Что такое rssi в модеме

Варианты повысить уровень принимаемого сигнала и улучшить качество lte-подключения:

1. Расположите USB-модем как можно ближе к окну (например, на подоконнике). Для подключения USB-модема к интернет-центру серии Keenetic используйте USB-удлинитель (существуют USB-удлинители с присоской для крепления на оконном стекле внутри помещения).

Рекомендуем приобрести качественный (экранированный) USB-удлинитель. Как правило, качественные кабели и удлинители USB имеют сечение провода не меньше толщины стандартного Ethernet-кабеля. Руководствуйтесь следующим принципом — «чем кабель толще, тем лучше», а также обращайте внимание на характеристики кабеля или удлинителя, в которых должно быть указано о наличии экранировки провода и разъема для снижения высокочастотных помех.

2. Как вариант, попробуйте подключить USB-модем через концентратор USB c собственным блоком питания (активный хаб). Особенно это актуально, если качество принимаемого сигнала 4G/LTE очень низкое.

Некоторые USB-модемы, когда находятся в зоне неуверенного приема, при поиске сигнала начинают потреблять значительно больше питания, чем это установлено стандартом. Во избежание такой ситуации можно подключить USB-модем через активный хаб.

3. Разместите USB-модем подальше от возможных источников высокочастотных помех для улучшения полезного сигнала и ослабления шумов. На модем 4G/LTE могут оказывать негативное влияние помехи от других устройств поблизости. Например, возможным источником помех может стать внешний жесткий диск, работающий по стандарту USB 3.0.

4. Некоторые модемы (например, Yota 4G LTE, LU156, WLTUBA-107), помимо стандартного разъема/штекера USB, бывают оснащены дублирующим гнездом Micro/Mini USB, с помощью которого также можно подключить модем через удлинительный провод к интернет-центру.

Качество связи 2g( gsm), 3g (umts). 4g (lte), wi-fi

Настройка и использование

Обычно я против тестирования на не вышедших в релиз версиях прошивок, но в данном случае без ветки Alfa не обойтись — поддержка QMI для новых модемов появилась именно в ней. Так что идём в настройки роутера, выбираем канал «Тестовая сборка», обновляемся на версию 3.

7 Alfa 11, после перезагрузки ещё раз заходим на эту же страницу и в выборе компонент прошивки добавляем поддержку интерфейса QMI для модемов (некоторые скриншоты снимались уже позже собственно всего процесса тестирования, так что за это время вышли новые сборки).

Подключаем модемы, причем для усложнения задачи используем сразу два – по одному в каждый из двух портов USB роутера (используются SIM-карты операторов Мегафон и Билайн), и перезагружаемся. Буквально через несколько минут мы видим зеленый индикатор подключения к сети Интернет на роутере.

Никаких специальных настроек не потребовалось. Все опции подключения были определены автоматически. При необходимости пользователь может в дальнейшем изменить некоторые параметры в настройках соединения. Среди них – тип сети, частотные диапазоны, APN, сеть (оператор), функция ping check, роуминг данных, расписание работы и другие.

В прошивках Keenetic также реализованы очень полезные возможности отправки и чтения SMS, а также работа с кодами USSD.

В сочетании с KeenDNS эти операции будут доступны и удаленно через Интернет.

С учетом типа подключения в сложных ситуациях желательно иметь в роутере средства для контроля и диагностики соединений с сотовым оператором. В прошивках Keenetic это реализовано достаточно удобно. Начать можно со страницы «Системный монитор».

После щелчка на «Подробнее о соединении» пользователю будет показана ключевая информация о подключении. В частности, здесь есть модель и версия прошивки модема, оператор, длительность подключения, уровень сигнала, типа сети, идентификатор базовой станции, IMEI, IP-адреса, текущие скорости приема и передачи, общий объем переданного трафика, имя KeenDNS роутера. Обратим также внимание на кнопку принудительной перезагрузки модема.

Более полезные для выбора оптимальной конфигурации данные представлены на странице настройки подключения.

Как раз в этом месте можно увидеть описанную выше агрегацию – в поле «Band» будут указаны список диапазонов и ширины каналов в каждом. Кроме кода станции здесь будут показаны и другие данные о вышке, что позволит найти ее в онлайн базах и определить, насколько эффективно будет с ней работать.

Плюс есть раскрывающиеся поля с данными антенн и несущих. Обратим внимание, что, к сожалению, все-таки не вся информация соответствует действительности – в частности поле «Максимальная скорость» явно показывает не то, что хотелось бы видеть. Учитывая активную работу над прошивками, есть шанс, что это будет исправлено.

Конечно, при условии, что проблема не в самом модеме, который отдает такие данные. Понятно, что сам производитель здесь ничего не выдумывает, а берет данные от него. Кроме указанных возможностей работы с модемами через GUI, есть также консольные команды. Например, через

show interface UsbQmi1

можно посмотреть статус модема (цифра задает нужный номер интерфейса). Аналогичные данные в формате json доступны через запрос через браузер по URL-ссылке

rci/show/interface/UsbQmi1

Что касается непосредственно использования, то на самом деле можно ограничиться простой констатацией факта, что «все работает». Соединения с провайдерами поднимаются быстро, за несколько недель тестирования отключений, кроме как связанных с перезагрузками оборудования, замечено не было.

По описанным выше причинам, серьезно относиться к замерам реальной скорости работы сложно. Точнее про них можно говорить только с пометкой «вот такое тоже бывает», понимая, что речь идет исключительно о данном месте и времени. Никаких гарантий на минимальную скорость никто никогда не даст. Да и в большинстве случаев для домашних пользователей это и не требуется.

За время использования описанной конфигурации я несколько раз оценивал скорость запуском клиента p2p с несколькими популярными задачами на подключенном к роутеру компьютере. Средние показатели можно грубо оценить как 120 Мбит/с для Мегафон с модемом DW5821e и 50 Мбит/с для Билайн с модемом DW5811e. Напомним, что агрегация начинает работать только при наличии необходимости в ней, то есть нагрузки со стороны клиентов.

Практические выводы, которые можно сделать из проведенного тестирования – пользователю для достижения высоких результатов нужно как минимум иметь хороший модем категории 6 и выше и качественные антенны к нему. Что касается зависимости от оператора, то перед покупкой оборудования стоит проверить вышки и их возможности около предполагаемого места размещения.

Начать можно с изучения карт, а закончить тестом скорости с подходящего смартфона. Кстати, что касается определения режима агрегации, то можно использовать утилиту NetMonster из Google Play, которая способна показать параметры каналов, включая ширину и агрегацию и не требует root-доступа.

Как мы видим, способа жесткой привязки подключения к конкретной вышке в описанной схеме не предусмотрено. Единственное, что можно здесь сделать – использовать внешнюю направленную антенну, так что б модем считал нужную вышку наиболее удачной для подключения. Этот же способ применяется для улучшения результатов и в случае, когда вышли расположены далеко.

Оборудование

USB-модемы, которые можно приобрести в офисах операторов, в большинстве своём имеют категорию не выше четвёртой, то есть не поддерживают агрегацию каналов и обеспечивают скорость загрузки не более 150 Мбит/с. Так что энтузиастам приходится искать другие источники, в роли которых выступают зарубежные Интернет-магазины.

Что касается формата, то чаще всего встречаются модемы в виде плат M.2 3042, в первоначальном виде рассчитанные на установку в ноутбуки, специализированные роутеры и другое оборудование M2M. M.2 является универсальным форматом и имеет несколько вариантов.

Для модемов применяется M.2 с ключом B, что означает передачу через разъем пары линий PCIe, SATA, интерфейсов USB 2.0 и 3.0, звука, а также нескольких специализированных шин. Собственно модемы из этого всего используют USB, контакты для SIM-карты и конечно питание.

Так что если хочется использовать модем с обычным роутером или компьютером, то потребуется специальная плата-адаптер со стандартным портом USB на выходе. Плюс нужно будет решить вопрос с подключением антенн, миниатюрные разъёмы для которых находятся на плате самого модема.

Простейший вариант представляет собой небольшую плату со слотом M.2 и портом USB. Из дополнительных деталей можно отметить наличие преобразователя питания. Корпуса у нее не предусмотрено, так что придумывать нужно будет что-то самостоятельно. Как видно по фотографии — на плате может быть установлено сразу два слота для SIM-карт, что в сочетании с соответствующим модемом позволяет на лету менять оператора через отправку модему команд.

С обратной стороны данной платы нет ничего интересного.

Для подключения антенн потребуются специальные провода-адаптеры – pigtail. Они могут идти в комплекте с платой или продаваться отдельно. На фотографиях я их уже закрепил на плате, что б не повредить разъемы на модеме из-за относительно больших и тяжелых антенн.

В качестве альтернативы сочетанию pigtail и антенны, если есть уверенность в сильном сигнале и/или необходимо обеспечить компактность конструкции, можно попробовать использовать антенны, аналогичные устанавливаемым в ноутбуках. Они обычно идут сразу с разъёмами для подключения к модему.

При желании вместо простого адаптера можно подобрать и более серьёзный (и дорогой) вариант с готовым корпусом, где уже есть все необходимое.

К примеру, у данного варианта есть металлический корпус с возможностью закрепить его в нужном месте.

С одного торца мы видим два светодиодных индикатора и порт USB Type A. Последнее несколько странно, поскольку формально этот порт обычно применяется на стороне хоста. Так что для подключения устройства потребуется идущий в комплекте кабель с парой одинаковых разъёмов.

С другого торца установлены два стандартных разъёма для антенн и между ними подпружиненный слот для SIM-карт формата мини. При этом карта помещяется в нем не полностью, так что поменять ее можно и без применения дополнительных инструментов.

Сам корпус представляет собой отрезок металлического профиля.

Посмотрим теперь что удалось раздобыть из модемов для проведения тестирования. Напомним, что собственно производителей микросхем модемов не так уж и много, фактически большинство моделей может быть представлено в Интернет-магазинах под разными именами, но иметь одинаковые характеристики, а наиболее известным производителем чипов в этой области является Qualcomm.

В частности одна из популярных моделей на базе Qualcomm Snapgragon X7 — Dell Wireless 5811e (DW5811e), который также можно найти по ключевым словам «Sierra Wireless EM7455». Данный модем относится к категории 6 — при агрегации двух каналов способен обеспечить скорость на приём 300 Мбит/с, а на передачу у него все те же 50 Мбит/с, как и в категории 4.

Устройство поддерживает все распространённые диапазоны LTE, а также может работать в режиме 3G. Есть возможность подключения двух SIM-карт и встроенный приёмник GNSS для определения координат. Интерфейс подключения — USB 3.0. Стоимость модема на момент подготовки статьи составляла примерно от 2000 рублей.

Второй вариант основан уже на Qualcomm Snapdragon X20 — DW5821e (другие ключевые слова для поиска — «Foxconn T77W968»). Этот модем категории 18 способен объединять до пяти 20 МГц каналов на загрузку, и его максимальная заявленная скорость составляет 1,2 Гбит/с. Использование категории 13 на передачу позволяет достичь 150 Мбит/с в этом режиме.

Плюс здесь есть MIMO 4×4 и кодирование 256QAM. Подключение осуществляется через USB 3.0. Этот модем применяется в платформе Qualcomm Snapdragon 855, так что фактически встречается в многих смартфонах. Стоимость модема существенно выше и составляет около 6000 рублей.

С установкой модемов проблем не будет. Устанавливаем модем в слот и закрепляем винтом. Далее подключаем кабели от pigtail. Здесь, конечно, нужна аккуратность и внимательность. Разъёмы очень мелкие.

Учитывая текущие реалии, в большинстве случаев, нет смысла ориентироваться именно на USB 3.0. На практике это может быть интересно только при наличии подтверждения, что на вашей вышке можно получить более 300 Мбит/с или как вложение на перспективу.

Второй момент, который хотелось бы здесь упомянуть — питание. Не секрет, что для традиционных «USB-свистков» ситуация, когда модем нестабильно работает или зависает именно из-за питания, встречается часто. Для описываемой схемы с M.2 модемом и адаптером на USB данный вопрос обычно решается качественными цепями на плате-переходнике (они там в любом случае есть, поскольку устройства M.

Чипы Qualcomm имеют встроенные датчики температуры, так что можно обеспечить и удалённый контроль этого параметра. С практической точки зрения для «обычных» скоростей и режимов необходимости в дополнительном охлаждении скорее всего не будет. Однако если речь идёт о максимальной производительности и стабильной работе в сложных условиях, то рекомендуется обратить на это внимание и добавить радиатор и/или даже вентилятор. При этом поведение при перегреве, судя по сообщениям в форумах, может быть разное — от снижения скорости до перезагрузки.

На фотографиях выше видно, что с обратной стороны плат модемов нет никаких элементов и прямо напрашивается поставить с этой стороны термоинтерфейс и радиатор. Однако использованные адаптеры очень хорошо подходят для этого сценария. У первого под модемом находятся слоты для SIM-карт и тут мало что можно сделать.

Отдельный вопрос — прошивки. Традиционно эта тема в многочисленных обсуждениях в сети вызывает немалый интерес, продиктованный шансом бесплатно (если не считать потраченного времени) что-то улучшить. Конечно, в этой статье нет как возможности, так и смысла пересказывать все написанное за последние годы про обсуждаемые устройства.

Отметим только, что если говорить, собственно, об основной прошивке модема, то вопрос относительно простой — ситуации, когда смена прошивки как-то кардинально меняла его поведение, встречаются очень редко и обычно об этом сразу указывается в шапках профильных тем форумов.

Сам процесс замены встроенного ПО обычно относительно несложный, если все идёт по плану. Но, конечно, стоит отнестись к нему максимально внимательно, иначе есть шанс получить «кирпич». Более интересный с практической точки зрения момент — возможность изменения параметров и режимов работы модема редактированием специальных областей/файлов прошивки с целью оптимизации и улучшения скоростных характеристик.

Объединение подключений

Как я писал выше, в тесте использовались сразу два модема и две SIM-карты разных операторов. Для этого варианта можно использовать еще один давно реализованный в прошивках Keenetic способ – штатную функцию объединения подключений.

Настройка простая – закладке «Профили доступа в Интернет» страницы «Приоритеты подключений» создаем новую запись и включаем в нее наши подключения через модемы. Далее на вкладке «Привязка устройств к профилям» выбираем те зарегистрированные устройства локальной сети, которым требуется подобное ускорение.

К сожалению, это еще не все – нужно зайти в консоль роутера и ввести несколько команд для активации функции. Сначала смотрим соответствие внутренних номеров профилей и их пользовательских имен в общем списке:

show ip policy

Потом для соответствующего профиля (в примере – Policy5) включаем режим объединения:

ip policy Policy5<br />multipath<br />exit

Сохраняем конфигурацию и выходим:

system configuration save<br />exit

Подробно эта операция описана в статье базы знаний. В случае, если каналы (модемы, операторы) имеют разные фактические скорости, можно изменить соотношение приоритета каналов для внутреннего алгоритма (это также описано в материале по ссылке).

Результатом будет использование клиентом локальной сети для исходящих соединений одновременно нескольких провайдеров. При этом эффект увеличения общей скорости наблюдается только в случае нескольких множественных подключений. То есть на скорость загрузки файла с сервера FTP это не повлияет, а вот скачивание в сетях p2p будет проходить заметно быстрее.

Негативным моментом реализованной схемы могут быть сложности (в частности отказ в доступе) при работе специальных приложений, в которых, для повышения уровня безопасности, реализована дополнительная проверка IP-адресов клиента в течение сессии. Впрочем, за несколько лет использования этой схемы, я лично с таким не встречался.

На используемом в данной статье оборудовании при объединении каналов на задаче загрузки файлов получались результаты на уровне 200 Мбит/с. При этом в Web-интерфейсе роутера можно было заметить, что использовались именно два канала. Жаль, что на странице «Системный монитор» нельзя одновременно вывести два графика трафика соединений.

Подключение

Учитывая, что первоначально данные модемы были созданы для ноутбуков, их использование с компьютерами обычно не вызывает проблем при наличии свежих версий ОС и драйверов. Но наша цель — совместная работа с беспроводным роутером для раздачи доступа к Интернет для нескольких клиентов.

Прежде чем поговорить о самих роутерах и их прошивках, вспомним, какие используются сегодня варианты протоколов, также называемых в данном случае «режимами», для общения с модемами. Кроме непосредственно подключения к сети Интернет, они отвечают за управление настройками модема, а также мониторинг его состояния.

Учитывая, что речь обычно идёт о решениях на чипах Qualcomm, не удивительно, что наиболее распространенным стоит признать QMI — Qualcomm MSM Interface. Похож на него и относительно недавно появившийся MIBM (Mobile Broadband Interface Model), уже не привязанный к одному производителю. С технической стороны они обычно выглядят как несколько подустройств на шине USB.

Для обсуждаемой темы высоких скоростей остальные протоколы менее актуальны, так что просто упомянем их — NCM, ECM и RNDIS представляют собой реализации «Ethernet через USB» разных поколений.

В большинстве случаев, модемы поддерживают работу по нескольким протоколам, переключение между которыми осуществляется специальными программами или командами. Дополнительно они же могут использоваться и для включения-выключения отдельных портов (например, диагностического порта) или выбора параметров интерфейсов (например, ограничение USB версией 2.0).

Так что выбор роутера/прошивки для нашей задачи очень широкий и зависит как от бюджета, так и уровня технической подготовки пользователя. На одном краю находится известная прошивка OpenWrt, которая доступна для многих аппаратных платформ.

Немного менее «затратный» по времени настройки — основанный на том же OpenWrt проект ROOter. Далее можно вспомнить про известный бренд MikroTik, который во многих своих продуктах поддерживает работу с сотовыми модемами по современным интерфейсам.

Мы же в этот раз используем решение хорошо знакомого бренда — Keenetic. Пусть это будет Keenetic Viva KN-1910 — двухдиапазонный гигабитный роутер с парой портов USB 2.0. До анонса новых моделей верхнего сегмента, это было третье по старшинству устройство — с мощным (для решений этого бренда) процессором, но в отличие от Giga без SFP, только с USB 2.

Теория

Основной ресурс для сотовых операторов — частоты. Не имея достаточной полосы, предоставить клиенту высокую скорость не получится, как и обслужить большое число абонентов, поскольку физические законы не обманешь. Обычно эти ресурсы распределяются с учётом региона.

В сети можно найти списки диапазонов (Band) с учётом ширины канала. Так что, к примеру, в одной области оператору может быть выделен один набор частот и каналов, а в соседней — совсем другой. Так что и это тоже стоит учитывать при планировании реализации высокоскоростного доступа к Интернет через сотовые сети.

Модем категории 4 (LTE Cat. 4) поддерживает MIMO 2×2 и на канале шириной 20 МГц как раз имеет максимальные скорости скачивания и загрузки 150 и 50 Мбит/с соответственно. Заметим, что бывает так, что оператору выдаётся в регионе полоса как менее, так и более 20 МГц.

Соответствующим образом меняется и скоростная «ёмкость». Модем категории 6 уже относится к классу LTE-Advanced (LTE-A, LTE , 4G ). Он способен агрегировать две частоты (два канала) базовой станции на скачивание, что даёт в итоге 300 Мбит/с. Заметим здесь, что категория модема является его фиксированной аппаратной характеристикой и не может быть изменена никакими прошивками. Хотя вот включить-выключить поддерживаемые режимы MIMO и кодировок можно.

В таблице ниже приводятся некоторые варианты категорий, которые могут использоваться в современном клиентском оборудовании.

При этом скорости приводятся именно максимальные и на самом деле формально там не такие круглые цифры, но в данном случае это не очень существенно.

Что касается базовых станций, то операторы постоянно обновляют оборудование, так что определение актуальных возможностей именно ваших ближайших станций является непростой задачей. Формально для этого существует специализированное программное обеспечение, однако использовать его неподготовленным пользователем будет сложно.

В общем случае, агрегация частотных каналов позволяет устройству клиента подключаться к одной базовой станции одновременно по двум и более каналам (ещё раз напомним, что только если эти режимы реализованы на этой базовой станции) и таким образом суммировать скорости.

При этом каналы могут принадлежать одному или разным диапазонам (Band), а также иметь одинаковую или разную ширину. В зависимости от оборудования и его настроек, рост скорости может касаться не только загрузки, но передачи. Отметим, что данная технология работает и даёт эффект в том числе и на однопоточной нагрузке (скажем просмотре видеоролика или при скачивании файла по прямой ссылке).

Функциональность

RSSI или это значение сигнала измеряется в децибелах от 0 (ноль) до -120 (минус 120). Чем ближе значение к 0 (нулю), тем сильнее будет сигнал. [2] При этом общее место для соседних узлов составляет от -555 (минус 55) до -65 (минус 65). RSSI -555 (минус 55) является более сильным сигналом, чем -70 (минус 70).

Этот RSSI можно найти между точками доступа, щелкнув на них в окне просмотра карты и перейдя по соседней вкладке. [3] Если измеряется в отрицательных числах, число ближе к 0 обычно означает лучший сигнал, число, которое -50 (минус 50) является довольно хорошим сигналом, число -70 (минус 70) является разумным, а число, которое -100 (минус 100) не имеет сигнала на всех.

[4] Количество соседей также должно быть ограничено максимум 5, поскольку выход за пределы этого диапазона может привести к проблемам с производительностью, чаще всего вызванным помехами сигнала. RSSI также может быть использован внутри карты беспроводной сети.

Это необходимо для определения того, когда количество радиосигнала в канале ниже определенного порога. В этот момент сетевая карта готова к отправке. Если карта уже очищена для отправки, то будет отправлен пакет информации. Конечный пользователь сможет наблюдать значение RSSI при измерении силы сигнала беспроводной сети с помощью беспроводного инструмента мониторинга, такого как Wireshark, kismet или insider.

Для измерения уровня принимаемого сигнала в определенном месте и в определенное время можно использовать приложение для сканирования по Wi-Fi. Если вы используете компьютер под управлением Mac OS X, вы можете получить RSSI даже без установки каких-либо приложений с помощью следующих инструментов:

1. Нажмите и удерживайте клавишу Alt, щелкнув значок Wi-Fi в меню состояния.
2. В списке доступных сетей найдите имя сети, к которой вы подключены, и информация о подключении, включая RSSI, будет отображена непосредственно ниже.

Если вы хотите отобразить уровень сигнала для всего помещения, вы можете использовать инструмент теплового картирования вместо Wi-Fi сканера. Этот инструмент поможет вам визуализировать беспроводное покрытие в различных зонах вашего дома. [5]

Заключение

Если описывать результаты одним предложением, то можно сказать, к примеру, так «использование модемов высоких категорий с поддержкой агрегации каналов может иметь значительный эффект с точки зрения скорости». Но далее уже будут поправки «в некоторых случая», «зависит от многих условий», «гарантий никто не дает», «если хорошо работает сегодня, завтра может и не работать совсем» и так далее.

На мой взгляд, если уж стоит задача обеспечения комфортного подключения к Интернет через сотовых операторов для домашней (офисной, дачной и так далее) сети, то начинать надо с проверки текущего положения дел в заданной точке по нескольким операторам на хорошем смартфоне.

Если найдется подходящий вариант – покупаем модем/тариф/роутер и просто пользуемся. Если сигнал слабый, то изучаем карту расположения вышек, оцениваем шансы улучшить сигнал внешней направленной антенной, ищем возможность протестировать эту конфигурацию. Если результат успешный – к указанному набору добавляем антенну и закрываем вопрос.

Что касается выбора непосредственно модели модема, то на данном этапе развития сотовых сетей и в условиях отсутствия гарантий высокой скорости, на мой взгляд, сложно оправдать покупку устройств категории выше шестой. Да, случаются счастливые совпадения и в сети можно найти эффектные картинки с несколькими сотнями мегабит в секунду, но платить в три раза больше… Это может не касаться требовательных мобильных пользователей, которым нужно максимально быстро в разных условиях и которые выбирают лучшее без ограничения бюджета.

Ну и традиционно упомянем энтузиастов, которым собственно процесс часто более интересен, чем результат. И у них здесь, конечно, богатое поле для экспериментов – адаптеры, подключение к роутеру, изменение настроек и прошивок модема, выбор антенн и так далее.

Что касается использованного для тестов роутера Keenetic Viva, то, как мы увидели, производитель провел серьезную работу по интеграции новых протоколов и устройств в прошивку (кстати, есть информация что тестируются уже и модемы 5G), так что конечному пользователю не придется разбираться с подключением, что существенно упрощает и ускоряет процесс.

К надежности и стабильности работы роутера нет никаких вопросов. В плюсы стоит записать уникальный набор поддерживаемых сервисов «из коробки». Не могу не вспомнить здесь и такую полезную технологию, как KeenDNS. Учитывая, что сегодня сотовые операторы позволяют работать только с «серыми» адресами, возможность в этих условиях обеспечить удаленный доступ к роутеру и даже устройствам за ним без существенных усилий очень пригодится.