Как работает репитер сотовой связи

Репитер — двунаправленный линейный усилитель. Донорная антенна на крыше или фасаде направлена на базовую станцию оператора; сигнал вниз (от базовой станции) репитер усиливает и подаёт на сервисные антенны внутри здания или в зоне покрытия. Сигнал вверх (от телефонов) идёт обратным путём. Репитер не добавляет ёмкости сети: все абоненты зоны обслуживаются той же базовой станцией, что и донорная антенна.

базовая станциядонорная антеннарепитерсервисные антенны в помещенияхразвязка донорнойи сервисных антенн:больше рабочегоусиления на 15 дБи болееу ICS-репитера REP-Iусиление до развязкиплюс 10 дБ
Донорная антенна принимает сигнал базовой станции, репитер усиливает его в обе стороны, сервисные антенны раздают в помещения. Если сервисная антенна «слышит» донорную сильнее, чем позволяет развязка, репитер самовозбуждается.

Из схемы видно главное ограничение: донорная и сервисные антенны связаны через эфир. Если ослабление между ними (развязка) меньше усиления репитера, усиленный сигнал возвращается на вход и репитер самовозбуждается — создаёт помеху базовой станции и всей соте. Поэтому выбор репитера всегда идёт вместе с выбором антенн и мест их установки. О донорных и сервисных антеннах подробно — в статье об антеннах для усилителя сотовой связи.

Типы репитеров

Пикорепитер: помещения

Пикорепитер — компактный усилитель для офиса, подвала, паркинга, гостиницы. Мощность 15–20 дБм (30–100 мВт), усиление 65–75 дБ, питание от адаптера. KADAMM REP-P выпускается на один, два или три диапазона 900 / 1800 / 2100 / 2600 / 3800 МГц, при включении проверяет развязку антенн и подаёт тревогу самовозбуждения. KADAMM REP-PD — цифровой пикорепитер: 20 дБм, усиление 75 дБ, программный фильтр на два поддиапазона. KADAMM REP-PW рассчитан на лифтовые шахты: сигнал принимается по эфиру, цифровая АРУ исключает самовозбуждение.

ВЧ-репитер: здание и участок трассы

Аналоговый ВЧ-репитер усиливает всю полосу, заданную фильтрами при производстве. KADAMM REP-A — один, два или три диапазона, 30–43 дБм (1–20 Вт), усиление 80–95 дБ, корпус IP65 для улицы. Такой репитер проще цифрового и выпускается в двух- и трёхдиапазонных исполнениях.

Цифровой репитер: только полосы своего оператора

Цифровой репитер переводит сигнал в цифру и программно выделяет поддиапазоны оператора. KADAMM REP-D — 800 / 900 / 1800 / 2100 / 2600 МГц, два поддиапазона шириной 0,2–25 МГц, 30–43 дБм, усиление 80–95 дБ. Он не усиливает соседние сети и шум соседних каналов, а полосу можно перенастроить на месте без замены оборудования.

Оптический репитер: сигнал по волокну

Когда донорного сигнала на объекте нет или развязку обеспечить нельзя, сигнал берут прямо у базовой станции и передают по одномодовому волокну. Главный блок ставят у базовой станции, выносные — на объекте. KADAMM REP-F — 1800 + 2100 МГц, до 4 выносных блоков, до 20 км, 30–43 дБм на диапазон. KADAMM REP-FN — 5G NR 3700–3800 МГц, до 16 выносных блоков MIMO 4×4 по 24 дБм на порт. KADAMM REP-DF4 — до 4 диапазонов 2G–5G, выносные блоки 2, 5 или 100 Вт, до 24 выносных блоков. Если нужно только перенести сигнал без усиления, служит KADAMM RFO: 700–2700 МГц, усиление 0 дБ, до 20 км.

Мощность и размер зоны

Выходная мощность репитера указывается в дБм на диапазон. Перевод в ватты: 15 дБм — 32 мВт, 20 дБм — 100 мВт, 30 дБм — 1 Вт, 33 дБм — 2 Вт, 37 дБм — 5 Вт, 40 дБм — 10 Вт, 43 дБм — 20 Вт. Каждые 3 дБ — удвоение мощности, но не площади: в помещении сигнал ослабляют стены и перекрытия, и рост мощности вдвое добавляет лишь часть радиуса.

МощностьЗонаСерии KADAMM
15–20 дБмофис, этаж, подвал, лифтKADAMM REP-P, KADAMM REP-PD, KADAMM REP-PW
30–33 дБм (1–2 Вт)здание, паркинг, небольшой участокKADAMM REP-D, KADAMM REP-A
40–43 дБм (10–20 Вт)протяжённая трасса, открытая площадка, посёлокKADAMM REP-D, KADAMM REP-A, KADAMM REP-I
по выносным блокамнесколько зданий, тоннель, кампусKADAMM REP-F, KADAMM REP-DF4, KADAMM DAS-M

Мощность распределяется между всеми сервисными антеннами: делители и кабель отнимают часть уровня, поэтому для здания с десятком антенн берут более мощный репитер, чем для одного зала. Точный расчёт мощности и числа антенн делает инженер по плану объекта.

Помещение до этажапикорепитерREP-P, REP-PD, REP-PW15–20 дБмЗдание, участок трассыВЧ или цифровойREP-A, REP-D, REP-I30–43 дБмСигнал далеко, есть волокнооптическийREP-F, REP-FN, REP-DF4до 20 км оптикиМного зон и операторовактивная DASDAS-M, DAS-P3, DAS-RF5до 128 выносных блоков
Тип репитера определяют размер зоны и путь, по которому до неё доходит сигнал базовой станции: по эфиру или по волокну. Мощности и число блоков — из карточек серий.

Развязка антенн и самовозбуждение

Развязка — ослабление сигнала между выходом сервисной антенны и входом донорной. Её складывают из потерь на трассе между антеннами, направленности донорной антенны (она смотрит на базовую станцию, а не вниз) и экранирования кровлей и перекрытиями. Правило устойчивой работы: развязка больше рабочего усиления на 15 дБ и более. Для репитера с усилением 80–95 дБ нужна развязка около 95–110 дБ: антенны разносят по высоте, ставят за экранирующими конструкциями, донорную наводят узким лучом.

  • Донорная антенна — направленная, на базовую станцию; задний лепесток в сторону сервисных антенн должен быть минимальным.
  • Сервисные антенны — внутри здания, под перекрытием; наружные сервисные антенны направляют в сторону, противоположную донорной.
  • Рабочее усиление выставляют ниже максимального: у репитеров KADAMM регулировка 0–31 дБ шагом 1 дБ или АРУ не менее 20 дБ.

Самовозбудившийся репитер не просто плохо работает — он забивает шумом приёмник базовой станции, и связь пропадает у абонентов всей соты. Тревога самовозбуждения и проверка развязки при включении в пикорепитерах KADAMM нужны именно для защиты сети оператора.

Подавление обратной связи (ICS)

Если обе антенны приходится ставить на одну опору или кровлю, развязки не хватает. Тогда применяют репитер с системой подавления обратной связи (ICS, Interference Cancellation System). Цифровой подавитель в реальном времени вычитает из донорного тракта сигнал, просочившийся из сервисной антенны, и составляющие многолучёвости. У KADAMM REP-I диапазон подавления не менее 25 дБ, окно не менее 6 мкс, поэтому рабочее усиление может быть не меньше развязки плюс 10 дБ; мощность 30–43 дБм, усиление до 100 дБ, диапазон 900, 1800 или 2100 МГц по заказу.

Донорный сигнал и предусилитель

Репитер усиливает то, что пришло на донорную антенну, вместе с шумом. Если донорный сигнал слабый, между антенной и репитером ставят предусилитель: KADAMM REP-PR — 1800 + 2100 МГц или 1800 + 2100 + 3500 МГц TDD, вниз 0 дБм при усилении 40 дБ. Когда до объекта есть волокно, надёжнее оптический репитер: качество сигнала не зависит от эфира на месте.

Согласование с оператором

Репитер излучает на частотах оператора сотовой связи, поэтому его установку согласуют с оператором, а полосы задают под его сеть при заказе. Цифровые репитеры удобны тем, что усиливают только полосы одного оператора и не затрагивают соседние сети. Если нужно обслуживать несколько операторов и стандартов в одной зоне, применяют активную DAS: KADAMM DAS-M — пять диапазонов 700–2600 МГц, 43 дБм на диапазон; KADAMM DAS-P3 — микро-DAS для подвалов и паркингов; KADAMM DAS-RF5 — до 128 выносных блоков по оптике. Подробно о распределённых системах — в статье что такое DAS/IBS. Если же не хватает не сигнала, а ёмкости, нужна малая сота, а не репитер.

Как выбрать репитер: таблица подбора

ЗадачаТипСерияМощность
Офис, подвал, этаж одного операторацифровой пикорепитерKADAMM REP-PD20 дБм
Помещение, 1–3 диапазонапикорепитерKADAMM REP-P15–20 дБм
Лифтовая шахтабеспроводной пикорепитерKADAMM REP-PWпо проекту
Здание, трасса, посёлокВЧ-репитерKADAMM REP-A30–43 дБм
То же, только полосы своего операторацифровойKADAMM REP-D30–43 дБм
Антенны на одной опореICS-репитерKADAMM REP-I30–43 дБм
Нет донорного сигнала, есть волокнооптическийKADAMM REP-F, KADAMM REP-DF430–43 дБм; 2/5/100 Вт
5G 3,7 ГГц в зданииоптический 5GKADAMM REP-FN24 дБм на порт

Частые ошибки

  • Мощный репитер в маленьком помещении. Высокое усиление требует большой развязки; пикорепитер с АРУ работает устойчивее.
  • Донорная антенна рядом с сервисной. Репитер самовозбуждается; антенны разносят или берут ICS-репитер.
  • Полоса «всех операторов» без согласования. Аналоговый репитер усилит и чужие сети; полосы задают под своего оператора.
  • Ожидание большей скорости при перегруженной соте. Репитер не добавляет ёмкости — это задача малой соты.

Модели