Время на прочтение
8 мин
Количество просмотров 361K
Статья о вариантах усиления сигнала сотовой связи на различных объектах: дача, офис, склад…, так же краткий обзор популярных предложений на рынке.
Существует два основных варианта усиления сотовой связи:
- С помощью антенны, модема и роутера.
- С помощью активного усилителя (репитера).
Первый вариант для усиления интернета 3G/4G/5G, не усиливает голосовую связь в обычном для нас формате (но можно пользоваться звонками через мессенджеры: WhatsApp, Viber, Skype, Telegram).
Второй вариант универсальный – усиливает интернет и голосовую связь, но имеет ряд ограничений (о ограничениях ниже).
Усиление 3G/4G-интернета с помощью антенны, модема и Wi-Fi-роутера
Система состоит из двух узлов: антенна на улице и модем + Wi-Fi-роутер внутри помещения.
Внешняя антенна для 3G/4G модема/роутера
4G-модем, подключенный переходниками к уличной антенне и вставленный в Wi-Fi-роутер
Как это работает? Антенна направлена в сторону предполагаемой базовой станции сотового оператора. Дальше сигнал попадает на 4G-модем с роутером, который раздает интернет путем распространения Wi-Fi сигнала. Вариант популярен среди частных мастеров по установке дачного интернета. Дешево и работает!
Wi-Fi-роутер со встроенным 3G/4G-модемом
Если брать модем и роутер отдельно, то кабель, идущий от уличной антенны, попадает на модем через переходники с тонким кабелем и очень маленькие СВЧ-разъемы TS-9 или CRC-9. Во-первых, это достаточно ощутимые потери уровня и качества сигнала, во-вторых, механически не надежно. Например, протирая пыль, вы легко можете повредить разъем на модеме, и, как следствие, придется покупать новое устройство.
Решается это просто – достаточно изначально купить роутер с уже встроенным 4G-модемом. Например, на нашем рынке продается несколько моделей роутеров компании Huawei. Без рекламы: работают отлично и разъем у них надежней – SMA.
Huawei-роутер со встроенным 4G-модемом
Почему частные мастера предлагают модем и роутер по отдельности? Ответ простой: ценовая маржа больше.
Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна
MIMO-антенна для интернета 3G/4G
MIMO-антенна – устройство, имеющее два параллельных коаксиальных кабеля, идущих до модема/роутера. Из практики это означает, что прирост скорости интернета на прием будет от 0 до 20%, а на отдачу – 50-100%. Нужно тем, кто пользуется видеосвязью или удаленным видеонаблюдением, т.е. активно использует исходящий канал интернета. В других случаях практической пользы нет.
Параболическая антенна и антенны с высоким коэффициентом усиления
Параболическая антенна имеет высокий коэффициент усиления – обычно от 25 дБ и более. Многие потребители при выборе антенны смотрят именно на этот параметр. Однако это ошибочно, объясню почему…
Параболическая 4G-антенна с высоким КУ
Во-первых, антенна с таким высоким КУ имеет крайне узкую диаграмму направленности, и отклонение направления на 1-2 градуса уже уменьшает КУ до значений 0-3 дБ! То есть о самостоятельной установке на крыше и тем более на мачте речь уже не идет.
Диаграмма антенны с КУ=16 дБ:
Диаграмма направленности панельной антенны с КУ=16 дБ
Видно, что при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.
Диаграмма антенны с КУ=27 дБ:
Диаграмма направленности параболической антенны
Видно, что при отклонении в 2-3 градуса КУ равен практически нулю.
Во-вторых, антенны с узкой диаграммой направленности (т.е. с высоким КУ) плохо ловят отраженный и рассеянный сигнал, что ощутимо уменьшает такой параметр, как качество сигнала (отношение сигнал/шум)!.. Например, лес достаточно сильно рассеивает сигнал.
Распространение сотового сигнала в пространстве
В роутерах и модемах качество сигнала обозначается как RSRQ и SINR. А интернет в первую очередь зависит именно от качества сигнала, а не от его мощности (RSRP или RSSI).
На практике рассеянный и отраженный сигнал лучше ловить антенной с более широкой диаграммой направленности с коэффициентом 5-12 дБ.
Параболическая антенна прекрасно работает в прямой видимости базовой станции, если бы была эта прямая видимость, проблем со связью и интернетом не было бы. Вот такой замкнутый круг получается.
Наш рынок так устроен, что чем выше КУ антенны, тем дороже ее продают. Будьте бдительны! Кстати, еще один популярный «развод на бабки» – это когда между антенной и модемом/роутером предлагают вставить активный усилитель (он же репитер) для усиления сигнала! Это устройство увеличивает мощность сигнала, но ухудшает его качество, от которого и зависит скорость интернета! Ухудшает качество из-за неидеальности разъемов, СВЧ-фильтров, теплового шума транзисторов и прочих несовершенств элементов усилителя. Стоимость таких репитеров соответствует стоимости нескольких хороших антенн.
Частотные диапазоны
Одна из самых важных характеристик антенны – это частотный диапазон (ЧД). У сотовых операторов есть 5 основных частотных диапазонов – 800, 900, 1800, 2100 и 2600 МГц. И во всех этих диапазонах есть интернет.
Распределение стандартов сотовой связи в частотных диапазонах
Из большой практики рекомендую брать антенну на 3 или даже на все 5 ЧД. Да, чем шире ЧД, тем меньше КУ, но про это мы уже говорили. Пример амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) антенн с различной шириной ЧД:
АЧХ антенн с различным количеством диапазонов
Видно, что чем меньше ЧД поддерживает антенна, тем выше у нее КУ.
Еще один довод в пользу использования мультидиапазонных антенн – это агрегация частот у модема/роутера. Агрегация частот – это суммирование сигнала и, как следствие, скоростей передачи интернета с разных ЧД. Например, 800+1800 МГц или 1800+2600 МГц. Агрегация увеличивает скорость интернета и немного занижает пинг, что очень хорошо для игр. Чтобы происходила агрегация частот, в модеме/роутере должен стоять LTE-модуль не ниже 6-й категории. Обозначается как LTE cat.6.
