Jedne z najczęściej zadawanych pytań dotyczą zasięgu sieci komórkowych, poprawiania odbioru i oczywiście anten. Postanowiłem opisać kilka najważniejszych kwestii dotyczących tego tematu w krótkim poradniku. Przede wszystkim wspomnę o tym, jak na prawdę ustalić poziom sygnału, jaki może mieć to wpływ na działanie naszego połączenia, kiedy warto zająć się poprawieniem sygnału, jak zrobić to minimalnym kosztem i kiedy warto zainwestować w zakup anteny. W dwóch słowach opiszę, jakiś anten unikać i dlaczego oraz na co zwrócić uwagę przy zakupie.

Zapraszam do lektury.

Kult kresek

Najczęściej przy pytaniu o siłę sygnału spotykamy się z odpowiedziami typu 3 kreski na 5, albo 70%. Niestety obie te informacje w zasadzie nic nie mówią na temat faktycznej mocy sygnału odbieranej przez modem. Problem w tym, że każdy program (a czasami nawet kolejne wersje tego samego programu) inaczej przeliczają podawaną przez modem moc na kreski i procenty. Zobaczmy to na poniższym przykładzie (modem Huawei E173u-2 z kartą Aero2 w centrum Warszawy, głęboko między budynkami).

Różnica we wskazywanej sile sygnału - Mobile Partner i Windows 7

Widzimy, że program Mobile Partner wskazuje 3 kreski informując przy tym, że sygnał jest na poziomie około 60%. Jednocześnie momencie system Windows pokazuje tylko jedną kreskę informując, że sygnał jest dostateczny. Które z tych wskazań jest więc prawdziwe? Z jednej strony można powiedzieć, że dwa różne wskazania nie mogą być prawidłowe, ale popatrzmy na informacje przekazywane przez znany program diagnostyczny Top NetInfo (oczywiście po zamknięciu Mobile Partnera):

Siła sygnału pokazywana przez Top NetInfo

Tym razem widzimy 33% (czyli coś pomiędzy wskazaniem Mobile Partnera i Windows 7). Jednak w linii Moc sygnału widzimy jeszcze jedną liczbę: -93dBm (tak, to jest liczba ujemna). Okazuje się, że tę samą wartość zobaczymy w programie Mobile Partner (lub Play Online) po wyświetleniu Diagnostyki na karcie Status sieci w pozycji RSSI.

Liczba dBm jest to jedyny na prawdę wartościowy wskaźnik informujący nas bezpośrednio o mocy sygnału odbieranego przez modem. Im słabszy sygnał, tym liczba ta staje się mniejsza – oddala się od zera. Warto wiedzieć, że każde 3dBm to dwukrotnie mocniejszy lub dwukrotnie słabszy sygnał: -97dBm oznacza dwa razy większą moc sygnału sieci komórkowej, niż -100dBm. Jednocześnie zero dBm to moc 1 mW (1/1000 W), a -100dBm to skrajnie niska moc 0,1pW (10^-12W).

Można przyjąć, że typowy modem ma dobry sygnał, gdy odbierana moc jest większa, niż -80dBm. Gdy sygnał spadnie poniżej -100dBm, modem pracuje blisko granicy swoich możliwości, choć niektóre urządzenia są w stanie utrzymać stabilną pracę nawet przy sygnale -107dBm. Jednak słabsze sygnały w większości wypadków oznaczają trudności w uzyskaniu stabilnej transmisji.

Siła sygnału odbieranego przez modemy - grafika przedstawiająca czego można spodziewać się przy poszczególnych poziomach mocy mierzonej w dBm

Jeżeli Mobile Partner, Top NetInfo i Windows otrzymują tę samą wartość mocy sygnału od modemu, to skąd różnice we wskazaniach procentowych i kreskowych? Wszystko zależy w tym wypadku od widzimisię autora aplikacji – co on uznaje za słaby lub mocny sygnał. Dlatego właśnie na pytanie o siłę sygnału starajmy się zawsze podawać moc w dBm, to ułatwia diagnozę ewentualnego problemu.

Więcej kresek?

Wiedząc jak zmierzyć sygnał sieci odbierany przez nasz modem powstaje pytanie: czy jeżeli będę mieć jedną kreskę więcej, to uzyskam większą prędkość? Okazuje się, że w większości wypadków jedna kreska więcej, czy mniej nie ma znaczenia, póki sygnał jest stabilny. Proponuję przyjąć, że:

Jeżeli na wskaźniku zasięgu widzimy co najmniej jedną kreskę, to zwykle (np. dla Aero2 i ogólnie sieci 3G) mamy duże szanse na uzyskanie maksymalnych dostępnych w tej chwili transferów.

