Администрирование → Интернет там, где его нет, или Стационарная связь на базе 3G-LTE

asterrios 29 сентября в 19:52 29k

image


Задумал я сделать интернет у себя на даче, в глуши. И наконец возможность срослась с желанием! Проблем в моей глуши две: дураки частые перебои с электроэнергией (в зависимости от погоды может ещё отключиться АТС) и плохая мобильная связь. Сигнал ловится не везде, а где ловится, там нестабилен. Добавляет сложности и оцинкованная крыша дома, экранирующая радиоволны. Возможности современного оборудования и корректировка запросов сужали и улучшали подходящие свойства, что привело меня к мысли создать максимально работоспособный узел сети. Я расскажу о том, как пытался поймать LTE-сигнал, с описанием оборудования и возможными проблемами.


Подготовка и сбор информации о местности


В моей глуши нормально ловится только МТС, в связи с чем был выбран именно этот оператор. Качество покрытия я определял с помощью https://4g-faq.ru/karty-pokrytiya/. На этой карте удобно выбирать режимы сети, а также хорошо видно ориентировочное расположение вышек стандартов 3G и LTE.


Направление установки антенн выбиралось примерно так:



Коэффициент усиления антенны я выбирал в зависимости от расстояния до населённых пунктов. Подходящее направление сигнала — с помощью мобильного приложения Netmonitor. Для этого пришлось поездить к ближайшим вышкам. Netmonitor — приложение бесплатное, самое удобное и простое в управлении, аналоги меня не впечатлили. Также в нём сохраняются истории замеров, поэтому, когда я вернулся на «площадку», было удобно выбирать направление.



Интересующие и важные характеристики


Для начала необходимо понять, какой режим сети вас интересует. Диапазон частот у 3G и LTE разный, и, чтобы принимать их сигналы, необходимо выбрать антенны или облучатели, в зависимости от конфигурации, с соответствующей частотностью. Конечно, можно взять антенны с частотным диапазоном, который захватывает оба стандарта, но в таком случае выходной сигнал будет немного хуже (опять же, в зависимости от количества переходников, длины кабелей и их свойств; эти характеристики влияют на все конфигурации данной системы, в том числе это касается и затухания сигнала).


Необходимо заранее проверить на площадке уровни сигналов мобильных сетей. Как уже говорил, я выбрал МТС, потому что здесь он ловится всегда и у МТС довольно много вышек (по сравнению с другими операторами) с разными режимами сетей, в том числе и LTE, который, надеюсь, в будущем проапгрейдят до 5G. Так что своё оборудование я подобрал «на вырост».


Выбор и настройка оборудования


Лишний раз переплачивать мне не хотелось. И система с легко заменяемыми компонентами выходила дешевле, чем спутниковый интернет и предложения от фирм, которые делают готовые наборы. Вариант со «свистком» отпал на первый день подбора оборудования: такая система крайне нестабильна. Ещё я планировал поставить систему на долгосрочную работу, но этот вариант тоже не подходил, поскольку компоненты корпуса при длительной работе перегревались и выводили «свисток» из строя до его остывания. В большинстве случаев данная проблема решалась пришаманенным кулером, но нестабильность подключения и потери пакетов не склонили меня к этому варианту. По той же причине я отказался от мысли о тандеме «свисток» + роутер (с поддержкой «свистка»).


Изначально я планировал использовать «восьмёрку», она же антенна Харченко, но, учитывая зону покрытия и расстояние до ближайших населённых пунктов, есть возможность успешно ловить 3G-LTE на дистанциях, превышающих возможности «восьмёрки». Такой диапазон частот соответствует этим сетям и взят на случай непогоды, когда осадки существенно ухудшают качество сигнала. Меня удивил тот факт, что 4G-LTE работают в трёх диапазонах: около 800, около 1600 и около 2500.


Частотные диапазоны LTE-сетей у различных провайдеров:



Здесь разобраны частотные диапазоны 3G-сетей:



более подробная информация про частотные диапазоны тут:
http://anisimoff.org/lte/lte_bands_russia.html


Причины выбора канала относительно офсета


Офсет, как мне кажется, гораздо лучше, так что я сделал неправильный выбор, особенно учитывая свои возможности: но LTE я ловил на «волнушку», и проблема заключается в высоте. Для начала я долго и усердно выбирал оборудование и возможные связки, в том числе и различные типы антенн. В итоге мне понравились два варианта:


  1. Офсетный рефлектор диаметром 0,9 м или более с облучателем на частотные диапазоны от 1700 до 2700 МГц и с поддержкой технологии MIMO.
  2. Сдвоенный волновой канал с такой же частотностью.

Коэффициент усиления у обоих наборов — от 24 до 28 dbi. Остановился я на втором: у него гораздо меньше проблем с ловлей сигнала от телефонных вышек. Кабель взял с пониженными потерями и затуханиями, чтобы сигнал на приём был стабильнее.


На месте я выставлял антенну с помощью Google Maps и программы MDMA. Настольная версия MDMA позволяет проверить уровень сигнала на принимающем устройстве (модуль модема в роутере). С этой программой обращаться не так просто, но если вы разобрались с Netmonitor, то у вас она вряд ли вызовет затруднения. В конце концов, есть очень неплохие рекомендации и понятные инструкции. Обратите внимание, что нужно подключение через USB «папа-папа».


Для проверки направления антенны достаточно собрать всю систему, то есть подключить антенну к роутеру, а роутер — к компьютеру, но только через USB-переходник. После чего запускаем MDMA и выбираем направление антенны.


