Какой кабель нужен для подключения антенны к роутеру

Какой кабель выбрать для подключения антенны к роутеру или модему, с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом? В спорах по этому вопросу сломано уже немало копий. На ютубе, на форумах, в статьях приводятся убедительные аргументы сторонников как первого, так и второго варианта. Чья же точка зрения правильная? В такой ситуации радиолюбителю и, тем более человеку далекому от радиотехники, который делает антенну своими руками, порой трудно сделать осознанный выбор. Эта статья призвана помочь ему в этом…

Прежде всего отметим, что сами цифры 50 и 75 появились не случайно. Теоретики на пальцах формулах доказывают нам, что волновое сопротивление 75 Ом является оптимальным для приемного оборудования, а 50 Ом оптимально для приемопередающего. Поскольку наши с вами модемы и роутеры являются устройствами приемопередающими, то для них принят стандарт 50 Ом. При этом сразу обратим внимание, что сквозное использование волнового сопротивления 50 Ом для антенн, коннекторов и кабелей является в таком случае самым оптимальным. При этом, при условии использовании качественного кабеля, будут минимальные потери и на прием и особенно на передачу и, соответственно, максимальные скорости. Кроме того, коннекторы на 50 Ом обычно на много качественнее «телевизионных» 75-омных, имеют меньшие потери и более надежны. Антенна с такими коннекторами довольно долго вообще не нуждается в обслуживании и ремонте.

Казалось бы ответ на вопрос поставленный в начале статьи однозначен, если бы не одно «но». Вопрос в стоимости 50-омных кабелей и коннекторов. Дело в том, что качественный 50-омный кабель, например 5D-FB или RG8 в несколько раз дороже доступных 75-омных кабелей, а стоимость качественных 50-омных N-коннекторов в десятки раз выше стоимости 75-омных F-коннекторов. Кроме того 75-омные кабели и коннекторы можно найти на любом рынке, а за 50-омными часто надо ехать за тридевять земель. Доступный 50-омный RG58 нельзя считать качественным, поскольку он тонкий и имеет недопустимое затухание, об этом мы уже неоднократно говорили. Поэтому возникает вопрос, возможно ли использование доступных недорогих 75-омных кабелей и коннекторов с 50-омным оборудованием? Ведь если вы сделали 4G MIMO антенну своими руками из подручных материалов, то совсем негоже отдавать за кабели и коннекторы к ней в несколько раз больше средств, чем вы потратили на изготовление самой антенны. Конечно есть такие анонимы, для которых, как для поручика Ржевского, процесс важнее результата и они готовы тратить на него все свое время и ресурсы, но большинство все же мыслит рационально. Расчеты и непосредственные измерения показывают, что применение 75-омных кабелей и коннекторов вполне допустимо. Потери рассогласования в этом случае будут минимальны если вы и антенну изготовите 75-омную, качественную, с КСВ не более 1.5. Тогда при подключении к 50-омному оборудованию КСВ будет чуть больше двух, что вполне допустимо. В сравнении с идеальным 50-омным трактом заметно уменьшается только исходящая скорость, что для большинства пользователей не имеет особого значения, поскольку входящая скорость остается практически такой же. Замена же тонкого 50-омного RG58 на доступный 75-омный RG6 не только допустима, но и крайне желательна. Не забываем, что потери в кабеле зависят от его длины, поэтому обсуждаемая здесь проблема возникает обычно при длине фидера более 5 метров. Чем больше длина фидера, тем больше потери в нем и больше его стоимость. При коротких фидерах можно пренебречь и тем и другим и свободно использовать тот же RG58.

