усилитель сигнала сотовой связи что это такое

Как выбрать усилитель сотовой связи и мобильного интернета

Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно понимать основные принципы и условия работы данного устройства. Усилитель сотовой связи или по-другому репитер, повторитель сигнала, решает поставленную перед ним задачу в связке с другими компонентами — приёмопередающими антеннами — внешней и внутренней, а также высокочастотным кабелем, объединяющем все устройства в единую систему усиления сигнала.

В зависимости от сложности поставленной задачи, в такую систему могут дополнительно входить и другие высокочастотные компоненты, такие как сплиттеры, ответвители сигнала, бустеры, антенные усилители и прочие. Как правило, необходимость в дополнительном оборудовании возникает при конструировании сложных систем усиления сигнала на крупных торговых и промышленных объектах.

В большинстве же случаев, для решения бытовых задач усиления сотового сигнала, достаточно готового комплекта, состоящего из репитера, двух антенн и кабеля. Тонкость в том, чтобы правильно подобрать комплект, подходящий по параметрам. Эти параметры мы и будем рассматривать в данной статье, но начнём с принципа работы.

Принцип работы усилителя сотовой связи

Принцип работы комплекта усиления сотовой связи заключается в передаче радиосигнала из зоны уверенного приёма в места, где сигнала нет совсем либо он очень слабый. Например, на улице уровень сигнала средний или высокий, а в помещении он пропадает либо снижается, и связь начинает прерываться. Схематично процесс усиления выглядит следующим образом:

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.

Что входит в комплект?

В комплект входит сам репитер, уличная и комнатная антенны, кабельная сборка (провода, соединяющие репитер с внешней и внутренней антеннами), блок питания репитера, крепёж и подробная инструкция по установке и эксплуатации комплекта. Дополнительно можно приобрести кронштейны и мачты для крепления уличной антенны к стене здания, а также грозозащиту, предотвращающую повреждение оборудования от электростатического напряжения, возникающего при грозе.

Теперь, когда мы понимаем что из себя представляет готовый комплект усиления сотовой связи, давайте определимся, где и для чего мы будем усиливать сигнал. Это важно. Ведь для того, чтобы максимально эффективно решить поставленную задачу по улучшению плохой связи, нужно учесть существующие условия и тот результат, который Вы ожидаете от усилителя.

Усиление сотового сигнала на даче

Как правило, в сельской местности вышки сотовых операторов расположены далеко друг от друга. Их ставят в первую очередь вблизи к более-менее крупным населённым пунктам. Если Ваш дом расположен на значительном удалении от вышек базовых станций, то, в данном случае, предпочтительнее выбрать комплект с репитером, работающим на низких частотах, например 800 и 900 МГц. Эти частоты распространяются на большие расстояние, а значит существует возможность стабильного приёма и передачи сигнала от базовой станции до улавливающей антенны и обратно. Частота 900 МГц до сих пор самая распространённая в области сотовой связи. На ней работают почти все сотовые операторы. Исключением является Теле2, данный оператор не использует этот диапазон на территории РФ.

Частота 800 МГц поддерживается основными сотовыми операторами и позволяет передавать сигнал высокоскоростного мобильного интернета в стандарте LTE-800 (4G) на расстояние до 13 километров.

В частотном диапазоне 900 МГц работает два стандарта связи — GSM-900 (2G) и UMTS-900 (3G). Это означает, что используя усилитель сотовой связи с рабочей частотой 900 МГц, Вы можете улучшить не только голосовую связь, но и мобильный интернет в стандарте 3G. Однако, надо иметь ввиду, что не все сотовые операторы поддерживают передачу интернета на этой частоте.

Если Ваш дом находится не очень далеко от населённого пункта, есть возможность «поймать» более высокую частоту, например, 1800 Мгц или 2100 МГц. Тогда становятся доступны полноценный скоростной интернет и голосовая связь в стандарте 3G (UMTS-2100), а также высокоскоростной интернет в стандарте LTE-1800 (4G) и голосовая связь в стандарте GSM-1800 (2G) с более широкой полосой пропускания.

В стандартах 3G и 4G работает современная голосовая связь на смартфонах. Они автоматически выбирают более высокую частоту даже в том случае, когда её сигнал очень слабый. Отсюда известная многим проблема пропадания собеседника и прерывания связи. Устройство «цепляется» за слабый сигнал высокой частоты, а при полной его потере переключается на более низкую, но устойчивую.

Кнопочные телефоны старого образца работают в стандарте 2G в частотных диапазонах GSM-900 и GSM-1800 и также предпочитают верхнюю частоту при её наличии.

Усиление сотового сигнала в квартире

А если нужно усилить сигнал в квартире? Да, даже в крупном городе, где находятся сотни базовых станций, можно остаться без связи. Такая проблема актуальна для жителей плотной городской застройки, владельцев квартир на верхних этажах, в новостройках, в домах с толстыми стенами, во дворах «колодцах» и т. д.

Тут поможет комплект усиления связи для квартиры. Особенность городского комплекта в компактной уличной антенне и более высоких рабочих частотах, хотя многие комплекты для дачи можно тоже с успехом применять в городе. Но, так как в крупном городе присутствуют стандарты связи GSM, 3G и 4G на верхних частотах, разумно выбирать усилитель, поддерживающий эти стандарты. Это GSM-1800, UMTS-2100 (3G) и LTE-2600 (4G).

Выше мы описали два самых частых случая, когда нужно усилить сигнал. Но нет такого репитера, который идеален для дачи, но совершенно бесполезен в городе. Большинство комплектов универсальны. С их помощью можно усилить сигнал в загородном доме, на даче, в офисе, гараже или квартире. Просто есть комплекты с параметрами, больше подходящими для сельской местности, где расстояние до вышек базовых станций больше, а есть те, которые актуальнее использовать в черте города. Чтобы выбрать комплект, наиболее отвечающий Вашим условиям, нужно определить, в каком стандарте и на какой частоте передаётся сигнал сотовой связи в районе Вашего дома.

Определение частотного диапазона

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

Рассмотрим пример для Андроид с использованием приложения Сотовые Вышки, Локатор:

Зайти в Настройки телефона и выбрать пункт Сеть и Интернет
Затем выбрать пункт Мобильная сеть
Перейти в Расширенные настройки
Выбрать пункт Предпочтительный тип сети
Это можно сделать и из настроек самого приложения: нажать на меню (три вертикальные точки в правом верхнем углу экрана), выбрать пункт Настройки сети =>> Расширенные настройки =>> Предпочтительный тип сети

Также в выпадающем меню можно переключиться на другую сим-карту, выбрав «Переключиться на СИМ2»

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

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.

Нетворк Селл не показывает частотный диапазон в мегагерцах, но его можно узнать из показателя Band. Внизу страницы приведена таблица соответствия значений Band и частотного диапазона в МГц. Например, Band 1 — это 2100 МГц в стандарте UMTS (3G).

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. При этом если между точкой, где располагается антенна, и базовой станцией есть препятствия, такие как высокие деревья, строения, то лучше направить антенну в свободное от препятствий пространство.

Итак, определив частотные диапазоны, на которых передаётся сигнал в районе Вашего дома, можно переходить к выбору комплекта, но мы немного остановимся на таком параметре, как мощность усиления сигнала.

Максимальное усиление комплекта

Вы можете обратить внимание на то, что коэффициент усиления в дБ у разных репитеров отличается не сильно (60-65-70 дБ), при этом площадь действия может отличаться в разы. На самом деле зависимость здесь не линейная, а логарифмическая. Каждые +3-5 дБ удваивают мощность. Поэтому, комплект с максимальным усилением 83 дБ может покрыть площадь вдвое бóльшую, чем комплект с усилением 78 дБ. В характеристиках каждого репитера и готового комплекта указана максимальная площадь действия в помещениях. Но не только величина помещения влияет на выбор мощности усилителя. Очень слабый входящий сигнал может служить причиной выбора более мощного усилителя, способного покрыть площадь бóльшую, чем необходимо.

Установка комплекта

Рекомендуем начать с установки уличной антенны. Вы уже определили направление до ближайшей базовой станции с помощью мобильного приложения. Теперь нужно выбрать место для крепления антенны к стене. Если мы говорим про загородный дом, то желательно закрепить антенну повыше. Так на пути распространения сигнала окажется меньше помех. В случае, когда вокруг дома есть высокая растительность, можно установить внешнюю антенну на специальную мачту. При установке комплекта усиления связи в квартире или офисе внешнюю антенну, как правило, крепят на стене рядом с окном или на раме самого окна.

Затем нужно завести кабель от внешней антенны внутрь помещения. Это можно сделать пробурив отверстие в стене либо в межэтажном перекрытии в случае, если антенна установлена на крыше.

Выбираем место для крепления репитера. Его можно закрепить на стене или мебели с помощью крепежа, входящего в комплект. Нужно чтобы поблизости была розетка 220 вольт для подключения репитера к сети.

Потом подсоединяем комнатную антенну, и крепим её либо на стене, либо на потолке, на сколько хватит кабеля. Длина кабеля внутренней антенны обычно 2 метра. Если по каким-то причинам требуется установить антенну дальше от репитера, можно дополнительно приобрести отдельную кабельную сборку. Схемы встройки будут приведены ниже.

Важный момент при выборе места для установки антенн. Внешняя и внутренняя антенны должны быть расположены друг от друга как можно дальше. Это нужно для того, чтобы не происходило закольцовки сигнала. Это когда сигнал от внутренней антенны улавливается внешней. В результате возникают помехи, и система перестаёт работать эффективно. Если комнатная антенна направленного действия, её не следует направлять в ту сторону, где установлена уличная антенна.

Варианты соединения элементов комплекта

Стандартная схема:

Если нужно удлинить кабель комнатной антенны:

Если нужно удлинить кабель уличной антенны:

Мощность усиления и уровень сигнала в дБ

Вы, наверное, уже могли обратить внимание на то, что коэффициент усиления в дБ у разных репитеров отличается не сильно. 60-65-70 дБ. На самом деле зависимость здесь не линейная, а логарифмическая. Каждые +3-5 дБ удваивают мощность. Поэтому, комплект с максимальным усилением 83 дБ может покрыть площадь вдвое бóльшую, чем комплект с усилением 78 дБ.

Важно! Не включайте репитер без подсоединённых антенн! В этом случае репитер может выйти из строя.

В чём польза от установки репитера? Важно знать!

Помимо обеспечения помещения устойчивой сотовой связью, комплект репитера снижает уровень СВЧ-излучения сотовых телефонов и других мобильных устройств. Известно, что сам мобильный телефон является источником электромагнитного излучения. Чем слабее входящий сигнал от базовой станции, тем сильнее телефон начинает излучать, пытаясь поддерживать связь с вышкой сотового оператора. Уровень излучения в условиях плохого приёма может достигать 1,5-2 Вт, тогда как самый мощный репитер имеет мощность излучения не более 0,2 Вт для каждого частотного диапазона, то есть в 10 раз ниже!

После установки комплекта усиления связи, мобильные устройства оказываются в благоприятных для себя условиях приёма сигнала и снижают уровень собственного излучения. Оно уменьшается в десятки раз и не превышает 0,02 Вт. Не сложно посчитать, что суммарный уровень излучения системы будет значительно ниже изначального, когда телефон в поисках сети работал на максимальной мощности. Кроме того, нужно понимать, что телефон во время разговора мы держим в непосредственной близости от головы, а антенна репитера находится на расстоянии нескольких метров. Электромагнитное воздействие значительно снижается с увеличением расстояния от источника ЭМ волн.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что комплект усиления связи снижает негативное воздействие сотового телефона и других мобильных устройств.

Полезно знать

Соответствие стандартов 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).

Частотные диапазоны 4G LTE российских операторов связи

* — Способ двухсторонней связи с использованием приёмопередающих устройств.

Источник

Усилители сигнала сотовой связи – разновидности, описание, рекомендации

В данной статье мы опишем виды усилителей сотовой связи, основные характеристики, критерии выбора и возможные трудности установки.

Усилители бывают пассивные и активные.

Пассивные усилители сигнала для 3G/4G интернета

Рассмотрим основные схемы подключения:

Антенна + 4G модем (самая простая схема), включенный в компьютер или ноутбук. Такой вариант подходит, если у вас одно рабочее стационарное место для выхода в интернет.

Антенна + 4G модем + Wi-Fi роутер. Всё то же самое, но чтобы не быть привязанным к одному месту кабелем добавляется Wi-Fi роутер, который позволяет раздать Wi-Fi интернет на нескольких пользователей.

