Как усилить сигнал сотовой связи своими руками: 3G/4G пушка

Шаг 2: объяснение с тем, как происходит усиление сигнала и что нужно знать

Перед тем как выбирать антенну, или делать её своими руками нужно понимать несколько вещей. Во-первых, передача данных будет идти по воздуху с помощью радиоволн. Во-вторых, все эти волны, как и любые другие в природе, любят тухнуть от препятствий, но об этом я уже говорил.

Что значит узконаправленная антенна? – это значит, что коэффициент усиления, который обозначен в дБ имеет большое значение. Посмотрите на картинку выше, чем больше dBi тем дальше антенна бьет и тем уже пучок. Это значит, что саму антенну нужно будет четко устанавливать по направлению к базовой станции.

Ещё не нужно забывать о препятствиях, то есть о деревьях, холмах и горах (если они есть). Скорее всего вам придется ставить антенну как можно выше на крышу.

Нужно помнить, что покрытие базовой станции, к которой вы метитесь будет зависеть и от частот, на которой она работает. Чем выше частота волны, тем больше скорость и тем выше стандарт работы, но меньше радиус покрытия. Вспоминаем 5 класс физики – чем выше частота волны, тем быстрее она затухает.

Примерные частоты и стандарты можете посмотреть в таблице выше. В идеале нам бы ловить частоты от 2500 до 2600 МГц.

Если вы уже наметили себе оператора, то желательно позвонить и уточнить, на какой частоте работает базовая станция в вашем районе. Как видите они могут отличаться в зависимости от оператора – оно и понятно, ведь если все операторы будут использовать одну частоту, то они будут мешать друг другу.

3g/4g репитер

Это устройство работает в паре с внешней антенной, обеспечивая ещё большее усиление сигнала, в том числе за счёт эффективной фильтрации помех. Репитер позволяет существенно увеличить скорость модема, при этом проблема совместимости отсутствует – такие устройства «всеядны», они идеально приспособлены к модемам всех отечественных сотовых операторов.

Приобретать репитер рекомендуется не только в тех случаях, когда коэффициента усиления внешней антенны недостаточно – он умеет оптимальным образом распределять и мощный сигнал, обеспечивая равномерную загрузку потребителей.

Правда, и стоимость таких устройств довольно высока – от 15 000 рублей. Китайскую продукцию можно приобрести и дешевле, но там и качество соответствующее.

Итак, мы рассмотрели все основные способы, как ускорить 3G модем своими силами. Теперь стоит перейти к оценке эффективности вышеописанных методов.

Антенна со встроенным роутером

Внутрь корпуса антенны встраивается 4G-модем, иногда вместе с роутером. Цель таких решений – избежать потерь на коаксиальном кабеле, увеличить длину кабеля от антенны до точки подключения и упростить монтаж кабеля, так как он более гибкий.

Обратная сторона этой медали — все модемы и роутеры по паспорту предназначены для работы в температурных режимах от 0 до 40 градусов по Цельсию. Потому такие решения живут не более двух лет, и в немалом количестве случаев «умирают» в первую зиму. Также в последнее время на рынке стали появляться надежные решения со встроенными 4G-роутерами. Например, достаточно дорогой Zyxel LTE7460-M608 или модели компании RF-Link R832 и RF-Link R850.

Кстати! Пару слов о решении, представленном на картинке ниже. От него толку практически нет. Если вы свой модем или роутер поставите на подоконник на втором этаже, где уровень сигнала обычно лучше, результат будет явно не хуже, а в некоторых случаях даже лучше.

Изготовление антенны своими руками

Народные умельцы у нас были всегда, богата ими наша страна и сегодня. Наловчившись изготовлять эфирные дециметровые антенны, наши доморощенные мастера сумели осуществить переход на уловители цифрового сигнала быстро и безболезненно. Что касается эффективности такого решения, то оно существенно выше поднятия сигнала модема за счёт более высокого расположения.

Инструкции, как качественно усилить сигнал 3G/4G модема своими руками, можно в большом количестве найти на просторах рунета.

Метод финансово более затратный, чем предыдущий, но не сказать, что намного. Особенно если вы будете использовать подручные материалы – а в загородном доме с этим проблем обычно не бывает. Конечно, чем качественнее они будут, тем большего прироста мощности можно добиться.

Если выбрать удачную конструкцию и выполнить всё безукоризненно, то ваш прирост усиления может составить порядка 6 дБм. Конечно, такой коэффициент усиления нельзя назвать существенным, да и стабильность приёма при использовании «колхозных» антенн оставляет желать лучшего. Но попробовать в любом случае стоит.

И ещё один момент: да, вы сможете усилить 4G сигнал на даче или в загородном коттедже, но если конструкция антенные не позволяет поместить модем внутри помещения, такой способ вряд ли можно считать удовлетворительным, поскольку сильно пострадает жизнеспособность модема. А стоит он вовсе не копейки.

Но хватит теории. Мы предлагаем попробовать изготовить антенну по методу Харченко – он хорошо известен в кругах домашних рационализаторов. Правда, для изготовления сего чуда потребуются определённые технические навыки и даже знание теоретической части (в частности, понимание принципов работы микроволновки).

Требуемый набор инструментов и материалов невелик:

• плоскогубцы;
• напильник;
• паяльник с компонентами для пайки;
• 3-миллиметровая проволока;
• медная трубка.

Мы уверены, что в домашнем хозяйстве все эти вещи найдутся. Важно придерживаться чертежа с максимальной точностью – любая ошибка в расчётах приведёт к резкому снижению коэффициента усиления сигнала. Антенны, выполненные по такой схеме, встречаются и в продаже, позволяя добиться усиления максимум на 20 дБм.

Если изготавливать её вручную, то рассчитывать придётся на меньшие показатели – в силу сложности технологии изготовления усилителя. Понадобится и специнструмент – например, обжимные щипцы, кронштейн, переходники для кабеля, кусок коаксиального кабеля.

Использование антенны: купленной или самодельной

Если смена места для модема (и самого оператора) не помогает, придётся покупать дополнительное оборудование — антенны. Они бывают внешние (устанавливаются на улице) и домашние. Более эффективные — внешние. Они могут усилить сигнал на 20 dBm, в то время как домашние — только 2 – 4 dBm. При этом стоимость у последних — от 1500 рублей. Модем подключается к комнатной антенне прямо через USB-выход.

Минус внешних антенн — в сложности установки. Обычно они продаются в виде комплектов — с нужными переходниками и кабелями. Выбирайте именно такие варианты, чтобы не пришлось отдельно подбирать комплектующие.

USB-модем должен быть оснащён специальным разъёмом для подключения кабеля от антенны.

Можно сделать антенну и самостоятельно. При этом затраты будут минимальными. Сигнал усилится на 5 – 7 dBm. Недостаток самодельных антенн — их хрупкость. Они могут не выдержать порывов ветра и дождь.

Использование заводских уличных 3g/4g lte антенн

Такой метод отличается самой высокой эффективностью, но он и самый затратный.

Внешние специализированные антенны заводского изготовления позволяют существенно повысить скорость модема, обладая коэффициентом усиления сигнала на уровне 20 дБм и выше. Они имеют всепогодное исполнение, обеспечивая стабильную работу на протяжении многих лет.

Если подобрать такую антенну с правильными характеристиками, даже расстояние 10-20 км. от ближайшей вышки не помешает вам насладиться скоростью загрузки данных порядка 50 МБ/сек.

Если вы проживаете в местности, где сигнал настолько слабый, что фактически не позволяет пользоваться интернетом, то с помощью использования такой антенны вы сможете обеспечить уверенный приём сигнала модемом, чего будет достаточно для выполнения непритязательной работы типа сёрфинга.

В зависимости от характеристик и качества изготовления таких антенн вам придётся раскошелиться на сумму в пределах 1500-4500 рублей.

Как выбрать репитер для дачи

У репитера два основных параметра – коэффициент усиления (КУ) и частотные диапазоны (1 или 2).

• Если у вас плохой приём только внутри помещения, а на улице все хорошо, то выбирайте репитер с коэффициентом усиления от 60 до 70 дБ. Если даже на улице испытываете проблемы со связью, то КУ должен быть 75-80 дБ.
• Теперь самый болезненный и важный вопрос: сколько диапазонов и какие именно? Как уже говорилось выше, у сотовых операторов пять частотных диапазонов (800, 900, 1800, 2100, 2600 МГц). Распределение стандартов связи по частотам показано в таблице ниже:

В большинстве случаев, если на даче используются разные операторы, то чаще всего используют двухдиапазонный усилитель сигнала. Например, 900 1800 или 1800 2100, но бывает и более редкий по статистике случай – 800 900 МГц.

Частоты подбираются в каждом случае индивидуально. Сделать это довольно просто: достаточно выйти на улицу перед домом в точку наилучшего приема GSM/3G/4G-сигнала и запустить программу для Andorid «Сотовые вышки, локатор».

После запуска программ нужно следовать порядку действий, как показано в ролике:

По окончании надо выписать значения частот для каждого стандарта связи или сделать снимки экрана.

Как улучшить и усилить сигнал 3g модема своими руками / усиление 3g модема в 2020 г.

Как усилить сигнал сотовой сети

Для усиления интернет-сигнала с помощью роутера специальных навыков не надо — все достаточно просто. В большинстве случаев никаких замеров частот делать не надо, достаточно знать, что где-то рядом на улице есть слабый сигнал 3G/4G, или посмотреть его наличие по карте покрытия.

Чтобы усилить голосовую связь и интернет с помощью репитера на даче, необходимо делать замеры частот. Ничего сложного, но немного времени уделить придется. Иначе рискуете получить отрицательный эффект. Слушать продавцов интернет-магазинов не стоит: это все равно, что гадания на кофейной гуще.

Какой комплект с репитером купить?

Лично мой опыт связан именно с VEGATEL/TITAN. Чего и рекомендую вам. Установка и настройка такого комплекта занимает, обычно, не более часа. И это при полном отсутствии опыта.

Комплект Titan-900 (LED)

Это самый ходовой и бюджетный комплект, который способен дать вам приемлемый 3G интернет. Очень востребован дачниками.

• Площадь покрытия – до 350 кв. м.
• Диапазоны, которые усиливает – EGSM/GSM-900 (2G) и UMTS900 (3G).
• Коэффициент усиления – 78 дБ.

Комплект Titan-1800 (LED)

Любимый комплект дачников и жителей загородной местности, ведь с его помощью можно усилить не только голосовую связь но и мобильный интернет 4G, дающий максимально возможную скорость соединения.

• Площадь покрытия до 350 кв.м. или до 3х комнат дома.
• Диапазоны, которые усиливает – GSM-1800 (2G) и LTE1800 (4G).
• Коэффициент усиления – 78 дБ.

Комплект Titan-1800/2100 (LED)

Позволяет усилить связь в трех диапазонах, получив и максимальную скорость интернета 3G/4G и уверенную голосовую связь.

• Площадь усиления – до 350 кв.м.
• Диапазоны, которые усиливает – GSM-1800 (2G), UMTS2100 (3G) и LTE1800 (4G).
• Коэффициент усиления – 78 дБ.

Купить антенну

Если вам лень, что-то делать своими руками, то можете присмотреть уже готовые варианты. Плюс покупной антенны в том, что они предназначены сразу для нескольких диапазонов, а не для одной, как наша самодельная. При выборе смотрите обязательно на стандарты, с которыми работает антенна, а также частоты.

РЭМО BAS-2338 HIGHWAY

Триколор DS-4G-5kit

Locus Mobi-900 Turbo

Дельта Пила-Л

Метод «палки-веревки»

Название не должно вводить вас в заблуждение. Никого бить или связывать мы не собираемся. Именно его в силу простоты и доступности стоит применять в первую очередь. Речь идёт о размещении модема на максимально возможной в ваших условиях высоте. Под палкой здесь подразумевается удлиняющая штанга, под верёвкой – USB кабель хорошего качества, всепогодного исполнения и длиной, не превышающей три метра, иначе возможны потери данных.

Все ваши расходы – это приобретение USB удлинителя, да и само поднятие модема с технической стороны не выглядит слишком сложным.

Но добиться серьёзного усиления сигнала 3G/4G модема таким кустарным способом вряд ли получится. Максимум, на что можно рассчитывать – это 2-3 дБм. Это немного, вы можете и не почувствовать такого прироста мощности.

Имеется и серьёзный недостаток такого метода – вынося модем из помещения на улицу, вы тем самым существенно сокращаете его ресурс. И никакая защита здесь не поможет – можем вряд ли прослужит более одного года, поскольку не рассчитан на эксплуатацию при низких температурах и повышенной влажности.

На какую скорость можно рассчитывать

Говорить о конкретных значениях затруднительно в силу разных причин. Для начала – немного теории. Знаете ли вы, каков теоретический предел скорости передачи данных в зависимости от поколения сети? Если не знаете или забыли, то мы напомним:

Как видим, эволюция мобильных сетей продолжается. Но каждое поколение характеризуется своими оптимальными частотами передачи данных, при этом совместимость обеспечивается сверху вниз. Существует немало методик оценки уровня падения скорости, все они базируются на многочисленных экспериментальных измерениях.

Таким образом, чтобы восстановить уровень, генерируемый вышкой, необходимо усилить сигнал примерно на такую же величину. Понятно, что кустарные способы обеспечить такое усиление не в состоянии. Но и они имеют право на жизнь, позволяя из ничего сделать хоть что-то.

Наибольшей эффективностью обладает связка репитер – внешняя антенна, позволяющая восстановить уровень сигнала даже в самой глухой местности. Впрочем, если вы проживаете на значительном удалении от ближайшей вышки сотовой связи, то вам не поможет даже репитер, ибо из нуля невозможно сделать конфетку, как бы нам этого не хотелось.

Если вы принадлежите к числу тех пользователей, которым приходится использовать способы усиления сигнала модема для обеспечения нормальной или высокой скорости связи, мы будем рады узнать о том, каким образом вы решили проблему. Это будет интересно и другим читателям нашего сайта, ведь районов с откровенно плохим качеством сигнала у нас хватает.

Оборудование для усиления 4g

Классическая схема:

Данная схема добавляет также к уровню сигнала 12-20 дБ.

Если этого недостаточно для достижения уровня сигнала в -80 дБ, применяется антенный усилитель. Он устанавливается между антенной и модемом и добавляет к уровню сигнала еще 20 дБ. Конечная схема выглядит так:

• На крышу устанавливаете антенну
• Настраиваете её на вышку по программе.
• Прокладываете кабель.
• Подключаете к кабелю пигтейл, к нему модем.
• Модем по вашему усмотрению можно подключить к роутеру, на раздачу Wi-Fi.

В ситуации, когда сигнал 3G или 4G отсутствует, и даже с антенной всё равно слабый, необходимо воспользоваться усилителем. Схема выглядит так:

• Антенна
• Кабель
• Усилитель
• Кабель
• Пигтейл

В ситуации, когда хочется получить максимально возможную скорость и сигнал 4G удовлетворительный, схема выглядит так:

Рефлектор

Название заумное, конечно, но в действительности под рефлектором следует понимать любой металлический предмет, способный усилить сигнал вашего 3G модема.

О высокой эффективности говорить не приходится, а вот популярность и доступность метода – выше всяких похвал. Для усиления временно пропавшего или понизившегося до критического уровня сигнала можно использовать обыкновенный дуршлаг – он наверняка присутствует даже на редко посещаемой даче.

https://www.youtube.com/watch?v=C01ysS-JTns

Подойдёт и оптический диск, который можно найти где-нибудь в серванте, кастрюля и даже жестяная консервная банка. От вас потребуется поместить модем по центру вашего импровизированного рефлектора. Такое устройство в состоянии фокусировать внешний сигнал на модеме по такому же примерно принципу, как это делает спутниковая антенна по отношению к головке.

Важно, чтобы такое устройство обладало круговой симметрией, близкой к идеальной. Модем следует располагать строго по центру – смещение на несколько мили метров способно резко снизить эффективность метода, так что от вас потребуется немало смекалки, чтобы добиться желаемого.

В подобных условиях такой усилитель способен «разогнать» модем на 15-20%. А это лучше, чем ничего.

Но есть и недостатки, среди которых – сложности с обеспечением идеальной симметрии самого рефлектора и расположения в нём модема, такой усилитель занимает намного больше места, что ограничивает его применение.

Усиление 3g-модема при помощи usb-кабеля

Из-за волновой природы сигнала его мощность в разных местах может заметно отличаться. Для того, чтобы найти наиболее эффективную зону покрытия, вам придется походить с модемом по вашему дому и найти место, где качество волны будет максимальным. Для лучшей эффективности рекомендуется размещать устройство возле окна, либо вообще на улице. Логично, что с включенным в гнездо стационарного ПК модем нельзя переместить, для этого нам и понадобиться USB-провод.

Практически все современные модемы оборудованы индикаторами уровня сигнала, и вы без каких-либо проблем сможете увидеть, где лучше всего размесить устройство для его эффективной работы.