Если вы покупаете готовую сборку у производителя и финансовые вопросы для вас не играют роли, то нужно выбирать сборку с качественными коннекторами и кабелями на 50-ом. В этом случае вы получаете идеальный вариант не только по техническим параметрам, но и по надежности и отказоустойчивости. Если сборка с 75-омными кабелями и коннекторами позволяет вам существенно сэкономить и это для вас важно, то такой вариант вполне допустим. Не верьте никаким радистам, которые утверждают обратное. Но нужно понимать, что в этом случае производитель тоже старается получить свою долю маржи. Нужно проследить чтобы вся экономия не пошла именно ему в карман, иначе вас просто обманывают. А вот в случае самодельной антенны, изготовление которой имеет целью в первую очередь как раз экономию средств, 75-омная сборка не только допустима, но и по технико-экономическому балансу более предпочтительна.

Ссылки по теме:

• Как выбрать качественный коаксиальный кабель?
• Почему нельзя применять кабель 75 ом с модемами LTE 4G — Youtube канал Евгений радист;
• Сравнение 3G антенн с кабелем 50 Ом и 75 Ом (ТВ) — Youtube канал Repiter;
• Как выбрать кабель для 3G/4G антенн и усилителей сигнала? — результаты непосредственных измерений силы сигнала и скорости с разными марками кабелей;
• Волновое сопротивление 50 или 75 Ом, медненое железо или медь? — НПО «KROKS»;

Статьи » Какой кабель лучше всего применять для антенн 3G/4G усилителей, Wi-Fi

Какой кабель лучше всего применять для антенн 3G/4G усилителей (так же подходит для Wi-Fi)

Кабель CommScope RG6, стандарный, с медным центральным проводником, с внешним проводником состоящим из ламинированной алюминиевой фольги, прочно прикрепленной к диэлектрику и луженой медной проволочной оплетки, оболочка белый поливинилхлорид

 Технические характеристики: 

Максимальное затухание в течении всего периода эксплуатации, дБ/100 м:

Часто возникает вопрос?

«Мне сказали специалисты, что ставить кабель 75 Ом нельзя, так как все разъёмы в модеме 50 Ом. Должен стоять 50 Ом!»

Однако на 10 метрах «хорошего» кабеля RG58 вы теряете в 2-3 раза больше, чем на обычном телевизионном кабеле RG6U (10 метров кабеля RG58 = 25-30 метров кабеля RG6U) !!!

Попытаемся разобраться.

Достаточно часто нам приходится сталкиваться с ситуацией, когда при установке антенн CDMA 8 Дб 14 Дб и 17 Дб у пользователей сигнал увеличивается незначительно , а иногда даже и уменьшается. Связано это со многоми факторами: неправильная установка антенны (например, под шифером , на чердаке, или на уровне окна в зоне слабого сигнала идущего с уровня горизонта), неправильные переходники и применение низкосортного кабеля 50 Ом RG58. На данный момент в нашей стране отсутствует нормальный кабель RG58. Все образцы, которые удалось измерить, имели затухание на частоте 800 мГц в 2-3 раза большее (ориентировочное затухание на частоте 870-900 мГц порядка 58 Дб на 100 метров), чем кабель 75 Ом( про RG58 смотреть тут , применяемый для спутникового телевидения (самым лучшим оказался кабель Finmark RG6U с 60% заполнением, с затуханием 19 Дб на 100 м частоте 870 мГц)

Но как же быть? Ведь модемы CDMA GSM UMTS имеют СВЧ вход 50 Ом? А потери на рассогласование???

А вот что говорят про кабель опытные радиолюбители:

«У коаксиальных кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией минимум потерь соответствует волновому сопротивлению 50 Ом, с пенистым полиэтиленом — 60 Ом, но все эти различия не ярко выражены и гораздо большее значение имеет качество материалов и тщательность изготовления. Поэтому при выборе волнового сопротивления кабеля достаточно руководствоваться соображениями удобства согласования.

Если выбор конкретных типов кабеля ограничен, имеет смысл просчитать, что выгоднее с точки зрения минимизации потерь: использование кабеля с высокой степенью естественного согласования сопротивлений, но с большим затуханием или менее подходящего по волновому сопротивлению, но более качественного кабеля с дополнительными согласующими цепями (учитывая дополнительные потери в этих цепях!). В ряде случаев может оказаться, что выгоднее согласиться с повышенной величиной КСВ, применив без всяких согласующих цепей имеющийся в наличии высококачественный кабель с волновым сопротивлением, отличающимся от сопротивления нагрузки.

