Устройство базовых станций сотовой связи. Как мы строили базовую станцию

Основой каждой сети сотовой связи является ячейка (сота) в центральной части которой находится базовая станция (БС). Размер ячейки зависит от вида сети, мощности БС и других факторов. Радиус соты составляет от 0,5 до 10 километров. Благодаря такому расположению, абонент, еще не выйдя из зоны действия одной БС, попадает в зону действия другой БС, и так до прекращения зоны действия сети.

Мощность базовой станции сотовой связи

Всем известно, что радиус действия базовой станции ограничен, соответственно мощность работы передатчиков относительно невысока. Мощность базовой станции зависит от размера соты, применяемого стандарта и места, где она установлена. Находится эта величина в диапазоне от 5 Вт до 20 Вт.

Мощность базовой станции, находящейся в городе и покрывающей зону радиусом в 2 километра, составляет около 10 Вт. Но такая величина только на выходе передатчиков, потому что из-за направленного действия антенн мощность излучения может достигать 100 Вт. В сельской местности мощность может быть еще больше, из-за установленных усилителей.

Самая большая мощность на выходе передатчика может достигать до 30 Вт, но из-за воздействия различных препятствий (железобетонные строения, кроны деревьев) сигнал ослабевает.

Исходя из того, что условия распространения сигналов разнообразны, было принято решение, что мощность базовых передатчиков будет адаптироваться к условиям (мощность может увеличиваться и уменьшаться).

Антенны для базовой станции сотовой связи

Антенна является элементом базовой станции, именно это устройство принимает и передает сигнал от одного абонента другому. Антенна является важной частью БС, от нее во многом зависит качество связи.

В настоящее время для сетей GSM/UMTS/4G используют панельные антенны с кроссполяризацией и антенны с вертикальной поляризацией.

Антенны с кроссполяризацией применяют для открытого пространства, а с вертикальной поляризацией — внутри помещения.

Специфика сетей UMTS заключается в изменении площади покрытия в зависимости от нагрузки, а самым эффективным инструментом оптимизации площади покрытия является регулировка антенны. В антеннах UMTS можно менять угол наклона, как механической, так и электрической регулировкой.

Размещение базовых станций сотовой связи

Существует несколько типов базовых станций: макро, микро, пико.

Макросота — это стандартная базовая станция, которую применяют мобильные сети. Радиус покрытия этой станции составляет до 100 километров, вес около 300 кг. Такие базовые станции размещают в нежилых помещениях.
Микросота — это компактная базовая станция, распространенная в сетях операторов. От стандартной станции она отличается излучаемой мощностью и количеством поддерживаемых абонентов. Радиус покрытия достигает до 5 километров, вес — до 50 кг. Станцию размещают в контейнере и крепят к столбу.
Пикосота — это базовая станция малой мощности, которая принадлежит оператору и используется в качестве сети. Такая станция устанавливается в местах наибольшего скопления пользователей. Размерами напоминает ноутбук.

Базовые станции могут располагаться на крышах зданий, фонарных столбах. Внутри помещений (торговые центры, развлекательные центры) применяют пикосоты.

Строительство базовых станций сотовой связи

Территория города оптимально подходит для возведения БС сотовой связи, благодаря плотной застройке высокими зданиями. Но есть и ряд неудобств: железобетонные здания мешают эффективности сигнала, либо место, выделенное под строительство станции, сложно монтирования конструкции.

За чертой города, как правило, отсутствуют объекты, подходящие для установки станции. В этом случае требуется возвести антенно - мачтовое сооружение.

Станции размещают не только на вышках сотовой связи и высотках, но и на таких сооружениях, как трубы и элеваторы. Благодаря тому, что задействуют площади высотных конструкций, происходит существенная экономия на строительстве вышки, ведь порой высота вышки достигает 85 метров. Да и не всегда можно получить разрешение на строительство в желаемом районе.

Более простым и экономически выгодным остается вариант размещения специальной конструкции для установки базовой станции на готовом высотном объекте.

