In questa nuova pagina verrà trattato l’argomento della rete mobile 4G+  presente sul nostro territorio, la materià è molto vasta e ricca di informazioni.
Purtroppo, a differenza della rete fissa, non è una scienza esatta, e spesso i valori che uno si aspetterebbe sono spesso differenti e molto variabili nel corso del tempo.
Cercherò di essere il più chiaro possibile e di dare informazioni di facile interpretazione anche per chi non mastica la materia di telecomunicazioni, detto questo, cominciamo!

 

Antenna 4G/5G presente in Via Galli

 

Il nostro paese, come il resto dell’Italia e del mondo, è cosparso di queste enormi strutture, molto alte e riconoscibili a chilometri di distanza, chiamate in gergo “BTS” (base transceiver station), in italiano “stazione radio base “, ma come funzionano?

Come si può ben notare, nella vetta della struttura sono presenti una serie di pannelli chiamati CELLE o RADIANTI che servono ad irradiare il segnale in una determinata direzione o settore. La logica con cui vengono orientati varia in base alla scelta dell’operatore e dalla posizione della antenna stessa all’interno del sistema delle altre antenne presenti sul territorio, per così permettere all’operatore di coprire la zona nella maniera più ottimale.

Ogni antenna può ospitare più operatori, non è una regola, ma spesso accade.
Quelli presenti in italia sono:
TIM, Vodafone, WINDtre, Illiad.
In questo caso non vengono menzionati quelli “virtuali” in quanto non posseggono fisicamente le celle, ma si appoggiano sulla rete di questi 4 in base agli accordi presi.

Ogni operatore mette a disposizione le proprie bande di frequenza, che variano da BTS a BTS, se si trovano in centri di grandi città o in mezzo ai campi gli operatori adotteranno schemi diversi in base all’utenza che accederà al servizio.
Innanzi tutto bisogna chiarare che le varie bande di frequenza hanno caratteristiche differenti, quella più bassa porterà il segnale più lontano, riusciendo anche a superare ostacoli naturali come alberi ecc.. mentre quella più alta diventa più suscettibile agli ostacoli che incontra ma riuscirà a trasmettere più dati.

Le bande più frequenti che troviamo in italia in 4G/LTE sono le seguenti:
B20: 800MHz
E’ la banda con la minor velocità teorica disponibile, la sua velocità massima è di 100 Mb/s, ma ha un’ottima copertura.
B32: 1500MHz
Questa banda consente di aumentare di 200 Mb/s teorici la velocità di download complessiva, viene accoppiata ad altre bande in quanto è destinata al solo download di dati.
B3: 1800MHz
E’ una via di mezzo tra la B7 e B20, fornisce una eleveta velocità mantenendo una buona stabilità di segnale, è in grado di fornire una velocità fino a 200 Mb/s.
B1: 2100MHz
La coperturà è molto simile a quella della B3 ma con una velocità massima uguale a quella della B20 quindi 100Mb/s.
B7: 2600MHz
è la banda più veloce attualmente presente in LTE, viene spesso attivata in zone ad alta densità di popolazione, consente di erogare fino a 200Mb/s di velocità.
B28: 700MHz
Utilizzata da Illiad come banda più lenta, la sua velocità massima è di 100 Mb/s, ed ha un’ottima copertura.

 

Ora che abbiamo capito quali sono le bande presenti sul territorio c’è bisogno della tecnologia per poterle coadiuviare per raggiungere la maggiore qualità e velocità possibile, per questo motivo ci vengono in contro 2 tecnologie:

  • Modulazione di Frequenza MCS (Modulation Coding Scheme) in cui avviene un rapporto tra la velocità massima raggiungibile in download dal terminale e la qualità del segnale ricevuto, andremo troppo nel tecnico quindi lasciamolo stare per il momento.
  • MiMo: (Multiple-input and multiple-output): Viene indicata ad esempio come (2×2 MiMO, 4X4 MiMO ecc..) e indica il numero di antenne che può usare contemporaneamente per gestire i flussi di dati in entrata e uscita. Quindi più MiMO = più velocità, basti ad immaginare ad una grande autostrada, più corsie significa meno traffico e quindi più velocità, ma anche più stabilità del segnale e ricezione.

Di seguito potete trovare le bande disponibili per ogni operatore e la relativa posizione delle BTS presenti sul nostro territorio:NB: Per motivi pratici le antenne presenti nella zona industriale di porto nogare non sono state inserite.

FONTE LTE ITALY:

 

 

Come si può ben notare il territorio è coperto in maniera uniforme da tutti e 4 gli operatori, con evidenti scelte di mercato nella scelta delle bande da erogare.
Un eventuale dispositivo (Smartphone o Modem 4g+) si collegherà quasi sempre alla BTS più vicina in relazione dell’operatore scelto, i casi in cui questo non accade sono solitamente 2:

  1. Quando all’interno di un edificio il dispositivo ritenga più vantaggioso collegarsi ad una BTS più lontana in quanto il segnale ricevuto (magari per colpa di ostacoli (muri ecc…) ) è troppo debole e faccia risultare la BTS più vicina in realtà più lontana, è quindi buona norma posizionarlo in una zona idonea della casa.
  2. Quando si decida di installare una antenna monodirezionale collegata al modem in modo tale da aumentare il guadagno del segnale e migliorare sensibilmente le prestazioni di connettività, questo permette inoltre di poter “scegliere” la BTS a cui collegarsi se lo si ritenga più vantaggioso, magari nel caso in cui per motivi di necessità il modem lo si posizione in una zona della casa con poco segnale.

Ora che abbiamo parlato della posizione BTS e di come andrebbe posizionato il modem router iniziamo a trattare le caratteristiche che deve avere quest’ultimo:

I modem 4g più comuni che si conoscono sono le famose “saponette” in cui viene inserita una SIM di un operatore che si collega come un cellulare alla BTS erogando così il servizio, va da se, che un modem così piccolo ed economico offre una qualità di connessione molto bassa, per questo varie aziende del settore delle telecomunicazioni ci sono venute in contro sviluppando Modem che si adattano ad ogni tipologia di necessità e sopratutto di budget.
Quando ci si approccia all’acquisto di un modem bisogna prestare attenzione alla categoria a cui fa parte, cosa significa questo? Che ogni modem viene categorizzato in base alle prestazioni che può offire in un ambiente ideale, di seguito vi lascio lo schema riassuntivo:

CAT MODEM Velocità Download (Mbps) Velocità Upload (Mbps)
CAT 1 10 5
CAT 2 50 25
CAT 3 100 50
CAT 4 150 50
CAT 5 300 75
CAT 6 300 50
CAT 7 300 150
CAT 8 3000 1500
CAT 9 450 50
CAT 10 450 100
CAT 11 600 50
CAT 12 600 100
CAT 13 400 100
CAT 15 4000 1500
CAT 16 1000 150
CAT 18 1100 150
CAT 21 1400 150

Grazie a questa tabella si può notare come all’aumentare della categoria le diverse velocità di download/upload aumentino. Inoltre, dalla CAT 6 in poi, si unisce il concetto di LTE Advance, ovvero una tecnologia che permette di aggregare più bande per aumentare le prestazioni.

Questo significa che, oltre alla scelta della categoria del modem, bisogna ricercare la CA “Carrier Aggregation”, ovvero la capacità del router di aggregare più bande contemporaneamente per poter creare una connessione stabile e veloce, unendo così, i vantaggi di ogni banda.
Una delle cose su cui bisogna fare particolare attenzione sono tutti quei valori che spesso sono nascosti e spesso visti come dei dati che solo dei tecnici possono capire, ma credo che sia fondamentali capiri per sapere come la nostra rete lavora, in particolar modo, tramite un “Hack” realizzatata dallo youtuber “Miononno” possiamo leggere in maniera chiara i valori di segnale della nostra rete.

Qua di seguito potete trovare un esempio, e man mano verrano spiegate le varie diciture:

  • RSSI: è l‘acronimo di Received Signal Strenght Indicator, è il valore che indica la potenza del segnale ricevuto. Nello specifico, l’RSSI permette di sapere se un segnale sia o meno sufficiente per stabilire una connessione.
    >= –70 dBm Eccellente
    da –70 dBm a –85 dBm Buono
    da –86 dBm a –100 dBm Sufficiente
    < –100 dBm Insufficiente
    –110 dBm Nessun segnale
  • RSRQ: Reference Signal Received Quality indica la qualità del segnale radio di riferimento, ovvero la qualità del segnale LTE.
    >= –10 dB Eccellente
    da –10 dB a –15 dB Buono
    da –15 dB a –20 dB Da sufficiente fino a insufficiente
    <= –20 dB Nessun segnale
  • RSRP: Reference Signal Received Power e sta ad indicare la potenza del segnale di riferimento ricevuto, valore importante per valutare la ricezione e la qualità del segnale.
    >= –80 dBm Eccellente
    da –80 dBm a –90 dBm Buono
    da –90 dBm a –100 dBm Da sufficiente fino a insufficiente
    <= –100 dBm Nessun segnale
  • SINR: è il valore relativo al rapporto segnale/rumore della connessione, a contrario della rete fissa il rapporto deve essere sempre maggiore di 0dB
    >= 20 dB Eccellente
    da 13 dB a 20 dB Buono
    da 0 dB a 13 dB Da insufficiente fino a sufficiente
    <= 0 dB Nessun segnale
  • ANT: Può indicare EXT o INT ed indica con quali antenne sta utilizzando al momento, (EXT – Esterne) quindi con una antenna collegata sul tetto, (INT – interne) quelle predefinite del dispositivo.
  • ENB ID:  Indica la BTS a cui siamo collegati in quel momento.
  • CELL ID: Indica la cella fisica a cui siamo collegati.
  • MAIN: Indica la banda primaria su cui sta lavorando.
  • ALLOWED: Sono le bande impostate manualmente, in pratica il modem aggrega solo quelle 3 che sono state selezionate manualmente, altrimenti si può impostare su “AUTO” affinchè aggregi automaticamente quelle che ritiene più opportune.

Qua di seguito è riportato il video tutorial:

NB: Funziona solo so router Huawei, nel canale dello youtuber sono presenti altri hack per altri marchi.

Ora che abbiamo chiarito quali sono i valori da tenere sotto d’occhio in una connessione 4G+ bisogna capire il motivo per cui questi valori aumentano o diminuiscono.
In una connessione Wireless i fattori che influiscono sulla qualità e velocità del segnale sono svariati, come la posizione del modem all’interno della casa, magari è stato posizionato tra dei muri con alta presenza di metallo, è quindi buona norma posizionarlo nella zona più vicina alla BTS con il minor numero di ostacoli possibili.
Altro fattore è il meteo, quest’ultimo influisce molto, sopratutto se la distanza con la BTS è notevole, maggiore è la distanza, maggiori saranno gli effetti; pioggia, umidità e vento possono influire negativamente sulla qualità del segnale. Di contro, giornate soleggiate prive di vento e umidità offrono delle prestazione ottimali per la navigazione.

Se si decide di collegare un’antenna esterna al proprio modem, la lunghezza del cavo ha un effetto sul segnale, questo perchè il cavo coassiale ha una attenuazione dovuta alle proprietà intrinseche del materiale, un cavo di buona qualità permette di evitare troppa dispersione di segnale. Alla fine torniamo sempre sullo stesso punto, più spendo, più ho.