11.06.2020Существует 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.
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.
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.
Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна
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.
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.
при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.
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.
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.
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.
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.
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.
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!
Активный усилитель сотовой связи – репитер
Принципиальное преимущество репитера перед роутером: он усиливает голосовую связь и интернет – так сказать, устройство 2 в 1.
- 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.