Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne

Kürzlich habe ich einen Vergleichstest von LTE-Routern durchgeführt und wie erwartet stellte sich heraus, dass die Leistung und Empfindlichkeit der Funkmodule erheblich variiert. Als ich dann eine Antenne an die Router anschloss, nahm die Geschwindigkeit beträchtlich zu. Das brachte mich auf die Idee, einen Vergleichstest von Antennen durchzuführen, die nicht nur eine Verbindung in einem Einfamilienhaus ermöglichen, sondern auch eine Verbindung bieten, die mit einer kabelgebundenen Verbindung in einer Stadtwohnung vergleichbar ist. Wie dieses Testverfahren endete, können Sie weiter unten erfahren. Traditionell habe ich für diejenigen, die lieber schauen als lesen, ein Video erstellt.

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Testmethodik
Ohne einen strukturierten Ansatz sind qualitativ hochwertige Ergebnisse nicht möglich, und das Ziel dieses Tests war die Auswahl der besten Antenne für den schnellstmöglichen Internetzugang. Als Referenzmaß wurde ein Router gewählt. Zyxel LTE3316-M604, der im vorherigen Test vollkommen zu Recht den ersten Platz belegte. Dieses Gerät kann sowohl mit einem herkömmlichen kabelgebundenen Anbieter arbeiten und bei Bedarf einen Backup-Kanal über 3G/4G nutzen, als auch vollständig autonom arbeiten, indem es 3G- und 4G-Mobilfunknetze verwendet. In meinem Test kam ausschließlich das 4G-Netz zum Einsatz, da über dieses nur Daten übertragen werden und die Voice-Last keinen Einfluss auf diesen Kanal hat.
Für den Test wählte ich drei verschiedene Antennen aus, die zu unterschiedlichen Typen gehören: Im ersten Test, um reine Werte zu erhalten, arbeitete der Router ohne externe Antennen und nutzte nur die eingebauten Antennen. Im zweiten Test wurde eine Rundstrahlantenne angeschlossen. Im dritten Test kam eine Panel-Antenne mit engerer Hauptabstrahlrichtung zum Einsatz, die auch im vorherigen Test verwendet wurde. Der vierte Schritt bestand aus dem Test einer schmalstrahlenden Netzparabolantenne.
Alle Geschwindigkeitstests wurden an einem Wochentag während des Tages durchgeführt, um die Belastung der Basisstation minimal und die Downloadgeschwindigkeit maximal zu halten. Jeder Testschritt wurde dreimal durchgeführt, und der Durchschnittswert der Download- und Uploadgeschwindigkeiten wurde berechnet. Der Router wurde mit derselben Basisstation verbunden, und die Antennenjustierung erfolgte anhand der Signalstärke im Web-Interface des Routers.
Ich habe auch ein Tagesdiagramm der Download- und Uploadgeschwindigkeiten in meiner Gegend erstellt, das die Internetnutzung der Nutzer hervorragend demonstriert. Ich nehme an, dass der Anbieter ein ähnliches Bild der Belastung der Basisstation aufweist. Interessant ist, dass das Diagramm der Downloadgeschwindigkeit stark schwankt, während das Diagramm des Uploads nahezu unverändert bleibt — das deutet darauf hin, dass die Nutzer mehr herunterladen als hochladen.

Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne

GSM/3G/4G FREGAT MIMO
Preis: 4800 р

Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne

Technische Daten:
Frequenzbänder, MHz: 700–960, 1700–2700
Verstärkungsfaktor, dB: 2 x 6
Erlaubte Sendeleistung: 10 W
Größe, cm: 37 x Ø6,5
Gewicht, Gramm: 840

Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne

Beginnen wir mit der Antenne, die über ein zirkulares Strahlungsmuster verfügt. Diese Antenne mag nicht mit einem außergewöhnlich hohen Verstärkungsfaktor glänzen, unterstützt jedoch die MIMO-Technologie, was bedeutet, dass sie zwei Antennen in einem Gehäuse vereint. Darüber hinaus ist sie wasserdicht und hat bereits integrierte Kabelbündel mit einer Länge von 5 Metern. Der Frequenzbereich deckt alle Segmente von GSM bis LTE ab, also werden 2G-, 3G- und 4G-Netze unterstützt. Im Lieferumfang ist eine Halterung für einen Mast oder direkt zur Wand enthalten. Lassen Sie uns nun betrachten, in welchen Situationen sie eingesetzt werden kann, angesichts ihrer Abmessungen und Verstärkung. Das erste, was mir in den Sinn kommt, sind abgeschirmte Bereiche: Keller oder Halbuntergeschosse, metallene Lager oder Hallen, Schiffe oder Boote. In all diesen Fällen blockieren Beton und Metall das externe Signal hervorragend, und während die Funktechnik außen einwandfrei funktionieren kann, kann der Empfang innen völlig fehlen. In diesem Fall wird eine solche Antenne das Verbindungsproblem lösen. Sie kann nicht nur für einen Router, sondern auch für einen Repeater verwendet werden. Doch besonders für den Router wird ihr ganzes Potenzial entfaltet, während das zirkulare Strahlungsmuster gut bei sich bewegenden Objekten funktioniert, sodass die Antenne nicht auf einen bestimmten Sendemast ausgerichtet werden muss. In meinem Fall war die Geschwindigkeit mit der Antenne etwas geringer als ohne, da der Verstärkungsfaktor der Antenne ähnlich dem der im Router integrierten Antennen ist, während es bei den 5-Meter-Kabeln zu Verlusten kommt.

