Главная › Интернет › Установка повторителей. Расширение сети с помощью репитера – подключение, настройка, усиление сигнала. Подключение при помощи WPS

Установка повторителей. Расширение сети с помощью репитера – подключение, настройка, усиление сигнала. Подключение при помощи WPS

17.03.2012

В данном материале будет рассмотрен вопрос практических знаний для подбора и установки усилителей сигнала сотовой связи (GSM репитеров).

Измерение уровня GSM сигнала и определение частот базовых станций сотовых операторов

Для замера уровня сигнала нам понадобится простой телефон, а именно функция Netmonitor , которая есть абсолютно в каждом телефоне. На наш взгляд телефоны марки Samsung подходят для этих целей наилучшим образом. В частности Samsung C170, X820, S5570 Galaxy Mini и еще десятка полтора телефонов. Набираем код *#9999*0# и появляется черный экран с различной технической информацией. Далее путем нажатия стрелок вверх-вниз необходимо попасть на страницу, которая показана ниже.

Теперь разберемся, что это за значения. Колонка слева – это номера радиоканалов, по которым мы можем определить частоту и соответственно диапазон GSM. При этом телефон показывает только частоты того сотового оператора, сим-карта которого вставлена в телефон (в данном случае Мегафон Московского региона).

В общем виде выглядит это так:

Каналы 1-124 – это GSM 900

Каналы 512-886 – это GSM 1800 (всего 374 канала, что в 3 раза больше чем у GSM 900)

Каналы 974-1024 – это E-GSM (дополнительные 10 МГц слева от GSM 900).Под этот диапазон нету репитеров, но большинство моделей Picocell захватывают каналы 1016-1024 чуть с меньшим коэффициентом усиления (более подробно об этом будет рассказано позже).

DownLink – канал связи от базовой станции к абонентам

UpLink – канал связи от абонентов к базовой станции

GSM 900 – UpLink 890-915 МГц, DownLink 935-960 МГц

Е-GSM - UpLink 880-890 МГц, DownLink 925-935 МГц

GSM 1800 – UpLink 1710-1785 МГц, DownLink 1805-1880 МГц

То есть в нашем примере телефон ловит сигналы от базовых станций Мегафона стандарта GSM 900 (101, 113, 103 каналы) E-GSM (1021 канал) и GSM 1800 (638, 632 каналы).

Ниже представлено распределение сотовых операторов по каналам GSM в Московском регионе:

Как видно у Мегафона достаточно малый ресурс на частотах 900 и самый большой на 1800 частотах. Соответственно, если в Москве в офисе используете в качестве корпоративного оператора Мегафон, то рекомендуется выбирать репитер 1800 диапазона.

GSM 900: f(Uplink)=890+0.2*n, где n - номер канала f(DownLink)=935+0.2*n

E-GSM: f(Uplink)=880+0.2*(n-973), f(DownLink)=925+0.2*(n-973)

GSM 1800: f(Uplink)=1710+0.2*(n-511), f(DownLink)=1805+0.2*(n-511)

В нашем случае эти формулы не несут практического применения

Один GSM канал обслуживает 7 одновременно разговаривающих абонентов. 1800-й диапазон преобладает в основном для густонаселенных пунктов, т.е. городов, т.к. может обслужить бОльшее количество абонентов. А 900-й диапазон используется повсеместно. Принципиальным плюсом 900 диапазона – радиус действия до 35 км в прямой видимости, в то время как на 1800 частоте – всего 8 км.

Теперь рассмотрим значения второй колонки показаний на нашем телефоне. Это уровни сигналов измеряющихся в дБм (англ. dBm). Значения эти отрицательные, то есть -60 дБм больше, чем -65 дБм.

Исходя из нашего примера, у нас только один 101й и 638й каналы находятся в зоне уверенного приёма сигнала. Соответственно, если речь идет о загородном домике, то следует выбрать репитер 900, т.к. 101й канал является более мощным. А какую именно модель речь пойдет чуть позже.

Уже на этом этапе мы можем определить какого диапазона нам необходимо установить репитер - 900 или 1800. Для этого необходимо сделать замеры всех сотовых операторов, вставляя поочередно сим-карты от каждого из них.

Более совершенный способ измерения уровня сигнала

Преимуществом направленных антенн является большой коэффициент усиления, но зачастую базовые станции сотовых операторов могут оказываться в разных направлениях. Для более правильного измерения сигналов рекомендуется пользоваться телефоном с подключенной внешней антенной. Переходник под внешнюю антенну можно купить на радиорынке, продавцы его знают как переходник для модема Yota Samsung SWC-U200.

Как ориентировать внешнюю антенну?

Если Вам нужен всего один оператор, например, МТС. То старайтесь захватить несколько каналов. Например, лучше поймать 2-3 канала с уровнем сигнала -60, чем 1 канал -50, а остальные по -70.
Если нужно обеспечить сигнал всех сотовых операторов, то старайтесь так поставить внешнюю антенну, чтоб сигнал на вход репитера приходил приблизительно одинаковый от всех сотовых операторов, иначе радиус действия от внутренних антенн будет пропорционально входящим сигналам. Например, на вход репитера попадают сигналы МТС «– 70», Билайн «– 60», Мегафон «- 50», то на выходе внутренних антенн будем наблюдать такую ситуацию, как показано далее:

Выбор модели GSM репитера

Рассмотрим пример №1:

Померили уровень сигнала телефоном в точке предварительной установки внешней антенны – 72 дБм (выбрали самый мощный канал). Коэффициент усиления антенны 11 дБ, соответственно на выходе антенны имеем сигнал -72 + 11 = -61 дБм. Но лучше мерить сразу сигнал с выхода антенны, через переходник к телефону.
Потери сигнала в кабеле считаются очень просто: у любого кабеля есть свои радиочастотные характеристики на сайте производителя. Например, на 100 метрах кабеля 5D-FB на частоте 900 МГц теряется 20 дБ. Чем выше частота сигнала, тем больше потери в кабеле. Посмотреть радиочастотные характеристики кабеля можно . В нашем случае длина кабеля от внешней антенны до репитера составляет 10 метров, а потери считаются: на 100 метрах теряется 20 дБ, соответственно на 10 метрах потеряется 2 дБ.
На вход репитера приходит сигнал -61 – 2 = -63 дБ.
Смотрим коэффициент усиления репитера в его технических характеристиках (в нашем случае Ку=70). Получаем на выходе усилителя – 63+70=+7 дБм
На выходе антенны получаем +7(с выхода репитера) -2 (потери в кабеле) + 7 (Ку антенны) = + 12 дБм.

