В преддверии дачного сезона решал проблему с устойчивым интернет соединением в рамках ограниченного бюджета.

Дано

• Отсутствие базовых станций мобильного оператора в прямой видимости.

• Нестабильный мобильный интернет на скорости до 2Мбит/c.

• Расстояние до вышки ~2км.

• Щитовой дом внутри которого будет располагаться Wi-Fi роутер.

Ожидаем получить

• Скорость не ниже 15Мбит/c - этого будет достаточно для параллельного проигрывания видеопотока в качестве 720p на 3х устройствах.

• Покрытие 6 соток устойчивым Wi-Fi сигналом.

• Минимальные финансовые и временные затраты.

Теория

Для выбора подходящего оборудования нам необходимо разобраться в теории и провести некоторые измерения:

1. Т.к. сигнал 4G может передаваться на различных частотах нам потребуется определить частоту, на которой работает ближайшая базовая станция.

   Для этого устанавливаем на телефон приложение “Сотовые вышки, локатор” или аналогичное, далее запускаем приложение находясь на территории дачного участка и обращаем внимание на частоту работы базовой станции. В моём случае это 2657Мгц. Так же мы узнаем примерное направление, в котором расположена станция.

2. Для повышения скорости передачи сигнала технология 4G использует технологию MIMO.
   Это значит, что сигнал передаётся по 2м каналам - в горизонтальной и вертикальной поляризации.

3. Мы должны учитывать, что в коаскиальном кабеле происходят значительные потери сигнала, примерно 0,5Дб на 1м кабеля. Чем дороже кабель, тем меньше потери.

4. Чем выше установлена антенна, тем лучше качество сигнала - Эйфелева и Останкинская башни нам на это намекают.

Оборудование

Вооружившись полученной информацией переходим к выбору оборудования:

1. Антенна: при выборе антенны мы ориентируемся на рабочую частоту 2600Мгц. Т.к. Базовая станция находится относительно недалеко, будет достаточно усиления 10-15Дб.

   Тип антенны - панельная. Если качество сигнала хуже и базовая станция находится дальше, подойдёт параболическая антенна - это повысит стоимость решения и усложнит настройку антенны из-за более узкого луча, но коэффициент усиления будет значительно выше.

   Чтобы исключить потери сигнала в кабеле, будем выбирать антенну с возможностью установки симкарты или модема внутри антенны.

   Антенна должна поддерживать MIMO. 

2. 4G модем: должен поддерживать выбранную симкарту, иметь возможность подключения антенны, поддерживать MIMO. Модемы с поддержкой MIMO имеют 2 разъёма для подключения антенн.

3. Wi-Fi роутер: т.к. скорость 4G интернет соединения невысока и проблем с перекрытием Wi-Fi каналов на дачном участке нет, нам будет достаточно 2,4Гц Wi-Fi роутера.

В результате был выбран следующий комплект оборудования, компоненты выбирались исходя из минимальной стоимости и технических характеристик, обеспечивающих мои потребности:

• Антенна: Petra-12 MIMO 2x2 BOX, антенные разъёмы CRC-9 (как в 4G модеме)

  Плюсы: возможность установки 4G модема внутри антенны, как следствие, отсутствие потери сигнала в коаксиальном кабеле, нет дополнительных затрат на кабель. Антенна укомплектована 10м USB кабелем который подключается в ноутбук или Wi-Fi роутер.

  Минусы: пыле/влаго защита - IP54, этого недостаточно для установки антенны вне помещения, я устранил данный недостаток с помощью силиконового герметика.

  Стоимость: 3 000р. + герметик 200р.

• 4G модем - Huawei 3372.

  Плюсы: один из самых распространённых USB модемов, следовательно, не будет проблем с драйверами в нашем роутере.

  Минусы: обновлённая версия модема лишилась антенных разъёмов.

  Стоимость: 2 900р.

• Wi-Fi роутер: ZBT we1626

  Плюсы: стоимость, возможность подключения USB модема, за месяц эксплуатации проблем не возникло

  Минусы: сомнительный производитель

  Стоимость: 1 400р.

• Стоимость комплекта: 7 500р.

4G антенна расположена на уровне 2го этажа, если сигнал ухудшится  - можно поднять антенну выше, установив её на мачту. 

Wi-Fi роутер расположен внутри дома на 2м этаже.

Результаты тестирования

CINR - Соотношение сигнал/шум. Больше - лучше. 
RSSI - Уровень мощности принимаемого сигнала. Больше - лучше.

Роутер находится внутри дома на уровне 1го этажа, модем подключен непосредственно в роутер:

Модем подключен в антенну, антенна находится на уровне 2го этажа:

Итог

• Вместо нестабильной скорости соединения, мы получили качественный сигнал и скорость 15Мб/c.

• Wi-Fi сигнал ловится на всей территории участка и за его пределами. 2.4ГГц сигнал успешно преодолевает стены щитового дома и обеспечивает нам запас по скорости.

• Финансовые затраты: 7500р.
  Временные затраты: всё что потребовалось сделать - это соединить устройства между собой, прикрепить их к стене в правильном месте и воткнуть в розетку.

Дополнение

Внутреннее устройство антенны:

Важный момент: использование 4G модема внутри антенны может привести к выходу из строя модема при эксплуатации решения при минусовых температурах.