MIMO-антенна для роутера 4G/5G: 2×2 или 4×4, как подключить и проверить

Зачем роутеру MIMO-антенна

Роутер 4G или 5G с двумя или четырьмя антенными входами умеет принимать несколько потоков данных одновременно на одной и той же частоте — это и есть MIMO (Multiple Input, Multiple Output). Встроенные антенны роутера маленькие и стоят рядом в одном корпусе, поэтому за городом второй поток они часто не держат. Внешняя MIMO-антенна решает две задачи сразу: выносит приём туда, где сигнал сильнее, и даёт роутеру два разных сигнала — по одному на каждый вход.

Разные — ключевое слово. MIMO работает, только если сигналы на входах роутера различаются: по поляризации, по точке приёма или по диаграмме. Если два входа видят одно и то же, роутер переходит на один поток, и разница с обычной антенной исчезает. Поэтому MIMO-антенна для роутера — это два независимых излучателя в одном корпусе и два кабеля, а не одна антенна с разветвителем.

2×2 и 4×4: какой выбрать

Обозначение «2×2» значит: два передающих порта у базовой станции и два приёмника у роутера, «4×4» — четыре и четыре. Для роутера выбор упирается в три вещи: сколько у него антенных входов, сколько потоков передаёт сота и какое качество сигнала в точке установки.

Для дальнего загородного приёма на 800–900 МГц разумный выбор — 2×2: сота на этих частотах обычно передаёт два потока, а SINR редко бывает высоким. 4×4 стоит брать для роутера 5G и для пригорода с хорошим сигналом на 1800–2600 МГц — там второй пары потоков хватает, чтобы скорость выросла заметно.

Сколько даёт второй поток

Предел скорости канала по Шеннону — C = B · log2(1 + SINR). Если мощность соты делится на два потока, каждый получает половину, но потоков два. Для полосы 20 МГц:

Чем лучше сигнал, тем больше выигрыш: при 5 дБ второй поток добавляет около четверти скорости, при 20–25 дБ — почти вдвое. Отсюда практическое правило: сначала поднять SINR (место установки, направленная антенна, наведение), потом рассчитывать на MIMO.

Как MIMO-антенна разделяет сигналы

Направленные MIMO-панели почти всегда двухполяризационные: внутри два излучателя, повёрнутые на ±45° или вертикально и горизонтально. Антенны базовых станций тоже передают в двух поляризациях, поэтому даже при прямой видимости, когда отражений мало, два потока приходят на разные выходы антенны. Развязка между портами показывает, насколько излучатели независимы: у KADAMM O-ATP9-1710/2700M она больше 25 дБ.

Всенаправленная MIMO-антенна в цилиндрическом корпусе разделяет сигналы разносом излучателей и разной формой диаграмм. В городе этого достаточно: отражения от домов делают пути распространения разными сами по себе. У KADAMM AOU-617/2690-4-2P два порта, вертикальная поляризация и круговая диаграмма — её не нужно наводить.

MIMO из двух антенн

Две одинаковые антенны тоже дают MIMO, если их развести. Минимум — половина длины волны нижнего диапазона, лучше — несколько длин волн:

Две направленные антенны одной поляризации в открытом поле дают почти одинаковый сигнал даже при разносе; одну из них поворачивают на 90° вокруг оси, чтобы пара стала поляризационной.

Всенаправленная или направленная

Всенаправленная подходит, когда соты стоят в разных сторонах или неизвестно, где именно: город, пригород, транспорт на стоянке. Направленная — когда сота одна и известна: дача, коттедж, объект за городом. Для 5G на 3,5 ГГц нужны антенны, у которых полоса 3300–3800 МГц есть в характеристиках, — например, KADAMM O-ATP8-1710/3800M или широкополосная KADAMM AOU-617/7125-6-2.

Подключение: два кабеля, одна длина

• Первый кабель — к входу MAIN (ANT1): через него роутер ищет соту. Второй — к AUX (ANT2).
• Оба кабеля одного типа и одной длины. Разница длин даёт перекос уровней на входах: на 2 ГГц тонкий кабель теряет около 0,5 дБ на метр, и 5 м разницы — это уже 2–3 дБ.
• Переходники (TS-9, CRC-9, RP-SMA) — одинаковые на обоих кабелях.
• Если в настройках роутера есть выбор «внутренние / внешние антенны», включите внешние.
• Длинные кабели — враг MIMO и скорости: при трассе больше 10 м роутер лучше поднять к антенне в уличном боксе.

Как убедиться, что MIMO работает

Индикатор ранга есть в расширенной статистике многих роутеров. Если его нет, помогает простой тест: замер скорости с двумя кабелями, затем без кабеля на AUX в то же время. Почти одинаковые результаты — признак того, что второй поток не использовался.

Где ставить MIMO-антенну

Правила те же, что для любой антенны роутера, но ошибки обходятся дороже: MIMO первым теряет второй поток. Антенну поднимают выше конька крыши и крон деревьев, чтобы между ней и сотой не было препятствий. Металлическая кровля позади направленной панели не мешает, а впереди — закрывает сигнал. Рядом не должно быть других антенн, особенно передающих, и металлических конструкций в ближней зоне излучателей.

Направленную MIMO-панель крепят жёстко: ветер, поворачивающий её на несколько градусов, меняет не только уровень, но и баланс поляризаций, а значит — ранг. Всенаправленную ставят вертикально, на конце кронштейна, а не вплотную к мачте: мачта рядом с цилиндрическим радомом искажает круговую диаграмму и делает ветви неравными.

Роутер ближе к антенне

Если кабель выходит длиннее 10 м, выгоднее поднять к антенне сам роутер — в уличном боксе или всепогодном исполнении — и вести в дом витую пару с питанием. Тогда оба кабеля MIMO укладываются в полметра-метр, перекос ветвей пропадает, а направленная панель отрабатывает всё своё усиление.

MIMO в роутерах 5G

Роутеры 5G обычно имеют четыре антенных входа: в режиме NSA часть приёмников работает в LTE, часть — в 5G NR. Сота 5G на 3,5 ГГц передаёт четыре потока и больше, поэтому для 5G-роутера 4×4 — норма, а не излишество. На этой частоте выше и потери в кабеле, и требования к одинаковости ветвей, поэтому четыре кабеля делают короткими и одинаковыми, а роутер чаще выносят к антенне.

Перед выбором антенны для 5G проверьте в интерфейсе роутера номер диапазона NR (n78, n41, n28 и др.) и убедитесь, что он входит в полосу антенны. Антенна 698–2700 МГц для n78 не годится, сколько бы портов у неё ни было.

Что уточнить перед покупкой

• Модель роутера, число антенных входов и тип разъёмов.
• Поддерживает ли роутер 4×4 и на каких диапазонах.
• Диапазоны вашей соты — LTE и 5G — по статистике роутера.
• Видна ли сота с места установки и как далеко она.
• Сколько метров кабеля получится и можно ли поднять роутер к антенне.

Частые ошибки

• MIMO-антенна подключена одним кабелем, второй вход — на встроенную антенну внутри дома.
• Кабели разной длины или разных марок.
• Две антенны одной поляризации вплотную друг к другу.
• Антенна без полосы 3300–3800 МГц для роутера 5G n78.
• Наведение по «палкам» уровня, а не по SINR.

MIMO-антенны KADAMM для роутеров

KADAMM AOU-617/2690-4-2P

Всенаправленная MIMO 2×2

617–960 / 1710–2690 МГц, 1–4 дБи, 2 × SMA, кабели RG58 по 5 м.

Открыть карточку

KADAMM O-ATP9-1710/2700M

Направленная панель MIMO 2×2

1710–2700 МГц, 9 дБи, луч 65°, развязка портов больше 25 дБ.

Открыть карточку

KADAMM O-ATP8-1710/3800M

Панель 4G/5G до 3800 МГц

1710–3800 МГц, 8 дБи, ±45°.

Открыть карточку

KADAMM AOU-617/7125-6-2

Широкополосная всенаправленная

617–7125 МГц, 6 дБи, 4G/5G, Wi-Fi и ГНСС.

Открыть карточку

Все MIMO-антенны — в разделе MIMO антенны, круговые — в разделе Всенаправленные антенны, панели — в разделе Внешние антенны.