Как работает усилитель gsm

Как известно чем дальше от выше к сотовой связи качество сигнала начинает ухудшаться. Особенно это касается пригородных зон, котеджных поселков и т.д. Помочь решить такую проблему может усиление сотовой связи, за счет применения специальных усилителей сигнала.

В этой статье поговорим о том, как работают такие системы и какие их разновидности бывают.

Принцип работы усилителей сигнала

Стандарт GSM работает в диапазонах частоты 900 мгц и 1800 мгц. Любой мобильный телефон поддерживает и ту и другую частоту. Стандарт с частотой на 900 мгц применяется повсеместно как в черте города, так и в области, а GSM1800 в большей степени используется в городах, поскольку он может обслуживать в три раза больше абонентов. Поэтому если есть необходимость улучшить сигнал в черте города, то лучше приобретать усилитель сигнала, рассчитанный на работу в частотном диапазоне 1800 мгц, а для пригорода лучше подойдет усилитель сигнала диапазона 900 мгц.

Принцип действия систем усиление сотовой связи заключается в том, что от базовой станции сигнал поступает на антенну, которая устанавливается на улице, и далее сигнал поступает на внутренний блок основного устройства, который называется репитером, а после этого сигнал распространяется по антеннам, которые монтируются внутри помещения.

Элементы системы усиления сигнала

Таким образом, получается, что система усиления сигнала сотовой связи состоит из:

• блока питания;
• внутренней антенны;
• внешней антенны;
• GSM-репитера.

Если в помещении требуется установить несколько антенн, то приобретается делитель мощности, который дает возможность по коасксильному кабелю развести сигнал по всему помещению.

Усилитель сигнала интернет

Репитеры, рассчитанные только на стандарт GSM, усиливают только голосовую связь, но часто пользователю нужно улучшить качество сигнала 3G. В таком случае необходимо приобретать специальный репитер для 3G сигнала, который работает в диапазонах UMTS900 и UMTS2000. Такие усилители в свою очередь могут быть универсальными, то есть поддерживающими и GSM-связь и сигнал 3G, конечно они стоят на порядок дороже.

Помимо этого, уже существуют модели усилителей сигнала, которые работают с самым быстрым на сегодняшний день беспроводным стандартом связи – LTE, этот стандарт используется только для передачи данных в сети интернет и не применяется для голосовой связи.

В заключение остается сказать, что при выборе системы для усиления связи нужно рассчитать, какое количество внутренних антенн вам потребуется, в зависимости от помещения и подумать какие стандарты связи вам наиболее приоритетно усилить. К примеру, если вы не пользуетесь беспроводным интернетом, то вам нет смысла переплачивать за приобретение такого репитера. Если же, напротив, у вас хорошо работает разговорная связь, но нужно только усилить интернет-сигнал, то будет практичнее приобрести оборудование для сигнала 3G или 4G.

Как известно чем дальше от выше к сотовой связи качество сигнала начинает ухудшаться. Особенно это касается пригородных зон, котеджных поселков и т.д. Помочь решить такую проблему может усиление сотовой связи, за счет применения специальных усилителей сигнала.

В этой статье поговорим о том, как работают такие системы и какие их разновидности бывают.

Принцип работы усилителей сигнала

Стандарт GSM работает в диапазонах частоты 900 мгц и 1800 мгц. Любой мобильный телефон поддерживает и ту и другую частоту. Стандарт с частотой на 900 мгц применяется повсеместно как в черте города, так и в области, а GSM1800 в большей степени используется в городах, поскольку он может обслуживать в три раза больше абонентов. Поэтому если есть необходимость улучшить сигнал в черте города, то лучше приобретать усилитель сигнала, рассчитанный на работу в частотном диапазоне 1800 мгц, а для пригорода лучше подойдет усилитель сигнала диапазона 900 мгц.

Принцип действия систем усиление сотовой связи заключается в том, что от базовой станции сигнал поступает на антенну, которая устанавливается на улице, и далее сигнал поступает на внутренний блок основного устройства, который называется репитером, а после этого сигнал распространяется по антеннам, которые монтируются внутри помещения.

Элементы системы усиления сигнала

Таким образом, получается, что система усиления сигнала сотовой связи состоит из:

• блока питания;
• внутренней антенны;
• внешней антенны;
• GSM-репитера.

Если в помещении требуется установить несколько антенн, то приобретается делитель мощности, который дает возможность по коасксильному кабелю развести сигнал по всему помещению.

Усилитель сигнала интернет

Репитеры, рассчитанные только на стандарт GSM, усиливают только голосовую связь, но часто пользователю нужно улучшить качество сигнала 3G. В таком случае необходимо приобретать специальный репитер для 3G сигнала, который работает в диапазонах UMTS900 и UMTS2000. Такие усилители в свою очередь могут быть универсальными, то есть поддерживающими и GSM-связь и сигнал 3G, конечно они стоят на порядок дороже.

Помимо этого, уже существуют модели усилителей сигнала, которые работают с самым быстрым на сегодняшний день беспроводным стандартом связи – LTE, этот стандарт используется только для передачи данных в сети интернет и не применяется для голосовой связи.

В заключение остается сказать, что при выборе системы для усиления связи нужно рассчитать, какое количество внутренних антенн вам потребуется, в зависимости от помещения и подумать какие стандарты связи вам наиболее приоритетно усилить. К примеру, если вы не пользуетесь беспроводным интернетом, то вам нет смысла переплачивать за приобретение такого репитера. Если же, напротив, у вас хорошо работает разговорная связь, но нужно только усилить интернет-сигнал, то будет практичнее приобрести оборудование для сигнала 3G или 4G.

Применение усилителей — усиление сигнала сотовой связи в местах некачественной мобильной связи: дача, офис, квартира.

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

Антенна — это пассивный усилитель. Подходит для усиления 3G/4G интернета, без голосовой связи. Но голосовую связь можно будет осуществить через мобильные приложения, такие как WhatsApp,Viber,Skype и т.д.

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 — 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 на коленках на рынке. 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 не долго, обычно 1-1.5 года. Подробно, можно почитать тут.

Внешние роутеры заводского производства. Внутри корпуса уже установлены роутеры с LTE модулем на единой плате. Все составляющие данного устройства работают при температурах от -40 до 70 градусов. Кабель используется обычный компьютерный (витая пара), длиной не более 80 метров. Интернет и питание идут по одному кабелю по технологии PoE. Можем порекомендовать внешние роутеры заводского серийного производства от компании RF-Link, модели R850 и R832.

Усилитель интернета RF-Link R832 работает даже вдали от цивилизации.

Решения для усиления интернета

Универсальный 3G/4G

Универсальный КОМПЛЕКТ для интернета 3G/4G!

Внешний 3G/4G роутер RF-Link R832

3G/4G роутер уличного исполнения, 2 сим-карты, уличный WiFi.

Основные характеристики выбора антенны

Технология MIMO — увеличение скорости скачивания до 30%, отдачи до 100%.

MIMO технология — это задействование в передачи данных двух и более приёмников и передатчиков как на базовой станции, так и на абонентском устройстве. Если роутер у вас стоит в помещении, то для использования технологии MIMO необходимо до антенны проложить 2 кабеля.

На практике мы можем получить прирост скорости интернета на скачивание до 30%, но это происходит не всегда, т.к. предел скорости скорей всего ограничивается пропускной способностью самой базовой станцией сотового оператора. Но самое главное — это прирост скорости 50-100% на отдачу, который происходит в большинстве случаев.

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

Выбор диапазона частот антенны

У сотовых операторов на данный момент используется 5 частотных диапазонов – 800, 900, 1800, 2100, 2600 МГц. Еще несколько лет назад, если имели в виду 3 G антенну, то подразумевался диапазон 2100 МГц, а если 4G антенну — 2600 МГц. Сейчас ситуация гораздо усложнилась — в одном диапазоне, может находиться 2 стандарта связи, а стандарт 4G на данный момент уже может находиться во всех пяти частотных диапазонах!

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:

1. Основной прирост уровня сигнала в первую очередь происходит не от коэффициента усиления антенны (мощности антенны), а от того, что эта антенна находится в точке более уверенного приёма сигнала, чем сам модем! В своё время была реклама Мегафон с техническим подтекстом.

Рекомендация Мегафон по установке антенны для приёма интернет сигнала.

2. Скорость интернета зависит от качества сигнала, а не его мощности! А качество сигнала, т.е. по-научному отношение сигнал/шум — это степень прямой видимости между антенной и базовой станции сотового оператора. Кстати, отсюда следует вывод, что чем выше повесить антенну, тем быстрее будет работать интернет.

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:

• Измерение уровней сигналов GSM, 3G, 4G с помощью Android версии 7.0 и выше.
• Измерение уровней сигналов GSM, 3G, 4G с помощью IPhone.

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

Диаграмма направленности антенны

Диаграмма направленности антенны — графическое представление зависимости коэффициента усиления антенны от направления антенны в заданной плоскости.

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

Видно из диаграммы, 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 недобросоветсные продавцы всегда стараются продать антенну с бОльшим КУ дороже, хотя цены 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 будет работать лучше на картинке ниже. 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.

Выводы по выбору железа для усиления интернета

• Антенну лучше использовать на все частотные диапазоны.
• Антенну ставьте как можно выше. Для статистики у нас в стране молния бьёт на 1 квадратный километр 2 раза в год и если недалеко стоят деревья, то вероятность попадания 1 на миллион.
• При коаксильных трассах длиной от 10 метров старайтесь использовать качественный кабель толщиной от 7 мм.

Репитеры — активные усилители сигнала сотовой связи GSM/3G/4G

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

• Сам репитер.
• Донорная (внешняя) антенна — устанавливается на улице и принимает сигнал от базовых станций сотовых операторов.
• Абонентские (внутренние) антенны — находятся внутри помещений и взаимодействуют с абонентскими устройствами, такими как телефоны, планшеты, модемы, роутеры.
• Кабели, разъёмы, делители мощности (разветвители) и пр.

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, чтоб 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

Комплект Народный

Репитер RF-Link, Антенна 3-5 дБ, Внешняя антенна 11 дБ, Кабель 10м, Кабель 5м, Кронштейн.

Комплект Народный DUO

Репитер RF-Link, Антенна 3-5 дБ, Внешняя антенна 11 дБ, Кабель 10м, Кабель 5м, Переходник, Кронштейн.

Комплект Коттедж

Репитер RF-Link, Внутренняя антенна, Внешняя антенна, Кабель, Разъёмы

Основные ошибки при установке усилителей в загородных домах

Любую внутреннюю антенну надо прятать как можно далеко 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

Комплект Народный

Репитер RF-Link, Антенна 3-5 дБ, Внешняя антенна 11 дБ, Кабель 10м, Кабель 5м, Кронштейн.

Комплект Народный DUO

Репитер RF-Link, Антенна 3-5 дБ, Внешняя антенна 11 дБ, Кабель 10м, Кабель 5м, Переходник, Кронштейн.

Комплект Офис Pro

Репитер RF-Link, Внутренняя антенна, Внешняя антенна, Кабель, Разъёмы

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:

Плюс такого устройства — когда всё уже в мраморе и протянуть кабель не представляется возможным, то это чуть ли не единственное решение.

• Усиливает только одного оператора на выбор!
• Работает только в городе, где сигнал у окна хороший. В загородной местности такой усилитель в 95% случаев бесполезен.
• Малая реальная площадь покрытия — 1-2 комнаты!
• Цена от 60 тыс. за покрытие мобильной связью одной комнаты одним оператором.

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

Фемтосота — это решение непосредственно от сотовых операторов. Внешне фемтосота напоминает обычный Wi-Fi роутер, только вместо Wi-Fi фемтосота излучает 3G сигнал своего оператора. Для фемтосоты необходима розетка 220В и Ethernet интернет. Радиус действия сопоставим с обычным Wi-Fi роутером.

• Можно использовать в любой точке на территории нашей страны, где есть интернет и электричество. Работает даже через спутниковый интернет, проверено.

• Плохо работает в городе в надземной части зданий, т.е. там, где с улицы проникает естественным путём сигнал от базовых станций операторов. Телефон часто переключается на слабый сигнал сторонних БС, даже если фемтосота находится в одном метре от абонента.
• Относительная высокая цена для массового пользователя.
• В офисах и коттеджах площадь покрытия обычно составляет 100-300 кв.м. в зависимости от перегородок.

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.