Как показывает практика, наиболее сильный сигнал можно поймать возле окна либо под потолком. Несмотря на это, рекомендуется размещать устройство вне помещения, на стене дома или крыше. Необходимо запомнить простое правило — чем выше, тем лучше!

Стоит учесть, что модемы отлично работают на улице, они невосприимчивы к морозам и дождям. Единственный фактор, который может сказать на эффективности работы данного устройства — перегрев. Как правило, модем перегревается под воздействием прямых солнечных лучшей. Чтобы исключить этот фактор, можно поместить гаджет под козырьком, либо соорудить простенький навес.

Усилители для коттеджей

Основная проблема — успеть заложить кабельные трассы на стадии строительства до чистовой отделки, а в 95 % случаев об этом никто заранее не беспокоится. Приходится устанавливать систему усиления мобильной связи уже по чистовой отделке, по фасадам и по вентиляции прокладывать кабели и размещать скрытые антенны.

При расчете зоны покрытия от внутренней антенны площадь покрытия закладывается порядка 100-150 кв.м., при условии, что в соседние помещения есть дверной проем. Железобетонные перекрытия практически не пробиваются сигналом, поэтому на каждый этаж необходимо выводить как минимум одну внутреннюю антенну.

По статистике при чистовой отделке чаще всего кабель от внешней антенны спускается в котельную, где располагается репитер. А дальше внутреннюю антенну располагают внутри самой котельной или выводят на стену за ее пределы, чтоб расширить зону покрытия, так как стены сильно поглощают мощность сигнала.

Также популярный вариант размещения основного оборудования — на чердаке. Кабель до внутренних антенн прокладывается по фасаду — например, за водостоками или по вентиляции. Пример подобного решения:

Бывают случаи, когда удается использовать коаксиальные кабели телевизионной сети для подключения внутренних антенн в комнатах, где необходимо усилить сотовую связь. Хотя телевизионные кабели другого волнового сопротивления, на практике это все-таки дает положительный результат.

Факторы, влияющие на скорость передачи данных

Понятно, что основным параметром является мощность передатчика, расположенного на вышке сотовой связи. Но поскольку повлиять на него мы не в состоянии, рассмотрим и остальные факторы, тем более, что многие из них вносят достаточно весомую лепту в падение исходного уровня сигнала:

• расстояние до вышки. С этим все понятно, и здесь мы тоже бессильны;
• наличие поблизости источников радиосигналов, создающих помехи (таковыми могут являться, к примеру, многие беспроводные устройства, работающие в этом же частотном диапазоне);
• наличие расположенных недалеко крупных промышленных объектов, которые также часто являются источником помех;
• наличие преград для прохождения сигнала в помещении (чем больше толстых бетонных стен, тем хуже);
• сложный рельеф местности – наличие возвышенностей, высоких деревьев или зданий;
• место расположения модема – возле окон, выходящих к вышке, сигнал будет мощнее, но часто приходится принимать компромиссное решение, чтобы обеспечить связь модема с оконечными устройствами;
• погодные условия. Атмосферные явления могут временно сильно ухудшать качество связи;
• иногда скорость падает из-за перегрузки базовой станции, когда количество одновременно подключённых клиентов близко к предельным критическим значениям.

Как видим, причин, влияющих на качество входящего сигнала, не так уж мало. Некоторые из них неустранимы, некоторые – носят временный характер. Есть и такие, которые можно устранить, именно последние и будут нас интересовать в первую очередь.

Шаг 1: выбор оператора

В первую очередь на что нужно обращать внимание – на зону покрытия. Пока нам не важны тарифы и цена – так как операторы в одной области имеют примерно одну и ту же расценку. Нам важно узнать – какой из операторов мы можем подключить в данный момент. Эту информацию нужно смотреть по своему адресу самостоятельно, так как в этом случае все будет сугубо индивидуально, но схема простая:

1. Находим карту покрытия любого оператора: МТС, Теле2, Йота, Билайн и т.д.
2. Вбиваем точный адрес и смотрим – что там по покрытию?! Обязательно смотрите на версию сигнала: 2G, 3G, 4G. Желательно посмотреть всех возможных операторов, чтобы выяснить – какие вышки находятся ближе всего.
3. Уже в самом конце смотрим тарифы в вашем регионе – они также будут отличаться.

По идее нам нужно найти такой вариант, при котором покрытие будет как можно ближе на 3G и 4G. Если вообще все плохо, и покрытие далекое, то будем усиливать принимающий сигнал – об этом чуть ниже.