Автор: Климовицкий А. Г. (кандидат технических наук, автор патентов RU2250533C1, RU2258274C1)

В данной статье мы разберем, как выбрать усилитель сотовой связи 4G для дачи или загородного дома в 2022 году и как правильно усилить сотовую связь и 4G Интернет с помощью различных устройств.

Содержание

1. Сотовая связь, что важно знать

2. Как правильно сделать замеры

3. Анализируем полученные данные

4. Варианты оборудования

5. Заключение

СОТОВАЯ СВЯЗЬ - ЧТО ВАЖНО ЗНАТЬ

Итак, чтобы правильно выбрать усилитель сотовой связи для дачи нужно разобраться в главных принципах работы сотовой связи. Мы не будем углубляться в построение сотовых сетей, а разберем только ту часть, которая важна для усиления сотовой связи на даче или в загородном доме.

На всех вышках сотовых операторов есть секторные антенны, которые излучают радиосигнал с той мощностью, которая на них была передана с усиливающих устройств. Дальность действия таких антенн зависит от следующих факторов:

  • мощность сигнала;
  • стандарт связи;
  • частотный диапазон;
  • индивидуальные настройки оборудования базовой станции.

Давайте более подробно остановимся на стандартах связи и частотных диапазонах.

В РФ сотовые операторы использую частотные диапазоны, поколения связи и стандарты связи согласно таблице:

частотные диапазоны сотовых операторов

Как видно из таблицы, на разных частотных диапазонах могут быть реализованы разные стандарты и поколения сотовой связи, именно это зачастую и является проблемой. Дело в том, что приоритеты для подключения абонентов распределены следующим образом:

  1. Поколение сотовой связи – чем новее, тем приоритетней;
  2. частотный диапазон – чем выше, тем приоритетней.

Причем, чем выше частота, тем меньше будет дальность распространения сотового сигнала при одинаковой выходной мощности, но при этом выше скорость передачи и качественнее голосовая связь. Это имеет большое значение при выборе усилителя 4G сигнала для дачи или дома.

график затухания сотового сигнала в свободном пространстве

очередность подключения к сетям сотовой связи

Поэтому, с высокой долей вероятности, плохая голосовая связь и низкая скорость 4G Интернета могут быть связанны именно с тем, что телефон подключен к очень слабому сигналу более нового поколения или к очень слабому сигналу более высокого частотного диапазона.

И если с поколением связи проблему можно решить довольно-таки просто, достаточно изменить настройки сети в вашем мобильном телефоне, то вот проблему с подключением к более высокому частотному диапазону можно решить только с помощью специального оборудования для усиления сигнала сотовой связи – репитера.

выбор диапазона на смартфоне

Но прежде чем бежать и покупать усилитель сотовой связи для дачи или дома, необходимо разобраться, какой именно усилитель подойдет под вашу задачу, а для этого необходимо исследовать радиочастотную обстановку – сделать замеры сигнала.

КАК ПРАВИЛЬНО СДЕЛАТЬ ЗАМЕРЫ

Для начала необходимо определиться, что именно мы хотим усилить: Интернет 4G, голосовую связь или и то и другое сразу. Усилить всё перечилсенное, используя усилитель сотовой связи возможно. Ниже расскажем, как именно.

В случаях, когда нас интересует голосовая связь, нам подходит любое поколение связи, и проблема чаще всего заключается в низком уровне сигнала. А вот для Интернета на приемлемой скорости необходимы поколения 3G или 4G, причем очень важен стандарт связи и частота, на которой он реализован.

Вы, наверное, замечали ситуацию, когда подходите к окну, а уровень сигнала на телефоне падает. Это может происходить, например, потому что сигнал 3G на частоте 900 МГц распространяется намного дальше и лучше проникает внутрь помещения, чем сигнал 3G на частоте 2100 МГц. Однако сигнал 3G на частоте 900 МГц имеет скорость передачи данных в несколько раз меньше, чем на частоте 2100 МГц. Аналогичную ситуацию можно также наблюдать при переключении телефона в режиме 4G между частотами 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц.

скорость передачи данных

Именно поэтому под разную задачу подходит разные усилители сотовой связи, которые могут сильно отличаться в цене. Про конкретное оборудование поговорим чуть позже, а сейчас разберемся, как нам правильно определить, что необходимо усиливать в зависимости от ситуации.

Прежде всего, нужно измерить сигнал сотовой связи. Для этого есть несколько простых способов:

  • самый простой и удобный - с помощью мобильного приложения. Таких приложений существует достаточно на любой вкус, правда только для платформы Android 7 и новее. Одним из самых простых и информативных является приложение «VEGATEL - сотовые вышки». Оно поддерживает несколько сим-карт, помогает определить голосовой канал, проверить скорость Интернета и местоположение ближайших базовых станций и многое другое. Подробнее о функционале этого приложения можете почитать здесь.
  • при наличии телефона Samsung можно вызвать инженерное меню с помощью быстрой команды *#0011#. В нём можно увидеть частоту активного соединения. Как это сделать можно узнать здесь.
  • владельцем телефонов iPhone можно вызвать инженерное меню с помощью быстрой команды *3001#12345#* (iOs 14 и новее) / (iOs 13 и ниже), а 4G – здесь. Однако инженерное меню у iPhone достаточно сложное и часто выдаёт некорректные значения. Без консультации со специалистом использовать полученную информацию затруднительно.
  • с помощью USB модема, но этот способ сложнее, и далеко не все модемы могу отображать интересующую нас информацию без перепрошивки или специального софта.

Теперь давайте разберемся, как ПРАВИЛЬНО измерять сигнал сотовой связи, ведь от этого зависит, какой мощности усилитель 4G сигнала вам подойдет.

Задача измерения – понять, к каким стандартам подключается телефон, какие доступны для подключения и какие при этом уровни сигнала наблюдаются.

Для этого измерения нужно сделать в нескольких местах:

  • Внутри помещения, где проблемы со связью наблюдаются чаще всего.
  • В местах, где сигнал должен быть предположительно лучше – на крыше или на верхних этажах около окон.
  • Если удовлетворяющий нас сигнал поймать не удалось, отчаиваться не стоит. Сигнал на расстоянии 50-80 метров рядом с домом тоже нам подходит.

Вот несколько рекомендаций к проведению замеров сигнала сотовой связи:

  • перед началом замеров обновите информацию о сети, включив и выключив авиарежим;
  • проведите замеры на всех поколениях связи 2G/3G/4G по отдельности;
  • при проведении замеров для усиления Интернета обращайте внимание на качество сигнала;
  • сохраняйте или записывайте замеры для последующего анализа;

качество сигнала

АНАЛИЗИРУЕМ ПОЛУЧЕННЫЕ ДАННЫЕ ЗАМЕРОВ

Вам важно понимать, что усилить можно только тот сигнал, который вы смогли измерить. Будь то крыша дома или несколько метров вокруг него. То, чего нет, вам усилить не получится. Например, если в километре от дома есть стабильный сигнал 4G - то, увы, его усилить не получится, какой бы мощный усилитель 4G сигнала для дачи вы бы не приобрели. В этом случае мы рекомендуем проверить сигнал всех операторов, которые присутствуют в вашем населенном пункте.

Получить скорость Интернета больше, чем при замерах в зоне уверенного сигнала, вряд ли получится. В любом случае, если у Вас есть потребность улучшить работу сотовой связи, то желательно проконсультироваться со специалистом.

Из этого правила прямо вытекает следующая рекомендация: с какой стороны дома нужный Вам сигнал сильнее, в ту сторону и должна быть направлена антенна. Исключения из этой рекомендации бывают при установке системы усиления с репитером.

Дело в том, что у усилителя сигнала очень большое усиление (примерно в 10 раз больше, чем у пассивной антенны), и уличную антенну нельзя направлять на близко стоящую базовую станцию оператора.

Из мобильного приложения VEGATEL можно отправить результаты проведённых замеров и бесплатно обсудить их.

ВАРИАНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

На рынке существует огромное количество разных вариантов оборудования для усиления мобильного интернета 3G / 4G и сотовой связи, разберем самые популярные из них:

USB модем / Wi-Fi роутер со встроенным USB модемом

Имеет относительно невысокую цену, удобен при невозможности подключения проводного интернета, но сильно зависим от зоны покрытия и качества сотового сигнала оператора, так как уверенный сигнал должен быть непосредственно в месте установки. Усиливает только интернет.

usb модем и wi-fi роутер

Модемы в комплекте с антенной / антенна со встроенным модемом

Это то же самое, что и обычный USB модем, но с подключенной к нему антенной, которая помогает усилить сигнал, даже если на улице он слабый или отсутствует совсем. Необходимо монтировать антенну и выбирать направление. Усиливает только интернет, в отличие от активного усилителя сигнала.

антенна usb для усиления сотового сигнала

Усилитель сигнала сотовой связи

Репитер – это универсальное устройство, предназначенное для усиления как голосовой связи, так и мобильного Интернета. Репитер является активным усилителем и может значительно усилить сигнал, в некоторых случаях даже при его полном отсутствии на телефоне.

Давайте сравним: усиление самых мощных антенн обычно не превышает 15-25 дБ, тогда как усиление репитеров варьируется от 40 дБ у самых простых моделей и до 80 дБ у более продвинутых.

Однако, чтобы усилитель сотовой связи выполнял свою задачу, необходима установка антенн для приёма и передачи сотового сигнала. Обычно система усиления с репитером также включает в себя уличную антенну и одну или нескольких комнатных антенн. Всё это оборудование соединяется между собой специальным коаксиальным кабелем.

Репитер должен подбираться в зависимости от радиочастотной обстановки в месте установки, а также важно учитывать характеристики оборудования, такие как коэффициент усиления и выходная мощность.

Более подробно остановимся на важнейших факторах при подборе усилителя сотовой связи:

1. Радиочастотная обстановка

Репитеры могут усиливать до 5 частотных диапазонов. Часто для стабильной работы различных мобильных устройств нужно усиливать не один, два или три частотных диапазона. Очень важно при выборе репитера выбрать те диапазоны, которые подходят вам, на основании сделанных замеров. Если диапазоны будут выбраны неправильно, то и результатом усиления вы будете недовольны.

2. Коэффициент усиления

Это показатель того, во сколько раз репитер может усилить сигнал, который на него передается через антенну и кабель, измеряется он в дБ (децибелы). Чем больше коэффициент усиления, тем более слабый сигнал может усилить репитер. Соответственно, чем более слабый сигнал сотовой связи в месте установки уличной антенны, тем большее усиление потребуется от усилителя сотовой связи. При недостаточном коэффициенте усиления уменьшается выходная мощность репитера и снижается зона действия репитера.

3. Выходная мощность

От этого параметра зависит зона покрытия сотовым сигналом, которую может обеспечить репитер. Чем выше выходная мощность, тем на большей площади будет обеспечен приём для мобильных устройств. В технических характеристиках репитера указывается максимальная выходная мощность. Однако фактическая выходная мощность в месте установки оборудования зависит от уровня сигнала усиливаемого оператора на улице и коэффициента усиления репитера.

На современных репитерах есть индикатор, который показывает уровень выходной мощности суммарно по всем операторам. При этом нужно понимать, что бывают ситуации, при которых индикатор выходной мощности полный, но зона действия от комнатной антенны маленькая. Это означает, что сигналы от других операторов сильнее, чем сигнал усиливаемого оператора.

Для изготовления достаточно мощных репитеров (100 и более мВт) необходимо использование качественной силовой электроники. В противном случае вместе с увеличением выходного сотового сигнала значительно возрастают и радиошумы. В этом случае, несмотря на наличие заявленных в паспорте устройства характеристик, фактическая зона покрытия будет небольшой. Кроме того, из-за маленького значения сигнал-шум снижается скорость мобильного интернета.

репитер для усиления сотовой связи 4G

4. ВЧ кабель и разъемы

Для сотовой связи используется специальный радиокабель и разъёмы с низкими потерями и согласованным сопротивлением 50 Ом. Однако некоторые «специалисты» используют более дешевый кабель 75 Ом и разъёмы F-типа, предназначенные для телевидения. В таком кабеле происходят значительные потери сотового сигнала. Кроме того, из-за маленькой плотности наружного экранирующего слоя сигнал значительно искажается и зашумляется. Качество работы системы усиления с таким кабелем и разъёмами оставляет желать лучшего.

Также стоит обратить внимание на прокладку кабеля. В частности, не допускаются сильные перегибы кабеля, прокладка рядом с силовым кабелем, а также прокладка кабеля от уличной антенны вплотную к кабелю и к комнатным антеннам.

Одной из частых проблем при самостоятельной установке системы усиления с усилителем сигнала - это неправильно обжатые разъемы. Такие разъемы вносят огромное количество шумов, что приводит к плохому качеству связи и отсутствию Интернета. В некоторых случаях такие системы даже создают помеху для операторского оборудования. Для того что бы обжать разъемы правильно нужен специальный обжимной инструмент. По этой причине мы рекомендуем покупать готовые кабельные сборки, к тому же их можно заказать удобной вам длинны.

5. Выбор мест установки антенн

Выбор мест установки антенн является самым важным при монтаже системы усиления. Уличная антенна должна быть установлена именно на улице, как можно выше и с той стороны дома, где вам удалось поймать самый сильный сигнал. При этом нужно учитывать, что нельзя направлять антенну внутрь дома и располагать ее ниже металлической кровли. При выборе направления уличной антенны рекомендуем воспользоваться приложением VEGATEL, о котором мы говорили выше. При настройке направления антенн ориентируйтесь на уровень сигнала, который показывает приложение, выбирая максимальный.

Комнатная антенна должна стоять в месте, где необходимо усиление, но при этом как можно дальше от уличной антенны и желательно через экранирующие препятствия от неё. Это необходимо для того, чтобы избежать «закольцовки» сигнала. «Закольцовка» сигнала - это эффект, при котором сигнал от внутренней антенны улавливает уличная антенна. В результате репитер начинает усиливать свой собственный сигнал, а не сигнал от базовой станции. Это приводит к тому, что сигнал на телефоне полный, а дозвониться никто не может.

Система, работающая в «закольцовке», начинает создавать сильные помехи, и вы можете лишить связи не только себя, но и соседей. Избавиться от этого эффекта можно правильным выбором места установки антенн и ручной настройкой репитера.

Как правило, после правильной установки системы усиления сотового сигнала на всех мобильных устройствах и модемах появляется полная шкала уровня сигнала. При этом все пользователи, находящиеся в его зоне действия получают одновременно и улучшенную голосовую связь и мобильный Интернет 3G/4G.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как оказалось, разобраться самостоятельно в данном вопросе совсем не трудно. При этом, в большинстве случаев, нет необходимости использовать специализированное оборудование для замеров. Главное – это перестать терпеть проблемы из-за плохого сотового сигнала и выбрать подходящий Вам усилитель сотовой связи.

Если все-таки вопросы остаются, Вы можете обратиться к нашему профильному специалисту за консультацией.