Как устроена сотовая связь
Пятница, братья и сестры, а по пятницам у нас подкаст с конспектом. Подкаст «Запуск завтра» выходит при поддержке Практикума, а мы тоже выходим при поддержке Практикума, поэтому синергия. Сегодня говорим об устройстве сотовой связи. Слушайте подкаст, если есть время, а если нет — читайте основные мысли ниже.
О герое
Герой выпуска — Александр Чемерис, сотрудник компании YADRO. Руководил стартапом Fairwaves, где делал оборудование для сотовых операторов, обеспечивал связью африканские деревни и штат Оахака в Мексике.
Как Александр попал в мир сотовой связи
Я начал заниматься сотовой связью через софт. Писал диплом по коммуникациям Voice over IP (VoIP). Это возможность говорить голосом через интернет, например как в Skype или Telegram. Потом появился опенсорсный проект Open BTS, который, с помощью VoIP и железа под названием Software-Defined Radio позволял сделать сотовую станцию. Мы с приятелем подумали: «Это же прикольно!». Купили такую карточку и попробовали это дело запустить. Так я из софта перешёл в сотовую связь.
Оказалось, что сотовая связь — это отдельный мир, который можно изучать годами. Ты в него погружаешься, а потом раз — и десять лет прошло.
Как устроена сотовая связь
Она работает на радиоволнах. Вот как мы голосом говорим — и голос распространяется по воздуху на расстоянии. У радиоволн похожий принцип, но распространяются они гораздо дальше, воздух им не мешает. Ушами мы радиоволны слышать не можем, но в телефонах есть специальные антенны, которые умеют воспринимать эти колебания.
Почему по сотовому мы можем говорить одновременно
ТВ-вещание либо радиовещание — это симплексная связь, то есть односторонняя. Один источник сигнала облучает какую-то местность, и все приёмники в этой местности «слышат» этот сигнал.
Сотовая связь — это дуплексная связь, двусторонняя. В сотовой связи есть «канал вверх» и «канал вниз», они так и называются — uplink и downlink. Вниз — это канал к абоненту, потому что вышка обычно выше него, а вверх, соответственно, от абонента туда, наверх, в сторону вышки.
Два самых популярных способа разделения — это frequency division duplex и time division duplex, FDD и TDD соответственно. Классическая сотовая связь построена на FDD, когда у тебя на одной частоте телефон принимает, а на другой передаёт. То есть у тебя словно два радио на разных частотах: по одному ты передаёшь сигнал, по другому — передаёт вышка.
TDD — это то, что мы сейчас делаем. Пока я говорю, ты молчишь, когда ты говоришь, я молчу. Когда все начинают говорить одновременно, происходит интерференция — становится плохо слышно, у тебя начинает квакать телефон.
Стандартный TDD в сотовой связи построен на фреймах, где длина одного фрейма в 4G — 10 миллисекунд, в 5G — до одной миллисекунды. Дальше 10 миллисекунд разбиваются на uplink и downlink, ты 5 миллисекунд говоришь и 5 миллисекунд слушаешь. Это настолько мало, что тебе кажется: ты в любой момент можешь начать говорить, не надо ждать собеседника.
Какие железки отвечают за передачу сигнала
Исключая абонентские устройства, сеть состоит из трёх компонентов: софт у оператора, базовые станции на вышках и связь между ними — транспортная сеть, или бэкхолл.
Вышка обычно подключена к мощному источнику электроэнергии. У неё большие антенны, которые усиливают сигнал. Ты физически не можешь носить телефон, у которого антенна два метра, поэтому антенна на вышке всегда большая. Если сравнить мощность излучения, то у телефона она намного меньше, чем у вышки. Это отчасти связано с какими-то медицинскими нормами, но на самом деле просто экономически невыгодно делать телефон, который будет передавать мощный сигнал: у него будет быстро садиться батарейка.
Роль вышки — передать и принять сигнал с телефона. Причём сделать это качественно и так, чтобы телефон садился не за два часа, а за пару дней хотя бы. Вышка — это физическое устройство, которое ты видишь на улице, а есть базовая станция — это то, что находится на вышке. Если поставить одну такую базовую станцию в центре деревни, то у всех людей нормально будут работать телефоны, которые находятся в зоне доступа. А если навтыкать вышки рядом друг с другом, то начнутся проблемы со связью.
Почему сеть называется «сотовая»
Потому что у тебя вышки натыканы как медовые соты, а вокруг базовой станции зона приёма словно шестиугольник.
Есть целая наука и отдельные люди, которые занимаются радиопланированием. Они делают, так чтобы базовые станции друг другу не мешали и всё это хорошо работало. Говоря математически, если у тебя сотовые вышки передают с одинаковой мощностью, то оптимальное распределение этих вышек будет такое, что каждая стоит в центре шестиугольника. Если ты построишь изолинии равной мощности, то там, где мощность одной вышки падает настолько, что мощность второй вышки начинает вырастать, ты увидишь, что изолинии образуют шестиугольник. Это действительно так физически устроено и выглядит как соты.
Сейчас всё сложнее. Появились макростанции, пикостанции, маленькие станции, зонтичные станции, фемтостанции, которые можно дома поставить.
«Прогресс дошёл до того, что базовые станции учатся договариваться между собой, кто когда передаёт. Условно говоря, маленькая базовая станция, фемтосота, у тебя в квартире в какой-то момент может сказать большой сотовой станции, которая стоит за окном: „Слушай, я буду передавать вот в такое время, вот на такой частоте, ты помолчи. В мою сторону не свети, я тут сейчас дело сделаю, а потом продолжишь“».
Кому принадлежат вышки
Не хочу углубляться в эту тему, это целая отдельная индустрия башенных компаний. Они продают то, что по-английски называется vertical real estate. По-русски это будет «вертикальная жилплощадь». Есть целое понятие — BTS Hotel, то есть отель базовых станций. Ставишь такую вышку, а дальше сдаёшь в ней номера.
В России по закону базовая станция должна принадлежать мобильному оператору, иначе её не разрешат вывести в эфир. Но бывает и по-другому. Например, Tinkoff Mobile — это виртуальный мобильный оператор. У него есть бренд, но нет своих базовых станций, то есть он с кем-то договорился. А настоящий мобильный оператор — это компания, которая владеет лицензией на частоты. Диапазон частот делится на маленькие кусочки и продаётся по частям за бешеные деньги разным операторам связи.
«В связи с появлением 5G в Америке был крупный аукцион, где платили десятки миллиардов долларов за право работать на определённых частотах. В России аукцион частот — такой же способ заработать денег для государства. Можно собирать налоги, а можно продавать частоты».
Кто помимо государства в России владеет частотами
Из федеральных операторов, которые присутствуют в подавляющем большинстве регионов России, «большая четвёрка»: «МегаФон», «МТС», «Билайн» — он же VEON, и «Ростелеком» — он же «Теле2». Осталось несколько мелких региональных операторов, остальных выкупили крупные московские и питерские компании.
В чём отличие 1G от 5G
G — это Generation, «поколение». Новое поколение сотовой связи появляется примерно раз в десять лет. Нужно всё стандартизировать, изготовить оборудование, развернуть его и получить частоты. Это длительная процедура.
Сеть 1G появилась в 1979 году. Главная инновация была в том самом подходе, когда вышки ставятся по сотовому принципу. Сеть второго поколения 2G — это переход к цифровым коммуникациям, что позволило повысить ёмкость и безопасность. Повысилось количество абонентов и стало невозможно при помощи аудиоприёмника подслушать, о чём люди говорят по телефону.
Сеть третьего поколения научилась нормально передавать интернет. Без 3G не было бы iPhone с его приложениями. 4G изначально задумывалась для интернета, а не для голоса. До сих пор во многих сетях 4G ты не можешь поговорить голосом. С этим помогает LTE — конкретная реализация голосовой связи, которая стала доминирующей.
В 2019 году начали появляться самые первые 5G — это попытка улучшить 4G, подстроить под промышленные юзкейсы.
Первый юзкейс Massive IoT — условно, 10 тысяч устройств на квадратный километр. Используется на заводе, который обвешан датчиками. Второй юзкейс — Ultra Reliable Low Latency Communications. Это управление робототехникой, телемедицина, удалённое управление поездами, гейминг. Третье — это то, что называется Mobile Broadband, более быстрая передача данных.
Как родилась идея для стартапа
Люди на какой-нибудь шахте либо на нефтяной вышке тоже хотят говорить друг с другом по сотовому или, что ещё сложнее, звонить домой. Им нужно дать для этого инструмент. Одна базовая станция на какой-нибудь нефтяной вышке для монстра типа Nokia или Ericsson вообще не важна. Но для небольшой компании, если посчитать, это интересный бизнес-кейс.
Мы работали с легитимными сотовыми операторами. У них есть частоты, но есть проблема с тем, что на оборудовании крупных вендоров им невыгодно идти в деревню. Чтобы сделать связь в таких удалённых регионах, я продавал решение — оборудование и софт. Физически это выглядит как ребристая коробочка около 10 кг размером с небольшой рюкзак. Я её как раз в рюкзаке с собой и таскал на презентации.
Внутри такой базовой станции компьютер и радиокомпоненты. Стоит разъём под большую внешнюю антенну, которую покупаешь отдельно. Антенны бывают разные. Ты выбираешь нужную под ландшафт и местность и затем прикручиваешь к вышке. Дальше прикручиваешь базовую станцию и соединяешь толстым радиокабелем с антенной.
В стандартной африканской деревне вышки с разумными антеннами покрывают радиус 5–7 километров. Это размер небольшого города или деревни. К такой базовой станции можно подключить дешёвую Nokia или даже iPhone.
Почему стартап закрылся
Мы не выдержали гонку с более обеспеченными стартапами. Сначала были богатые TIER 1 и несколько небольших компаний по всему миру. Мы все друг друга знали. С одной стороны, мы всегда соревновались, с другой — были против тех мужиков в костюмах от монополистов.
Потом сработала трамповская война против Китая, которая привела к тому, что начал разваливаться единый телекоммуникационный мир. Индустрия поделилась на национальные анклавы. В Европе остались Ericsson и Nokia. В Штатах появились хорошо профинансированные стартапы. Параллельно такие же процессы начали происходить в Индии. Начали появляться национальные разработчики в Японии и во Вьетнаме.
Мой стартап назывался Fairwaves — «Справедливые волны». Я проработал там практически десять лет. Сейчас мы занимаемся тем же самым, чем занимались раньше, — создаём оборудование для операторов сотовой связи, только теперь не для США, а для России.
В полной версии подкаста
14:00 Как победить интерференцию
18:00 Почему мегагерцы стоят денег
27:00 Как наследственность в сотовой связи сделала её уязвимой
33:10 Что означают все эти G
38:00 Почему, когда говоришь по 4G, интернет виснет
43:42 Как развернуть свою локальную сеть
51:20 Вышка из бамбуковой палки и государственная монополия на связь. Что Саша делал в Мексике
58:30 Почему Саша закрыл стартап
Сервис «Чистовик», Максим Ильяхов
Излучение или безопасность? Как работают вышки сотовой связи
Почему безопаснее, когда вышка рядом, а не далеко, и вредно ли излучение от сотовой связи — отвечает билайн
Для нас важно всегда оставаться на связи, иметь возможность отправить сообщение или позвонить близким, ответить на звонок по работе или просто узнать, как дела. Доступность и высокое качество услуг сотовой связи имеет огромную социальную значимость для жителей, а также для органов власти, чтобы обеспечивать деятельность специальных и экстренных медицинских служб или информирования населения в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. Отвечаем на самые популярные вопросы о работе базовых станций сотовой связи.
Что происходит, когда совершается звонок с телефона?
Работа мобильной связи обеспечивается в основном коммерческими операторами связи посредством развитой сети базовых станций, которые передают информацию коммутационным центрам при помощи радиочастотных сигналов. При осуществлении звонка с сотового телефона абонент через радиоканал соединяется с ближайшей базовой станцией, и далее по сети устанавливается связь с вызываемым абонентом. В момент передачи сигнала основная энергия радиоволн передающей антенны сосредоточена в довольно узком «луче», который очень быстро рассеивается по мере удаления от антенны. Это необходимое условие нормального функционирования сотовой связи и безопасности окружающей среды.
Мобильные телефоны и эти радиоволны от вышек являются источником вредного излучения?
Нет! Тип производимого излучения от мобильных телефонов или оборудования базовой станции известен как неионизирующим — он не обладает достаточной энергией, чтобы ионизировать атомы или молекулы и вызвать повреждение организма. Вредным ионизирующим излучением являются, например, рентгеновские лучи.
В мире за последнее десятилетие было проведено несколько сотен тысяч исследований влияния радиочастотных электромагнитных полей от мобильных устройств и сетевых элементов сотовой сети на человека. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) ранее признала: «Ни одна из проведенных за последнее время экспертиз не подтвердила, что радиочастотные поля, создаваемые базовыми станциями операторов связи, негативно влияют на здоровье человека».
Но важно знать, что излучение радиоволн непосредственно от мобильного телефона — в момент осуществления вызова и приема звонка — может превышать предельно допустимый уровень в несколько раз, в зависимости от модели аппарата, а также от дальности его нахождения от базовой станции. Физика процессов такова, что при поиске базовой станции (в том числе в режиме ожидания) мобильный телефон выдает максимальную мощность, чтобы «увидеть» и «дотянуться» до ближайшей базовой станции и установить соединение.
Поэтому, чем чаще и ближе к вашему дому размещены базовые станции сотовой связи, тем меньшую мощность радиоволн излучает ваш телефон и тем меньше причин для беспокойства о своем здоровье.
А это все как-то регламентируется и проверяется?
Оборудование базовых станций проходит обязательную сертификацию в соответствии с нормативами, установленными в Российской Федерации, и производитель получает на него соответствующие сертификаты соответствия.
Установленные нормы уровней электромагнитных полей в РФ не только соответствуют мировым стандартам, но и является даже более жесткими по сравнению с аналогичными нормами в других странах.
Для сравнения, нормы допустимых уровней электромагнитного поля:
- Россия — 10 мкВт/см2;
- страны Скандинавии — 100 мкВт/см2;
- США — 100 мкВт/см2.
Контроль за соблюдением указанных норм осуществляет Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор). Предельно допустимый уровень электромагнитного поля установлен санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов» и СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи».
Проводятся регулярные исследования уровня электромагнитного поля. Например, в Москве, согласно такому исследованию, которое проводилось в разное время суток на территории, прилегающей к разрешенному к эксплуатации радиотехническому объекту, электромагнитная обстановка практически не отличается от фоновой. Зафиксированный уровень электромагнитного поля оказался намного меньше предельно допустимого уровня, установленного для радиотехнических объектов по нормативам.
Как выбирается место, где будет установлена базовая станция?
Место выбирается на основе специальных расчетов, исходя из потребности обеспечения абонентов в заданном районе. Решение об установке базовой станции также обусловлено наличием подходящих помещений или территорий, отвечающих техническим требованиям.
В связи с тем, что радиосигнал распространяется определенным образом (не по прямой), есть очень много внешних факторов, влияющих на его распространение (например, его могут перекрывать близлежащие высотные здания, особенности рельефа и т.п.). Все эти факторы учитываются оператором при планировании сети и мест размещения базовых станций.
Современные базовые станции имеют небольшую мощность и могут размещаться на городских объектах низкой высотности (например, столбах электросетей и освещения), также не представляя опасности для населения.
Кроме того, согласно условиям дальнобойности технологии, в современных диапазонах 3G и 4G требуется гораздо больше базовых станций, чем ранее в диапазоне 2G, и оптимальное расстояние между базовыми станциями в городе на сегодняшний день составляет примерно 500-800 метров; соответственно, плотность сети доступа становится выше.
билайн также проводит рефарминг, чтобы перераспределять собственные частоты, на которых в том числе продолжают работать прошлые поколения сотовой связи — 2G и 3G — для возможности работы 4G LTE. Так, ближайшая к вам вышка, которая ловила только 2G и 3G, теперь предоставляет и четвертое поколение связи, — и соответственно, позволяет получать более качественный звук во время звонка, скоростной мобильный интернет и возможность серфить в сети во время телефонного разговора.
Как работает сотовая связь. Часть 2: звонки и вышки
Современный мир вряд ли можно представить без новомодных мобильных смартфонов и мобильной связи, о которой мы уже говорили в предыдущей части этого материала. Да, мы пользуемся всем этим сотни раз в день. Каждый раз, когда просто смотрим на смартфон или используем другим образом, полагаемся именно на сотовые сети. Ставьте «+» в комментариях, если и этот материал загрузили именно через мобильный интернет и сейчас читаете в метро или на лавке в парке.
Telegram-канал создателя Трешбокса про технологии
Уж точно не каждый понимает, как устроена мобильная связь. Именно поэтому мы решили рассказать о ней на страницах нашего сайта. Это вторая часть материала, которая расставит недостающие точки над «i». Да сегодня смартфоны впечатляют скоростью работы, дисплеями на миллионы цветов, громкими спикерами и набором из камер. Но без доступа к сотовым сетям они превращаются банальные тамагочи. Именно поэтому тема сотовых сетей не теряет в актуальности.
