Интернет в путешествии

 

 

- Мобильный интернет -

 

Созданию этого устройства предшествовали два года экспериментов и испытаний. Суть заключается в приеме сигнала отдаленных базовых станций сотовой связи для получения интернета и голосовой связи. Разговор идет об удалении от БС в 20-30 км, может чуть больше, когда на обычных телефонах уже «Нет сети». Туристы народ изобретательный: кто подкидывает аппарат повыше в надежде что в апогее он «зацепит» слабый сигнал и вернётся на землю с одной-двумя «палками» на экране, кто наматывает провод на сам аппарат, а второй конец закидывает на дерево… все эти меры действенные и иногда помогают связаться с внешним миром. Более продвинутые берут в поход небольшие антенны, но сама антенна мало чем поможет без хорошего кабеля, да и гнездо для её подключения есть не у всех телефонов.

 

- Лабораторки с привязкой к местности -

 

На фото ниже места где получалось устанавливать соединение с базовыми станциями GSM и пользоваться интернетом. Во всех случаях использована антенна «Двойной квадрат». Простота изготовления в походных условиях повлияла на выбор этого типа антенн, хотя по параметрам она несколько проигрывает своим собратьям… например патч-антеннам. Модем не подключали, лишь приматывали к самой «бабочке» и поднимали повыше. Соединение с ноутом по USB.

Мыс Святой нос. С антенной 2G с Гремихи , скорость 50 кб/с на телефоне "Нет сети".

Мыс Святой нос. С антенной 2G с Гремихи , скорость 50 кб/с на телефоне «Нет сети».

Выгозеро. С антенной тупой 2G с Сегежи, принимали GRIB. На тел. ни одной "палки".

Выгозеро. С антенной тупой 2G с Сегежи, принимали GRIB. На тел. ни одной «палки».

На Русском кузове с антенной интернет 2G. Телефон - редкие SMS "Вам звонили"

На Русском кузове с антенной интернет 2G. Телефон — редкие SMS «Вам звонили»

 

- Антенна двойной квадрат -

 

Антенна направленная, посему зная своё местоположение и положение населённого пункта, сразу задавали нужное направление. В окне модемной проги появлялось «Сеть найдена», хотя на сотовых по прежнему «Нет сети». Неплохой сигнал в -60-70 db, все же не позволял получить сколько нибудь приличную скорость и всё ограничивалось 0,03-0,05 мб/с. Погодный файл GRIB «тянули» несколько минут, а сайты даже не открывались. Причина такой небольшой скорости при неплохом сигнале возможно заключалась в следующем: Сотовая связь, по сути обычная УКВ связь, со своими законами распространения. Принять сигнал БС мощностью в 20-30 ватт и с приличной высотой подвеса антенны не сложно, даже на расстояниях в 20-30 км, даже не подключая антенну к модему. Передать свой сигнал на те же 20-30 км. при помощи слабенького передатчика модема, без внешней антенны, и практически с уровня земли задача трудно выполнимая… а если добавить неведомую поляризацию и диаграмму направленности внутренней антенны самого модема – практически невозможная. Итого, после нескольких экспериментов, был сделан следующий вывод.

Баренцево море, уютная бухточка за мысом Взглавье. До Гремихи 36 км.

Баренцево море, уютная бухточка за мысом Взглавье. До Гремихи 36 км.

Беломорско-Балтийский канал, южная сторона о. Сиговец. До Сегежи 38 км.

Беломорско-Балтийский канал, южная сторона о. Сиговец. До Сегежи 38 км.

Белое море, восточная сторона острова Русский кузов. До Соловков 28 км.

Белое море, восточная сторона острова Русский кузов. До Соловков 28 км.

Антенна должна быть направленной, иметь хорошее усиление и быть подключенной к самому модему. Острая диаграмма направленности в большей степени важна для передачи сигнала от нашего модема так как разбрасываться единицами ватт передатчика на 360 градусов расточительно. Гораздо эффективнее всю его мощность направить непосредственно в сторону базовой станции. Так как распространение радиоволн на этих частотах происходит практически по прямой, для увеличения дальности связи антенна должна быть установлена как можно выше… на мачте, пригорке, скале и т.д.  Доставка полученного сигнала до модема должна производиться с минимальными потерями.

 

- Доставка полученного GSM сигнала -

 

Изготовить антенну и подключить её к модему задача не сложная и при наличии определённых навыков на час-полтора делов. Гораздо сложнее доставить сигнал с места хорошего приема до палаточного лагеря или автомобиля, не сидеть же с ноутом на дереве. Под местом хорошего приема подразумеваются естественные возвышенности: горы, ветки деревьев, мачты заброшенных сооружений и т.д. Как видно из фото ниже, основным критерием дальности связи является высота подвеса нашей антенны, поэтому расстояние «палатка-антенна» принимаем метров 30-40. И тут есть три варианта:

Для любителей утверждать что связываются переносными LPD на 10-20 км. с земли

Для любителей утверждать что связываются переносными LPD на 10-20 км. с земли

Тут уже хорошая дальность . Практически предельная для большинства БС.

Тут уже хорошая дальность . Практически предельная для большинства БС.

Антенна базовой станции 30 м. мы на уровне земли = 20 км. максимум

Антенна базовой станции 30 м. мы на уровне земли = 20 км. максимум

Вариант первый, традиционный: Модем воткнуть в ноутбук, антенну закинуть на дерево и соединить их ВЧ кабелем. Недостатки – приличные потери в коаксиальном кабеле при длине 20-30 метров. Тонкий кабель по причине большого затухания отпадает, а путешествовать с бухтой серьёзного коаксиала типа 10D-FB диаметром 13-15 мм. то же не выход. Из таблиц мы видим, что при длине коаксиального кабеля длинной 20 метров мы потеряем на частоте 3G (1800 мгц): на самом распространенном и дешёвом RG-58 почти 10 db, а при использовании упомянутого Radiolab 10D-FB всего 3,4 db.

