с 9-00 до 21-00 без выходных
Усиление сотовой связи и 3G/4G
интернета, бесшовный Wi-Fi доступ
+7(499)577-04-94 Заказать обратный звонок
icon1 0 icon2 0 icon2 0
Калькулятор

Как выбрать усилитель сотовой связи и интернета (репитер) для дачи, квартиры или офиса в 2020 году

Рейтинг: 4.4/5 - 48 голосов
Обновлено: 22.01.2020

Качество мобильной связи у любого оператора зависит от зоны покрытия сотовой сети и нагрузки на базовую станцию. В городе связь может ухудшаться из-за перегрузки ретранслятора за счет большого количества абонентов. Прохождению сотового сигнала мешает и высокая плотность окружающих застроек. А в области рельеф местности (нахождение в низине и густая растительность) создает "мертвые зоны" для прохождения радиоволн.

Принцип работы усилителя сигнала сотового телефона может быть довольно сложным для понимания. Наша цель в этом руководстве - помочь объяснить ключевые моменты о том, как работают усилители сигнала, как правильно их выбрать и установить, чтобы получить наилучшую эффективность работы оборудования.

Для обеспечения уверенного приема радиосигнала мобильной сети устанавливается усилитель сотовой связи. Подробнее про принцип работы системы усиления сотовой связи.

Подобрать оборудование для усиления сотовой связи и интернета по параметрам помогут ответы на следующие вопросы:

  1. Как узнать частотный диапазон и стандарты сотовой связи Вашего оператора?
  2. Что означают столбики на шкале телефона - сила и качество сигнала
  3. Каковы основные причины ослабления приема сигнала и увеличения помех
  4. Как работает усилитель сотовой связи
  5. Разновидности и классификация сотовых усилителей
    1. Широкополосные, мультидиапазонные и селективные
    2. Аналоговые, цифровые и оптические
  6. Как установить и настроить усилитель сигнала сотовой связи
  7. Какая выходная мощность усилителя обеспечит покрытие Вашего помещения?
  8. Зачем нужна автоматическая регулировка усиления?
  9. Чем опасно самовозбуждение усилителя и как его избежать?
  10. Какой коэффициент усиления репитера выбрать?
  11. АЧХ репитеров
  12. Какие антенны, тип кабеля и разъемы использовать?

Для полноценного охвата всех абонентов голосовой связью и интернетом операторы используют разные диапазоны и стандарты связи.

Стандарты сотовой связи 2G, 3G, 4G LTE и их распределение по полосам частот

Краткая справка по каждой технологии.

2G: сотовые сети второго поколения были введены в эксплуатацию в начале 1990-х годов. Существует два типа технологии 2G: CDMA и GSM. В России решили использовать технологию GSM. 2G поддерживает голосовые вызовы и минимальную передачу данных - текстовые СМС и графические ММС сообщения. Для улучшения голосовой связи применяют GSM усилители.

3G: сотовая технология третьего поколения была внедрена операторами связи с 1998 года. Опять же, существует два типа технологий 3G: CDMA2000 (и EVDO) и UMTS / WCDMA / HSPA. Ранее технологию CDMA2000 / EVDO использовал оператор Skylink, а "Большая тройка" - МТС, Билайн, Мегафон решили использовать технологию UMTS / WCDMA / HSPA. В дополнении к голосовым вызовам, позволяет передавать данные по сотовым сетям. Для улучшения качества передачи данных используют 3G усилители.

4G: Когда появилось четвертое поколение сотовых сетей, операторы объединились вокруг единой технологии: LTE. Она обеспечивает значительно более высокую скорость соединения и первоначально использовалась только для передачи данных, а для передачи голоса применяли более старые технологии 2G и 3G. В последние несколько лет 4G LTE стала преобладающей технологией для передачи голоса и данных. Голосовые вызовы отправляются посредством VoLTE. Все мобильные телефоны и модемы поддерживают 4G LTE и отдают приоритет этой сети для вызовов и данных. Лучшие 4G усилители - это MIMO антенны с интегрированным в корпус роутером.

5G: пятое поколение в России общедоступным станет еще не скоро, все упирается в частотный дефицит. Самые популярные на западе и удобные в плане эффективности частоты 3,4-3,8 ГГц заняты военными. Тем не менее, вполне вероятно, что у нас 5G будет работать с сигналами "миллиметровой волны" на более высоких частотах 25-29 ГГц. Или мы пойдем своим "эксклюзивным" путем развития 5G в диапазоне 4,4—4,99 ГГц.

На 2020 год в России базовые станции сотовых операторов работают в 6 частотных диапазонах: 450, 800, 900, 1800, 2100 и 2600 МГц.

Частотное распределение каналов сотовой связи в России на 2020 год

Для усиления 3G и 4G Интернета на даче существуют различные решения от самодельной антенны из жестяной банки до сложных и дорогих устройств стоимостью порядка 50000 рублей. Кроме того, покупателей пугают технические характеристики оборудования – 2G, 3G, UMTS, 4G, LTE.

Узнайте что такое LTE в телефоне и как расшифровывается этот термин.

Частотное распределение каналов сотовой связи в России на 2020 год

Стандарты 2G, 3G и 4G встречаются в разных частотных диапазонах:

Частота, МГц Стандарт
2G 3G 4G
450
800
900
1800
2100 ±
2600

С начала 2019 года сотовые операторы запустили услугу VoLTE – передачу голосовых данных через пакетную сеть 4G. Переключение каналов передачи голоса между 4G и 2G/3G происходит автоматически, незаметно для абонента.

За городом и в сельской местности, а также в населенных пунктах с низким уровнем населения чаще всего используется частота 900 МГц (как самая дальнобойная). В крупных же городах и мегаполисах операторы в большей степени применяют стандарты GSM1800, 3G и 4G.

Понятно, что за городской чертой можно увидеть в основном только ретрансляторы, работающие в диапазоне частот 900 МГц. Поэтому, если вас не устраивает качество сигнала сотовой связи в загородном или сельском доме, вам потребуется усилитель сигнала для стандарта GSM900. Подробнее в статье: Как усилить сотовую связь за городом?

Для складских и офисных помещений в черте города рекомендуется устанавливать усилители частотного диапазона 2100 и 1800 МГц. Подробнее в статье: Как улучшить качество сотовой связи в офисе?

Смартфон всегда стремится подключиться к наиболее высокой частоте из тех, что заходят в помещение. Например, при наличии сигнала 3G в частотах 900 и 2100 МГц телефон выберет верхний диапазон. Поэтому при подборе оборудования акцент делается на верхние "рабочие" частоты.

Важно понимать, что бюджетный репитер усиливает одну конкретную частоту, а не стандарт! И если вам нужна стабильная голосовая связь и интернет-соединение одновременно, лучше купить комбинированные мультидиапазонные устройства. Для них так же необходим предварительный замер сигнала. Если Вы не хотите вызывать для этого специалиста, то можно самостоятельно определить частоту и уровень сигнала с помощью обычного мобильного телефона.

Что означают столбики на шкале телефона?

Большинство людей думают, что полосы на их телефоне это сила сигнала. Но на самом деле это не так - столбики показывают две вещи:

Параметр качества может ограничивать количество баров так же сильно, как и уровень сигнала. Понимание этого факта действительно важно для правильной установки усилителя.

Как мы упоминали выше, большинство сотовых сетей используют LTE как для вызовов, так и для передачи данных. В сетях LTE уровень и качество сигнала обычно называются "RSRP" и "SINR".

Уровень мощности сигнала принимаемого с базовой станции (RSRP): является мерой силы сигнала LTE, его считают мощным при значении около -70 дБм RSRP, в то время как слабый составляет около -100 дБм.

Соотношение сигнал/шум (SINR): является мерой качества сигнала LTE. Хорошим считается значение SINR больше 10 дБ, в то время как SINR менее 5 дБ это уже слабый сигнал. Чем меньше это значение, тем ниже будет скорость соединения.

Сила и качество 4G LTE сигнала

Сила и качество принимаемого LTE сигнала

Четыре основные причины ослабления сигнала на телефоне и ухудшения приема

Есть четыре причины, которые приводят к перебоям связи и низкой скорости передачи данных. Часто это не просто один из этих факторов, а их комбинация.