Для работы сотовых сетей нужно много базовых станций
Вы не раз видели такие вышки в полях и на крышах высотных зданий, но вряд ли догадывались, что они как-то связаны с сотовой связью. Знакомьтесь, это базовые станции. Они расположены почти по всему миру. Каждая из них может обрабатывать около четырёхсот звонков одновременно и ловить сигналы на расстоянии до 35 километров. По сути, это ретрансляторы, которые служат для соединения мобильных устройств друг с другом и всех их с сетью.
Базовая станция на крыше многоэтажки. Источник: siava.ru
Идеальная высота для размещения базовых станций — от 15 до 60 метров над землёй. Их цепляют на высотки, электростолбы и даже деревья. Это даёт возможность расширить сотовую с их помощью как на можно большее расстояние.
Антенны сотовых выше поделены на секторы, направленные в разные стороны. Каждый из них обслуживает сотни и тысячи звонков в минуту. Таких секторов на станции может быть до шести. Для мобильных операторов лучше, когда больше станций. Увеличение делений на каждой из них негативно влияет на качество связи, поэтому к такому подходу прибегают только в крайнем случае или на территориях, которые не заселены достаточно плотно.
Станции выглядят как продолговатые серые ящики, из которых торчат антенны. Они могут как принимать, так и транслировать сигналы — каждая из них обычно принадлежит отдельному сотовому оператору. Помимо этого, на базовых станциях можно увидеть радиорелейные тарелки, через которые они подключаются к своим владельцам. Антенны на них работают в разных частотных диапазонах, которые дают возможность покрыть как большое нежилое пространство, так и населённый город.
Центр контроля сети МТС. Источник: habr.com
Логично, что работу такой большой и сложной системы должен кто-то регулировать. Так и есть — 24 часа в сутки и 7 дней в неделю за этим следит ЦКС (Центр Контроля Сети). Главная задача его работников — диагностика и устранение проблем. Для этого на каждой базовой станции расположены десятки датчиков, отправляющих данные специалистам. Если в одном из секторов происходит поломка, оператор видит это на своём мониторе как мигающую лампочку и отправляет команду на починку.
Сегодня специалисты собирают огромное количество данных о работе базовых станций. Их анализ даёт возможность находить неполадки ещё до того, как они повлияют на качество связи. Как правило, за каждой из них регулярно наблюдают по два сотрудника.
Говорят, если мобильный телефон не ловит сигнал сотовой вышки, его нужно поднять как можно выше. Подпрыгнуть с ним или на столб залезть. Эта тема обыграна в десятках комичных моментов в современном кино. Но это абсолютно не так.
Дело в том, что сигнал от сотовых вышек распространяется практически в одной плоскости. Именно поэтому гораздо эффективнее будет отойти на пару метров в сторону, так как это позволит телефону начать поиск новых станций поблизости. Помимо этого, сотовый сигнал сильно искажают массивные здания, так что если вы находитесь в городе, просто пройдите на соседнюю улицу, и делений на полосе связи вашего телефона сразу станет намного больше.
Палочки и чёрточки на экране iPhone X. Источник: yousense.info
Кстати, привычные индикаторы сети работают абсолютно не так, как мы когда-то себе представляли. На самом деле, все эти палочки, полосочки и чёрточки указывают только на расстояние до сотовой вышки, но не на качество связи.
Что интересно, специальные базовые станции устанавливают даже в самолёты. Они связываются с оператором связи через спутники и дают возможность пассажирам оставаться на связи во время всего перелёта вне зависимости от его продолжительности.
Опасность от базовых станций сильно преувеличена
В сети ходит очень много мифов по поводу опасности мобильной связи. После установки очередной сотовой вышки то и дело появляются сообщения о грудах мёртвых тараканов, головных болях и даже массовых раковых заболеваниях.
Сотовые вышки передают сигнал на мобильные устройства, который находится в спектре где-то между FM-радиоволнами и микроволнами. От него есть неионизирующее излучение, которое не влияет на клеточную структуру. В природе также есть ионизирующее излучение, причиной которого становятся рентгеновские лучи и ультрафиолет. Оно уже может менять клеточную структуру, поэтому в большом объёме становится причиной раковых заболеваний — базовые станции тут не при чём.
Базовая станция в городе. Источник: mobilecart.ru
Излучение базовых станций контролируют по плотности потока энергии, которая проходит сквозь наше с вами тело. На территории нашей страны её отслеживают по нормам «Электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» — СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 96. Если брать в учёт диапазон частот базовых станций, в России действует ограничение 1 мВт/м² — это в сотню раз меньше, чем в Европе и США. Поэтому о здоровье граждан у нас пекутся гораздо лучше.
Как показывают практические исследования в реальных условиях реальное излучение базовых станций до 15 раз меньше предельного значения уже на дистанции сотни метров — это в том случае, если антенна сотовой вышки смотрит прямо на вас.
Как оказывается, вред для здоровья могут нести только сотовые вышки, расположенные на пустырях. Входить на их территорию обычно нельзя — она ограждена специальным забором. Когда на них происходят ремонтные работы, все антенны отключают и только потом пускают сотрудников. Если видите такой объект в чистом поле, лучше не приближайтесь к нему на продолжительное время. Устроить пикник возле него — далеко не самая лучшая идея, и лучше выбрать какое-то более безопасное место.
Большая базовая станция в поле. Источник: newsko.ru
Опасными также считаются компактные фемтосоты. Это такие базовые станции в формате мини, которые устанавливают в офисах, чтобы улучшить приём сигнала сотовой сети. Лучше всего находиться от них на дистанции больше одного или пары метров.
Соединение с абонентом осуществляется средствами коммутатора
Когда вы нажимаете кнопку вызова, ваше мобильное устройство тут же связывается с ближайшей базовой станцией, которая должна выделить ему свободный голосовой канал. Она отправляет его сначала на контроллер, а потом на коммутатор, который пытается найти необходимого абонента в домашней сети или за её пределами. В последнем случае подключаются компании-партнёры, которые таким же образом ищут необходимого пользователя внутри своей сети. Это звучит сложно, но на деле проще простого.
После этого с помощью коммутатора идёт соединение с конкретным абонентом, с которым вы можете поговорить через голосовую связь. Если не возникло никаких проблем, вам это должно выйти сделать вполне успешно.
Винтажный коммутатор. Источник: rusdoc.ru
Говорят, что эхо в трубке — верный признал прослушки. Данный миф настолько стар, что пришёл ещё от наших бабушек. Это неправда. Если вы слышите эхо во время разговора по телефону, это может обозначать что угодно, но не то, что кто-то вас прослушивает. Одна из причин возникновения эха — использование громкой связи одним из абонентов. В этом случае звук из телефона может отражаться от стен и возвращаться обратно. Также эхо может говорить о проблемах в работе системы шумоподавления.
Да, кстати и молнии мобильники не притягивают. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США доказало, что сотовые телефоны, также как и мелкие металлические предметы или ювелирные изделия, не могут привлекать молнии — всё же, они предпочитают бить в высокие объекты. Человек может оказаться в опасности, не потому что говорит по телефону, а потому что делает это в неподходящем месте — например, в поле, где является самым высоким объектом.
Кстати, сегодня работа мобильного интернета не так сильно отличается от голосовых вызовов. Вместо другого абонента ваш смартфон просто запрашивает у базовой станции доступ к всемирной паутине, и она ему его предоставляет.
Для потери связи с сетью есть четыре основных причины
Во-первых, помехи могут создавать неисправное устройство, старая SIM-карта и даже неправильный материал для чехла. Если кейс на вашем смартфоне выполнен с использованием обильного количества металла, то проблемы со звонками наверняка будут.
Во-вторых, разрывы соединения могут происходить в тех местах, где есть «дырки» в покрытии. Если ближайшие базовые станции находятся слишком далеко от вас, или вы находитесь слишком высоко или низко по отношению к ним. Обычно их строят таким образом, чтобы поле их покрытия ложилось внахлёст. Тем не менее, это не всегда возможно из-за географии местности и может быть нецелесообразно из-за общей мизерной заселённости определённого региона.
Покрытие сотовой связи в РФ и ближайших странах. Источник: reddit.com
Вы сталкиваетесь с этим во время езды на автомобиле или поезде. Чем дальше от города, тем связь обычно хуже. На некоторых участках дороги её может вообще не быть, и в этом нет ничего странного ил сверхъестественного.
В-третьих, обрывы часто связаны с перенапряжением сети. Оно может возникнуть тогда, когда ближайшие к вам станции уже обрабатывают слишком много звонков. Наиболее типичный момент для этого — крупные праздники. Сколько раз такое бывало с каждым: звонишь старому другу, чтобы поздравить его с Новым Годом, а в ответ слышишь лишь тишину. Звонок сбрасывается, начинаются короткие гудки, и это повторяется снова и снова. Пока станция не разгрузится, позвонить не получится.
В-четвёртых, каждый оператор определяет для себя приоритетный режим работы — тип соединения, который предлагается клиентам в первую очередь. У местных компаний это 3G. Если он не может предоставить хотя бы его, связь может падать.
Без современной сотовой связи мир был бы абсолютно другим
Когда вспоминаешь жизнь без современной мобильной связи, становится страшно. Чтобы банально позвонить, нужно было находиться в помещении или использовать специальные таксофоны, разбросанные по городу. Общаться было реально сложно.
Без скоростного мобильного интернета и смартфоны бы вряд ли появились. Скорее всего, мы бы пользовались какими-то мультимедийными плеерами для фильмов, портативными приставками и кнопочными звонилками — мир был бы совсем не тем.
Вышки сотовой связи. Зачем их строят и насколько они безопасны?
Огромный мир сегодня легко помещается «в кармане», и получить доступ к нему проще простого – нужно всего лишь достать смартфон. В гаджеты перетекла важная часть нашей жизни: общение с близкими людьми, решение рабочих вопросов, развлечения, самообразование, шопинг и даже запись к врачу. Количество владельцев мобильных устройств с каждым годом растет, объем потребления трафика увеличивается, а вместе с тем растет и число вышек сотовой связи. Нередко такие антенно-мачтовые сооружения появляются в жилых районах, провоцируя у жителей приступы тревожности и беспокойства. Предлагаем читателям разобраться в том, как же работают вышки мобильной связи, и ответить на главный вопрос – стоит ли их опасаться.
Почему мобильные операторы устанавливают вышки связи?
Вышки сотовой связи – то, чего многие боятся, но при этом не всегда понимают, что сами инициируют строительство очередного объекта. Ведь чем больше мы разговариваем по телефону и пользуемся мобильным интернетом, тем больше сотовых вышек необходимо, чтобы обеспечить бесперебойную работу сети. Именно благодаря вышкам сотовой связи, а точнее благодаря установленным на них базовым станциям, мы можем оставаться на связи всегда и везде (ну, или почти везде). И если их перестанут строить, то в условиях постоянно растущей нагрузки на сеть, качество мобильной связи и интернета может «просесть», и нам будет сложно вызвать спасателей, заблудившись в лесу, или узнать, добрался ли ребенок до школы.
Так что же представляют из себя эти самые сотовые вышки и базовые станции? Базовые станции – это комплекс антенн, которые принимают и передают сигналы от телефона к телефону. Вышки связи – это сами строительные объекты (обычно железобетонные столбы или высокие металлические конструкции), на которых может быть установлено сразу несколько базовых станций. Например, мобильный оператор Tele2 в Кузбассе строит чаще всего вышки с тремя видами базовых станций, каждая из которых работает в одном из стандартов связи – 2G, 3G, 4G. Такие сооружения располагаются везде, где необходим устойчивый сигнал или быстрый мобильный интернет.
Получается, что вышки сотовой связи нужны, в первую очередь, самим людям. А операторы лишь удовлетворяют спрос клиентов на качественную связь и высокоскоростной интернет.
Установка вышек сотовой связи – сложный процесс
Причины для установки базовых станций могут быть разными. Их могут устанавливать, чтобы обеспечить мобильной связью населенные пункты, в которых вообще никакой связи раньше не было. Или чтобы повысить скорость интернета и качество голосовой связи у людей в активно строящемся жилом районе (в местах с плотной застройкой у сигнала возникает много дополнительных помех, и поддержать качество связи в данном случае можно только с помощью новых вышек). Иногда базовые станции строят, чтобы снизить нагрузку на сеть в часы пиковой загрузки или усовершенствовать имеющиеся технологии.
В каждом из случаев мобильный оператор на основании многочисленных расчетов понимает, что эффективнее, – установить дополнительное оборудование на уже действующую вышку или построить новую. Когда выбор сделан и место для установки подобрано, технические специалисты проводят расчет уровня электромагнитного поля, учитывая информацию обо всех строениях в округе, включая их высотность, материал изготовления, назначение и т.д.