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Fertiger Satz mit Halterungen und montiertem Kabel, geeignet für abgeschirmte Räume, hermetisch

Hat einen kleinen KU

OMEGA 3G/4G MIMO
Preis: 4500 R

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Technische Daten:
Frequenzbereich, MHz: 1700-2700
Gewinnfaktor, dB: 2×16-18
Zulässige Übertragungsleistung: 50 W
Abmessungen, cm: 45 x 45 x 6
Gewicht, Gramm: 2900

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Die zweite Antenne habe ich bereits seit mehreren Jahren im Einsatz, und sie war auch beim vorherigen Test dabei. Sie hat sich sowohl bei direkter Verbindung mit dem Mast als auch bei reflektiertem Signal sehr gut bewährt. Da ihre Richtcharakteristik enger ist als die einer omnidirektionalen Antenne, beträgt der Verstärkungsfaktor nun 16-18 dBi, abhängig von der Signal-Frequenz. Zudem arbeitet sie im MIMO-Modus, was bereits zu einer Geschwindigkeitssteigerung führt. Die Standardhalterung für den Mast ermöglicht eine Anpassung sowohl in der Horizontal- als auch in der Vertikale. Zudem erlaubt die Halterung, die Antenne um 45 Grad zu drehen, um die Polarisation zu wechseln — manchmal bringt das ein paar Megabit Gewinn. Groß, wasserdicht und effizient! Wenn die Werte ohne diese Antenne bei RSRP/SINR -106/10 lagen, stiegen sie mit der Panelantenne auf -98/11. Das brachte einen Anstieg der Downloadgeschwindigkeit von 13 auf 28 Mbit/s und beim Upload von 12 auf 16 Mbit/s. Also eine Verdopplung der Downloadgeschwindigkeit an derselben Basisstation — ein hervorragendes Ergebnis. Darüber hinaus ermöglicht die Antenne, aufgrund des engen Winkels, die näheren, aber stärker ausgelasteten Basisstationen abzuschneiden und auf andere, weniger ausgelastete umzuschalten. Man sollte nur darauf achten, dass die Kabelmontage möglichst kurz gehalten wird, um Signalverluste in den Leitungen zu vermeiden.

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Die Signalverstärkung ermöglicht eine Verdopplung der Geschwindigkeit, das Richtdiagramm erlaubt die Auswahl einer weniger belasteten Basisstation, ein praktisches Montageset, das über mehrere Jahre seine Qualität nicht verloren hat.

Mit einer Größe von 45x45 Zentimetern weist es eine Segelfläche auf, die ein qualitativ hochwertiges Fundament für die Montage erfordert.

PRISMA 3G/4G MIMO
Preis: 6000 ₽

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Technische Daten:
Frequenzbereich, MHz: 1700–2700
Verstärkungsfaktor: 25 dB bei einer Frequenz von 1700–1880 MHz, 26 dB bei einer Frequenz von 1900–2175 MHz, 27 dB bei einer Frequenz von 2600–2700 MHz.
Maximale zugeführte Leistung: 100 W
Größe, cm: 90 x 81 x 36
Gewicht, Gramm: 3200

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Die parabolische Netzantenne ist an sich schon bemerkenswert – sie hat beeindruckende Abmessungen von 90 x 81 Zentimetern. Sie ist nicht rund, wie es bei Satellitenschüsseln üblich ist, was sich sogar positiv auf die Richtcharakteristik auswirkt. Zudem verringert die Gitterkonstruktion spürbar die Windlast – der Wind kann einfach hindurchwehen, was sich kaum auf die Signalfokussierung auswirkt. Die Antenne arbeitet im Frequenzbereich von 1700 bis 2700 MHz. Es gibt drei Positionen für den Feedhorn: eine für jede Frequenz. In der Anleitung wird gezeigt, wie der Feedhorn im Verhältnis zur Antenne positioniert werden muss, um die maximale Verstärkung bei der gewünschten Frequenz zu erreichen; dazu muss man zunächst wissen, auf welchen Frequenzen Ihr Anbieter arbeitet. Hier kommt die Web-Oberfläche des Routers zur Hilfe, die die aktuelle Betriebsfrequenz übersichtlich darstellt. Mit dieser Antenne ist es etwas komplizierter, da eine präzise Justierung erforderlich ist, da der Abstrahlwinkel sehr klein ist. Ein offensichtlicher Vorteil dieser Lösung ist die Möglichkeit, genau auf die gewünschte Basisstation zu zielen, selbst wenn mehrere Stationen fast in einer Linie liegen. Es gibt auch Nachteile: Die Einstellzeit bei der Basisstation erhöht sich erheblich, und das Arbeiten mit reflektiertem Signal wird schwieriger. Aber das Wichtigste ist der Gewinnfaktor. Dieser schwankt zwischen 25 und 27 dBi. In meinem Fall erlaubte es, das Signal von anfänglichen RSRP/SINR -106/-10 auf -90/-19 dBi zu steigern, und die Empfangsgeschwindigkeit stieg von 13 auf 41 Mbit/s, die Übertragung von 12 auf 21 Mbit/s. Das heißt, die Empfangsgeschwindigkeit erhöhte sich um mehr als das Dreifache! In abgelegenen Gebieten, in denen das Mobilfunknetz möglicherweise überhaupt nicht verfügbar ist, ist es durchaus möglich, sowohl 3G- als auch 4G-Signale über mehrere Dutzend Kilometer zu empfangen!