1. Помехи между соседними базовыми станциями (Inter-cell Interference или межсотовая интерференция)

Современные сотовые технологии, такие как 4G LTE, используют одинаковые полосы частот для передачи сигнала от всех базовых станций. Если ваш телефон расположен между двумя или более БС и ловит сигналы от них примерно одинакового уровня, остальные вышки будут выступать в качестве "помех" для базовой станций, к которой вы пытаетесь подключиться. Это приведет к снижению качества сигнала (в LTE это измеряется как RSRQ и SINR). Межсотовая интерференция является одной из самых распространенных причин слабого сигнала в городских и пригородных районах. Чаще всего она возникает, когда абоненты находятся на краях сот.

2. Расстояние от ближайшей вышки сотовой связи

Радиоволны затухают при распространении в пространстве. Если вы находитесь очень далеко от ближайшей БС, сигнал будет слабым. Смартфон с трудом будет улавливать сигнал от базовой станции, и аналогичным образом сотовая вышка будет плохо "слышать" сотовый телефон.

3. Строительные материалы / конструкция транспортных средств

Даже если сигнал снаружи здания или транспортного средства сильный, такие материалы, как гипсокартон, дерево, бетон, металл и низкоэмиссионные энергоэффективные стекла, могут ослаблять сигнал, делая его слабее в доме, офисе и в транспортных средствах.

4. Ландшафт и близлежащие здания

Деревья, кусты и любая другая растительность состоят из воды, которая в различной степени блокирует сотовый сигнал. Дом может находится в низменности, что затрудняет прохождение радиоволн. В городских районах большое количество высотных железобетонных зданий препятствуют распространению сигнала.

Узнайте как работает усилитель сотовой связи

Сотовый усилитель - прибор, применяемый для усиления входящего и исходящего сигнала сотовой связи. Используется для локального усиления связи в местах плохого приема сигнала. Работает только в комплекте с антеннами, подключенными к нему через кабель.

При исходящем звонке или передачи данных схема повторяется в обратном порядке.

Схема работы системы усиления сотового сигнала
Схема работы системы усиления сотового сигнала
Важно! Для правильной работы устройства необходимо, чтобы между сервисной и донорной антенной не возникло эффекта самовозбуждения. В этом случае произойдет усиление сигнала с двух антенн по кругу. Данное явление похоже по своему принципу на эффект усиления звука при поднесении микрофона к колонкам. Только в случае репитера появятся помехи в сети оператора.

Разновидности и классификация сотовых усилителей

На территории Российской Федерации распределение радиочастот между операторами связи осуществляется государственной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ). Под каждый из существующих стандартов связи сотовым операторам выделяется определенный частотный диапазон. Он, в свою очередь, делится на определенные, более узкие отрезки, которые называются полосами канала. Данный набор полос уникален для каждого стандарта.

Широкополосные, однополосные, мультидиапазонные и селективные репитеры

Широкополосный репитер поддерживает все полосы частотного диапазона (стандарта). Такой тип репитеров является самым востребованным и популярным. Например, GSM-усилитель на 900 МГц будет обрабатывать данные в диапазонах частот 880–915 МГц (передача сигнала) и 925–960 МГц (прием сигнала) не зависимо от оператора.

Широкополосный репитер EverStream
Широкополосный репитер EverStream
Мультидапазонный репитер Huaptec
Мультидапазонный репитер Huaptec

Однополосные репитеры способны усиливать только одну конкретную полосу канала и только для какого-либо одного сотового оператора. Так, например, устройство усиливающее сигнал провайдера МТС, абсолютно бесполезно для применения в сети Билайн и Мегафон. Из-за такой ограниченности использования в продаже данные устройства найти достаточно сложно.

Мультидапазонные репитеры работают с несколькими стандартами сотовой связи. Большой популярностью пользуются двухдиапазонные усилители GSM+3G и 3G+4G и трехдиапазонные усилители GSM+3G+4G. Технически - это несколько репитеров, объединенных в одном корпусе.

Селективные репитеры – это более современные и дорогие модели широкополосных устройств с программным управлением. В них есть возможность ручной настройки параметров рабочей полосы канала. Приобретается селективный репитер для работы с определенным оператором. А сигналы других провайдеров, в результате калибровки канала, не воспринимаются (отсекаются).

Селективный репитер

Аналоговые, цифровые и оптические репитеры

Аналоговые репитеры — пока еще остаются самым распространенным типом усилителей. Обладая самой простой и надежной конструкцией, они обходятся минимумом настроек для эффективной работы всей системы усиления. Управление настройками осуществляется непосредственно на устройстве, через панель управления на корпусе. Удаленное управление на аналоговых репитерах невозможно, что является большим затруднением при работе с большим количеством таких усилителей - любая перенастройка оборудования потребует взаимодействия специалиста с каждым отдельно взятым устройством.

Цифровые репитеры — большинство из них относится к селективному виду усилителей, поддерживая работу выбранной рабочей полосы канала. Это более сложное оборудование, с функцией удаленного управления. С помощью компьютера возможно изменение большого количества параметров усиления или управление группой репитеров, объединенных в единую систему. Цифровые модели более дорогие, зато очень удобны для использования в крупных торговых комплексах, на промышленных складах или производствах.

Цифровой репитер

Оптические репитеры — очень дорогие профессиональные усилители, способные передавать высокочастотные сигналы по оптоволоконному кабелю. Расстояние между внешней и внутренней антеннами при этом может составлять до 20 км. Предназначены они для использования на специальных государственных или военных объектах и производятся на заказ. Работают в составе распределенных антенных систем DAS.

Оптический репитер

Цифровые оптоволоконые DAS - это гораздо больше, чем просто замена коаксиального кабеля на оптоволоконный. Базовая сеть (MU и EU) занимается обработкой сигналов и преобразованием радиосигналов в оптические и передает их по оптоволоконному кабелю практически без задержек и потерь на удаленные блоки (RU), к которому подключаются сервисные антенны. Каждый удаленный блок действует как источник сигнала для определенных областей.

Цифровые оптоволоконые DAS

Бустеры – магистральные усилители, служат для компенсации потерь мощности сигнала в протяженных кабельных трассах. Бустер устанавливается в систему усиления сотового сигнала между репитером и сервисными антеннами. Основное предназначение – усиление сигнала внутри зданий большой площади:

Цифровые оптоволоконые DAS

Как установить и настроить усилитель сигнала сотовой связи

В комплекте всегда идет инструкция производителя, где подробно описан процесс инсталляции и ввода устройства в эксплуатацию. Следуйте ей, а мы дадим свои рекомендации.

Выходная мощность усилителя и площадь покрытия

Выходная мощность устройства - выражается в способности оборудования создать зону покрытия уверенным сигналом на территории с определённой площадью.

Мощности 100 мВт достаточно для участка в 200-300 кв. метров, что вполне приемлемо для жилых помещений или небольших офисов. При мощности усилителя сотового сигнала в 250-300 мВт зона охвата достигает 500-1000 кв. метров. Оборудование такого уровня мощности прекрасно подходит для загородных домов с большим участком земли или для крупных офисов.

Следует сделать небольшой запас по площади покрытия при покупке усилителя, но важно помнить, слишком мощное для данной территории оборудование может создать сильнейшие помехи на ближайшем ретрансляторе, что обязательно приведёт к административному взысканию со стороны государственных структур.

При расчете мощности учитывают следующие параметры:

Собственно, для нахождения КУ репитера нужно сложить коэффициенты усиления обеих антенн и вычесть из них потери сигнала на проводе, а также значения качества сигнала сотовой сети.

Схема расчета энергетического баланса линии связи
Схема расчета энергетического баланса линии связи

Существует и более простой способ. Измерьте уровень сигнала в том месте, где вы будете находиться и в открытом месте, где будет установлена внешняя антенна. Например: в доме и на улице. Если в доме сигнал слабый, в одно-два деления, а на улице показывает полный охват — выбирайте репитер с КУ в 65 дБ. В случае, когда сигнал на улице не сильно отличается от домашнего, либо поднимается на одно деление — покупайте устройство с КУ от 75 дБ и выше.

Ручная или автоматическая регулировка усиления (АРУ)

Работая в штатном режиме, ретранслятор генерирует минимум собственных шумов (не является помехой для базовой станции) и обеспечивает максимальную зону покрытия согласно своим техническим характеристикам.

Если принимаемый сигнал слишком сильный, модуль автоматической регулировки усиления позволяет скорректировать работу оборудования, а слабый сигнал сделать достаточным. АРУ выполняет защитную функцию БС сотовой сети от помех в каналах uplink и downlink, предупреждая осцилляции (самовозбуждение) ретранслятора.

Большинство проблем с сотовыми усилителями вызваны обратной связью, которая возникает между внутренней и внешней антеннами.

При слабой связи самовозбуждение не наступит, но вырастит общий шум всей системы. Связь будет неустойчивой, хотя телефон покажет 4-5 бар.

Самовозбуждение репитера
В канале Uplink высокий уровень шума, он будет мешать работе БС и оператор обратится в Роскомнадзор для поиска источника.
Нормальная работа репитера
Вот такой должен быть нормальный сигнал на репитере, шум около -80дБ.

Самовозбуждение может возникнуть как на внутренней антенне, так и на внешней. В первом случае на мобильном телефоне будет полная шкала, но связь при этом будет неустойчивой, и разговаривать вы не сможете.

Самовозбуждение в канале Downlink
Спектральная картинка на внутренней антенне: классический вариант осцилляции в канале Downlink на частоте 957 МГц, для устранения нужно уменьшить усиление, и развернув внутренние антенны, изменить их поляризацию на горизонтальную.
Самовозбуждение в канале Uplink
Спектральная картинка в канале Uplink рядом с внешней антенной: осцилляции на частоте 890 МГц и 921 Мгц

Почему опасно самовозбуждение именно в канале uplink

Когда осцилляция возникает на внешней антенне. Вы даже может об этом и не знать, пока вам не укажет на это служба радиочастотного контроля. В этом случае ваш репитер превращается в мощный излучатель, который своим шумом снижает соотношение сигнал/шум (SNR). При этом базовая станция становится менее чувствительной и хуже слышит своих абонентов.

Коэффициент усиления репитера (КУ)

КУ – это величина, показывающая на сколько децибел вырастет сигнал на выходе из усилителя относительно входа.

Everstream ES900
Репитер Everstream ES900: 900МГц, 60дБ, UMTS и GSM
Everstream ES900P
Репитер Everstream ES900P: 900МГц, 65дБ, UMTS и GSM

Рассмотрим репитер Everstream ES900 с коэффициентом усиления 60дБ и максимальным выходным уровнем 19дБм. В идеальном случае, когда нет никаких других входящих сигналов в диапазоне усиления, ретранслятор усилит ОДИН входящий канал с коэффициентом 60дБ. В реальности на входе всегда несколько каналов, а так же присутствуют шумы и помехи.

При большом количестве одновременно разговаривающих абонентов происходит падение мощности на выходном каскаде усилителя вследствие того, что репитер начинает использовать большее количество несущих для обслуживания всех абонентов. Поэтому зона покрытия будет сильно ограничена, а в некоторых случаях сигнал вообще может временами пропадать.

Каждый дополнительный канал уменьшает коэффициент усиления на величину 10Lg(N/2). Например, для 4 каналов на входе усиление устройства упадет примерно на 3дБ, а для 16 входящих каналов эта величина уже составит 9дБ. И соответственно, максимальный выходной уровень будет уже 19-9 = 10дБм. Важно знать, что коэффициент усиления репитера зависит от количества усиливаемых каналов и это надо учесть при установке оборудования в местах с большим количеством абонентов: в офисах, магазинах, торговых центрах. В ночное время из-за малого количества абонентов КУ будет максимальным, а днем он существенно снизится. Присутствие помех также уменьшает КУ.

Усилители с КУ меньше 60Дб эффективны только для установки в квартирах находящихся в непосредственной близости от ретранслятора и при условии отсутствия мертвых зон.

Начиная с КУ от 60 до 75, усилители сотового сигнала считаются оптимальными для коммерческих объектов, таких как офисы, рестораны, магазины и т.д. Примером могут быть усилители Everstream ES1800P и Everstream ES2100L.

Для загородных домов и дач сильно удалённых от ближайших ретрансляторов необходимо оборудование с КУ от 75 до 80дБ, например: Everstream ES900Х и Everstream ES2100X.

Everstream ES900X
Репитер Everstream ES900Х: 900МГц, 80дБ, UMTS и GSM
дисплей репитера
Дисплей репитера

АЧХ репитеров

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика - зависимость коэффициента усиления репитера от частоты. Она всегда нелинейная, поэтому какие-то каналы будут усиливаться лучше, а какие-то хуже. АЧХ имеет завалы на границах диапазонов по 3-8 дБ. Поэтому особенно внимательно надо отнестись к каналам, находящихся на этих границах.

Самые дешевые китайские модели не могут обеспечить хорошего усиления сигнала для всех мобильных операторов в виду большой неравномерности АЧХ. Потому что в приграничных диапазонах слабый сигнал будет подавлен более сильным.

Антенны и кабели

В комплекте с усилителем устанавливаются антенны и кабель с разъемами для соединения. Минимальное количество антенн две:

Внешняя логопериодическая антенна 11 Дби
Внешняя логопериодическая антенна 11 Дби
Внутренняя потолочная антенна 3Дби
Внутренняя потолочная антенна 3Дби

Антенны подразделяются на:

Панельная антенна 7 Дби
Панельная антенна 7 Дби
Всенаправленная штыревая антенна 3Дби
Всенаправленная штыревая антенна 3Дби

При установке антенн надо помнить, что пересечение их сигналов приводит к появлению радиопомех и ухудшению работы усилителя. Поэтому:

  1. антенны монтируются на максимальном расстоянии друг от друга;
  2. по возможности комнатная антенна включается в отличной от уличной поляризации;
  3. длина кабеля от внешней антенны до репитера должна быть минимальной.

От качества кабеля напрямую зависят потери сигнала на участке антенна – репитер, чем больше сечение проводника, тем меньше затухание сигнала.

Часто задаваемые вопросы про усилители сотовой связи

Репитер – это небольшой ретранслятор сигнала сотовой связи, который можно установить в любом месте, где сигнал от базовой вышки оператора является недостаточным. Репитер является двусторонне направленным усилителем. Он улавливает слабый входящий сотовый сигнал от базовой станции, усиливает его и передает на мобильное устройство абонента. Аналогичным образом репитер транслирует и радиосигнал, исходящий от абонента к вышке оператора.

Работа любого мобильного устройства всегда связана с появлением электромагнитного излучения, негативно действующего на человеческий мозг. Чем слабее сигнал, поступающий от базовой станции на телефон, тем сильнее «фонит» ваш гаджет, пытаясь этот сигнал поймать. Усиление электромагнитного излучения объясняется тем, что телефон расходует больше мощности, чтобы уловить и передать слабенький сигнал. Установка репитера стабилизирует работу телефона, позволяя ему работать на минимальной мощности. А значит использование усилителя даже более безопасным для здоровья вариантом.

Все зависит от технических характеристик самого усилителя – его мощности и показателя коэффициента усиления. А также от внешних факторов – от мощности приходящего на репитер сигнала; частоты, на которой он работает; и от грамотной установки и настройки всей системы усиления.

Модель усилителя подбирается индивидуально под каждый случай. В первую очередь учитывается частота сигнала, на которой работает ваш оператор. Важно учесть тип местности (сельская или городская), тип установки усилителя (снаружи или внутри), уровень сигнала, приходящего от базовой станции и требуемую зону покрытия.

Конечно, просто нужно правильно подобрать модель репитера по мощности, а также учесть планировку помещения, расположение стен и перекрытий, наличие в отделке строительных материалов, экранирующих сигнал. В этом случае приобретаются и устанавливаются дополнительные внутренние антенны и сплиттеры.

Стоимость типового монтажа включает в себя: выезд на объект, проведение предварительных замеров и расчетов, подбор оптимального комплекта усиления, установку всех блоков усиления (внешней антенны с высотными работами, репитера, внутренних антенн), прокладку кабеля, подключение и настройку системы, инструктаж и сдача ее в эксплуатацию заказчику.

Комментарии

Задайте свой вопрос

Пожалуйста, оцените по 5 бальной шкале

Вместе с этой статьей сейчас смотрят
5G