Вот характерный пример: антенна имеет входное сопротивление 50 Ом на резонансной частоте. В нашем распоряжении есть 50-омный кабель, который при требуемой длине имеет собственные потери (при КСВ=1) на рабочей частоте 2 дБ, и 75-омный с потерями 0,5 дБ при тех же условиях.

Используя кабель 75 Ом, получим КСВ=1,5 на резонансной частоте. Дополнительные потери из-за рассогласования не превысят 0,1 дБ. При отходе от резонансной частоты, даже если КСВ поднимется до 4, дополнительные потери не станут больше 0,5 дБ. Таким образом, с этим 75-омным кабелем суммарные потери составят от 0,6 до 1 дБ.

Если с 50-омным кабелем КСВ на краю рабочего диапазона частот поднимется только до 2, то дополнительные потери станут 0,3 дБ. В итоге, с имеющимся 50-омным кабелем суммарные потери будут в пределах 2 — 2,3 дБ.

Выигрыш, благодаря использованию «неправильного» 75-омного кабеля вместо «правильного» 50-омного, в данном случае будет приблизительно такой же, какой могло бы дать, например, удлинение антенны Yagi примерно на треть!

Дополнительная согласующая цепь между антенной и фидером 50/75 Ом вполне может внести потери порядка 0,5 дБ. Если мы с ее помощью попытаемся улучшить КСВ в 75-омном фидере, то получим суммарные потери от 1 до 1,2 дБ (полагая, что так КСВ не поднимется выше 2 на краях диапазона) — то есть не уменьшим, а увеличим потери на 0,2 — 0,4 дБ. Но они будут все же значительно ниже, чем при применении 50-омного кабеля с большими собственными потерями.

Важно только иметь в виду, что при любом рассогласовании, как с одним, так и с другим кабелем, передатчик «видит» на конце кабеля комплексное сопротивление, которое может значительно отличаться и от волнового сопротивления фидера, и от входного сопротивления антенны. Чтобы передатчик смог отдать в фидер расчетную мощность, его выходные цепи должны быть настроены соответствующим образом.

RG 6 это 75 Омный кабель работает до 2 ГГц Коэффициент затухания на 1 м для частот 860 МГц — 0,253 дБ RG 11 это тоже 75 Омный кабель Для антенн WiFi нужен 50 Омный

Советы по эксплуатации:

Кабель с полиэтиленовой изоляцией в течение 10-20 лет может сильно состариться, даже при хранении в идеальных условиях. Старение выражается в значительном увеличении потерь. Иногда также возникают трещины на наружной оболочке. Если планируется использовать кабель, со дня выпуска которого прошло более 5-7 лет, следует предварительно измерить его затухание на рабочей частоте и тщательно осмотреть его наружную оболочку. Кабель, который уже использовался вне помещения (даже недолго), надо проверять обязательно. Время от времени, если есть возможность, полезно проверять потери в фидерах действующих антенн.

Популярно мнение, что кабель с фторопластовой изоляцией имеет меньшие потери, чем с полиэтиленовой. Но достаточно сравнить их паспортные данные, чтобы убедиться, что по погонному затуханию эти два вида кабелей при равных диаметрах практически равноценны. Достоинством фторопластовой изоляции является лучшая термостойкость и стабильность параметров во времени. К сожалению, большинство кабелей с ленточной фторопластовой изоляцией не предназначено для наружной прокладки и уличная влага их быстро портит.

Влага, проникшая внутрь кабеля, увеличивает потери и понижает его волновое сопротивление, а со временем необратимо его портит. Конец кабеля и места его сростки, находящиеся на открытом воздухе, следует тщательно герметизировать силиконовым герметиком (никакая изолента здесь не поможет) и термоусаживаемыми трубками. Около точки присоединения к клемме или разъему антенны кабель следует изогнуть в виде петли так, что его конец приходил бы к месту присоединения не снизу вверх, а сверху вниз, чтобы избежать затекания в него дождевой воды, если нарушится герметизация. Кабель лучше всего прокладывать по северной стороне антенной мачты, здания, и вообще такими путями, где он меньше открыт прямым солнечным лучам. Особенно это важно для кабелей, имеющих оболочку не черного цвета. Солнечный ультрафиолет рано или поздно разрушает наружную оболочку, а как только в ней появилась хоть одна микротрещина — влага проберется внутрь незамедлительно. «

Схема подключения оборудования

Если нужен доступ в интернет для персональных компьютеров (ПК), ноутбуков и смартфонов, то подойдет самая простая схема: антенна — модем — ПК. Модем можно подключить через USB-разъем к компьютеру, а посредством кабельной сборки и адаптера (пигтейла) к антенне.

Если у вас несколько устройств (компьютеры, телевизор, плеер, планшет и т.  п.), тогда потребуется роутер, а далее сигнал пойдет по WiFi или витой паре.

Учитывая такое многообразие комбинаций, представим обобщенную схему:

Антенна — Фидерная линия — Роутер/модем

Под «фидерной линией» подразумевается совокупность всех разъемов, кабелей, адаптеров и пр., служащая для соединения.

Чтобы выбрать оборудование, опирайтесь на критерии:

• соотношение качества (скорости приема/передачи) и стоимости;

• приемлемое качество приема при минимальных затратах на оборудование.

Разновидности антенн

Широкополосная или узкополосная?

Широкополосная антенна используется для приёма сигнала в разных частотных диапазонах при отсутствии возможности установки антенн по отдельности, на каждый диапазон. Если говорить о том, как работает антенна для модема, то когда появляется необходимость в одновременном приёме GSM-сигнала для голосовой связи и 3G/4G-сигналов для интернета, в данном случае модем будет в автоматическом режиме переключаться на необходимый стандарт связи без продолжительных потерь. Однако есть и недостаток: при стабильном сигнале будут ловиться помехи, создаваемые голосовой связью, 4G-сигналом, а также интерференцией сигналов разнообразных источников, которые лежат в широком диапазоне частот антенны.

Типы антенн

Антенны делятся на следующие типы:

• Облучатель для спутниковых тарелок;

• Панельная, широкополосная;

• «Волновой канал» (Яги), антенна с ограниченной полосой усиления сигнала.

Облучатели, устанавливаемые на место конвертеров на спутниковых антеннах, предназначены для приема сигнала в условиях прямой видимости до БС (базовая станция) на границе обслуживаемой зоны. Если говорить о том, как выбрать оптимальное направление для 3G антенны такого типа, то здесь важно точно знать местоположение передающей соты и рельеф местности. Для применения требуется «тарелка» стороннего производства, диаметр которой выбирается с учетом требуемого усиления. Достоинством является возможность достижения максимального усиления сигнала. К недостаткам относятся: необходимость крайне точного позиционирования антенны на сотовую вышку как в вертикальной плоскости так и в горизонтальной на высоте не менее 3 метров. Антенну не достаточно просто закрепить на мачту, так как даже средний ветер будет менять ее точное положение и ухудшать прием. Крепеж лучше всего делать только к стене.  

Панельные антенны и Яги имеют некоторые сходства:

• они направленные;

• достаточно высокий КУ (коэффициент усиления) в рабочем диапазоне.

Имеется важное отличие в виде ощутимо большей неравномерности усиления в рабочем частотном диапазоне у Яги.

Яги более дешевые и легкие решения, которые применяются в узкой полосе частот. Таким образом, антенна Яги не может усиливать сигнал одновременно, например, в полосе 3G и 4G. Так как эти частоты “нарезаны” кусками в диапазоне от 1600 до 2600 МГц. А в некоторых областях они залазят и в диапазон от 450 — 900 Мгц, включая GSM канал.

В настоящее время панельные широкополосные направленные антенны практически завоевали рынок бытовых 3G и 4G усилителей интернет сигнала. Достаточно широкая диаграмма направленности позволяет незаморачиваться с поиском профессионалов для их настройки. Стоимость самих панельных 4G антенн невысока и определяется их размерами, коэффициентом усиления и поддержкой стандарта MIMO/ 

MIMO или нет?

По сути, MIMO — это 2 антенны в едином корпусе, развернутые под углом 90 градусов относительно друг друга. Для увеличения пропускной способности в стандарте передачи данных применяется горизонтальная и вертикальная поляризация. Это позволяет увеличить скорость приема и передачи данных. Технология поддерживается в стандарте 4G. 

В 3G-сети задействованы тысячи базовых станций без MIMO и порой пропускная способность может снизиться, а потому технология по большей части актуальна только для 4G.

Входное сопротивление

Выбор антенны по входному сопротивлению зависит от кабеля для фидера. Кабели 75 Ом ощутимо дешевле, однако некоторые марки не уступают по характеристикам кабелям 50 Ом.

Производители модемов и роутеров рекомендуют кабели 50 Ом, поэтому техника снабжается соответствующими разъемами, а потому при подключении кабеля с другим волновым сопротивлением возникают небольшие потери. Для кабельных трасс 5-10 м можно смело использовать 75-омный кабель. На 15 метровом отрезке потери если и будут, то не очень существенными, поэтому здесь стоит использовать хорошие кабели с оплеткой 64% — 96% экрана. На отрезке от 20 м. лучше использовать или предыдущий кабель, или применять кабельные сборки из радиотехнического кабеля, можно недорогого типа RG-58. Если трассу тянете более 30 метров стоит потратиться на 5D-FB.  

Элементы фидерной линии

Фидер — совокупность адаптеров, кабелей, модемов и антенн. Факторы при выборе фидера:

• сведенные к минимуму потери сигнала с разумными ограничениями на цены компонентов;

• минимальные расходы на фидер при ограничении на величину потерь.

Гермобокс

Гермобокс — альтернатива фидеру, но отличается отсутствием потерь сигнала. Можно расположить антенну в одном месте, где есть сигнал от оператора, даже за несколько десятков метров от ПК.

Однако есть и ряд недостатков:

1. Длина кабеля USB максимум 10 метров.

2. Ограничения в использовании, связанные с температурным режимом (зависания при перегреве, замерзание).

3. Неудобство в эксплуатации.

Такие антенны дороже обычных, что компенсируется экономией на кабелях и отсутствием потерь.

Кабели

При выборе кабеля стоит учитывать следующее:

• Чем больше толщина кабеля, тем меньшими будут потери;

• Два экрана лучше, чем один;

• При куда более плотном плетении снижаются потери;

• Кабель со сплошным полиэтиленом имеет большие потери по сравнению с вспененным центральным диэлектриком;

Разъемы

Антенны 50 Ом комплектуются, преимущественно, разъемами типа N, а 75 Ом – разъемами F-типа. Площадь контакта N-разъема выше, чем у F, а потому надежность рабочего процесса системы в их случае выше.

Стандартный F-разъем, как правило, функционирующий на частотах до 1-2 ГГц, характеризуется заметным КСВ и накладывает ощутимый отпечаток на коэффициенты усиления и шума антенны.

Адаптеры для подключения к модему

Пигтейлы предназначены для подключения самой кабельной сборки к роутеру/модему, так как любой основной кабель (50 или 75 Ом) слишком грубы и негибки по отношению к самому USB модему, даже самый тонкий среди них RG-58. В принципе встречаются разъемы SMA/TS-9 применение которых с одной стороны снижает потери в дополнительном шнурке, с другой стороны, это почти всегда заканчивается выламыванием USB-порта в ноутбуке или роутере. В более мобильном ноутбуке значительно чаще. 

На сайте вы можете приобрести все необходимое оборудование: 

• пигтейлы и кабели (например, модель SMA-female/TS-9), предназначенные для модемов с контактами, через которые подключается внешняя антенна для 3g модема.
• антенны-усилители GSM, 3G, 4G, LTE, Wi-Fi