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Ausgezeichnetes Verstärkungsverhältnis, das gitterartige Design reduziert die Windanfälligkeit, und die Möglichkeit, den Reflektor auf die gewünschte Frequenz abzustimmen.

Abmessungen

Zusammenfassung
Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne
Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne

Vergleichstests haben gezeigt, dass der Zyxel LTE3316-M604 Router, auch ohne Antenne und bei guter Höhe (10 m über dem Boden), eine akzeptable Internetgeschwindigkeit bieten kann. Der Router sollte jedoch nicht im Freien gelassen werden, weshalb diese Option für Wohnungen oder Büros geeignet ist, jedoch nicht in Gebieten, wo man den Sender nicht einmal mit einem Fernglas erkennen kann.
Die FREGAT MIMO Antenne eignet sich für diejenigen, die aus verschiedenen Gründen an ihrem Routerstandort kein Radiosignal empfangen können. Dies können abgeschirmte Wände, eine niedrige Position oder andere Störungen sein. Die zwei Antennen in einem Gehäuse unterstützen die MIMO-Technologie, was die Geschwindigkeit erhöhen sollte.
Was die OMEGA 3G/4G MIMO Panelantenne betrifft, hat sie sich als sehr leistungsfähig erwiesen. Sie funktioniert sowohl mit direktem als auch mit reflektiertem Signal, bietet zahlreiche Montagemöglichkeiten und hat ein gutes Verstärkungsverhältnis. Die kompakten Abmessungen sorgen für eine geringe Windanfälligkeit, und der Geschwindigkeitszuwachs ist spürbar. Man kann sie bedenkenlos einsetzen, wenn ein 3G/4G Signal vorhanden, aber extrem schwach oder gar nicht nutzbar ist.
Die parabolförmige Netzantenne PRISMA 3G/4G MIMO ist ideal für die ganz Verzweifelten, denn mit dieser Verstärkung und der Möglichkeit zur genauen Anpassung an die Basisstation kann man selbst in den abgelegensten Dörfern eine Verbindung herstellen, solange sich in einem Radius von einigen Dutzend Kilometern eine Mobilfunkbasisstation befindet.

Fazit

Momentan betreibe ich die Antenne OMEGA 3G/4G MIMO. Ich musste die Haltestange an der Wand etwas verschieben, da die Größe der Antenne ihre Bedingungen dictiert. Bei einem Kabel von 3 Metern Länge und dem gewählten Router habe ich Geschwindigkeiten von bis zu 50 Mbit/s gesehen, wenn die Basisstation am wenigsten ausgelastet war. Dies nähert sich dem theoretischen Geschwindigkeitshöchstwert von 75 Mbit/s unter den gegebenen Bedingungen der Basisstation: Frequenz Band3 - 1800 MHz, Kanalbreite 10 MHz. Das Wichtigste ist, dass ich bei mehr als 8 km Abstand zur Basisstation Geschwindigkeiten erreicht habe, die nahezu den Geschwindigkeiten entsprechen, die man in unmittelbarer Nähe des Turms haben kann. Ich werde ein Beispiel für das Funkdeckungsbild unter Verwendung verschiedener Frequenzen anführen.

Internet für Selbstversorger. Maximale Geschwindigkeit in 4G-Netzen erreichen. Teil 2: Auswahl einer externen Antenne

Abschließend möchte ich sagen, dass es immer möglich ist, sich eine gute Internetverbindung im Ferienhaus oder im Eigenheim zu sichern. Zögern Sie nicht, sich mit unbekannten Geräten auseinanderzusetzen: Um den richtigen 3G/4G-Router auszuwählen, lesen Sie einfach meinen vorherigen Artikel. Und bei der Auswahl einer Antenne wenden Sie sich an Fachleute, die sich ernsthaft damit beschäftigen – sie finden die optimale Lösung und bereiten alle Kabelverbindungen vor. Vor Ort müssen Sie dann nur noch alles anschließen. Viel Erfolg, gute Ping-Werte und stabile Geschwindigkeiten!

Quelle: habr.com

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