Ako lacno zlepšiť LTE signál

Dostávam sa k tretej a poslednej časti tejto mojej serie, ohľadom zrýchlenia domáceho internetu. Na úvod ešte spomeniem, že na niektoré veci som prišiel až počas písania tohto článku, preto dúfam, že bude zrozumiteľný a nie zmetočný.

V mojom prípade router v garáží má maximálne signál 50%, tak som začal poškuľovať po nejakej externej anténe. Našiel som shop s anténami ale niečo serióznejšie stálo cca 70€, čo mi prišlo veľa, preto som to nechal tak.

Po čase ma napadlo a čo tak pozrieť na Aliexpress. Tam ceny začínali na nejakých 3 eurách, ale išlo len o interiérové riešenie pre USB LTE modemy. Tak som hľadal ďalej a cena stúpala, ale rovnako aj popisovaný zisk antén, ktorý udávali predajcovia do závratných čísel. Ak sa nemýlim zisk 3dB znamená zdvojnásobenie signálu a ak sa dobre pamätám, určite tam mali antény čo mali zisk 10dB alebo dokonca aj 20dB. Podľa nájdenej tabuľky zisk 18dB je 64 násobné zosilnenie signálu, čo je absolútne nereálne, minimálne pri tých malých rozmeroch. Tie čo som našiel na slovenskom eshope mali zisk do 10dB. Preto som hľadal niečo so serióznym popisom, za rozumnú cenu a hlavne s pozitívnymi spätnými hodnoteniami. Veľa komentárov bolo takých, že použitie neprinieslo očakávaný výsledok. Nakoniec som našiel niečo, čo malo aj pozitívne ohlasy, reálne zosilnenie v popise (10-12dB) a pre mňa primeranú sumu, necelých 16€.

Tak som si objednal anténu, ktorá došla za menej ako 14 dní a k nej som si objednal aj takú rozdvojku, pomocou ktorej ju budem vedieť pripojiť na obe konektory, keďže router ma možnosť pripojiť dve antény. Keďže anténa a rozdvojka neprišli naraz, najprv som anténu osadil a pripojil namiesto jednej pribalenej k routru a výsledok sa dostavil.

Po niekoľkých dňoch dorazila aj spomínaná rozdvojka a hneď som ju aj pripojil. No bol som prekvapený z výsledku. Download sa prakticky nezmenil ale upload sa skoro zdesaťnásobil. Vau, bol som naozaj prekvapený.

Po preštudovaní niekoľkých materiálov ohľadom LTE a MIMO som zistil, že ešte lepší signál a rýchlosti sa z princípu MIMO dajú dostať zvýšením počtu antén. A keďže router mal dve tak som objednal ďalšiu. Tá po niekoľkých týždňoch dorazila i zapojil som ju a urobil testy s jednotlivými anténami, aby celý tento článok mal aj nejakú relevantnú hodnotu.

Testy

Na úvod spomeniem, že som skúšal urobiť dva testy. Jeden v noci a jeden cez deň ale rozdiely boli minimálne. Predpokladám, že kvôli vyťaženosti siete. Test som robil cez stránku speedtest.net vždy na ten istý koncový server. Vybral som Engine Banská Bystrica a vždy som urobil 5 meraní a vypočítal priemer. Tak poďme k testom.

Osadenie modemu

Prvé dve tabuľky sú urobené s dodanými anténami a obsahujú štyri testy. Prečo 4? Pretože som urobil testy pri rôznych polohách antén. Vertikálne, horizontálne ale aj ich vzájomnou kombináciou. U mňa bola najúčinnejšia kombinácia polôh. Skúšal som aj vytočiť horizontálnu anténu ale na rýchlosti to nemalo vplyv.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
128 / 266.65 / 5,072.6 / 2,44
226 / 268.77 / 4,732.08 / 2,94
325 / 269.74 / 4,611.94 / 2,76
429 / 258.4 / 4,81.82 / 2,75
529 / 268.42 / 3,982.49 / 2,52
Priemer27.4 / 25,88.4 / 4,642.19 / 2,68

Prvé hodnoty sú namerané pri vertikálnej polohe antén a druhé hodnoty sú pre horizontálne polohy antén. Obdobne je to aj pri druhej tabuľke. Prvé hodnoty sú pri vertikalno-horizontálnej a druhé opačne horizontálno-vertikálnej polohe antén.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
129 / 257.15 / 4,733.44 / 2,79
227 / 278.93 / 4,723.79 / 2,76
330 / 267 / 4,443.78 / 2,49
428 / 286.6 / 4,584.12 / 4,04
525 / 276.63 / 5,34.29 / 3,28
Priemer27.8 / 26,67.26 / 4,823.88 / 3,07

Ako som už spomínal, najprv došla jedna anténa bez rozdvojky, a preto ďalší typ testov, ktoré som urobil, bol ten, že jednu pôvodnú anténu som nahradil kúpenou externou anténou. A keďže testy som robil, keď už som mal všetko objednané doma, mohol som vyskúšať obe. A znova som urobil 4 testy, teda vyskúšal obe externe antény s rôznou polohou dodávanej antény. Rovnako ako v predošlom, testy sú umiestnené v dvoch tabuľkách. Prvá obsahuje testy s jednou a druha s druhou externou anténou.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
130 / 2424.19 / 24,131.36 / 2,15
228 / 2525.37 / 24,841.71 / 4,21
330 / 2924.54 / 23,621.9 / 3,64
429 / 2522.85 / 24,881.36 / 3,2
525 / 2324.2 / 17,941.76 / 3,69
Priemer28.4 / 25,224.23 / 23,081.62 / 3,79
 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
126 / 2412.97 / 10,42.5 / 2,59
229 / 3113.15 / 7,342.51 / 2,89
326 / 2712.22 / 13,122.36 / 2,73
432 / 2513.89 / 12,752.52 / 2,38
528 / 2514.09 / 11,852.42 / 2,93
Priemer28.2 / 26,413.26 / 11,082.46 / 2,7

Ako je z nameraného zrejme, vplyv na upload ma poloha dodanej antény. A zmena rýchlosti download je predpokladám kvôli polohe externých antén a nie kvôli ich konštrukcii. Či je to naozaj tak, ťažko zistím, keďže antény už mám pripevnené.