ВНИМАНИЕ: для каждого канала надо отдельно производить расчеты (посчитав 1 канал, последующие считаются почти моментально) Как оценить ПРИБЛИЗИТЕЛЬНУЮ площадь покрытия от внутренней антенны? Для этого смотрим в таблицу соответствия децибел и ватт при 50-омной нагрузке.

дБм	Вт	дБм	мВт
40	10	19	80
39	8	18	64
38	6,4	17	50
37	5	16	40
36	4	15	32
35	3,2	14	25
34	2,5	13	20
33	2	12	16
32	1,6	11	12,5
31	1,25	10	10
30	1	9	8
29	0,8	8	6,4
28	0,64	7	5
27	0,5	6	4
26	0,4	5	3,2
25	0,32	4	2,5
24	0,25	3	2
23	0,2	2	1,6
22	0,16	1	1,25
21	0,125	0	1
20	0,1	-1	0,8

Наши +12 дБм соответствуют 16 мВт. Далее для упрощения подсчета наше количество мВт помножаем на коэффициент 4 и получаем ПРИБЛИЗИТЕЛЬНУЮ площадь покрытия от нашей антенны 16 х 4 = 64 кв.м. в открытом пространстве. При наличии стен и перегородок площадь может оказаться в разы меньше.

Репитер Picocell 900 SXA имеет коэффициент усиления 70 дБ и максимальную выходную мощность 100 мВт по паспорту. Но в нашем случае выходная мощность оказалась всего лишь 5 мВт из 100 возможных.

В случае систем GSM 1800 и 3G/UMTS2100 для определения ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ площади покрытия, полученную выходную мощность рекомендуется помножать на 3, т.к. при более высоких частотах происходит более высокое затухание сигнала в среде распространения.

Методика просчета получается достаточно простой: зная изначально площадь помещений, которую нам надо покрыть, и померив сигналы от базовых станций сотовых операторов, мы можем просчитать энергетический баланс системы и правильно выбрать модель репитера.

Видеоролики как устанавливать усилители сигнала сотовой связи можно посмотреть

Пример №2 с использованием делителя неравномерно распределения мощности

В данной системе используется две внутренних антенны. Одна покрывает площадь 25*4=100 кв.м. (которая 14 дБм на выходе выдает), а вторая 50*4= 200 кв.м. (17 дБм на выходе). Для распределения сигнала был выбран несимметричный делитель с боковым затуханием на 10 дБ, а по прямой – 1 дБ. Делается это в двух случаях:

Компенсировать потери на кабеле до дальней антенны при помещениях одинаковой площади
Более рационально распределить мощность сигнала для покрытия помещений различной площади.

Усиление сигнала в диапазоне E-GSM

Все репитеры Picocell 900 изначально не рассчитаны на частоты E-GSM. Но в силу несовершенства фильтров частично его затрагивают. Приблизительно это выглядит как на рисунке ниже. Коэффициент усиления репитера у каждой модели свой, на рисунке показана характеристика Picocell 900 SXA.

При Ку репитера 70: 1024 канал будет усиливаться на 70 дБ, 1023 – на 69, 1022 – на 68 и так далее. 1014й канал приблизительно идет с усилением 48-50. Остальные каналы до 1014го стараемся не брать во внимание.

Когда выбираете репитер – старайтесь не экономить на оборудовании. Антенны берите с большими коэффициентами усиления, и кабель старайтесь по возможности брать с большим сечением. Всё это позволит получить максимальный результат после установки системы.

Собственно говоря, обладая этими знаниями можно самостоятельно подобрать и поставить себе репитер GSM.

Все вопросы по данной тематике приглашаем обсудить на наш форум .

Данное устройство представляет собой специальное приспособление, которое позволяет пользователям Wi-Fi модемов значительно увеличить площадь территории, на которую распространяется соответствующий сигнал.

Альтернативное название – повторитель сигнала. Чаще всего его использование актуально в крупных помещениях, если модем не передает качественный сигнал в дальние комнаты.

Преимущества и недостатки

В последнее время подобное оборудование становится все более популярным, связано это с широким распространением беспроводных сетей, которые люди разворачивают как у себя дома, так и в служебных помещениях.

Среди преимуществ данных приборов можно выделить следующие положительные моменты:

Установка устройства в многоэтажном загородном доме позволяет размещать компьютеры в любом удобном месте вне зависимости от месторасположения модема. Это преимущество уже оценили люди, которые раньше располагали компьютеры в неудобных местах, поскольку хороший сигнал был только там.
Возможность иметь стабильный и качественный сигнал в любых помещениях, даже с толстыми стенами и обилием различных конструкций, которые раньше его подавляли.
Современный дизайн и небольшие размеры позволяют гармонично вписать прибор в любое помещение, при этом он будет фактически незаметным.

Определенные недостатки могут встречаться у конкретных моделей, в целом проблем или негативных моментов при эксплуатации подобных устройств выявлено не было, если не считать снижение скорости работы сети, которое происходит всегда при добавлении дополнительного оборудования.

Однако некоторые пользователи испытывали сложности с настройкой устройства, поэтому настоятельно рекомендуется приобретать только качественные приспособления от официальных производителей, чтобы иметь возможность получить поддержку или обновить прошивку и программное обеспечение через официальный сайт изготовителя.

Обзор модели TP-Link TL-WA850RE

Компания TP-Link является на сегодняшний день одним из лидеров по производству и продажам повторителей сигнала. Вся их продукция отличается высоким качеством и имеет множество положительных отзывов от пользователей.

