Мачта или антенна сотовой связи

Виды антенно-мачтовых и башенных сооружений для сотовой связи

Покрытие сети сотовой связи состоит из ячеек, так называемых сот. В зависимости от плотности застройки соты могут сильно различаться в размере от нескольких десятков метров до 35 км (возможны и более широкие соты). Сигнал в область действия каждой из сот излучается с помощью специальных антенн базовой станции (БС). Они называются секторными или панельными. В более редких случаях используются всенаправленные антенны, которые имеют круговую диаграмму направленности и излучают сигнал во все стороны от БС. Наиболее привычным способом размещения секторных антенн сотовой связи является специально построенная башня или мачта связи. В настоящее время существует десятки, и даже сотни различных конструкций. Они различаются по высоте, форме, типу и многим другим показателям. Выбор той или иной конструкции определяется многими факторами, задаваемыми, как правило, еще на этапе проектирования. Они обусловлены требованиями по широте покрытия, конфигурации базовой станции, типу транспорта до контроллера и другими составляющими:

1. Высота подвеса секторных антенн – это основное условие определяющее высоту конструкции.

2. Весовая нагрузочная способность, которая зависит от веса всего оборудования, размещаемого на конструкции: секторные антенны, фидеры, МШУ (малошумящий усилитель), антенны РРЛ (радио релейные линии) и др.

3. Ветровая нагрузка – определяется районом, где размещается сооружение, а также типом и количеством устанавливаемого оборудования. Если планируется размещать множество антенн РРЛ, то выбирают сооружения с повышенной устойчивостью к фронтальным нагрузкам.

4. Занимаемая площадь – этот фактор также может стать существенным, если БС размещается на территории с высокой стоимостью или есть другие ограничения по площади основания сооружения.

5. Прочие факторы: экологичность, энергетическая эффективность, удобство обслуживания и т.п. также учитываются при выборе сооружения.

Как отмечалось ранее все высотные сооружения для размещения оборудования можно разделить на две большие группы: башни и мачты. Башни, как правило, предоставляют максимальную нагрузочную способность и обладают максимальной ветровой устойчивостью. Мачты, в свою очередь, обычно более быстро возводимы и требуют меньших вложений. Причем высота обоих типов сооружений может достигать 100 метров и более, чего вполне достаточно для нужд сотовой связи.

Башня для сотовой связи – это четырех или трехгранное высотное сооружение, стороны которой сходятся от основания к вершине. Между гранями обычно достаточно места для размещения лестницы и площадок, с которых может осуществляться монтаж и обслуживание оборудования. Наиболее типичной высотой для башни связи является 70 метров. Также бывают усеченные варианты 50, 40 и 30 метров. Существует множество способов монтажа башен связи. Башня устанавливается на фундамент или на, так называемый, «пригруз» — большие бетонные блоки, служащие опорами и придающие башне устойчивость. Монтаж элементов конструкции может осуществляться посекционно с помощью кранов или вертолета, а также целиком на земле в лежачем положении, после чего ее приводят в вертикальное положение.

Мачта представляет собой четырех или трехгранное сооружение, грани которого идут параллельно от земли к вершине. Устойчивость сооружению придают специальные тросы, расходящиеся от мачты в четырех или трех направлениях (по числу граней) и закрепляемых на земле с помощью бетонных блоков или фундамента. Мачта опирается своим основанием на бетонный блок или залитый фундамент. Между гранями мачты места хватает лишь только на лестницу, и в ней нет площадок для обслуживания. Монтаж мачты, обычно, осуществляется на земле, в лежачем положении. После монтажа основной конструкции мачта поднимается в вертикальное положение и закрепляется одним или двумя ярусами растяжек. Высота мачты может достигать 100 метров и более, но для сотовой связи обычно выбирают высоту 70-90 метров.

Также, в последнее время, для размещения антенн сотовой связи активно применяются бетонные столбы высотой до 30 метров. Главные их преимущества заключается в низкой стоимости и быстроте постройки. Однако они не обладают такой же нагрузочной способностью, как и обычные башни сотовой связи. Обычно они несут вес 2-3 секторных антенн и 1 небольшую (до 1 м. в диаметре) антенну РРЛ. Такие столбы часто применяют в пригородной и сельской местности для закрытия теневых зон.

Выше описаны основные типы башенно/мачтовых сооружений, но в некоторых случая применяются конструкции смешанного типа. Например, основание сооружения может иметь признаки башни, а верхняя часть выглядеть как мачта. Также небольшие мачты, высотой до 30 метров, не редко устанавливают на зданиях для увеличения зоны покрытия и устранения теневых зон, создаваемых соседними строениями.

Не смотря на то, что сети сотовой связи уже эксплуатируются около 30 лет, до сих пор еще не найдено универсальной конструкции. В каждом конкретном случае выбор сооружения зависит от множества факторов, определяемых не только требованиями оператора, но и целым рядом внешних обстоятельств. Поэтому разработка новых видов башенно/мачтовых сооружений не только не остановлена, но и будет продолжаться в будущем.

При использовании материалов ссылка на сайт обязательна

Источник

Вышки сотовой связи

Секторные антенны, передающие сигнал сотовой связи, размещаются на специальных конструкциях – башнях или мачтах.

На сегодняшний день используют десятки разноплановых сооружений. Все они имеют различие по показателям высоты, формы, типа и т.д.

Выбор конструкции вышек сотовой связи

На выбор необходимой конструкции вышки сотовой связи влияют факторы, которые определяются еще на этапе проектирования.

Обусловлены они выдвигаемыми требованиями по масштабности зоны покрытия, конфигурациям базовой станции и другими составляющими, среди них:

1. Определение высоты, на которой будут размещены секторные антенны.
2. Масса всего оборудования, что планируется размещать на сооружении:
   • секторные антенны;
   • малошумящий усилитель;
   • фидеры;
   • антенны радиорелейных линий (РРЛ) и т.д.

3. Ветровая нагрузка. При условии размещения большого количества антенн РРЛ выбор падает на конструкции с максимальной устойчивостью к внешним нагрузкам.
4. Площадь, которую займет сооружение.
5. Экологичность.
6. Удобство обслуживания и монтажа.
7. Энергетическая эффективность и т.д.

Установка конструкционных элементов осуществляется посекционно при помощи кранов или на земле в горизонтальном положении, после чего ее поднимают.

Классификация вышек сотовой связи

Классификация в соответствии с размерами и методами установки вышки сотовой связи выглядит следующим образом:

1. Антенно-мачтовые малые металлоконструкции, имеющие высоту от 5 м. Монтаж таких сооружений осуществляется на крышах.
2. Мачтовые наземные металлоконструкции высотой 10-100 м, которые устанавливают на возвышенных зонах.
3. Башенные наземные металлоконструкции выше 100 м. монтируются как на равнине, так и на возвышенности.

Для установки антенн также часто стали применять бетонные столбы до 30 м. Их преимуществами являются низкая стоимость и быстрая постройка. Но их нагрузочная способность гораздо ниже, нежели у обычной вышки сотовой связи.

Обычно на них размещены 2-3 секторные антенны и 1 небольшая антенна РРЛ. Их часто устанавливают в пригородной зоне или сельской местности для устранения теневых участков, влияющих на передачу сигнала.

В некоторых ситуациях монтируются вышки сотовой связи смешанного типа. К примеру, основа сооружения имеет характерные признаки башни, а верх выглядит как мачтовая конструкция. Кроме того, сооружения до 30 метров часто монтируют на крыше зданий с целью расширения зоны покрытия и решения проблем с теневыми участками, которые создают соседние строения.

Несмотря на почти тридцатилетний возраст эксплуатации мобильной телефонизации, все еще не найдена универсальная конструкция вышки сотовой связи.

Каждый конкретный случай требует дополнительного выбора типа сооружения, который зависит от множества аспектов, определяемых требованиями сетевого оператора и целым комплексом внешних факторов. Поэтому до сих пор продолжаются разработки новых типов башенных и мачтовых конструкций, направленных на улучшение качества передаваемого сигнала.

Базовые вышки мобильной связи по типам радиосвязи

Передачу голосовых, текстовых и других сообщений между передвигающимися абонентами обеспечивает мобильная связь. Сигналы передаются на разных частотах, обмен данными происходит через специальные базовые станции, которые располагаются на земле или на крышах строений.

Обеспечить коммуникацию можно только в том случае, если между ретрансляторами не будет препятствий, именно по этой причине вышки мобильной связи устанавливаются на открытых местностях, незастроенных домами и другими сооружениями. Радиосигнал передается от станций к абонентам беспроводными маршрутизаторами, что и дает возможность связаться с любым человеком на расстоянии.

Базовые станции передачи сигнала используются в таких типах радиосвязи:

• Профессиональная;
• Любительская;
• Беспроводная телефония;
• Спутниковая.

Рассмотрим все эти типы связи более подробно, чтобы понять, как именно устроены в них базовые станции и какие функции они выполняют для обеспечения коммуникации.

Базовые вышки для профессиональной радиосвязи

Эта система радиосвязи работает централизовано, в ней вышка выполняет функции диспетчерского центра и передает сигнал абонентам, у которых установлены переносные или перевозимые базы. Базовые станции могут быть одноканальными и многоканальными, в случае если радиосвязь передается по нескольким каналам, они могут функционировать одновременно независимо друг от друга.

Наиболее ярким примером являются службы такси, где диспетчеры выбирают канал, который присваивается каждому автомобилю отдельно, и могут в одно и то же время общаться с несколькими водителями. Управлять базовыми станциями можно стационарно и удаленно.

При местном управлении используется специальное оборудование, установленное непосредственно на станции. Удаленный доступ осуществляется посредством передачи сигналов с диспетчерского пульта, для этого используется специальный выделенный канал или канал радиосвязи, отдельный от каналов, обеспечивающих коммуникацию с движущимися объектами.

Базовые станции для любительской радиосвязи

В любительской радиосвязи коммуникация между движущимися объектами обеспечивается посредством базовых станций и ретрансляторов, расположенных в определенном удалении друг от друга. Такой вид связи используют определенные группы людей для общения, также он широко применяется в мире для вызова экстренных служб.

Беспроводная телефония

Коммуникация между абонентами в этой системе обеспечивается посредством передачи сигнала от базовой станции к беспроводным телефонным аппаратам. Особенность этой системы заключается в том, что она коммутируемая, это значит, что, как только один из участников разговора набирает номер, между абонентами устанавливается канал связи, а как только кто-то из них положит трубку, этот канал сразу же разрывается.

Мобильные операторы используют для передачи сигналов оборудование, которое обеспечивает беспроводную коммуникацию, а в случае с обычными радиотелефонами базовые станции подключаются к телефонным проводным сетям напрямую.

Сотовая связь

В случае с обеспечением коммуникации между движущимися абонентами сот вышки мобильной связи являются целым комплексом, состоящим из аппаратуры, которая принимает, передает и ретранслирует сигнал. Поскольку станции оснащены несколькими передатчиками, которые могут одновременно обеспечивать связь между несколькими абонентами, линия всегда доступна. Все вышки, которые расположены на небольшом отдалении друг от друга, составляют соту.

Мифы о вреде вышек мобильной связи

С развитием мобильной связи и увеличением ретранслирующих и базовых станций население начало переживать о своем здоровье и негативном влиянии радиоволн на организм. В телепередачах нас пугают страшными последствиями от употребления в пищу продуктов из микроволновки, от использования мобильного телефона и других бытовых предметов.

С вышками то же самое, некоторые «эксперты» утверждают, что они чуть ли не смертельно опасны для человека. Однако это не что иное, как очередной миф, развенчать который очень просто.

Во-первых, радиоволны излучает не вся конструкция, а только антенны, расположенные на ней. Во-вторых, радиоволна подобна тонкому лучу фонарика, она не рассеивается, а имеет направленную траекторию. В-третьих, вышки специально расположены выше, чем жилые дома и другие сооружения, чтобы сигнал мог беспрепятственно передаваться между ретрансляторами и абонентами, следовательно, люди находятся вне зоны досягаемости радиоволн.

Узнать о новых открытиях в сфере мобильной связи на выставке

Специализированная выставка «Связь», которая состоится в ЦВК «Экспоцентр», будет посвящена современным коммуникациям.

В ходе мероприятия гости узнают, какие вышки мобильной сотовой связи сейчас строятся в стране, какое оборудование используется для обеспечения передачи сигнала и какие новшества в этой сфере появились за последнее время.

Источник

Советы по выбору усилителя сигнала сотовой связи 2G/3G/4G/5G

Статья о вариантах усиления сигнала сотовой связи на различных объектах: дача, офис, склад. так же краткий обзор популярных предложений на рынке.

Существует два основных варианта усиления сотовой связи:

1. С помощью антенны, модема и роутера.
2. С помощью активного усилителя (репитера).

Первый вариант для усиления интернета 3G/4G/5G, не усиливает голосовую связь в обычном для нас формате (но можно пользоваться звонками через мессенджеры: WhatsApp, Viber, Skype, Telegram).

Второй вариант универсальный – усиливает интернет и голосовую связь, но имеет ряд ограничений (о ограничениях ниже).

Усиление 3G/4G-интернета с помощью антенны, модема и Wi-Fi-роутера

Система состоит из двух узлов: антенна на улице и модем + Wi-Fi-роутер внутри помещения.

Внешняя антенна для 3G/4G модема/роутера

4G-модем, подключенный переходниками к уличной антенне и вставленный в Wi-Fi-роутер

Как это работает? Антенна направлена в сторону предполагаемой базовой станции сотового оператора. Дальше сигнал попадает на 4G-модем с роутером, который раздает интернет путем распространения Wi-Fi сигнала. Вариант популярен среди частных мастеров по установке дачного интернета. Дешево и работает!

Wi-Fi-роутер со встроенным 3G/4G-модемом

Если брать модем и роутер отдельно, то кабель, идущий от уличной антенны, попадает на модем через переходники с тонким кабелем и очень маленькие СВЧ-разъемы TS-9 или CRC-9. Во-первых, это достаточно ощутимые потери уровня и качества сигнала, во-вторых, механически не надежно. Например, протирая пыль, вы легко можете повредить разъем на модеме, и, как следствие, придется покупать новое устройство.

Решается это просто – достаточно изначально купить роутер с уже встроенным 4G-модемом. Например, на нашем рынке продается несколько моделей роутеров компании Huawei. Без рекламы: работают отлично и разъем у них надежней – SMA.

Huawei-роутер со встроенным 4G-модемом

Почему частные мастера предлагают модем и роутер по отдельности? Ответ простой: ценовая маржа больше.

Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна

MIMO-антенна для интернета 3G/4G

MIMO-антенна – устройство, имеющее два параллельных коаксиальных кабеля, идущих до модема/роутера. Из практики это означает, что прирост скорости интернета на прием будет от 0 до 20%, а на отдачу – 50-100%. Нужно тем, кто пользуется видеосвязью или удаленным видеонаблюдением, т.е. активно использует исходящий канал интернета. В других случаях практической пользы нет.

Параболическая антенна и антенны с высоким коэффициентом усиления

Параболическая антенна имеет высокий коэффициент усиления – обычно от 25 дБ и более. Многие потребители при выборе антенны смотрят именно на этот параметр. Однако это ошибочно, объясню почему…

Параболическая 4G-антенна с высоким КУ

Во-первых, антенна с таким высоким КУ имеет крайне узкую диаграмму направленности, и отклонение направления на 1-2 градуса уже уменьшает КУ до значений 0-3 дБ! То есть о самостоятельной установке на крыше и тем более на мачте речь уже не идет.

Диаграмма антенны с КУ=16 дБ:

Диаграмма направленности панельной антенны с КУ=16 дБ

Видно, что при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.

Диаграмма антенны с КУ=27 дБ:

Диаграмма направленности параболической антенны

Видно, что при отклонении в 2-3 градуса КУ равен практически нулю.

Во-вторых, антенны с узкой диаграммой направленности (т.е. с высоким КУ) плохо ловят отраженный и рассеянный сигнал, что ощутимо уменьшает такой параметр, как качество сигнала (отношение сигнал/шум). Например, лес достаточно сильно рассеивает сигнал.

Распространение сотового сигнала в пространстве

В роутерах и модемах качество сигнала обозначается как RSRQ и SINR. А интернет в первую очередь зависит именно от качества сигнала, а не от его мощности (RSRP или RSSI).

Источник