Самый практичный вариант, когда 4G модем и роутер являются одним устройством. Работает стабильнее и надежнее, SMA разъёмы прочнее, чем те, которые установлены на модемах. Сколько случаев было, когда легким движением руки вырываются разъёмы из 4G модема.

3G/4G роутер Huawei

Антенна со встроенным модемом и роутером

На рынке большое количество подобных предложений, собираются они, что называется, на коленке. Реальный минус таких решений заключается в том, что модемы и роутеры работают в диапазонах температур 0…+40 °C, при этом летом в герметичном боксе температура достигает до 70 градусов. Такие решения живут недолго, обычно 1-1,5 года. Подробно, можно почитать тут.

Усилитель интернета RF-Link R832 работает даже вдали от цивилизации

Решения для усиления интернета

Универсальный 3G/4G

Универсальный КОМПЛЕКТ для интернета 3G/4G!

Максимальный 4G

Универсальный комплект для 4G интернета

Основные характеристики выбора антенны

Поддержка технологии MIMO наиболее актуальна, если вы загружаете в интернет большие потоки данных, например, для удаленного видеонаблюдения и видеоконференций. Если вам нужен интернет, чтобы почитать новости, отправить письмо, посидеть в ВК, то тратиться на MIMO-решение, возможно, и нет смысла.

Выбор диапазона частот антенны

Таблица соответствия диапазонов частот и стандартов связи

По нашему большому практическому опыту в 97% случаев достаточно выбрать мультидиапазонную антенну на 3, а лучше на все 5 диапазонов. При этом коэффициент усиления мультидиапазонной антенны будет немного ниже, чем однодиапазонной.

Антенна для 3G/4G роутера

Антенна 11 дБ, Кронштейн, Кабельная сборка 10м 3DFB, Переходник

Антенна для 3G/4G модема

Антенна MIMO 14 дБ, Кронштейн, Кабельная сборка 10м 3DFB x 2, Переходник x 2

Невысокий коэффициент усиления не является проблемой по двум причинам:

Еще один плюс в пользу мультидиапазонной антенны — агрегация частот в стандарте 4G/LTE, т.е. сложение скоростей интернета с разных частот. Например, мы часто наблюдаем, что устройства, поддерживающие LTE cat.6 (категорию 6), работают одновременно с частотами 1800+2600 МГц или 800+1800 МГц, тем самым увеличивая скорость! Почти все современные стационарные роутеры Huawei поддерживают LTE cat.6, например, Huawei B315.

Но если вы находитесь далеко от цивилизации, ближе чем в 15 километрах нет крупных населенных пунктов, федеральных дорог и сделать интернет – это уже решение задачи в принципе, то необходимо провести простые измерения вашим телефоном для подбора наиболее эффективной антенны именно в вашем случае. А как определить диапазон частот, можно почитать тут:

Сделать замер необходимо на улице (в идеале – с крыши дома), где на телефоне рядом со шкалой приёма покажутся знаки 3G, H, H+, 4G, LTE.

Диаграмма направленности антенны

Приведем пример диаграммы направленности антенны с максимальным коэффициентом усиления 16 дБ:

Из диаграммы видно, что при отклонении от направления в сторону БС оператора на 30 градусов КУ падает в 2 раза, т.е. 8 дБ. А если неудачно направить под углом 25 градусов, то КУ станет всего 2 дБ.

Чем выше заявленный коэффициент усиления антенны, тем уже диаграмма направленности. Такова физика. В большинстве случаев, кто покупает антенны от 15 дБ, крайне редко точно ориентирует их в сторону БС! Поэтому не гонитесь за коэффициентом усиления, тем более не от него скорость зависит, как уже писалось выше. Также надо знать, что если 3G/4G сигнал является отраженным от рельефа местности, то антенна с более широкой диаграммой направленности поймает его лучше, чем с узкой. Да и недобросовестные продавцы всегда стараются продать антенну с бОльшим КУ дороже, хотя цена себестоимости практически та же.

Как ориентировать усилитель для интернета

Много информации и рекомендаций в интернете, как направлять антенны по таким параметрам, как мощность сигнала, RSSI, RSRQ, SINR CQI. Но в итоге нужно что? Максимальная скорость интернета. Ну и крутить, значит, надо по сервису www.speedtest.net с шагом 20-30 градусов, пока не найдёте то направление, при котором скорость будет максимальна. А если антенна с высоким коэффициентом усиления, то шаг необходимо будет уменьшить.

