4G антенна для модема или Ышо раз про любовь :)

50 ом или 75 ом?

Входное сопротивление антенны – это физический параметр антенны, который важен для согласования антенны и фидерной линии. Их входные сопротивления должны быть одинаковыми, в противном случае возникает отраженный сигнал, который увеличивает потери в фидере, т. к. не весь сигнал передается в линию. Отраженный сигнал рассеивается в кабеле и антенне.

Выбор антенны по этому параметру определяется выбором кабеля для фидера. Забегая немного вперед, скажем, что кабель с входным сопротивлением 75 Ом значительно дешевле кабеля 50 Ом, но определенные марки кабеля имеют такие же (или лучшие) характеристики по потерям.

Таким образом, если мы хотим сэкономить на длинном кабеле, то выбираем антенну 75 Ом и соответствующий кабель.

Необходимо пояснить следующее. Для всех известных роутеров и модемов производители рекомендуют использовать кабель 50 Ом, поэтому их снабжают соответствующими разъемами. При подключении кабеля с другим волновым сопротивлением появляются небольшие отражения, варьирующиеся от качества примененных переходников/разъемов.

Адаптеры для подключения к модему

Адаптер предназначен для передачи сигнала от антенны или фидера к модему/роутеру. На сайте представлены два вида адаптеров — пигтейлы, предназначенные для модемов с контактами для подключения внешней антенны и в виде «коробочки» АХ-3000, предназначенные для подключения модемов без гнезд для антенны.

Адаптеры АХ-2000 и АХ-3000 имеют потери от 1 до 5 дБ в зависимости от моделей модема и его внутреннего расположения антенн. Первоначально эти адаптеры предназначались для таких модемов как Huawei e371, E150, и др. 3G модемов без разъема. Модемы с двумя антеннами на борту (с двумя гнездами) не рекомендуется использовать с такими адаптерами.

Антенна для роутера huawei – «ускоряет» интернет?

Волновой канал – идеальное решение для удаленных дачных поселков

При условии, что ваш загородный участок находится на существенном удалении от базовых станций – около десятка километров, придется использовать волновой канал. Он может быть эффективен и в случае, если между участком и базовой станцией находится лес или другие преграды.

Скорее всего, ранее вы видели подобные антенны, только в большинстве случаев их используют для приема телевизионного сигнала. По сути, это несколько планок, располагаемые поперек основного стержня. Конструкция предельно проста, но успела себя хорошо зарекомендовать.

Стоит отметить, что именно эти антенны обладают пиковым коэффициентом усиления. Они могут принимать и передавать сигнал в выбранном пользователем направлении и делают это максимально эффективно. При использовании этого оборудования, его нужно ориентировать на ближайшую базовую станцию, а допуск будет в районе десяти градусов.

Особое внимание нужно уделить частотному диапазону, в котором работает это оборудование. Он должен быть идентичный тому, в котором работает ваш USB-роутер. Если этот параметр будет подобран неверно, то можно вовсе не заметить изменений от использования оборудования. В некоторых случаях они могут даже снижать качество принимаемого сигнала, создавая помехи.

К покупке и монтажу этого оборудования стоит подходить максимально внимательно и ответственно. Если не разбираетесь в теме, то стоит воспользоваться помощью компетентных специалистов. Средняя стоимость такого оборудования варьируется в пределах от полутора до четырех тысяч рублей.

Всенаправленные антенны

По сути – это один из самых простых с технической точки зрения вариантов антенн, которые могут использоваться в паре с USB-модемами. Визуально устройство напоминает штырь небольшого размера. Он имеет пластиковое и резиновое покрытие, которое защищает антенну от воздействия внешних факторов.

Подключение таковых антенн осуществляется непосредственно в модем, поэтому находятся они в непосредственной близости от этого оборудования. Отличительная особенность таких антенн в том, что они работают во всех направлениях, а повлиять на это никак не получится.

Для пользователей – это немаловажное преимущество, так как не возникает необходимости корректировать расположение антенны, ориентировать ее в направлении базовой станции. Средняя стоимость такой антенны составляет 300 рублей, но многое зависит от производителя, а также размеров устройства.

Существенный недостаток – довольно низкий показатель коэффициента усиления. Если использовать такую антенну, то удастся добиться незначительного улучшения качества приема сигнала, поступающего непосредственно в модем. Покупать такую антенну целесообразно лишь в том случае, если базовая станция вашего оператора находится в непосредственной близости.

