Хабрахабр

Интернет для дачника. Добываем максимальную скорость в сетях 4G. Часть 2. Выбор внешней антенны

Недавно я проводил сравнительное тестирование LTE роутеров и вполне ожидаемо оказалось, что производительность и чувствительность радиомодулей у них существенно отличается. Когда же я подключил к роутерам антенну, прирост скорости увеличился кратно. Это натолкнуло меня на мысль провести сравнительное тестирование антенн, которые позволят не просто обеспечить связь в частном доме, но и сделать ее не хуже, чем в городской квартире, с подключением по кабелю. Ну а чем закончилось это тестирование можно узнать ниже. Традиционно, для желающих смотреть, а не читать, сделал видеоролик.

Методика тестирования

Без нормального структурного подхода не получить качественных результатов, а целью этого теста я поставил выбор лучшей антенны для максимально скоростного доступа в Интернет. В качестве эталона измерения был выбран роутер Zyxel LTE3316-M604, который в предыдущем тесте вполне оправданно занял первое место. Этот девайс может работать как с обычным проводным провайдером, задействуя резервный канал связи по 3G/4G в случае необходимости, так и работать полностью автономно, используя сотовые сети 3G и 4G. В моем тесте используется только сеть 4G, так как через нее передаются только данные и нагрузка голосового трафика не влияет на этот канал связи.

Вторым тестом была подключена антенна с круговой диаграммой направленности. Для теста я выбрал три различных антенны, относящиеся к разным типам: первым тестом, для получения чистых значений, роутер работал без внешних антенн, используя только встроенные антенны. Ну а четвертым этапом шло испытание узконаправленной сетчатой параболической антенны. В третьем тесте была задействована панельная антенна, имеющая более узкую диаграмму направленности, которая использовалась в прошлом тесте.

На каждом этапе тест проводился три раза и вычислялось среднее значение скорости скачивания и отдачи. Все замеры скорости проводились в будний день в дневное время, чтобы нагрузка на базовую станцию была минимальна, а скорость закачки максимальна. Полагаю, что у провайдера будет примерно та же картина нагрузки на БС. Роутер подключался к одной и той же БС, юстировка антенн производилась по показаниям сигнала в web-интерфейсе роутера.
Также я сделал суточный график значений скорости скачивания и отдачи данных в моей местности, что прекрасно демонстрирует работу пользователей с Интернетом. Что интересно, график скорости скачивания существенно скачет, а вот график отдачи практически неизменен — это говорит о том, что пользователи больше качают, нежели отдают данные.

GSM/3G/4G FREGAT MIMO
Цена: 4800 р

ТТХ:
Частотные диапазоны, МГц: 700–960, 1700–2700
Коэффициент усиления, дБ: 2 x 6
Допустимая мощность передачи: 10 Вт
Размер, см: 37 x Ø6,5
Масса, грамм: 840

Эта антенна не может похвастаться каким-то запредельным коэффициентом усиления, но зато она поддерживает технологию MIMO, то есть это две антенны в одном корпусе. Начнем с испытания антенны, которая имеет круговую диаграмму направленности. Частотный диапазон захватывает все сегменты от GSM до LTE, то есть поддерживаются сети 2G/3G/4G. Кроме того, она герметична и имеет сразу смонтированные кабельные сборки длиной 5 метров. А теперь рассмотрим, в каких ситуациях она может применяться, если обладает таким размером и КУ. В комплект входит крепление на штангу или сразу к стене. Во всех этих случаях железобетон и металл отлично экранируют внешний сигнал, и если снаружи радиотехника может работать отлично, то внутри приема может не быть вовсе. Первое, что приходит на ум, это экранированные помещения: полуподвал или подвал, металлический склад или ангар, корабль или катер. Ее можно использовать не только для роутера, но и для репитера. В этом случае, такая антенна решит проблему связи. В моем случае, скорость с антенной оказалась несколько ниже, чем без нее, поскольку КУ антенны схож с КУ встроенных антенн в роутер, а вот на 5-метровых кабелях происходят потери. Но именно для роутера она раскроет весь свой потенциал, а круговая диаграмма направленности хорошо работает на движущихся объектах, позволяя не настраивать антенну на какую-то одну вышку.

+

Готовый комплект с крепежом и смонтированным кабелем, подходит для экранированных помещений, герметична

-

Обладает небольшим КУ

OMEGA 3G/4G MIMO
Цена: 4500 р

ТТХ:
Диапазон частот, МГц: 1700-2700
Коэффициент усиления, дБ: 2x16-18
Допустимая мощность передачи: 50 Вт
Габариты, см: 45 х 45 х 6
Масса, грамм: 2900

Зарекомендовала себя очень хорошо при работе как напрямую с вышкой, так и с отраженным сигналом. Вторая антенна проработала у меня уже несколько лет и участвовала в предыдущем тесте. Кроме того, работает она в режиме MIMO, а это уже дает прирост в скорости. Так как диаграмма направленности у нее уже, чем у всенаправленной антенны, то и коэффициент усиления вырос до 16-18 dBi, в зависимости от частоты сигнала. Кроме того, крепление позволяет повернуть антенну на 45 градусов, чтобы сменить поляризацию — иногда это дает выигрыш в несколько мегабит. Стандартное крепление на штангу обеспечивает возможность настройки как по горизонту, так и по вертикали. И если без этой антенны показатели RSRP/SINR были -106/10, то с панельной антенной выросли до -98/11. Большая, герметичная и эффективная! То есть двукратный прирост на скачивание на той же БС — отличный результат. Это дало прирост в скорости на скачивание с 13 до 28 Мбит/с, а на отдачу с 12 до 16 Мбит/с. Стоит только учесть, что кабельную сборку желательно делать покорочее, чтобы не терять сигнал в проводах. Кроме того, антенна, благодаря небольшому углу, позволяет отсечь ближние, но более загруженные базовые станции и переключиться на другие, менее загруженные.

+

Усиление сигнала позволяет поднять скорость вдвое, диаграмма направленности дает возможность выбрать менее нагруженную БС, удобный крепежный комплект, за несколько лет не потеряла своих качеств

-

При размере 45х45 сантиметров обладает парусностью, что требует качественного основания для крепления

PRISMA 3G/4G MIMO
Цена: 6000 р

ТТХ:
Диапазон частот, МГц: 1700–2700
Коэффициент усиления: 25 дБ на частоте 1700–1880 МГц, 26 дБ на частоте 1900–2175 МГц, 27 дБ на частоте 2600–2700 МГц
Максимальная подводимая мощность: 100 Вт
Размер, см: 90 x 81 x 36
Масса, грамм: 3200

Она не круглая, как это принято у спутниковых антенн, что даже положительно сказывается на диаграмме направленности. Параболическая сетчатая антенна примечательна сама по себе — она обладает впечатляющими размерами 90х81 сантиметр. Антенна работает в диапазоне частот от 1700 до 2700 МГц. Кроме того, сетчатое исполнение очень заметно снижает парусность — ветер просто проходит сквозь нее, а на фокусировке сигнала это практически не сказывается. В инструкции доступно показано, как надо расположить облучатель относительно антенны, чтобы получить максимальное усиление при нужной частоте, то есть для начала надо знать, на каких частотах работает ваш провайдер. Есть три положения облучателя: по одному для каждой частоты. С этой антенной работать несколько сложнее, требуется точная юстировка, так как угол направленности очень мал. Тут на помощь приходит web-интерфейс роутера, в котором вполне доступно демонстрируется рабочая частота. Минусы тоже есть: время отстройки на БС заметно увеличивается, а работать с отраженным сигналом становится сложнее. Очевидный плюс такого решения — это возможность точного направления на нужную БС, даже если несколько станций расположены почти по прямой. Он колеблется от 25 до 27 dBi. Но самое главное — это коэффициент усиления. То есть скорость приема возросла более, чем в три раза! В моем случае, это позволило усилить сигнал с изначальных RSRP/SINR -106/10 до -90/19 dBi, а скорость приема выросла с 13 до 41 Мбит/с, передачи с 12 до 21 Мбит/с. Ну а в глухой местности, где сотовая связь может вообще не ловить, вполне реально поймать как 3G, так и 4G сигнал за несколько десятков километров!

+

Отличный коэффициент усиления, сетчатое исполнение снижает парусность, возможность подстройки облучателя на нужную частоту

-

Габариты

Подведение итогов


Но роутер не оставишь на улице, поэтому данный вариант подходит в квартире, офисе, но не там, где вышку даже с биноклем не разглядеть. Сравнительное тестирование показало, что даже без антенны, при хорошем возвышении (10 м от земли), роутер Zyxel LTE3316-M604 может обеспечить приемлемую скорость работы с Интернетом.

Это могут быть экранированные стены, низкое расположение, иные помехи. Антенна FREGAT MIMO подойдет тем, кто по ряду причин не может получить радиосигнал в месте установки роутера. А две антенны в едином корпусе обеспечат поддержку технологии MIMO, что должно увеличить скорость работы.

Работа как с прямым, так и с отраженным сигналом, масса вариантов монтажа, хороший коэффициент усиления. Что касается панельной антенны OMEGA 3G/4G MIMO, то она себя показала очень достойно. Можно брать смело, если сигнал 3G/4G есть, но крайне слабый или его нет вообще.
Ну а параболическая сетчатая антенна PRISMA 3G/4G MIMO подойдет для самых отчаявшихся, потому что с таким усилением и возможностью точной настройки на БС можно получить связь даже в самой отдаленной деревне, если в радиусе нескольких десятков километров есть базовая станция сотового оператора. Небольшие габариты не дают большой парусности, а выигрыш в скорости заметный.

Заключение

На данный момент я оставил работать антенну OMEGA 3G/4G MIMO. Пришлось несколько переместить штангу крепления на стене, так как габариты антенны диктуют свои условия. При кабеле длиной 3 метра и выбранном роутере я видел скорости до 50 Мбит/с, когда БС была наименее загружена. Это стремится к теоретическому пределу скорости в 75 Мбит/с при имеющихся условиях работы БС: частота Band3 -1800 МГц, ширина канала 10 МГц. Но главное, что при удалении более 8 км от базовой станции, мне удалось получить скорости близкие к тем, которые можно иметь в непосредственной близости от вышки. Приведу для примера картинку покрытия радиосигнала при использовании различных частот.

Не стоит опасаться незнакомого оборудования: для выбора 3G/4G роутера просто прочитайте мою предыдущую статью. В заключении скажу, что обеспечить себя хорошим интернетом на даче или в частном доме можно всегда. Вам на месте останется только всё подключить. А при выборе антенны обращайтесь к тем, кто ими занимается всерьез — там подберут оптимальное решение и даже подготовят все кабельные сборки. Удачи, хорошего пинга и стабильной скорости!

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть