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40 Mbps en 4G avec des antennes MIMO

Ma maison est dans une quasi-zone blanche, en téléphonie comme en data. Comment concilier cette situation et un métier purement numérique ?

Expérimentations autour d’une antenne 4G MIMO

Manque de bol, ma résidence secondaire est pile au milieu d’une zone blanche de quelques centaines de mètres de côté, cartes de l’ARCEP faisant foi. Ce qui non seulement signifie qu’il est quasiment impossible d’émettre et de recevoir des données, mais que même passer un coup de bigo est compliqué : pour téléphoner, il faut idéalement se trouver à 1 mètre de la fenêtre de gauche.

C’est une situation qui ne m’arrange qu’à moitié, dans la mesure où j’ai la ferme intention de faire de longues périodes de télétravail… depuis cet emplacement !

Un collègue et ami s’était fabriqué (pour s’amuser) sa propre antenne 4G et je lui ai soumis ma situation. Sa recommandation a été d’acheter :

Cet article se veut plutôt un retour d’expérience sur ce qu’on peut obtenir qu’un tuto sur le montages des antennes, qui au final se résume à « faire tenir sur un mât et brancher au routeur »…

Pose temporaire mobile

Comme je n’avais pas envie de monter dans les combles cette année pour passer les câbles des antennes, j’ai monté le tout sous un format temporaire, à base de pied de parasol et de manche à balai. Ça marche bien, comme on le verra plus loin, mais la mobilité reste perfectible : il faut quand même trimballer un truc qui pèse 15 kg (le pied, rempli d’eau), et qui mesure 1 mètre x 1 mètre. En intérieur, il faut un peu de volonté et un peu d’aide au guidage est utile.

Consignes à respecter

Les consignes de montage sont :

  • un écartement idéal entre les antennes de 96 cm, et pas moins de 88 cm
  • antennes perpendiculaires entre elles : \ /
  • antennes dans le même plan vertical

Longueur de câble

J’ai pris des antennes avec 10 m de câble, en prévision du trajet dans les combles jusqu’à l’emplacement idéal du routeur. C’est la raison pour laquelle les deux câbles sont réservés au pied du mât. Je sais que j’ai ici de potentielles pertes de signal, notamment avec les câbles embobinés.

Mais si vous envisagez un système mobile, vous pouvez prendre des antennes avec 70 cm de câble. Attention dans ce cas : si votre implantation est identique à la mienne (routeur en pied d’antenne) et que l’antenne haute est à 96 cm de l’antenne basse, le câble de l’antenne haute sera trop court.

Mise en position du routeur

J’ai simplement récupéré de l’emballage du routeur la coque en carton dans laquelle il est livré. Je l’ai collée au double-face sur le pied de parasol, et j’ai réalisé au cutter les ouvertures pour les connecteurs et le bouton.

Connexion des antennes

Le format de connecteur CRC9 des antennes au routeur est fort malpratique, la prise tient très mal et se débranche au moindre mouvement du routeur ou du câble.

C’est la raison pour laquelle j’ai amené les câbles d’antenne et d’alimentation au routeur par un chemin de câble fixe, qui ne bouge pas lorsqu’on règle l’antenne.

Orientation

Dans le principe, ce n’est pas compliqué : on matérialise les émetteurs sur une carte, et on utilise cette carte (et une boussole) pour orienter notre antenne.

Le support du mât étant indépendant du socle lesté, on orientera les antennes en le faisant tourner dans son emplacement.

Carte des émetteurs

  • localisez les émetteurs proches de vous sur https://www.couverture-mobile.fr/
  • faites une capture d’écran et ouvrez-la dans un logiciel de dessin (j’ai utilisé Inkscape)
  • matérialisez par un trait rouge l’axe Nord-Sud (vertical si la carte a le Nord en haut)
  • Tracez un axe vers chaque émetteur disponible
    • ce n’est pas indispensable mais je suggère de mesurer son angle par rapport au Nord
    • ce n’est pas indispensable mais je recommande de collecter quelques informations sur chaque émetteur, et particulièrement sa hauteur, qui pourra nous amener à choisir un émetteur selon sa hauteur et non selon sa faible distance.

Positionner l’antenne

  • Alignez l’axe rouge de votre carte sur le Nord de votre boussole, c’est-à-dire orientez-le en direction de la flèche rouge de votre boussole. Peu importe ce qui est écrit sur le cadran de votre boussole, alignez simplement votre carte sur la flèche rouge.
  • Orientez l’antenne vers l’émetteur sélectionné, en la plaçant dans le même axe que la ligne de cet émetteur
  • Allumez le routeur et consultez son nombre de barres en 4G
  • Attendez quelques instants avant l’essai suivant, le temps que le nombre de barres reflète le signal reçu
  • La plage de précision est un jeu d’une petite dizaine de centimètres (en bout d’antenne, donc à 1 mètre du manche à balai). Dès qu’on est bons, le routeur affiche 4 ou 5 barres en 4G.

Avez-vous remarqué qu’on a positionné l’antenne sans utiliser les angles ? C’est la porte ouverte à un atelier de redécouverte de l’usage de la boussole… Moi je suis vite perdu, y’a trop de chiffres et en plus ils tournent…

Résultats obtenus

Mesures réalisées avec Ariase. J’ai réalisé les mesures sur mon téléphone (Huawei P20 Lite), connecté en Wifi au routeur. J’ai exploré les deux bandes de Wifi proposées par le routeur : 5 GHz activé, ou non.

Tests réalisés à une distance de 3 mètres du routeur à travers une cloison parpaings.

Wifi 2,4 GHz

  • débit descendant : 28 Mbps
  • débit montant : 11 Mbps
  • latence : : 45 ms

Wifi 5 GHz

  • débit descendant : 42 Mbps
  • débit montant : 13 Mbps
  • latence : 37 ms

Portée Wifi

En intérieur, la puissance du signal 5 GHz est suffisante partout. Je pourrais donc utiliser le Wifi 5 GHz, qui est plus rapide mais qui s’affaiblit plus rapidement, notamment à travers les murs.

Et comme je veux avoir un peu de Wifi depuis la terrasse extérieure (c’est quand même la moindre des choses pour télétravailler) j’ai fait le choix du Wifi 2,4 GHz.

Et même comme ça, j’ai encore des débits Internet bien supérieurs à ceux de ma box domestique !

Influence des bandes de fréquences

Durant la mise en oeuvre initiale j’ai pu remarquer que la qualité du signal en extérieur pouvait être moins bonne qu’en intérieur. En effet, en extérieur le routeur privilégie les fréquences hautes (plus rapides) même si, comme dans mes tests, leur signal est de mauvaise qualité. En passant à l’intérieur, j’ai éliminé ces signaux (devenus trop faibles à cause des murs) et pu capter de « bonnes » fréquences basses… Du coup, il faudra quand même que je réalise une pose « à blanc » pour vérifier la qualité finale du signal en position définitive…

En attendant, j’ai fait quelques mesures en intérieur en désactivant la LTE, donc les bandes de fréquences hautes, à comparer aux mesures « Wifi 2,4 GHz en 4G ». Le routeur a alors 5 barres en H+ :

  • débit descendant : 23 Mbps
  • débit montant : 3 Mbps
  • latence : 48 ms

Ça reste pas trop mauvais !

En conclusion

On n’est pas dans un budget négligeable : de l’ordre de 380 €, auxquels il faut bien sûr ajouter un abonnement data de 20 Go par exemple (de 3 à 20 € par mois par exemple).

Il pourrait être intéressant de comparer le ROI par rapport à une box internet, en tenant compte qu’on n’a la télé que via internet. Pour ma part, je n’ai pas fait le calcul parce que commander une box, c’est encore un coup à faire poser du cuivre pour se rendre compte qu’on est trop loin du NRA pour avoir des performances réalistes, et qu’à chaque orage ma box grille…

Durant mon étude, j’ai aussi demandé au Maire quand la fibre arriverait dans le village : « Dame, la mairie aura peut-être la fibre un jour, mais ça s’arrêtera là ! »

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