Выбор антенны

Согласно исходным данным, широкополосная антенна нам не нужна.

Отказываемся от всенаправленной антенны, т.к. она не обеспечивает нужный КУ. Комнатную антенну также вычеркиваем, т. к. нам некуда ее поставить внутри помещения.

Поскольку мы используем 4G, то целесообразно выбрать антенну с MIMO 2×2. Антенны типа Яги можно подключить по схеме MIMO с помощью специального кронштейна КМ-2, при этом используется две одинаковых антенны. Поскольку мы планируем установить антенну на фасаде, то Яги будет существенно выступать из под крыши дома, весной-осенью или в оттепель на эту антенну польются ручьи с крыши и ее будет заливать, возможно ее обледенение. Поэтому мы ее также исключим из рассмотрения.

Из-за неудобства обслуживания в условиях дачи исключаем из рассмотрения антенны с боксом. Остается для выбора 7 моделей антенн.

Панельную антенну АХ-2520Р мы вычеркиваем, т. к. тот же КУ нам обеспечит облучатель с тарелкой за меньшие деньги. Учитывая неизбежные потери в фидере порядка 3 дБ мы также отказываемся от антенны АХ-2513Р и оставляем для рассмотрения 3 антенны:

Отметим, что спутниковую тарелку типа Супрал можно купить примерно за 600 руб, например, здесь.

Таким образом, мы определили три модели антенны. Окончательный выбор сделаем после того, как определимся с внутренним сопротивлением. Для этого рассмотрим выбор элементов фидерной линии.

Выбор фидера

Наша фидерная линия состоит из кабеля с разъемами и адаптеров для подключения к модему. С адаптерами все понятно — нужен адаптер для подключения к 4G-модему. Поскольку адаптер АХ-3000 имеет повышенные потери (1-5 дБ), то целесообразно выбрать модем в двумя гнездами для подключения внешней антенны, т. е. пигтейлы.

Теперь о кабеле. В нашем распоряжении на выбор несколько марок кабеля (см. сравнительную таблицу) .

Оценим потери при выборе двух наиболее популярных марок  кабеля на частоте 2600 МГц.

Как видим, экономия на фидере при выборе SAT-703 составляет примерно 300 руб при практически одинаковых потерях. Небольшие потери (около 1дБ) могут возникнуть на модеме при выборе 75-омного кабеля.

Для выбора окончательного варианта сведем наши результаты в таблицу:

Итак, мы выбрали три варианта антенны и фидера, которые обладают практически одинаковыми качественными характеристиками с точки зрения усиления и потерь, но дают разброс по стоимости в 1200 руб. Оптимальным выбором с точки зрения цены можно считать вариант 1 — облучатель 75 Ом с тарелкой 0.

55 Супрал и кабелем SAT-703. Отметим, что настройка антенны с облучателем будет не сложнее настройки панельной антенны, т. к. при диаметре тарелки 0.55 м ширина диаграммы направленности составляет 13 градусов, что позволяет навести антенну на БС даже неопытному настройщику.

Выбор элементов фидерной линии

Фидер — это линия передачи, по которой осуществляется направленное распространение сигнала от источника к приемнику. В нашем случае это та совокупность кабелей и адаптеров, которая расположена между антенной и модемом, т. е. передает сигнал от антенны к модему и обратно. При выборе фидерной линии можно руководствоваться двумя формулировками:

(1) минимум потерь сигнала с разумными ограничениями на стоимость элементов и

(2) критерий минимальной стоимости фидера при ограничении на величину потерь некоторой разумной величиной.

Где узнавал про технологию

Нашел видео, раскрывающее суть технологии. Толково и без воды рассказывают о том, как развивалась технология сотовой связи. Смотрите видеоролик с описанием основ WiFi, SISO, MIMO…

Прочитал статью, здесь же на Хабре: «Глубокое погружение в принципы работы Wi-Fi 6: OFDMA и MU-MIMO».

Еще одна особенность усилителя – спрятанная внутри корпуса направленная антенна с коэффициентом усиления 15 dBi и технология, по которой она работает – MIMO.

Гермобокс

Самый радикальный способ избавиться от потерь в фидере — это избавиться от самого фидера. Нет фидера — нет проблем с потерями сигнала. Именно такое решение воплощено в гермобоксе.

Наряду с несомненным достоинством гермобокса — отсутствием потерь сигнала, он обладает рядом недостатков:

• Длина USB-кабеля ограничена 10 метрами. При увеличении длины может наблюдаться перебои в работе модема, связанные с его питанием и синхронизацией, согласно стандарта USB 2.0 в первую очередь.
• Ограничения использования гермобокса, связанные с температурным режимом. Модем устойчиво работает при плюсовых температурах. В суровый зимний период модем необходимо оставлять включенным круглосуточно, иначе он замерзнет. Если на улице стоит изнуряющая жара длительное время, то модем может перегреться и зависнуть, поэтому ему возможно потребуются перерывы в работе.
• Неудобство обслуживания — при смене сим-карты, при окончании «дачного сезона» и других подобных ситуациях, когда нужен доступ к модему, приходится снимать антенну, откручивать гермобокс, проводить необходимые действия, возвращать антенну на место и вновь ее настраивать.

Для устранения первого недостатка в гермобокс можно поместить не только модем, но и роутер. Такая схема практически снимает ограничение по длине соединительного кабеля — кабель витая пара может иметь длину до 70 метров. Однако другие недостатки, связанные с температурным режимом и обслуживанием, остаются в силе.

Кроме того, поскольку роутер помещается рядом с антенной, то зона уверенного приема сигнала WiFi может оказаться недостаточной для покрытия всего дома. Впрочем, это условие не обязательно, т.к. роутер здесь выступает все же не для формирования зоны покрытия WIFI а для увеличение длины кабеля связи.

Разумеется, антенны с гермобоксом дороже обычных антенн, но это увеличение цены компенсируется тем, что мы экономим на покупке кабелей, избавляемся от потерь, размещаем антенну в единственном месте где есть сигнал от оператора, даже за 50-100 метров от вашего ПК.

Для чего антенны в роутере-модеме 4g-lte?

Однако не во всех роутерах антенны отвечают именно за WiFi. Например, TP-Link Archer MR200 является маршрутизатором совмещенным с функциями модема. Поэтому антенны предназначены для того, чтобы ловить 3G и 4G-LTE сигнал от сотового оператора. При этом они еще и съемные, чтобы можно было подключить более мощные уличные модели для направленного приема.

Аналогично — у Zyxel LTE5366-M608

Итак, антенны в роутере нужны для трансляции wifi сети. Они могут быть скрытые внутри или выведенные наружу, отдельные или несъемные. Количество, назначение и коэффициент усиления антенн зависит от поставленных перед данной моделью маршрутизатора задач, которые в нее заложил производитель.

Зачем роутеру нужны антенны?

Думаю, что тот факт, что роутер раздает интернет сигнал по беспроводной связи WiFi, известен всем. Соответственно в нем должны иметься антенны — это очевидно. Однако если на конкретном отдельном устройстве нет внешних антенн, это еще не значит, что их нет там вообще.

или Zyxel WAH7706

Также этим отличаются потолочные точки доступа. Внешние антенны просто некрасиво бы смотрелись после монтажа. Пример — Zyxel NWA11230ac

и офисный комплект Edimax Office 1-2-3

Также антенн вы не найдете на mesh системах роутеров TP-Link, Tenda и Zyxel, поскольку подразумевается, что они должны устанавливаться на открытом пространстве и быть частью «украшения» интерьера. Да и сама задумка модульной работы wifi сети не требует большого радиуса покрытия от каждого компонента в отдельности.

С одной стороны, спрятанные в корпус роутера антенны не портят внешний вид и не мешают скрытому монтажу. С другой, отсутствие внешних «усиков» не дает возможность скорректировать направление трансляции WiFi сети. Из-за чего после установки невозможно его улучшить в том или ином помещении без того, чтобы прибегать к средствам усиления беспроводного сигнала роутера.

Хотя есть также и модели, у которых есть возможность дополнительно установить съемные антенны. Это дает очевидные преимущества перед безантенными моделями и теми, у которых они установлены без возможности съема. В частности, чтобы подобрать более мощные внешние или даже уличные антенны для трансляции более мощного и направленного пучка беспроводного сигнала в нужную нам точку.

Кабели

Характеристики потерь для 10 погонных метров кабелей, которые наиболее популярны, сведены в следующую таблицу.

Отметим, что кабель SAT-703 предназначен для прокладки внутри помещения, для улицы его необходимо прокладывать в гофре с целью избежать его разрушения.

Есть следующие подсказки для выбора кабеля из нескольких предлагаемых в точке продажи в случае если их характеристики неизвестны:

1. Чем толще кабель, тем меньше в нем потери.
2. Двойной экран (экран в виде фольги плетеный экран) лучше одного
3. Чем плотнее плетеный экран, тем меньше потери
4. Кабель с вспененным центральным диэлектриком имеет меньшие потери чем с сплошным полиэтиленом
5. Медные проводники предпочтительнее алюминиевых и стальных в плане потерь, долговечности и надежности

Как работает обеспечение стабильности?

Алгоритм требует поддержки от клиента – возврата диаграммы направленности.

Усилитель отправляет клиенту информацию от всех своих антенн. А он, в свою очередь, должен передать информацию на усилитель, то есть что он увидел при передаче данных.

Таким образом, усилитель вычисляет текущее местоположение клиента, определяет поправки, которые надо внести в работу всех передатчиков, для обхождения препятствий:

● устранить «замирание»;

● можно было сделать фазовый сдвиг, чтобы развернуть сигнал в

какую-то нужную сторону;

● увеличить амплитуду, чтобы обойти препятствие;

● дать более мощный сигнал, чтобы преодолеть, например, стенку.

Для более высокой стабильности передачи данных предусмотрен алгоритм «универсальное формирование луча» (алгоритм “implicit beamforming”). Но это антенны уже другой ценовой категории.

Как усилить сигнал мобильной связи на расстояние 10 км и более

Для усиления интернет-сигнала нужны либо усиливающие сигнал антенны, либо усилители сигнала. Для города применяют всенаправленные антенны с усилением 9-15 Дб, эффективные на расстоянии от базовой станции до 5 км.

Для сельской местности используют антенны типа «Волновой канал», панельные MiMO, офсетные параболические с коэффициентом усиления от 15 Дб и более.  Они способны эффективно работать на расстояниях 10 – 20 км до базовой станции. «Волновой канал» усиливает сигнал и увеличивает скорость интернета от 1,5 – 2,5 раз.

Менее требовательны к направлению и к расстоянию MiMO-антенны с усилением от 17 Дб до 24 Дб. В корпусе конструкции антенны находится 2 антенны, которые работают и на приём, и на отдачу сигнала. Благодаря этому связь становится более стабильной, скорость передачи данных увеличивается.

Однако сложный рельеф местности, наличие преград, место расположения потребителя сигнала диктуют наличие репитеров или усилителей сигнала. С помощью усилителя можно вытянуть практически отсутствующий сигнал.

Существуют одно-, двух- и трех- диапазонные усилители:

●      GSM 900 (для голосовой связи);

●      GSM 1800 (для голосовой связи);

●      GSM 900/1800 (для голосовой связи);

●      GSM/UMTS 900/1800/2100 (для голосовой связи и мобильного интернета 3G);

●      GSM/DCS/LTE 900/1800 (для голосовой связи и мобильного интернета 4G);

●      GSM/UMTS/LTE 900/1800/2100 (для голосовой связи и мобильного интернета 3G и 4G).

Какие проблемы может решать алгоритм «формирование прямого луча» к клиенту (explicit beamforming)

Алгоритм «формирование прямого луча» (explicit beamforming) работает только в режиме MIMO. Благодаря алгоритму усилитель способен поймать слабый нестабильный сигнал и усилить его на расстоянии до 15 км от ближайшей базовой станции любого оператора мобильной связи.

Способ увеличения пропускной способности – это использование пространственных потоков. Пространственный поток формируется между точкой доступа и пользовательским устройством. Благодаря этому общий объем передаваемой от точки доступа информации увеличивается кратно количеству потоков (антенн).

Эту способность антенны (усиление слабого сигнала связи) можно объяснить технологией мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Однако OFDM уже устарела, и к ней на смену подоспела технология OFDMA.

Она подразумевает использование наряду с несущей частотой ещё и нескольких поднесущих частот в том же канале, что дает возможность осуществлять параллельную передачу данных.

Посмотрим, как это выглядит на деле.

Куда направлять антенны роутера?

Поскольку внешние антенны на маршрутизаторах подвижные, их можно направлять в разные стороны. Куда именно? Это зависит от места его расположения. На роутере установлены всенаправленные антенны, то есть равномерно распределяют сигнал по окружности вдоль своей оси. Подробно о разных типах и способах их использования я писал отдельно.

• Соответственно, если вы расположили роутер в квартире, то нужно, чтобы WiFi распространялся в разные ее стороны по горизонтали. То есть антенны должны смотреть вверх.
  
• Если же речь идет о частном доме в несколько этажей, и нам нужно с первого передать интернет по беспроводной связи на второй, то выставляем антенны параллельно корпусу горизонтально, чтобы лучи шли вверх и вниз
  
• Оптимальное расположение тех модификаций, у которых антенны скрыты, нужно искать опытным путем. Так как конструктивно они могут быть размещены в корпусе как вертикально, так и горизонтально.

Модем huawei e3372h

В устройстве антенны используется модем от производителя Huawei E3372h. Модем имеет два разъема CRC9. Это свойство создатели и используют в своей антенне, что позволяет применять модем в составе систем доступа в интернет на объектах со слабым сигналом.

Модем, встроенный в MiMO-антенну, – один из самых резвых, выдает скорость до 150 МБит/с, что является хорошим показателем для устройств cat.4 lte, не поддерживающих агрегацию частот. Реальная измеренная скорость на некоторых объектах колеблется от 20 до 80 Мбит/с и очень редко переваливает за 100. Внутри модема работает операционная система, построенная на базе Android  с ядром Linux.

Кстати, у антенн STREET 2 PRO собственный интерфейс, не урезанный, как у Huawei.

Интерфейс антенны STREET 2 PRO, все ясно-понятно

Немного о разъемах

Антенны с входным сопротивлением 50 Ом комплектуются, как правило, разъемами типа N, антенны с сопротивлением 75 Ом – разъемами типа F. Площадь контакта F-разъема меньше, чем у N или SMA разъема, поэтому надежность работы системы несколько меньше.

Стандартный F-разъем, в основном, предназначен для работы на частотах до 1-2 ГГц, он имеет заметный КСВ и накладывает этот отпечаток на КУ антенны, ее коэффициент шума.

Несколько советов по выбору антенн

Стоит понимать, что эталонная антенна в СВЧ-диапазоне – это идеальная антенна со сферической диаграммой направленности. В данном случае оборудование имеет техническую возможность одинаково эффективно распространять и принимать сигнал во всех направлениях.

Чем выше будет показатель приема и передачи сигнала в рамках выбранного направления, тем большим окажется коэффициент усиления. Важно понимать то, что чем ближе диаграмма направленности будет стремиться к диаграмме кругового типа, то ниже окажется коэффициент усиления.

Чтобы лучше разобраться в этой теме, стоит рассмотреть реальные примеры оборудования, которые доступны для потребителей в местных магазинах. Изучив рисунки, можно визуально проанализировать, как именно сигнал излучается от антенны, в каком направлении это происходит относительно точки, где находится сама антенна. Также стоит проанализировать и коэффициенты усиления данных антенн.

Если говорить о штыревых антеннах, то они обладают минимальным коэффициентом усиления. Объясняется это распространением сигнала непосредственно вокруг себя. Если диаграмма направленности будет приближаться к сфере, коэффициент усиления будет пропорционально снижаться.

Особенности панельных антенн

При условии, что на территории загородного участка мобильный интернет ловит только за пределами помещения, придется покупать внешнюю антенну, которая монтируется снаружи дома. Панельные антенны также распространены в продаже и пользуются немалым спросом среди потребителей.

Внешне оборудование похоже на квадратную пластиковую панель. В разных моделях может присутствовать один или два кабеля для подключения к модему. Такие антенны необходимо монтировать на фасаде здания, можно осуществлять монтаж на чердаке.

Такие антенны необходимо ориентировать в направлении ближайших базовых станций вашего оператора, так как в противном случае эффективность их работы существенно снизится. Если же антенна будет направлена неверно, то никакого толка от ее использования вы не сможете заметить.

Принцип работы антенны

MiMO означает использование сразу нескольких передатчиков и приемников. Это два сигнала: один вертикально поляризован (3G, GSM, LTE), другой – горизонтально (LTE).

Это основные элементы антенны. Если сравнить антенные элементы телефона и усилителя, то в мобильном телефоне элементы со спичечную головку. В усилителе квадрат разбросан на 40 см.

Внутренняя начинка антенны Street 2 PRO на печатных платах. Одни дипольные отражатели горизонтально поляризованые, другие – вертикально поляризованные. Четыре полуволновых диполя составляют антенную решетку. От них идут пигтейлы в модем, на переходник, модемные входы

Встроенная в усилитель антенна работает по принципу роутера, который имеет несколько антенн и поддерживает стандарты 2,4 ГГц.

Немного теории на схеме: составляющие умной антенны

Перейдем к самой антенне и технологии MiMO.

Это усилитель сотовой связи, который работает в режиме 4G. Сейчас я говорю об усилителе интернет-сигнала STREET 2 PRO. Производитель – Россия, компания YS-system. Как утверждает производитель, усилитель предназначен для подключения к сети Интернет там, где полностью или частично отсутствует покрытие сети мобильного провайдера.

Она отличается от более дорогого варианта направленным действием до 15-17 км.

Второй вариант – STREET ULTRA PRO. Она всенаправленная, ее отличие в радиусе действия, то есть она собирает весь шум. Кстати, в городских условиях ULTRA только ухудшает сигнал. В условиях города более полезна точка доступа или комплект антенн для усиления связи.

Оба варианта используют модем Huawei в связке с роутером Mikrotik. Насколько я узнал, производители работают над платами российского производителя.  Отличие антенн – в размере корпуса. От корпуса зависит размер антенных элементов, которые находятся внутри и обеспечивают обход препятствий, устраняют зависание сигнала и прочее.

Прошивка hilink, как возможность находить интернет там, где его нет

То есть если серьезно, то невозможное возможно благодаря прошивке HILINK.

С ней модем работает в режиме роутера и представляется компьютеру в виде сетевого интерфейса USB-Ethernet-RNDIS. Клиент получает с этого интерфейса сетевые настройки через DHCP и входит в интернет как через обычную проводную локальную сеть.

Всю заботу об установлении соединения и поддержании канала модем берет на себя. Компьютер даже не замечает, что доступ в интернет осуществляется через сотовую сеть.

В этом режиме модем имеет собственный локальный IP-адрес (обычно 192.168.8.1), видимый со стороны компьютера как шлюз по умолчанию (default route), а также внешний IP-адрес, получаемый из сотовой сети. Между сетью сотового провайдера и локальной сетью (модем-компьютер) осуществляется маршрутизация с использованием механизма трансляции адресов (NAT). Предусмотрен проброс портов из внешней сети (port forwarding и DMZ).

Роутер mikrotik

Продвинутая прошивка/софт HiLink помогает роутеру определить устройство как сетевую карту, а это означает, что скорость обмена информацией по стеку увеличилась, соответственно, и скорость интернета выше.

Внутри чипсет Qualcomm Atheros AR9331 и 64 Мб оперативки DDR2.

Обычно вот такая картинка появляется на мониторе. Как видим, поддерживается практически все, что можно. Поддерживает все современные стандарты связи, используемые сотовыми операторами: GSM(EDGE) – LTE (all bands) – 3G (DC-HSPA )

Ну, а литой корпус из современных материалов из морозостойкого поликарбоната, который не боится УФ-излучения, с использованием акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) – хорошая гарантия того, что через пару лет антенна не разгерметизируется и не сдохнет.

Вся внутренняя начинка 4G MIM0 – это печатная плата 3G и оцинкованные антенные элементы Huawei и Mikrotik.

Платы, кстати, имеют специальное покрытие, защищающее от окислов.

В технологии используется принцип «формирование прямого луча». То есть антенна может повышать и понижать мощность передатчика индивидуально для каждого канала.

Не забываем, что антенна направленного действия, то есть ее желательно направить в сторону предполагаемой вышки, откуда ожидается сигнал.

Сравнение выбранных типов усилителей

Читал, что усилители производителей MIKROTIK, ZyXELL одни из самых крутых. Для интереса подобрал еще пару, один из них усилитель российского производства.

Приведу для сравнения характеристики нескольких устройств от разных брендов, схожих по параметрам в, примерно, одинаковой ценовой категории.

Мне было интересно устройство с самой большой зоной приемистости, то есть пригодное для больших расстояний от базовой станции. Еще устройство или как его еще называют репитер с симкой должно быть надежным и отличаться простым монтажом.

Почитал различные отзывы. Получилась такая картина.

 Модем Zyxel LTE неплохой. Особенно последние модификации, но все равно встречаются нарекания по поводу глючности. Заявленная дальность всего 5 км, в то время как цена составляет 30 тыс. руб.

Микротик – хороший, позиционирует стандарт Cat.6, но смысла в нем мало, потому что не везде работает агрегация. И дальность до базовой станции всего около 8 км. Отсутствует возможность подключить напрямую в сеть. Питание исключительно PoE, что не всегда это удобно.

 Усилитель HiTE PRO UNO, по характеристикам вроде бы не так уж и плох. Настороженность вызвало полное отсутствие отзывов. Может быть не там искал.

