Как усилить 4G сигнал?

Стандарт связи 4G позволяет использовать аппаратуру мобильной связи для полноценного подключения к интернету и передачи данных. Однако часто оказывается, что сигнал, передаваемый ретрансляторами 4G слишком слаб.

Существует несколько способов решить эту проблему – в том числе и с помощью оборудования для усиления сотовой связи https://gsmusilenie.ru/. Мы попросили рассказать инженеров компании GsmUsilenie какое оборудование лучше выбрать.

Причины слабого 4G сигнала

В начале – немного физики. Любой мобильный сигнал относится к коротковолновому электромагнитному диапазону. Главное достоинство этого типа радиосвязи – возможность передать по сравнительно узкому каналу большой объём информации. Однако есть и неустранимые недостатки:

• Сигнал распространяется только в пределах прямой видимости. В отличие от длинных волн, за горизонт он не уходит – сама выпуклость Земли служит экраном.
• Сигнал поглощается целым рядом препятствий – начиная от рельефа местности (холмы, горы и т. д.), кончая растительностью или сооружениями (здания из железобетона, крыши с металлическим покрытием и т. д.).
• Расстояние. Сила любого радиосигнала падает обратно пропорционально квадрату расстояния до него («закон обратных квадратов»). Увеличение расстояния в 3 раза приводит к ослаблению сигнала уже в 9 раз.
• Радиошум. Помимо 4G, в схожих диапазонах частот работает телевидение, там же могут быть помехи от работающих приборов и т. д. В результате шум может оказаться на антенне мобильного устройства мощнее, чем полезный радиосигнал – и цифровая аппаратура просто не воспримет искажённый 4G как полезную информацию. Специалисты называют это «соотношением сигнал-шум» (аббревиатура SINR).

ВАЖНО: На последнем обстоятельстве и основан принцип цифровой связи. Сигнал обычно либо расшифровывается нормально – либо не расшифровывается никак.

Частоты и стандарты 4G связи

Из-за технической несовместимости вещания 4G с сетями предыдущих поколений, под них выделены особые каналы (они же бенды, от английского «Band», или полосы). Российские операторы используют следующие бенды:

• MTS – Band 3, 1800-1880 МГц.
• Yota, Megafon, MTS, Beeline, Tele2 – Band 7, 2620-2690 МГц.
• Tele2, MTS, Megafon, Beeline – Band 20, 790-820 МГц
• Megafon – Band 38, 2570-2620 МГц.

Точное значение используемой частоты зависит от региона, технических возможностей оператора и режима работы (дуплекса):

• Временное разделение сигнала (TDD).
• Частотное разделение (FDD).

Именно из-за использования разных режимов одни и те же операторы пользуются несколькими каналами.

СПРАВКА: Считается, что частотное разделение более стабильно, однако технически его реализация несколько сложнее.

Сети четвёртого поколения работают в России по двум стандартам передачи данных:

1. LTE – самый распространённый, поскольку не требует дополнительной аппаратуры для передачи.
2. WiMAX – более качественный, но его невозможно использовать на базовых станциях предыдущих поколений.

Способы усиления 4G сигнала

Усилить слабый сигнал 4G можно несколькими способами:

• С помощью репитера – двустороннего приёмопередающего усилителя. Этот способ хорош для планшетов, смартфонов и прочих мобильных устройств.
• С помощью модема или роутера, оснащённого внешней антенной. Это больше подходит для стационарного и полустационарного оборудования (компьютеры, ноутбуки и т. д.).
• Сменить точку, где расположено устройство (точнее – его антенна). Из-за того, что сигнал 4G излучается массивом антенн, излучение интерферирует и образует в пространстве сложную структуру областей с высоким и низким уровнем сигнала (зоны Френеля). Иногда буквально в паре метров друг от друга находятся точки, в одной из которых приём и передача нормальные, в другой уровень слишком слаб.
• Сменить оператора. В одной и той же местности может идеально ловиться, к примеру, Yota, но не приниматься 4G от TELE2 – и наоборот. Связано это с тем, что приёмопередатчики операторов могут быть расположены в разных точках.

ВАЖНО: Есть и экзотические способы (например, сделать рефлектор для антенны используемого прибора), однако они крайне трудоёмки и требуют отличного знания радиотехники. Поэтому далее будут рассмотрены лишь способы с использованием оборудования промышленного производства .

Усиление с помощью роутера/модема и внешней антенны

Если используется подключение домашних устройств через WI-Fi, то можно использовать следующий метод:

• Приобретается внешняя мобильная антенна.
• Внешняя антенна помещается в точке максимального уровня сигнала (с учётом зон Френеля), при этом чем выше – тем лучше.
• С помощью коаксиального кабеля антенна соединяется с совместимым роутером.
• Роутер настраивается на приём. При необходимости в него вставляется SIM-карта соответствующего оператора связи.

ВАЖНО: Антенный кабель должен быть не длиннее 10 м – иначе слишком велики потери на сопротивление его самого.

Другой вариант – это комплект из 4G-модема и обычного Wi-Fi-маршрутизатора (роутера). В этом случае надо подключить модем к роутеру с помощью переходника (пигтейла) и провести настройку по инструкции для аппаратуры.

Усиление с помощью репитера

Если нужно обеспечить не только доступ в интернет, но и голосовой сигнал, либо нужно усилить 4G для всех пользователей в определённой зоне, используются репитеры. Это устройство действует следующим образом:

• Внешняя антенна улавливает (и передаёт, поскольку принцип один и тот же) сигнал.
• Он передаётся на репитер – внутренний приёмопередатчик.
• Репитер усиливает сигнал и излучает его в зоне своего действия, а также принимает ответные.
• Внутренняя антенна абонентского устройства (например, смартфона) принимает и передаёт информацию с репитера и на него.

Этот способ обеспечивает универсальный доступ к 4G, однако обычно оказывается дороже, чем связь через роутер или модем.

ВАЖНО: Приобретая и настраивая оборудование, необходимо проконсультироваться со специалистами. Настройку лучше доверить им же.