Роутеры 3G/4G/5G

В данной статье будут рассмотрены 4G/5G роутеры портативного, стационарного и промышленного типов. Детальнее рассмотрим особенности каждого типа и области их применения.

Принцип работы 3G/4G роутера на пальцах. 4G/5G сигнал от базовой станции оператора принимается антенной роутера, после чего роутер раздает Wi-Fi. Если бы все было так просто. Что такое 4G в принципе? В каком случае подходит роутер, помещающийся в карман, а когда нужна установка полноценной системы? Как сейчас обеспечивается покрытие с помощью промышленных роутеров?

4G

4G - обобщенное название телекоммуникационных технологий с характерной скоростью передачи данных порядка 1 Гбит/с. Для сравнения, продвинутое 3G (HSPA+) предоставляет downlink (скачивание) 42,2 Мбит/с и uplink 21 Мбит/с. 4G эффективнее использует частотный спектр, нежели 3G, а также имеет меньшую задержку при передаче пакетов данных. В 3G сетях пинг составляет порядка 80 ms, HSPA+ - 60 ms, а в 4G – 10-30 ms, потому что в 4G базовые станции получили возможность выполнять функцию маршрутизации трафика, исключив из цепочки передачи данных контроллер, вносивший задержку.

LTE-Advanced - наиболее известный представитель четвертого поколения. Что называется, true 4G, в отличие от LTE и WiMAX, номинально считавшихся 4G довольно длительное время за неимением лучшего. Важная особенность LTE-Advanced: выбран верхний предел ширины канала в 100 МГц – это довольно широкая полоса. Ввиду отсутствия полос спектра такой ширины в LTE-A заложена возможность расширения спектра путем агрегирования нескольких полос частот. Почему это заслуживает внимания? Такая особенность 4G позволяет разгрузить базовые станции, у которых передатчик 2600 МГц обычно загружен, а 800 МГц простаивает, т.е. на абонентов можно распределить мощность в качестве дополнительной полосы. Как следствие, больше абонентов может смотреть HD видеоролики в пробке от одной базовой станции. И еще приятный бонус 4G – длинноволновое излучение обладает лучшей проникающей способностью. Так что там, где раньше можно было поймать только GSM900, появляется вероятность поймать LTE800.

Портативный Wi-Fi роутер 3G/4G

Используется для создания общего беспроводного доступа к 3G/4G, роутер принимает сигнал оператора и раздает Wi-Fi. Устройство переносное, по габаритам сопоставимо с современными смартфонами. Подключиться к нему могут сразу несколько устройств. Wi-Fi стандарт можно встретить как 2.4 ГГц, так и 5 ГГц. Радиус уверенного сигнала 10-20 метров в прямой видимости или до ближайшей бетонной стены.

В чем портативность? У портативного роутера собственная встроенная батарея, позволяющая работать без подключения к сети 3-5 часов. Отлично подходит для путешествий. Еще один момент насчет путешествий за границу: не надо думать о совместимости протоколов 3G/4G сетей.

Роутеры могут обладать дополнительными режимами работы. Например, режим точки доступа (access point), позволяющий подключить роутер к проводному интернету. Или «обратный» access point режим WISP, с которым роутер подключается к провайдеру через Wi-Fi, а к маршрутизатору по витой паре. Другими словами, у роутера может быть WAN/LAN порт. Можно встретить разъем TS9, предназначенный для подключения внешней антенны (есть роутеры с двойным разъемом TS9 для внешней антенны MIMO). Внешняя антенна позволяет использовать портативный роутер в качестве стационарного для усиления интернета на даче.

Джентельменский набор мобильного роутера: VPN, ALG, привязка по IP и MAC, защита от DoS, межсетевой экран, контроль доступа.

ЗА портативные роутеры:

 - Автономная работа от встроенного аккумулятора

 - Компактность

 - Возможность использовать в городских условиях, в дороге и на даче

ПРОТИВ портативных роутеров:

 - Непродолжительная автономная работа от встроенного аккумулятора :)

 - Диапазон рабочих температур. Обычно не ниже 15℃, что нарушает планы установить роутер на чердаке, подключив внешнюю антенну, учитывая наши широты

 - Потери на кабеле, при подключении внешней антенны. Оптимальна длина кабеля до 10 метров

Стационарный роутер с внешней антенной

Стационарный роутер является идеальным решением для обеспечения интернетом дачи, загородного дома, офиса.

Первый вариант установки стационарного роутера идентичен варианту с портативным роутером и внешней антенной. Роутер и модем находятся в помещении, внешняя антенна вынесена на улицу.

Точно такие же плюсы:

 - Внешняя антенна не пострадает от перепадов температур

 - Возможность получить высокую скорость

Минусы:

 - Ограниченная длина кабеля (до 12 метров)

 - Неудобство монтажа (большой диаметр разъемов и толстый кабель 11.1 мм, который в чистовой отделке никуда не спрячешь)

Второй вариант – антенна со встроенным роутером. Уличная часть представляет собой антенну со встроенным 3G/4G роутером, внутренняя часть – роутер Wi-Fi.

Это довольно свежее решение на рынке. Пользуется популярностью по ряду причин:

 - Длина кабеля до 80 метров. А так как используется технология PoE (сигнал и питание по одному кабелю), достаточно одной витой пары, которую легко спрятать за плинтус

 - Встроенная антенна поддерживает все частоты 700 до 2700 МГц и все стандарты 3G/4G. Поддерживает виртуальных операторов

 - Есть возможность принудительного выбора частоты. К вопросу о том, что частота 2600 МГц бывает избыточно загружена, а 1800 МГц свободна, и можно получить большую скорость, выбрав LTE1800

 - Широкий диапазон рабочих температур от -35℃ до 60℃

 - Отсутствие СВЧ-сборок, как следствие отсутствие потерь и падения скорости интернета

 - Поддержка MIMO. Мощный прирост скорости в восходящем канале (до 100%), что особенно актуально для удаленного видеонаблюдения

 - Настраивается оборудование крайне просто. Вставить симку, соединить проводом, подключить в розетку

Промышленный роутер

Промышленные роутеры применяются там, где необходимо обеспечить исключительную надежность передачи данных. В этой тематике вы чаще всего встретите аббревиатуру «M2M». Расшифровывается просто: Machine-to-Machine. То есть технология обмена данными между устройствами через мобильную сеть. Данные собираются системами мониторинга датчиков (местоположение, температура, количество денег в банкомате и пр.). Используется в банковских системах, системах безопасности и охраны (IP видеонаблюдение), телеметрии и удаленном управлении, терминалах самообслуживания.

Исходя из нужд промышленные роутеры часто имеют функцию двойного резервирования SIM, что позволяет работать в двух сетях операторов связи и при необходимости оперативно переключать каналы, обеспечивая сетевую безопасность.

Промышленный роутер в наземном транспорте

С развитием Wi-Fi в городе промышленные роутеры успешно справляются с задачей аутентификации пользователей и предоставлением беспроводного интернета в транспорте.

Помимо хот-спот роутер в автобусе может иметь дополнительные функции: GPS/ГЛОНАСС, балансировка трафика, QoS, синхронизация времени по NTP. А также дополнительные меры по защите данных, например, VPN с поддержкой IPSec и SSL-сертификаты, шифрование BF-CBC, AES-128, AES-256, 3des и др.

Кроме обеспечения пассажиров Wi-Fi и отправки GPS роутер позволяет установить видеонаблюдение в автобусе. Камера пишет в облачный сервис, изображение с камер выводится на мониторы транспортной компании. Точно так же можно следить за сохранностью груза при перевозках.

Учитывая стоимость промышленных роутеров и сферы их применения производитель оборудования предлагает услуги по кастомизации по требованию заказчика. Это касается и ПО (функционал облачных сервисов, маршрутизация), и аппаратного обеспечения (дополнительные порты, например, RS-232/RS-485).