 Остановился на антенне-усилителе сигнала STREET 2 PRO. На чем-то же надо останавливаться.

Сделано в России. Корпус жесткий поликарбонат. Начинка – роутер и модем от лучших брендов. Технология MiMO. Было интересно узнать про технологию, что это такое.

Главные критерии выбора антенны

Основное, что характерно для антенн: 

1. Технология MiMO, то есть работа в обоих направлениях: как на прием, так и на передачу данных.

2. Импортные комплектующие.

3. Надежный литой корпус, который не рассыпается через пару-тройку лет от воздействия солнечного ультрафиолета. 

4. Простой монтаж.

У компании производителя достаточно разных обзоров с описанием, какая антенна хорошая. Плюсов, конечно, множество. Но хотелось узнать суть.

Посмотрел некоторые обзоры, часть интересные, Гоблина прослушал с удовольствием. Но, главное про технологию MiMO.

Схема подключения оборудования

Начнем с анализа ваших потребностей в интернете — какое оборудование, имеющееся у вас,  должно иметь выход в интернет.

Если вам нужен доступ в интернет только для компьютера/ноутбука и пары мобильников, то схема подключения может быть самой простой: антенна — модем — компьютер. Один-два смартфона могут иметь выход в интернет через компьютер, который может быть стандартны­ми средствами операционной системы превращен в WiFi-точку доступа для мобильников.

Разновидности этой схемы — модем может быть подключен непосредственно к USB-разъему компьютера/ноутбука и подключен к антенне с помощью одной-двух кабельных сборок нуж­ной длины, включая адаптеры, а может быть заключен в гермобокс, установленный на антенне и соединен с компьютером при помощи USB-удлинителя.

Если у вас несколько устройств (компьютер, ноутбук, телевизор, медиаплеер, планшет и т. п.), которым необходим выход в интернет одновременно, то без роутера вам не обойтись. Схема подключения будет более сложной. Здесь также могут быть разновидности схемы под­ключения — модем в гермобоксе, модем отдельно от роутера и подключен кабельными сбор­ками или через адаптер к антенне.

Таким образом, мы видим большое разнообразие комбинаций различных вариантов выбора оборудования для достижения одной и той же цели — подключение к мобильному интернету. Это многообразие можно представить в виде обобщенной схемы:

Антенна — Фидерная линия — Модем/роутер

Термин «фидерная линия» или просто фидер обозначает совокупность всех кабелей, разъемов, переходников, адаптеров и пр., что соединяет антенну с модемом или роутером (если модем встроен в роутер). Этот термин введен здесь для простоты дальнейшего изложения.

При выборе оборудования руководствуются обычно двумя альтернативными критериями:

(1) достижение лучшего качества интернета (скорости приема/передачи) при разумных ограничениях на общую стоимость или

(2) получение приемлемого качества приема при наименьших затратах на создание подключения, т. е. на оборудование.

Рассмотрим выбор элементов исходя из этих критериев.

Технология mimo

MIMO – это система связи, в которой используются принципы действия двух систем связи:

1.     SIMO (одна передающая и несколько приемных антенн);

2.     MISO (несколько передающих и одна приемная антенна).

То есть MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output, что означает множественные входы и множественные выходы) – это система, где используются несколько передающих и несколько приемных антенн. В нашем случае создатели антенны засунули в корпус STREET 2 PRO один модем и один роутер. Но об этом дальше.

Таким образом, система MIMO работает с пространственным разнесением на приеме и передаче. Технология используется для беспроводных сетей Wi-Fi, работает в 3G/LTE, (кто не знает, LTE – один из первых стандартов 4G).

Система увеличивает пропускную способность и позволяет эффективно использовать частотную полосу. Пропускная способность канала MIMO определяет возможную скорость передачи информации, приведенную к единице полосы канала. Увеличивается количество передаваемых данных, а соответственно, и скорость. Это означает, что антенна позволяет ловить как 3G, так и LTE-сигнал на большом удалении от базовых станций.

Технология появилась благодаря протоколу 802.11n. Прежний протокол 802.11abg, по которому работала связь, основанная на технологии SISO, уже не устраивала привередливого пользователя.

Увеличение покрытия и дальность передачи

Еще один плюс – это синфазность. Благодаря этому качеству STREET 2 PRO хорошо работает в условиях отсутствия интернета. Обычно отдаленные поселки и расположенные вдалеке от города «виллы» современных нуворишей редко отличаются наличием хорошей связи.

Но ведь сотовая связь не в пример дешевле. Ожидать нормального ШПД не приходится. Поэтому усилитель берет и делает невозможное, и все благодаря синфазности. С ее помощью получается наиболее мощный сигнал, который приходит от усилителя. Из-за этого, как заявляют производители, покрытие и дальность устойчивого соединения с клиентом увеличивается на 150%.

Устранение замирания каналов

Также усилитель устраняет замирания каналов связи. Что это такое? Это когда в какой-то момент времени клиент не получил информацию, либо получил ее в очень искаженном и в очень слабом виде. Клиент не понимает, что с ней делать. То есть он ждет канал связи, а он замер.

Тестирование антенны в программе, установленной на смартфон Network Cell Info Lite

В свою очередь в условиях города Street 2 Pro – лучший вариант. Даже в условиях абсолютно плохой сотовой связи, при ручном поиске сети, можно обнаружить 2G-сети всех действующих в городе операторов, а также 3G-сети МТС, Yota и Tele2. Можно подключиться к Yota 3G и найти 3G-сеть Билайна и 4G-сеть МТС.

Объяснить это можно тем, что поток от сигнала, полученный антенной от базовой станции и переданный клиенту, идет равномерно, без переспросов, с минимальным количеством ошибок. Поэтому, когда усилитель вышел на определенную скорость передачи данных, он уже отследил, с какими параметрами надо передавать сигнал клиенту, устройство автоматически выставляет параметры и в дальнейшем работает с ними.

Тестирование скорости в условиях удаленного доступа. Это тест на прием, 5 – 6 Мбит/с

Тест на отдачу, скорость – 12 Мбит/с

Таким образом, если сигнал изначально ловится, то усилитель вытворяет невозможное: 5 – 7 Мбит/с превращает в стабильные 20 – 30 Мбит/с.

Широкополосная или узкополосная?

В каких случаях нужны широкополосные антенны? В чем их достоинства и недостатки?

Нужда в таких антеннах возникает, когда требуется принимать сигнал в разных диапазонах частот и нет возможности ставить отдельные антенны на каждый диапазон. Например, когда требуется одновременно принимать сигнал GSM для голосовой связи и сигналы 3G/4G ин­тернета.

Или, когда требуется принимать сигнал LTE-A, разнесенный по разным частотным диапазонам. Или, когда не допустимы длительные перерывы в интернет-связи, т. к. 3G/4G ра­ботают нестабильно. В этом случае модем будет автоматически переключаться на подходя­щий стандарт связи (2G, 3G или 4G), не допуская длительных потерь сигнала.

Однако такая «всеядность» антенны имеет свои недостатки. Если интернет сигнал достаточно стабилен (модем не переключается на другой стандарт), то широкополосная антенна будет ловить по­мехи, создаваемые голосовой связью GSM 900/1800, сигналами 4G, интерференцией сигна­лов разных источников, лежащих в широком диапазоне частот принимающей антенны.

Таким образом, широкополосность может быть как достоинством, так и недостатком в зави­симости от решаемой нами задачи.

Заключение

В статье детально рассмотрены вопросы выбора конкретных моделей оборудования для приема 3G/4G-сигналов, начиная с антенн и заканчивая выбором адаптера для модема/роутера. Проведен анализ достоинств и недостатков различных вариантов выбора, даны рекомендации с точки зрения двух критериев:

(1) достижение лучшего качества интернета (скорости приема/передачи) при разумных ограничениях на общую стоимость,

(2) получение приемлемого качества приема при наименьших затратах на создание подключения, т. е. на оборудование.

В Приложении приведен пример такого выбора.

Рекомендации по выбору модема/роутера будут приведены в следующей статье.

Итоги

При выборе антенны стоит уделять внимание показателю коэффициента усиления сигнала. Именно он будет указывать на то, насколько хорошо сможет антенна передать сигнал из того или иного направления. Если вы имеете отчетливое представление о том, где находится базовая станция, то стоит выбрать антенну с высоким коэффициентом усиления.

Когда нужно обеспечить себя хорошим интернетом внутри помещения, тогда целесообразно отдать предпочтение штыревой антенне. Она сможет распространять сигнал в разные направления с одинаковой интенсивностью. Выбор антенны для USB-модема стоит делать индивидуально, учитывая обстоятельства последующей эксплуатации.

Звоните, проконсультируем по приобретению антенн для любых задач:  74956658071