Неэффективные решения с пассивной антенной

Обзор одного из вариантов неудачного решения можно почитать тут. Скажем честно, вот так, как на фото ниже, будет работать лучше. А если вы находитесь в загородном доме, то поднимите свой 4G роутер на второй этаж и поставьте на подоконник. Возможно, и без различных усилителей обойдетесь.

Самый эффективный способ усилить 3G/4G сигнал.

Примеры работ из интернета: без слёз не взглянешь.

Если отключить от модема кабели, то работать будет лучше. Это пример недобросовестных установщиков.
Роутер с 4G модемом перенести на подоконник и не нужна будет никакая антенна.

Выводы по выбору железа для усиления интернета

Репитер, ретранслятор, бустер — это синонимы для одного вида устройства, которое является двухсторонним линейным усилителем сотового сигнала. Сам репитер является частью системы усиления сотовой связи. Его конструкция:

Схема подключения репитера

У каждого поставщика подобных устройств в нашей стране достаточно большая линейка моделей, которая может исчисляться десятками, а иногда даже сотней штук. Техническая сторона подбора репитеров сотовой связи детально описана тут. Если же хотите, чтобы вам помогли с подбором оборудования, то ответьте на простые вопросы на этой странице.

Усиление сотовой связи для дачи и загородного дома

На следующем видео можно посмотреть, что из себя представляет усилитель и как он устанавливается.

Вот некоторые фотографии работ:

Из-за слабого сигнала внешнюю антенну пришлось поднять выше Тут сигнал был хорошим, и антенну высоко не было смысла поднимать Внутренняя антенна Двухдиапазонный усилитель сотового сигнала Дисплей усилителя сигнала крупным планом Промышленный усилитель повышенной надежности Внутреннюю антенну кабелем с чердака опустили через вентиляцию на 1-й этаж Внутренняя антенна, установленная на стене

Решения для голосовой мобильной связи и интернета в загородном доме

Основные ошибки при установке усилителей в загородных домах

Любую внутреннюю антенну надо прятать как можно дальше от внешней антенны, чтобы не происходило самовозбуждение усилителя связи. Самовозбуждение усилителя – это когда внешняя антенна принимает свой собственный, уже усиленный сигнал, вместо сигнала от базовой станции.

Усилитель сотовой связи для офиса

Тут практически всё то же самое, что и в загородных домах, но только в большинстве случаев донорная антенна устанавливается уже на фасаде.

Фотографии из жизни:

Усилитель связи GSM/DCS для офиса площадью 600 кв. м Усилитель 3G/4G для офиса 450 кв.м Маломощный усилитель 3G для офиса 120 кв.м Линейный усилитель мощностью 10 Вт на 3 диапазона частот Внешняя антенна для офиса

Пример установки системы усиления сотовой связи в офисе

Решения для голосовой мобильной связи и интернета в офисе

Ошибки при установке усилителей сотовой связи в офисе

Вот так выглядит анализатор спектра:

Профессиональный анализатор спектра для установки усилителей сотового сигнала

Беспроводные усилители связи

Не будем подробно рассказывать про такое решение, можно посмотреть видео от производителя этих устройств:

Усилители для торговых/бизнес-центров

Тут уже речи о самостоятельной установке идти не может.

Фотографии установок на крупных объектах:

Усилитель связи GSM/3G/4G для бизнес-центра площадью 63 500 кв.м Усилитель связи GSM/3G/4G для офиса площадью 14 000 кв.м Абонентская антенна круговой направленности

Оптические усилители сотового сигнала

Оптическая система обычно состоит из 2-х блоков – главного и удаленного, которые соединяются оптическим кабелем. Такие усилители используются для передачи сотового сигнала на большие расстояния до 20 км. В некоторых случаях можно использовать несколько удаленных блоков. Пример такой системы с фотографиями можно посмотреть тут.

Фемтосота

Также если интересно, то можно почитать про отечественных производителей усилителей сотовой связи и необходимости сертифицировать данное устройство.

А если в обозримом будущем планируете купить камеры видеонаблюдения, то рекомендуем ознакомиться с материалом.

Источник