Jesień 2015: Ekstremalny dukt tropo 5 GHz Wi-Fi 300+ km

 This article is also available in English language. / Ten artykuł jest także dostępny w j. angielskim. 

27 i 28 października wystąpiła ekstremalnie silna propagacja, która umożliwiła wykrywanie sygnałów sieci Wi-Fi 5 GHz w okolicach Płocka w odległościach ponad 300 km… m.in. z Republiki Czeskiej.

W ostatnich dniach, ze względu na potężny wyż w środkowej Europie, na pasmach radiowych zapanowały bardzo korzystne warunki propagacyjne. Z 26 na 27 października pogoda ustabilizowała się, przynosząc bezwietrzną noc. Poranek zgodnie z moimi przewidywaniami i prognozami tropo przyniósł bardzo silną propagację z południa Polski w paśmie UKF-FM. W ciągu dnia podwyższone warunki utrzymywały się nadal, jednak znacznie słabsze niż rano. 

Późnym popołudniem, ok. 16:30 czasu lokalnego, postanowiłem sprawdzić pasmo 5 GHz w poszukiwaniu odległych sieci Wi-Fi. Bez podwyższonej propagacji odbiór ogranicza się u mnie do odległości rzędu 10-20 km mimo anteny o dużym zysku (grid 90×70 cm – ok. 30 dBi), ze względu na niskie zawieszenie anteny (ok. 8 m n.p.t. + 114 m n.p.m.). Od razu zauważyłem nietypową sieć br_ogo2. Nazwy często zawierają miejscowość lub ich fragmenty. Posiadając antenę z wąską wiązką oraz rotor z pozycjonowaniem co jeden stopień, udało mi się oszacować gdzie może znajdować się nadajnik. Odnalazłem miejscowość Ogorzelnik (woj. śląskie), która pokryła się ze wskazaniem azymutu rotora w odległości ok. 215 km, a to już ładny kawałek drogi. Oczywiście jest to tylko przypuszczenie – nie wiem, gdzie dokładnie się znajduje ta sieć, podobnie jak i inne.

Sygnał delikatnie wzrastał i opadał, ale ponieważ z tego kierunku w ciągu dłuższej chwili nie pojawiło się nic innego, więc postanowiłem skanować pasmo, kręcąc powoli rotorem w zakresie ok. 160-200°. Już po chwili usłyszałem dźwięk wykrycia nowej sieci. Tym razem nazwa AirplusN_Slopnice_dookolna jednoznacznie wskazała lokalizację nadajnika, zawierając nazwę ISP, miejscowość oraz wykorzystaną antenę. Po sprawdzeniu mapy początkowo nie mogłem uwierzyć w to co odebrałem, ale strona internetowa operatora również potwierdziła lokalizację. Była to miejscowość Słopnice obok Limanowej, oddalona o… 325 km! Mój dotychczasowy rekord wynosił sto kilometrów mniej.

Aktualizacja – na bazie jest użyta antena sektorowa na poziomie ok. 770 m n.p.m., a nazwa sieci błędnie wskazuje na antenę dookólną (źródło: Trzepak.pl).

Przez kolejne chwile pojawiały się kolejne sieci, głównie z okolic Częstochowy, a także woj. świętokrzyskiego. Wcześniej wspomniana sieć br_ogo2 osiągnęła spory poziom -78 dBm. Duża ilość pojawiających się nowych sieci utrudniała mi ustalanie przybliżonych lokalizacji, więc sprawdzałem głównie miejscowości wyszczególnione bezpośrednio w nazwach sieci. Kolejnym przełomowym momentem był odbiór Andrychowa i okolic (ok. 305 km) tuż po godzinie 22. Nazwy sieci: Ventus_RoczynyD3_5G_N, Ventus_Andrychow3_5G_N i inne.

Ciekawostka – sieć NTL>>>KIET to wieża, z której nadawała telewizja NTL w Amelinie koło Radomska. Fragment KIET oznacza zapewne miejsowość Kietlin, która jest położona w moim kierunku, na północ od Amelina. Pomimo sporej odległości 170 km sieć odbierałem już kilka razy w lato, ale zwykle przez krótki czas – zapewne dużą rolę odgrywa tutaj spora wysokość zawieszenia anteny.

Mapy radarowe IMGW, korzystające z częstotliwości 5 GHz (5650 MHz) do pomiaru opadów atmosferycznych, zostały mocno zakłócone przez różne nadajniki. Oto zrzut mapy z godziny 23:10 czasu lokalnego:

Dukt troposferyczny był spowodowany silną inwersją temperatury. Idealna pogoda zapewniła utworzenie się dogodnych warunków na znacznym obszarze, ale oczywiście najkorzystniejsze panowały wzdłuż linii o jednakowym ciśnieniu. Poniższa mapa z godz. 00:00 UTC dnia 28 października 2015 r. potwierdza powyższe. Izobara 1024 hPa przebiega mniej więcej równolegle do ścieżek moich najdalszych mikrofalowych DX-ów.

Oprócz mikrofal obserwowałem również pasmo UKF. Wieczorem zacząłem notować rekordowe poziomy sygnałów z Polski, które ciągle rosły. Warty uwagi był też silny sygnał fonii z Ukrainy na 99,75 MHz, a właściwie to dwie fonie, Kovel w polaryzacji poziomej oraz Lozova w pionowej. Obie z sygnałem ok. 35-40 dBf. Niestety ten kierunek był niedostępny dla anteny 5 GHz ze względu na wysokie drzewa, które całkowicie zasłaniały horyzont. Jeden z rekordów padł ok. godziny 00:30 – sygnał RMF FM 97,1 z Włoszczowy osiągnął aż 71 dBf (-49 dBm @ 75Ω, moc 12 kW ERP) na 178 km. Ze względu na bardzo zapchane pasmo radiofonicznie przez pobliskie stacje, skupiłem się głównie na mikrofalach.

W odbiorach na 5 GHz byłem już bardzo blisko czeskiej i słowackiej granicy. Niestety ten drugi kraj zasłaniają góry, ale obszar Bramy Morawskiej to potencjalnie bardzo dobry kierunek nasłuchów, biorąc pod uwagę to co pojawiło się chwilę wcześniej… Odległości nadal oscylowały wokół 300 km. Propagacja dość szeroko omiatała południe Polski, przynosząc odbiór okolic Bochni (np. BC_LYCHOW_PN), Krakowa (np. G2B-InfaNET-Wisniowa), Bielska-Białej (np. eurolan-wapienica-3, SPEED-NET-Grawerska-MIMO), czy Czechowic-Dziedzic (np. KOLNET-AM-Walcownia-3, JKNS-Tetmajera-6v). Oprócz omawianego tutaj kierunku południowego, odbierałem również na krószych odległościach setki sieci z zachodu, głównie południowego, ale później także północnego. 

        

Tuż przed godziną drugą złapałem dwie sieci z podobną nazwą: www.rydy.eu RAC401 X2 oraz www.rydy.eu_ORL15R2. Strona internetowa dostawcy internetu wskazała na miejscowość Rydułtowy, dosłownie 15 km od czeskiej granicy. Chwilę później doszła również sieć PKdirect-MESTO, na azymucie 197°… zatem niemożliwe stało się możliwe?! Czeskie słowo mesto oznacza po polsku miasto. Moja radość trwała jednak dość krótko, ponieważ nie odnalazłem w internecie niczego na temat ewentualnej nazwy firmy PKdirect. Postanowiłem zostawić antenę na tym samym azymucie i czekać na kolejne sieci. Około 10 minut później na liście pojawiła się kolejna nazwa, już bardzo wymowna: inera.cz_vyhl_wc->170. Poniższe nagranie przedstawia skanowanie pasma podczas odbioru obu czeskich sieci.

W tym momencie byłem już w 100% pewny, że odbieram Czechy. Chwilę później, o godzinie 2:16, pojawiła się jeszcze jedna sieć: hasici (AP Martinka5-K). Z prawej strony nagrania znajduje się konsola portu szeregowego, na której ustawiałem azymut rotora.

Być może miałem więcej zagranicznych sieci, ale identyfikacja na podstawie samej nazwy raczej nie jest możliwa. Dłuższe nagranie (ok. 20 minut) jest dostępne pod adresem: https://vimeo.com/143992097. Pełna lista odebranych sieci znajduje się na dole artykułu. Sprawdzałem również równolegle odbiór stacji UKF z Ostrawy i okolic. Co ciekawe, Hošťálkovice utrzymywały się z równym sygnałem 30 dBf, czyli takim jak przy… dość słabym, zwykłym tropo. Oto szczegółowa lista czeskich sieci:

Freq	Ch	Address	SSID	Radio name	Sig	Time (CET)	Azi
5220	20/an	0027225A5828	PKdirect-MESTO	NAR-LAS	-87	01:50 ~ 02:04	197°
5500	20/an	000C424EB614	inera.cz_vyhl_wc->170	000C424EB614	-89	02:01 ~ 02:03	197°
5580	20/an	DC9FDB0C4338	hasici	AP Martinka5-K	-88	02:16 ~ 02:17	200°

Odległości, z których dochodziły bezprzewodowe sieci Wi-Fi, wraz z upływem czasu spadały, a sam dukt przesuwał się nadal nieco na zachód. Poziomy stacji radiowych z bliższych odległości (100-200 km) na UKF-ie jeszcze wzrosły i padły rekordy wszechczasów. Można już napisać wprost, że było to coś w rodzaju falowodu. Miałem wrażenie, że bezchmurne niebo zamieniło się w… metalową blachę odbijającą sygnał.

• 91,0 RMF FM / Raszyn: 80 dBf / -40 dBm (75Ω) 120 kW @ 96 km
• 99,2 PR Łódź / EC-4: 84+ dBf / -36 dBm (ścięte przez AGC tunera!), 30 kW @ 95 km
• 101,4 PR Kielce / Św. Krzyż: 80 dBf / -40 dBm, 120 kW @ 212 km

Korzystając z okazji porównałem sygnał intermodulacji na 106,8 (107,3 PR4 + 107,8 PR1), która jest nadawana z anten na EC-4 w Łodzi w polaryzacji pionowej. Sygnał ten jest obecny praktycznie od zawsze odkąd pamiętam i definitywnie nie jest to efekt, który tworzy się w moim tunerze. 

• 107,3 PR4 74dBf @ 1500 W ERP
• 106,8 intermod 37dBf (!) – współczynnik przy różnicy sygnałów 74 – 37 = 37 dB wynosi 10^(37/10) = 5012 razy, zatem ERP intermodulacji (efektywna moc wypromieniowana, razem z zyskiem anten i stratami na kablu) wynosi około 0,3 W (300 mW).

Nad ranem dukt mikrofalowy zaczął zanikać. Kilka minut po 7 odbierałem jeszcze sieci z Kalisza oraz okolic i na tym zakończyła się zabawa. Oto lista najciekawszych i najdalszych sieci, które wstępnie zidentyifkowałem – odległości przybliżone:

Freq	Address	SSID	Radio name	Sig	km	Lokalizacja?
5540	24A43CF456E7	AirplusN_Slopnice_dookolna	AirplusN_slopn	-89	325	Słopnice
5240	4C5E0C823519	BC_GIRER_2_DUO	4C5E0C823519	-86	295	Bochnia
5300	4C5E0C80E8EB	BC_LAP_PN	4C5E0C80E8EB	-88	295	Bochnia
5520	4C5E0C80ECBF	BC_LYCHOW_PN	4C5E0C80ECBF	-86	295	Bochnia
5560	D4CA6DFE738B	BC_SEK_DEB3_DUO	D4CA6DFE738B	-89	295	Bochnia
5600	D4CA6DE1EDB4	BC_SEK_KAR_DUO_2	D4CA6DE1EDB4	-87	295	Bochnia
5320	000C42DFEA28	BC_SZK_MUCH_1_PZ	000C42DFEA28	-85	295	Muchówka
5260	24A43CE89776	eurolan-mar	0790_Mar->TRW	-89	300+	Bielsko-Biała?
5280	00272252A75E	eurolan-wapienica-3		-91	300+	Bielsko-Biała?
5640	4C5E0CFEEE5B	fiberway.pl_chelm_s1		-86	292	Chełm, Kraków
5280	E48D8C164A67	G2B-InfaNET-Wisniowa	G2B1	-90	310	Wiśnowa, Kraków
5580	DC9FDB0C4338	hasici	AP Martinka5-K	-88	328	Ostrava, Czechy
5500	000C424EB614	inera.cz_vyhl_wc->170	000C424EB614	-89	300+	Czechy
5540	000C42DF34D1	JKNS-Tetmajera-6v	000C42DF34D1	-89	300	Czechowice-Dz.
5320	0418D6EAE582	KOLNET-AM-Walcownia-3	Walc. AM3	-87	300	Czechowice-Dz.
5180	D4CA6DBC9E1F	MS-NET-gr-miet	D4CA6DBC9E1F	-85	270+	Kraków
5280	24A43CFE1326	multi-bb-trz1-bestwina	bb-trz1-bestwi	-86	300+	Bestwina
5580	0418D6C848EC	multi-szy1-sq-czd	szy1-sq-czd	-89	300+	Szyndzielnia
5280	4C5E0C5DE9C7	OLIMPLAN_mysl->bysiAC_K	4C5E0C5DE9C7	-90	305	Myślenice
5220	0027225A5828	PKdirect-MESTO	NAR-LAS	-87	325	Havířov, Czechy
5180	002722329EDF	SPEED-NET-Andersa-1	SPEED-NET-Ande	-88	300+	Bielsko-Biała
5240	0418D6EC3939	SPEED-NET-Grawerska-MIMO	SPEED-NET-Graw	-88	300+	Bielsko-Biała
5260	4C5E0C82F95C	Ventus_Andrychow3_5G_N		-88	305	Andrychów
5320	000C42DF8D41	Ventus_Kety5_5G_N		-82	300+	Kęty
5280	000C42DFEA9A	Ventus_Nidek6_5G_N		-91	300	Nidek
5640	4C5E0C886367	Ventus_RoczynyD3_5G_N		-89	305	Roczyny
5620	002722A69108	www.rydy.eu RAC401 X2	BRT_RAC401R1	-86	290+	Rydułtowy
5240	24A43C6CF28E	www.rydy.eu_M5_orl19B	BRT_ORL019R1	-87	290+	Rydułtowy
5520	DC9FDB2EEA99	www.rydy.eu_ORL15R2	BRT_ORL015R2	-88	290+	Rydułtowy

Ze względu na znaczną liczbę odebranych sieci nie miałem czasu na ich dokładną analizę. Być może pojawiło się coś dalszego niż Słopnice (ok. 325 km), np. czeskie sieci, które będe próbował jakoś zidentyfikować. Jedna z nich,  PKdirect-MESTO, znajduje się w bazie Wigle, ale odległość jest bardzo zbliżona (również ok. 325 km do miejscowości Havířov). Inna sieć o nazwie hasici wskazuje na straż pożarną i prawdopodobnie ulicę Martinka 5 (aktualizacja – to Ostrava, ok. 328 km). Log odebranych sieci poprzez propagację troposferyczną znajduje się tutaj. Nie zawiera on lokalnych sygnałów, które są dostępne zawsze, bez względu na warunki propagacyjne. 

Prognozy propagacji troposferycznej (W. Hepburn oraz F5LEN) i radiosondaże (Legionowo oraz Wrocław) wyglądały następująco:

        

Uzupełnienie

Znakomita pogoda utrzymywała sie znacznie dłużej. Na przełomie października i listopada 2015 r. długodystansowe tropo na paśmie 5 GHz wystąpiło jeszcze dwukrotnie.

Kolejny epizod tropo wystąpił rano 31 października 2015 r. Był to dukt uniesiony, który transportował dość odległe sygnały sieci 5 GHz w odległościach poniżej 200 km. Jedna z sieci o nazwie radio_zel-kunow (radio zeleznik) wyglądała dość interesująco, więc zapisałem azymut odbioru i zacząłem szukać wymienionych miejscowości. Dość szybko odnalazłem trzy wioski o nazwach Żeleźnikowa Wielka, Żeleźnikowa Mała oraz Zagórze Żeleźnikowskie w okolicach… Nowego Sącza. Tuż obok jest również Kunów.

Ponad pół roku później potwierdziłem osobiście lokalizację tej sieci podczas wyjazdu w góry. Dokładna odległość wynosi 346,5 km. Szczegółowy opis tej wycieczki jest dostępny jako oddzielny wpis: Analiza odbioru sieci Wi-Fi 5 GHz – 346 km.

Freq	Address	SSID	Radio name	Sig	Przybliżona lokalizacja [km]
5240	4C5E0CFE69ED	DCT-SXT-N	DCT-SXT-N	-79	Tomaszów Mazowiecki	119
5320	24A43C9A36A1	SM-LW 2x2	smardz - SM-LW	-83	Smardzewice	125
5640	D4CA6DB8BB49	ST-WIERZB_D2	wierzbowa	-87	Tomaszów Mazowiecki	119
5520	DC9FDBE2DA1B	NTL>>>KIET	NTL>>>KIE	-87	Amelin, Radomsko	170
5180	DC9FDB2E03C6		SLUPIA/SZKUCIN	-83	Słupia, Końskie	170
5560	DC9FDBE2DA97	radio_zel-kunow	radio zeleznik	-90	Nowy Sącz (okolice)	346
5300	D4CA6DB085AB	DCK5-L1	D4CA6DB085AB	-87	Tomaszów Mazowiecki	117
5500	0418D688AC1C	mniszkow_2x2_5	mniszkow_2x2_5	-88	Mniszków	130
5320	00156DC323FB	artkom.zoz.jer	00156DC323FB	-86	Końskie, okolice?	160?
5300	002722967DB6	artcom5Ghz_55	Rocket M5	-89	Góra Kamieńsk?	150

Kilka dni później, rano 3 listopada 2015 roku, pojawiło się ponownie długodystansowe tropo na 5 GHz. Na początek zalogowałem sieć ssmm, którą odbierałem razem z czeskimi sieciami kilka dni wcześniej. Wtedy byłem już pewny, że szykuje się coś ciekawego. Po chwili pojawiły się także okolice Bielska-Białej (sieć multi-laz2-ti-pln-wsch) w odległości ok. 300 km.

Godzinę później wpadły kolejne sieci: bestnet2-sgt-airmax.pl-717170530 oraz webbernartice. Pierwszą z nich odnalazłem w bazie Wigle i są to okolice Ząbkowic Śląskich. Bernartice to zaś nazwa czeskiej miejscowości położonej obok Jesionika. Nazwa radia bernartice-sever wskazuje na kierunek wiązki anteny, ponieważ sever oznacza po czesku północ. Inna sieć o nazwie br_sgdw-lutomi osiągnęła sygnał aż -72 dBm. Może to wskazywać na miejscowość Lutomia lub Lutomierz w pobliżu Wałbrzycha. To także 300 km lub więcej, ale nazwa nie jest zbyt precyzyjna więc ciężko powiedzieć coś więcej.

Późnym popołudniem tropo znowu ruszyło. Z najdalszych logów można wyróżnić ponownie Bochnię i okolice (np. BC_LAP_PN to Łapczyca w odległości ok. 295 km). Niestety nie mogłem podejmować prób połączenia ze względu na… spaloną końcówkę mocy (tak się kończy używanie anten z bliżej nieokreślonym SWR-em w paśmie pracy radia).

Wnioski

Jak widać odległość 300 km została wielokrotnie przekroczona. Oczywiście podczas tropo można nawiązać połączenie. Przy śladowych sygnałach można spróbować zawęzić szerokość kanału ze standardowych 20 MHz do 10, 5 lub nawet 2.5 MHz (te ostatnie obsługuje chipset AR92xx) w celu znacznej poprawy stosunku sygnału do szumu (zarówno termicznego, jak i zakłóceń od innych nadajników). Najniższa modulacja, czyli BPSK (FEC 1/2) umożliwia zestawienie linku 6 Mbps (lub odpowiednio 3, 1.5 lub 0.75 Mbps przy wąskich kanałach).

Skoro bariera 300 km została przekroczona, to teraz pora celować w… 400 km! Niestety, z tym może być problem, ponieważ ukształtowanie terenu, a dokładniej góry, skutecznie blokują formowanie duktów troposferycznych…

Wszystkie sygnały zostały odebrane w okolicach Płocka (114 m n.p.m.) na antenie siatkowej Poynting 31 dBi w polaryzacji poziomej (jedynie 8 m n.p.t.) podłączonej do radia Routerboard Metal 5SHPn. Na powyższej mapie zostały zaznaczone sieci zidentyfikowane w bazie Wigle oraz na podstawie moich skanów w trasie (ostatnia aktualizacja – kwiecień 2018). Zaznaczona ścieżka to najdalsza sieć. Wersja interaktywna jest dostępna po kliknięciu na mapę.

Kolejne miesiące zapisały się niekorzystną pogodą, więc nie było szans na propagacje mikrofalowe. Pierwsze inwersje wystąpiły podczas wiosny, a pierwsza propagacja warta uwagi pojawiła się dopiero w czerwcu 2016 r. (czyli ponad pół roku później).

Logi wszystkich odebranych sieci Wi-Fi poprzez propagację troposferyczną znajdują się pod adresem: https://wifi.fmdx.pl/.