Усилитель для лан кабеля

Усилитель интернет-сигнала: принцип работы и технологии, за счет которых сигнал передается на большое расстояние

Рассказ о технологиях, за счет которых работает усилитель интернет-связи на примере конкретно выбранного усилителя.

Мне был нужен усилитель сигнала сотовой связи, который работает на расстояние не менее 15 км от «вышки». Поискал в сети. Нашел несколько вариантов. Сравнил. Будучи мало подкованным в области сотовой связи юзером, решил разобраться, что к чему. Зачем? Интересно.

Итак, что нашел, о том, что выбрал, как разбирался в технологии того, что, как и почему работает на такое большое расстояние.

Да, я не радиотехник и не инженер-радиофизик. Просто, мне хотелось докопаться в силу своих возможностей до сути, которая прячется за многообещающими лозунгами о превосходности предлагаемых устройств и цифрами, которыми пестрят сайты, за счет чего достигается усиление сигнала.

Содержание

Как работают усилители сигнала мобильной связи

Как усилить сигнал мобильной связи на расстояние 10 км и боле

Сравнение выбранных типов усилителей

Главные критерии выбора антенны

Где узнавал про технологию

Принципы работы антенны

Модем Huawei E3372h

Какие проблемы может решать алгоритм «формирование прямого луча» (explicit beamforming)

Распределение мощности передатчиков

Огибание препятствий, и работа с отражениями

Устранение замирания каналов

Прошивка HILINK как возможность находить интернет там, где его нет

Увеличение покрытия и дальность передачи

Что дает усилитель на технологии MiMO

Как работает обеспечение стабильности

Усилитель сигнала сотовой связи представляет собой устройство, которое работает по технологии MiMO, то есть использование в одном устройстве принимающей и передающей антенны.

Как работает усилитель сигнала

Устройство принимает сигналы от базовой станции и транспортирует их на серверную установку. Потом сигнал идет к телефону абонента или на модем. Обратный ответ принимает сервисная станция, которая усиливает сигнал и транспортирует его обратно к базовой станции.

Как усилить сигнал мобильной связи на расстояние 10 км и более

Для усиления интернет-сигнала нужны либо усиливающие сигнал антенны, либо усилители сигнала. Для города применяют всенаправленные антенны с усилением 9-15 Дб, эффективные на расстоянии от базовой станции до 5 км.

Для сельской местности используют антенны типа «Волновой канал», панельные MiMO, офсетные параболические с коэффициентом усиления от 15 Дб и более. Они способны эффективно работать на расстояниях 10 – 20 км до базовой станции. «Волновой канал» усиливает сигнал и увеличивает скорость интернета от 1,5 — 2,5 раз.

Менее требовательны к направлению и к расстоянию MiMO-антенны с усилением от 17 Дб до 24 Дб. В корпусе конструкции антенны находится 2 антенны, которые работают и на приём, и на отдачу сигнала. Благодаря этому связь становится более стабильной, скорость передачи данных увеличивается. Панельная антенна усилением 24 Дб показывает увеличение скорости передачи данных более чем в 2 раза на расстоянии около 23 км до передающей станции, а на меньших расстояниях увеличение скорости составило 3-5 раз.

Однако сложный рельеф местности, наличие преград, место расположения потребителя сигнала диктуют наличие репитеров или усилителей сигнала. С помощью усилителя можно вытянуть практически отсутствующий сигнал.

Существуют одно-, двух- и трех- диапазонные усилители:

● GSM 900 (для голосовой связи);

● GSM 1800 (для голосовой связи);

● GSM 900/1800 (для голосовой связи);

● GSM/UMTS 900/1800/2100 (для голосовой связи и мобильного интернета 3G);

● GSM/DCS/LTE 900/1800 (для голосовой связи и мобильного интернета 4G);

● GSM/UMTS/LTE 900/1800/2100 (для голосовой связи и мобильного интернета 3G и 4G).

Сравнение выбранных типов усилителей

Читал, что усилители производителей MIKROTIK, ZyXELL одни из самых крутых. Для интереса подобрал еще пару, один из них усилитель российского производства.

Приведу для сравнения характеристики нескольких устройств от разных брендов, схожих по параметрам в, примерно, одинаковой ценовой категории.

Мне было интересно устройство с самой большой зоной приемистости, то есть пригодное для больших расстояний от базовой станции. Еще устройство или как его еще называют репитер с симкой должно быть надежным и отличаться простым монтажом.

Почитал различные отзывы. Получилась такая картина.

Модем Zyxel LTE неплохой. Особенно последние модификации, но все равно встречаются нарекания по поводу глючности. Заявленная дальность всего 5 км, в то время как цена составляет 30 тыс. руб.

Микротик – хороший, позиционирует стандарт Cat.6, но смысла в нем мало, потому что не везде работает агрегация. И дальность до базовой станции всего около 8 км. Отсутствует возможность подключить напрямую в сеть. Питание исключительно PoE, что не всегда это удобно. Еще, нужно постоянно перезагружать. Вообще, как прочитал, антенна надежная, хотя, очень сложная в настройке. Для настройки надо вызывать специалистов.

Усилитель HiTE PRO UNO, по характеристикам вроде бы не так уж и плох. Настороженность вызвало полное отсутствие отзывов. Может быть не там искал.

Остановился на антенне-усилителе сигнала STREET 2 PRO. На чем-то же надо останавливаться.

Сделано в России. Корпус жесткий поликарбонат. Начинка – роутер и модем от лучших брендов. Технология MiMO. Было интересно узнать про технологию, что это такое.

Главные критерии выбора антенны

Основное, что характерно для антенн:

Технология MiMO, то есть работа в обоих направлениях: как на прием, так и на передачу данных.

Надежный литой корпус, который не рассыпается через пару-тройку лет от воздействия солнечного ультрафиолета.

У компании производителя достаточно разных обзоров с описанием, какая антенна хорошая. Плюсов, конечно, множество. Но хотелось узнать суть.

Посмотрел некоторые обзоры, часть интересные, Гоблина прослушал с удовольствием. Но, главное про технологию MiMO.

Где узнавал про технологию

Нашел видео, раскрывающее суть технологии. Толково и без воды рассказывают о том, как развивалась технология сотовой связи. Смотрите видеоролик с описанием основ WiFi, SISO, MIMO…

Прочитал статью, здесь же на Хабре: «Глубокое погружение в принципы работы Wi-Fi 6: OFDMA и MU-MIMO».

Еще одна особенность усилителя – спрятанная внутри корпуса направленная антенна с коэффициентом усиления 15 dBi и технология, по которой она работает – MIMO.

Технология MIMO

MIMO – это система связи, в которой используются принципы действия двух систем связи:

1. SIMO (одна передающая и несколько приемных антенн);

2. MISO (несколько передающих и одна приемная антенна).

То есть MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output, что означает множественные входы и множественные выходы) – это система, где используются несколько передающих и несколько приемных антенн. В нашем случае создатели антенны засунули в корпус STREET 2 PRO один модем и один роутер. Но об этом дальше.

Таким образом, система MIMO работает с пространственным разнесением на приеме и передаче. Технология используется для беспроводных сетей Wi-Fi, работает в 3G/LTE, (кто не знает, LTE – один из первых стандартов 4G).

Система увеличивает пропускную способность и позволяет эффективно использовать частотную полосу. Пропускная способность канала MIMO определяет возможную скорость передачи информации, приведенную к единице полосы канала. Увеличивается количество передаваемых данных, а соответственно, и скорость. Это означает, что антенна позволяет ловить как 3G, так и LTE-сигнал на большом удалении от базовых станций.

Технология появилась благодаря протоколу 802.11n. Прежний протокол 802.11abg, по которому работала связь, основанная на технологии SISO, уже не устраивала привередливого пользователя.

Принцип работы антенны

MiMO означает использование сразу нескольких передатчиков и приемников. Это два сигнала: один вертикально поляризован (3G, GSM, LTE), другой – горизонтально (LTE).

Это основные элементы антенны. Если сравнить антенные элементы телефона и усилителя, то в мобильном телефоне элементы со спичечную головку. В усилителе квадрат разбросан на 40 см.

Внутренняя начинка антенны Street 2 PRO на печатных платах. Одни дипольные отражатели горизонтально поляризованые, другие – вертикально поляризованные. Четыре полуволновых диполя составляют антенную решетку. От них идут пигтейлы в модем, на переходник, модемные входы

Встроенная в усилитель антенна работает по принципу роутера, который имеет несколько антенн и поддерживает стандарты 2,4 ГГц.

Немного теории на схеме: составляющие умной антенны

Перейдем к самой антенне и технологии MiMO.

Это усилитель сотовой связи, который работает в режиме 4G. Сейчас я говорю об усилителе интернет-сигнала STREET 2 PRO. Производитель – Россия, компания YS-system. Как утверждает производитель, усилитель предназначен для подключения к сети Интернет там, где полностью или частично отсутствует покрытие сети мобильного провайдера.

Она отличается от более дорогого варианта направленным действием до 15-17 км.

Второй вариант – STREET ULTRA PRO. Она всенаправленная, ее отличие в радиусе действия, то есть она собирает весь шум. Кстати, в городских условиях ULTRA только ухудшает сигнал. В условиях города более полезна точка доступа или комплект антенн для усиления связи. STREET ULTRA PRO хорошо работает на открытой местности, например, в низине, в тайге, то есть везде, где нет городских помех.

Оба варианта используют модем Huawei в связке с роутером Mikrotik. Насколько я узнал, производители работают над платами российского производителя. Отличие антенн – в размере корпуса. От корпуса зависит размер антенных элементов, которые находятся внутри и обеспечивают обход препятствий, устраняют зависание сигнала и прочее.

Теперь о конструкции усилителя

На YouTube у производителя есть свой канал. Одна из главных фишек антенны, важных для пользователя, в том, что для ее подключения не нужно разбирать корпус, он полностью герметичен. Присоединяется очень просто. Провод вставляется в специальный плотный зажим, зажим – в разъем, который встроен в усилитель, для герметичности закручиваем заглушку. Провод служит как для интернета, так и для питания. Рядом с кабельным разъемом – гнездо для симки. Она может быть любого оператора.

Теперь о том, что внутри, и за счет чего антенна работает на большие расстояния

По утверждению производителя, антенна расширяет зону действия базовых операторов связи, повышает качество и стабильность соединений в условиях затрудненного приема сигнала связи.

Устройство может устанавливаться на удалении от базовой станции оператора – минимум 15 км. Скорость передачи данных при этом достигает 150 Мбит/с. Усилитель работает с любыми операторами связи. Но не это главное. Хочу разобраться с устройством и подвести некоторую базу под утверждения производителя, за счет чего антенна обеспечивает скорость передачи, ведь, по сути, это прерогатива оператора связи.

Технические характеристики STREET 2 PRO:

сеть: GSM (850/900/1800/1900 МГц), UMTS (Band 900/2100 МГц), FDD-LTE (Band 1, 3, 7, 8, 20), TDD-LTE (Band 38, 40

Источник

Усилители витой пары | Усилители сигнала в локальной сети

Современные локальные сети на основе витой пары используют технологию передачи данных Fast Ethernet и Gigabit Ethernet со скоростью 100/1000Мбит/с.

При построении сети используется топология «звезда», в которой рабочие узлы соединяются по сети с помощью активного оборудования с максимальной длиной сегмента 100м.

Ограничение по длине связано с искажением сигнала в кабеле из-за перекрестных помех и снижением его мощности на единицу длины.

Для увеличения расстояния межсетевых соединений и расширения сети используются специальные устройства, которые играют роль усилителя сигнала для витой пары.

Сетевые концентраторы

Концентратор или hab (центр) — многопортовый повторитель, который принимает входящий сигнал и передает его на все подключенные к нему рабочие станции. То есть он увеличивает длину сегмента и объединяет устройства в один участок сети.

При этом все устройства находятся на одном уровне логической связи — сигнал от одного компьютера пересылается концентратором всем подключенным устройствам без адресного указания.

К недостаткам хаба можно отнести:

• Снижение пропускной способности с увеличением числа подключенных портов, так как прием и передача ведутся с разделением по времени по одному каналу.
• Низкий уровень информационной безопасности.
• Передача данных на скорости худшего узла.

В настоящее время их применяют редко.

Сетевые коммутаторы

Коммутатор или switch (переключатель) используется для соединения узлов сети в пределах одного сегмента. В отличие от хаба использует адресную передачу пакетов и тем самым увеличивает производительность сети.

Коммутаторы работают с портами на скорости 10/100/1000Мбит/с. Это дает возможность разделять приоритетные и не приоритетные устройства. При построении больших сетей свитчи можно объединить с помощью кабеля для создания дополнительных рабочих узлов. Кроме этого они могут обмениваться данными с другими сегментами сети.

Сегодня, вместо устаревших концентраторов, в качестве усилителя витой пары используются интеллектуальные коммутаторы с микропроцессором.

• Управляемые. Дают возможность делать настройки по администрированию доступа пользователей к информации, и вносить изменения в конфигурацию устройства.
• Неуправляемые. Настройки прописываются производителем и отличаются назначением под конкретные цели без возможности внесения изменений.

Маршрутизаторы

Маршрутизатор, или роутер является межсетевым устройством. Он объединяет отдельные сегменты сети различных топологий и архитектур. Это связующее звено между локальной и глобальной сетью Интернет.

Переадресация пакетов осуществляется на основании таблиц, куда автоматически вносятся адреса узлов. Кроме этого, роутер может сам определять оптимальный путь на основе анализа пропускной способности, количества промежуточных рабочих станций и задержки передачи сигнала.

Практически все модели роутера снабжены Wi-Fi, что расширяет возможности построения сети.

В больших сетях роль маршрутизатора выполняет компьютер с соответствующим программным обеспечением.

Использование этих устройств дает возможность включить в сеть от 2 до 2000 устройств, создать структурные сегменты и преодолеть ограничения максимальной длины сети без потери эффективности.

Источник