Антенны со встроенным модемом/роутером
На рынке является популярным предложение, когда внутри уличной антенны уже спрятан модем/роутер. От антенны идет один тонкий кабель – витая пара, практически не ограниченная по длине в масштабах загородного дома.
Антенна со встроенным роутером Zyxel и 4G-модемом Huawei
Однако есть одно но: эти модемы и роутеры не предназначены для уличной работы. По паспортным данным они работают от 0 до +40 градусов. Зимой при постоянной работе они еще себя обогреют, но летом в замкнутом пространстве на солнце температура может достигать 80 градусов. Обычно такие устройства работают сезон, от силы – два.
Есть альтернативные решения – так называемые уличные внешние роутеры. Это серийные заводские изделия, которые изначально сделаны для работы в суровых климатических условиях. Примеры таких решений – ZyXEL LTE 6101 и RF-Link R850.
Варианты по решениям для интернета через модем/роутер
По сути, у нас есть три варианта:
- Домашний роутер Huawei с мультидиапазонной антенной (MIMO-технология – по желанию). Роутер Huawei можно любой, однако не стоит брать портативные роутеры на аккумуляторе. Удобство такого варианта в том, что сим-карта находится внутри помещения. С другой стороны, ее не так часто надо менять.
- Уличное заводское решение типа ZyXEL LTE 6101 и RF-Link R850. Самый удобный вариант для установки – один гибкий кабель даже с использованием технологии MIMO.
- В случае, когда вы находитесь в глуши и на улице вокруг дома радиусом 100 метров нет даже намека на интернет – надо ставить мачту метров 6 на крышу или фасад, делать замер частотного диапазона и крепить однодиапазонную антенну.
Во всех случаях высота установки антенны – очень важный фактор, который может сильно повлиять на скорость беспроводного интернета. На практике бывали случаи, что на крыше скорость 10 Мбит/сек, а после поднятия антенны еще на пару метров скорость интернета увеличивалась в полтора-два раза! Так что делайте выводы… Кстати, к вопросу о добросовестности большинства установщиков: частенько «впаривают» антенны с большим КУ и монтируют их на уровне окна, лишь бы не лезть на крышу или ставить мачту.
Активный усилитель сотовой связи – репитер
Принципиальное преимущество репитера перед роутером: он усиливает голосовую связь и интернет – так сказать, устройство 2 в 1.
Схема установки простая:
- Антенна на крыше, которая направлена в сторону базовой станции сотового оператора или операторов.
- Репитер (он же усилитель) внутри помещения, который усиливает сам сигнал. Это единственный элемент, которому нужна розетка 220 В.
- Внутренняя (абонентская) антенна, которая раздает сотовый сигнал на телефон и другие абонентские устройства.
- Все элементы соединяются коаксиальным (одножильным) кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом.
Схема подключения репитера GSM/3G/4G-связи
Фотографии из жизни:
Внешняя антенна, установленная на мачте
Репитер сотовой связи
Внутренняя абонентская антенна
Как выбрать репитер
Основные параметры репитеров:
- Коэффициент усиления (КУ).
- Частотный диапазон и их количество (ЧД).
Вообще, тема достаточно объемная, чтобы можно было раскрыть в одной статье, но для масштабов небольшого дачного домика или строительной бытовки постараюсь адаптировать на пальцах.
КУ обычно выбирают 70-75 дБ. Чем слабее сигнал на улице, тем выше КУ должен быть. Если даже на улице перед домом сигнал недостаточный для нормального разговора, то точно КУ=75 дБ. Плюс понадобится ставить на мачту высотой 4-6 метров внешнюю антенну. Кстати, цена репитера пропорциональна КУ.
ЧД выбирается индивидуально в каждом случае. С помощью телефона на Android следует сделать замеры сигнала. Для этого надо скачать программу «Сотовые вышки, локатор» и запустить на улице перед домом. Сделать один замер в каждом стандарте связи, т.е. в GSM, 3G и 4G. Как это сделать, показано тут:
Если телефон при замерах показывает всегда 1 ЧД, то репитер можно брать однодиапазонный. А если 2, то, соответственно, двухдиапазонный. Опять же цена сильно зависит от количества ЧД в репитере.
Есть еще момент при выборе репитера – ценовой сегмент. Есть уровень Aliexpress, а есть «немного» подороже. Как отличить? Это цена и еще один косвенный показатель – размер корпуса!
На фото ниже абсолютно два одинаковых по техническим характеристикам (согласно паспортным данным) репитера:
Чем они отличаются? Тот, который поменьше (и подешевле), излучает больше радиошумов в сторону базовой станции сотового оператора, а черный репитер – меньше шумов. Подробно по ссылке. Радиошумы мешают работе базовых станций сотовых операторов и могут повлечь за собой штраф и предписание о демонтаже такого усилителя сотовой связи. Смысл такой: более шумящий репитер можно использовать на даче вдали от базовых станций, находящихся за пару километров и более, тем более лес и рельеф местности могут сильно приглушать эти шумы. Репитер «уровнем повыше» надо ставить, когда базовые станции близко, например, прямо в поселке. Выглядят БС так:
Базовые станции сотовых операторов
В некоторых случаях они могут быть более компактными, например:
Базовая станция сотового оператора на столбе
Поэтому, если вы обнаружили у себя рядом БС оператора, то лучше вызвать специалиста для правильного подбора усилителя.
Некоторые нюансы, касающиеся репитеров сотовой связи:
- Радиус действия внутренней антенны линейно зависит от реальной мощности репитера (а не от максимальной по паспорту), реальная мощность репитера в свою очередь зависит от мощности входящего сигнала. Мощность же входящего сигнала зависит от КУ антенны и высоты ее расположения. То есть делаем вывод, чем выше мы повесим антенну, тем больший радиус действия получим внутри дома. По факту, если на улице перед домом связь не очень хорошая, радиус действия от антенны будет 2-4 метра до ближайшей капитальной стены. Что обычно позволяет покрыть связью гостиную и кухню на первом этаже.
- Если есть возможность протянуть по дому кабель для установки нескольких абонентских антенн, это даст лучший результат, чем засветить весь дом с одной антенны и более мощного усилителя. Финансовая экономия будет ощутимой: одна антенна с учетом кабелей, разъемов, делителей мощности стоит 3-5 тыс., а за более мощный усилитель можно отдать лишние 20-40 тыс. рублей!
- Высота установки уличной антенны колоссально влияет на конечный результат, если рядом есть высокие дома соседей или лес. Из большой практики не раз отмечали, что при поднятии антенны на два метра скорость интернета заметно вырастала вплоть до 100% прироста и радиус действия рос на пару метров, что очень ощутимо в масштабах дома.
- Как выбрать направление уличной антенны? Либо по программе «Сотовые вышки, локатор» (она сразу покажет направление антенны при запуске), либо по сервису speedtest.net. (у них есть программа или можно из браузера). Ну или другим измерителем скорости. Логика простая: крутим антенну с шагом 30 градусов и определяем направление, при котором скорость интернета будет максимальной. Когда находим 1-2 направления с наилучшим результатом, то дорабатываем положение антенны с шагом 5-10 градусов. Тестировать скорость интернета рекомендуется в первой половине дня, когда сеть еще не нагружена.
- Если уровень сигнала RSSI в точке установки уличной антенны -95 и хуже (например, -105), то вытянуть такой сигнал репитером практически не представляется возможным. А если и удастся, то радиус действия сигнала от внутренней антенны будет составлять менее одного метра даже при установке мощных усилителей. В крайнем случае надо сильно поднимать внешнюю антенну!
- Бывает так, что уровень GSM сигнала приемлемый, например, -80 – (-85) дБ, а уровень интернета 3G/4G -95 дБ и хуже, то в таком случае под голосовую связь ставится репитер, а под интернет – роутер!
Так же интересная статья об усилителях связи на сайте MobileBooster
В городах проблем с мобильным интернетом обычно нет: он ловит везде с хорошей скоростью и есть возможность выбирать из нескольких операторов — у кого сигнал мощнее, скорость выше и гигабайт дешевле. Увы, интернет-идиллия часто прекращается с выездом за городскую черту. На индикаторе уровня сигнала 1-2 полоски и очередная серия любимого сериала превращается в унылое слайд-шоу. Что можно с этим сделать — разберемся здесь.
Простые способы решения
Прежде чем искать различные технические приспособления для усиления сигнала, попробуйте более простые меры. В первую очередь проверьте, нет ли в нужной точке других операторов сотовой связи с лучшим уровнем сигнала. Мобильные сети постоянно расширяются и совершенствуются — если год назад на вашей даче был только один оператор, то сегодня их там может быть уже несколько. Зоны покрытия всех операторов можно посмотреть в Интернете, например, на сайте.
Если операторы не менялись, то узнайте как обстоят дела со связью у соседей, так как дело может быть в вашем устройстве. Только убедившись, что связь у всех одинаково плохая, независимо от марки смартфона и оператора сотовой связи, начинайте подбирать технические решения проблемы.
4G-модем + усилитель сигнала
Если вы используете 3g-модем, но мощности сигнала не хватает для приемлемой скорости, можно воспользоваться усилителем интернет-сигнала. Самые недорогие усилители представляют собой просто USB-удлинитель с креплением — с их помощью можно приподнять модем повыше: поставить его на полку или прикрепить присоской на оконное стекло. Иногда этого бывает достаточно. Впрочем, можно купить обычный USB-удлинитель,
а модем подвесить на гвоздик — эффект будет тот же.
На моделях подороже к USB-удлинителю добавляется металлический отражатель, в центр которого следует поместить модем и направить получившуюся конструкцию на ближайшую вышку сотовой связи.
Обратите внимание на коэффициент усиления антенны — чем он больше, тем лучше. Усилители сигнала на базе направленной антенны с коэффициентом усиления 15–17 дБ прилично улучшают ситуацию с сигналом сотовой сети.
Но для подключения такой антенны у вашего модема должен быть соответствующий разъем. Имейте в виду, что существует несколько видов разъемов: на модеме это может быть TS9 или CRC9, а на антенне — TS9, CRC9 или более крупногабаритный SMA.
Обратите внимание на кабель подключения, идущий в комплекте с антенной. Вам важен тот конец, который подключается к модему (пигтейл) — разъем на нем должен соответствовать разъему на модеме. Если с подбором разъемов возникли какие-то проблемы — в продаже есть множество переходников.
Настройка такого комплекта сводится к настройке модема и установке антенны. Модем
у каждого оператора настраивается по-разному, как правило, на сайте оператора есть подробное описание. Чаще всего нужно установить специализированное ПО — обычно,
с самого модема, как с флешки — запустить и ввести в соответствующие поля данные
от оператора.
Антенну следует устанавливать в точке наилучшего приема сигнала и ориентировать в сторону ближайшей вышки сотовой связи вашего оператора. Если вы не уверены, в каком направлении ориентировать антенну, можете воспользоваться специальной программой, например, HLS (Huawei level signal) или Mobile Data Monitoring Aplication (MDMA). Программе потребуется задать номер порта, к которому подключен GSM-модем, после чего она начнет выводить уровень сигнала сотовой сети в реальном времени.
Меняя положение антенны, можно добиться максимального уровня сигнала. Не забудьте,
что уровень сигнала — величина отрицательная, поэтому, чем ближе она к 0, тем лучше. Для уверенного подключения к интернету желательно, чтобы уровень был не меньше -80…-85 dBm. Если получить желаемый уровень сигнала сразу не получается, попробуйте поднять антенну повыше.
Мачту и антенну к ней крепите очень надежно. Крупные антенны обладают приличной парусностью: сильный ветер может повредить устройство, если оно не будет надежно закреплено.
Антенна + 4G-модем + роутер
А если остальные члены семьи тоже хотят «в Интернет»? Тогда наилучшим решением будет установка роутера с 4G-модемом и внешней антенной. Разумеется, следует подобрать роутер
с поддержкой 3G/4G модема.
Настройка производится аналогично предыдущему разделу. Разница только в том, что предоставленные оператором данные нужно будет вводить в веб-интерфейсе роутера.
Более простое решение — использовать Wi-Fi роутер 3G/4G. Фактически — это простой роутер со встроенным 3G/4G-модемом. При покупке такого устройства убедитесь, что у роутера есть разъем для подключения внешней GSM-антенны и он соответствует разъему на пигтейле антенны.
Репитер
Если вы хотите, чтобы на дачном участке улучшилась именно голосовая связь, а не Интернет, следует воспользоваться усилителем сигнала сотовой связи. Он представляет собой пару антенн:
- Принимающая (внешняя), обычно направленная. Устанавливается на высоком месте
и направляется в сторону ближайшей вышки сотовой связи. - Передающая (внутренняя), обычно круговая. Устанавливается в центре участка и передает усиленный сотовый сигнал всем потребителям поблизости. Передающих антенн может быть несколько, тогда их надо равномерно расположить по участку, обеспечив максимальное его покрытие.
Обратите внимание, что разные модели поддерживают различные стандарты сотовой связи. Усилители сигнала GSM-900/1800 улучшат ситуацию только с голосовыми вызовами — скорость и качество соединения мобильного интернета останутся без изменений.
Если вам нужны и интернет, и сотовая связь, выбирайте среди моделей с поддержкой UMTS-900/2100.
Описанные способы позволяют добиться приемлемой скорости мобильного интернета, если
в 10–15 километрах поблизости есть хотя бы одна вышка сотовой связи. Проблемы могут возникнуть только при большой удаленности от цивилизации или в местах со сложным рельефом. Увы, отсутствующий сигнал усиливать бесполезно — в таких случаях поможет только спутниковый интернет.
Проблема изначальная:
Есть проводной канал по оптике, входящий в Microtik RB2011UiAS-2HnD-IN. Иногда он падает либо по вине провайдера, который козел и служба поддержки которого работает до 21.00 и только по рабочим дням (сделать ничего нельзя, провайдер в нашей деревне один на оптике, не на оптике там вообще никого нет, т.е. просто один), либо по отключению питания в деревне, что один хрен, потому как аппаратура провайдера, находящаяся на столбе в деревне, отключается тоже вместе со светом, поэтому генератор на участке помогает как мертвому припарка.
Решил сделать дополнительный, дублирующий канал интернета. Для чего пригласил специально обученного человека проверить уровни сигнала 4G LTE. Оптимальный сигнал оказался у Мегафона. Во время проверки специально обученный человек собрал вот такую систему:
панельная антенна Антэкс Petra BB Unibox MIMO 2×2 + модем Huawei E3372 + Zyxel Keenetic с интерфейсом для подключения модема 3G/4G LTE, куда и был подключен 10-ти метровый хвост с конечным USB разъемом из антенны с модемом, и который стал раздавать Wi-Fi.
Измерили скорость в SpeedTest — 40 Mb/sec, на 2-х ноутбуках и одном телевизоре (все через Wi-Fi) я запустил онлайн фильмы в HD, а также попросил коллег подсесть со своими гаджетами на этот же самый Wi-Fi роутер. Все тянет! Т.е. как резерв очень даже прекрасное решение.
На следующий день пригласил я чувака на установку с условием организовать дублирующий канал на Микротике. Ну потому что главный роутер у нас — Microtik. Пришли два юноши, начали заниматься попыткой подружить описанное выше оборудование с Микротиком, пытались с 10.00 до 13.00, сделать ничего не смогли. Подключали Huawei напрямую к Микротику через 10-ти сантиметровый хвост-переходник «мама USB — папа microUSB» — вообще Микротик не видит Huawei, включили Хуавей в их роутер Zixel, из роутера кинули FTP в Микротик — не могут настроить, хоть ты тресни! Обновили прошивку Микротика, повторили все действия — ноль эмоций.
Плюнули, ушли. Остался я без резервного канала. Проблемка, однако. Посколько пришедшие люди оказались молодыми и неопытными, да и насрать им было на все, что выходит за рамки того, что они с собой притащили, решил я сам посидеть и покумекать, что можно тут сделать. Придумал вот что:
Нужно отойти от решения «Microtic — основной», а приобрести роутер ASUS 4G-AC55U со встроенным 4G LTE модемом + купить карту 4G LTE от Мегафон с безлимитным тарифом +, если роутер не потянет скорость, приобрести ту же самую панельную антенну PETRA BB MIMO 2×2 без гермокожуха, ну и несколько метров коаксиального кабеля с соответствующими разъемами, чтобы, открутив «рога» роутера, на их место прикрутить выходы антенны.
В результате в ASUS войдет канал от существующего провайдера + в него будет вставлена симка от Мегафон и интернет будет от обоих устройств, что предусмотрено настройками ASUS, а уже Microtik сделаю вторичным устройством, т.к. там портов штук 8 свободных, а это очень кстати для меня.
Завтра приобрету ASUS и, если получится, безлимитный тариф от Мегафона, ну а дальше как сложится.
Для тех, кто тоже пытается облегчить себе жизнь через интернет от сотового оператора в какой-нибудь глуши, напишу общий алгоритм решения данной задачи, не претендующий, впрочем, на истину в последней инстанции:
Для оценки возможности поиметь интернет от какого-нибудь оператора сотовой сети, если сети берут хреново, хорошо бы иметь антенну MIMO с вертикальным и горизонтальным усилением типа Антэкс Petra BB Unibox MIMO 2×2 с модемом типа большой флешки (т.н. «свисток»), в который (модем) нужно будет вставлять по очереди сим-карты всех наших ведущих сотовых операторов, хвост от антенны воткнуть в ноутбук, на котором через драйвер модема вы посмотрите уровень сигнала сотовой сети, при этом вы будете поворачивать антенну из стороны в сторону для определения оптимального направления на вышку сотового оператора, причем лучше забраться сразу с крышу или на 2-й этаж, потому как известно — чем выше антенна, тем лучше прием сигнала: помех в виде домов и деревьев меньше, ничего личного.
Не имея под рукой свободной антенны, сделать можно проще и корявее, но по-меньшей мере определив, какой сигнал какого оператора лучше: в обычном смартфоне на базе того же Андроида в разделе «Настройки» — «О телефоне» (об устройстве) — «Общая информация» посмотреть уровень сигнала в dBm. Это не показатель основной, но иного нет. Вот чем БЛИЖЕ к «-50 dBm» — тем лучше.
