Основные типы антенн сотовой связи

Сотовая связь с недавних пор так прочно вошла в нашу повседневную жизнь, что трудно представить современное общество без нее. Как и многие другие великие изобретения мобильный телефон сильно повлиял на нашу жизнь, и на многие ее сферы. Трудно сказать каким было бы будущее, если бы не этот удобный вид связи. Наверняка таким же, как и в фильме «Назад в Будущее-2», где есть летающие авто, ховерборды, и многое другое, но нет сотовой связи!Но сегодня в специальном репортаже для будет рассказ не о будущем, а о том, как устроена и работает современная сотовая связь.Для того, чтобы узнать о работе современной сотовой связи в формате 3G/4G, я напросился в гости к новому федеральному оператору Tele2 и провел целый день с их инженерами, которые объяснили мне все тонкости передач данных через наши мобильные телефоны.Но расскажу вначале немного об истории возникновения сотовой связи.

Принципы работы беспрводной связи были опробованы почти 70 лет назад — первый общественный подвижный радиотелефон появился в 1946 г. в Сент-Луисе, США. В Советском союзе опытный образец мобильного радиотелефона был создан в 1957 году, потом ученые других стран создавали подобные устройства с различными характеристиками, и только в 70-х годах прошлого века в Америке были определены современные принципы работы сотовой связи, после чего и началось ее развитие.Мартин Купер — изобретатель прототипа портативного сотового телефона Motorola DynaTAC весом в 1,15 кг и размерами 22,5х12,5х3,75 смЕсли в западных странах к середине 90-х годов прошлого века сотовая связь была распространена повсеместно и ей пользовалась большая часть населения, то в России она только начала появляться, и стала доступной для всех чуть более 10 лет назад.Громоздкие кирпичеобразные мобильники работавшие в форматах первого и второго поколений ушли в историю, уступив место смартфонам с 3G и 4G, лучшей голосовой связью и высокой скоростью интернета.Почему связь называется сотовой? Потому что территория, на которой обеспечивается связь, разбивается на отдельные ячейки или соты, в центре которых располагаются базовые станции (БС). В каждой «соте» абонент получает одинаковый набор услуг в определенных территориальных границах. Это означает, что перемещаясь от одной «соты» к другой, абонент не чувствует территориальной привязанности и может свободно пользоваться услугами связи.Очень важно, чтобы была непрерывность соединения при перемещении. Это обеспечивается благодаря так называемому хэндовер (Handover), при котором соединение установленное абонентом как бы подхватывается соседними сотами по эстафете, а абонент продолжает разговаривать или копаться в соцсетях.Вся сеть делится на две подсистемы: подсистема базовых станций и подсистема коммутации. Схематически это выглядит так:В середине «соты», как было сказано выше находится базовая станция, которая обычно обслуживает три «соты». Радиосигнал от базовой станции излучается через 3 секторные антенны, каждая из которых направлена на свою «соту». Бывает так, что на одну «соту» направлены сразу несколько антенн одной базовой станции. Это связано с тем, что сеть сотовой связи работает в нескольких диапазонах (900 и 1800 МГц). Кроме того, на данной базовой станции может присутствовать оборудование сразу нескольких поколений связи (2G и 3G).Но на вышках БС Tele2 стоит оборудование только третьего и четвертого поколения — 3G/4G, так как компания решила отказаться от старых форматов в пользу новых, которые помогают избегать обрывов голосовой связи и обеспечивают более стабильный интернет. Завсегдатаи соцсетей поддержат меня в том, что в наше время скорость интернета очень важна, 100-200 кб/с уже не достаточно, как это было пару-тройку лет назад.


Наболее привычным местом размещения БС является башня или мачта, построенная специально для нее. Наверняка вы могли видеть красно-белые вышки БС где-то в отдаленности от жилых домов (в поле, на холме), или там, где поблизости нет высоких зданий. Как вот эта, которая видна из моего окна.Однако, в условиях городской местности трудно найти место под размещение массивного сооружения. Поэтому в крупных городах базовые станции размещаются на зданиях. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 км.Это антенны, само оборудование БС находится на чердаке, или в контейнере на крыше, которое представляет из себя пару железных шкафов.Некоторые базовые станции расположены там, где вы даже не догадаетесь. Как например на крыше этой парковки.

Антенна БС состоит из нескольких секторов, каждый из которых принимает/отправляет сигнал в свою сторону. Если вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, то круглая соединяет БС с контроллером.В зависимости от характеристик, каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно. БС может состоять из 6 секторов, и обслуживать до 432 звонков, однако обычно на станциях устанавливают меньше передатчиков и секторов. Сотовые операторы, такие как Tele2, предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи. Как мне сказали, здесь используется самое современное оборудование: базовые станции Ericsson, транспортная сеть — Alcatel Lucent.От подсистемы базовых станций сигнал передается в сторону подсистемы коммутации, где и происходит установление соединения с нужным абоненту направлением. В подсистеме коммутации есть ряд баз данных, в которых хранятся сведения об абонентах. Кроме того эта подсистема отвечает за безопасность. Если сказать проще, то коммутатор выполняет те же функции, что и девушки операторы, которые раньше руками соединяли вас с абонентом, только сейчас все это происходит автоматически.

Оборудование для этой базовой станции спрятано в этом железном шкафу.Кроме обычных вышек есть также и мобильные варианты базовых станций, размещенные на грузовиках. Их очень удобно использовать во время стихийных бедствий или в местах массового скопления людей (футбольные стадионы, центральные площади) на время праздников, концертов и различных мероприятий. Но, к сожалению, из-за проблем в законодательстве широкого применения они пока не нашли.Для обеспечения оптимального покрытия радиосигналом на уровне земли, базовые станции проектируются специальным образом, потому несмотря на дальность в 35 км. сигнал не распространяется на высоту полета самолетов. Однако некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих бортах небольшие базовые станции, обеспечивающие сотовую связь внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах.Также я заглянул в офис Tele2, чтобы увидеть как специалисты контролируют качество сотовой связи. Если несколько лет назад такая комната была бы увешана до потолка мониторами показывающими данные сети (загруженность, аварии сети, и т.п.) то со временем надобность в таком количестве мониторов отпала.Технологии со временем сильно развились и достаточно вот такой небольшой комнаты с несколькими специалистами, чтобы наблюдать за работой всей сети в Москве.Немного видов из офиса Tele2.
На совещании сотрудников компании обсуждаются планы по захвату столицы) С начала стройки до сегодняшнего дня Tele2 успел покрыть своей сетью всю Москву, и постепенно завоевывает Подмосковье, запуская более 100 базовых станций еженедельно. Так как я живу теперь в области, мне очень важно. чтобы эта сеть как можно быстрее пришла в мой городок.В планах компании на 2016 г. обеспечение высокоскоростной связи в метро на всех станциях, на начало 2016 связь Tele2 присутствует на 11 станциях: связь стандарта 3G/4G на метро «Борисово», «Деловой центр», «Котельники», «Лермонтовский проспект», «Тропарево», «Шипиловская», «Зябликово»,  3G: «Белорусская» (Кольцевая), «Спартак», «Пятницкое шоссе», «Жулебино».Как я говорил выше, Tele2 отказалась от формата GSM в пользу стандартов третьего и четвертого поколения — 3G/4G. Это позволяет устанавливать базовые станции 3G/4G с большей частотой (например, внутри МКАД БС стоят на расстоянии около 500 метров друг от друга), чтобы обеспечивать более стабильную связь и высокую скорость мобильного интернета, чего не было в сетях предыдущих форматов.Из офиса компании я в компании инженеров Никифора и Владимира отправляюсь на одну из точек, где им нужно замерить скорость связи. Никифор стоит напротив одной из мачт, на которой установлено оборудование для обеспечения связи. Если приглядитесь, то заметите чуть далее слева еще одну такую мачту, с оборудованием других сотовых операторов.Как это ни странно, но сотовые операторы часто разрешают своим конкурентам использовать свои башенные сооружения для размещения антенн (естественно на взаимовыгодных условиях). Это вызвано тем, что строительство башни или мачты — дорогое удовольствие, и такой обмен позволяет сэкономить немало средств!Пока мы замеряли скорость связи, Никифора несколько раз прохожие бабушки и дядьки спросили не шпион ли он)) «Да, глушим радио «Свобода»!).Оборудование на самом деле выглядит необычно, по его виду можно предположить все что угодно.У специалистов компании немало работы, если учесть, что в Москве и области у компании более 7тыс. базовых станций: из них порядка 5тыс. 3G и около 2тыс. базовых станций LTE, а за последнее время количество БС увеличилось еще примерно на тысячу.Всего за три месяца в Подмосковье было выведено в эфир 55% от общего количества новых базовых станций оператора в регионе. В настоящий момент компания обеспечивает качественное покрытие территории, на которой проживает более 90% населения Москвы и Московской области.Кстати, в декабре сеть 3G Tele2 была признана лучшей по качеству среди всех столичных операторов.Но я решил лично проверить насколько хороша связь у Tele2, потому приобрел симку в ближайшем ко мне торговом центре на м.Войковская, с самым простым тарифом «Очень черный» за 299 р (400 смс/минут и 4 ГБ). Кстати, у меня был подобный билайновский тариф, который на 100 рублей дороже.Проверил скорость не отходя далеко от кассы. Прием — 6.13 Mbps, передача — 2.57 Mbps. Учитывая, что я стою в центре торгового центра это неплохой результат, связь Tele2 хорошо проникает сквозь стены большого ТЦ.На м.Третьяковская. Прием сигнала — 5.82 Mbps, передача — 3.22 Mbps.И на м.Красногвардейская. Прием — 6.22 Mbps, передача — 3.77 Mbps. Замерил у выхода из метро. Если принять во внимание, что это окраина Москвы, очень даже прилично. Считаю, что вполне приемлемая связь, уверенно можно сказать, что стабильная, если учитывать, что Tele2 появилась в Москве всего пару месяцев назад.В столице стабильная связь Tele2 есть, это хорошо. Очень надеюсь, что они побыстрее придут в область и я смогу в полной мере пользоваться их связью.Теперь и вы знаете как работает сотовая связь!Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите пишите мне — Аслан (shauey@yandex.ru
) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта  http://ikaketosdelano.ruПодписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте,
одноклассниках
и в гугл+плюс
, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.Жми на иконку и подписывайся!

???? ?? ??????????, ??? ??????? ? ????? ????? ????? ?????????? ??? ??? ????? ????????, ?? ?? ???? ??? ???????? ????? ?? ?? ??????????? «???????», ? ? ??????????? ??????? ????? ??????????, ????? ??? ???? ?? ? ?? ????? ?????? ?????? ? ???????????, ?? ??????? ????? ?????????? ???????????? =) ???????,

??? ????? ??????? ??????? ??? ? ????????????? ??????? ???????????? ???? ??????, ?? ?????? ?? ?????? ?? ?????? ??????, ?? ??????? ???????? ???????, ????? ?????????? ???????? ?????????? ?????? ??? ?? 1) ?? ?????? (???? ????? ??? ?????????? ??????? ???????? ??? ?????????? ?????? ?????????? ? ????), ?????? ?????? ?????? ?? ?????? 20-30 ??????


2) ?? ???????, ???? ????? ??? ?????????? ?????????? ? ???????, ?????? ?????????? ????? ??????? ?????? ? ??????, ?? ?????? ? ??????????, ???? ????????? ? ?????? ????? ??????? ?? ?????? ????? 2/3-? ??????? ??????:


? ?????? ??????? ?????????? ??????????? ????? ????? ???????? ??? ????? ??????? ??????? ??? ??? (???????-???????? ??????????), ??????? ?? 30 ?? 250-300 ?????? (??????? ???? ???? ?????? ? ????? ??????? ??? ? ??????)


? ????? ????? ?????? ??????????? ????? ?????????????? ????:




??? ??????? ?? ????? ??????? ?????, ?? ? ??? ??? ?????????? ????? ????? ?????? ???????????? ???????? ?????? (? ?? ?????????-????????, ???? ??????? ???? ????? =)

????????? ? ???????? ????????????? ????? ?????? ???????? ??? https://habrahabr.ru/company/megafon/blog/232801

?? ???? ????? ????? ?? ???????? ????????? ?????? ????? ???????? ??? ?? ??????? ????? ????????, ??? ?????, ?????? ? ??????? ????? ?????? ?????????? ?????????? ??? ? ?????? ????????? ?? ??????? ???? ? ??? ?? ??????????? ??????? =)

?????? ??????? ????????? ??? ??????? ??? ??????, ??? ?? ?? ???????? ??????, ??? ?????? ?????????????? ? ????? ???????? ???????? ? ????????????? ???? ?? ????? ????? ?????.


?? ? ????? ??? ??????????? ????????? ??????? ????????????? ? ???????? ??????????? ??????? ???????, ??????? ? ????????? ????? ?????????? ????????? ?????

??? ??????? ??????? ??????????? ????? ????? ? ??????? ??????? ?????????????? ??????? (? ??????) ? ??? ?????? (???? ?????????? ????? ????????? ???????)


?? ? ?????? ??????? ??????? ????? =)


? ????? ????? ? ????????? ?? ?????? ? ????? ? ?????, ??? ???????? ? ???? =) ???? ????? ????????? ????????? ???? ? «???????????? ????????» .


2) ?????? ?????????? ??????? ?????

??? ???? ? ?????????? ?? ?? ?????? ??????? ??????? ?????/???????????

? ?????????? ?? ??? ?????, ???? ????????? ???? ??? ????????? ?????????? ????? ???????????? ? ????? ???? ?? ??? ????????????? ?????? ??? ????? ? ?? ????? ????????????? ????? ??????????? ?????? ?????????, ? ????????? ?????? ?????????? ?????? ???????? ????? ????? ????????.


3) ????????? ????? ?????? ?? ?????? ? ???????????? ?????????? ?????.

— ???????? ?????, ??????????? ????? ?? ????? ????????? ????????? ? ???? ???????, ??????? ???????? ????? ??????????? ?? 1,5 ?????/ ????? ?? ?????? 20-?? ????????? ? ???? ? ??????? ??????, ?? 200 000/ ????? ? ?????? ??????.

?? ???? ? ???? ??? ???? ??? ???????? ? ???????????? =)

55

Обновлено: 12.08.2019

Когда нет чёткого сотового сигнала, единственный выход – использовать усилитель сотовой связи. Как не ошибиться при выборе комплекта оборудования и правильно его установить на даче, в квартире, в загородном доме? Этот закономерный вопрос возникает почти всегда, когда дело касается малознакомого устройства.

Вам предложат систему усиления сотового сигнала или репитер – это всё тот же сотовый усилитель, только под иным названием. В России оборудование такого рода уже давно завоевало рынок и пользуется немалым спросом, поскольку позволяет избавиться от неразрешимых ранее проблем со связью.

И юридическое, и физическое лицо имеют одинаково свободную возможность приобретения и установки усилителя сотового сигнала. Однако при этом и вся ответственность по результату монтажа и последующего использования устройства ложится на плечи обладателя.

Проблемы действительно могут возникнуть, однако лишь в том случае, если вы обратились к компании, не специализирующейся на установке систем усиления сотового сигнала.

Давайте разберемся, как работает усилитель сотовой связи.

Какие возникают проблемы при неправильной установке усилителя?

При непрофессиональном монтаже и настройке репитер может вызвать значительные помехи в ретрансляторах компаний операторов сотовой связи, либо в иных устройствах, использующих близ лежащие радиочастоты.

Это происходит потому, что внешняя антенна не только получает, но и передаёт сигнал, значительно усиленный, на ближайшую базовую станцию. Излучаемый сигнал зачастую и становится причиной большинства помех (интермодуляционные помехи) в ближайшей радиоаппаратуре, если система настроена неправильно. Проявления интермодуляционных помех и явление самовозбуждения усилителя это треск, свист, бульканье и шумы в аудио-тракте приемника (мобильного телефона).

Попадание на вход приемника базовой станции больших уровней сигналов приводит к “ослеплению” ретранслятора, а в ряде случаев происходит блокирование приемника базовой станции. Согласитесь, неприятно ехать ночью по дороге, когда на встречу несутся машины с включенным дальним светом. К сожалению помехи это неотъемлемый атрибут радиосвязи и большая головная боль для всех операторов сотовой связи.

Вы можете даже не догадываться, что создали для окружающих ряд проблем, желая сэкономить на специалисте и установив усилитель сотового сигнала самостоятельно или при помощи дилетанта. И будете неприятно удивлены, когда вам сообщат об этом.

В каждой компании, занимающейся предоставлением услуг сотовой связи, есть особый отдел, специализирующийся по радиочастотному слежению. Используя специальное оборудование, не сложно вычислить источник сигнала, создающий помехи в мобильной связи. Для начала вам пришлют извещение, в котором порекомендуют устранить причину помех. Если вы проигнорируете предупреждение – имеете все шансы получить приглашение в Радионадзор для прояснения ситуации.

Как не ошибиться при выборе компании-установщика репитера?

Во избежание всяческих недоразумений обратитесь к специалисту, или к компании, в которой есть люди, профессионально занимающиеся установкой и оптимизацией систем усиления сигналов сотовой связи.

После осмотра объекта, и определения причины отсутствия сигнала вам смогут порекомендовать, какое оборудование лучше всего подойдёт для данного случая.

Самостоятельно выбирать комплект с сотовым усилителем нужно осторожно, поскольку его мощность может не соответствовать необходимым техническим показаниям. Предварительно изучите этот материал: Как выбрать усилитель сигналов сотовой связи.

В процессе переговоров со специалистами, обязательно поинтересуйтесь, налажен ли у них контакт с отделами радиочастотного наблюдения операторов сотовой связи. В этом случае все проблемы могут быть урегулированы ещё в процессе монтажа оборудования, поскольку любой усилитель помехи создаёт обязательно. Главное, чтобы они были в пределах определённого порога, допускаемого Роскомнадзором. Такого уровня неизбежных помех, не превышающего критического значения, могут добиться только специалисты.

Мощность усилителя – лучше иметь запас

Для сотового сигнала препятствием становится всё, что непроницаемо для радиосигналов, включая тонированные стёкла и даже густые древесные кроны. При этом существуют постоянные препятствия для сигнала и сезонные, как, например, листва деревьев.

К примеру, в зимний период вы устанавливаете в загородном доме усилитель сотового сигнала небольшой мощности. Уже весной может возникнуть проблема с доступом сотового сигнала, поскольку ещё недавно голые ветви деревьев покроются листвой. Поэтому необходимо выбирать репитер с достаточным запасом мощности. А может получиться обратный вариант, когда зимой ваш усилитель зафонит и станет «помехой».

Бывают подобные случаи и в городе, когда установленный ранее усилитель перестаёт справляться с возложенной на него задачей. В итоге выясняется, что базовая станция, на которую репитер был ориентирован донорной антенной, рассчитана на определённое количество абонентов. И, по причине их возросшего количества, в данное время ретранслятор испытывает значительные перегрузки, что сказывается на качестве связи.

В этом случае вы можете испытывать некоторое ограничение в возможности пользоваться связью, не смотря даже на полный индикатор антенны мобильного телефона.

Если мощность усилителя недостаточна, вам не помогут улучшить мобильную связь ни дополнительные абонентские (внутренние) антенны, ни более мощная внешняя. Поэтому обязательно, прежде, чем устанавливать репитер, консультируйтесь у специалистов. А ещё лучше, пользуйтесь их услугами, и Вам будет гарантирована качественная сотовая связь.

Вместе с этой статьей сейчас смотрят
Усилитель сигнала Z-gate
Что такое LTE и LTE-Advanced в телефоне
Основные характеристики фемтосот
Sonos — беспроводная система мультирум

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Андрей Ульянов
Наш эксперт
Написано статей
168
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации