Как выбрать антенну 4G LTE 5G? Какие антенны бывают и какие для чего подходят?
Вот уже почти 15 лет мы подбираем и продаем людям антенны для сотовой связи: со времен, когда единственным стандартом в России, который можно было отнести к 4G, был WiMAX (сетями владел оператор YOTA - тогда независимый оператор, а не бренд Мегафона), а подавляющее количество абонентов использовали стандарт 3G (WCDAMA/UMTS/DC-HSPA) для выхода в интернет. В данный момент большая часть заселенной территории страны неплохо покрыта сетями 4G LTE, поэтому операторы начали отключать стандарт 3G (Билайн первым выключил 3G в Москве и Санкт-Петербурге), пользователей которого осталось не более 3%.
Сразу отметим: универсальных антенн не бывает! Антенна подбирается либо под конкретные координаты использования, либо под конкретный вид использования (например, на транспорте).
У любой антенны есть несколько характеристик и критериев, по которым она выбирается для использования в конкретном месте:
1) тип антенны - направленная или круговая (всенаправленная): работает антенна только в одну сторону или может принимать / передавать сигнал во все стороны;
1.1) сюда же можно отнести виды направленных антенн: панельная, параболическая, "волновой канал" (Yagi) и др.;
2) диапазон рабочих частот: в России используются 6 частот для передачи данных в стандарте 4G (некоторые из них используются и в 3G) и еще как минимум 2 частоты - для медленно развивающегося 5G;
3) коэффициент усиления (КУ) - в простонародье "усиление" или "мощность" (не всегда, чем антенна мощнее, тем она эффективнее), а также - диаграмма направленности, которая зависит от нее напрямую;
4) длина кабельных сборок от антенны - даже у самого хорошего кабеля есть затухания сигнала (потери усиления антенны) на каждом метре кабеля;
4.1) сюда же можно отнести разъемы на кабельной сборке со стороны пользовательского устройства (WiFi-роутера, USB-модема или модуля связи типов M2 / mini PCI-e) или необходимость использования переходников / адаптеров;
5) размеры и исполнение антенны и, как следствие, парусность (ветровая нагрузка).
А теперь подробнее по каждому пункту.
1. Тип антенны.
Антенны 4G LTE 5G бывают 2-х типов: направленные и всенаправленные (круговые). В большинстве случаев при пассивном усилении сигнала (подключении к роутеру или модему) используются направленные антенны - они всегда мощнее (имеют больший КУ), чем круговые. Круговые широкополосные (работающие одновременно в нескольких частотных диапазонах 4G LTE / 5G) мощные антенны не существуют! Круговые антенны, как правило, используются при активном усилении, когда применяются репитеры (усилители сигнала), также всенаправленные антенны используются для передачи сигнала на небольшие расстояния - почти у всех роутеров есть небольшие внешние или внутренние круговые WiFi-антенны. Всенаправленные антенны применяются на движущихся объектах: на автомобилях, поездах, речных и морских суднах и т.д. - там, где использовать направленные антенны неправильно. Направленные антенны - это устройства для стационарного использования на стенах зданий, на мачтах на крышах или на отдельно стоящих мачтах. Направленные антенны бывают реально мощными, для сравнения: если КУ круговой широкополосной антенны 4G LTE 5G ограничен 6-7 дБи, то широкополосная направленная антенна может иметь КУ до 30 дБи.
1.1. Виды направленных антенн.
Направленные антенны 4G LTE 5G могут быть нескольких видов, самыми популярными из которых являются:
a) панельные антенны - это пластиковые квадратные или прямоугольные корпуса обычно белого цвета внутри которых расположены металлические усиливающие элементы (как правило, фазированная антенная решетка), усиление (КУ) данных антенн обычно от 8 до 20 дБи, антенны небольшого усиления 8-10 дБи используются, как правило, в качестве внутренних (комнатных) с репитерами (усилителями сигнала), а антенны с КУ 15-20 дБи - в качестве внешних (уличных) как с репитерами, так и с WiFi-роутерами и модемами;
b) параболические антенны (они же - офсетные, зеркальные, "спутниковые" и т.д.) - тарелки диаметром от 60 см до 110 см, являются одними из самых мощных антенн: КУ может доходить почти до 30 дБи;
c) антенны типа "волновой канал" или Yagi - металлическая планка с поперечными элементами, как правило, довольно длинная и имеющая большой КУ, но при этом гораздо менее широкополосная, чем панельная или параболическая антенна, к подвиду данной антенны относится дисковая антенна или, как ее еще называют, "пушка";
d) логопериодическая антенна (LPDA) - пластиковые корпуса трапецевидной или треугольной формы внутри которых находится сама антенна, напоминающая елку: небольшие элементы на конце и гораздо большего размера - у основания, используется в большинстве случаев с репитерами (усилителями сигнала).
2. Диапазон рабочих частот.
Антенны 4G LTE 5G могут быть как широкополосными - работающими на нескольких частотах, так и узкополосными - работающими на 1-2 частотах. Самыми популярными антеннами являются широкополосные, так как операторы почти везде используют несколько частот для передачи данных, узкополосные антенны (как правило, типа "волновой канал"/ Yagi) используются, когда есть, например, ограничения по ветровой нагрузке (парусности) или размерам. Самыми широкополосными, но в тоже самое время и наименее мощными антеннами являются круговые (всенаправленные), у направленных антенн широкополосность, как правило, имеет ограничение по количеству частот, например:
панельная антенна 800-2700 МГц имеет размеры 25х25 см и КУ = 8-15 дБи, если это антенна MIMO 2x2 (с 2-мя разъемами), то ее размеры увеличиваются вдвое;
панельная антенна 1700-2700 МГц может иметь размеры от 20х20 до 45х45 см, при этом КУ изменятся от 12-15 до 17-20 дБи;
в то же самое время более узкополосная антенна Yagi (волновой канал) 1700-2200 МГц имеет размеры всего 105х15 см, а усиление может доходить до 28 дБи.
Самый подходящий рабочий диапазон частот для антенны 4G LTE - это 1700-2700 МГц, который позволяет усиливать сигнал сразу на нескольких частотах: В3 / 1800 МГц, B1 / 2100 МГц, В40 / 2300 МГц, В7 / 2600 МГц (FDD), B38 / 2600 МГц (TDD), появление низких частот (В20 / 800 МГц и В8 / 900 МГц) в рабочем диапазоне антенны сказывается либо и на КУ в сторону уменьшения, и на размерах в сторону увеличения, а учитывая, что на низких сотовых частотах 800 и 900 МГц хороших скоростей не бывает (очень узкие каналы), то и надобность в их усилении отпадает.
Что касается более узкополосных антенн Yagi (волновой канал), которые усиливают сигнал только в двух, но в самых используемых частотных диапазонах - В3 / 1800 МГц и В1 / 2100 МГц, то они используются в местах, где не столько важна агрегация частот, сколько хоть какой-то интернет.
3. Коэффициент усиления и диаграмма направленности
Чем коэффициент усиления (КУ) антенны больше, тем антенна сложнее в настройке на вышку оператора - не нужно ставить везде мощные антенны, так как часто это просто неправильно: менее мощная антенна имеет более широкую диаграмму направленности, может работать с несколькими вышками оператора на небольших расстояних, обеспечить агрегацию большего кол-ва частот и тем самым привести к большему увеличению скорости, чем мощная антенна, которая будет работать только с одной вышкой. В первую очередь при увеличении КУ становится более узкой вертикальная диаграмма направленности, то есть кроме того, что антенну нужно точнее настраивать на вышку оператоа, ее нужно и поднимать выше, но при увеличении КУ у антенны увеличиваются и размеры: если панельную антенну MIMO 18 dBi еще можно закрепить на мачте, то панельная антенна MIMO 20 dBi уже обладает большой парусностью, поэтому вместо нее лучше использовать параболическую антенну MIMO 21 дБи, схожую по усилению, а у нее уже диаграмма направленности в разы более узкая (см. рис.). Мало того, при монтаже антенны на большой высоте необходимо использовать более длинные кабельные сборки, которые имеют и затухания сигнала больше (см. п. 4 данной статьи), поэтому и выходит, что иногда лучше повесить на стену антенну меньшего усиления, чем закрепить на мачту - большего. Ниже для сравнения представлены диаграммы направленности в вертикальных плоскостях антенн MIMO 2x2 с усилением 15 dBi (панельная), 20 dBi (панельная) и 27 dBi (параболическая): и если диаграммы панельных антенн еще хоть как-то сравнимы, хотя и непрофессионалу понятно, что у антенны 20 дБи диаграммы уже, то у параболика диаграмма настолько узкая, что при настройке на вышку связи нужно будет соблюдать точность в несколько градусов.
Диаграмма направленности более узкополосной антенны Yagi (волновой канал) по ширине находится где-то между панельными и параболическими антеннами, но по усилению они сравнимы с параболическими, а настраиваются проще.
4. Длина кабельных сборок и затухания сигнала на кабеле.
Как уже было сказано, затухания сигнала (потери усиления антенны) есть у любого коаксиального кабеля: чем кабель тоньше, тем потери больше, но очень толстый кабель неудобен для монтажа, поэтому мы рекомендуем кабель с пониженными потерями марки 5D-FB: диаметр 0,8 см позволяет прокладывать его без особого труда, а затухания сигнала на частотах 1700-2700 МГц равные 0,3-0,5 дБи на метр считаются приемлимыми при небольшом метраже (до 10 метров), если метраж кабеля увеличивается несущественно, до 15-20 м, то затухания на кабеле можно компенсировать КУ антенны - взять антенну мощнее, а если кратно (30-50-70 м), то в этом случае уже необходимо использовать активное усиление (репитер / усилитель сигнала). Не надо сравнивать потери усиления на коаксиальных кабеле 50 Ом на частотах 4G LTE и на кабеле 75 Ом на ТВ-частотах 470-860 МГц: чем частоты ниже, тем и затухания меньше в разы. Каждый день мы останаливаем людей от выбора длинных кабельных сборок при покупке антенны: в большинстве случаев, если антенна не размещается на мачте выше кровли здания, а монтируется на кронштейн на стене дома / коньке крыши, то длины 5 м хватит, чтобы зайти в дом и разместить роутер в жилом помещении. Роутер не должен стоять там, где Вам хочется, а должен находиться по возможности ближе к антенне: он может быть и под потолком, главное, что в сухости и в тепле. Не нужно переживать, что при размещении роутера не в центре дома где-то не хватит WiFi-сигнала для хорошего покрытия: увеличить WiFi-покрытие путем подключения дочернего WiFi-роутера (обычного, для проводного интернета) длинным патч-кордом (компьютерным кабелем) - это не самое дорогое и сложное: витую пару (компьютерный кабель) можно тянуть хоть 40-50 м, на нем потерь нет, а вот коаксиальный кабель от антенны до роутера должен быть как можно короче.
4.1 Разъемы на кабельных сборках
Для антенн 4G LTE 5G мы используем исключительно коаксиальные кабельные сборки 50 Ом, разъемы почти на всех наших антеннах - N-female (мама), поэтому со стороны антенны с разъемом на кабеле всё понятно - N-male (папа), разъем с другой строны, со стороны устройства почти всегда - SMA-male (папа), потому что у подавляющего большинства WiFi-роутеров для работы с SIM-картами разъемы SMA-female (мама), но не всегда, да и не только к роутерам подключаются антенны, а еще к USB-модемам, модулям связи, портативным роутерам (с аккумулятором), репитерам (усилителям сигнала) и т.д. У большинства USB-модемов Huawei, например, самых распространенных моделей E3372s/h разъемы CRC9 , поэтому для подключения кабельных сборок к модемам нужны пигтейлы (антенные переходники) CRC9-SMA-female, также пигтейлы нужны и для подключения к USB-модемам ZTE, например, популярной модели MF79u/ru, но у модемов ZTE разъем TS9, поэтому нужны пигтейлы (антенные адаптеры) TS9-SMA-female. Также разъем TS9 используется в стационарных роутерах ZTE (например, модели MF289d, MF297d и др.) и Huawei (например, модели В628, В818 и др.). у большинства репитеров (усилителей сигнала) разъемы N-female (такие же, как на антеннах), но разъем этот имеет довольно большой диаметр - 2 см, поэтому, чтобы не сверлить отверстие такого диаметра, мы предлагаем использовать нашу стандартную кабельную сборку с раземом SMA-male (диаметр в 2 раза меньше - 1 см) и переходник SMA-female-N-male, чтобы подключить кабельную сборку к репитеру.
Почему мы советуем не покупать и не использовать USB-модемы, Вы можете прочитать в нашей статье. Подробнее >>>
5. Размеры, тип и ветровая нагрузка.
Очень часто возникает необходимость монтажа антенны на мачту выше кровли строения, в этом случае необходимо учитывать парусность антенны - какую ветровую нагрузку она выдержит, особенно в тех регионах, где сильные ветры - не редкость. Чем больше площадь антенны, тем больше у нее парусность, и тем больше вероятность, что антенну развернет ветром или даже уронит, поэтому при выборе придется искать компромисс между коэффициентом усиления, который должен быть увеличен, ведь увеличивается длина кабельной сборки и, соответственно, затухания сигнала и типом антенны, от которого зависит площадь антенны. Например, при монтаже на мачту панельных антенн MIMO 2x2 20 dbi и MIMO 4x4 18 dBi, которые имеют площади около 2000 см2 и 2200 см2 соответственно рекомендуется их дополнительно фиксировать растяжками, а лучше - использовать вместо них параболические или Yagi-антенны, которые выдерживают большую ветровую нагрузку: параболические антенны - за счет сетчатого* рефлектора (отражателя), а Yagi-антенны (волновой канал) - за счет совсем небольшой площади нагрузки: например, у самой мощной Нфпш-антенны площадь до 4-4,5 раз меньше, чем у мощных панельных антенн, упомянутых выше.
*При переделке спутниковой параболической антенны в антенну 4G LTE путем замены офсетного облучателя необходимо учитывать размещение антенны и ее парусность: спутниковые антенны, как правило, имеют сплошной, а не сетчатый отражатель.
Как мы подбираем антенны покупателям
При подборе антенны мы запрашиваем у покупателя координаты GPS дома или другого объекта или ссылку на точку карте Яндекс или Google, смотрим в открытых источниках покрытие сотовых сетей - дальность до вышек связи операторов и частоты на этих вышках, а также - рельеф местности: есть ли условно прямая видимость с конька крыши (5 м от земли) вышки операторов (30 м). На основе этих данных мы делаем вывод, какой тип антенны подходит в данном месте, какой у антенны должен быть коэффициент усиления, а также - диапазон рабочих частот, и как высоко от земли ее нужно размещать.
Почему на маркетплейсах невозможно правильно продавать антенны 4G LTE 5G?
Для адекватных людей давно не секрет, что маркетплейсы - это не цифровые платформы, как они сами себя называют, а рынки (market - рынок по-английски) в Интернете с десятками крупных складов по всей территории страны, эдакие онлайн "черкизоны", или, как их сейчас называют, торгово-ярмарочные комплексы: например, всем известные "Москва" и "Садовод", на которых можно купить, как откровенные подделки низкого качества (в большинстве случаев), так и noname вещи уровня знаменитых брендов, а иногда - и оригиналы. Человек, который разбирается в качестве товаров, может на этих многокилометровых развалах выбрать действительно качественную вещь, но подавляющее количество покупателей, скорее всего, приобретут ширпотреб низкого качества. Выбрать на маркетплейсе качественную вещь труднее: надо сначала заказать ее, посмотреть, пощупать, померить, а потом уже решать, брать или нет. При этом стоимость доставки и возврата оплачивает не тот покупатель, который вернул вещь, а тот, который НЕ вернул. Это касается и выбора антенн 4G LTE на маркетплейсах: люди, разбирающиеся в них, пусть и с трудом, но найдут то, что им нужно, но большинство покупателей - вряд ли, и это связано не только с результатами поиска, когда сначала показываются не столько подходящие под запрос, сколько продвигаемые товары, но и с инструментами, которые маркетплейсы предоставляют продавцам для правильного размещения товаров.
Магазины в отличие от рынков отличаются упорядоченностью: весь магазин принадлежит одному собственнику / группе собственников, а прилавки / палатки / павильоны на рынках арендуются разными продавцами, которые договориться между собой о каких-то стандартах не смогут никогда, поэтому порядок на рынке полностью зависит от хозяина рынка - его желании вкладывать в это силы / средства, а также - профессионализма сотрудников, которых он для этого нанимает. Перейдем к желанию маркетплейсов заниматься упорядочением товаров. Компетентность сотрудников маркетплейсов, занимающихся созданием и управлением инструментами, которые используются покупателями для правильного выбора товара, а продавцами - для объединения множества товаров в одну карточку, оставляет желать лучшего: как и везде, среди сотрудников маркетплейсов крайне мало людей с каким-либо техническим образованием вообще, хотя бы средним специальным, но очень много всякого рода маркетологов, а также - айтишников и программистов без высшего образования: судя по тому, как написаны алгоритмы, они заканчивали какие-то 6-ти месячные курсы программирования, но математику и логику там им не преподавали. Приведем пример с возможностью размещения антенн 4G LTE 5G с разными характеристиками на Озоне и объединения их в одну карточку для удобства выбора, у ВБ это просто невозможно. У антенны для усиления сигнала сотовой связи есть 5 важных характеристик, по которым она подбирается: 1) диапазон рабочих частот; 2) коэффициент усиления (КУ); 3) длина кабельных сборок до устройства (до модема или роутера); 4) разъем на кабельной сборке со стороны устройства (у модемов и роутеров бывают разные типы разъемов); 5) тип / вид антенны: круговая, панельная, параболическая, волновой канал и т.д. Размещать антенны с разными частотами на одной карточке - это не очень правильно, это же касается и типа антенн: размещать антенны разных типов на одной карточке некорректно, поэтому остается 3 характеристики, по которым легко и быстро можно объединить товары: коэффициент усиления (КУ), длина кабелей, тип разъема. 5 лет мы просим сотрудников Озон сделать эти 3 характеристики вариативными, чтобы покупатель мог быстро выбрать, например, панельную антенну (самый распространенный тип) из 3-х разных КУ, 4-х разных длин кабелей (самые популярные: 3, 5, 7, 10 м) и 3-х разных разъемов для устройств: 36 карточек должны быть объединены в одну, что поможет покупателю, прочитав, описание товара, выбрать подходящий ему вариант из 36 имеющихся за несколько минут.
Но вместо этого: сначала можно было выбирать антенны по частотному диапазону и типу разъема, а потом - только по длине кабеля, характеристика КУ (одна из важнейшей) вообще никогда не попадала в поле зрения дебилов профессионалов из Озон, а последние изменения привели к тому, что диапазон рабочих частот вообще пропал из характеристик товара. Для сравнения при размещении трусов у продавца есть 2 инструмента - цвет и размер, а для размещения антенн для сотовой связи теперь всего один - длина кабеля.
Вы думаете это касается только антенн 4G LTE? Вот еще более показательный пример: WiFi-роутеры 4G LTE 5G можно выбирать только по 2-м характеристикам: маскисмальной скорости и... цвету! По мнению сотрудников Озон, цвет - это одна из важнейших характеристик WiFi-маршрутизатора 4G LTE 5G: не категория LTE, отвечающая за скорость передачи данных в сотовых сетях, не стандарт Wi-Fi, отвечающий за скорость беспроводной передачи данных от роутера до клиентского устройства, не количество LAN-портов, которые позволяют подключать по кабелю ПК, умные телевизоры, видеорегистраторы и т.д., не наличие и тип разъемов для подключения внешней усиленной антенны 4G LTE в местах плохого приема сигнала, а цвет! Выбери между черненьким и беленьким и успокойся!
Внимание! При использовании статьи или ее части ссылка на статью обязательна!
Топ продаж
|
|||||||||||||||||||||