Это делается только для того, чтобы понять, чью сим-карту с 3G/4G LTE в дальнейшем покупать
2. Далее, если до ближайшей базовой вышки этого выбранного оператора менее 50 км (далее просто ни одна тарелка, ни одна антенна уже не возьмет сигнал), то имеем два варианта:
2.1 Практика показывает, что УЗКОНАПРАВЛЕННАЯ антенна крайне КАПРИЗНА в настройке и эксплуатации, поэтому ее брать НЕ СТОИТ НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ и при расстоянии до базовой станции в пределах километров 10-ти нужно покупать широкополосную антенну с коэффициентом усиления 12…17 дБ. Я буду покупать при 3-х км. до базовой станции с усилением 12…14 дБ.
2.2. Если расстояние до базовой станции 10…50 км, то придется, волей-неволей, смириться и купить узконаправленную антенну с коэффициентом усиления 24 дБ. Почему смириться? Потому что такая антенна с таким коэфф. усиления КРАЙНЕ КАПРИЗНА в настройке и дальнейшей эксплуатации. Ну просто КРАЙНЕ КАПРИЗНА! Узкий луч ее диаграммы должен быть четко направлен на станцию, прям как снайперская винтовка, которую (вышку) на таких расстояниях глазами (визуально) не увидишь. Практика показывает, что малейшее отклонение от заданного направления (буквально на 1…2 градуса) тушит сигнал 4G НА ПОРЯДОК! К примеру, установили вы правдами-неправдами такую антенну четко, трахались час или два, через пару дней села на нее ворона или стая ворон, антенна от ветра, ее раскачавшего, чуть отклонилась — и поимели 10-ти кратное ухудшение входящей/исходящей скорости. Но тут уж нечего в такую глушь забираться было…
Далее
3. Указанная выше антенна с гемокожухом с IP67 имеет внутри себя разъем для поключения «свистка» — модема со вставляемой в него сим-картой выбранного тобой оператора сотовой связи.
Практика показывает, что одним из самых надежнейших модемов является Huawei E3372, после чего в этот модем закладываем сим-карту нашего оператора, сам модем вставляем в разъем внутри нашей квадратной антенны, не забыв подключить к 2-м разъемам модема маленькие проводки от вертикальной и горизонтальной разверток антенны. Эти поводки-проводки называют «питгейлами»
Вот его и покупаем.
4. Из этой антенны будет выходить серый толстый FTP-шный кабель с витыми парами, на конце которого будет находится что-то типа большой флешки, которая вставляется, наконец, в роутер, стоящий у тебя в доме.
Опять же, на настоящий момент один из самых надежных роутеров, имеющий 4G LTE ВХОД, является ZyXEL Keenetic 4G III
(его работоспособность проверил лично, своими руками и своими глазами)
Суммируем:
Итак, покупаем следующее оборудование:
1. PETRA BB MIMO 2×2 UniBox — антенна с гермобоксом для 3G/4G модема с питгейтами для подключения модема, если расстояние до вышки примерно до 10 километров.
antex-e.ru/store/39023/?pos=914743 или аналогичную, но именно на 50 Ом
2. Кронштейн для данной антенны (палка металлическая гнутая или прямая, чтобы прикрутить антенну к стене или поставить на крышу, чем выше — тем лучше).
3. FTP толстый кабель антенна-роутер с USB разъемом на конце (продается в том же Антэксе, обычно вместе с указанной антенной, и не забываем про минимизацию его длины!)
4. Модем Huawei E3372 market.yandex.ru/product/109…029&track=tabs
5. Сим-карту выбранного вами сотового оператора исключительно с интернетом 3G/4G LTE с интересующим вас тарифом. Здесь важно не забыть, что операторы сотовой сети на официальных сайтах НЕ ПОКАЗЫВАЮТ корпоративные недорогие БЕЗЛИМИТНЫЕ тарифы. Эти тарифы предлагаю поискать на сайтах типа avi… Ну вы поняли.
6. Роутер Keenetic 4G III zyxel.ru/keenetic-4g-3/
или аналогичный. Главное, чтобы роутер имел вход для 3G/4G LTE и нужное вам количество FTP-выходов для подключения по проводам ТВ, компьютера или что вам нужно.
Я расписал самое ДЕШЕВОЕ и эффективное, на мой взгляд, решение.
У меня на объекте такое решение на Мегафоне привело к тому, что на расстоянии километра в 3 до базовой станции я получил чистыми 40 Мбит/сек, при которых на 3-х телевизорах шли фильмы в HD разрешении онлайн. Но у нас практически прямая видимость до вышки и расстояние, вишь, км. 3 или чуть больше. Другое дело, что с Микротиком это не сдружилось, а не было бы Микротика — лучшего и желать нечего.
*******************************************************************************************************
Дополню, пожалуй, сегодняшней практикой:
легко вставил сим-карту в роутер, настроил как смог порядок очередности «оптоволокно-радиоканал», как ни менял настройки, все одно переходит при сбое на оптике на 4G через 30 секунд, хоть я тресни, никак не раньше.
При прямой видимости в 3…4 км скорость без доп. антенн и прочих усилительных причуд составляет 11…14 Мбит/секунду. При этой скорости телевизор, работающий в сети по Wi-Fi, подгружает Youtube раза в 3 дольше, чем когда по оптике в роутер приходят 92 Мбит/сек.
Так што резервный канал, в принципе, есть, при падении оптического интернета 30 секунд придется подождать, а затем перегрузить страницу или заново отправить файл.
Со временем куплю панельную антенну и проброшу пару коаксиальных кабелей.
- Форум
- Антенны
- Антенномания
- Совместимость антенн GSM и Wi-Fi
-
04.03.2010, 21:51
#1
Без позывного
Совместимость антенн GSM и Wi-Fi
Будет ли нормально работать GSM модем (900/1800МГц), если к нему подключить антенну от WiFi роутера (2,4ГГц)? Антенна D-LINK 2 dBi SMA (ANT24-0200-BL). Интересует как теория, так и практика, если кто пробовал. Сопротивления одинаковые 50 ом.
-
04.03.2010, 23:04
#2
QRPP
Сообщение от zpavel
Будет ли нормально работать GSM модем (900/1800МГц), если к нему подключить антенну от WiFi роутера (2,4ГГц)? Антенна D-LINK 2 dBi SMA (ANT24-0200-BL). Интересует как теория, так и практика, если кто пробовал. Сопротивления одинаковые 50 ом.
Длина антенны не на эти частоты. Сопротивление будет далеко не 50 ом. Будет риск. Ноль эффективности. Юрий
-
04.03.2010, 23:24
#3
Без позывного
У WiFi частота конечно выше, но ведь и GSM диапазон достаточно широкий, а антенна одна. Как штатная антенна справляется с 900/1800МГц?
-
07.03.2010, 23:35
#4
QRPP
Сообщение от zpavel
У WiFi частота конечно выше, но ведь и GSM диапазон достаточно широкий, а антенна одна. Как штатная антенна справляется с 900/1800МГц?
Есть пределы широкополосности антенны для перекрытия этих частот. На 2,4Ггц она не дотянет по резонансу и входному сопротивлению. Нужно проверить АЧХ этой ант. Длина ант. на WIFI 2.4ГГц примерно 32мм для 50 ом.
-
08.03.2010, 12:16
#5
я думаю она внутри довольно сложно устроена если это нормальная антена — ну я про 900-1800.
и работает на 900 и на 1800 по разному. ну где то я видел лет 5-7 назад на подобии на 144 и 433 — там несколько кандюров, они как то там по разному шунтируют разные куски антенны, причем там не просто штырь а намотано как то хитро
поэтому нормальная двухдиапазонная антенна имеет пики ачх на нужных частотахну вопщем я не не такой уж и профи в серьезных антеннах, но суть примерно такова.
моего уровня знаний хватало что настроить на один диапазон и очень уверенно слабые сигналы на самопальные приемники. на то я и радиолюбительа обычно плотность покрытия гсм и уровни сигнала подразумевают что навороченная антенна не нужна. посмотрите на сотовые
в связи с этим не удивлюсь если простые гсм антенны на 900 работают как четвертушка а на 1800 как половинка, хотя половинка на конце имеет сопротивление не 50 ом на килоомы
но поскольку сотовый имеет не большую мощу большой ксв врядли приведет к пробою выходного каскадатак что 2400 и 900/1800 я думаю ну никак не заменят друг друга с хорошим кпд
Последний раз редактировалось RA3POD; 08.03.2010 в 12:25.
73. Алексей (RA3POD)
-
08.03.2010, 14:41
#6
Сообщение от RA3POD
не удивлюсь если простые гсм антенны на 900 работают как четвертушка а на 1800 как половинка,
А два параллельных диполя придумать?
-
08.03.2010, 14:57
#7
Very High Power
Сообщение от RA3POD
я думаю она внутри довольно сложно устроена
Это обычный диполь.
Похожие темы
-
Ответов: 17
Последнее сообщение: 02.12.2009, 19:46
-
Ответов: 1
Последнее сообщение: 06.04.2009, 11:13
-
Ответов: 1
Последнее сообщение: 15.12.2008, 13:03
-
Ответов: 23
Последнее сообщение: 04.09.2008, 23:12
-
Ответов: 10
Последнее сообщение: 02.06.2006, 10:05
Где-нибудь на даче, да и в частных домах, низкая скорость интернета часто не вызывает оптимизма. При этом, если уровень сигнала выражается всего одной «шпалой», ситуацию можно заметно улучшить с помощью выносной антенны. Конечно, ее проще купить, однако положительный итог вовсе не гарантирован. Указанные в паспорте на изделие характеристики усиления сигнала не обещают напрямую высокую скорость его передачи, так как условия трансляции в каждом случае индивидуальные.
При этом антенну для 3G или 4G модема нетрудно изготовить своими руками. В сети присутствует описание множества вариантов, изготовленных непрофессионалами с применением собственных расчетов. Раз у них это работает, значит, и нам можно попробовать соорудить самодельную антенну. Рассмотрим три наиболее удачных варианта с нарастанием уровня сложности и, надеюсь, эффективности.
Содержание
- 1. Определяемся с рабочей частотой
- 2. Делаем два квадратика или антенну Харченко
- 3. Самодельная «пушка» для роутера или модема
- 3.1. Размеры антенны для стандарта 3G или 4G
- 3.2. Собираем антенну LTE своими руками
- 3.3. Как увеличить скорость интернета с антенной МИМО
- 3.4. Чертежи «пушки» для интернета на другие частоты
- 4. Собираем внешнюю панельную антенну 4G
- 5. Комментарии посетителей по теме статьи
Определяемся с рабочей частотой
Чтобы получить наилучший результат, необходимо, чтобы размеры антенны точно соответствовали рабочей частоте оператора мобильной связи. Для этого в настройках мобильного телефона необходимо отыскать список сигналов 3G или 4G и выбрать подходящего оператора. Теперь нужно приобретать соответствующую SIM карту. Можно спросить у сотрудника салона сотовой связи, на какой частоте они работают, или поискать ответ в Интернете. Если таковых данных нет, делайте антенну на 2100 МГц.
Технология 2G и 3G использует для приема и передачи сигнала одну общую антенну. Модемы типа 4G/LTE используют технологию МИМО (Multiple Input Multiple Output), которая предусматривает применение отдельных антенн для приема и передачи сигнала. Иногда для упрощения конструкции используют одну общую антенну на прием и передачу, подключив к ней два кабеля от модема или роутера.
Делаем два квадратика или антенну Харченко
Самую простую 3G или 4G антенну можно изготовить своими руками, буквально, из куска толстой медной проволоки. Она изгибается точно по размерам в виде двух квадратов, вот и антенна называется биквадратная или антенна Харченко по имени автора идеи. Конструкция без рефлектора обеспечивает усиление порядка 8 дБ, при этом она имеет круговую диаграмму направленности. При наличии рефлектора антенна становится направленной и обеспечивает коэффициент усиления до 12 дБ.
Размеры антенны 3G, работающей на частоте 2100 МГц, указаны на эскизе. Расстояние от проволоки до рефлектора составляет 22 мм.
Размеры антенны Харченко 4G, работающей на частоте 2500 МГц, указаны на эскизе. Расстояние от проволоки до рефлектора составляет 13 мм. На чертежах указаны минимальные размеры рефлекторов.
Определившись с рабочей частотой, можно приступить к изготовлению устройства. Квадратики формируем с помощью плоскогубцев, стараясь обеспечить максимально точные размеры поделки. Отклонение размеров от чертежа на 1 мм — это плохо… Заусенцы, неровности и глубокие царапины на проволоке — тоже плохо… При этом нужно оставить расстояние между изгибами проволоки в центре фигуры до 5 мм.
Как подключить кабель? Проще всего припаять его экран к стыку проволоки на углу рамки, а центральную жилу — к противоположному сгибу проволоки.
Можно использовать специальный зажим для кабеля и вставить в него кусочек одножильного медного провода. Тогда соединяем перемычкой корпус зажима со стыком проволоки на углу рамки, а центральную жилу паяем к противоположному сгибу проволоки.
Очень удобно использовать специальный коннектор для стыковки телевизионного кабеля. Его соединяем с антенной так же, как и в прошлом случае.
Теперь коннектор можно установить в отверстие на рефлекторе и прикрутить гайкой так, чтобы обеспечить расстояние между рамкой и отражателем в соответствии с чертежом. В качестве рефлектора подойдет фольгированный стеклотекстолит, листовая медь, оцинкованная жесть.
Если кабель припаян к антенне напрямую, точное расстояние между биквадратом и отражателем легко обеспечить с помощью пластиковых втулок, закрепленных горячим клеем. Их можно установить в местах изгиба проволоки, как представлено на самой первой фотографии. Там же мы видим, что в случае связи 3G подключена 1 антенна, а для варианта 4G используются две антенны. При этом используются короткие переходники со специальными разъемами (пигтейлы), которые необходимо приобрести. Подобное решение обеспечивает минимальное затухание сигнала на высокой частоте. При этом собственно модем соединяется с роутером или компьютером по цифровому каналу через USB разъем.
Если модем и антенны поместить в пластиковый ящик, предназначенный для электромонтажа, то антенну можно расположить за окном на улице, что улучшит качество сигнала. Антенна готова к испытаниям! В любом случае ее следует разместить по возможности выше и направить на вышку мобильной связи, ориентируясь по максимальному уровню сигнала на экране используемого гаджета.
Один из вариантов самоделки представлен в следующем видео. Кстати! Здесь показано, как припаять кабель непосредственно к модему, роутеру или смартфону, если гнезда для подключения внешней антенны в нем отсутствуют.
Самодельная «пушка» для роутера или модема
Фабричная антенна для стандарта 3G или 4G типа «пушка» стоит порядка 2 тысяч рублей. Мы же будем использовать подручные материалы, что заметно дешевле. Перечень необходимого сравнительно небольшой:
- Тонкая листовая медь для изготовления дисков. В качестве замены подойдет фольгированный стеклотекстолит, оцинкованная жесть или тонкий алюминий.
- Шпилька М6х140 мм и 12 гаек для нее. Теоретически подойдет и тонкая пластиковая трубка с резьбой и гайками.
- Кабель телевизионный на 75Ом до 20м.
- Коннекторы FF — 4 шт. для подключения кабеля.
- Два переходника пигтейл для подключения модема.
Работать будем ножницами, паяльником, дрелью и гаечным ключом.
Размеры антенны для стандарта 3G или 4G
Мы уже говорили о том, что для получения максимального эффекта необходимо, чтобы размеры антенны точно соответствовали рабочей частоте сигнала связи. Надеюсь, что Вы уже определились с данным параметром, как было указано выше. Если информация недоступна, выбирайте конструкцию на 2100 МГц.
На представленных эскизах указаны размеры антенн для стандартов 3G или 4G на частотах 2100 МГц 2600 МГц, которые используются чаще всего. Чем точнее получится повторить указанные параметры, тем лучше будет работать антенна.
Собираем антенну LTE своими руками
Лучший материал для изготовления элементов антенны — листовая медь. Размечаем диски на листе в соответствии с размерами.
В данном примере собираем антенну 3G на 2100 МГц. В центре дисков сверлим отверстия под шпильку.
Вырезаем заготовки ножницами, работаем возможно точнее.
В итоге получаем набор деталей для сборки устройства. Модемы типа 4G/LTE используют технологию МИМО (MIMO), которая предусматривает применение отдельных антенн для приема и передачи сигнала. В нашем примере, для упрощения конструкции, используется одна антенна, которая соединяется с модемом двумя телевизионными кабелями на 75 Ом.
В самом большом диске сверлим отверстия под зажимы для кабеля. На втором диске готовим отверстия под центральную жилу кабеля. Отверстия размещаем на линиях радиусов под углом 90 градусов, на расстоянии 11 мм от края заготовки, в соответствии с эскизом. Собираем диски на шпильке с помощью гаек, точно соблюдая размеры, указанные на чертеже.
В отверстия на внешнем диске нужно вставить зажимы для телевизионного кабеля. Для этого предварительно срезаем с них гайки, используя кусачки. Зажимы должны входить в отверстия с натягом.
Зачищаем концы двух одинаковых отрезков кабеля необходимой длины и вкручиваем их в зажимы. При этом центральная жила кабеля вставляется в отверстие на втором диске.
Выступающий провод не загибаем и укорачиваем так, чтобы его было удобно припаять
Теперь нужно припаять центральные жилы обоих кабелей к медному диску.
Выполняем пайку аккуратно.
Для крепления антенны на мачте используем металлический кронштейн. Его можно закрепить под гайку на большом диске. Оба кабеля крепим к кронштейну с помощью изоленты.
На второй стороне каждого кабеля устанавливаем зажимы для соединения с переходниками. Подключаем модем к антенне с помощью пигтейлов.
Если переходников нет, можно воспользоваться емкостной связью жил кабеля с собственной антенной внутри модема. Для этого формируем из центральной жилы кабеля меандр в виде буквы П, надеваем его на корпус модема и фиксируем изолентой.
Поверх изоляции накручиваем жилу второго кабеля перпендикулярно виткам под изолентой. Ее также фиксируем изолентой. Примерно таким же образом можно подключить антенну и к смартфону.
Для подключения антенны к мобильному телефону или планшету, у которого нет соответствующего разъема, воспользуемся емкостной связью жилы кабеля с собственной антенной внутри гаджета. Зачищаем зачищаем кабель на большую длину и формируем из провода меандр с помощью пассатижей.
Снимаем чехол со смартфона, размещаем в нем «дорожку» из провода в том месте, где находится внутренняя антенна и возвращаем телефон в чехол. Ждем немного, пока смартфон сообразит, что произошло и радуемся замечательной скорости интернета!
Антенна готова к испытаниям! Ее следует разместить по возможности выше и направить на вышку мобильной связи , ориентируясь по максимальному уровню сигнала на экране используемого гаджета. В следующем видео ответы на возможные вопросы.
Как увеличить скорость интернета с антенной МИМО
Автор ролика наглядно демонстрирует высокое качество собственного творения. При этом можно получить еще лучшие характеристики, используя рассмотренную выше идею. Напомню, что технология 4G/LTE предусматривает две антенны — отдельно для приема и для передачи сигнала. Если их поместить в пластиковый ящик, предназначенный для электромонтажа, то в нем можно разместить и модем.
Таким образом, от атмосферных воздействий будет защищен как модем, так и антенны. При этом их соединение выполняется максимально короткими перемычками, что приводит к минимальному затуханию сигнала на высокой частоте. При этом собственно модем соединяется с роутером или компьютером по цифровому каналу через USB разъем. При использовании разлоченного модема в него можно вставить симку любого оператора, и все будет работать.
Такая схема обеспечивает усиление сигнала до 14 дБ при угле его распространения порядка 25 градусов. Антенна данного типа обеспечивает круговую поляризацию, то есть сигнал имеет одинаковый угол распространения во всех плоскостях. В этом случае удается принимать отраженный (зданием, лесом, холмом, забором) сигнал. В боксе можно разместить, опять же, только одну антенну. Однако с двумя скорость обмена информацией будет заметно выше.
Для подключения антенн (антенны) к модему в данном примере используются переходники. При этом со стороны антенн можно использовать коннекторы для стыковки телевизионного кабеля. Они вставляются в отверстия в наружном диске и прикручиваются гайками. Со стороны антенны в коннектор вставляется отрезок медного одножильного провода, который следует припаять ко второму диску, как указывалось выше.
Чертежи «пушки» для интернета на другие частоты
Возможно, в Вашем регионе мобильная связь ведется на другой частоте. Ниже еще два чертежа антенн, рассчитанных на 850 и 1800 МГц.
Как видите, их размеры заметно различаются. Повторюсь, чем точнее удастся их повторить, тем выше надежда обеспечить хороший сигнал для мобильника или модема.
Плоская панельная антенна довольно проста в изготовлении и обеспечивает хорошую скорость интернета. Самодельная конструкция обещает усиление сигнала до 15 дБ и хороший КСВ (коэффициент стоячей волны) в пределах диапазона частот 3G, 4G.
Прямоугольники или патчи имеют размеры 42х49 мм и размещаются на расстоянии 5,5 мм от рефлектора. Рефлектор и патчи можно сделать из фольгированного стеклотекстолита или вырезать из оцинкованной жести. Диск диаметром 18,5 мм вырезаем из того же материала и размещаем на расстоянии 4 мм от отражателя. По центру пятака сверлим отверстие под центральную жилу кабеля. Соединения выполняем толстой медной проволокой с помощью пайки.
При монтаже панельной антенны сначала наносим на бумаге эскиз, приведенный выше, размещаем элементы строго по чертежу и соединяем пайкой. Если используем стандарт 3G, потребуется одна антенна. Для сигнала 4G делаем две антенны и располагаем их перпендикулярно друг другу, в соответствии с разной поляризацией передаваемого и принимаемого сигнала.
Закрепляем патчи на рефлекторе с помощью клея через изолирующие прокладки толщиной 5,5 мм из пенопласта, пеноплекса и т. д. Они могут быть меньше, чем металлические пластины в два раза.
Для размещения пятака на нужном расстоянии от рефлектора используем пластиковую трубку соответствующего размера. В ней проходит центральная жила кабеля, которая вставлена в отверстие на диске и припаяна. Оплетка кабеля соединяется с рефлектором. Для антенны 4G потребуется два кабеля на 75 или 50 Ом.
Для его подключения можно использовать зажимы для телевизионного кабеля, как на фото. Еще удобнее использовать коннекторы для стыковки того же кабеля. Они вставляются в отверстия в наружном диске и прикручиваются гайками на нужном расстоянии. В коннектор вставляется отрезок медного одножильного провода, который следует припаять к пятаку, как указывалось выше.
На второй стороне каждого кабеля устанавливаем зажимы для соединения с переходниками. Подключаем модем к каждому кабелю с помощью пигтейлов. Последние придется поискать, и стоят они немало. Еще можно подключить модем, обеспечив ему емкостную связь с центральными жилами кабеля. Такой способ подробно показан выше для антенны «пушка». Реально припаять кабель к антенне внутри модема, и такой способ показан в самом первом видео. Не забывайте — чем короче кабели, идущие к антенне, тем выше качество сигнала. Готовую антенну можно разместить на подоконнике внутри дома и приступить к испытаниям.
Однако для получения максимального эффекта ее лучше разместить на улице, причем на мачте и повыше. В этом случае устройство лучше поместить в герметичный пластиковый короб. При этом модем можно разместить в коробке и подключить его к антеннам с помощью коротких переходников или пигтейлов. Подобное решение обеспечивает минимальное затухание сигнала на высокой частоте. При этом сам модем соединяется с роутером или компьютером по цифровому каналу через USB разъем. Рекомендуется сделать в коробке пару дренажных отверстий для отвода конденсата.
На улице антенну следует разместить на регулируемых кронштейнах, чтобы направить ее на вышку сотовой связи. В следующем ролике наглядно демонстрируется процесс настройки системы.