Сравнительная таблица 50-ти омных коаксиальных кабелей

Сравнительная таблица 50-ти омных коаксиальных кабелей

Перевод значений децибел в отношение напряженя и мощности

Перевод значений децибел в отношение напряженя и мощности

Радиочастотный кабель Radiolab 10D-FB. Внешний диаметр 13 мм.

Радиочастотный кабель Radiolab 10D-FB. Внешний диаметр 13 мм.

Из другой таблицы видим, что 10 db это отношение напряжений в 3,16 и мощностей в 10 раз. Итого: сигнал БС принятый антенной, подвешенной где нибудь на дереве, ослабнет в 3,16 раза пока «добежит» до модема. Плохо, но не смертельно. Базовая станция «лупит» 20-30 ватт и по любому мы её «увидим» за 20-30 км. Гораздо хуже с «…и мощностей в 10 раз». Сигнал передатчика модема в 1-2 ватт ослабнет в 10 раз пока «доберётся» до антенны на дереве и увидит ли его БС – большой вопрос. С Radiolab 10D-FB все гораздо лучше, но мысль о бухте толстого кабеля в походе как то не радует.
Вариант второй. Полностью избавиться от ВЧ кабеля, антенну вместе с модемом «кидать на дерево» и соединять все это с компом по USB, исключив тем самым потери по высокой частоте. И тут не просто: при длине USB кабеля 3 метра все работает, с кабелем 5-7 метров скорость падает а с 10-и метровым ноут уже не видит модем. Причина опять в кабеле, теперь в USB. Хороший модем и кушает хорошо, посему при сечении жил 0,3 мм/кв и 20 метрах длинны, питание модема падает ниже 4 вольт. Решением будет изготовление кабеля с хорошим сечением питающих жил и двух коаксиалов, либо витой парой, в сигнальных цепях. Короче опять приличная бухта «в рюкзаке»)))
Вариант третий, самый разумный. В корпус, где находятся антенны и модем, добавить беспроводной маршрутизатор, проще говоря роутер и иметь мобильную точку Wi-Fi способную принимать сигнал отдалённых станций и транслировать его до палаточного лагеря. В походе раземщать на мачте или ветке, отнести на ближайшую скалу или возвышенность и пользоваться интернетом в радиусе 20-30 метров безо всяких проводов. Устройство закрепить на обычном фото штативе, иметь возможность поворачивать антенны во всех направлениях и устанавливать на любые неровности.

 

Продолжение следует.

 

 

- Точка доступа Wi-Fi -

 

Решено идти по третьему варианту: собрать в едином корпусе антенны, модем и роутер Wi-Fi, там же разместить аккумулятор и предусмотреть внешнее питание 12 вольт.

Приемное устройство изготовлено в большинстве своём из имеющегося, куплен лишь роутер и подходящий корпус. Модемы использованы — 3G Е173 и 4G Huawei E3272, роутер TL-MR3020. Для модема Е173 изготовлена антенна со стороной квадрата 35 мм и отступом рефлектора мм. Модем E3272 снабжен двумя антеннами с разной поляризацией на частоту 2500 мгц. и расстоянием до рефлектора 18 мм. 4G модем наотрез отказался работать с роутером, поэтому подключается по USB кабелю. Последним пользуемся в условиях крупных городов для получения хорошей скорости и для настройки по азимуту самого устройства.

Три самодельные антенны, плюс антеннка Wi-Fi в самом роутере

Три самодельные антенны, плюс антеннка Wi-Fi в самом роутере

На задней крышке две антенны на 2500 мгц. и модем Е3272

На задней крышке две антенны на 2500 мгц. и модем Е3272

Обе антенны одинаковые со стороной квадрата 37 мм.

Обе антенны одинаковые со стороной квадрата 37 мм.

Расстояние до рефлектора 18 мм

Расстояние до рефлектора 18 мм

Подключение антенны к модему Е173

Подключение антенны к модему Е173

Антенна Wi-FI роутера TL-MR3020

Антенна Wi-FI роутера TL-MR3020

Два сальника для LAN и USB кабелей

Два сальника для LAN и USB кабелей

Ток потребления от 12 в. 200-250 ма.

Ток потребления от 12 в. 200-250 ма.

На штативе.

На штативе.

Переходник 1/4" на 3/8" для невелиров

Переходник 1/4″ на 3/8″ для невелиров

Изготовлен ПВХ чехол

Изготовлен ПВХ чехол

Крепление на Патриоте

Крепление на Патриоте

 

- Испытания в полевых условиях -

 

IMG_5136

.

IMG_5134

.

IMG_5119

.

1020

.

.

.

Пробуем J-антенну для приема погоды

Пробуем J-антенну для приема погоды

IMG_5116

.

IMG_5105

.

IMG_5101

.

21

.

20

.

Сигналы станций GSM без антенны

Сигналы станций GSM без антенны

Сигналы станций GSM с штыревой антенной

Сигналы станций GSM с штыревой антенной

Сигналы станций GSM с штыревой антенной

Сигналы станций GSM с штыревой антенной

IMG_91371

1

IMG_8750

2

3

3

2

9

1

4

IMG_9142

6

IMG_9374

7

IMG_6679

ф

IMG_0175

фф

IMG_0163

ффф

 
Мобильный интернет Спутниковый интернет