Обзор усилителей 4G сигнала интернета

Такое явление, как мертвые зоны сотовой связи, мешают организовать функциональное интернет-пространство на основе мобильной сети. Если у вас дома или на даче слабый сотовый сигнал или его нет вообще, вам может помочь усилитель сотового сигнала.

Причины низкого качества сигнала и способы его улучшения

Плохой прием сигнала iPhone или мобильного телефона Android чаще всего вызван такими причинами:

• Плотным сотовым трафиком. Перегруженность инфраструктуры оператора и ее соседство с базовыми станциями других компаний может заметно повредить качеству принимаемого сигнала и его стабильности.
• Постройками вблизи дома и использованными в них строительными материалами. Сталь, бетон, кирпич и даже энергоэффективное стекло могут препятствовать передаче сигналов.
• Географическими особенностями. Если дом окружен большими хвойными деревьями, это может привести к значительному падению приема сотовой связи.
• Расстоянием между вышками сотовой связи. Чем дальше вы удалены от станции, тем слабее становится сигнал и тем более неустойчивым будет коннект.

Усилитель для модема может увеличить слабый сигнал до 32 раз и предотвратить пропущенные звонки, неотправленные тексты и медленную скорость передачи данных.

Существует оборудование, которое может помочь усилить 3G и 4G сигнал за городом.

В настоящее время наиболее популярны два способа усиления мобильного интернета:

1. USB модем/роутер с выносной уличной антенной, которая может усилить принимаемый и излучающий сигналы в несколько раз.
   В зависимости от конструкции антенны LTE подразделяются на следующие типы:
• обычная и MIMO;
• направленная;
• секторная или всенаправленная;
• узкополосная и широкополосная;
• панель.
2. Уличная 3G/4G антенна со встроенным модемом или роутером. Подключение происходит к USB-разъему ПК или Wi-Fi роутера. Кабель отсутствует. Установка проста, может осуществляться на удалении от ПК до 100 м.

Как правильно выбрать устройство

Устройства, усиливающие сотовый сигнал, выбирают в зависимости от его предназначения для конкретного места. Если выбирают усилитель для дачи при существенном удалении дома от вышек базовых станций, то предпочтительнее будет выбрать комплект с репитером (800 и 900 МГц), от которого можно будет ожидать стабильный прием и хорошую передачу сигнала. На частоте 900 МГц работают практически все сотовые операторы, кроме Теле2.

Частотный диапазон 800 Мегагерц поддерживается большинством российских операторов. Такая частота обеспечивает передачу сигнала высокоскоростного 4G мобильного интернета на расстояние до 13 км.

Не все операторы работают на частоте 900 МГц (GSM-900 (2G) и UMTS-900 (3G). Если использовать усилитель сотовой связи на этой частоте, то это будет самый простой способ улучшить сигнал 3G и даже увеличить скорость подключения к интернету. Если хочется повысить качество 3G интернета, в дополнение можно приобрести мобильный репитер 3G, который работает на частоте 2100 МГц и подходит для выхода в интернет.

Если дачный участок не слишком удален от города, есть вероятность, что удастся «поймать» более высокую частоту (1800 Мгц / 2100 МГц). В этом случае будет доступен стабильный скоростной интернет 4G, а также голосовая связь в стандарте 2G-3G.

Основные характеристики выбора усилителя

Иногда мобильный интернет становится вялым для загрузки интернет-страниц и буферизации видео на Youtube из-за слабого сигнала требуется слишком много времени. Хуже всего, когда при этом еще и сбрасываются звонки.

Усилители 4 G сигнала сотового телефона могут помочь пользователям в решении этих проблем. Они помогают получать сигналы внутри помещений, куда они не могут добраться из-за удаленности от башен или использованных в здании строительных материалов.

На территории РФ радиочастоты между операторами связи распределяются специальной комиссией (ГКРЧ). Частотный диапазон существующих стандартов делится на более узкие отрезки, называемые полосами канала.

Поэтому при выборе усилителя или репитера стоит учитывать его частотность:

1. Широкополосный репитер усиливает весь частотный диапазон определенного стандарта связи. Такой тип устройств сейчас пользуется популярностью.
2. Однополосные репитеры используются для усиления одной конкретной полосы канала одного сотового оператора, т. е, оборудование, которое усиливает сигнал оператора МТС, не сможет выступать как усилитель 4G сигнала сетей Билайн и Мегафон.
3. Мультидиапазонные устройства поддерживают несколько стандартов сотовой связи. Слабый сигнал связан с удаленностью базовой станции оператора мобильной связи и плотностью застройки или рельефом местности. Усилить мобильный сигнал можно, установив усилитель сигнала GSM ретранслятором GSM. Чаще всего люди приобретают двухдиапазонные усилители GSM+3G и 3G+4G и трехдиапазонные устройства GSM+3G+4G. Многодиапазонный ретранслятор устанавливается во внешнем корпусе и может усиливать радиопокрытие до пяти независимых частотных диапазонов. Для установки и настройки репитеров GSM практически всегда требуется предварительный выезд специалиста для измерения частоты, оценки уровня сигнала и выбора оборудования на месте.
4. Селективный репитер будет идеальным решением для сельской местности. Селективный повторитель каналов подходит для сетей со скачкообразным переключением основной полосы частот или синтезатором менее 12 каналов. Такое устройство имеет водонепроницаемый корпус, который может выдерживать практически любые внешние условия.

Основное отличие цифрового репитера от аналогового заключается в наличии процессора основной полосы частот. В аналоговом устройстве сигнал приемника фильтруется и отправляется на модулятор передатчика без анализа содержания. В результате любой полученный и прошедший через фильтр шум отправляется на передатчик. В цифровом ретрансляторе процессор основной полосы частот преобразует полученный сигнал в двоичные биты, проводит его через модуль исправления ошибок и лишь затем отправляют на передатчик.

Выходная мощность усилителя и площадь покрытия

Выходная мощность – характеристика репитера, которая измеряется в милливаттах. Она непосредственно влияет на площадь покрытия устройства. Оборудование с низкой мощностью, к примеру, 100 мВт, может дать уверенный прием сигнала на участке 200-300 м², а более мощный репитер 250-300 мВт может охватить территорию 500-1000 м².

Рассчитывая мощность усилителя для модема 4G, берут во внимание такие данные:

• коэффициент усиления (КУ) внешней и внутренней антенны;
• потерю сигнала на кабеле от оборудования до внешней антенны;
• значения показателей сети.

Чтобы найти КУ репитера, необходимо коэффициенты усиления антенн сложить, а затем из них вычесть потери сигнала и значения качества сигнала сотовой связи.

Коэффициент усиления

Каждое усилительное устройство имеет разную способность усиливать входной сигнал до максимально возможной выходной величины. Коэффициент усиления усилителя определяется как мера этой способности усиления сигнала. Прирост – это отношение исходной мощности сигнала к мощности после усиления, поэтому у него нет единицы измерения.

Коэффициент усиления усилителя можно легко вычислить, взяв отношение среднеквадратичного значения выходного и входного сигналов, но это не всегда оправданный метод для сигнала переменного тока.

Хотя коэффициент усиления усилителя не имеет единицы измерения, так как это соотношение сигналов одной и той же единицы, но если представлять усиление в логарифмическом масштабе, то у него будет единица измерения, называемую децибелом. Соответствие между десятичным и логарифмическим значением коэффициента усиления можно представить в виде таблицы:

Предположим, что один усилитель имеет коэффициент усиления 3, а другой 5, и эти два усилителя подключены каскадно. Общее усиление системы составляет 3 × 5 = 15. Теперь в логарифмической шкале или шкале в дБ это усиление составляет 10 log3 = 4,77 дБ и 10 log 5 = 6,99 дБ соответственно. В шкале децибел это общее усиление составляет 10 log15 = 11,76 дБ, что составляет 4,77 + 6,99.

Принцип работы усилителя

По сути, усилитель сигнала – это электронное оборудование, которое улучшает существующие сети 2G, 3G и 4G LTE. Такое устройство работает, втягивая слабый внешний сигнал, усиливая его и ретранслируя усиленный сигнал в желаемые области. Также такие устройства работают в обратном порядке: усилитель сигнала принимает сигнал с телефона и отправляет его обратно на вышку.

Большинство комплектов усилителя сигнала состоит из трех основных элементов:

• внешней (донорной) антенны – используется для захвата слабого сигнала сотового телефона 3G и 4G LTE;
• усилителя – используется для усиления слабого сигнала;
• внутренней антенны – применяется для ретрансляции усиливающего сигнала внутри помещения.

Коаксиальные кабели используются предназначены для передачи высокочастотных электрических сигналов на расстояния с низкими потерями сигнала.

Антенны

Расположение антенны имеет решающее значение, оно может существенно повлиять на мощность сигнала, отправляемого на усилитель. Есть разные методы для нахождения места с лучшим сигналом.

Антенна должна быть размещена как можно выше, чтобы иметь лучшую видимость с вышками сотовой связи и уменьшить количество препятствий между домом и вышками. Обычно чем выше антенна, тем лучше сигнал. Чаще всего наружная антенна устанавливается на крыше или фасаде дома. Для крепления вы можете использовать имеющуюся вентиляционную трубу или опору. Важно, чтобы внешняя антенна располагалась на краю крыши или рядом с ней. Если у вас есть антенна Яги или другая направленная антенна, она должна обязательно быть направлена ​​от дома к ближайшей вышке сотовой связи.

Уличные или внешние

Покупая усилители сигнала, стоит рассмотреть варианты внешней антенны Yagi или всенаправленной внешней антенны. С помощью этих антенн можно легко подключить сигналы 4G LTE или 3G. Внешняя или уличная антенна, установленная на крыше дома, соединяется коаксиальным кабелем с базовым блоком. Затем базовый блок усиливает и передает сигнал с улицы по всему дому. Для установки уличной антенны лучше воспользоваться услугами профессионалов.

Внутренние или комнатные

Внутренние антенны обычно меньше и менее мощные, чем их наружные «собратья» с дальностью приема около 45-80 км.

Они подвержены влиянию помех от вещей в доме, в том числе:

• стен;
• деревянных рамок;
• компьютеров и телефонов;
• холодильников и другого электрооборудования.

Если нет возможности избежать использования внутренней антенны, лучший способ улучшить мощность и качество сигнала – это расположить антенну близко к окну с минимальными препятствиями и прямой видимостью местных радиовещательных вышек.

Комнатные антенны будут хорошим выбором для людей, которые живут в квартирах или многоквартирных домах, где они не могут установить антенну на крыше. Это также хороший выбор для людей, которые живут рядом с вышками вещания. Рекомендуется размещать их как можно выше.

Встроенные или наружные

Необходимость в маршрутизаторе 4G Wi-Fi зависит от ситуации.

Рекомендуется использовать беспроводной маршрутизатор 4G с функцией Plug-and-Play в следующих ситуациях:

• если вы живете там, где нет стабильного проводного интернета или надежного Wi-Fi;
• необходимо подключение 3G / 4G к резервным фиксированным сетям;
• не хотите тратить время на доступ в интернет;
• нет необходимости в сложном развертывание кабелей для домашних сетей.

Обеспечивая подключение к интернету без ограничений по кабелю, маршрутизаторы 4G удобны и широко популярны. Маршрутизатор 4G Wi-Fi, содержащий встроенный широкополосный модем LTE, использует SIM-карту для совместного использования интернет-соединений. Можно использовать Wi-Fi-маршрутизатор 4G для совместного использования в интернете в любом месте, если он находится в зоне действия сети, предоставляемой оператором мобильной связи.

Наружные антенны обычно размещают на крышах или гаражах, они намного больше и мощнее, чем внутренние антенны. Обычно имеют радиус действия от 95 до 160 км, в зависимости от окружающей местности. Если вы находитесь в сельской местности, где плотность сотовой связи мобильного телефона ниже, вам, возможно, придется прибегнуть к наружной антенне (которая, как правило, имеет более высокий коэффициент усиления и может быть установлена ​​на крыше дома).

Всенаправленные, направленные, секторные

Всенаправленная антенна принимает сигнал со всех сторон или под углом 360°. Она лучше всего подходят для местности со средним или сильным сигналом снаружи или с несколькими вышками сотовой связи поблизости, чтобы увеличить количество операторов связи. Всенаправленная антенна также является лучшим выбором, если вы не знаете, откуда исходит сигнал.

Направленная антенна (Яги) принимает сигнал под углом 45°. Она предназначена для направления на ближайшую башню. Имея более сфокусированный сигнал, антенна может достигать большего, чем всенаправленная антенна. По сути, это тип антенны, который может использовать каждый, кто живет в самых отдаленных районах, где есть единственная вышка сотовой связи или один оператор связи.

Секторная антенна – это тип направленной микроволновой антенны с секторной диаграммой направленности. Это длинные узкие антенны с высоким коэффициентом усиления. Секторные антенны состоят из набора диполей, размещенных перед рефлектором определенной формы. Размер и форма отражателя определяют рабочие характеристики этих антенн. Отражатель обычно плоский с выступами или другими элементами по краям. Широко используются для сотовой связи.

Узкополосные и широкополосные

При наличии информации о частоте сигнала, которая будет применяться для подключения к интернету, имеет смысл использовать узкополосную антенну, предназначенную для этого диапазона частот, поскольку она отсеет посторонние сигналы и оставит тот, который нужен.

Узкополосные антенны применимы:

• при пользовании услугами оператора длительное время;
• необходимости отфильтровать посторонние сигналы иных частот.

Широкополосные антенны применимы, если нет данных о частоте интернет-сигнала, а также при постоянной смене оператора (чередуя несколько сим-карт).

Установка антенны проста, не требует перенастройки при смене провайдера и сим-карты.

Широкополосные антенны не стоит устанавливать в той местности, где близко находятся аэропорт или военный объект.

Частоты отечественных операторов

Yota (Россия) – 100% дочерняя компания МегаФона, использует 2 диапазона GSM, 2 диапазона UMTS и 2 диапазона LTE. Оборудование компании работает на частотах 4G, занимая канал бэнд 7.

Megafon – ведущий российский поставщик интегрированных телекоммуникационных услуг, использует 2 диапазона GSM, 2 диапазона UMTS и 2 диапазона LTE. Сейчас зона действия Мегафон 4G охватывает почти всю страну. Частоты, на которых работает компания – b7, b38 и b20.

MTS (Россия) использует 2 диапазона GSM, 2 диапазона UMTS и 2 диапазона LTE в 83 регионах страны. Оборудование работает в частотных диапазонах 4G FDD b7, а также b20 и b38 (кроме Москвы и Московской области, а также АР Крым и Севастополя).

Tele2 – четвертая по величине сеть мобильной связи в РФ. Компания работает в более чем 65 регионах России. В 2014 году Tele2 запустила сеть B3 (1800 МГц) LTE в Туле и других населенных пунктах. Развертывание в большинстве крупных городов началось в течение 2015 года. Другие сети LTE были запущены на B7 (2600 МГц) и B20 (800 МГц), с меньшими развертываниями LTE TDD на B40 (2300 МГц), в основном в Краснодарском и Сочинском районах. Tele2 запустила свою первую пилотную зону 5G в августе 2019 года в центре Москвы. Сеть привязана к полосе LTE B7 (2600 МГц).

Beeline. Оборудование компании работает на частотах 4G b7 и b20.

Как определить частоту сигнала

Определяют частоты для разных стандартов (3G, 4G и 4G-Advanced (4G+)) по-разному:

1. 3G сигнал передается в частотных диапазона – 2100 МГц и 900 МГц (Юго-Восток Московской области). На смартфоне нужно с помощью кода активировать программу Netmonitor. На Android-смартфонах от Samsung нужно ввести код *#0011#. На Android других брендов вводят коды *#*#4636#*#* или *#*#197328640#*#*.
2. 4G LTE. Сотовые операторы могут передавать сигнал в диапазонах 800 МГц, 1800 МГц и 2600 Мегагерц. Чтобы определить частоту, можно применить встроенный Netmonitor смартфона. С помощью приложения CellMapper можно определить частоту. Нужно пройти бесплатную регистрацию на сайте, затем в настройках обозначить галочку в разделе «Рассчитать частоты GSM/UMTS/LTE».