При строительстве вышки самым главным является ее безопасность. Мобильные операторы обязаны соблюдать жесткие санитарные нормы, которые проверяются и контролируются Роспотребнадзором. Сначала Роспотребнадзор проверяет проект со всеми сделанными расчетами перед началом строительства, и выдает одобрение на установку только если все соответствует букве закона. Затем, уже после строительно-монтажных работ, делаются фактические замеры уровня мощности радиосигнала, и только если этот показатель не превышен (а они в России санитарные нормы – одни из самых жестких в мире), выдается разрешение на эксплуатацию объекта.
Вывести базовую станцию в эфир «по-тихому», минуя сложную процедуру согласований, не получится. За работой всех антенно-мачтовых сооружений пристально следит Роскомнадзор.
Что опаснее: вышка сотовой связи или микроволновка?
Еще на уроках физики в школе нам объясняли (но многие это, возможно, уже подзабыли), что радиоволны в дозированном объеме не несут угрозы для здоровья человека. Их негативного влияния не подтвердило ни одно научное исследование. Если что и представляет опасность для здоровья, так это жесткие лучи (например, ультрафиолет в высоких дозах, рентген или радиация). Но к радиоволнам это не имеет никакого отношения.
Возможно ли ощутить физическое недомогание от радиоволн, которые испускает базовая станция? Нет. Если это происходит, скорее всего, является психосоматическим синдромом, и справиться с ним поможет психолог. Еще один действенный способ справиться с радиофобией – получить больше информации о том, как работают вышки сотовой связи и в принципе мобильная связь. Только информация эта должна быть из экспертных источников. Например, от физиков или инженеров, но точно не от соседа или с форумов в интернете.
Обратившись к экспертным источникам, вы, в первую очередь, узнаете о том, что в России предельно допустимая норма уровня мощности радиосигнала от базовой станции – та самая, которую соблюдают при строительстве любой вышки – составляет всего 10 мкВт/см2. В США, например, эта норма в десять раз выше – 100 мкВт/см2. И даже обычная микроволновка в зависимости от модели имеет уровень мощности электромагнитного поля 20-30 мкВт/см2, то есть в 2-3 раза выше, чем базовая станция мобильного оператора. А ведь микроволновая печь есть почти в каждом доме, и мы пользуемся ей каждый день без лишних нервов.
Еще один удивительный факт (который не так уж удивителен, если вспомнить законы физики) состоит в том, что частое расположение базовых станций снижает уровень радиоволн, который испускает ваш смартфон. Да-да, телефон тоже испускает радиоволны. Объясняется это крайне просто: мобильная связь – это ничто иное как обмен информацией в радиодиапазоне между гаджетом и базовой станцией, и чем меньше расстояние между антенной и телефоном, тем меньше мощности нужно устройству, чтобы «докричаться» до вышки. И наоборот.
Не стоит забывать и о том, что современные антенны работают узконаправленно, поэтому, даже если станция установлена на крыше вашего дома, она отвечает всем санитарным нормам и не представляет угрозы. Более того, люди под ней находятся в «радиотени». Антенны никогда не направляются строго вниз, ведь их задача – охватить как можно более широкую зону покрытия. Именно поэтому прямо под базовой станцией связь и интернет могут быть не очень хорошими. Или вообще в этом месте до вас будет долетать только отраженный сигнал или радиосигнал от другой вышки. Словом, опасаться такого соседства точно не нужно.
– Базовые станции мобильных операторов всегда устанавливаются со строгим соблюдением всех требований закона и норм безопасности. Разрешение на строительство и на эксплуатацию объекта выдается Роспотребнадзором только в том случае, если предельно допустимые значения уровня электромагнитного поля на всех без исключения территориях, прилегающих к базовым станциям, не превышены. Это касается в том числе и жилых домов, – объясняет ведущий инженер по строительству объектов связи филиала Tele2 в Кузбассе Павел Ляшок.
Ну а если сомнения вас не покидают, вместо того, чтобы гадать на кофейной гуще, безопасна ли работа вышки, можно в любой момент обратиться в Роспотребнадзор и оставить заявку на замер мощности радиосигнала любой базовой станции. Служба проведет внеплановую проверку, вам предоставят точные результаты измерений, и больше не придется тревожиться на этот счет.