Интернет для дачника: добываем максимальную скорость в сетях 4G, часть вторая — выбор внешней антенны

Недавно я проводил сравнительное тестирование LTE-роутеров, и вполне ожидаемо оказалось, что производительность и чувствительность радиомодулей у них существенно отличаются. 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 её 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.

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 или 4G в случае необходимости, так и работать полностью автономно, используя сотовые сети 3G и 4G. В моём тесте используется лишь сеть 4G, так как через неё передаются только данные и нагрузка голосового трафика не влияет на этот канал связи.

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

Все замеры скорости проводились в будний день в дневное время, чтобы нагрузка на базовую станцию была минимальна, а скорость закачки — максимальна. На каждом этапе тест проводился три раза и вычислялось среднее значение скорости скачивания и отдачи. Роутер подключался к одной и той же БС, юстировка антенн производилась по показаниям сигнала в веб-интерфейсе роутера.

Также я сделал суточный график значений скорости скачивания и отдачи данных в моей местности, что прекрасно демонстрирует работу пользователей с интернетом. Полагаю, у провайдера будет примерно та же картина нагрузки на БС. Что интересно, график скорости скачивания существенно скачет, а вот график отдачи практически неизменен, — это говорит о том, что пользователи больше качают, нежели отдают данные.

Цена: 4800 рублей.

ТТХ:

Начнём с испытания антенны, которая имеет круговую диаграмму направленности. Эта антенна не может похвастаться каким-то запредельным коэффициентом усиления, но зато она поддерживает технологию MIMO, то есть это две антенны в одном корпусе. Кроме того, она герметична и имеет сразу смонтированные кабельные сборки длиной 5 метров.

Частотный диапазон захватывает все сегменты от GSM до LTE, то есть поддерживаются сети 2G, 3G, 4G. В комплект входит крепление на штангу или сразу к стене. А теперь рассмотрим, в каких ситуациях она может применяться, если обладает таким размером и КУ.

Первое, что приходит на ум, — это экранированные помещения: полуподвал или подвал, металлический склад или ангар, корабль или катер. 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.

В этом случае, такая антенна решит проблему связи. Её можно использовать не только для роутера, но и для репитера. 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.

В моём случае скорость с антенной оказалась несколько ниже, чем без неё, поскольку КУ антенны схож с КУ встроенных антенн в роутер, а вот на пятиметровых кабелях происходят потери.

Цена: 4500 рублей.

ТТХ:

Вторая антенна проработала у меня уже несколько лет и участвовала в предыдущем тесте. Зарекомендовала себя очень хорошо при работе как напрямую с вышкой, так и с отражённым сигналом. Так как диаграмма направленности у неё уже, чем у всенаправленной антенны, то и коэффициент усиления вырос до 16–18 dBi (изотропный децибел) в зависимости от частоты сигнала. Кроме того, работает она в режиме MIMO, а это уже даёт прирост в скорости.

Стандартное крепление на штангу обеспечивает возможность настройки как по горизонту, так и по вертикали. Более того, крепление позволяет повернуть антенну на 45°, чтобы сменить поляризацию, — иногда это даёт выигрыш в несколько мегабит. Большая, герметичная и эффективная!

И если без этой антенны показатели RSRP и SINR были -106 и 10 соответственно, то с панельной антенной выросли до -98 и 11. Это дало прирост в скорости на скачивание с 13 до 28 Мбит/с, а на отдачу — с 12 до 16 Мбит/с. Двукратный прирост на скачивание на той же БС — отличный результат.

Кроме того, антенна, благодаря небольшому углу, позволяет отсечь ближние, но более загруженные базовые станции и переключиться на другие, менее загруженные. Стоит только учесть, что кабельную сборку желательно делать покороче, чтобы не терять сигнал в проводах.

Цена: 6000 рублей.

ТТХ:

Параболическая сетчатая антенна примечательна сама по себе: она обладает впечатляющими размерами 90 x 81 сантиметров. Она не круглая, как это принято у спутниковых антенн, что даже положительно сказывается на диаграмме направленности.

Кроме того, сетчатое исполнение очень заметно снижает парусность: ветер просто проходит сквозь неё, а на фокусировке сигнала это практически не сказывается. Антенна работает в диапазоне частот от 1700 до 2700 МГц.

Есть три положения облучателя, по одному для каждой частоты. 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. Тут на помощь приходит веб-интерфейс роутера, в котором вполне доступно демонстрируется рабочая частота.

С этой антенной работать несколько сложнее, требуется точная юстировка, так как угол направленности очень мал. Очевидный плюс такого решения — это возможность точного направления на нужную БС, даже если несколько станций расположены почти по прямой.

Минусы тоже есть: время отстройки на БС заметно увеличивается, а работать с отражённым сигналом становится сложнее. Но самое главное — это коэффициент усиления. Он колеблется от 25 до 27 dBi. В моём случае это позволило усилить сигнал с изначальных RSRP и SINR -106 и 10 до -90 и 19 dBi соответственно, а скорость приёма выросла с 13 до 41 Мбит/с, передачи — с 12 до 21 Мбит/с.

То есть скорость приёма возросла более чем в три раза! 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!

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

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

Что касается панельной антенны Omega 3G/4G MIMO, то она себя показала очень достойно. Работа как с прямым, так и с отражённым сигналом, масса вариантов монтажа, хороший коэффициент усиления. Небольшие габариты не дают большой парусности, а выигрыш в скорости заметный. Можно брать смело, если сигнал 3G или 4G есть, но крайне слабый, или его нет вообще.

Ну а параболическая сетчатая антенна Prisma 3G/4G MIMO подойдёт для самых отчаявшихся, потому что с таким усилением и возможностью точной настройки на БС можно получить связь даже в самой отдалённой деревне, если в радиусе нескольких десятков километров есть базовая станция сотового оператора.

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 километров 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.

В заключении скажу, что обеспечить себя хорошим интернетом на даче или в частном доме можно всегда. Не стоит опасаться незнакомого оборудования: для выбора 3G- или 4G-роутера просто прочитайте мою предыдущую статью.

А при выборе антенны обращайтесь к тем, кто ими занимается всерьёз, там подберут оптимальное решение и даже подготовят все кабельные сборки. Вам на месте останется только всё подключить. Удачи, хорошего пинга и стабильной скорости!