Osadenie antén

Ďalší typ testov som urobil s jednou externou anténou pripojenú cez rozdvojku na obe konektory. Pri tom teste, ako som už spomenul niekde vyššie, stúpla najviac rýchlosť uploadu. A v tabuľke je vidieť ako ma vplyv umiestnenie antény na rýchlosti.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
123 / 2624,58 / 11,821,34 / 10,45
225 / 2824,14 / 12,821,53 / 9,82
326 / 2925,27 / 14,1721,23 / 10,7
426 / 2822,39 / 11,7420,95 / 9,46
527 / 3123,08 / 9,9121,28 / 10,12
Priemer25,4 / 28,423,89 / 12,0821,27 / 10,11

A posledným typom testu, ktorý som urobil bol test, kde som pripojil obe externe antény.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
12727,3211,2
22624,549,96
32725,0210,76
42525,8410,35
52925,9910,42
Priemer26,825,7410,47

Sumarizácia

Do poslednej tabuľky, kvôli prehľadnosti a sumarizácii som umiestnil všetky priemery testov, ktoré som robil.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
Horizontálne27,48,42,19
Vertikálne25,84,642,68
Kombinovane27,87,263,88
Kombinovane26,64,823,07
Interna + Externa28,424,231,62
Interna + Externa25,223,083,38
Interna + Externa28,213,262,46
Interna + Externa26,411,082,7
Externa25,423,8921,27
Externa28,412,0810,11
Externe26,825,7410,47

Ako je z nameraného zrejme najmenšie rýchlosti som dosiahol pri interných anténach. Ak chcem dosiahnuť čo najlepšie rýchlosti treba pre modem nájsť čo najlepšie miesto, kde sú tie rýchlosti najvyššie. Ešte viac si vieme pomôcť polohovaním antén.

Ďalšie zrýchlenie a oveľa väčšie viete dosiahnuť zakúpením a použitím externej antény. U mňa rýchlosť downloadu vzrástla 2 až skoro 6 násobne a uploadu sa prakticky nezmenil. (vysvetlenie nižšie)

Najväčšie zrýchlenie som dosiahol použitím jednej externej antény pripojenej cez rozdvojku na obe konektory. Pri tomto som dostal pomer rýchlosti download a upload skoro 1:1, kde upload dokázal vzrásť skoro 10 násobne.

Pýtate sa prečo? Pri downloade anténa na routri slúži na prijímanie, teda nepotrebuje veľký výkon, ten je potrebný na strane vysielača, teda u antény poskytovateľa. Opačný prípad je v prípade uploadu, keď kvôli odosielaniu dát je potrebný väčší výkon na vašej strane. A keďže vaša anténa je podstatne menšia, než ta na strane providera, nevie dosiahnuť rovnaký výkon a odosielanie od vás je podstatne pomalšie. Preto pripojením externej antény, dramaticky vzrástla rýchlosť odosielania dát. Podstatne viac než ta pre download.

Zaujímavosťou a pre mňa veľkým prekvapením na základe toho čo som si prečítal a videl, je to, že použitím dvoch externých antén som nedosiahol tie najlepšie výsledky. Prečo je to tak netuším ale nedalo mi to.

Spomenul som si, že pri teste s jednou externou anténou som ju pripájal vždy na ten istý anténny vstup. Preto urobil som ďalší test s vymenenými polohami antén, kde meranie som robil s anténou, ktorá mala horšie výsledky a voilà.

 Ping (ms)Download (Mbps)Upload (Mbps)
127 / 238,76 / 7,2313,68 / 1,99
227 / 3211,35 / 7,1215,45 / 2,47
324 / 2812,61 / 10,6214,1 / 2,75
428 / 2512,59 / 7,9314,51 / 3,01
526 / 2814,68 / 7,0616,12 / 2,41
Priemer26,4 / 27,212 / 7,9914.77 / 2,53

Prvý hodnoty sú dáta namerané s externou anténou na druhom konektore a druhý stĺpec obsahuje hodnoty znova namerané v pôvodnej konfigurácii ale v rovnakom čase.

Z nameraného je teraz jasne, že som dostal výsledky podobné aké mám pri testovaní jednej antény pripojenej na obe konektory naraz. Tu sa teraz naskytá otázka ako to MIMO vlastne funguje a či to vôbec funguje, respektíve ako to ma implementované výrobca v tomto modeme.

Záver v bodoch

  • ak nechcete investovať do extérných antén, treba modemu nájsť čo najlepšie miesto (viac som sa venoval v tomto článku) a rovnako skúsiť rôzne polohy antén
  • ak sa rozhodnete investovať do externej antény, dokúpte si aj rozdvojku a v podstate si vystačíte aj s jednou extérnou anténou

Odkazy

Pojmy
MIMO (Wiki EN)
Čo je MIMO (Youtube)
Zvyšuje vonkajšia anténa rýchlosť LTE?
Anténní počty s decibely

Prečo sú LTE rýchlosti uploadu a downloadu rozdielne (EN video)
LTE antény (EN video)
Prečo sú pre LTE potrebné dve antény (EN video)
Prečo musite mať dve LTE antény (EN video)

Časti seriálu
1. Zrýchľujeme domáci internet
2. Keď jeden internet nestačí
3. Ako mať lepší signál