GSM частоты и стандарты сотовой связи в России: подробный гид по 2G, 3G и 4G

Перед покупкой усилителя связи нужно понимать, на каких частотах телефон общается с базовой станцией. Частоты GSM стандарта – это всего несколько вариантов из множества диапазонов, доступных в современных сетях. Например, для обеспечения высокоскоростного интернета не обойтись без LTE, а сети третьего поколения (3G) помогают оставаться онлайн там, где 4G еще не реализованы. На каждой частоте поддерживаются только определенные стандарты связи. Если выбрать оборудование без замера, можно усилить не тот диапазон и не решить проблему в доме, офисе, магазине или на даче.

Таблица соответствий частотных диапазонов:

Главное отличие 4G от стандартов сетей 2G, 3G – принципиально иная логика совершения звонков. Технология VoLTE (Voice over LTE) позволяет передавать голосовые данные непосредственно через сети LTE, что сохраняет доступность мобильного интернета при звонке, повышает качество голоса благодаря цифровой обработке, а также имеет более быстрое соединение.

Что такое частотный диапазон GSM UMTS LTE простыми словами

Частотный диапазон — это участок радиоспектра, на котором телефон принимает данные от базовой станции и отправляет ответ обратно. Для удобства, в профессиональной среде каждый диапазон называют бэндами (band).

Например, частотный диапазон 900 МГц – это band 8, работающий по принципу частотного разделения каналов передачи (FDD). Он принимает сигнал от базовой станции (канал DL) в диапазоне 880–915 МГц и передает на базовую станцию (канал UL) в диапазоне 925–960 МГц. Именно с него начались GSM сети, и именно он наиболее распространен в России.

Для пользователя смысл простой: телефон «общается» с базовой станцией именно на тех полосах частот, которые использует оператор. При выборе оборудования усиления связи, частотный диапазон – одна из ключевых характеристик.

GSM, 2G, GPRS и EDGE: базовая терминология

GSM (Global System for Mobile Communications) — первый стандарт связи второго поколения. Он до сих пор используется для голосовой связи и SMS, особенно за городом, где современные мобильные сети не всегда устойчивы. GPRS и EDGE — усовершенствованные технологии передачи данных в сетях 2G. Несмотря на это, максимальная скорость самого быстрого стандарта EDGE (2,75G) – всего 384 Кбит/с.

Для сегодняшнего интернета они слишком медленные, но помогают понять, почему один и тот же телефон может показывать сеть, принимать звонки, но очень медленно загружать страницы.

Стандарт 3G стал самым значимым в эволюции сотовых сетей, совершив настоящий прорыв в скорости и кодировании сигнала в свое время. Он встречается до сих пор, поддерживает голос и мобильный интернет, но используется намного меньше, чем раньше, все чаще подвергаясь рефармингу

В России LTE и LTE-A (advanced - расширенный) являются наиболее популярными стандартами. Они отвечают за быстрый доступ в сеть, видеосвязь, мессенджеры, онлайн-кассы и работу оборудования через SIM-карту. LTE-A – является логичным продолжением сетей и считается сетью 4,5G, позволяя загружать данные одновременно несколькими потоками – агрегируя каналы. Подробнее как это работает рассказано в нашей статье статье Технологии MIMO. Что и зачем нужно?

Частотные диапазоны сотовой связи в России

Распределение частот операторов (МТС, МегаФон, Билайн, Т2) в диапазонах 900 МГц и 1800 МГц в России зависит от региона. Это связано с историей распределения радиочастотного спектра. Именно в этих частотах зарождалась сотовая связь в России, и частотное распределение в каждом регионе закрепилось за определенными частотами. С расширением технологий и выделением дополнительных диапазонов 800, 2100, 2300 и 2600 МГц, распределение операторов в полосах стало унифицированным для каждого региона.

Низкие и высокие частоты: дальность, стены и скорость передачи

Не стоит забывать, что частота – это физический параметр. На него действуют все те же законы, что и на любую другую волну: она затухает, отражается, может огибать препятствия (дифракция) и даже взаимодействовать с волнами от соседней базовой станции (интерференция). При этом влияние этих эффектов напрямую связано со значением. Например, чем выше частота, тем на меньшее расстояние она передается.

Низкие частоты, в данном случае 800 и 900 МГц чаще используют за городом. Это позволяет обеспечить большое количество абонентов в малонаселенных, по сравнению с городом, местах.

Не стоит забывать, что частота – это физически параметр. На него действуют все те же законы, что и на любую другую волну: она затухает, отражается, может огибать препятствия (дифракция) и даже взаимодействовать с волнами от соседней базовой станции (интерференция). При этом, влияние этих эффектов напрямую связано со значением. Например, чем выше частота, тем на меньшее расстояние она передается.

Низкие частоты, в этом случае, 800 и 900 МГц чаще используют за городом. Это позволяет обеспечить большое количество абонентов в малонаселенных, по сравнению с городом, местах.

Высокие частоты 2100, 2600 МГц – хуже проходят через стены, бетон и металлизированные окна, но помогают повысить ёмкость сети и скорость передачи данных.

По этой причине нельзя говорить, что один диапазон всегда лучше другого. Для звонков на даче актуальны одни частоты, а для интернета в центре города – другие.

Что такое рефарминг частот

Рефарминг частот — это перераспределение уже имеющегося радиочастотного спектра оператором. Например, диапазон 900 МГц, который раньше использовался преимущественно для GSM (2G), сейчас достаточно часто поддерживает и скоростные LTE (4G) сети. Это возможно благодаря модернизации оборудования базовых станций и перераспределению частотных ресурсов. Это позволяет повысить скорость передачи данных, увеличить емкость сети и эффективнее использовать ограниченный радиочастотный ресурс, при этом постепенно сокращая долю устаревших технологий.

Как определить частоту сотовой сети у разных операторов

Не выбирайте оборудование для усиления сотовой связи по общей таблице или карте покрытия. Один и тот же оператор может использовать разные полосы в соседних районах, а внутри здания телефон может переключаться между стандартами. Правильный путь — сделать замер сигнала сотовой связи и оценить числовые значения. Для Android можно использовать приложение «ДалСВЯЗЬ: замер сигнала». Оно помогает оценить параметры приёма и отправить данные для подбора оборудования для усиления. На iPhone используйте инженерное меню для замера параметров. Помимо подбора оборудования для усиления связи, замер сигнала проводят и в других случаях:

• Перед покупкой или арендой недвижимости — чтобы заранее оценить качество голосовой связи и мобильного интернета.
• После строительства или ремонта — если железобетонные конструкции, утеплители с фольгой, металлизированные стеклопакеты или кровля ухудшили прием сигнала.
• При выборе оператора — для сравнения покрытия и качества связи разных операторов на конкретном объекте.
• После установки репитера — чтобы проверить эффективность системы и убедиться, что усиление соответствует расчетным значениям.
• Для оценки покрытия на больших территориях — в бизнес-центрах, торговых комплексах, складах, паркингах, гостиницах, производственных предприятиях и логистических объектах.

Как частота влияет на выбор усилителя связи

Усилитель должен поддерживать именно те полосы, на которых работает нужная сеть. Если голос идёт через 900 МГц, а куплен комплект только для 1800/2100 МГц, проблема со звонками может остаться. Если интернет приходит через 2600 МГц, а оборудование эту полосу не поддерживает – стабильного LTE тоже может не быть.

Поэтому определить частоту сотовой связи нужно до покупки. Для одного помещения может быть достаточно самого простого комплекта на 20 дБм. Чем больше площадь – тем более мощная система потребуется.

Всегда делайте замер сигнала перед покупкой репитера или комплекта усиления связи!

Почему нельзя выбирать репитер без замера

Репитер не создаёт связь сам – он усиливает донорный сигнал, принимаемый с улицы. Если снаружи нет стабильного радиосигнала, нужно искать другую точку установки, поднимать антенну выше или рассматривать иной вариант (например, использовать решение на оптоволоконных линиях).

Также нельзя ориентироваться только на площадь в карточке товара: на результат влияют материалы стен, длина кабеля, рассчитанное количество внутренних антенн и уровень мощности входного сигнала.

Вывод

Частоты помогают понять, какую связь возможно усилить и какое оборудование возможно подобрать. Важны не общие таблицы, а фактический замер на объекте. Сначала определите рабочие полосы и место для внешней антенны, затем выбирайте комплект усиления.