Монтаж и обслуживание базовых станций сотовой связи

Базовые станции сотовой связи - важнейший этап построения всей системы сотовой связи для передачи сигнала на заданной территории. Для обеспечения бесперебойной работы требуется правильно расположить и смонтировать базовую станцию. Этот процесс можно доверить только настоящим профессионалам своего дела.

Компании, обслуживающие станции сотовой связи

При выборе компании, обслуживающей станции сотовой связи, следует отдать предпочтение, тем, кто уже много лет работает в этой сфере.

Компания «Интеграция» на рынке строительства сетей с 2012 года. Компания устанавливает и обслуживает базовые станции в городе и за городом. Компания монтирует антенно - мачтовые сооружения, строит радиорелейные линии связи. При монтаже станции на жилых домах или высотных сооружениях выполняет согласование с жильцами и контролирующими органами.

Компания «Передовые технологии связи» - подразделение крупнейшего в России телекоммуникационного холдинга. Компания выполняет проектирование, монтаж, сервисное, гарантийное обслуживание и ремонт объектов. Заказчиками компании являются - «МТС», «МегаФон», «Tele2».

Производители и поставщики комплектующих для станций сотовой связи

Некоторые компании по производству комплектующих для станций сотовой связи сами занимаются проектированием и монтажом станций.

Компания «Телеконта» основана в 2001 году. Располагает собственным лабораторно - измерительным комплексом и производственной базой, где производит элементы антенно - фидерного тракта. Обладает патентами на антенны. Клиентами «Телеконта» являются - «МТС», «Мегафон», «СМАРТС» и другие компании.

ООО «ГРАУНДТЕХ» - производит и поставляет системы молниезащиты, аппаратов для бесперебойной передачи электрической энергии.

ООО «ГРАУНДТЕХ» является дистрибьютором Словенской компании производящей устройства защиты от импульсных перенапряжений.

Член комиссии Мосгордумы по градостроительству, государственной собственности и землепользованию, фракция «КПРФ»:

«Сегодняшний разговор о вышках сотовой связи – не первый в стенах столичного парламента. Число обращений граждан, связанных с незаконной установкой станций беспроводной связи буквально в двух шагах от школ, больниц, детских садов, едва ли не под окнами жилых домов, постоянно растет. Москвичи обращают внимание на то, что фактически отсутствует регламент, регулирующий их установку и базирующийся на научно доказанных отрицательных факторах воздействия электромагнитного загрязнения на здоровье людей. К тому же отсутствие современного системного подхода в данном вопросе – поле для коррупции. Эта проблема актуальна не только для Москвы, и в этой области пора навести порядок».

Примечание 4 Сигнал перемещается или распространяется по пространству радиоволнами, а в приемной точке он подбирается другой антенной в виде электрического тока. Этот ток передается приемнику, который преобразует эту энергию для восстановления оригинальное сообщение. Устройства связи и их антенны могут быть предназначены для работы в одностороннем порядке или на двусторонней основе. Диапазон радиосвязи обычно зависит от используемой частоты, высоты антенны, свойств антенны, мощности передатчика и природы окружающего ландшафта. радио является наиболее решающим, характер и расположение антенны будут сильно различаться в зависимости от используемой частоты.

Представители научного сообщества, принявшие участие в работе круглого стола, были единодушны: озабоченность горожан влиянием электромагнитного поля базовых станций на их здоровье, а особенно на здоровье детей, имеет веские основания.

Председатель Российского национального комитета по защите от ионизирующих излучений, член научно-консультативного комитета Международного электромагнитного проекта Всемирной организации здравоохранения Олег Григорьев :

Полный диапазон частот называется радиочастотным спектром, а государственное регулирование этого ценного ресурса в интересах общества называется управлением использованием спектра. При координации своих международных усилий Федеральное министерство связи планирует, санкционирует, изменяет и контролирует использование радиочастотного спектра для упорядоченной разработки радиосвязи. Примечание 6 Поскольку спектр является общим ресурсом, эти цели обязывают министерство попытаться максимизировать количество пользователей спектра, гарантируя, что каждый пользователь не будет страдать от степени вмешательства, превышающей степень, которая считается допустимой для каждой категории пользователей.

«Научно проверенные данные, которыми располагает РНКЗИИ, позволяют обоснованно ожидать особые последствия при постоянном облучении электромагнитным полем. При этом наибольшую озабоченность у медиков вызывает рост болезней нервной, иммунной и эндокринной систем. В этой связи во многих странах мира уже вводятся ограничения, связанные с воздействием облучения на население. Особенно жестко регламентируется размещение станций вблизи детских учреждений. Во Франции это и вовсе законодательно запрещено».

Частоты и их использование

Как мы уже упоминали, именно частота определяет приоритет радиосообщения. В зависимости от частоты и используемой антенны сигнал будет сосредоточен в небе, прямо в воздухе или на границе По своей частоте волны ведут себя по-разному в земной атмосфере. Некоторые из них путешествуют почти свободно, другим трудно противостоять плохой погоде, а другие отражаются на Земле, что позволяет им путешествовать на большие расстояния. Эти природные свойства , когда они способствуют радиосвязи, могут быть значительно усилены типом используемой антенны и выбранным местом.

Заместитель председателя Научного совета по проблеме радиобиологии РАН Юрий Григорьев :

«То, что радиоизлучение само по себе опасно, – аксиома, которая в научном сообществе не подвергается сомнению. В России действуют стандарты, принятые еще в 1984 году. В свое время они считались одними из самых передовых в мире, но сегодня мы находимся уже где-то «в середине списка». Отсутствие жестких нормативных правил и стандартов – первая причина нынешней «вольницы». Следующий момент – отсутствие правил, которые регулируют место установки этих башен вблизи школ и дошкольных учреждений. Между тем ВОЗ особо подчеркивает, что дети имеют «уникальную уязвимость» к электромагнитному излучению».

Критерии выбора местоположения антенны

Требования к размеру - Требования к размеру зависят от типа здания, типа радиослужбы и типа антенны. Как правило, длина и ширина грунта должны составлять от 20 до 25% от высоты антенны, если здание самонесущее и от 50 до 80%, если оно парно. Примечание 12 Тип услуг - Для некоторых служб радиосвязи требуется антенна типа, требующая очень большой площади. Например, коротковолновой антенне для международного вещания может потребоваться до 200 гектаров земли. Ориентация сигналов. В зависимости от используемой частоты направленная антенна может иметь очень сложную конструкцию, что увеличивает требования к местоположению. Например, антенна с высокой степенью направленности, предназначенная для любителей, может потребовать большого количества очень удаленных кожухов. Многие антенны установлены на пилонах или других типах зданий для этой цели. . Антенные розетки выполняют две роли: во-первых, очевидную функцию, они поднимают и поддерживают излучающий элемент системы радиосвязи.

В Москве действует уже порядка 10 тысяч базовых станций, и ежегодно их число возрастает на несколько сотен. При этом ни для кого не секрет, что часть передающего радиотехнического оборудования в городе устанавливается фактически незаконно. Чтобы воспрепятствовать этому, Роспотребнадзор по городу Москве уже разработал проект новой редакции постановления Правительства Москвы, принятого еще в 2005 году, – «О мерах по обеспечению законности при размещении и эксплуатации передающего радиотехнического оборудования о городе Москве». Как сообщил начальник отдела надзора за объектами коммунально-бытового назначения и средой обитания человека Роспотребнадзора по городу Москве Алексей Худобородов , в ближайшее время документ готовится к рассмотрению в Правительстве Москвы.

Муниципальные концерны и технологии антенн

Типология Примечание 24 - Существуют два основных типа гнезд радиоантенны: самонесущие разъемы и кабельные разъемы, первый из которых имеет квадратный, треугольный или пирамидальный профиль и может быть выполнен из трубчатой стали, стальной сетки, железобетон и, иногда, древесина. Кабельные конструкции выполнены из трубчатой стали, стали или алюминиевой сетки. Несмотря на то, что центральный полюс иногда занимает меньше места на земле, чем самонесущий пилон, для защиты сараев требуется несколько гектаров земли. Выбор типа здания - выбор типа здания или строительного материала благодаря экономическим и техническим факторам. Экономические аспекты. Самонесущие пилоны более дороги, чем кабельные опоры, и становятся очень дорогими, когда высота превышает 95 метров. Железобетон - самый дорогой строительный материал, алюминий поступает на второй в этой связи. Земельный участок - Самостоятельные здания требуют гораздо меньше земли, чем опорные баллоны. В городских районах высокая цена и нехватка земли могут определять выбор самонесущего здания. В полевых условиях пилот-кабель более практичен. Примечание 25 Нагрузка и мощность. Из-за веса оборудования или количества антенн часто выбирается самонесущая модель, которая имеет более сильный центральный полюс, предпочтительно, ванную модель. чем самонесущий пилон, который имеет более широкую базу и более массивные ребра. В Канаде было много выбора для бетона, хотя его массивный аспект был признан из-за архитектурных возможностей, которые он предлагает. Они удерживаются на месте большим количеством саванов. . Технического прогресса в решении проблем, выраженных муниципалитетами в Канаде, мало.

Муниципальный депутат Совета депутатов муниципального округа Москворечье-Сабурово Владимир Куимов обратил внимание собравшихся на факт, что башни двойного назначения в городе появляются вместо обычных фонарей наружного освещения, о которых просят местные жители.

«Разобраться с тем, на основании каких документов они появляются, просто невозможно: переписка с различными службами и ведомствами затягивается на долгие месяцы», - отметил Владимир Куимов.

Федеральное управление радиовещания в Канаде

Есть, по крайней мере, четыре случая, когда недавний технический прогресс может облегчить местные проблемы. Проектирование параболических антенн для телевизионного приема - теперь возможно построить параболические антенны в более жилых районах. Некоторые модели могут быть встроены в крышу существующего здания, а все новые модели могут быть настенными и окрашены в соответствии с фоном. Однако использование более высоких частот и более мощных спутников значительно уменьшило эти размеры. Примечание 29 Мультиплексирование антенн. Достижения в области технологий, особенно в области наземных мобильных антенн , позволили включить, имплантация большого количества антенн в одном аппаратном обеспечении. До двенадцати наземных мобильных систем можно сгруппировать по мультиплексной антенне, а пары достаточно для установки до 20 аналогичных систем. Комбинации антенн - Прогресс радиоэлектроники теперь позволяет объединить несколько сигналов эмиссии, чтобы они подхватили одну антенну. Примечание 30 Этот метод требует разбиения города на ряд радиозондов или ячеек, каждый с передатчиком и антенной. В городах эти антенны, довольно массивные, расположены примерно на 30-40 метров выше почвы, а некоторые из них служат важной городской территории. Сотовые коридоры, такие как один, связывающий Эдмонтон с Калгари и тот, который в настоящее время находится в стадии строительства между Виндзором и Квебеком, предоставляют доступ к любому, кто путешествует вдоль или рядом с шоссе. для сельских муниципальных администраций, приходится нести непривлекательное присутствие антенн высотой до 125 метров, даже если их граждане вряд ли будут теми, у кого есть сотовый телефон в своем автомобиле. Развитие спутниковых служб - ожидается, что ряд изменений повлияет на муниципалитеты. Во-вторых, коммерческое использование спутниковой связи, вероятно, будет расти огромными темпами. Во многих коммерческих и промышленных зданиях предполагается, что будут установлены терминалы с очень малой апертурой, способные передавать очень большой объем данных. Использование частных спутниковых сетей посредством филиалы или автодилеры, например, могут привести к созданию таких антенн в непосредственной близости или в жилых районах. Он предназначен для передачи специализированных информационных услуг коммерческим клиентам в том же географическом районе. Поскольку они транслируются по широкому диапазону частот и передают свои сигналы в значительной степени, эти антенны должны быть централизованы в верхней точке над препятствиями и средний уровень почвы. Эстетические улучшения. . Как упоминалось во введении, функция управления спектром Федерального министерства связи требует, чтобы последние планировали, разрешали, принимали и контролировали использование радиочастотного спектра для обеспечения упорядоченной разработки радиосвязи национальный план и координировать эти усилия на международном уровне.

Отдельно участники круглого стола затронули тему размещения базовых станций в непосредственной близости от школ. Проблема заключается в том, что, если в образовательных учреждениях установить к экзаменационному периоду еще и «глушилки» сигналов сотовых телефонов , показатели электромагнитного излучения выйдут за все разумные нормы.

Одна из его основных целей - максимизировать общее число законных пользователей спектра, одновременно ограничивая помехи, которые могут пострадать. Чтобы выполнить свою миссию по управлению использованием спектра, Министерство связи должно иметь юридический мандат для заключения международных соглашений. Примечание 38 и международные соглашения.

Примечание 46 Для всех других служб радиосвязи, которые подлежат лицензии, эта лицензия является основным сертификатом авторизации. В таких условиях и с учетом таких условий, которые он сочтет целесообразными для обеспечения упорядоченной разработки и эксплуатации радиосвязи в Канаде.

По итогам работы круглого стола была принята резолюция, в которой выражается необходимость разработки и введения в действие юридически определенного алгоритма размещения базовых станций, который исключал бы возможность функционирования тех из них, что уже установлены с нарушениями. По мнению участников дискуссии, необходимо зафиксировать минимальное расстояние от станций до жилых и других социально значимых объектов не менее 500 метров. Также высказано предложение значительно увеличить размер штрафов за самовольную установку станций (сейчас он составляет всего 20 тыс. рублей) и наделить контролирующие органы полномочиями в отношении правонарушителей.

Примечание 47. Установление, эксплуатация или владение радиостанцией без лицензии на строительство и эксплуатацию или без действительной лицензии, является преступлением в соответствии с разделом 3 Закона. Полномочия министерства относительно создания станции более точно определены для вещательных предприятий, чем для других видов радиослужб. Действительно, в разделе 5 Закона говорится.

Министр регулирует и контролирует все технические вопросы, связанные с планированием, строительством и эксплуатацией вещательного оборудования, и, не ограничивая общности вышеизложенного, должен. Таким образом, последний раздел предоставляет министрам связи значительные полномочия по всем техническим вопросам, касающимся строительства радиовещательных установок и их антенной системы, а также местоположения, зданий и пилонов.

На днях житель Подмосковья Николай Лесников добился сноса вышки сотовой связи, которая выросла в 20 метрах от его дома. Также недавно Роскомнадзор сообщил, что с развитием сетей 4G растет и число нарушений в сфере связи, в том числе игнорирование требований к параметрам излучения радиоэлектронных средств (РЭС). Сегодня

Министр может устанавливать правила. Положения о принудительном исполнении дополнительно разъясняют полномочия министра в отношении создания систем радиосвязи для целей вещания или для других целей. Для всех антенн, подчиненных процессу авторизации, статья 12 предусматривает точное утверждение местоположения и права решения на рамке антенной системы, которая гласит.

Никакие изменения не должны производиться в отношении местоположения, каменной кладки, пилонов и других вертикальных конструкций, одобренных для антенной системы станции, без дальнейшего одобрения Министерством. По несколько неясной причине министру также предоставлены полномочия по выбору места расположения антенны и зданий для частных коммерческих радиостанций.

Николай Лесников начал судиться с ОАО «МТС» еще в конце прошлого года, заявив, что компанией было нарушено его конституционное право на благоприятную окружающую среду. В своей жалобе г-н Лесников попросил суд признать вышку, расположенную в 20 метрах от его коттеджа, самовольной постройкой и обязать ответчиков снести ее. Процесс по делу завершился 28 февраля. «По решению суда компания МТС обязана в течение четырех календарных месяцев с момента вступления решения в законную силу демонтировать вышку», – сообщили в Зарайском городском суде Московской области. Официальную позицию ОАО «МТС» на процессе озвучил его представитель Дмитрий Солодовников, заверивший, что излучение от всех базовых станций соответствует нормативам и проверяется Роспотребнадзором и Роскомнадзором. Г-н Солодовников добавил, что уровень этого излучения гораздо ниже того, который можно получить от микроволновой печи, неонового светильника, радио- и телевизионных передатчиков.

Передатчик и его местоположение, местоположение, тип, высота, краска и освещение рамы антенны должны соответствовать требованиям, установленным время от времени Министром. Единое положение Закона и его положений касается непосредственно министерских полномочий в отношении антенной системы радиостанций, которые не имеют лицензии.

Примечание 53. Антенны, подлежащие перечислению и регулированию, будут включать все наружные антенны, установленные в частных помещениях для нелицензированных приемников. Как можно видеть из вышесказанного, в соответствии с Законом о радиосвязи и Правилами в соответствии с ним Министерство связи на законных основаниях удерживает все полномочия, в том числе делегированные полномочия закона, в отношении строительства, размещение, утверждение местоположения, утверждение типа, монтаж, ремонт и эксплуатация радиоантенн, а также расположение, окраска, освещение и инженерное проектирование зданий антенн в Канаде.

Однако на днях Роскомнадзор сообщил о выявлении более 1,5 тыс. случаев нарушений сотовыми операторами требований к параметрам излучения радиоэлектронных средств (РЭС). Почти половина этих случаев приходится на операторов «большой тройки»: у ОАО «МегаФон» – 253 нарушения, у ОАО «ВымпелКом» («Билайн») – 229, у ОАО «МТС» – 131. Данные радиоконтроля уже переданы в территориальные органы Роскомнадзора для принятия административных мер. Проверка была затеяна в связи с быстрым ростом количества РЭС в стране из-за активного внедрения новых технологий связи и вещания. Так, по данным подведомственной Роскомнадзору радиочастотной службы, количество РЭС в России в январе 2014 года увеличилось более чем на 9 тыс. и превысило 1 млн. 614 тыс. Только за один этот месяц на 17,4% стало больше РЭС технологии LTE (известной так же, как 4G).

«Такие сложноорганизованные сигналы, как 4G, могут быть опаснее существовавших ранее», – сказал «НИ» председатель Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений член научно-консультативного комитета Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по программе «Электромагнитные поля и здоровье человека» Олег Григорьев. По его словам, оценить безопасность сигнала 4G при существующих методиках измерения практически невозможно: «Практических исследований пока нет, а оценка их безвредности делается, по сути, пальцем в небо. Однако ситуация идет как идет, поскольку подавляющему большинству на это наплевать».

Олег Григорьев отмечает, что базовые станции сотовой связи за последние два года принципиально изменили электромагнитную обстановку в мегаполисах таким образом, что ученые начинают рассматривать эту ситуацию как перспективную проблему для окружающей среды: «Если лет 20 назад только 1% городского населения жил в условиях измененного электромагнитного фона, то сейчас мы говорим уже о 90%. Он поднялся за счет возросшего количества базовых станций сотовой связи».

Кроме того, электромагнитный фон сейчас распределен очень неравномерно, из-за чего организм человека сталкивается с его резкими перепадами (это можно заметить по индикатору сети на мобильном телефоне). «Даже постоянное воздействие переносится проще, поскольку организм к нему адаптируется», – отмечает г-н Григорьев. Ученый полагает, что изменение фона для людей будет не бесследным, «но насколько все это опасно для здоровья, надо еще изучать, потому что долговременных исследований на этот счет у науки пока нет».

Согласно исследованиям доктора медицинских наук специалиста по проблеме электромагнитных излучений Валентины Никитиной, в результате воздействия электромагнитных полей на человека возникают вегетососудистые дистонии, гипертонические болезни, атеросклеротические кардиосклерозы, а со стороны нервной системы могут возникать астенические, вегетативные дисфункции, церебральный склероз. Однако нужно понимать, что эти заболевания возникают у тех, кто постоянно работает с полями.

Что же касается вреда от установленных на зданиях вышек сотовой связи, то, по словам г-на Григорьева, вредно жить не под вышкой, а по соседству с ней: «Если вы представите антенну, то направление основного излучения будет сориентировано под углом минус 2–5 градусов к горизонту. В основном луче вся электромагнитная мощь и энергия». Наихудшая ситуация складывается тогда, когда антенна установлена на доме напротив, говорит Олег Григорьев: «Раньше базовым станциям в Москве не позволяли спускаться вниз, а потому случаи попадания чьей-то квартиры в зону основного луча были редки. В последние два года антенны поползли вниз. Теперь мы часто видим, когда на какой-то одно- или двухэтажной постройке на высоте 5–10 метров от земли во дворе стоит базовая станция , которая сориентирована на дом. Однажды в такой квартире мы замеряли значение, которое в 50 раз превышало нормативы. Уровень почти что тепловой. В итоге мы добились, чтобы антенну переставили».

В России существуют нормы допустимых уровней электромагнитного излучения, согласно которым плотность потока электромагнитной энергии не должна в месте нахождения человека превышать 10 мкВт/см2. В каких-то странах этот норматив больше, а в каких-то значительно меньше. Олег Григорьев считает, что в условиях современного мегаполиса, когда на человека действует много других вредных факторов, норма должна быть сокращена до 2–3 мкВт/см2.

Вопрос влияния радиосигналов на здоровье человека сейчас активно изучается. Только за последнее десятилетие было проведено несколько сотен исследований. Часто они дают совершенно разные результаты. Так, британские ученые, 11 лет исследовавшие влияние сотовых телефонов на организм человека, пришли к выводу, что эти телефоны безвредны. Американские ученые в ноябре 2012 года, наоборот, заявили, что использование мобильного телефона беременными может спровоцировать синдром дефицита внимания и гиперактивность у будущего малыша. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) меняла свое отношение к воздействию сотовых телефонов и базовых станций на человека несколько раз. «На сегодняшний день нет каких-либо убедительных научных данных, подтверждающих, что слабые РЧ-сигналы, испускаемые базовыми станциями, приводят к неблагоприятным последствиям для здоровья», – таков последний вывод ВОЗ.

Операторы сотовой связи настаивают, что все их базовые станции безвредны для людей, поскольку установлены в соответствии с законом. «Электромагнитное излучение антенны базовой станции направлено горизонтально либо под небольшим углом к горизонту и отлично гасится крышами и стенами. Интенсивность излучения, распространяющегося вниз, в 600 – 1000 раз ниже, чем в основном направлении. По законам физики излучение имеет свойство угасать пропорционально квадрату расстояния. Таким образом, если расстояние от источника излучения увеличилось в два раза, излучение ослабилось в четыре раза. Поэтому несколько десятков метров удаления от базовой станции практически исключают воздействие излучения на здоровье человека», – сообщили «НИ» в пресс-службе ОАО «МТС». Там отметили, что эксплуатация базовых станций находится под жестким контролем государства: «Сам факт наличия работающей базовой станции говорит о том, что ее оборудование не наносит вреда здоровью людей, проживающих или работающих в окрестных зданиях».

В пресс-службе ОАО «ВымпелКом» (оператор «Билайн») «НИ» заверили, что «практически любой реально осуществимый вариант установки антенн базовых станций безвреден для человека». К тому же, по словам представителей ОАО «ВымпелКом», сигнал затухает, встречаясь, например, со стеной или стеклом: «Если базовая станция установлена в доме напротив, между человеком и антенной есть стекло, из-за которого сигнал и поток энергии затухает в 2,5 раза. В случае с железобетонной стеной сигнал затухает в 32 раза».

Ученые воспринимают эти заверения не столь оптимистично. Во-первых, нарушения периодически выявляются, а во-вторых, по словам Олега Григорьева, не всегда результаты экспертиз федеральных ведомств совпадают с теми, которые потом получают независимые специалисты: «Часто операторы просто не включают станцию на максимальную мощность при проверке излучения, хотя обязаны это делать».

