Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Как усилить сигнал модема: инструкция для новичков и профессионалов

Технологии высоких скоростей

Вернёмся к вопросу выбора между репитером и антенной с роутером, когда нужен быстрый интернет. Большая разница в наличии поддержки технологий MIMO и LTE.

Что такое LTE

LTE (Long Term Evolution) это стандарт для беспроводной мобильной связи 4-го поколения (4G). LTE не просто улучшенная версия 3G, а стандарт, работающий по другим физическим принципам. Был произведён переход от кодового разделения каналов (CDMA) к частотному (OFDMA и SC-FDMA), а также коммутация каналов перешла в коммутацию пакетов.

Но для нас важно то, что стандарт LTE обеспечивает действительно высокую скорость передачи данных 100-300 Мб/с и даже вплоть до экспериментальных 1.2 Гб/с с минимальными задержками. Правда, реальная скорость упирается в возможность оператора связи, LTE не причём

Для увеличения скорости в LTE применяется технология агрегации частот. Изначально, передача данных ведётся не на одной конкретной частоте, а в диапазоне 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 МГц. Например, 900-910 МГц. Это делается для того, чтобы разделить частотное пространство между всеми операторами. Чем шире диапазон, тем больше скорость. Поэтому, чтобы увеличить пропускную способность применяется агрегация (объединение) частот в один канал. Например, два диапазона по 10 МГц объединяются в один широкий канал общим диапазоном в 20 МГц.

Репитеры не поддерживают данную технологию, в отличии от модемов и смартфонов (не все модели).

Что дает использование MIMO

MIMO (multi input – multi output) означает многопользовательский входящий и исходящий потоки данных. Эта технология увеличивает пропускную способность беспроводной сети, когда ей пользуются одновременно несколько устройств. Суть в том, что сигнал передаётся с помощью нескольких антенн одновременно. Для поддержки MIMO, абонент также должен иметь на борту несколько антенн.

Работа многопользовательского МИМО начинается с 802.11ax, 802.11ac Wave2. Старшие стандарты, такие как 802.11b, g и n его не поддерживают. Как вы уже могли догадаться, репитеры не работают с MIMO, это прерогатива роутеров.

Определяемся, что важнее интернет или голосовая связь

Репитер – это устройство, заточенное на простое усиление плохого сигнала, и получаемый результат отлично подходит для передачи голоса. Стандарты передачи голоса GSM просты и занимают немного «места» в канале связи, поэтому не сильно требовательны к характеристикам сигнал/шум. Репитер хорошо усилит сигнал, но также внесёт дополнительные шумы, которые критичны для сигнала высокоскоростного интернета. Также, репитеры не поддерживают технологию высокоскоростного интернета MIMO, а значит работают только на одном канале (об этом ниже).

Если ещё проще, то репитер подойдёт и для голоса, и для интернета, но не ждите высоких скоростей. Скорей всего, не получится смотреть видео в режиме онлайн, но на серфинг и почту хватит. Антенны с модемом предназначены именно для интернета 3G и 4G, и совсем плохой выбор для голосовой связи. Т.е, это как обычный 3G/4G-роутер-модем, который принимает слабый сигнал.

Можно установить только антенну на крыше дома и соединить её со своим модемом коаксиальным кабелем. Но такой кабель также не рекомендуется брать больше 15м, иначе затухание сигнала приведёт к ухудшению характеристики «сигнал/шум». К тому же, кабель должен быть толстым, и его трудно незаметно проложить в помещении.

Бескомпромиссный вариант – это выбрать репитер для голоса, а для интернета — антенну с модемом. Недостатком станет необходимость в дополнительной SIM-карте для модема.

Уличная 4G антенна со встроенным модемом или роутером

Некоторые уличные модели бывают с модемами или роутерами, поэтому стоит разобрать оба типа этих антенн.

Антенна с модемом

В корпусе этой антенны размещается 4G модем, подключенный к антенне с помощью специальных разъемов. Правда для подключения устройства к ПК нужен длинный USB-провод, который по длине ограничен 10 м. Если кабель плохого качества, то даже и при длине 3 м устройство будет периодически пропадать (отваливаться).

Плюсы и минусы

Подходит для всех сотовых операторов
Гибкий кабель
Доступная цена

Модем нестабильно работает при длине USB кабеля 5 м и более
Чтобы поменять симку в модеме необходимо разбирать корпус антенны
Недобросовестные продавцы могут установить в антенну 3G модем, поэтому быстрого интернета не будет.

Также нужно помнить, что в уличной среде устройство может быстро сломаться из-за попадания конденсата.

Антенны с роутером и модемом

Внутри этой антенны размещается роутер с модемом, который питается по технологии POE (по витой паре). Такая антенна очень удобная, потому что для ее подключения нужен кабель «витая пара», который по длине может быть до 100м.

Но роутер ещё больше чувствителен к погоде, потому что он сильно нагревается в процессе работы. Летом он может нагреваться внутри замкнутого (непроветриваемого) корпуса антенны до 60С и более.

Плюсы и минусы

Кабель длиной до 100 м.
Можно с помощью антенны раздавать интернет на несколько устройств

Такое оборудование не долго работает. Средняя температура роутера и модема в корпусе устройства 0 — 40С
Для смены SIM карты необходимо разбирать устройство

Конечно, продавцы уверяют, что корпус антенны герметичный и роутер сам себя обогревает зимой. В холодное время года это работает, но летом на жарком солнце устройства в герметичном корпусе антенны нагреваются до более 60 С.

Усилитель 3g модема своими руками

После того , как мы уточнили комплектацию покупного усилителя , то рассмотрим варианты  самодельных конструкций.

Простая конструкция усилителя 3g модема

В прошлом сезоне я сделала простой усилитель 3g модема своими руками. Никаких измерений не делала,просто спросила в магазине у парнишки-продавца про усилитель(готова была купить любой,лишь бы у меня появился Интернет на даче). Парень мне рассказал про свой метод, и я его просто повторила:

  1. нужно купить удлинитель длиной 3-5м с разъемами usb «папа-мама»
  2. взять CD диск и на нем сделать крепление для флешки в середине диска
  3. за окном,с внешней стороны,на фасаде сделать какой-то крепеж для диска,типа гвоздика
  4. повесить диск с модемом с наружной стороны окна или  на окно с внутренней стороны помещения(если идет дождь или холодно),а другой разъем кабеля подсоединить к ноутбуку

Вот и вся конструкция.Действительно,сигнал ловится не плохо,по сравнению с тем, что было.

Эта конструкция небольшого усилителя работает за счет длины кабеля и зеркальной поверхности  в виде CD диска.

Если увеличить площадь усилителя и вместо CD диска применить что-то, большего диаметра, то можно в разы увеличить прием сигнала.

Вот нашла в Интернете конструкцию усилителя 3g модема,сделанную  своими руками, подобную моей конструкции, но с большим диаметром «антенны»:

Самодельный усилитель 3g модема

  1. берем алюминиевый тазик
  2. размечаем центр тазика и придумываем в этой точке какой-нибудь крепеж для модема. Модем должен смотреть точно в центр тазика.
  3. подсоединяем кабель длиной 5м или более,если при исследовании вашего участка вы определили,что нужно поднять усилитель выше
  4. вешаем тазик на стене дома в том направлении,где максимально улавливается сигнал. Можно закрепить на деревянном шесте и поднять его максимально высоко над домом
  5. «методом тыка» подбираем наилучшее расположение центра тазика и закрепляем окончательно,чтобы он не разворачивался при ветре.

Вместо алюминиевого тазика можно взять алюминиевый дуршлаг:

Самодельный усилитель сигнала модема из дуршлага

Говорят, что уровень сигнала повышается в 3-4 раза. Такую конструкцию собираюсь опробовать в нынешнем дачном сезоне, потому что мне нужен качественный  Интернет.

Почему самоделка? Потому что уже знаю по своей конструкции, что такой вариант работает. И потому что, говорят, что покупной усилитель для Интернет модема не гарантирует качества-«деньги на ветер», потому что «дурят нашего брата» : самодельный работает, а покупной-нет. Нет в нем никакого усилителя-простая отражательная антенна настольного типа (Connect).

усилитель 3g, 4g сигнала и вайфая

Как определить частоту, на которой приходит сигнал

Чтобы выбрать оптимальный усилитель сотового сигнала для офиса, дачи или квартиры, нужно определить:

  • Уровень сигнала в точке установки антенны;
  • Частоту сигнала и стандарт связи: GSM/UMTS/LTE.

Уровень сигнала можно прикинуть «на глаз», просто по столбикам в строке статуса мобильного телефона. Это самый простой и неинформативный способ. Куда интереснее зайти в инженерное меню телефона и посмотреть там более точные технические характеристики: уровень сигнала в децибелах и рабочую частоту. Более продвинутый способ – это использование специализированного оборудования с приглашением специалиста.

Как измерить сигнал на Android

На смартфонах под управлением операционной системы Андроид нужно войти в инженерное меню и зайти в раздел с информацией о сети. У разных производителей: Samsung, Huawei, Lenovo, BlackView, HTC и др., меню настроек отличаются. Ищите в интернете инструкцию по входу в инженерное меню именно для своего телефона.

Есть ещё один способ, нужно зайти в «Настройки -> Система -> О телефоне», или «Настройки -> Об устройстве -> Общая информация -> Статус SIM» (на Xiaomi).

Либо используйте любое приложение по запросу «частота сигнала сети», например «Network Cell Info» или «Сотовые Вышки Локатор». Последнее, кстати, определяет и показывает где и на каком расстоянии расположена сотовая вышка.

Как измерить сигнал на iPhone

На айфонах уровень сигнала смотрят в инженерном меню. Чтобы туда попасть, наберите в телефоне *3001#12345#* и нажмите кнопку вызова. Далее выберите тип сети: LTE/UMTS/GSM.

На следующем шаге заходите в пункт, соответствующий выбранному типу сети, в данном случае UMTS/3G:

И в итоге получаем необходимую информацию: качество, уровень и частоту сигнала.

Частотный диапазон можно определить по номеру канала ARFCN из этой таблицы:

Есть ещё важные условия для получения нужных результатов на iPhone. Убедитесь, что айфон подключён к сети нужного стандарта. Это можно узнать в строке статуса, но сначала выключите Wi-Fi

Затем обратите внимание на обозначение:

Символ E или ничего2G
3G,H, H+3G
4G, LTE4G

Есть ещё один нюанс, чтобы проверить 2G или 3G сначала нужно отключить 4G. Для этого зайдите в «Настройки -> Сотовая Связь -> Параметры данных -> Включить LTE» и переключите LTE в положение «Выкл».

Способы усиления сигнала модема

Среди имеющихся способов усилить сигнал, поступающий с вышки сотовой связи, можно выделить четыре, которые были проверены эмпирическим путем, в том числе и как сделать усилитель сигнала для 4G в виде популярных антенн:

  • Повышать качество связи можно уменьшением количества преград на пути радиоволны путем выноса приемника на открытую местность, за пределы помещения (в простейшем случае – за окно).
  • Приобретение или сооружение своими руками рефлекторной антенны. Для самодельного изготовления устройства, позволяющего увеличивать уровень сигнала, необходимо:
  1. Из листа тонкого металла (листового алюминия, оцинкованной жести, в крайнем случае – фольги, наклеенной на картон) вырезать плоскость, форма не важна, обычно это прямоугольник больших размеров (50х50 см, 100х100 см).
  2. Из непроводящего материала (текстолита, оргстекла, пластмассы, дерева) вырезать штангу, на конце которой соорудить кронштейн для установки модема. Желательно, чтобы он имел подвижность в продольной плоскости (угол наклона модема относительно рефлектора).
  3. В отражателе вырезать прямоугольное отверстие под штангу так, чтобы одна из граней осталась целой, и загнуть получившийся «язычок».
  4. Установить штангу и путем движения вперед-назад, а также изменением угла наклона модема, отрегулировать положение, в котором коэффициент усиления сигнала имеет максимальное значение.
  5. Закрепить штангу и рефлектор саморезами.

Покупка или конструирование своими силами эффективной направленной антенны. Типовых конструкций таких устройств, способных улучшать уровень сигнала, очень много, ниже приведены некоторые из них:

  1. Антенна Харченко. Представляет собой резонатор в виде двух ромбов, установленный над рефлектором. Геометрические размеры зависят от полосы частот, в которой планируется усиливать радиосигнал. При изготовлении есть жесткое условие – сохранение точности вплоть до десятых долей миллиметра. Соединение с приемником осуществляется через коаксиальный кабель и переходники.
  2. Полосковые резонаторы или панельные антенны. Конструктивно выполнены в виде двух и более (по количеству плоскостей поляризации) независимых антенных решеток, размер элементов которых также зависит от рабочего диапазона частот. Считаются наиболее успешной реализацией и используются в составе базовых станций.
  3. Антенна типа «пушка». Очень эффективное устройство пассивного усиления сигнала, которое, как это ни удивительно, приобрело популярность благодаря радиолюбителям. Техническое выполнение включает в себя резьбовую шпильку, которая выступает в роли регулятора расстояния между надетыми на нее металлическими дисками различного диаметра. Такой подход позволяет использовать не две, а одну антенну в технологии MIMO и принимать сигнал, поляризованный сразу в двух плоскостях.
  4. Использование комплекта антенны и активного усилителя сигнала. В целом это весьма грамотный подход, который и реализован на вышках сотовой связи. Однако такое решение имеет множество подводных камней, хорошей теоретической подготовки и тонкой настройки. Без этого шанс получить работоспособную конструкцию равен 50 на 50.

Способы усиления сигнала модема

К самым популярным относят:

  • Установка ПК или ноутбука с модемом вблизи окна;
  • Использование USB-удлинителя и расположение модема на подоконнике или вовсе на улице;
  • Создание рефлектора, т. е. устройства, усиливающего сигнал (некоторые умельцы мастерят его из кастрюль и дуршлагов, кто-то использует звуковые колонки и резонанс частот);
  • Применение заводского усилителя 3G или 4G сигнала (средняя стоимость 1000-2000 рублей).

Каждый из перечисленных способов может улучшить качество сигнала на 10-30%. Нельзя исключать и полного отсутствия результата. Например, длинный USB-удлинитель может привести к тому, что модему будет не хватать питания, и он вовсе перестанет определяться компьютером.

Действенным, но дорогостоящим решения является репитер. Это усилитель именно 3G или 4G сигнала. Его несомненное преимущество заключается в том, что он увеличивает скорость передачи и обработки данных не только конкретного модема, но и нескольких устройств. При его функционировании в радиусе до 50 м также будет лучше работать сотовая связь. Рекомендуем приобретать репитер для улучшения сигнала в подвалах или на цокольных этажах.

Эффективным и бюджетным способом усиления сигнала модема является и специальная антенна, которую совсем несложно сделать самостоятельно. Рассмотрим несколько примеров.

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

Потребительское свойствоУличная антенна с выносным модемом/роутеромУличная антенна с интегрированным модемом/роутеромУсиление 3G/4G с помощью репитера
Поддержка 2х2 MIMO (Скоростной интернет)ДаДаНет
Увеличение скорости в исходящем канале (Uplink)ДаДаДа
Увеличение скорости во входящем канале (Downlink)ДаДаНет
Возможность усиления голосовой связиНетНетДа
Коэффициент усиления комплекта0 – 17 дБ9 – 21 дБ60 – 80 дБ
Необходимость приобретения отдельной сим-картыДаДаНет
Возможность приёма очень слабого уличного сигналаДаДаДа
Необходимость «развязки» между антеннамиНетНетДа
Необходимость замера частоты сигналаДа / НетДа / НетДа
Самостоятельный монтажДаДаНет

Антенны

Антенны, которые служат для улавливания сигнала от базовой станции также делятся по своим конструктивным особенностям на несколько типов

Их важно знать при подборе и покупке оборудования для дома

Простые и MIMO

Представленные простые приборы дают возможность получить намного повышенную скорость работы в сети, которая равна 50 Мбит/с. Но на этом было решено не останавливаться, в связи с этим на данный момент выпускаются антенны, скорость передачи данных которых равняется 100 Мегабит в секунду.

Название этих устройств — МИМО. В конкретном случае предлагается установить две антенны, которые закреплены в корпусе недалеко одна от другой. Работа осуществляется одновременно обоими частями. При этом сигналы передаются разными проводами от каждой антенны. Конкретно это новшество обеспечило столь высокую скорость передачи данных.

Обратите внимание! Название технологии подразумевает в себе расшифровку — «несколько входов потоковых данных, и несколько выходов»

Однако, следует с осторожностью отдавать предпочтение перечисленной технологии, поскольку не все операторы мобильной связи поддерживают такой формат

Уличные или внешние

Данная категория относится к более продвинутым устройствам для улучшения сигнала. Усиление 4G сигнала заключается в том, что снаружи помещения устанавливается антенна, которая при помощи кабеля имеет непосредственное подключение к раздающему устройству. Это может быть модем или роутер, который раздает беспроводную сеть Wi Fi внутри помещения.

Внутренние или комнатные

Это устанавливаемые внутри помещений специальные антенны для повышения качества получаемого сигнала и улучшения скорости работы в Интернете. Работают они в виде рефлекторов-отражателей и соединяются непосредственно с модемом при помощи стандартного USB входа.

Производителями заявляется, что эти устройства могут повышать качество принимаемого сигнала во всех возможных стандартах связи, при этом находясь внутри зданий. Однако, на самом деле не все так хорошо. В реальности, подобного типа антенны представляют собой довольно тонкую фольгу, которой обернут пластик.

Обратите внимание! Особо сильного эффекта усиления от внутренних антенн ожидать не стоит. Зачастую, одинакового результата можно достичь обычной установкой модема на подоконник у окна, где можно принимать более качественный сигнал

Встроенные или наружные

Большая часть представленных усилителей сигнала мобильной связи представляют собой отдельные аппараты. Однако, наиболее продвинутые модели усилителей созданы как отдельные интернет-центры. Они принимают и усиливают сигнал.

При этом, в их состав входят не только антенны. Они одновременно оснащаются модемами, роутерами, разъемами и другим оборудованием. Плюс этих центров в многозадачности, то есть способности сразу работать с несколькими компьютерами или ноутбуками. Данные устройства распространены в дорогих моделях некоторых производителей техники

Всенаправленные, направленные, секторные

Способные улучшать сигнал только с одной стороны или направленные. Подобная антенна может выполнять свои функции только в одном направлении. Для этого, ее нужно установить прямо в сторону расположения базовой станции оператора, что дает возможность получения сигнала высокого качества только из одного направления;

Секторные. Так же, как и первые, относятся к однонаправленным устройствам. Они имеют возможность работать в одном направлении, но при этом охватывать дополнительное пространство. Такие антенны могут принимать сигналы сразу с нескольких станций одного сектора, и в случае возможных неполадок, автоматически переключаться;

Всенаправленные, что значит их способность усиливать сигнал одновременно с нескольких сторон. В таком случае усилитель имеет возможность автоматически выбирать наиболее стабильный и мощный сигнал от одной из нескольких в округе базовых станций. Такое устройство самостоятельно настраивается и переключается на другую станцию при потере или ухудшении приема сигнала.

Узкополосные и широкополосные

Разница заключается в том, что узкополосные способны работать только в одном диапазоне частот. Аналогичные широкополосные могут одновременно работать в нескольких, кроме этого, автоматически переключаться между диапазонами и обеспечивают более стабильную передачу данных.

Специальный внешний усилитель сигнала 3g модема

О проблемах со связью операторы знают, поэтому постоянно стараются расширять зону покрытия. В качестве промежуточного решения, к примеру, был создан усилитель 3g сигнала для модема Мегафон и прочих компаний. Это антенна, которая работает на необходимых частотах, а подключать нужно ее непосредственно к устройству. При выборе модели следует опираться на показатели диаграммы направленности и коэффициента усиления.

Для эффективной работы антенны ее необходимо направить в сторону вышки мобильного оператора, которая ближе всего к вашему дому. Закрепите подставку так, чтоб штыри были перпендикулярны земле. Учтите, чем больше длина кабеля, тем больше будет потеря сигнала на его длине. Короткий шнур обеспечит достаточный прирост связи при условии его хорошего качества. Если вы купили усилитель, то экономить на кабеле не стоит.

Как усилить сигнал 3G своими руками с помощью репитера

Наиболее эффективным является усиление с помощью специального устройства — репитера 3G. Усиление возможно, только если телефон ловит хотя бы минимальный сигнал 3G. Такой подход можно назвать в полной мере профессиональным, так как после установки репитера вы получите:

  • максимально возможное усиление сигнала 3G;

  • максимальную скорость работы мобильного интернета, которую способен обеспечить мобильный оператор;
  • зону стабильного приёма в радиусе покрытия внутренней антенной;
  • избавление от проблем, возникающих при слабом сигнале: обрывы связи, недоступность абонента, прерывания во время разговора и других.

Репитер это , дома или квартиры, который сам по себе является лишь частью схемы усиления сигнала 3G. Для создания полноценной системы потребуется внешняя антенна, которая улавливает сигнал сотового оператора от базовой станции и комнатная антенна, которая «раздает» сигнал сотовой связи абонентам внутри помещения. Всё это коммутируется коаксиальным кабелем. В сложных случаях может понадобиться бустеры, аттенюаторы, разветвители и другое оборудование. В обычных случаях, например, для усиления сигнала 3G на даче за городом или в коттедже достаточно купить уже готовый комплект, например VEGATEL VT-3G-kit. Этот комплект оптимален по критерию цена/качество, он надежно работает и его без труда можно установить своими руками. Оборудование VEGATEL производится в России и имеет все необходимые сертификаты.

Усиление сигнала своими руками

Увеличить качество сотового сигнала своими руками можно следующими способами:

  1. Уменьшить количество преград на пути сотового сигнала с помощью выноса приемника на открытую местность (за окно).
  2. Собрать собственноручно рефлекторную антенну.

Для самодельного изготовления рефлекторной антенны требуется выполнить следующее:

  1. Из тонкого листового алюминия, оцинковки или фольги, наклеенной на картон вырезать прямоугольник (форма не столь важна) следующих размеров 50х50 см или 100х100 см.
  2. После чего из диэлектрического материала (текстолита, пластмассы или дерева) нужно вырезать специальную штангу, на конце которой нужно сделать кронштейн для крепления 4G модема. Лучше всего, если он будет подвижным в продольной плоскости (угол наклона модема относительно рефлектора).
  3. Далее в отражателе требуется вырезать прямоугольное отверстие под штангу таким образом, чтобы одна из граней была целой, а получившийся язычок был загнутым.
  4. Теперь можно установить штангу и с помощью движения вперед-назад, а также при помощи изменения угла наклона модема, нужно найти для него более эффективное местоположение, которое позволяет добиться усиления сигнала.
  5. После чего нужно зафиксировать штангу и рефлектор с помощью саморезов.

Можно также самостоятельно соорудить следующие антенны:

  1. Антенна Харченко. Это устройство состоит из резонатора в виде двух ромбов, которые установлены над рефлектором. Габариты антенны зависят от полосы частоты, с которой будет работать устройство. Самое главное условие при изготовлении этой антенны – это сохранение точности до миллиметра. Соединение с модемом с помощью коаксиального кабеля и переходников.
  2. Полосковые резонаторы или панельные антенны. Состоят из двух и более (по числу плоскостей поляризации) независимых друг от друга решеток, размеры которых тоже зависят от рабочих частот. Считаются неплохим вариантом, потому что их используют в базовых станциях.
  3. Антенна «Пушка». Эффективное устройство пассивного усиления сотового сигнала, которое, как стало популярным с помощью радиолюбителей. Конструкция состоит из резьбовой шпильки, которая является регулятором расстояния между надетыми на нее металлическими дисками разного диаметра. Такая конструкция позволяет использовать одну антенну в технологии MIMO и принимать сигнал, поляризованный сразу в двух плоскостях.
  4. Использование нескольких антенн и усилителя сигнала. В общем это довольно грамотное решение, которое используется на вышках операторов. Но оно требует хороших базовых знаний и тонкой настройки. Без этого вероятность сделать рабочую антенну равна 50%.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации