vk_logo twitter_logo facebook_logo googleplus_logo youtube_logo telegram_logo telegram_logo

Общие принципы подключения частного сектора к LTE 10

Дата публикации: 10.10.2016
Количество просмотров: 6382

Подключение частного сектора к сетевой инфраструктуре все еще остается наболевшим вопросом для многих обладателей загородного дома. Провайдеры не спешат подключать дачные поселки и "деревушки" из-за малого количества абонентов и больших затратат на организацию узла доступа. Как ни парадоксально, но на дворе 2016 год, на форумах уже обсуждают сети пятого поколения 5G и "Интернет вещей", а тема подключения дачного участка своими силами все еще остается актуальной. К счастью развитие оконечного оборудования радиодоступа тоже не стоит на месте, на рынке существуют решения, позволяющие организовать радиомост на расстояние до 50 км, и все это по вполне доступной цене. Ниже мы рассмотрим общие принципы организации радиомоста своими силами до ближайшей базовой станции оператора связи и организации подключения к 4G-сети для выхода во всемирную паутину.

Определяемся с доступным покрытием сети

Для организации беспроводного подключения к сети Интернет естественно лучше ориентироваться на 4G LTE-покрытие, нежели на 3G (но за неимением лучшего можно остановиться и на 3G). Получить информацию о наличии покрытия на интересующей вас территории можно несколькими способами. Самый очевидный – посмотреть на количество "палок", отображающих уровень сигнала сети в вашем смартфоне, и если у вашего оператора на нужной вам территории нет радиопокрытия, то можно "переставлять симки" в поисках сигнала. Менее очевидный, но не менее продуктивный – воспользоваться картой радиопокрытия, представленной на официальном сайте оператора связи. Так, например, выглядит карта покрытия LTE оператора "МегаФон" в Свердловской области:

Для сравнения, карта с зонами доступа 4G LTE оператора "МТС" для той же местности:

Информация о доступности 4G сетей, приведенная на официальном сайте оператора, как правило, достаточно точная. Проанализировав ее можно определиться с оператором, предоставляющим услуги связи и миновать процедуру утомительного перебора SIM-карт, в поисках беспроводного интернета. Аналогичные карты покрытия можно найти и на других сайтах операторов: Билайн, Yota и Tele2.

Если частный сектор, который вы хотите подключить, находится внутри зоны обслуживания, то вас можно смело поздравить, потому что для подключения к сети вам потребуется только модем с поддержкой LTE. Но если загородный дом находится на границе зоны обслуживания сети 4G или в удалении от нее, то не спешите расстраиваться, организовать подключение к сети оператора возможно, но потребуется дополнительное оборудование для усиления радиосигнала.

Если производить более детальный анализ покрытия территории, то становится очевидно, что на сегодняшний день LTE-сеть разных операторов закрывает 100% города Екатеринбурга, и приблизительно 70% территории покрыто сетями 4G по Свердловской области в целом. А это значит, что если вы проживаете в Свердловской области, то с большой вероятностью вам не потребуется дорогостоящее беспроводное оборудование для организации доступа в Интернет, и при любом раскладе этот доступ получить в принципе возможно.

Каких скоростей передачи данных ожидать

Скорость передачи данных будет напрямую зависеть от выбранного вами тарифного плана и еще кучи факторов, связанных со спецификой распространения радиосигнала и загруженностью сети. При выборе тарифа для беспроводного подключения следует иметь в виду, что операторы связи, как правило, указывают в качестве скоростей подключения ту скорость, которую может реализовать беспроводное оборудование, и она очень часто отличается от той скорости, которая реально будет доступна абоненту. Это не является обманом конечного потребителя, оборудование действительно может раздать 150 Мбит в секунду, но загрузка сетей оператора не позволяет дать такие скорости всем абонентам. Несмотря на это можно отметить, что среднестатистическому абоненту для комфортной работы хватает канала и в 10 Мбит/сек для удовлетворения потребностей серфинга по Интернет-страницам, для отправки E-mail’ов и просмотра видео-контента. Современные 4G сети вполне могут обеспечить такие скорости даже на границе зоны обслуживания базовой станции. В отдаленных районах следует ориентироваться на скорости порядка 2 Мбит/сек.

Схема подключения частного дома

Визуально схема подключения частного дома показана на рисунке ниже:

Схема включает следующие элементы: внешняя направленная антенна, которая устанавливается на крышу здания и поворачивается в направлении приема сигнала от ближайшей базовой станции. Получаемый сигнал приемная антенна передает в роутер, который в свою очередь раздает трафик всем абонентам в доме. Различные модели роутеров могут раздавать сигнал как по обычной витой паре, образуя проводное соединение, так и по беспроводному Wi-Fi каналу.

Требуемое оборудование

Ниже мы рассмотрим те базовые элементы сети, которые должны присутствовать между персональным компьютером пользователя и базовой станцией оператора при организации беспроводного подключения на дальние расстояния.

Мы не будем затрагивать характеристики этих элементов сети, а лишь рассмотрим их функциональное назначение. Если детально погружаться в тонкости технических возможностей каждого узла, то каждый из них должен удостоиться отдельной статьи. Итак, для организации подключения к 4G сети нам потребуется:

LTE-модем;

Роутер;

Внешняя антенна.

Назначение LTE-модема. По внешнему виду современные LTE-модемы очень похожи на USB Flash-накопители. Задача модема заключается в том, чтобы работая по протоколу сотовой связи (в данном случае LTE) производить физическое сопряжение информационного сигнала со средой его распространения. Модем осуществляет модуляцию несущего сигнала в соответствии с изменениями информационного (входного) сигнала, а также демодуляцию – прием несущего сигнала из канала связи и преобразование его в информационный сигнал, понятный компьютеру (вычислительному устройству).

В LTE-модем вставляется SIM-карта оператора связи и пользователю предоставляются услуги связи в соответствии с выбранным тарифным планом. Если модем подключен к USB-порту компьютера (или ноутбука) напрямую, то для приема сигнала применяется встроенная в модем антенна. Габариты ее достаточно малы, поэтому такая антенна не сможет работать на большом удалении от базовой станции, а при передаче сигнала от абонента до базовой станции не сможет обеспечить высокий уровень сигнала, а соответственно – высокую скорость передачи данных. Таким образом, работать с такого рода модемом удобно лишь в зоне хорошего покрытия базовой станции, не говоря уже о том, что пользоваться таким модемом сможет только один пользователь (не считая раздачу интернета по Wi-Fi от ноутбука или ПК). Схема организации связи в этом случае будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже:

Назначение роутера. Если 4G сигнал требуется раздавать более чем на одного пользователя, то эффективнее всего использовать для этих целей роутер, с возможностью подключения LTE-модема. Его внешний вид показан ниже:

Отличительная особенность LTE-роутеров от обычных заключается в наличии USB-порта. Помимо подключения к порту 3G/4G-модема, при включении Flash-накопителя такой роутер может осуществлять функции сетевого хранилища данных FTP, медиа и принт-сервера. Отдельно следует обратить внимание на то, что не все модели таких роутеров позволяют подключенным LTE-модемам использовать свои встроенные антенны для радиодоступа. В бюджетных моделях вероятнее всего модем будет работать от своей внутренней микрополосковой антенны, в то время как omni-антенны беспроводного роутера будут использоваться лишь для передачи данных по Wi-Fi. Так что установку такого роутера следует рассчитывать в качестве дополнительного устройства, предназначенного для разделения трафика на нескольких абонентов в доме, а не как усилитель сигнала от базовой станции. Схема организации связи, приведенная выше, дополняется дополнительным элементом – роутером:

Назначение внешней антенны

Если подключаемый абонент последней мили находится на границе зоны обслуживания базовой станции, то в качестве усилителя интернет сигнала может быть использовано решение в виде усилителя со встроенной широкополосной антенной:

LTE-модем подключается к такому усилителю и начинает использовать его антенну в качестве приемопередатчика. На рынке широко распространены панельные антенны, работающие в широком диапазоне частот и поддерживают сразу несколько стандартов передачи данных: сотовой связи (GSM 1800), 2G (EDGE), 3G (UMTS 2100), 4G (WiMAX, LTE) а также Wi-Fi. Подобные решения являются узконаправленными и должны быть максимально точно направлены на источник сигнала (базовую станцию оператора).

Антенны выполняются в виде решетки из микрополосковых антенн, защищенных от внешних влияний пластиковым корпусом. В комплекте, как правило, идет крепление к трубе с возможностью регулировки угла наклона. Подобные усилители позволяют организовать беспроводной канал на 1.5-2 километра.

Если необходимо организовать радиомост с сильно удаленными строениями (порядка 15 километров и более) то нужны высоконаправленные антенные решения с производительной радиочастью, имеющие высокую мощность (до 28 дБм). В этом случае в качестве внешних антенн используют параболические антенны, способные фокусировать электромагнитную волну в узкий пучок, вот пример такого решения:

На рисунке изображена офсетная параболическая антенна AX-2400 OFFSET MIMO с облучателем. Она  предназначена для работы с беспроводными точками доступа стандарта IEEE802.11n и других устройств LTE, WIMAX. Облучатель имеет два входа, таким образом реализуя поддержку технологии MIMO 2х2. Применение параболических зеркал большего диаметра позволяет получить и больший коэффициент усиления. Излучающие элементы устанавливаются в радиопрозрачном корпусе и надежно укрываются от осадков и агрессивных воздействий внешней среды.  Рассматриваемая нами схема связи дополняется высоконаправленной антенной:

На рынке встречаются варианты, позволяющие подключать такие высоконаправленные антенны напрямую к LTE-модему. Для соединения с модемом используется кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, для чего антенна снабжается разъемами N-female. На рисунке ниже показаны: LTE-модем и кабельная сборка, позволяющая произвести подключение к направленной антенне.

Таким образом, на рынке существует большое количество оборудования, позволяющее произвести подключение к беспроводной LTE-сети оператора связи даже в районах, расположенных на границах зоны обслуживания базовой станции и даже на значительном удалении от нее.  

От редакции: если у вас есть чем поделиться с коллегами по отрасли, приглашаем к сотрудничеству
Ссылка на материал, для размещения на сторонних ресурсах
/articles/article/30188/obschie-printsipyi-podklyucheniya-chastnogo-sektora-k-lte.html

Комментарии:(10) комментировать

10 октября 2016 - 12:54
Robot_NagNews:
#1

Материал:
Подключение частного сектора к сетевой инфраструктуре все еще остается актуальным.

Полный текст


10 октября 2016 - 12:54
mcdemon:
#2

картинки не работают в новости...


10 октября 2016 - 13:23
Saab95:
#3

Складывается мнение, что в статью просто перепечатали давно всем известные факторы из описания технологий, много текста а по существу пусто.


10 октября 2016 - 19:29
Denisov.dv:
#4

Просмотр сообщенияSaab95 (10 октября 2016 - 12:23) писал:

Складывается мнение, что в статью просто перепечатали давно всем известные факторы из описания технологий, много текста а по существу пусто.


что конкретно вы бы хотели увидеть в статье по существу?


10 октября 2016 - 19:32
snvoronkov:
#5

Картинки появились! :-)


10 октября 2016 - 19:52
SergoINFOLAN:
#6

статья не особо...


10 октября 2016 - 22:16
abab:
#7

Просмотр сообщенияDenisov.dv (10 октября 2016 - 18:29) писал:

что конкретно вы бы хотели увидеть в статье по существу?



Хороший вопрос, ну наверное что то кроме совсем очевидных вещей Кэп. Ну хоть замеры бы из практики предоставил что ли для разнообразия. Как показывает моя бытовая практика вообще само наличие и уровень LTE ( как впрочем и любой беспроводки включая 3G, WiMax и WiFi) сигнала ни о чем не говорит. Самый главный вопрос засранность сети (загруженность трафиком) конкретного оператора именно в этом конкретном месте. Радиоэфир и каналы до БС они не резиновые.
У меня на одной даче с Мегафона 4G 20 метров и выше как с куста стабильно на другой и мегабита нет хотя и сигнал заметно лучше по "палкам".


11 октября 2016 - 0:35
petr_i:
#8

Я бы хотел знать частоты сотовиков, на которых работает LTE оборудование. Ну, чтобы своим Air max'ом эфир не засорять :)


11 октября 2016 - 0:43
Saab95:
#9

Просмотр сообщенияDenisov.dv (10 октября 2016 - 18:29) писал:

что конкретно вы бы хотели увидеть в статье по существу?



Кто учился в автомобильных институтах помнит, как им рассказывали про тракторные двигатели начала века, теория хорошо, а практику лучше проходить на современном оборудовании.
У вас на картинках показаны репитеры беспроводной связи, но какой смысл их использования в контексте с получением данных через LTE?
Опять же показана картинка спутниковая антенна и из облучателя 2 толстых кабеля - это уже устаревшая технология, есть готовые устройства, которые либо имеют свою антенну, либо устанавливаются в фокус тарелки, из кабелей в них только витая пара и все.
Поэтому в данный момент могут использоваться либо USB модемы, которые тоже можно просто так поставить на крышу в герметичном боксе с активном оборудованием, а не терять сигналы в ВЧ кабеле, или использовать готовые устройства.

Ресурс все же популярный, сейчас не опытные в этих вопросах еще раз увидят, что кругом спутниковые тарелки и ВЧ кабели, стереотипы продолжат держаться на уровне начала 2010 года=)


11 октября 2016 - 2:16
ilia_2s:
#10

Я вот LTE6100 брал, много штук. Работает отлично! юсб модемы, даже с антеннками? и рядом не стояли.


Обсудить на форуме

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Зарегистрироваться