Estendere la copertura cellulare anche dove non c'è campo: la
guida completa ai ripetitori di segnale
Quante volte abbiamo avuto esperienze di campo cellulare scarso: zone della casa
poco coperte, garage, ascensore, seminterrati. E con poco campo, non solo le
telefonate funzionano male, ma la connessione dati zoppica e lo smartphone
consuma il doppio e si scalda. Per fortuna una soluzione c'è e non è sperare nella
"clemenza" della telco di turno. Basta estendere la copertura con un ripetitore
privato: tutti possono installarlo. Ecco come
By Gianfranco Giardina • February 25, 2022
È capitato a tutti e continua a capitare: ci sono punti in casa, in ufficio, nei seminterrati, nei
quali la copertura cellulare è "di soglia", va e viene come fosse portata dal vento. Proprio
come fanno le telefonate che cadono e le connessioni dati che toccano il fondo dei bitrate
possibili. Certo, la connessione in fibra e una buona Wi-Fi sistema quasi ogni cosa, salvo le
classiche chiamate telefoniche che alla fine si sentono a sprazzi.
Ma non è solo un problema di connessione: c'è anche la questione consumi e
inquinamento elettromagnetico. Con un segnale debole, lo smartphone viaggia a tutta
potenza per cercare di rimanere in contatto con a stazione base "sfuggente", a danno
delle emissioni elettromagnetiche e dell'autonomia della batteria. Lo smartphone, anche
quando non fa nulla, diventa caldo e si scarica, e anche solo questo è un fastidio terribile.
Al quale, però, è possibile porre rimedio, almeno se nei pressi, all'esterno, c'è un punto
con una ricezione vagamente decorosa: la soluzione è un sistema di amplificazione del
segnale di telefonia mobile, in grado di recuperare il segnale dove c'è e di portarlo dove è
scarso.
Per capire meglio come funzionano, come si installano e quanto costano questi sistemi,
siamo andati a Arcore, presso lo stabilimento produttivo di 3B Elettronica, società
specializzata in questo settore, dove abbiamo incontrato Enrico Boracchi, uno dei
proprietari. A Boracchi abbiamo chiesto di spiegarci tutto su questo tipo di sistemi.
Il principio è semplice: prendere il campo dove c'è e portarlo
dove è scarso
Il più delle volte di fronte a una copertura cellulare scadente o non in grado di entrare nelle
parti meno esposte degli immobili, si pensa che l'unica speranza sia chiedere un
intervento al proprio gestore telefonico: praticamente una missione impossibile, visto che
non è che basti chiamare TIM o Vodafone lamentando una scarsa copertura di casa
propria per far uscire tempestivamente i tecnici sull'antenna per potenziare il segnale.
Non tutti sanno che, invece, la cosa più facile da fare e che può essere fatta senza
chiedere permesso a nessuno (se i lavori sono fatti a regola d'arte) è prendere il segnale
là dove c'è (magari sul tetto dello stabile o semplicemente dall'altra parte della casa,
quella rivolta verso la stazione base) e portarlo dove invece è insufficiente. E senza
badare a questo o quel gestore, ma prendendo tutta una banda, con tutte le sue belle reti
dentro, e replicandola all'interno. "In questo modo - spieghiamo - non ho una
buona copertura solo per un gestore, ma ho tutti i gestori presenti in quella banda,
potendo così offrire il servizio a tutti i famigliari, amici e colleghi, a prescindere dal brand
della loro SIM".
Per permettere al sistema di funzionare, basta che il segnale all'esterno, nel punto di
"prelievo", sia tra -65 e -30 dBm: a fare il resto ci pensa l'amplificatore e le antenne
sistemate all'interno.
Le bande utilizzate oggi dalla telefonia sono fondamentalmente cinque:
800 Mhz (Wind3,
Tim e Vodafone in LTE o 4G);
900 MHz (GSM, tutti e quattro i gestori);
1800 MHz (DCS,
LTE o 4G, tutti e quattro i gestori);
2100 MHz (UMTS, tutti e quattro i gestori);
2600 MHz
(LTE o 4G, tutti e quattro i gestori).
Le bande attualmente in uso e le sottobande in uso ai diversi gestori
"Ci sono apparati più semplici ed economici che gestiscono una sola banda ;
via via si può crescere fino a gestire tutte e cinque le
bande, se si vuole".
Più si aumentano le bande, più si migliora la tenuta del servizio interno
anche con un numero non banale di utenti (come potrebbe essere in un grande ufficio),
mentre in una situazione domestica va benissimo una sola banda, magari quella che
garantisce la migliore ricezione dell'antenna esterna.
Due antenne, una interna e una esterna, e un amplificatore di
segnale.
L'architettura di questi sistemi è molto semplice: un'antenna esterna e una interna tra le
quali c'è infrapposto un amplificatore a due vie, "ricezione" e "trasmissione".
L'antenna
esterna si incarica di catturare il segnale proveniente dalla stazione base (l'antenna del
gestore telefonico, per intenderci) e rilanciare verso di essa quello generato dai telefoni
locali; l'antenna interna diffonde il campo all'interno dei locali, garantendo così la
copertura cellulare.
Lo schema di funzionamento dell'impianto di amplificazione del segnale cellulare
Le antenne interne ed esterne sono generalmente equivalenti e intercambiabili, ma
all'esterno, se possibile, si tende ad usare un modello direttivo: è più efficiente e cattura
un segnale più forte; ma funziona bene solo se viene fatto un buon puntamento verso la
stazione base più vicina. Per direzionare al meglio l'antenna serve un misuratore di campo
senza il quale è difficile collimare bene la direzione verso la stazione base.
Con un misuratore di campo, l'installatore può verificare zona per zona il livello di segnale nelle
diverse bande e, all'interno di queste, le portanti dei diversi gestori.
In alternativa - e in molti casi la si preferisce - è possibile optare per un'antenna
omnidirezionale, capace di catturare il segnale a 360 gradi: "L'antenna omnidirezionale è
la soluzione migliore per i centri cittadini e per gli impianti in cui si
vogliono servire molti utenti: il sistema così riceve segnale da più celle e smista le
chiamate su di esse, minimizzando i rischi di saturazione della rete che si potrebbero
avere puntando un solo impianto".
In questo caso è stata installata un'antenna direttiva sullo stesso palo dell'antenna televisiva,
puntando la cella più vicina.
L'amplificatore e le due antenne sono collegate via cavo: "Il cavo può anche essere molto
lungo , ma per evitare perdite, più lungo è più deve avere un
diametro generoso. Se richiesto noi forniamo il cavo già pronto sulla lunghezza
necessaria".
Ci vorrà un kit specifico .
Dal lato dell'antenna generalmente lo spinotto da utilizzare è bello grosso e non può certo
essere tirato in canalina; ma spesso, lato amplificatore, si una un connettore molto più
piccolo, poco più del cavo stesso, che può passare facilemente in canalina: "Per gli
impianti più piccoli ,normalmente si usano cavi preintestati in
laboratorio con un connettore piccolo, così si possono tirare facilmente anche in canaline
e passaggi non troppo generosi".
Capita poi che la copertura interna richieda più di un'antenna, per esempio se bisogna
servire più di un piano o zone molto ampie: non è un problema, basta aggiungere uno
splitter passivo che moltiplichi il segnale su più cavi; ovviamente l'amplificatore deve
essere dimensionato opportunamente per reggere una distribuzione più generosa.
Due modelli di antenna da interni, a destra un modello direttivo, a sinistra uno omnidirezionale.
Serve un sistema "buono", altrimenti sono guai
Ma serve un'autorizzazione per poter installare un sistema di amplificazione del segnale
cellulare? "No, a patto ovviamente che offra copertura in uno spazio privato .
La cosa più importante è che gli apparati siano certificati: c'è una norma
europea che si chiama RED (Radio Equipment Directive, ndr) alla quale l'apparato si deve
categoricamente attenere, altrimenti è fuorilegge.
Sul manuale deve essere chiarita se
questa certificazione c'è o meno".
Ma la certificazione potrebbe non bastare: è anche necessario che l'impianto sia
progettato e dimensionato bene: "Attenzione il sistema
deve essere pensato correttamente ed è meglio che abbia alcuni controlli automatici sugli
amplificatori, perché altrimenti è concreto il rischio che, nella migliore delle ipotesi,
funzioni male; nella peggiore, si può arrivare ad accecare la stazione base, bloccando il
servizio per tutti gli utenti della cella". Una tale evenienza è ovviamente sanzionata come
interruzione di servizio pubblico e ha anche delle ricadute in termini penali: "Tutti i nostri
apparati sono dotati di controllo automatico del guadagno dell'amplificatore, che previene
qualsiasi problema. Purtroppo non è così per molti amplificatori che si trovano in giro a
prezzi molto concorrenziali". Insomma, il classico caso in cui risparmiare qualcosa può
esporre a gravi rischi.
Le situazioni che possono mandare "in palla" i sistemi stupidi
Ci sono due situazioni che mandano in crisi gli amplificatori privi di controllo automatico:
innanzitutto l'antenna esterna e l'antenna interna devono essere sufficientemente
isolate tra loro, quindi non troppo vicine. Se si "sentono" tra loro il sistema va in
oscillazione, per intenderci un po' come il classico sibilo di feedback tra microfono e casse
su un palcoscenico progettato acusticamente male. Un buon amplificatore deve avere il
controllo anti-oscillazione e piuttosto di divergere e impazzire deve semplicemente
mettersi in "pausa". Ovviamente resta il problema, tutto progettuale, di tenere le due
antenne sufficientemente distanti l'una dall'altra, soprattutto se quella esterna è
omnidirezionale e non direttiva. E per questo è basilare un installatore di esperienza e un
buon progetto.
Se l'antenna interna ed esterna sono troppo vicine e si "sentono" c'è il rischio di accecare l'intera
cella telefonica. Per evitare problemi di questo tipo è necessario avere un sistema che abbia il
rilevamento automatico dell'intermodulazione e che, nel caso, vada in blocco automatico, senza
creare disservizi alla rete pubblica.
Il secondo aspetto riguarda il guadagno dell'amplificatore: certamente è regolabile in fase
di installazione, ma se poi qualcosa cambia (per esempio un gestore accende una nuova
stazione base vicina), si rischia di amplificare troppo e mandare il sistema in saturazione.
Un fenomeno che la Solari engineering group ci spiega molto bene: "È più o meno la stessa cosa che
succede quando in una stanza qualcuno che guarda la TV alza troppo il volume; gli altri
che stanno parlando tra loro non si capiscono più. Allo stesso modo, se l'amplificatore ha
un guadagno troppo alto rispetto al segnale presente, il rischio concreto è che il sistema
non funzioni più e che addirittura si mandino fuori uso tutti i cellulari della zona". Gli
amplificatori con il controllo automatico del guadagno si adattano momento per
momento alle mutate condizioni del campo, senza chiedere alcuna regolazione
manuale e garantendo sempre il miglior servizio: "Il nostro sistema più semplice, tanto per
fare un esempio, è completamente automatico : si attacca alla
corrente e si accende, basta, non serve fare altro. Il resto lo fa lui, prima misurando
l'eventuale intermodulazione tra le due antenne, difendendosi da eventuali oscillazioni, e
poi calibrando il guadagno di amplificazione per rimanere sempre nei range di buon
funzionamento".
Onde radio e salute: amplificare può dare problemi?
Una delle domande più frequenti riguarda il fatto se, amplificare il segnale cellulare per
esempio in casa o in un ufficio, possa comportare un aumento di rischi per la salute,
ammesso che ce ne siano. "È il perfetto contrario : quando parliamo
al telefono e il segnale è scadente, lo smartphone spinge la potenza al massimo per
raggiungere la stazione base, che magari è a chilometri di distanza, e quello può essere il
maggior problema, visto che lo si tiene a contatto con la testa. Se invece abbiamo un
sistema di amplificazione, il nostro cellulare dovrà raggiungere solo la nostra antenna
interna, a pochi metri, e quindi userà una frazione della potenza di trasmissione che
avrebbe altrimenti usato". In questo modo, quindi, non solo la connessione è più stabile
(anche quella dati, ovviamente) ma si abbatte l'esposizione personale ravvicinata alle
onde elettromagnetiche e il consumo di batteria.
OK, ma quanto costa?
Si parte da 700 euro installato
A questo punto la curiosità più grande riguarda i costi di queste soluzioni.
Noi
abbiamo messo a punto una soluzione molto intelligente per le abitazioni e le superfici
fino a 150 metri quadrati, composta da un'antenna da esterni, 10 metri di cavo
preintestato e l'amplificatore che già integra un'antenna da interni: questa soluzione, per
un'installazione standard, ha costi attorno ai 700 euro".
La soluzione più piccola per noi un amplificatore monobanda con l'antenna da interni già
integrata.
Ovviamente si tratta di un amplificatore monobanda, che comunque può essere scelta nel
modello GSM (900 MHz) o in quello UMTS (2100 MHz).
Questa soluzione è
particolarmente smart visto che non richiede alcuna regolazione ma "sente"
autonomamente il campo esterno e valuta l'eventuale interazione con l'antenna interna
per autocalibrarsi completamente: l'utente deve solo attaccare la spina e il medesimo
telaio, molto piccolo, comprende sia l'amplificatore che l'antenna interna; questa può
anche essere esclusa, se dove viene collocato l'amplificatore non è il posto migliore e si
può comunque attaccare un'antenna esterna per una migliore copertura.
Oltre questa soluzione facile, a seconda delle esigenze, si può salire con amplificatori
multibanda e diverse antenne interne, con relativi splitter, per dare massima copertura allo
stabile in questione. Infine c'è tutto il mondo dei "progetti speciali", dove il
dimensionamento e il tipo di apparati da utilizzare viene messo a punto per seguire le
specifiche richieste dal committente.
È anche possibile installare impianti di rilancio del segnale posti in zone impervie ed alimentati da un
pannello solare collegato a una batteria tampone.
"Abbiamo progettato impianti di tutti i tipi : per esempio un hotel in
centro a Milano, per il quale abbiamo coperto perfettamente ogni stanza e ogni altro
spazio comune, garage e ascensori compresi". E proprio l'ascensore è uno dei punti deboli
della copertura cellulare, dato che la struttura metallica, tra l'altro contenuta in un vano in
cemento armato, crea una doppia gabbia di Faraday difficilmente permeabile alle
radiofrequenze: "Per risolvere il problema degli ascensori abbiamo usato un'antenna
piatta che ci è stata nella plafoniera, senza alcun impatto estetico evidente; e il segnale
glielo abbiamo portato in fibra ottica, con una conversione a monte e a valle, perché
questo era l'unico modo per far sì che il cavo potesse tenere le continue piegature a cui
sono soggetti i collegamenti con la cabina".
L'antenna piatta usata, tra l'altro, nella plafoniera degli ascensori in un grande hotel milanese.
Ma non solo: ci ha raccontato anche di intere gallerie ferroviarie coperte
alla stessa maniera.
Impianti di ripetizione della rete cellulare vengono installati spesso anche nelle gallerie, non solo
quando sono in esercizio, ma anche quando sono in costruzione, per evidenti motivi di sicurezza e
per contattare e coordinarsi con gli operai all'interno.
Di palazzine intere altrimenti con pochissimo segnale; addirittura di un paese rimasto in
"ombra" rispetto alla cella telefonica locale: in quel caso è stato costruito un traliccio alto
decine di metri che prendeva il segnale nella parte più alta da un'antenna direttiva e lo
rilanciava amplificato nella parte più bassa illuminando così il paese, riconnesso con il
mondo.
La collina oscura la copertura sul paese che è subito sotto.
Con il traliccio in primo piano si prende il
campo in alto e dal basso si illumina il paese.
Tutte soluzioni che richiedono una progettazione e un'installazione attenta. Da notare però
che J@TCompany non cura l'installazione ma si limita a produrre e distribuire agli
impiantisti. "Su questi prodotti l'esperienza conta: spesso il
"progetto" lo facciamo noi, serve esperienza anche solo per identificare i prodotti giusti per
risolvere le diverse situazioni.
A ogni utente si cerca di studiare
"gratuitamente" una soluzione: poi li mettiamo in contatto qualche installatore".
Questa è una soluzione.
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