интернет и питание идут по одному кабелю по технологии PoE. Можем порекомендовать внешние роутеры заводского серийного производства от компании RF-Link, модели R850.
Основные характеристики выбора антенны
Технология MIMO - увеличение скорости скачивания до 30%, отдачи до 100%.
MIMO технология - это задействование в передачи данных двух и более приёмников и передатчиков как на базовой станции, так и на абонентском устройстве. Если роутер у вас стоит в помещении, то для использования технологии MIMO необходимо до антенны проложить 2 кабеля.
На практике мы можем получить прирост скорости интернета на скачивание до 30%, но это происходит не всегда, т.к. предел скорости скорей всего ограничивается пропускной способностью самой базовой станцией сотового оператора. Но самое главное - это прирост скорости 50-100% на отдачу, который происходит в большинстве случаев.
Поддержка технологии MIMO наиболее актуальна, если вы загружаете в интернет большие потоки данных, например, для удаленного видеонаблюдения и видеоконференций. Если вам нужен интернет чтоб почитать новости, отправить письмо, посидеть в ВК, то тратиться на MIMO решение, возможно и нет смысла.
Выбор диапазона частот антенны
У сотовых операторов на данный момент используется 5 частотных диапазонов – 800, 900, 1800, 2100, 2600 МГц. Еще несколько лет назад, если имели в виду 3G антенну, то подразумевался диапазон 2100 МГц, а если 4G антенну - 2600 МГц. Сейчас ситуация гораздо усложнилась - в одном диапазоне, может находиться 2 стандарта связи, а стандарт 4G на данный момент уже может находиться во всех пяти частотных диапазонах!
Таблица соответствия диапазонов частот и стандартов связи
По нашему большому практическому опыту в 97% случаев достаточно выбрать мультидиапазонную антенну на 3, а лучше на все 5 диапазонов. При этом коэффициент усиления мультидиапазонной антенны будет немного ниже, чем однодиапазонной.
Невысокий коэффициент усиления не является проблемой по двум причинам:
1. Основной прирост уровня сигнала в первую очередь происходит не от коэффициента усиления антенны (мощности антенны), а от того, что эта антенна находится в точке более уверенного приёма сигнала, чем сам модем! В своё время была реклама Мегафон с техническим подтекстом.
Рекомендация Мегафон по установке антенны для приёма интернет сигнала.
2. Скорость интернета зависит от качества сигнала, а не его мощности! А качество сигнала, т.е. по-научному отношение сигнал/шум — это степень прямой видимости между антенной и базовой станции сотового оператора. Кстати, отсюда следует вывод, что чем выше повесить антенну, тем быстрее будет работать интернет.
Еще один плюс в пользу мультидиапазонной антенны — агрегация частот в стандарте 4G/LTE, т.е. сложение скоростей интернета с разных частот. Например, мы часто наблюдаем, что устройства, поддерживающие LTE cat.6 (категорию 6), работают одновременно с частотами 1800+2600 МГц или 800+1800 МГц, тем самым увеличивая скорость! Почти все современные стационарные роутеры Huawei поддерживают LTE cat.6, например, Huawei B315.
Но если вы находитесь далеко от цивилизации, ближе, чем в 15 километрах нет крупных населенных пунктов, федеральных дорог и сделать интернет это уже решение задачи в принципе, то необходимо провести простые измерения вашим телефоном для подбора наиболее эффективной антенны именно в вашем случае. А как определить диапазон частот, можно почитать тут:
- Измерение уровней сигналов GSM, 3G, 4G с помощью Android версии 7.0 и выше.
- Измерение уровней сигналов GSM, 3G, 4G с помощью IPHONE.
Сделать замер необходимо на улице (в идеале с крыши дома), где на телефоне рядом со шкалой приёма покажется знак 3G, H, H+, 4G, LTE.
Диаграмма направленности антенны
Диаграмма направленности антенны - графическое представление зависимости коэффициента усиления антенны от направления антенны в заданной плоскости.
Приведем пример диаграммы направленности антенны с максимальным коэффициентом усиления 16 дБ:
Видно из диаграммы, что при отклонении от направления в сторону БС оператора на 30 градусов, КУ падает в 2 раза, т.е. 8 дБ. А если неудачно направить под углом 25 градусов, то КУ станет всего 2 дБ.
Чем выше заявленный коэффициент усиления антенны, тем уже диаграмма направленности. Такова физика. В большинстве случаев, кто покупает антенны от 15 дБ, крайне редко точно ориентирует их в сторону БС! Поэтому не гонитесь за коэффициентом усиления, тем более не от него скорость зависит, как уже писалось выше. Также надо знать, что если 3G/4G сигнал является отраженным от рельефа местности, то антенна с более широкой диаграммой направленности поймает его лучше, чем с узкой. Да и недобросоветсные продавцы всегда стараются продать антенну с бОльшим КУ дороже, хотя цены себестоимости практически та же.
Как ориентировать усилитель для интернета
Много информации и рекомендаций в интернете как направлять антенны по таким параметрам как мощность сигнала, RSSI, RSRQ, SINR CQI. Но в итоге нужно что? Максимальная скорость интернета. Ну и крутить значит надо по сервису www.speedtest.net с шагом 20-30 градусов пока не найдёте то направление, при котором скорость будет максимальна. А если антенна с высоким коэффициентом усиления, то шаг необходимо будет уменьшить.
Неэффективные решения с пассивной антенной
Скажем честно, вот так будет работать лучше на картинке ниже. А если вы находитесь в загородном доме, то поднимите свой 4G роутер на второй этаж и поставьте на подоконник. Возможно и без различных усилителей обойдетесь.
Примеры работ из интернета - без слёз не взглянешь...
Если отключить от модема кабеля, то работать будет лучше. Это пример недобросовестных установщиков.
Роутер с 4G модемом перенести на подоконник и не нужна будет никакая антенна
Выводы по выбору железа для усиления интернета
- Антенну лучше использовать на все частотные диапазоны.
- Антенну ставьте как можно выше. Для статистики у нас в стране молния бьёт на 1 квадратный километр 2 раза в год и если недалеко стоят деревья, то вероятность попадания 1 на миллион.
- При коаксильных трассах длиной от 10 метров старайтесь использовать качественный кабель толщиной от 7 мм.
Репитеры - активные усилители сигнала сотовой связи GSM/3G/4G
Репитер, ретранслятор, бустер — это синонимы для одного вида устройства, которое является двухсторонним линейным усилителем сотового сигнала. Сам репитер является частью системы усиления сотовой связи, которая состоит:
- Сам репитер.
- Донорная (внешняя) антенна - устанавливается на улице и принимает сигнал от базовых станций сотовых операторов.
- Абонентские (внутренние) антенны — находятся внутри помещений и взаимодействуют с абонентскими устройствами, такими как телефоны, планшеты, модемы, роутеры.
- Кабели, разъёмы, делители мощности (разветвители) и пр.
Схема подключения репитера
У каждого поставщика подобных устройств в нашей стране достаточно большая линейка моделей, которая может исчисляться десятками, а иногда даже сотней штук.
Усиление сотовой связи для дачи и загородного дома
Вот некоторые фотографии работ:
Из-за слабого сигнала внешнюю антенну пришлось поднять выше
Тут сигнал был хорошим, и антенну высоко не было смысла поднимать
Внутренняя антенна
Двухдиапазонный усилитель сотового сигнала
Дисплей усилителя сигнала крупным планом
Промышленный усилитель повышенной надежности
Внутреннюю антенну кабелем с чердака опустили через вентиляцию на 1-й этаж
Решения для голосовой мобильной связи и интернета в загородном доме
Основные ошибки при установке усилителей в загородных домах
Любую внутреннюю антенну надо прятать как можно далеко от внешней антенны, чтобы не происходило самовозбуждение усилителя связи. Самовозбуждение усилителя – это когда внешняя антенна принимает свой собственный, уже усиленный сигнал, вместо сигнала от базовой станции.
Усилитель сотовой связи для офиса
Тут практически всё то же самое, что и в загородных домах, но только в большинстве случаев донорная антенна устанавливается уже на фасаде.
Фотографии из жизни:
Усилитель связи GSM/DCS для офиса площадью 600 кв.м.
Решения для голосовой мобильной связи и интернета в офисе
Ошибки при установке усилителей сотовой связи в офисе
- Необходим пространственный разнос между внешней и внутренними антеннами! Т.е. если в комнате надо усилить связь, то за окном этой же комнаты уже нельзя вешать внешнюю антенну. Неудобно, но ничего не поделать, кроме как вешать антенну в другом месте.
- В городе лучше не использовать дешевые усилители связи, т.к. они часто дают помеху на близлежащие базовые станции сотовых операторов, которые находятся практически на каждой второй крыше домов. Рекомендуется обратиться к специалистам по установке у кого есть анализатор спектра или получить подробную техническую консультацию как настроить усилитель самостоятельно.
Вот так выглядит анализатор спектра:
Беспроводные усилители связи
Не будем подробно рассказывать про такое решение, можно посмотреть видео от производителя этих устройств:
Плюс такого устройства - когда всё уже в мраморе и протянуть кабель не представляется возможным, то это чуть ли не единственное решение.
Минусы:
- Усиливает только одного оператора на выбор!
- Работает только в городе, где сигнал у окна хороший. В загородной местности такой усилитель в 95% случаев бесполезен.
- Малая реальная площадь покрытия - 1-2 комнаты!
- Цена от 60 тыс. за покрытие мобильной связью одной комнаты одним оператором.
Усилители для торговых/бизнес центров
Тут уже речи о самостоятельной установке идти не может.
Фотографии установок на крупных объектах:
Оптические усилители сотового сигнала
Оптическая система обычно состоит из 2-х блоков – главного и удаленного, которые соединяются оптическим кабелем. Такие усилители используются для передачи сотового сигнала на большие расстояния до 20 км. В некоторых случаях можно использовать несколько удаленных блоков.
Фемтосота
Фемтосота - это решение непосредственно от сотовых операторов. Внешне фемтосота напоминает обычный Wi-Fi роутер, только вместо Wi-Fi фемтосота излучает 3G сигнал своего оператора. Для фемтосоты необходима розетка 220В и Ethernet интернет. Радиус действия сопоставим с обычным Wi-Fi роутером.
Плюс:
- Можно использовать в любой точке на территории нашей страны, где есть интернет и электричество. Работает даже через спутниковый интернет, проверено.
Минусы:
- Плохо работает в городе в надземной части зданий, т.е. там, где с улицы проникает естественным путём сигнал от базовых станций операторов. Телефон часто переключается на слабый сигнал сторонних БС, даже если фемтосота находится в одном метре от абонента.
- Относительная высокая цена для массового пользователя.
- В офисах и коттеджах площадь покрытия обычно составляет 100-300 кв.м. в зависимости от перегородок.
Автор: Профатилов Антон Юрьевич
Источник: Здесь
