Усиливаем сигнал для мобильного 3G/4G интернета

Кто проживает или бывал на Среднем Урале, знает, что тут имеют место перепады высот. В связи с этим из-за характера рельефа присутствуют мертвые зоны в покрытии сотовой связи. Даже при незначительном удалении от базовой станции оператора (сотовой вышки) можно столкнуться с очень слабым приемом или его отсутствием.

Долины рек на Урале являются естественными «мертвыми зонами» для распространения полезного сигнала сотовой связи. в низинах, как правило находятся основные потребители услуг связи – абоненты. Яркий пример – наш поселок, находящийся на берегу реки.

Оранжевая пирамида 1 показывает примерное расположение вышки сотового оператора, синий квадрат 2 обозначает дом, который лишен полноценной связи и доступа к интернету. Зеленые стрелки – направление распространения сотового сигнала. Как видим, сигнал как бы «пролетает» над домами.

Дом стоит в низине, сотовые вышки операторы, как правило, стараются устанавливать на возвышенностях: так осуществляется более широкий охват обслуживаемой территории. Для покрытия всей площади нужно устанавливать станции и в логах, а это экономически не выгодно. Особенно заметно это в поселках, которые относятся к сезонным, например, дачные поселения, полностью заселенные летом и практически пустующие в зимнее время, зачастую бывают лишены полноценной связи.

К резким перепадам высот можно еще прибавить и растительные помехи, препятствующие распространению сигнала, например, такая иллюстрация наглядно это демонстрирует:

Тут происходит следующее:

Как видим, все эти факторы вкупе препятствуют конечному пользователю, находящемуся в таких проблемных местах, полноценно пользоваться современными средствами коммуникаций. Отсюда не только низкая скорость интернета, но и плохое качество голосовой связи. Для того чтобы сделать звонок, обычно не составляет труда немного переместиться для лучшего приема, а вот использовать интернет довольно проблематично. Смартфон еще можно переместить, а с компьютером много не набегаешься.

С последними событиями, связанными с пандемией коронавируса в мире, многие перешли на удаленную работу и предпочитают трудиться подальше от города на дачных участках. И практически 90% работающих на дому используют интернет. У меня похожая ситуация: интернет нужен по работе, но доступ настолько плохой, что проверить электронную почту или скачать что-то из сети интернет стало настоящей проблемой. Я начал искать решение в усилении сотовой связи для полноценного доступа, так как альтернатив в виде проводных или оптоволоконных коммуникаций у нас нет и не предвидится в ближайшем будущем.

На рынке усилителей сейчас популярны два основных решения: это репитеры и модемы с внешними антеннами.
— Репитер обеспечивает усиление всего, что приходит на его внешнюю антенну от вышки сотовой компании, и усиленный сигнал уже с помощью домашней, внутренней антенны раздает устройствам.
— Модемы с внешними антеннами усиливают только интернет-сигнал.

Требования у меня были в основном только к интернету, а пообщаться голосом можно и по скайпу или другим мессенджерам поэтому выбор остановил на готовом решении для усиления скорости доступа к интернету «Внешний 3G/4G роутер RF-Link R850».
В состав его входит:
— уличная часть (3G/4G модем);
— внутренняя часть (управляющий системой роутер Wi-Fi);
— блок питания;
— кронштейн для крепления роутера на стене;
— патч-корд 20 м (кабель).

Конечно, прежде чем оплатить этот роутер, я долго консультировался с поставщиками и, наверное, измучил их своими вопросами, но надо отдать им должное: они отвечали терпеливо порой на мои глупости. Посылка пришла, и я начал установку по приложенной инструкции.

Установка

Стоит отметить несколько моментов: например, то, что сим-карта вставляется вовнутрь модемной части и герметично закрывается крышкой с резиновой уплотнительной прокладкой:

Так что дожди не страшны, все герметично, но минус такого решения – то, что если модемная часть (или по-другому внешний роутер) располагается на значительной высоте, доступ к ней достаточно проблематичен (наш случай). Я приобрёл сим-карту только для модема со специальным тарифом от TELE2 «Для устройств», и установив ее, доставать не собирался. Прикручиваем крышку сим-карты на свое место.

Кабель категории 5e, идущий в комплекте, обеспечивает связь двух частей не только передачей данных, но и питанием по POE-технологии, так что дополнительных блоков питания не нужно. Длина его 20 метров, и на мачту поднять, и по дому проложить должно хватить с запасом.

Соединение с уличной частью выполнено через уплотнительную втулку (также герметично по резьбе) и использована резиновая прокладка, но вот кабель во втулке недостаточно плотно зажимается. Пока оставил как есть, но в будущем планирую использовать дополнительно силиконовый герметик.

Дом, на который я буду устанавливать антенну, ниже, чем рядом стоящие, но все равно попробую обойтись невысоким подъемом. А выглядит дом так:

Первая установка проходит на уровне чердачного окна, но кажется, это недостаточный подъем, так как на сайте поставщиков было написано: «Выше поставишь, больше скорость получишь». Кстати, там же написано, что в уличной части расположены две всенаправленные антенны и из этого следует, что точно юстировать ее на вышку оператора лишне, они всенаправленные. Проверим, так ли это. Разобрать недолго, пусть гарантия даже потеряется, но интерес взял свое.

