Как усилить сигнал 3G связи

Причины слабого 3G-сигнала

Все случаи слабого или неуверенного приема сотового сигнала можно разделить на две большие группы. Первая и самая очевидная — удаленность пользователя от базовой станции (вышки) сотового оператора. Второй случай — снижение качества связи внутри помещений.

 

ПОЛУЧИТЬ КОНСУЛЬТАЦИЮ СПЕЦИАЛИСТА

ИЛИ

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ СТАТЬИ

Часто эта проблема возникает за пределами городов: в сельской местности, на дачах и в других местах, находящихся на границе 3G-покрытия. Помимо расстояния до вышки, негативную роль играет ландшафт: перепады высоты, лесные массивы и другие препятствия снижают качество сигнала, так что он доходит до пользователя в существенно ослабленном виде.

В свою очередь, прямая видимость базовой станции или продолжительные ровные участки ландшафта — благоприятные для распространения радиоволн факторы. Например, лесополоса снижает качество сигнала, но наличие за ней озера, реки или поля гораздо предпочтительнее сплошного леса вплоть до самой вышки.

Железобетонные конструкции, стены, перекрытия и даже оконные стекла крайне отрицательно сказываются на силе сигнала. В результате даже в центре города связь может запросто ослабнуть или полностью исчезнуть, если вы спуститесь в подземный паркинг или зайдете в офисное здание. Даже если на улице мобильные устройства улавливают 3G на отлично и показывают все пять палочек, внутри здания качество связи может оказаться неудовлетворительным.

Во всех перечисленных случаях для обеспечения стабильного соединения и повышения скорости интернета требуется дополнительное усиление сигнала. Важно помнить только одно: чтобы усилить сигнал, он должен присутствовать хотя бы на минимальном уровне в планируемом месте установки антенны. Невозможно усилить сигнал, которого нет, поэтому начать подготовку к усилению связи нужно с поиска места наиболее уверенного приема.

Частоты и стандарты 3G-связи

Прежде чем приступить к усилению мобильной связи, нужно понять, какой именно сигнал вы планируете усиливать. Все радиооборудование — от простых антенн до репитеров и бустеров — рассчитано на определенные частотные диапазоны. Одни устройства поддерживают больше диапазонов, другие — меньше. Обычно не требуется усиливать все существующие радиочастоты: это неоправданно дорого и попросту не нужно. Гораздо эффективнее узнать, какие именно частотные диапазоны вам требуются для работы. Это позволит не покупать универсальное дорогое оборудование и ограничиться профильными устройствами, подходящими именно под ваш случай.

Подавляющее большинство базовых станций 3G в России работают в частотном диапазоне 2100 МГц. 3G-стандарт, соответствующий этому диапазону, обычно называют UMTS-2100. По этим сетям передается как голосовая связь, так и мобильный интернет, поэтому усиление частотного диапазона 2100 МГц чаще всего является лучшим решением.

Поскольку современные смартфоны выбирают предпочтительный стандарт связи автоматически, в ситуациях неуверенного приема они часто «скачут» между режимами 2G и 3G. Такое поведение приводит к перебоям в работе голосовой связи и нестабильной работе интернета. Как правило, в телефоне можно запретить переключение, вручную выбрав один конкретный стандарт, но это сопряжено с дополнительными неудобствами. Например, выбрав стабильно работающий GSM (2G), вы лишаете себя 3G-интернета, и наоборот, выбрав нестабильный 3G, рискуете столкнуться с перебоями в разговорах.

Установка системы усиления позволяет решить эти проблемы разом, обеспечив надежную работу как голосовой связи, так и 3G-интернета.

Способы усиления 3G-сигнала

В зависимости от того, требуется ли улучшить качество только интернета или также необходимо усилить голосовую связь, применяются различные подходы.

Когда 3G-соединение используется только для выхода в интернет, наилучшее решение — это установка внешней антенны, подключаемой к WiFi-роутеру или модему. Это наиболее экономичный и простой вариант, для которого не требуюется покупка дорогих усилителей.

Тем не менее, у этого способа имеется ряд существенных ограничений. Во-первых, роутер и модем обеспечивают доступ смартфонов, планшетов и компьютеров к интернету, но не усиливают саму голосовую связь. Таким образом, если в вашем местонахождении имеются проблемы с голосовой связью, установка роутера никак их не решит.

Во-вторых, для модемов и роутеров требуется отдельная SIM-карта. С помощью модема вы сможете подключить к мобильному интернету одно устройство с USB-портом, с помощью роутера — организовать WiFi-сеть для подключения нескольких беспроводных устройств. Тем не менее, сторонний человек, пришедший с улицы, не сможет подключиться со смартфона к 3G-интернету своего оператора: вам сначала придется предоставить ему доступ к WiFi.

Когда требуется обеспечить доступ к 3G-интернету напрямую с мобильных устройств или повысить качество голосовой связи, не избежать установки системы усиления с репитером и внутренней антенной.

Ниже мы подробно рассмотрим оба метода.

Усиление с помощью роутера/модема и внешней антенны

Чтобы усилить интернет, достаточно установить внешнюю антенну и подключить ее к совместимому роутеру или модему. Антенна размещается в точке наиболее уверенного приема сигнала, желательно в прямой видимости базовой станции. Для загородных участков это крыша дома или специальная мачта. В городе достаточно вынести антенну на улицу: ее можно закрепить на балконе или на внешней стене здания.

Антенна сама по себе усиливает сигнал и передает его по проводу роутеру или модему. Для соединения устройств используются коаксиальные кабели, например, 5D-FB, 8D-FB или 10D-FB. Вы можете купить готовую кабельную сборку с напаянными разъемами. Желательно, чтобы длина кабеля не превышала 5–10 метров. Для подключения антенн чаще всего используются разъемы N-типа или SMA.

3G-роутеры имеют слот под SIM-карту. В настройке эти приборы, как правило, не сильно отличаются от обычных домашних маршрутизаторов для проводного интернета. Большинство 3G-роутеров, представленных сегодня в продаже, поддерживают WiFi и позволяют настроить беспроводную локальную сеть. Нашим клиентам мы рекомендуем модель Huawei e5172s-515 — надежное и недорогое решение для дома, офиса или гаража.

3G/4G-роутер Huawei e5172s-515 с поддержкой WiFi, одним слотом для SIM-карты и одним LAN-портом для Ethernet-подключения

Для наилучшего приема сигнала мы рекомендуем использовать всепогодные панельные антенны Astra 3G, Omega 3G или Omega 3G/4G с усилением 17, 20 и 18–20 дБ соответственно.

Панельная антенна Astra 3G с усилением 17 дБ

Более дешевым является комплект из обычного домашнего маршрутизатора с USB-портом и совместимого 3G-модема. Настройка модема после подключения к роутеру происходит автоматически и не требует вмешательства пользователя. В магазине GSM-Репитеры.РУ вы можете найти проверенные на совместимость комплекты, например, роутер 3G-WiFi ZBT WE1626 с модемом Huawei e352.

В случае применения модема в схему добавляются специальные переходники — пигтейлы.

Пигтейлы — переходники для подключения антенн к модемам с разъемами CRC9 (слева) и TS9 (справа)

Выбор и установка внешней антенны

Наш магазин рекомендует использовать направленные панельные антенны, устойчивые к неблагоприятным погодным условиям и экстремальным температурам.

Сигнал сотовой связи имеет вертикальную поляризацию, поэтому при неправильном расположении антенны качество связи сильно пострадает. Как правило, на корпусе антенны размещен указатель поляризации (обычно стрелка), в соответствии с которым ее следует позиционировать в пространстве. При отсутствии стрелки указателем поляризации может служить название антенны (надпись должна быть читаемой).

Для монтажа лучше всего использовать кронштейн, который упростит дальнейшую регулировку антенны. Саму антенну следует направить в сторону базовой станции оператора сотовой связи. Узнать, какие операторы работают в вашем местоположении, вы можете с помощью карт покрытия на нашем сайте.

Определить точные координаты ближайшей вышки можно, установив на смартфон приложение OpenSignal или Netmonitor. Также некоторые модемы, например, Huawei e3372, умеют показывать уровень сигнала в децибелах.

Веб-интерфейс Huawei e3372 позволяет просмотреть текущий уровень сигнала в децибелах (dBm)

Приложения OpenSignal и Netmonitor

OpenSignal и Netmonitor — приложения для смартфонов, позволяющие просмотреть уровень текущего сигнала в децибелах (дБ). Они помогают быстро определить местонахождение ближайшей базовой станции. Данные о вышках сотовых операторов пополняются самими пользователями, поэтому база всегда находится в актуальном состоянии. OpenSignal доступен для операционных систем Android и iOS, Netmonitor — только для Android.

Сила сигнала измеряется в децибелах: чем ближе показатель к 0, тем качественнее связь. Например, -50 дБ означает сильный сигнал, а -110 дБ — очень слабый.

OpenSignal имеет дружелюбный интерфейс и с помощью компаса автоматически показывает направление близлежащей базовой станции. Приложение Netmonitor содержит больше настроек и предназначено для опытных пользователей. Как OpenSignal, так и Netmonitor имеют режим отображения базовых станций на картах Google Maps.

Приложения OpenSignal (слева) и Netmonitor (справа) помогают определить силу сигнала и местонахождение ближайшей базовой станции

Мы рекомендуем использовать эти мобильные приложения для определения уровня сигнала и регулировки антенны. Зная силу сигнала в децибелах и местонахождение вышки, проще выбрать необходимое оборудование и избежать ошибок в процессе монтажа.

Усиление с помощью репитера

Часто требуется активное усиление сигнала посредством специального прибора — репитера. Дело в том, что усиление 3G-интернета с помощью роутера и внешней антенны удобно, но не универсально. В частности, этот вариант не подходит людям, которым необходимо усилить голосовую связь, а также в случаях, когда требуется обеспечить доступ к 3G-соединению всем находящимся поблизости пользователям. Кроме того, усиления антенны может оказаться недостаточно для стабильной работы при очень слабом исходном сигнале.

В этих случаях необходима установка системы усиления с репитером. Принцип работы такой системы довольно прост: внешняя антенна улавливает сигнал и передает его по кабелю на репитер, который его усиливает. Усиленный сигнал передается на внутреннюю антенну, которая распространяет его по помещению. Исходящий поток усиливается аналогичным образом: сигнал от абонента поступает на внутреннюю антенну, усиливается репитером, передается на внешнюю антенну и излучается в направлении базовой станции.

Площадь покрытия репитера напрямую зависит от его мощности. Для бытового применения в большинстве случаев достаточно репитера мощностью 50 мВт с коэффициентом усиления 65 дБ. Отличным решением по соотношению цены и качества является репитер известного отечественного производителя Baltic Signal BS-3G-65. Для покрытия дома большой площади и/или при слабом входном сигнале используются более мощные устройства, такие как Baltic Signal BS-3G-75 (75 дБ, 500 мВт) или Baltic Signal BS-3G-80 (80 дБ, 1000 мВт).

Репитер Baltic Signal BS-3G-65 с частотным диапазоном 2100 МГц и коэффициентом усиления 65 дБ

Репитеры также различаются по поддерживаемым частотным диапазонам. Для усиления 3G вам понадобится усилитель с поддержкой диапазона 2100 МГц, однако в некоторых случаях имеет смысл задуматься о покупке многодиапазонного репитера.

Например, использование репитера с частотными диапазонами 900 и 2100 МГц позволит одновременно улучшить GSM (2G) и 3G, а двухдиапазонная модель 2100 и 2600 МГц обеспечит поддержку 3G и 4G. Самые дорогие репитеры позволяют усилить одновременно все используемые стандарты сотовой связи. Выбрать подходящую модель репитера помогут менеджеры нашего магазина.

В качестве внешней антенны мы рекомендуем использовать Astra 3G (панельная, только 3G) или Sota-6 (панельная, все диапазоны). В качестве внутренней антенны идеально подойдет настенная VITA-5 или потолочная Nika-3.

Внутренняя антенна VITA-5

Пример монтажа потолочной антенны Nika-3

При всей своей универсальности репитеры также имеют несколько ограничений. Главное из них связано с тем, что внешняя антенна направляется на вышку конкретного оператора сотовой связи, и если вышки других операторов находятся в противоположном направлении, их сигнал усиливаться не будет. В такой ситуации для усиления сигнала нескольких операторов придется установить несколько направленных антенн, подключаемых к репитеру через сплиттер.

Второе ограничение связано с «побочными эффектами» аналогового усиления. Радиосигнал всегда содержит некоторый процент помех, которые также усиливаются репитером. При слабом сигнале доля помех может быть существенной, что приведет к зашумленному эфиру на выходе. Усиление все равно произойдет, но качество и скорость связи могут оказаться ниже, чем прогнозировалось изначально.

Заключение

Подведем итоги и тезисно еще раз расскажем об усилении 3G-сигнала:

• Невозможно усилить сигнал, которого нет. Для усиления любого сигнала требуется, чтобы он улавливался техникой.
• Основные причины слабого сигнала сотовой связи — удаленность от базовой станции и различные препятствия на пути радиоволны.
• В России 3G-связь в подавляющем большинстве случаев работает в диапазоне 2100 МГц. Все оборудование для усиления 3G должно поддерживать этот частотный диапазон.
• Можно усилить только мобильный интернет или мобильный интернет вместе с голосовой связью. Для усиления только интернета достаточно внешней антенны и 3G-роутера или модема. Чтобы также усилить голосовую 3G-связь, понадобится система усиления с репитером.
• Внешнюю антенну необходимо направить в сторону вышки сотового оператора. Чтобы узнать расположение вышки, воспользуйтесь приложениями для смартфонов OpenSignal и Netmonitor. При установке антенны соблюдайте ее поляризацию.
• Антенны подключаются к устройствам при помощи специальных разъемов. Для подключения к репитеру используется коннектор N-типа, к роутеру — SMA, к модемам — CRC9/TS9. Чтобы подключить антенну к модему, также потребуется специальный переходник — пигтейл.
• 3G-репитер выполняет функцию усиления сигнала, поступающего с внешней антенны, и передает усиленный сигнал на внутреннюю антенну, расположенную в помещении.
• Репитеры бывают однодиапазонные и многодиапазонные. Для усиления 3G-связи достаточно однодиапазонного репитера с поддержкой стандарта UMTS-2100. Многодиапазонные репитеры позволяют усилить одновременно несколько стандартов связи и создать задел на будущее (например, обеспечить поддержку 4G).