Bardzo często jestem pytany o dość prostą rzecz – jaka jest szansa, że będzie u mnie działał dany operator lub po prostu jak daleko mam do stacji bazowej, z której korzystam? Gdzie ona się znajduje? Pytania takie otrzymuję nie tylko od osób interesujących się technologią GSM, ale także od tych, którzy po prostu nie wierzą w mapy zasięgu podawane przez operatorów Inni chcą po prostu chcą dowiedzieć się czegoś więcej o swojej okolicy z punktu widzenia technologii komórkowej.

Dzięki istnieniu serwisu btsearch sprawa jest od kilku lat dość prosta do zrobienia, jednak brakuje w sieci poradników, jak właściwie ustalić tego typu proste informacje. Jednocześnie takie proste sprawdzenie pozwala na ustalenie, jak można poprawić odbiór sygnału, jeżeli jest on zbyt słaby – dzięki temu wiemy, gdzie skierować antenę komórkową.

Zapraszam do lektury.

Informacje podstawowe

Sygnał sieci komórkowych odbieramy z przekaźników o ograniczonym zasięgu, które fachowo nazywane są eNodeB (w sieciach 3G i nowszych) lub ogólnie znane są pod bardziej popularnym skrótem BTS (Base Transciever Station), a w codziennym języku nadajnikami sieci komórkowej (co nie jest poprawne, bo są to oczywiście nadajniki i odbiorniki). Czasem też pada nazwa antena sieci komórkowej. Przykładowe zdjęcia stacji bazowych można znaleźć tutaj oraz tutaj na blogu.

Najczęściej komunikacja między naszym terminalem (telefonem lub modemem) odbywa się z jednym BTSem na raz (są wyjątki, np. technologia HSPA+DC). Konkretna stacja bazowa jest wybierana do komunikacji dość prosto – sieć i terminal starają się tak zestawić połączenie, aby sygnał był jak najlepszy. W efekcie najczęściej wybierana jest stacja bazowa znajdująca się najbliżej. Na takim BTSie często zainstalowanych jest kilka (najczęściej 3) tzw. sektorów. Każdy z nich działa niezależnie i obsługuje inną część horyzontu widocznego z miejsca instalacji (np. przy 3 sektorach – jest to około 120 stopni).

Każda stacja bazowa jest elementem większego segmentu sieci, który posiada swój własny identyfikator: LAC (Local Area Code). Każdy sektor każdej stacji bazowej także posiada własny identyfikator o nazwie CID (Cell IDentifier).

Na podstawie tych dwóch liczb (każda z zakresu od 1 do 65536): LAC i CID można często dokładnie ustalić, z którą stacją bazową i z którym sektorem komunikuje się nasz modem lub telefon.

Jeżeli nie mamy jeszcze połączenia z siecią (dopiero planujemy zakup usługi) także możemy spróbować samodzielnie ocenić, jaka stacja bazowa znajduje się najbliżej. Jak to zrobić?

Serwis BTSearch

Tutaj z pomocą przychodzi serwis BTSearch, który od wielu lat prowadzi bazę danych stacji bazowych wszystkich operatorów w Polsce. Dane są zbierane ręcznie przez amatorów i fascynatów technologii komórkowych. Niestety ma ona kilka wad: dane pochodzą od użytkowników, którzy akurat sprawdzili dany BTS i przekazali jego dane do bazy. Z natury rzeczy nie jest więc kompletna. Część stacji bazowych mogło zmienić swoje parametry i czasem nawet położenie, nadawane kody LAC:CID i nie zawsze znajduje to odzwierciedlenie w bazie. Nie znajdziemy też w bazie informacji o stacjach bazowych LTE (stan na koniec 2014).

Na szczęście od kilku lat Urząd Komunikacji Elektronicznej także publikuje listy tzw. pozwoleń radiowych na uruchomienie stacji bazowych – i to zestawienie także możemy wykorzystać na stronie BTSearch. Niestety także i ta baza ma swoje wady. Po pierwsze to tylko pozwolenia na uruchomienie stacji bazowych, a nie informacja o ich faktycznym uruchomieniu – niektóre stacje bazowe nie zostały uruchomione mimo wielu lat od chwili ich wydania. Zdarzały się sytuacje odwrotne, w których stacje były uruchamiane mimo braków odpowiednich zgód. Po drugie nie ma w tym wykazie potrzebnych nam kodów LAC i CID.

Przykład – najbliższe stacje bazowe Aero2

Spróbujmy na przykładzie ustalić, z której stacji bazowej Aero2 najczęściej korzysta użytkownik mieszkający w miejscowości Stara Wieś pod Nadarzynem (okolice Warszawy) w pobliżu skrzyżowania ulicy Grodziskiej z Poziomkową oraz jakie ma szanse na skorystanie z sieci LTE, gdyby rozważał zakup takiej usługi. Sprawdzimy, z usług jakiego operatora można spróbować skorzystać w tej lokalizacji. Na zrzutach ekranu będzie widać stan na koniec września 2014 – w przyszłości oczywiście może pojawić się kilka nowych stacji bazowych.

Zaczynamy od wejścia na stronę mapa.btsearch.pl i wyszukanie na mapie interesującej nas lokalizacji (zaznaczyłem ją czerwonym X na zrzucie ekranu):

Serwis BTSearch - wyszukana lokalizacja i ustawienia - szukamy stacji bazowych Aero2

W tabelce po lewej stronie wybrałem na razie Aero2 z listy operatorów i pozostawiłem Źródło danych na bazę danych BTSearch.

Odpowiednio regulując powiększeniem widzimy 3 lokalizacje na mapie. Od razu na oko widać, że stacja w miejscowości Urzut znajduje się najbliżej. Możemy to sprawdzić. Klikamy prawym klawiszem myszy znacznik stacji bazowej i przesuwamy kursor myszy do interesującej nas lokalizacji. Pojawi się narzędzie do pomiaru:

Pomiar odległości w serwisie BTSearch

 Widzimy, że orientacyjna odległość to 2,14 km. Następne najbliższe BTSy znajdują się w odległości około 4 km w Nadarzynie i Książenicach.

Ponieważ korzystamy z bazy BTSearch, możemy sprawdzić LAC i CID wszystkich sektorów tej stacji bazowej. Klikamy na znaczniku, wybieramy Szczegóły i zobaczymy następującą informację:

Informacje o stacji bazowej

Teraz możemy spróbować sprawdzić, czy faktycznie łączymy się z tą stacją bazową. Większość modemów pozwala na sprawdzenie identyfikatorów LAC i CID gdzieś w informacjach o statusie połączenia. Mobile Partner (i pochodne, np. Play Online) wyświetlają tę informacje w menu Narzędzia/Opcje->Diagnostyka->Sieć. W telefonach z systemem operacyjnym Android możemy zainstalować aplikację Netmonitor ze sklepu Google Play (nie ma żadnych specjalnych wymagań systemowych) i także odczytać te kody.

Trzeba jednak pamiętać, że jedne programy (w tym domyślnie serwis btsearch) zapisują LAC i CID w postaci liczby dziesiętnej (od 1 do 65536), natomiast Mobile Partner i kilka innych stosuje zapis szesnastkowy (heksadecymalny), w którym mogą występować poza cyframi także litery od A do F (zakres liczb od 1 do FFFF). Na szczęście przeliczanie nie stanowi żadnego problemu. Ponieważ nie każdy jest programistą asemblera, nie musimy tego umieć robić w głowie: najłatwiej wykonać to za pomocą kalkulatora, np. tego wbudowanego w system Windows.

W programie Mobile Partner odczytałem, że LAC lokalizacji to 4A3A, a CID to ECC7. Zobaczmy, co to za stacja bazowa. Uruchamiamy więc kalkulator i przełączamy się do Widoku -> Programisty. Przełączamy tryb pracy na szesnastkowy (klikamy Hex) i wpisujemy 4A3A:

Kalkulator Windows w widoku programisty, tryb heksadecymalny, wpisana liczba 4A3A

Teraz klikamy Dec i nastąpi przeliczenie liczby na wartość dziesiątkową (decymalną):

Kalkulator Windows w widoku programisty, tryb decymalny, mamy przeliczenie

W ten sposób przeliczyliśmy kod obszaru LAC i wiemy, że 4A3A to 19002 – i faktycznie, stacja bazowa, którą kliknęliśmy na mapie BTSearch ma właśnie taki kod. Analogicznie przeliczamy ECC7 – wychodzi, że to jest 60615 – i tutaj też trafienie – ten CID jest dokładnie na tej stacji bazowej i występuje na liście sektorów jak drugi. Czyli korzystając z Aero2 w tej lokalizacji dokładnie wiemy, skąd dociera do nas sygnał Aero2.

Sprawdzamy stacje bazowe LTE

Załóżmy, że nasz apetyt rośnie w miarę jedzenia i w końcu Aero2 może dla nas być za wolne, jednocześnie operatorzy chwalą się superszybkim internetem mobilnym LTE. Zobaczmy, czy są jakieś szanse na zasięg któregokolwiek z tych operatorów we wskazanej wyżej lokalizacji.

Spróbujmy przełączyć nasz wybór opcji na Sieć->Wszystkie sieci i Standard na LTE. I nie zobaczymy nic – nawet zmienimy skalę tak, aby obejmowała duży fragment Polski. Niestety w bazie tworzonej przez użytkowników btsearch nie ma informacji o stacjach bazowych działających w technologii LTE. W tym wypadku musimy przełączyć się na Źródło danych->UKE, czyli listę pozwoleń radiowych, a nie faktycznie sprawdzonych lokalizacji.

Mapa BTSearch - szukamy stacji bazowych LTE

Na mapie zobaczymy kilka stacji bazowych. Najbliżej znajduje się BTS operatora Orange: 1,6 km. Niewiele dalej znajdują się dwie stacje operatora (Urzut i Rusiec) Mobyland… zaraz zaraz, jaki Mobyland? Przecież nie ma takiego operatora? (mógłby zapytać ktoś mnie zorientowany na rynku GSM). Już spieszę z wyjaśnieniem: Mobyland jest właścicielem pasma, poprzez które NFI Midas świadczony usługi na rzecz operatorów Plus i Cyfrowy Polsat. Czyli jeżeli blisko nas jest stacja bazowa Mobylandu, możemy liczyć na LTE od Plusa i CP.

Dodatkowo warto wiedzieć, że jeżeli znaleźliśmy (jak powyżej) stację bazową LTE należącą do Orange, to została ona uruchomiona przez wspólną spółkę Orange i T-Mobile PL, czyli Networks! i zasięg LTE mamy nie tylko Orange, ale także i T-Mobile. Informacja ta jednak dotyczy jedynie LTE oraz niektórych (działających w UMTS 900 MHz) stacji bazowych 3G tych operatorów.

Wracając do mapy, w odległości około 3,5km w miejscowości Nadarzyn jest jeszcze stacja bazowa Play LTE – tutaj szanse na odebranie sygnału są już znacznie mniejsze ze względu na odległość, ale i zabudowania oraz ukształtowanie terenu.

Czyli na połowę października 2014 – w podanej na mapie lokalizacji warto zainteresować się ofertami LTE Plus oraz T-Mobile i Orange. W przypadku Play bez instalacji antenowej nie ma większych szans na poprawny odbiór.

Pamiętajmy – to tylko przybliżenie. Faktyczną możliwość odbioru potwierdzimy dopiero korzystając z zestawu dostarczonego przez operatora – warto korzystać (i sprawdzić dokładnie warunki) z kilkudniowego okresu testowego, który oferuje prawie każdy operator komórkowy przy zakupie zestawów dostępu do Internetu.

Możliwe problemy

Powyższa procedura oferuje nam jedynie przybliżone informacje na temat masztów sieci komórkowych w okolicy. Nie możemy się na nich opierać w 100% procentach z wielu powodów, z których część wymieniłem już w poradniku powyżej.

Ukształtowanie terenu – nieprzypadkowo wybrałem Mazowsze jako przykład – nie mam tutaj zbyt dużych problemów związanych z górami i dolinami. Jedynymi istotnymi przeszkodami terenowymi mogą być drzewa, które często stanowią poważny problem. Jednak w górach i na terenach pagórkowatych musimy pamiętać, że mikrofale sieci komórkowych rozchodzą się przede wszystkim w liniach prostych i czasem (głównie w miastach) odbijają się od niektórych obiektów. Jeżeli w miejscu instalacji modemu lub podłączonej do niego anteny nie widzimy stacji bazowej, może się zdarzyć, że nie odbierzemy sygnału wcale (z pewnością tak będzie, jeżeli między nami a stacją bazową jest wysoka góra).

Zasięg sygnału – ponownie nieprzypadkowo nie podałem powyżej odległości, w jakiej należy szukać stacji bazowych. O ile sygnał 3G w paśmie 900 MHz możemy odebrać nawet z 10 km bez żadnej anteny przy słabej widoczności stacji bazowej, o tyle sygnał LTE 1800 MHz może nam zaniknąć w odległości już 3-4 km. Czasem jednak zdarza się, że odbiór jest możliwy nawet z 10 km i to bez anteny, jeżeli warunki propagacji sygnału są bardzo dobre. Tutaj główną zasadą jest – sprawdzić w praktyce, umieścić modem/antenę jak najwyżej, a instalacje kierunkowe – eksperymentalnie ustawić także w innych kierunkach, gdzie sygnału się nie spodziewamy – możliwe, że znajdziemy jakieś odbicie, albo stację bazową, której na mapach jeszcze nie ma.

Awarie, rozbudowa sieci – Musimy pamiętać, że czasem stacje bazowe mogą mieć awarie, a czasem być uruchamiane szybciej, niż pojawiają sie na mapach. Czasem mimo istnienia pozwolenia radiowego stacja nigdy nie powstaje.

Szybkość połączenia 3G vs LTE – Warto pamiętać, że w wielu lokalizacjach połączenie przez LTE może być wolniejsze, niż po przejściu na 3G. Wszystko przez to, że sygnał LTE jest o wiele bardziej czuły na jakość i moc odbieraną w porównaniu do 3G, gdzie wraz ze spadkiem sygnału do pewnego poziomu prędkości nie maleją. Warto to sprawdzić.

Anteny komórkowe – zastosowanie prawidłowo dobranej (właściwe pasmo) i zainstalowanej anteny pozwala często na odebranie sygnału z większej odległości, niż wynika to z map zasięgu operatora. Jednak nie możemy potem ot tak zmienić technologii, pasma, czy operatora i pozostać przy tej samej antenie. Instalacja przygotowana dla Aero2 (UMTS 900 MHz) może nie zadziałać z LTE Play (1800 MHz, najczęściej inna stacja bazowa i inny kierunek). Dlatego czasem odłączenie anteny od modemu może poprawić odbiór i siłę sygnału. Jednak kwestia doboru anten to temat na… osobną książkę Warto jednak zapoznać się z artykułem o radzeniu sobie ze słabym sygnałem sieci komórkowej. Przede wszystkim dotyczy on sieci 3G, ale większość porad można zastosować także w przypadku LTE.

***

Powyższy poradnik ma na celu przede wszystkim umożliwić lokalizację używanej przez nas stacji bazowej i ewentualnie pomóc przy doborze operatora. Dla bardziej zaawansowanych użytkowników może pomóc przy wskazaniu kierunku, z jakiego dociera do nas sygnał, co przydaje przy ustalaniu sposobu instalacji anteny kierunkowej.

1. Przeciążenia sieci komórkowych – skąd bierze się ten problem?
2. Aero2 – Kolejna duża rozbudowa sieci
3. Aero2 – testy sieci poza Warszawą: Wyszków
4. Sferia – to już definitywny koniec sieci CDMA
5. Aero2 ruszyło z budową sieci LTE 2,6 GHz