Увеличение скорости 3g интернета при помощи внешней антенны

 
    26.10.2014

Прелюдия

    Я пользуюсь 3g интернетом уже продолжительное время, так как меня устраивает принцип "интернет там где я, а не я там, где интернет". В принципе в начале было неплохо, но в последние месяцы дома интернет стал очень плохим, регулярно переключался в режим 2g, а с современными "тяжёлыми" сайтами это совсем тоскливо. Причина как мне думается, в том, что вокруг понастроили многоэтажек, которые затрудняют связь с базовыми станциями ОпСоСов (операторов сотовой связи). Поэтому решено было обратиться к помощи узкоглазых братьев, благо предлагаемый ассортимент внешних антенн впечатляет. Сперва пользовался 3g модемом, но через пару лет он издох, поэтому сейчас в роли модема у меня выступает смартфон. Сразу же подчеркну 3g интернет НИКОГДА не сравнится с проводным, что DSL, что витой парой (типа оптика). То есть ни будет сравнимой скорости, ни пинга. То есть поиграть комфортно в онлайн игры не получится. Пинг в 3 секунды для 3g это нормально.

Виды разъёмов для внешней антенны

    В принципе, разъёмы для подключения внешней антенны на сотовых телефонах были всегда. Про айфоны не скажу :). В древние времена - начало 2000 были популярны crc9:
Потом появилась его уменьшенная версия ts-9:
 
Как правило на старых телефонах этот разъём был закрыт резиновой заглушкой.

    В современных телефонах и 3g модемах используется разъём ms-156:

Он как минимум скрыт под задней крышкой, а в некоторых смартфонах ещё и под задней крышкой закрыт резиновой заглушкой, у моего смартфона это отверстие было заклеено скотчем. На практике мне не попадалось ни одного современного модема\телефона у которого бы не было этого разъёма - ms-156. К примеру у 3g модема это разъём в правом нижнем углу, обратите внимание на размер внутренней антенны - пара см:
Таким образом, для подключения внешней антенны придётся сверлить корпус. Мне встречалось упоминание о данном разъёме, как о технологическом. При подключении pigtail`а внутренняя антенна отключаестя. Штекер, male, pigtail ms-156 выглядит так:
Бывает двух видов, длинный и короткий:
Центральный контакт - подпружиненный:
По опыту длинный pigtail практичнее. И вроде как крепче держится. Это кстати существенный момент - надёжная фиксация, то есть на некоторые разъёмы защёлкивается с большим усилием, с других соскакивает. Мне встречались в интернете рекомендации дорабатывать разъём напильником в прямом смысле этого слова. У меня не получилось, запорол штекер :(. Практичнее по моему слегка подогнуть часовой отвёрткой внешние контакты внутрь, после этого защёлкивается лучше. Кроме того, для надёжной фиксации необходимо, чтобы штекер был строго перпендикулярен разъёму, при небольшом отклонении сразу отстёгивается, так что дырку в корпусе модема\телефона надо сверлить очень точно.

Виды внешних 3g антенн из Китая

    Перво-наперво антенну следует выбирать по частоте, на которую она рассчитана. Есть экземпляры которые и 2g, и 3g и wi-fi, и даже 4g ловят сразу. Так не бывает. Антенна ловит хорошо в одном диапазоне, либо хреново на нескольких. Кроме того, видел фотографии 3g/4g модема, дак там даже 2 гнезда ms-156 на плате. Далее нас интересует 3g антенна, это диапазон 1.9 - 2.1 ГГц, смотрим, чтобы это было указано в описании. Очень много антенн для вай-фай. Они не подойдут, так как рассчитаны на частоту 2.4 ГГц. Следующим параметром является направленность антенны ненаправленную можно поставить куда угодно, направленная же даст гораздо более уверенную скорость интернета, но её надо будет направить на базовую станци и зафиксировать. Ненаправленную же можно установить хоть в автомобиль. Следующим фактором является разъём соединение антенны и модема. В ВЧ соединениях очень важна геометрия проводников, при неправильном соединении сигнал просто не пройдёт, поэтому используются специальные разъёмы. С разъёмом модема мы определились - ms-156. А вот антенн с таким разъёмом не бывает. Мне не встречалось во всяком случае. Так что тут два варианта либо перепаивать антенну с разъёмом crc9/ts9 , либо изготавливать переходник на ms-156. Я приобрёл в Китае две внешние 3g антенны:
Волновой канал, она же yagi, с разъёмом RP-SMA. Специально выбирал с наибольшим числом диполей, есть и покороче, но всяко не ожидал что она окажется длиной 60 см:
Вторая антенна - настольная с разъёмом ts9. Устроена вот так, мне не совсем понравилось качество пайки:
 
 
 
Стомость настольной антенны примерно 300 рублей, волновой канал - 800 рублей. Один комплект ms-156 pigtail`а 80 рублей, RP-SMA шнурок с ВЧ проводом - в районе 80 рублей. Первые грабли - два разъёма SMA, как бы одинаковые, но есть маленький нюанс :) :
 
RP-SMA - это где male со штырьком. Правильный папа так сказать :).

    По опыту скажу, лучше заказать всё готовенькое, пусть даже переходник и стоит 300 - 400 рублей. Для самостоятельного изготовления ВЧ переходников нужны специальные навыки и специальный инструмент.

Изготвление переходника RP-SMA на ms-156 своими руками

    Ещё раз повторюсь, лучше заказать готовенький переходник, для самостоятельного изготовления переходника требуется специальный инструмент и специальные навыки. Комплект для самостоятельной распайки pigtail`а ms-156, стоимостью 80 рублей (длинного и короткого, рекомендую длинный):
Содержит пигтейл, втулку, термоусадочную трубку и крышку. Кроме того каждый ВЧ разъём рассчитан под конкретный вид ВЧ кабеля. Конкретно это pigtail рассчитан на средний:
Снимаем внешнюю оплётку:
Распушаем экран - внешнюю оплётку:
зачищаем цетральную жилу:
Примеряем центральную жилу:
Аккуратно пропаиваем центральную жилу, важно при это чтобы припой не вышел за пределы канавки. Не забываем надеть втулку и термоусадку, чтобы не перепаивать. :)
Одеваем втулку:
Запрессовываем. Я перестарался и смял центральный контакт - так делать нельзя, но вроде работает. Дело в том, что нужна специальная обжимка в виде шестигранника, я же обжимал обычной обжимкой для контактов.
Далее напрессовываем крышку:
На десерт насаживаем термоусадку:

Тестирование и опыт эксплуатации

    Для ввода в эксплуатацию, пришлось поработать паяльником :). Для настольной антенны был куплен самый дешёвый переходник с ms-156 (в который раз рекомендую длинный!!!), второй разъём был откушен и провод припаян к плате. Для волнового канала был куплен самый дешёвый переходник с RP-SMA (сперва купил SMA, как пришёл пришлось заказывать правильный), от него был откушен второй разъём и припая пигтэйл ms-156. Результаты замера скорости: Встроенная антенна смартфона:
Настольная антенна:
Волновой канал
Настольная антенна переключилсь в 2g.
Комментарии. В режиме 2g всё медленно и очень печально, от внешней 3g антенны нет никакого толка. Внешняя антенна даёт десятикратный прирост исходящей скорости 3g траффика. Дело в том, что интернет подразумевает двунаправленную передачу данных. То есть миниатюрной двухсантиметровой встроенной антенне необходимо не только принять сигнал от базовой станции ОпСоса, но и достучаться до неё в ответ. Теперь по поводу того, что с волновым каналом скорость вдвое меньше, чем у настольной. На практике скорость 3g интернета не постоянная, об этом будет написано в следующем разделе, при последующи замерах скорость с настольной антенной также была низкой. Однако по опыту эксплуатации скажу, что с настольной модем иногда переходит в режим 2g, волновой канал же стабильно держит именно что 3g, скорость правда плавает, но пиково доходит до 300-400 килобайт\сек днём. Таким образом - я рекомендую приобрести 3g антенну типа волновой канал с разъёмом rp-sma и переходник rp-sma на ms-156. Правда придётся повозиться с поиском базовой станции, то есть антенну надо будет направить точно на базовую станцию и зафиксировать. Дырку в корпусе модема\телефона придётся делать в любом случае. Стоимость выйдет в районе 1000-1500 рублей.

Ложка дёгтя

    А теперь о грустном. Любая система связи подразумевает, что канал гораздо тоньше, чем количество конечных абонентов. То есть в случае с телефоном - если весь дом подключен к одной АТС, скажем в доме 100 телефонов, а в атс 20 линий. И если весь дом сразу захочет позвонить, то первые 20 человек дозвонятся, а у остальных 80 будут гудки - что линия перегружена. То же самое и с 3g интернетом - 3g модем позволяет скачивать на скорости до 7 мегабит. А к базовой станции может быть подведено скажем 100 мегабит. Таким образом при подключении до 14 человек - скорость у них будет максимальной при 28 подключениях уже будет до 3 мегабит и так далее. То есть каждый ОпСоС ограничивает пропускную способность, и при максимальном числе пользователей максимальной скорости уже не будет в любом случае. И антенна тут не при чём. То есть даже если в 5 метрах от базовой станции положить 100 3g устройств скорость у них будет никакой. Таким образом в названии статьи есть некоторое лукавство. Внешнюю антенну есть смысл использовать, только если мало "чёрточек" сигнала у модема, и/или если он регулярно переходит в режим 2g. Скорость же зависит больше от числа подключений в конкретный момент и от сознательности ОпСоС`а, толщины канала до базовой станции.

Фотогалерея