Zaraz, przecież przed chwilą napisałem, że te kreski nic nie znaczą? Nie, nie mam rozdwojenia jaźni tylko zwracam uwagę, że mimo wszystko można użyć informacji z takich wskaźników to ustalenia, czy sygnał jest wystarczający do poprawnej pracy połączenia. Można także skorzystać z takiego wskaźnika do wybrania miejsca o najlepszym sygnale, tylko trzeba pamiętać, że nie jest on odświeżany na żywo, a jedynie co kilka sekund.

Okazuje się więc, że jeżeli tylko mamy jakiś sygnał sieci komórkowej i jest on w miarę stabilny, to w zasadzie nie ma sensu dalej walczyć o jego poprawienie. Dopiero jeżeli sygnał zanika nam np. w niektórych porach dnia (np. w czasie szczytu telekomunikacyjnego w godzinach 18-22) warto pomyśleć o uzyskaniu lepszego odbioru.

Poprawianie odbioru

Jeżeli stwierdziliśmy już, że sygnał jest za słaby, zanika całkiem lub występuje tylko w niektórych miejscach w pomieszczeniu, wtedy warto pomyśleć o tym, jak poprawić odbiór i zwiększyć moc sygnału docierającego do modemu.

Położenie. Pierwszą i najprostszą metodą jest zmiana położenia modemu. Czasem wystarczy nieznacznie przesunąć urządzenie, żeby odbiór się poprawił. Czasem trzeba podejść do okna, wejść jedno piętro wyżej (lub niżej, jeżeli to wysoki budynek), przejść do innego pokoju (z oknami z drugiej strony budynku), a czasem sygnał znajdziemy dopiero po wyjściu z budynku.

Warto także zwrócić uwagę, że mikrofale odbijają się od metalowych przedmiotów, a inne, np. ciało człowieka – mikrofale mogą pochłaniać. Czasem odsunięcie przedmiotów czy ręki od modemu poprawia zauważalnie odbiór.

Zakłócenia. Wokół nas jest wiele źródeł zakłóceń. Jednym z największych może być… komputer, do którego podłączony jest modem. Wiele zwłaszcza starszych laptopów może emitować zakłócenia w paśmie 900 MHz wykorzystywanym przez Aero2. Szczególnie silnym (z punktu widzenia modemów) źródłem zakłóceń może być komputer stacjonarny. Na pewno nie jest dobrym pomysłem podłączanie modemu komórkowego do gniazda USB znajdującego się z tyłu komputera stacjonarnego, który stoi dodatkowo blisko metalowego kaloryfera – w tym miejscu, dodatkowo pomiędzy plączącymi się kablami, nawet zwykły telefon komórkowy może mieć problemy z poprawną pracą.

W takim wypadku tanim i często bardzo skutecznym rozwiązaniem jest użycie… przedłużacza USB. Niezbyt długi (maksymalnie 5m, niedrogie są kable od 1,5 do 3m) przedłużacz dobrej jakości umożliwi nam odsunięcie modemu od  źródła zakłóceń (komputera) i pozwoli nam na umieszczenie go w miejscu, gdzie sygnał jest po prostu mocniejszy (np. blisko okna) i z dala od innych metalowych przedmiotów. Warto zwrócić tutaj uwagę, że przewód USB musi być w miarę dobrej jakości – kiepskie kable mogą spowodować problemy w prawidłowym funkcjonowaniu modemu.

Takie sprawdzone przedłużacze można zakupić wraz z modemem w sklepie jdtech.pl.

Anteny

Czasem jednak okazuje się, że sygnał jest na tyle słaby, że odebrać go można tylko poza budynkiem. Ponieważ modemu nie możemy wywiesić na świeżym powietrzu, gdyż nie jest on odporny na warunki atmosferyczne, w takim wypadku można pomyśleć o zastosowaniu anteny.

Dobór anten to temat na osobny artykuł, ale mogę zwrócić uwagę na kilka ważnych rzeczy.

Gniazdo w modemie. Wiele modemów USB jest wyposażonych w gniazda antenowe. Niestety w większości przypadków gniazda te są po prostu delikatne i bardzo łatwo je uszkodzić. Wyrwanie gniazda zwykle powoduje całkowite unieruchomienie modemu. Dlatego jeżeli decydujemy się na podłączenie anteny, warto zrobić to raczej na stałe i starać się nie odłączać anteny. Warto pamiętać, że modemy mają różne rodzaje złącz antenowych, wśród których dominują dwa: CRC9 (zwany także TS5, większość modemów Huawei) oraz TS9 (ZTE, Sierra Wireless).

Tanie antenki. Na rynku jest wiele bardzo tanich antenek reklamowanych w postaci metalowych prętów/drutów o różnych wysokościach. Wiele jest reklamowanych jako oferujące zysk 9, 11, a czasem nawet 14 dBi. Są to wartości wyssane z palca, gdyż tego typu antena dookólna nie może mieć zysku przekraczającego 5 do 6 dBi w warunkach idealnych (określają to prawa fizyki). W praktyce antena o długości około 1,5m pozwala na uzyskanie do 5 dBi. Natomiast te najmniejsze zwykle nie dają więcej, niż 2-3 dBi. Jednak to nie koniec – antena jest podłączona kablem koncentrycznym, który w skrajnych przypadkach (długi i cienki) może wprowadzać straty rzędu kilku dBi. Efektem jest to, że typowa tania antenka po podłączeniu nie daje nic (zysk zero dBi), albo potrafi nieznacznie osłabić odbierany sygnał, jeżeli umieścimy ją obok modemu. Mimo wszystko czasem takie rozwiązanie może się sprawdzić, jeżeli za oknem mamy kraty, albo z innego powodu sygnał w miejscu zamocowania anteny będzie znacznie mocniejszy, a zastosowanie przedłużacza nie jest możliwe (np. montaż na zewnątrz budynku).

Sensowna inwestycja. Jeżeli chcemy inwestować w antenę, warto rozważyć zakup instalacji antenowej, która faktycznie może znacząco poprawić moc sygnału docierającego do modemu. W tym celu stosuje się zwykle anteny kierunkowe, których zysk wynika właśnie z ograniczenia kierunków, w których działają. Mogą to być panele (oferowane np. przez yagi.pl) lub konstrukcje typu yagi (np. modele ATK-8, 10 i 20). Dobrze dobrana, prawidłowo ustawiona i podłączona do modemu dobrym kablem antena o dużym zysku (rzędu 10-20dBi), która ma bezpośrednią widoczność nadajnika, na który jest skierowana, pozwala na uzyskanie stabilnego połączenia nawet z odległości rzędu 20-25 km. Niestety cena tego typu rozwiązania oscyluje wokół 100 PLN bez kosztów montażu, który często można wykonać samodzielnie, jednak wymaga planowania i odrobiny wiedzy.

Częstotliwość. Warto pamiętać, żeby przy zakupie anten zwrócić uwagę na pasmo, na jakie przeznaczona jest dana antena. Np. Aero2 pracuje w paśmie 900 MHz (technologia 2G, czy 3G nie ma w tym wypadku znaczenia). Znacznie lepsze efekty uzyskamy decydując się na antenę pracującą tylko w tym jednym paśmie, niż stosując antenę szerokopasmową. Wyjątkiem są wspomniane wyżej anteny dookólne, które działają tak samo (słabo) we wszystkich zakresach częstotliwości.

Jak wspomniałem dobór anten, ich rodzaje i montaż to temat na osobny artykuł, który postaram się w najbliższym czasie przygotować.

Podsumowanie

Liczba tzw. kresek czy procentów sygnału ma znaczenie drugorzędne, o ile jest co najmniej jedna kreska. Jedna dodatkowa kreska nie wpływa zwykle na  osiągane prędkości. Tego typu wskaźniki mogą się przydać poza tym tylko do ewentualnego wybrania miejsca dla modemu, w którym sygnał jest najmocniejszy.

Na zakup anteny decydujemy się raczej wtedy, gdy proste rozwiązania typu zmiana miejsca lub przedłużacz USB nie pomagają. Zakup prostych i tanich antenek jest zwykle bezcelowy – ryzykujemy raczej uszkodzeniem gniazda antenowego i całego modemu. Mierzalny efekt daje dopiero zastosowanie porządnych anten kierunkowych – niestety wymagają one prawidłowej instalacji na zewnątrz budynku i przeprowadzenia kabla antenowego.

1. Aero2 publikuje krótki poradnik dotyczący rekonfiguracji sieci
2. Aero2 nie daje sobie rady z realizacją zamówień
3. Routery dla LTE – krótki test z modemem E398
4. Aero2 – krótki test modemów Nokia CS-15 oraz CS-17
5. Cyfrowy Polsat – abonenci mają dostęp do sieci Plusa