Как усилить слабый сигнал в сети 3G
Почему возникают проблемы с качеством 3G-связи
Как проверить сеть на качество связи
Каковы методы усиления слабого сигнала
Что делать, если имеется несколько 3G-устройств
Какие есть варианты решения задачи усиления сигнала
В предыдущей статье я рассказывал, как построить резервный канал при помощи беспроводной связи. Это решение имеет ряд преимуществ перед наземными проводными, но в то же время не лишено и недостатков, главный из которых — проблема с прохождением радиосигнала и помехами на его пути.
Почему возникают проблемы с качеством 3G-связи
Нередко после установки 3G-маршрутизатора и модема, пользователи отмечают, что скорость связи оставляет желать лучшего. Конечно, никто и не ждет полноценных трех мегабит, но на практике и 512 Кбит/с может оказаться недостижимой мечтой. А если еще связь нестабильная — обрывается или тормозит — большинство тут же начинает ругать «эти разрекламированные технологии», обижаться на провайдеров и вообще всячески расстраиваться и сожалеть о напрасно потраченных деньгах, даже не подозревая, что разрешить все эти проблемы можно легко и просто практически одним действием.
Но не будем забегать вперед, а рассмотрим все по порядку.
Проблемы с качеством связи (а точнее со скоростью обмена данными, латентностью сети и временем отклика) могут возникать и из-за перегруженности базовой станции (БС), но чаще всего они вызваны недостаточным уровнем радиосигнала. И неважно, что индикатор уровня показывает полную шкалу — он отображает уровень принимаемого сигнала, который генерирует мощный передатчик БС. А вот встроенный в модем передатчик, разумеется, весьма слабый, и его мощности не всегда хватает, чтобы пробиться через железобетонные стены или преодолеть расстояние до БС. Кроме того, его могут искажать помехи, создаваемые промышленным оборудованием, электротранспортом и прочими источниками - в том числе атмосферными осадками. Иногда достаточно сменить месторасположение модема, чтобы получить качественную связь — например, поднести его к окну или последовательно перемещать в разные углы помещения.
Как проверить сеть на качество связи
Уровень сигнала и качество связи можно проверить различными способами. Простейший из них — выполнить в командном окне (консоли) директиву ping -t на известный сервер (я пользуюсь ping -t ya.ru — быстрее набирать) и понаблюдать за временем отклика. В идеале оно не должно превышать 80 мс (хотя бы 120–150) и не иметь «провалов», то есть сообщений «Превышено время ожидания». Впрочем, периодическое появление слишком высоких значений также должно настораживать, ведь показания 1287 мс, 812 мс и им подобные означают: со связью что-то не так.
Второй способ — воспользоваться известным интернет-ресурсом Speedtest, который покажет скорость загрузки/выгрузки и пинг в сети. Конечно, эти данные весьма неточны в силу усредненности, но, проведя несколько замеров в разное время суток, можно составить общую картину. Опять же, если скорость ниже мегабита, а значение пинга выше 200 — проблема налицо.
Более сложный, но и значительно более информативный метод — воспользоваться специализированной программой — анализатором сигнала. Для сетей CDMA рекомендуется Axesstel PST EVDO: подключив модем к ноутбуку, можно сразу увидеть и уровень сигнала, и его качество, и непрерывность на формируемых графиках.
Если программа-анализатор покажет, что максимальная скорость связи с базовой станцией не превышает 120 Кбит/с, а линия сигнала на
Каковы методы усиления слабого сигнала
Самый простой способ — подключить модем к маршрутизатору через USB-удлинитель: это позволяет разместить его там, где сигнал наиболее мощный (скажем, у окна). Неудобно, зато дешево и просто. Ограничения способа — длина кабеля (не более пяти, а то и трех метров). Но если вы убедились, что сигнал слабый и никакие перемещения модема не спасают, то без усиления не обойтись.
Наиболее доступный вариант — подсоединить к модему внешнюю антенну. В зависимости от ситуации это может быть и простенькая автомобильная антенна-штырь с круговой направленностью: если вы не знаете, где территориально находится БС, а сигналу не хватает пары децибел, такая антенна исправит положение.
Если же сигнал слишком слабый или экранируется зданием, можно попробовать применить специальную направленную антенну системы «волновой канал» или логопериодическую, параболическую и другие (зависит от провайдера и его частотного диапазона). Даннные антенны чаще всего выглядят как телевизионные, только располагаются не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости. Они обеспечивают значительно более высокий коэффициент усиления — до 24 дБ, и гарантируют точное направление на определенную базовую станцию. Это очень важный момент: нередко выбрать более удаленную, но менее загруженную и находящуюся в пределах прямой видимости станцию другими способами невозможно, поскольку модем упорно «ловит» ближайшую БС, которая находится за зданием, например. Уточнить список станций и их месторасположение можно у оператора связи, но можно и найти самостоятельно — при помощи узконаправленной антенны.
Установив внешнюю антенну на наружной стене здания (или даже перед окном — иногда тоже неплохо помогает!), получим существенное прибавление мощности сигнала и, как следствие — более качественную связь. 
Действительно, внешняя антенна позволяет решить задачу в 90% случаев, но остается 10%, часть из которых требует еще большего усиления сигнала. Обычно это проявляется в промышленной зоне: слабый сигнал искажают помехи и наводки, его поглощает огромное количество металлоконструкций. В такой ситуации можно посоветовать специализированный усилитель — небольшой блок, размещаемый между антенной и модемом, способен не только усилить сигнал в обе стороны, но и отфильтровать посторонние шумы.
Что делать, если имеется несколько 3G-устройств
Рассмотрим ситуацию, при которой воспользоваться одной наружной антенной, подключенной к одному модему, нет никакой возможности, — например, из-за того, что в его конструкции не предусмотрен специальный разъем или расстояние от антенны до модема слишком велико (будут большие потери сигнала в кабеле). Второй вариант — модемов несколько, а также есть 3G-телефоны, которые плохо работают из-за слабого сигнала.
Разумеется, одной антенной здесь не обойтись, а подключать к каждому аппарату собственную — решение, прямо скажем, неразумное. 
Мало того, что несколько антенн на фасаде здания совершенно не украсят его, так и затраты сил, времени и средств на подобное решение чрезмерны. Да и пользователи сразу теряют мобильность: одно дело — модем, подключенный к стационарному маршрутизатору, и совсем другое — к ноутбуку.
В такой ситуации идеальное решение — репитер (он же ретранслятор) сигнала. Устройство имеет две антенны — наружную, посредством которой он общается с базовой станцией, и внутреннюю, установленную в помещении и транслирующую усиленный сигнал от пользовательских устройств. Фактически, применяя репитер, вы строите собственную базовую станцию, способную обслужить небольшое (от 6 до 30 или от 30 до 100) количество абонентов в помещении площадью около 300 кв. м. Ретранслятор сможет принимать сигналы от модемов и телефонов, усиливать их и передавать на базовую станцию. Соответственно, усиленный сигнал от БС будет передаваться на пользовательские устройства.
Какие есть варианты решения задачи усиления сигнала
Каждому стандарту — свое решение, если речь идет об антеннах. Так, для CDMA 450 («Скай Линк») можно приобрести антенну L033-10, рассчитанную на работу в местах со сложными условиями приема. Усиление антенны L033-10 составляет 12,3 дБ, чего в большинстве случаев достаточно для улучшения связи. Установив и настроив такую антенну на выбранную базовую станцию, получаем простое и недорогое решение усиления слабого сигнала. Недостаток — ограниченная длина кабеля и необходимость его прокладки.
Из автомобильных решений можно выбрать практически любую штыревую антенну. Как правило, они не имеют своих названий, в магазинах можно встретить что-то вроде «3G-антенна автомобильная малая, на магнитной базе, модель 467, GSM900/1800/1900/2100 MHz». Ожидать от нее существенного прироста сигнала не приходится, коэффициент усиления таких антенн редко превышает 3–6 дБ, но и этого бывает достаточно.
Для одинокого модема к внешней антенне можно добавить специализированный усилитель: он позволит не только сделать сигнал мощнее, но и увеличить длину антенного кабеля между антенной и модемом. Тоже не самое изящное решение, хотя и немного дешевле, чем установка репитера-усилителя. Имеет смысл разве что для тех, кто преследует экономию каждой копейки.
Наконец, самое разумное решение — усилитель-репитер. Минимум кабелей, удобство в монтаже, простота настройки и доступная стоимость в сочетании с возможностью одним махом решить все проблемы с неустойчивой связью делают этот вариант наилучшим.
Кстати, на рынке имеются как отдельные устройства, так и «коробочные» предложения. Например, репитер Vector R-800 (комплект) включает все необходимое для установки, а к репитеру 3G (UMTS) PicoCell 2000 (для МТС, «Билайна», «МегаФона») прилагаются только инструкция на русском языке, крепеж для установки на стене и провод питания на 220 В. Выбор комплектации в таком случае производится по усмотрению пользователя: несколько типов внутренних антенн (потолочная, настенная), любые типы наружных (с разным коэффициентом усиления) позволяют создавать наиболее удобную конфигурацию.
Независимо от того, какой из вариантов будет выбран и воплощен в жизнь, после установки следует вновь произвести замеры скорости работы и качества соединения, причем смело можно начинать с использования speedtest.net. Если все сделано правильно, то, скорее всего, вы обнаружите совершенно другую картину, разительно отличающуюся от первоначальной показателями скорости передачи данных в лучшую сторону. Что, собственно, и требовалось.
Опубликовано 21.07.2011