Внутри действительно две антенны. Какие они всенаправленные, выясним после установки. Забегая вперед, скажу, что утверждение близко к истине. Юстировка по горизонту практически не дает прироста скорости. Скорость зависит от высоты установки, о чем честно написано на сайте продажи этого роутера. Ставим уличный модуль на первом уровне:

Установили, старая деревянная гардина подошла как родная, тем более она сегментная и можно удлинить, если что-то пойдет не так, а я ее выкинуть хотел. Если смотреть с такого ракурса, то соседская крыша явно будет мешать качественному приему сигнала:

Теперь нужно опробовать все в работе. Устанавливаем дома внутренний роутер. Вешаем его стандартно на стенку, поближе к электрическим розеткам, чтобы не тянуть дополнительную линию питания.

Включили питание и все заработало.

Подключим ноутбук по Wi-Fi, прочитав логин и пароль на обратной стороне устройства. Сначала зайдем в web-интерфейс роутера через браузер, используя указанный адрес. Как и на большинстве подобных устройств, вход по умолчанию admin/admin.

Как видим, появился 4G-прием, что нам и нужно. Красным обозначена шкала уровня сигнала: многим так привычней и можно ориентироваться по аналогии со смартфоном. Я специально не рассказываю про уровни сигнала, отображающегося цифрами в интерфейсе. Мне просто показалось, что они некорректно работают. Я не стал больше разбираться и решил тестировать только на действительной скорости доступа в интернет, пользуясь различными онлайн-сервисами.

Тестирование скорости

Предыстория до получения почтового отправления с роутером такова: я замерил параметры сети, находясь на земле. Использовалась для этого программа для смартфона с ОС Android «Сотовые вышки, Локатор». Можно сказать, что 3G-покрытие иногда удавалось найти смартфоном и без программы, но скорость была очень нестабильная и выше 1 Мбит в секунду вообще не поднималась, а стоило сместиться от точки приема хоть на полметра, то присутствовал только EDGE-интернет.

«Сотовые вышки, Локатор» показал, что 4G присутствует, да я и так знал, поскольку в других местах на территории поселка смартфоны его принимают. Вот скриншот той проверки:

Обратите внимание на расстояние до вышки: немного некорректно отображено значение. На самом деле до вышки метров 800, может, какой отраженный сигнал принимает. Я не знаю принцип работы этой программы, но главное, она нам показала, что интернет 4G LTE тут есть.

Начинаем наши тесты. Первый уровень высоты установки антенны проверим на скорость сервисом speedtest. Пользоваться будем десктопной версией программы для Windows:

После того, что было ранее, скорость интернета кажется пределом мечтаний, но для полноты картины попробуем проверить сервисом Яндекса – Яндекс.Интернетометр.

Скорость даже больше, но я понимаю, что разные сервисы используют разные алгоритмы и скорость может отличаться. Будет корректней делать тест одним сервисом. Но раз начали смотреть показания в двух местах, продолжаем так же.

Теперь поднимем антенну немного выше, так, чтобы она визуально была поднята над соседской крышей.

Все, антенна поднята от первоначальной установки на 120 см, на пути сигнала стало еще меньше препятствий. Будем тестировать в таком же порядке. Сначала speedtest:

Всего 1,2 метра, а результат после того, как подняли над соседской крышей, уже виден. Теперь Яндекс.Интернетометр:

Скорость стала больше в разы, но в процентном отношении к первому тесту выросла меньше, чем на сервисе speedtest.

Когда все хорошо, надо, чтобы было еще лучше. Поднимем антенну на высоту, какую можно. Надо делать мачту. Собираем из подручных материалов, а чтобы смотрелась, как надо, помощники покрасят:

Все, готово! Теперь поднимаем и закрепляем. Сама мачта – 7,5 метров и еще расстояние от земли. Будем пробовать.

Высоко, но все закреплено хорошо. Сейчас сильный ветер по реке, но у нас ничего не движется и не шевелится, в общем, надежно. Как всегда, первым пробуем speedtest:

Ну вот, мы теперь с прекрасным интернетом! Результат даже превысил все ожидания. Хотя для полноты эксперимента нам не хватает теста от Яндекса. Но он всегда показывал меньше, чем speedtest, поэтому даже проверять расхотелось. Проверим не Яндексом, а другими не очень известными сервисами. Поисковик выдал несколько подобных сервисов. Выбираем первый попавшийся, это witest:

Очень близко к первым результатам: оставим его и будем верить, что скорость за 30 Мбит/с мы имеем. Но надо еще один! Находим в сети сервис тестирования скорости интернета под именем FIREPROBE:

Как видим, результаты практически те же, хоть и на разных серверах.

Вот так я добился работы хорошего и стабильного интернета.

К роутеру я подключил так же телевизор с хорошим разрешением и функцией Smart TV. Просмотр фильмов по интернету требует хорошей скорости скачивания, uplink и downlink должны быть, что называется, «на высоте». И это можно написать без кавычек, потому что действительно, чем выше антенну поднимешь, тем в лучшем качестве и посмотришь. Кто не знает, что это такое, объясню просто:
— uplink – канал передачи «от тебя куда-то»;
— downlink – «откуда-то к тебе».

Для просмотра видео в интернете важен параметр downlink, то есть видео грузится на компьютер, а для видеозвонков или удаленного видеонаблюдения – uplink, видеоизображение передается в интернет. Но при видеозвонке вы тоже просматриваете что-то, поэтому скорости в обе стороны необходимы и дополняют друг друга.

Видео, комфортное к просмотру, HD и Full HD. Онлайн-кинотеатры и Youtube предоставляют такое качество. Просмотр требует наличия высокой скорости, минимальные значения такие:
— HD-видео (720 p) – 5 Мбит/сек;
— Full-HD (1080 p) – 8 Мбит/сек.

Заключение

Оборудование принесло мне только положительные эмоции. Работа стабильная, настройка простая. Это реально востребованный продукт в сегодняшних условиях и особенно на нашем Урале!