MDMA:



Выбор конкретной модели роутера был обусловлен вышеперечисленными требованиями, но список был ограничен этими моделями:


  • Huawei E5172
  • Huawei B315S (есть альтернативы у провайдеров и операторов связи)
  • Skylink V-FL500
  • TP-LINK TL-MR6400
  • ZTE MF283 (есть альтернативы у провайдеров и операторов связи)
  • Huawei B310

Разброс цен — от 4 до 9 тысяч рублей за единицу. Я выбрал Huawei B315S из-за дешевизны и возможности создания IP-телефонии и подключения до 32 устройств. А ещё он может ловить LTE.


Конфигурация моего оборудования


Роутер B315s-22:





Huawei B315S изначально был привязан к Yota, но я выполнил отвязку


Поскольку, кроме МТС, у меня ничего не ловилось, то и смысла усиливать то, что не ловится, не было. Но ситуация сложилась так, что мне пришлось купить роутер Yota, привязанный к сим-картам одноименного оператора (другие не подходили, проверял). Для отвязки каждого роутера свой способ, информацию легко найти в интернете, в том числе и на 4pda.ru. Полное название модели по классификации — Huawei LTE CPE B315s-22, так что, если вам необходимы технические характеристики, ищите по названию в интернете.


Оборудование подключается почти так же, как и обычный роутер. Разница в том, что необходимо подключить внешние антенны, которые будут ловить сигнал. Чтобы у вас появился интернет, не требуется никакого стороннего ПО, но, как я уже указывал, оно необходимо для определения направления антенны. На рынке тысячи вариантов разъёмов и коннекторов, и вам нужны те, которые подходят непосредственно для вашего оборудования. В моем случае это коннекторы на кабелях SMA со стороны роутера и TS9 со стороны антенн. К счастью, оборудование я подобрал таким образом, что можно прямо из коробки провести первичную настройку и начать пользоваться интернетом. Никаких танцев с бубнами не потребовалось, только в настройках через веб-интерфейс поменял пароли и режим рабочего сигнала.


Две антенны работают в тандеме по технологии MIMO, волновой канал с 24—28 dbi. Два кабеля с пониженными потерями длиной 10 метров, стандарт 5D-FB. Соответственно, придётся либо заказать переходники, либо заменить разъёмы подходящими, с одной стороны — для антенн, с другой — для подключения роутера.


Результат трудов:



Проблемы, с которыми я столкнулся (раздел о боли, унижениях и страданиях)


Сразу хочу дать рекомендации на основании своего опыта:


  1. Если собираетесь повторять такое далеко от городов-миллионников, то стоит заранее озаботиться покупкой оборудования в большом городе.
  2. Выбирайте тип и вид антенны в зависимости от ландшафта и расстояния до населённых пунктов.
  3. Обратите внимание на растительность, постройки и дистанцию между точками.
  4. Подбирайте оборудование, максимально подходящее под ваши требования.
  5. Не покупайте оборудование у оператора связи, если только не планируете пользоваться его услугами или не выигрываете сильно в цене.
  6. Используйте минимум переходников и оборудования на открытом воздухе.
  7. USB «папа-папа», он же USB AM — USB AM, пригодится на любой стадии работы или настройки, поэтому всегда держите его под рукой. Я в магазинах не нашёл, так что пришлось собирать на коленке из старых запчастей.
  8. Отвязка роутера от оператора — это боль. На некоторых роутерах и прошивках невозможно сделать отвязку без нарушения целостности корпуса, что приводит, в свою очередь, к потере гарантии. Ознакомьтесь с ассортиментом, всегда можно найти отвязанный вариант (или ваш выбор — AliExpress).
  9. Если всё-таки решились на привязанный, то озаботьтесь прошиванием в городе со стабильным интернетом. То есть подготовьте оборудование к работе до отъезда на площадку.
  10. Выбор тарифного плана и возможности безлимита. По большому счёту можно добиться безлимитного интернета через SIM-карту, однако для этого необходимо изменить конфигурацию модуля модема в роутере.
  11. Подготовьте подходящий модем-расходник для использования его IMEI, чтобы упростить себе задачу. Можно взять любой подходящий по конфигурации и поддерживаемым сетям.
  12. Если собираетесь использовать сети выше LTE, то подбирайте роутер с двумя антеннами. Это связано с поддержкой протокола MIMO.
  13. Проверяйте у магазинов рабочий диапазон частот выбранной вами антенны. Велика вероятность, что вас попробуют обмануть.

Заключение


Считаю, что я молодец: всё работает, скорости хватает на комфортный онлайн-просмотр фильмов. Ещё есть куда расти: на основе этой системы я планирую создать зачатки умного дома. Сейчас интернет ловится только на 3G, поэтому нужно кое-что доделать: увеличить высоту мачты, перепрошить модуль модема для возможности подключения безлимитного интернета, купить тариф для планшетов типа «Безлимитище» или аналог.


Тем, кто пойдёт по моим стопам, рекомендую сразу брать безлимитный тариф, потому что у меня всего 30 Гб трафика. Сети 4G хоть и ловятся оборудованием, но очень плохо. Гипотез две: либо я не принял в расчёт рельеф, либо нашёл антенны, которые не подходят по диапазону рабочих частот. Полагаю, что виноваты антенны: продавец заявляет, что на них написан ошибочный частотный диапазон, но, скорее всего, это ложь, потому что сети 3G ловятся идеально, а именно их диапазон указан на антеннах.

Проголосовать:
+39
Сохранить: