Как усилить сигнал сотовой связи и мобильного интернета

Все мы сегодня нуждаемся в качественной мобильной связи и мобильном интернете. И если в черте города с этим все более-менее стабильно, то за городом могут возникнуть сложности в виде слабого сигнала либо его отсутствия. Именно в таком случае возникает необходимость в его усилении. На что в первую очередь следует обратить внимание, когда возникла необходимость в усилении сигнала сотовой связи?

  1. выяснить рабочий частотный диапазон и стандарт ближайшей базовой станции сотового оператора;
  2. измерить уровень сигнала всех операторов, работу которых нужно улучшить.

Частотные диапазоны российских операторов сотовой связи

Для своей деятельности российские операторы используют абонентские и технические диапазоны частот. Абонентские диапазоны делятся на всем известные: GSM-900/1800 (2G), UTMS (3G), LTE (4G), 5G и промежуточные технологии типа GPRS (2,5G), EDGE (2,75G) и HDSPA (3,5G). Они используют диапазоны частот от 790 до 2700 МГц.

Частоты GSM (2G)

GSM-900:

  • базовые станции мобильных операторов используют частоты 925-960 МГц;
  • абонентские устройства используют частот 890-915 МГц.

GSM-1800:

  • базовые станции мобильных операторов используют частоты 1805-1880 МГц;
  • абонентские устройства используют частот 1710-1785 МГц.

Первоначально технология GSM предусматривала только голосовые звонки и SMS-сообщения, но позже разработчики создали технологии GPRS (2,5G) и EDGE (2,75G) для передачи интернет-трафика.

Частоты UMTS (3G) работают в 2 диапазонах:

  • 2110-2170 МГц для базовых станций и 1920-1980 МГц для абонентских устройств;
  • 925-960 МГц для базовых станций и 880-915 МГц для абонентских устройств.

От стандарта 3G современные технологии со временем перешли к High-Speed Downlink Packet Access / HDSPA / 3,5G. Это позволило увеличить скорость мобильного интернета до 84,4 Мбит/ секунду для протокола DC-HSDPA w/MIMO.

Частоты LTE (4G)

  • 2600-2700 МГц для базовых станций и 2500-2600 МГц для абонентских устройств;
  • 790-820 МГц для базовых станций и 820-880 МГц для абонентских устройств;
  • 1800-1880 МГц для базовых станций и 1710-1785 МГц для абонентских устройств;
  • 450-457 МГц для базовых станций и 460-467 МГц для абонентских устройств.

Следует отметить, что если через 2G и 3G-сети можно и позвонить, и подключиться к мобильному интернету, то стандарт LTE разрабатывался исключительно для передачи данных. При его создании ориентировались на полный переход всех сервисов в Интернет: SMS/MMS и голосовые вызовы должны были заменить мессенджеры, такие как Viber и WhatsApp.

Но эту идею реализовать не удалось, поэтому разработчики сделали заплатку – CSFB (circuit switched fallback). Когда на телефон поступает голосовой вызов или человек хочет позвонить, то телефон автоматически переходит в 2G или 3G и позволяет это сделать.

Эта процедура имеет некоторые негативные моменты. Например, на телефоне может отключиться интернет на время разговора и не сразу включиться после завершения. Также, по разным, причинам телефон может не вернуться в сеть 4G после звонка, что приведёт к значительному снижению скорости.

Ответом разработчиков стал VoLTE (Voice over LTE). Это возможность совершать полноценные голосовые звонки через сеть 4G без перехода в другие технологии. Однако VoLTE пока поддерживается не всеми смартфонами и для его внедрения требуется значительная доработка оборудования оператора связи.

Частоты 5G

Технология 5G уже работает в нескольких странах мира. В России она находится на стадии внедрения.

Соответствие стандартов сотовой связи и частотных диапазонов

* – Абсолютный радиочастотный диапазон значений.
** – FDD (Frequency Division Duplex) использует частотное разделение каналов DL / UL, что делает возможным усиление этого сигнала активным усилителем (репитером).
*** – TDD (Time Division Duplex) использует временное разделение каналов DL / UL, что делает невозможным усиление этого сигнала активным усилителем (репитером).

Радиус покрытия у вышек сотовой связи и базовых станций сотовых операторов

Важно знать, что на радиус покрытия мобильной сети сильно влияет частотный диапазон. Чем ниже частота, тем больше зона покрытия передатчика базовой станции. Чем выше частота, тем лучше радиоволны огибают препятствия и проникают сквозь стены.

Как правило, оператор может накладывать искусственные лимиты на дальность действия базовой станции, чтобы ограничить количество подключенных абонентов и обеспечить стабильную работу сотовой сети.

Максимальный радиус действия соты в стандарте GSM 900 МГц – 36 км., GSM 1800 МГц – 10-12 км.

Радиус покрытия соты LTE 2600 МГц – 3.2 км, LTE 1800 МГц – 6.8 км, LTE 800 МГц – 13.4 км, LTE 450 МГц – 19.7 км.

Как определить частоту своего сотового оператора

Рассмотрим, как можно самостоятельно определить частотный диапазон и другие параметры. Для этого можно воспользоваться бесплатными приложениями для смартфонов, такими как Сотовые Вышки, Локатор и Network Cell Info Lite.

Замеры нужно будет провести в разных режимах подключения – 4G, 3G, 2G. Для этого в настройках смартфона необходимо последовательно переключать тип сети и сверяться с показаниями из приложения.

Поочерёдно выбирая режимы связи, проверяем, какой тип соединения показывает приложение.

В верхнем левом углу экрана отображается обозначение частотного диапазона. Чуть ниже RSRP и RSSI – индикатор уровня мощности принимаемого сигнала в дБм. Чем выше значение, тем слабее сигнал.

  • Отличные показатели: RSRP / RSSI от -30 до -50
  • Хорошие показатели: RSRP / RSSI от -50 до -70
  • Удовлетворительные показатели: RSRP / RSSI от -70 до -85
  • Плохие показатели: RSRP / RSSI от -85 до -110

Приложение Network Cell Info Lite удобно тем, что наглядно показывает уровень входящего сигнала. В стартовом разделе «Датчики» показана шкала, на подобие спидометра. Она позволяет оценить качество связи в определённом стандарте. Если стрелка в зелёной зоне, значит сигнал хороший, усиливать его не требуется.

Network Cell Info Lite не показывает частотный диапазон в мегагерцах, но его можно узнать из показателя Band.

Плюсом этих приложений является и то, что они показывают расположение вышек базовых станций. Это понадобится при установке внешней антенны. Её нужно будет сориентировать в направлении базовой станции.

Для оптимального решения задачи усиления сигнала сотовой связи и мобильного интернета нужно определиться, что необходимо усилить – голосовую связь для звонков или нужно получить максимально возможную скорость в интернет-канале. От поставленной задачи и будет зависеть выбор необходимых устройств.

I. Усиление голосовой связи

Для получения качественной голосовой связи для общения необходим усилитель сотовой связи или по-другому репитер. Он усиливает сигнал сразу всех операторов сотовой связи на определенной частоте.

Репитер решает поставленную задачу в связке с другими компонентами – приёмопередающими антеннами (внешней и внутренней), а также высокочастотным кабелем, объединяющем все устройства в единую систему усиления сигнала. Тонкость в том, чтобы правильно подобрать комплект, подходящий по параметрам.

Принцип работы усиления сотовой связи заключается в передаче радиосигнала из зоны уверенного приёма в места, где сигнала нет совсем либо он очень слабый. Слабый сигнал от базовой станции оператора улавливается внешней антенной, расположенной на улице. От внешней антенны сигнал по высокочастотному коаксиальному кабелю передаётся на репитер. Репитер усиливает сигнал и отправляет его дальше по кабелю на комнатную антенну. Комнатная антенна обменивается информацией с мобильными устройствами и отправляет сигнал в обратном направлении. Схематично процесс усиления выглядит следующим образом:

При выборе репитера необходимо:

  1. Провести тестирование наличия необходимого сигнала сотовой связи. Важно измерить уровень сигнала всех операторов, работу которых нужно улучшить. Если сигнал есть, то репитер сможет его усилить и в помещении будет хорошая связь.

Обратите особое внимание, что усилитель сотовой связи может усилить даже очень слабый сигнал, но в случаях, когда сигнала сотовой связи нет даже на крыше дома усилитель не поможет.

  1. Учитывать частоты, на которых в конкретной местности оператор сотовой связи раздаёт голосовой сигнал и сигнал 3G. Режим LTE нас в данном случае не интересует совсем, так как на этом режиме передаётся только интернет в отличие от режима 3G или Н.
  2. Учитывать площадь помещения, где необходимо обеспечить связь. Больше площадь – мощнее нужен усилитель. Если у вас в доме несущие стены из железобетона, то это является сильным экраном и мешает распространению радиосигнала. В подобных случаях необходимо выбирать усилитель сотовой связи мощнее и/или подключать сплиттер и разводить в доме несколько комнатных антенн для равномерного покрытия сигналом всего здания.

Уличная антенна усилителя сотовой связи должна находиться на фасаде здание или на его кровле, быть направленной на сигнал от оператора и иметь вертикальную поляризацию.

Только направленная антенна способна дать максимальное усиление сигнала сотовой связи.

Применение внешней всенаправленной антенны возможно только в тех случаях, когда снаружи дома есть хороший сигнал сотовой связи, а в помещении есть проблемы со связью.

Комнатная антенна должна находиться в помещении на удалении от уличной антенны не менее 7-10 метров. Уличную и комнатную антенны нельзя размещать рядом. Произойдёт гальваническая завязка и усилитель сотовой связи не включится.

II. Усиление мобильного интернета

Для усиления скоростного мобильного интернета за пределами города используется антенна, скомбинирована с модемом, с роутером или с обоими сразу.

Важно учитывать следующие критерии:

  1. Какие операторы обеспечивают лучшее покрытие в вашем районе, в каком стандарте и на какой частоте предоставляют услуги передачи данных.
  2. Если в месте предполагаемой установки антенны будут сигналы стандартов 3G и 4G, выбирать нужно именно 4G LTE, так как он поддерживает технологию MIMO и агрегацию частот, и даже если сигнал 4G будет слабее, все равно стоит сделать акцент именно на нем. MIMO – это метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн.
  3. Выбираем антенну, роутер, модем и кабель.
    При наличии сигнала 4G LTE, панельная антенна MIMO даёт минимум полуторную прибавку к скорости в сравнении с обычной «решёткой», да и собственно качество соединения заметно возрастает. Единственное условие: для сборки MIMO требуется совместимый модем с двумя антенными разъёмами.

Основное требование к роутеру и модему – совместимость с 3G/4G, и модем лучше выбирать без привязки к конкретному оператору.

Как вы уже поняли, 4G-модем имеет 2 разъема для подключения антенны. Это значит, что потребуется и 2 высокочастотных кабеля. Желательно использовать толстый качественный кабель, который минимизирует потери сигнала, например, 5D/FB. И конечно, не забывайте о приобретении 2 пигтейлов (адаптеров для подключения кабеля к модему).

III. Усиление голосовой связи и интернета

В этом варианте также используется репитер. И так как репитеры не умеют работать с технологией MIMO, скорость интернет-соединения в этом варианте может быть гораздо ниже.

По подбору оборудования тут действует правила из варианта 1, но с некоторыми уточнениями.

  1. Передачи голоса в 4G сетях обеспечивается технологией VoLTE, она позволяет вести разговор без переключения в 3G/GSM сети. В виду того, что не на всех базовых станциях она поддерживается, усиливать стоит именно стандарт 3G.
  2. Предпочтительно использование 2-х и 3-х диапазонных репитеров, которые усиливают сигнал сразу на нескольких частотах.

Стоит ли усиливать слабый сигнал

Важно знать, что мощностью вашего мобильного телефона управляет базовая станция сотового оператора и она всегда “приказывает” вашему телефону включаться на полную мощность, если понимает, что вы находитесь в зоне слабого покрытия. Таким образом, все ваши телефоны, планшеты и модемы, находясь в доме, начинают излучать сигнал более активно, для достижения устойчивой связи с базовой станцией.

В случае, когда вы устанавливаете в доме усилитель сигнала сотовой связи, то все ваши телефоны и прочее сотовое оборудование получают хороший сигнал. И также хорошо передают его обратно на операторскую вышку.

Она, в свою очередь, получает качественный отклик от вашего оборудования и мощность излучения на ваших устройствах снижается.

Это также экономит заряд аккумулятора смартфона и планшета.

Сам усилитель сигнала сотовой связи – это лишь ретранслятор. Его мощность не более мощности самого сотового телефона, который Вы прикладываете к голове. Современные сотовые телефоны имеют мощность в разы выше любого бытового усилителя сотовой связи.

Репитер и комнатные антенны вы уже располагаете под потолком или в коридоре. Этого удаления уже более чем достаточно, чтобы обеспечить отличную экологию в доме и прекрасно усилить слабый сигнал сотовой связи.

 

источник: www.yota-shop.ru
Так и знал
Добавить комментарий