Для рассмотрения была выбрана модель прибора TL-WA850RE, среди особенностей устройства и его преимуществ можно выделить следующие:

Базовая комплектация включает в себя сетевой патч-корд.
Дается гарантия от TP-Link.
Вся сопроводительная документация продублирована на русском языке, она прилагается к репитеру как в бумажном, так и в электронном виде.
Отсутствие отдельного блока питания, поскольку при изготовлении данного репитера была выбрана инновационная разновидность корпуса, позволяющая подключать прибор напрямую к розетке, что упрощает процесс эксплуатации.
Габариты устройства 11х6,5х7,5 см.
Для изготовления корпуса использовался пластик высокого качества, который является экологически чистым материалом и отличается хорошим показателем прочности.
Все индикаторы и кнопки подписаны и удобно расположены. Кнопка, предназначенная для сброса, имеет скрытое расположение, что минимизирует вероятность ее случайного нажатия.
Поддержка функционирования с большим количеством различных стандартов беспроводных сетей.
Наличие специального порта дает возможность подключать к репитеру дополнительные устройства, например, игровые и телевизионные приставки или видеоплееры.
Уровень, потребляемой репитером энергии, не превышает 3 Вт.
Для установки, подключения и работы данного оборудования не требуется какое-либо дополнительное программное обеспечение или специальные драйвера.

Как выбрать

Современный рынок предлагает широкий ассортимент моделей, которые принципиально отличаются друг от друга по характеристикам, хотя визуально это не всегда заметно.

По этой причине при осуществлении выбора лучше всего проконсультировался со специалистом, который даст совет о приобретении конкретной модели для удовлетворения определенных требований, предъявляемых прибору, или получить консультацию у менеджера компании, которая продает репитеры.

Можно выделить следующие критерии выбора, от которых будет зависеть приобретение определенного репитера:

Мощность устройства, она зависит от условий, в которых оборудование будет эксплуатироваться. Для использования в городской квартире нет необходимости переплачивать за сверхмощные приборы, поскольку подойдет и самая обычная разновидность. Однако, если планируется установить репитер в офисном помещении или в загородном доме, то рекомендуется сделать выбор в пользу более мощных устройств, которые обладают значительной площадью охвата и поддержанием сильного сигнала.
Наличие или отсутствие внешних антенн также зависит от места, где будет установлен репитер. Дома в них нет особого смысла, но устройства с антеннами доказали свою эффективность в больших по площади помещениях с плохим уровнем сигнала.
Антенны и другие элементы репитера могут быть съемного или литого типа. Рекомендуется выбирать приборы первой разновидности: чем больше на нем будет съемных частей, тем лучше, поскольку вышедший из строя элемент устройства можно будет заменить на новый. Это не только позволяет экономить финансовые средства, но и дает возможность модернизировать повторитель сигнала.

Как подключить

Подключение репитера осуществляется в два шага:

К персональному компьютеру или ноутбуку данное оборудование подсоединяется при помощи стандартной витой пары.
Подключение блока питания осуществляется через POE-инжектор.

После того как это будет реализовано, можно приступать к выполнению приведенного ниже порядка действий. Подключение репитера рассматривается на примере компьютера с установленной операционной системой Windows:

Через меню «Пуск» необходимо перейти в «Панель управления», где потребуется найти и выбрать центр, отвечающий за сети и предоставление к ним доступа.
После перехода к центру управлениям сетями, на панели с левой стороны выбрать «Изменение параметров адаптера».
Выбрав строку с названием «Подключение по локальной сети» необходимо нажатием кнопки мыши вызвать контекстное меню и выбрать вкладку «Свойства».
В полученном меню обратиться к пункту «Протокол интернета 4 (TCP/Ipv4)» и нажатием соответствующий кнопки, перейти к изменению его свойств и параметров.
В новом меню необходимо отказаться от автоматического получения IP-адреса и ввести все необходимые данные вручную. Такая информация, как IP-адрес и маска указывается производителем для каждой отдельной модели.

На этом подключение репитера закончено, и можно переходить к процессу настройки данного устройства.

Как настроить

Стандартный процесс настройки данного оборудования обычно выглядит следующим образом:

В настройках используемого браузера необходимо отключить использование proxy-серверов. После этого в адресную строку вводится IP-адрес, который соответствует подключаемому репитеру.
В возникшем окне для получения доступа необходимо ввести логин и пароль admin.
После выполнения перечисленных действий у пользователя появится доступ к меню настроек и управления, в котором необходимо выбрать вкладку «Wireless», находящуюся на левой панели. После этого появится еще несколько новых строк, для настройки репитера нужно выбрать первую, которая называется «Wireless Settings».
После перехода к названной вкладке необходимо найти строку с названием «Operation Mode» и выбрать для нее значение «Universal Repeater».
После подтверждения изменения и сохранения данного параметра появится список всех сетей, которые находятся в доступности оборудования. Потребуется обнаружить и выбрать нужную сеть, после чего нажать клавишу «Connect», находящуюся напротив нее.
После сохранения всех настроек сети, которые определятся автоматически, устройство необходимо перезапустить. Это осуществляется путем нажатия кнопки «Reboot» находящейся в том же меню. После осуществленной перезагрузки репитера все произведенные изменения вступят в силу.
После этого потребуется перейти к вкладке с названием «Wireless Security» и задать параметры шифрования и пароль роутера. Для того чтобы между устройствами появился сигнал, значения всех параметров, задаваемых репитеру, должны соответствовать настройками роутера.
На этом настройка данного оборудования завершена. Чтобы убедиться, насколько верно она была произведена, можно перейти к вкладке «Status» в меню. Если там фигурирует название роутера, а также имеются постоянно меняющиеся цифры, то репитер настроен правильно и между ним и роутером установлена связь.

Тестирование скорости через репитер

После внедрения репитеров на современный компьютерный рынок у пользователей возник актуальный вопрос о влиянии этих приборов на скорость интернета. Чтобы дать максимально полный и достоверный ответ на эту тему многие специалисты проводили целый комплекс тестирований при помощи программы AIDA 32 Network Benchmark, включивший в себя следующие мероприятия:

Проверка скорости в нормальном режиме функционирования, компьютер подсоединен к роутеру, повторитель сигнала отсутствует. Скорость составляла 17 Мбит/с.
Подключение компьютера оставлено в таком же виде, как и при первом тестировании, но в сеть был добавлен ноутбук, имеющий подключение к повторителю сигнала. Скорость снизилась до уровня 12,5 Мбит/с.
Ноутбук подключили напрямую к роутеру, а компьютер через репитер, между собой устройства были соединены при помощи патч-корда. Сигнал отличается своей стабильностью, но скорость упала до 8,5 Мбит/с.
Последнее тестирование заключалось в одновременном подключении компьютера и ноутбука к повторителю сигнала, при этом для чистоты эксперимента использовался как проводной, так и беспроводной способ подсоединения. Сигнал имеется хороший, но скорость очень сильно колеблется, постоянно изменяя свои значения, наивысший показатель достигал 37 Мбит/с.

Подвергнув результаты проведенных тестирований анализу и, сопоставив их друг с другом, можно прийти к выводу, что наличие репитера в сети несколько снижает скорость, но в ряде случаев такая мера оправдана, поскольку данное устройство усиливает сигнал.

Также, как видно из результатов тестирований, наилучшие показатели сохранения скорости были зафиксированы при подключении компьютера и ноутбука друг другу при помощи повторителя сигнала и при исключении из этой схемы роутера.

Установка GSM, 3G репитеров является специфичной задачей.
Установщику, помимо навыков качественного монтажа, необходимо знать основы радиофизики, теорию и практику радиосвязи.
Так же, как и в любом деле, важен опыт.
Оптимально, если установку репитера выполнит инженер, имеющий за плечами около 100 установок.
В этом случае на работы потребуется минимум ваших средств и времени.
Ниже приводятся фотографии работ наших конкурентов, для исправления которых к нам время от времени обращаются клиенты, так и не получившие «качественной связи на 100 %».

(Кликните на картинку, чтобы посмотреть ее в полном размере)

Исправление установки, результат которой не удовлетворяет Заказчика, выполняется по иницитиве Заказчика в случаях, когда предыдущий установщик, по тем или иным причинам, не может довести систему до ума.
Исправление начинается с .

Помехи операторам сотовой связи после некорректной установки репитера

Стоит отметить, что неправильная установка системы усиления связи выдает радиопомехи.

Такие помехи обычными пользователями не выявляются: нужен или опытный специалист, или анализатор спектра GSM сигнала. Также можно подождать, пока оператор связи (на чью базовую станцию влияют помехи) обратится в Государственный Радиочастотный Центр, занимающийся борьбой с шумами в радиоэфире.

Немного статистики: За март 2014 года ФГУП «РЧЦ СЗФО» выявлено 228 нарушений использования радиочастотного спектра. Значительная доля из всех выявленных нарушений (55 %) приходится на РЭС сухопутной подвижной службы.
Грубо говоря, около трети всех "радиопреступлений" приходятся на репитеры GSM и 3G сигнала. Наказание за их неправильное использование - сначала предупреждение, а потом штраф и конфискация системы усиления сигнала сотовой связи.

В 2013 году суд наложил штраф на жителя Санкт-Петербурга за применение , вызвавшего помехи в диапазонах 890-915 МГц и 935-960 МГц. Инициатором расследования и истцом в судебном процессе выступил местный оператор связи, работа базовой станции которого была практически невозможна из-за появления сильных помех, поскольку оборудование было установлено некорректно. После обращения в «РЧЦ СЗФО» с просьбой о поиске источника помех, виновный был выявлен. Помимо наложения административного взыскания в виде штрафа и оплаты неустоек компании, суд также принял решение о конфискации данного имущества.

Итак, как получить качественную связь, не переплатить лишнего и не создать помех базовым станциям операторов?

Способ 1. Самостоятельная установка
Следует выбрать именно комплект для самостоятельной установки (раздел ). В данный раздел мы добавляем оборудование, которое лично оттестировали и убедились, что оно:

качественное
просто и понятно устанавливается, имеет инструкцию на русском языке (паспорт)
имеет небольшую мощность, что значительно снижает риск возникновения помех.

Важно: При покупке получите квалифицированную консультацию по установке применительно именно к вашему объекту. Не гонитесь за минимальной ценой в обезличенном интернет-магазине, продающем тысячи наименований товаров, но не знающего тонкостей эксплуатации их специфики, которыми несомненно являются системы для усиления сигнала сотовой связи.

Способ 2. Установка системы профессиональным инженером специализированной компании
Первым делом, получите консультацию наших специалистов касательно типа оборудования, наиболее эффективного для вашей задачи (город/область, голосовая связь/3g/4g/wifi), примерную стоимость. Далее, для выработки решения, которое 100% решит ваши задачи, следует и несущей частоты. По результатам замера формируется точная смета, не подлежащая изменению, и согласовывается с вами. В ряде случаев возможен монтаж сразу после замера (в тот же день). В остальных случаях согласовываются удобные для вас день/время, выполняется аккуратный монтаж, совместная проверка работы системы, назначается гарантия.
Способ 2 рекомендуется для всех без исключения объектов, особенно площадью более 100 м2.

Установка, подключение и настройки репитера GSM выполняются по «родной» прилагаемой к изделию инструкции. В данной статье приводятся общие принципы и рекомендации для всех изделий данного типа, которые помогут Вам сэкономить на установке репитера.

Примеры установок усилителей сигналов сотовой связи смотрите .

Обратите внимание, что нельзя включать репитер до его полной установки, помните, что внешняя и внутренняя антенны должны быть разделены экранирующим радиосигнал препятствием. Несоблюдение порядка установки может привести к поломке оборудования.

1. Первое и самое важное действие - установка стандарта связи, в котором работает Ваш телефон в месте планируемой установки усилителя сигнала сотовой связи. Для этого можно сделать звонок (со своего телефона, из того места, где собираетесь устанавливать репитер), и зафиксировать время звонка. Далее нужно написать письмо в сервисную службу своего оператора, с указанием номера своего телефона, номера вызываемого абонента и времени звонка, с просьбой установить стандарт связи GSM.

Метод простой, но имеет несколько минусов. Не все операторы сотовой связи отвечают на подобные запросы. Запрос и получение ответа займет немало времени. Ну и самое главное – в одном и том же месте, у одного и того же оператора могут работать несколько базовых станций, с оборудованием разного стандарта. Вам же нужно выбрать наиболее предпочтительный.

Самый распространенный стандарт - GSM-900. У него есть неоспоримые преимущества – зона покрытия может достигать 30-40 км от базовой станции оператора, а значит в удаленной от городской черты местности используется стандарт 900 чаще других.

DCS-1800 имеет большую емкость, значит количество абонентов обсуживаемых одной базовой станцией выше, чем у GSM-900. Однако, при этом зона покрытия до 15-20 км от антенны оператора.

Стандарт 3G легко вычисляется по появлению соответствующего значка на экране телефона, в этом стандарте работает не только телефонная связь, но и обеспечивается высокосортной доступ в сеть Интернет (в теории скорость может быть до 14 Мбит/с).

Теперь поговорим о том, как же отличить стандарт GSM-900 от DCS-1800. Для этого нужно использовать телефон или специальное приложение для мобильных устройств, позволяющие сканировать сигнал сотовой сети на предмет стандарта связи. В данном обзоре сканировать стандарт связи будем с помощью iPhone.

Условия: требуется определить какой нужен репитер на даче в Ленинградской области. Значок 3G появляется местами, но интернет не нужен, да и телефоны планируется использовать без 3G, поэтому передача данных и сам стандарт 3G отключен в меню телефона (Настройки-Основные-Сотовые данные). Далее включаем встроенное в iPhone сервисное меню. Для этого в режиме набора номера вводим *3001#12345#*

и нажимаем Вызов.
Открывается сервисное меню Field Test.

В открывшемся окне мы получаем данные о соте, в зоне действия которой находится телефон. В левом верхнем углу – мощность сигнала. Где -62 дБ это сильный сигнал, а -105 очень слабый. То есть чем меньше числовое значение (минус отбросили), тем сильнее сигнал.

ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number – это условный номер частотного радиоканала в системе UMTS, определяющий значение несущей частоты радиоканала).

Номера от 1 до 124 – это частоты GSM-900. Номера от 975 до 1023 соседние частоты, используемые надстройками над GSM-900 (в МГц это диапазон от 925 до 935), при этом важно знать, что не все репитеры захватывают эти частоты.

Наконец, номера от 512 до 885 – это частоты GSM-1800.

2. Установка наружной антенны репитера GSM. Как правило, антенна устанавливается на кронштейне на крыше, фасаде дома. Возможно использование мачты или имеющиеся постройки. Направление антенны – в сторону предполагаемого источника сигнала (с возможностью корректировки направления в процессе тестирования).

Обратите внимание. Внутренняя и внешняя антенны репитера в идеале должны быть разделены препятствием, которое не пропускает сигнал связи (железобетонная стена, перекрытия этажей и т.д.), важно также разделять горизонтальные плоскости антенн (наружная на крыше, внутренняя - внутри дома, в нижней его части). В противном случае, возможен нежелательный «эффект эха или самовозбуждения», когда репитер будет усиливать свой собственный сигнал (аналогичный эффект при поднесении микрофона к динамику).

3.Установка внутренней антенны. Устанавливать в той части вашего здания, где вы будете наиболее часто пользоваться мобильным телефоном, а сам репитер сотового сигнала, как можно ближе к этой зоне. Не забывайте, что репитер GSM обеспечивает наиболее сильный прием на том же этаже, где установлен репитер GSM. Затухание на 50 Дб (а это практически полное затухание в диапазоне 900 МГц происходит на расстоянии 10 метров от внутренней антенны, т.е. при использовании антенны круговой направленности или всенаправленной антенны, максимальном покрытии и уверенном сигнале вы получаете зону покрытия в виде круга с радиусом 10 метров и площадью около 300 квадратных метров (пренебрегая особенностями здания и радиопомехами).

5. И наконец, включаем источник питания усилителя к соответствующему гнезду на задней панели блока, а затем в источник электрического тока.

6. Репитер установлен. Нам остается проверить уровень сигнала в помещении, попробовать изменить направление внешней антенны (шаг 15-30 градусов), расположение внутренней антенны. Скорость обновления данных 15-30 секунд, поэтому повернув антенны – подождите обновления всех данных.

Полезная информация:

1. Внешняя антенна автоматически выбирает более сильный сигнал, ретранслятор при этом настраивает свою работу таким образом, что более слабые сигналы обрабатываются, но остаются не в приоритете, ретранслятор работает не на полную мощность. Возможно, вам придется несколько раз менять положение и направление внешней антенны, в поисках нужного Вам оператора и стандарта. Если же и это не помогает – попробуйте протестировать работу ретранслятора с SIM-картой или телефоном другого оператора.

2. В связи с тем, что обе антенны (внешняя и внутренняя) являются приемо-передающими очень важно при установке разнести их на рекомендуемую дистанцию, разделить их экранирующим препятствием (железобетонные перекрытия и стены, металлическая крышка и прочее; дерево и стекло – не являются серьезным препятствием для распространения радиосигнала). При возникновении эффекта самовозбуждения – требуется больший разнос антенн, вынос внешней антенны на мачту, смена положения внутренней антенны.

3. Современные сотовые телефоны работают таким образом, что при появлении сигнала сетей 3G (2100 МГц) вашего оператора – телефон автоматически переключается на них, выходя из зона усиления сигнала, которую обеспечивает ретранслятор. При этом качества сигнала связи может быть значительно хуже. Чтобы избежать таких нежелательных переключений, отключайте сети 3G в своем телефоне, когда они вам не требуются.

4. Скорость работы интернет в диапазоне частот 900 МГц определяется техническими возможностями оператора, уточняйте эту информацию у своего оператора.

23365

Операторы сотовой связи используют два частотных диапазона: 900 и 1800 МГц. В населённых пунктах с многоэтажной застройкой сотовая связь чаще всего работает в диапазоне 1800 МГц, а за городом и в местах малоэтажной застройки - в диапазоне 900 МГц. Это связано с особенностями распространения радиоволн и количеством свободных каналов.

Чем ниже частота (900 МГц), тем лучше и дальше распространяются радиоволны в условиях пересеченной местности. Благодаря этому базовые станции могут быть расположены далеко друг от друга. Ещё одним важным свойством радиосигнала низких частот является то, что они проникают в здания лучше, чем сигналы более высоких частот.

Радиоволны высоких частот (1800 МГц) быстро затухают на больших расстояниях и хуже проникают в здания и помещения. Однако эти, казалось бы, отрицательные свойства становятся преимуществом при использовании более высоких частот в городах: в каждой точке города каждое абонентское устройство, грубо говоря, “видит” лишь небольшое число базовых станций. Таким образом, базовые станции почти не “мешают” друг другу.

В стандарте GSM-1800 количество каналов значительно больше, чем в стандарте GSM-900, что позволяет одновременно работать большему количеству абонентов. Это ещё одна причина, почему в городах используется стандарт GSM-1800, а в малонаселённых районах - в основном, GSM-900.

Диапазон	Uplink, МГц	Downlink, МГц	Номера используемых каналов
Е-GSM	880-915	925-960	1-124, 974-1024
GSM-900	890-915	935-960	1-124
GSM-1800	1710-1785	1805-1880	512-886

Обследование объекта.

Сначала необходимо выяснить у заказчика, какие именно проблемы сотовой связи он хочет решить. В данной статье мы рассмотрим только усиление голосовой связи и не будем рассматривать усиление мобильного интернета (однако установка репитеров для мобильного интернета отличается от установки репитеров для мобильной связи лишь в небольших деталях).

Заказчик может захотеть усилить сигнал как одного какого-то оператора, так и сигналы нескольких или сразу всех операторов.
Распределение полос радиочастот (т.е. каналов) между операторами различается между регионами, эту информацию можно увидеть в следующих таблицах: для 900 МГц и 1800 МГц.

Из этих таблиц можно увидеть, на каких частотах могут работать интересующие нас операторы. Поэтому уже на этом этапе выполнения работ можно примерно оценить их сложность и стоимость.

Обследование объекта должно осуществляться с использованием анализатора спектра. Netmonitor на телефоне можно использовать только как вспомогательный инструмент, так как Netmonitor не является средством измерения и его показания не могут служить основанием для принятия каких-либо решений. Однако Netmonitor всё же может быть полезным, так как он, в отличие от анализатора спектра, показывает номер канала и название оператора. С помощью Netmonitor’а хорошо контролировать правильность измерений, проводимых анализатором спектра.

Перед выездом на объект инженер должен ознакомиться с картой расположения базовых станций. В основном, эти карты созданы любителями и не являются официальным источником информации. Но они могут помочь хотя бы примерно сориентироваться в ситуации. Эти карты легко доступны в интернете и постоянно обновляются.

При прибытии на объект инженер должен осмотреть его и определить места, где будет возможно поставить внешние и внутренние антенны.

Определение возможных мест установки антенн должно происходить с учётом нескольких факторов:

направления на нужные базовые станции для внешних антенн;
необходимые зоны охвата внутри помещений для внутренних антенн;
взаимное расположение внутренних и внешних антенн (для недопущения самовозбуждения);
удобство монтажа;
расположение антенн, усилителей, кабелей должно устраивать заказчика.

Определение радиочастотной обстановки.

На следующем этапе необходимо сделать замеры уровней сигналов Downlink (т.е. с базовых станций) в каждой точке возможной установки внешних антенн. Замеры необходимо проводить с помощью анализатора спектра и измерительной внешней антенны. Необходимо составить таблицы зависимостей уровня сигнала от частоты приёма.
Например, стоит задача усилить трёх операторов (Билайн, Мегафон и МТС) в Воронежской области. На рисунке (это вид сверху на крышу дома) показаны три точки, где есть доступ на крышу и где поэтому существует возможность установить внешние антенны (точки А1, А2 и А3).

Порядок действий таков:

1. В таблице распределения радиочастот находим, что в Воронежской области операторы работают на следующих частотах:

2. С помощью Netmonitor’а у каждого оператора в каждом частотном диапазоне выбираем канал, на котором находятся каналы downlink. Каналы следует выбирать так, чтобы частоты от разных операторов были как можно больше разнесены друг от друга (хотя бы на 5-10 МГц). Следует учесть, что базовая станция может работать всего на нескольких каналах, и эти каналы могут иногда меняться.

3. С помощью приведённых ниже формул рассчитываем частоты, которые соответствуют каждому выбранному каналу (n - номер канала).

E-GSM	f(DownLink)=925+0.2*(n-973)	f(UpLink)=880+0.2*(n-973)
GSM-900	f(DownLink)=935+0.2*n	f(UpLink)=890+0.2*n
GSM-1800	f(DownLink)=1805+0.2*(n-511)	f(UpLink)=1710+0.2*(n-511)

4. Записываем полученные данные в таблицу. Например, могут получиться такие значения:

Опрератор	Downlink, МГц	Выбранные номера каналов
Билайн	940,9-948,9 1805,1-1819,9	42 517	941,2 1806,2
Мегафон	949,1-950,3 951,1-956,3 957,7-959,5 1842,9-1857,9	73 702	949,6 1843,2
МТС	935,1-940,7 950,5-950,9 956,5-957,5 959,7-959,9 1858,1-1872,5	124 840	959,8 1870,8

5. Получилось шесть частот, на которых мы будем проводить измерения. В каждой точке возможной установки внешней антенны необходимо найти, во-первых, направления, с которых уровни сигналов на каждой из шести частот имеют максимумы, и, во-вторых, записать значения этих максимумов. Все полученные данные необходимо занести в таблицу и нанести на рисунок. На следующем рисунке стрелками показаны направления, в которых сигналы имеют максимумы. Для наглядности длины стрелок пропорциональны уровням принимаемых сигналов.

Опрератор	Downlink, МГц	Выбранные номера каналов	Частоты, соответствующие выбранным каналам, МГЦ	Уровни сигналов в точке А1, дБм	Уровни сигналов в точке А2, дБм	Уровни сигналов в точке А3, дБм
Билайн	940,9-948,9 1805,1-1819,9	42 517	941,2 1806,2	75 -72	82 -81	101 -98
Мегафон	949,1-950,3 951,1-956,3 957,7-959,5 1842,9-1857,9	73 702	949,6 1843,2	100 -105	90 -93	78 -80
МТС	935,1-940,7 950,5-950,9 956,5-957,5 959,7-959,9 1858,1-1872,5	124 840	959,8 1870,8	78 -80	76 -71	93 -90

6. Из таблицы и рисунка стало видно, что внешние антенны для усиления сигналов Билайна и МТСа можно ставить в точке А1 или А2, для усиления Мегафона - только в точке А3.

В рассмотренном нами примере все базовые станции работают как в диапазоне 900 МГц, так и в диапазоне 1800 МГц. На практике такого, скорее всего, никогда не будет, так как каждая БС работает в каком-то одном диапазоне.

Выбор расположения внутренних антенн

Мы решили первую задачу - определили для внешних антенн направления на нужные базовые станции.

Следующая задача - это определить для внутренних антенн необходимые зоны охвата внутри помещений:

расположение внутренних антенн зависит от конфигурации внутренних помещений и от того, в каких помещениях заказчик хочет усилить сигнал;
необходимо учесть из каких материалов сделаны внешние стены здания, перекрытия и внутренние перегородки. Сплошная металлическая кровля ослабляет сигнал на 40-60 дБ; толстые кирпичные, железобетонные стены и перекрытия ослабляют сигнал на 20-40 дБ; гипсокартонные, деревянные перегородки ослабляют сигнал на 10-20 дБ. При этом следует учитывать то, что более высокие частоты диапазона 1800 МГц ослабляются сильнее, нежели частоты диапазона 900 МГц.
взаимное расположение внутренних и внешних антенн должно быть таким, чтобы не было самозбуждения усилителя, т.е. такой ситуации, в которой сигнал с внутренней антенны улавливается внешней антенной, усиливается, подаётся на внутреннюю антенну, и так далее.

Если грамотно и надёжно усилить сигнал Downlink (т.е. от БС к телефону), то проблем с сигналом Uplink (т.е. от телефона к БС) быть не должно. При использовании такой сигнал тоже усилится. Обычно канал усиления Uplink в репитере делают с усилением на 5...10 дБ меньшим, чем усиление канала Downlink. Чтобы телефон надёжно принимал сигнал Downlink, он должен быть не менее -80 дБм (в точке пространства, где находится телефон). Чтобы базовая станция надёжно принимала сигнал Uplink , он должен быть не менее -95 дБм (в точке пространства, где находится приёмная антенна базовой станции). Это связано с тем, что на базовых станциях используются малошумящие канальные фильтры и усилители, которые могут усиливать очень слабые сигналы от телефонов. Такой усилитель сужает полосу приема сигнала до 100 раз, уменьшая до 10...20 дб собственный уровень шумов приемника базовой станции.

Однако телефоны могут принимать только относительно мощные сигналы, так как в телефонах существует ряд технических ограничений на возможность приема сигнала с большей чувствительностью. Это обусловлено технической сложностью реализации в размерах телефона приемной антенны с высоким усилением и входного фильтра - преселектора приемника.

Режимы работы телефонов при приёме сигналов Downlink разной мощности:

Уровень сигнала Downlink, дБм	Режим работы телефона
<-100	Нет связи
-100 … -90	Нет связи или одна “палка”, иногда приходят СМС
-80 … -90	Одна-две “палки”, может быть возможен разговор
-80 … -70	Три-четыре “палки”, уверенный приём
-70 … -50	Все “палки”, идеальный приём на улице в зоне прямого действия базовой станции, без помех и препятствий

Расчет сигнала Downlink

Проведём расчёт сигнала Downlink для каждой точки возможной установки внешних и внутренних антенн. Для этого необходимо сложить:

уровень сигнала в точке установки внешней антенны;
усиление внешней антенны;
потери в разъёмах и кабеле;
усиление репитера;
потери в разъёмах и кабеле;
потери в разветвителях сигналов (при их наличии);
усиление внутренней антенны;
затухание сигнала внутри помещения.

Необходимо сделать так, чтобы в том помещении, где мы хотим усилить сотовую связь, уровень сигнала Downlink не был ниже -80 … -75 дБм.

В таблице ниже приведено затухание сигнала в свободном пространстве в зависимости от расстояния до антенны. С использованием этой таблицы необходимо внести поправку на затухание внутри помещения (берётся максимальное расстояние от внутренней антенны до дальнего угла помещения).

Диапазон	Расстояние
	1 м	2 м	3 м	4 м	5 м	10 м	20 м	30 м	40 м	50 м
900	32 дБ	38 дБ	41 дБ	44 дБ	46 дБ	52 дБ	58 дБ	61 дБ	64 дБ	66 дБ
1800	3 дБ	44 дБ	47 дБ	50 дБ	50 дБ	58 дБ	64 дБ	67 дБ	70 дБ	72 дБ

Пример расчёта сигнала Downlink с БС Билайна в диапазоне 1800 МГц с установкой антенны в точке А2:

-81 дБм (сигнал Downlink с БС Билайна в точке А2 в диапазоне 1800 МГц)
+14 дБ (усиление внешней антенны)
-4 дБ (внешняя антенна в точке А2, возможно, будет направлена между базовыми станциями Билайна и МТСа, поэтому усиление антенны будет несколько меньше номинального)
-7 дБ (примерные потери в разъёмах и кабеле длиной 10 м между внешней антенной и репитером)
+Кр (коэффициент усиления репитера, мы его как раз и должны найти)
-7 дБ (примерные потери в разъёмах и кабеле длиной 10 м между репитером и внутренней антенной)
+8 дБ (усиление внутренней антенны)
-58 дБ (примерное затухание сигнала в комнате на расстоянии 10 метров от антенны до дальнего угла комнаты)

Расчитаем: -81+14-4-7+Кр-7+8-58

Получилось (Кр-135) дБ.

Как уже говорилось, уровень сигнала Downlink должен быть не ниже -80 … -75 дБм. Поэтому Кр=135-75=60 дБ. Таким образом, минимальное усиление репитера должно быть не менее 60 дБ. Так как у каждого репитера есть погрешность в указании коэффициента усиления (примерно 3 дБ), неравномерность АЧХ (примерно 3 дБ) и коэффициент шума (примерно 6 дБ), то в итоге необходимо выбрать репитер с услением примерно 70 дБ. Конкретные характеристики каждого репитера необходимо смотреть в его паспорте, но не стоит забывать, что репитеры от незнакомых или ненадёжных производителей могут иметь весьма завышенный коэффициент усиления по паспорту, неравномерную АЧХ и коэффициент шума.

Таким образом, при установке репитера с усилением 70 дБ внутри помещения в дальнем его углу сигнал Downlink от Билайна будет равен -65 дБм.

уровень синала от БС МТСа = -55 дБм
уровень сигнала БС от Мегафона = -87 дБм (мы вычли ещё 10 дБ, так как внешняя антенна усилением 14 дБ в точке А2 будет принимать сигнал от БС Мегафона с усилением примерно 0 дБ, так как будет направлена в сторону от направления максимума).

Расчёт развязки внешней антенны относительно внутренней

Расчёты по развязке внутренней и внешней антенн необходимо проводить для всех сигналов одного диапазона. Если же один оператор работает в одном диапазоне, а второй - в другом, то их взаимное влияние в таком случае будет минимальным.

Выбор репитера с учётом радиочастотной обстановки

Таким образом, после изучения радиочастотной обстановки на объекте мы получили информацию о сигналах Downlink от различных операторов, а именно уровни каналов каждого оператора. В зависимости от того, какой оператор, на каких каналах и с какими уровнями передает сигналы, следует выбор той ли иной схемы усиления.

Кратко об усилении репитера

Рассмотрим репитер с коэффициентом усиления 50 дБ. Тут всё просто: подав на его вход сигнал с уровнем -83 дБм, мы получим на выходе -83+50=-33 дБм. Однако у каждого репитера помимо коэффициента усиления указывают максимальную выходную мощность (ещё эту величину называют “точка компрессии”). Это максимально возможный выходной сигнал усилителя, выше которого начинают расти искажения и падает общее усиление репитера. До этой величины усиление можно считать линейным.

Но дело в том, что все без исключения производители репитеров лукавят, указывая усиление и амплитудно-частотную характеристику для одного канала. А нам необходимо усилить множество каналов. При усилении нескольких каналов коэффициент усиления репитера уменьшается в перерасчёте на один канал. Но об этом чуть позже.
Репитер не должен работать в режиме, близком к точке компрессии (для рассматриваемого репитера это 20 дБм - эта величина указывается в паспорте репитера и называется максимальной выходной мощностью), так как будут расти интермодуляционные искажения.
Поэтому репитер должен работать в режиме, в котором мощность на выходе меньше точки компрессии на 10-15 дБ.
То есть в рассматриваемом нами репитере на вход можно подать максимум -40 дБм. Тогда на выходе репитера будет 10 дБм, что как раз на 10 дБ меньше точки компрессии для этого репитера.

Как проявляются интермодуляционные искажения

Итак, повторим ещё раз: репитер не должен работать в режиме, близком к максимальной выходной мощности.

Что значит “коэффициент усиления репитера”

Рассмотрим репитер с коэффициентом усиления 50 дБ и максимальным выходным уровнем 20 дБм. Это значит, что репитер усилит ОДИН входящий канал с коэффициентом 50 дБ при условии, что больше нет никаких других входящих сигналов в диапазоне усиления репитера. Это идеальный случай и такого почти никогда не бывает. Всегда есть несколько каналов на входе и какие-то шумы и помехи. Каждый дополнительный канал уменьшает коэффициент усиления на величину 10Lg(N/2). Эта формула справедлива, когда уровни сигналов примерно одинаковы и различаются не более чем на 1 дб. Например, для 10 каналов на входе усиление репитера упадет примерно на 7 дб. И соответственно, максимальный выходной уровень будет уже 20-7 = 13 дБм.

Если на входе репитера присутствуют не только полезные сигналы, но и помехи, то они тоже будут уменьшать коэффициент усиления в перерасчёте на полезные каналы.

Таким образом, коэффицент усиления репитера зависит от количества усиливаемых каналов. Важно знать, что ночью базовая станция может работать всего на одном-двух каналах, так как количество звонков невелико. Соответственно, коэффициент усиления репитера будет большой. Днём же количество активных абонентов увеличивается, базовые станции автоматически увеличивают количество каналов, и коэффициент усиления репитера закономерно снижается.

АЧХ репитеров

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика - зависимость коэффициента усиления репитера от частоты. АЧХ репитеров всегда нелинейная, имеет завалы на границах диапазонов по 3-8 дБ. Кроме того, АЧХ каждого конкретного репитера отличается от АЧХ другого репитера.
АЧХ идеального репитера диапазона GSM-900 с коэффициентом усиления 50 дБ должна выглядеть вот так:

Но мир электроники неидеален, и у настоящего репитера АЧХ выглядит вот так (на рисунке показан АЧХ репитера VECTOR R-610):

Как видим, репитер будет усиливать какие-то каналы лучше, а какие-то хуже. Особенно внимательными нужно быть при усилении каналов, находящихся на границах диапазонов.
В силу особенности схемотехники дешевых репитеров, чем выше усиление репитера, тем более неравномерную АЧХ он имеет. Авторам данной статьи попадались китайские и российские экземпляры репитеров, имеющие неравномерность АЧХ в рабочем диапазоне до 18 дБ. Это также надо учитывать при установке.

Необходимо обратить внимание

Если разность частот входящих каналов составляет 5-10 МГц при разнице их уровней в 10 дБм, то все эти каналы усилятся без искажений.
Если разность частот входящих каналов составляет порядка 1 МГц при разнице их уровней в 10 дБ, то слабый сигнал может быть подавлен более сильным. В данном случае необходимо либо усиливать каналы раздельно с помощью разных репитеров, либо пытаться найти другие каналы, сильнее разнесённые друг от друга.

Способы улучшения качества усиления

Можно использовать канальные репитеры. Они усиливают только узкую полосу с нужными каналами. Такие репитеры несколько дороже обычных, но иногда только их применение сможет усилить сигнал в сложной радиочастотной обстановке.
Необходимо покупать оборудование (репитеры, кабели, разъёмы, фильтры и т.д.) только у надёжных поставщиков и желательно у тех, которые сами занимаются установкой репитеров, так как только тогда риск нарваться на левое оборудование с непонятными характеристиками будет минимален.
Можно использовать фильтры сигналов Uplink и Downlink на те частоты, которые мы хотим усилить. Это способ, которые способны использовать только очень опытные установщики непосредственно взаимодействующие с производителями репитеров.

Вам понравилась эта статья?