Отличия антенн для 3G и 4G

Если использовать усилитель 3G 4G с высоким коэффициентом усиления, то улучшится мощность, качество, и скорость 3G-4G –соединения.  Можно выбирать из всенаправленных и направленных антенн с разными характеристиками.

Стоит помнить, что антенны для 3G и 4G LTE сетей отличаются. Эти различия связаны с распространением радиоволн в этих стандартах связи. Говоря о стандарте 3G UMTS, отметим, что радиоволны предаются в вертикальной поляризации, поэтому оборудование для этих сетей тоже имеют вертикальную поляризацию.

В стандарте 4G LTE передающая башня вещает волны и в вертикальной, и в горизонтальной поляризации. Специальные антенны MIMO прекрасно подходят для передачи сигнала.

Выбор типа антенны зависит от расположения дома. Если он находится в зоне уверенного покрытия и нет необходимости настраиваться на конкретную башню, будет вполне достаточно использовать простенькую широкополосную антенну, которую следует настроить на базу с максимальным сигналом. Если дом расположен в зоне нестабильного приема сигнала, лучшим вариантом станет узконаправленная антенна Mimo.

Сравнение вариантов усиления 4G сигнала в загородном доме

Если вы живете в зоне с очень слабым сигналом или ваш дом находится вдали от города, нужно подумать об усилителе сигнала, который значительно увеличит скорость передачи данных LTE.

Это может быть:

• 4G модем, по виду напоминающий обычную USB-флешку. Внутри нее находится приемник с 4G антеннами для поддержки работы технологии MIMO, увеличивающей скорость передачи данных в два раза. Подключение устройства происходит через порт ПК или ноутбука. Такой 4G модем может работать и в обоих стандартах, и 4G, и 3G. Вариант не подходит для тех, чей дачный участок располагается на большом расстоянии от вышки или далеко от города.
• Антенна со встроенным модемом. Устройство включает USB-модем и внешнюю 4G MIMO антенну. Такое оборудование обычно обустраивается на небольшую мачту для того, чтобы направить его в сторону башни.
• Устройство 3 в 1: антенна + модем + роутер. Вариант подходит для тех семей, где выход в интернет нужен нескольким членам семьи. Однако жители северных регионов не могут использовать такое оборудование, поскольку лютая зима не подходит для таких устройств из-за того, что микросхемы на чипсете роутера плохо реагируют на понижение температуры воздуха ниже 40 °С.
• Заводская антенна для усиления сигнала – надежный (ловит самый слабый сигнал), долговечный, но дорогостоящий вариант. Работает на частотах от 450 до 3600 МГц и является усилителем LTE сигнала в любых полосах частот.
• Репитер сотовой сети для интернета, состоящий из внешней и внутренней антенны-приемника. Можно купить готовый комплект, а можно собрать его самостоятельно, замерив уровень сигнала в доме.

Частые заблуждения при выборе усилителей интернета

Когда нужно остановить свой выбор на каком-либо варианте усилителя, появляется масса советчиков, которые в той или иной мере сталкивались в такой покупкой.

Стоит обратить внимание на некоторые заблуждения:

1. Многие, покупая антенну 2600 МГц думают, что она хорошо себя покажет в сельской местности, однако она хорошо функционирует только в черте города.
2. Ошибочно полагать, что чем больше коэффициент усиления антенны – тем выше скорость. Для загородного дома достаточно будет выбрать антенну с коэффициентом усиления от 5 до 12 дБ.
3. Встречаются недостоверные сведения в характеристике устройств от некоторых производителей. Так, при заявленных 20-28 дБ реальное усиление сигнала составляет от 14 до 17 дБ. Это можно заметить только при установке антенны, поэтому перед покупкой стоит изучить отзывы и обзоры других пользователей и рекомендации профессионалов.

Усилитель интернет сигнала для 3G и 4G модемов должен принять существующий сигнал и усилить его. Если вы живете в районе со слабым покрытием и хотите улучшить связь по всей территории, выберите как можно более мощный усилитель.