Большинству пользователей сотовой связи невдомек, какая огромная система обеспечивает их комфорт. Между тем это не только компьютеры-коммутаторы, специальные контроллеры, но и тысячи, нет - десятки тысяч базовых станций, чуткие антенны которых позволяют абонентам всегда оставаться на связи.

Больше «мозгов», чем «железа»

Основной элемент сотовой сети любого стандарта - это базовая станция (BSS, Base Station System), которая занимается распределением звонков и аутентификацией мобильных телефонов. В зависимости от стандарта связи базовые станции (БС) работают в диапазоне частот от 450 до 1880 МГц. БС составляют основу макроячеек, так называемых «сот». Поскольку рабочий радиус таких станций порядка 10-12 км за городом и около 5 км в городе, БС строят много и располагают относительно недалеко друг от друга. Полностью автономные и автоматизированные базовые станции представляют собой небольшие контейнеры, которые устанавливаются, как правило, на крыше зданий. Там обычно находится несколько компьютеров, источник автономного питания и кондиционер - все оборудование БС очень чувствительно к перепадам температуры. Все это богатство снабжено автоматической системой пожаротушения и сигнализацией. В обязательном порядке имеется беспроводной или кабельный канал связи с центром управления сетью, куда передается огромный поток данных - входящие и исходящие вызовы от абонентов.

Контейнер БС.

Безопасная связь

Бытует мнение, что базовые станции очень вредны для здоровья. По отечественным санитарным нормам и правилам, антенны БС размещаются на уже существующих постройках или на специальных мачтах. Есть два типа антенн: передающие (или приемопередающие), и приемные, которые вовсе не являются источниками электромагнитного поля. Основная энергия излучения передающей антенны сосредоточена в довольно узком «луче», который всегда направлен в сторону от сооружений и выше прилегающих построек. Это необходимое условие нормального функционирования сотовой связи и безопасности окружающей среды.

Начинка базовой станции.

Мощность излучения антенны БС не постоянна, она меняется в зависимости от нагрузки сети - количества активных сотовых телефонов в зоне обслуживания. При этом для станций, расположенных в различных районах города, загрузка варьируется. В ночные часы она практически равна нулю, к вечеру резко повышается.

Исследования электромагнитной обстановки на территории, прилегающей к БС, неоднократно проводились специалистами Швеции, Венгрии и России. Если изучить результаты этих измерений, видно, что в 100% случаев электромагнитная обстановка в здании, на котором установлена БС, не отличается от фоновой. На прилегающей территории в 91% случаев зафиксированный уровень электромагнитного поля был в 10 раз меньше ПДУ (предельно допустимого уровня), установленного для радиотехнических объектов в Москве. Максимально зафиксированное при измерениях значение было в 2 раза меньше установленного ПДУ, вблизи здания, на котором установлено сразу три станции разных стандартов. Таким образом, можно с уверенностью говорить, что базовые станции сотовой связи не опасны для здоровья населения.

Пришел, поставил, улетел

Базовые станции монтируются на высотных зданиях или на металлических вышках, которые строят специально. Высотные мачты (более 50 метров) обычно монтируются за чертой города с помощью вертолетов. Все конструкции привозят со специальных заводов на длинномерных тягачах и после этого собирают в 4 крупные секции, которые вертолету предстоит водрузить одну на другую. Первую секцию высотой в 20 метров ставят тяжелым автомобильным краном, а остальные - только с помощью винтокрылой машины.

Вертолеты для монтажа используются особые. С виду - обычный Ми-8, но на самом деле это кардинально модифицированная машина - летающая лаборатория стоимостью порядка $2 млн. Специально для монтажа сложных конструкций на нем предусмотрена внешняя подвеска, на которую крепят трос с блоками башни. Он управляется компьютером, который учитывает все порывы ветра и удерживает строго вертикально несколько тонн металла. Еще есть специальная прозрачная задняя кабина, из которой еще один пилот управляет монтажом. Весь процесс производится в режиме радиомолчания - управление осуществляется только по визуальным командам «флажкового» инженера с земли. Именно этот человек должен сам убедиться в том, что фланцы блоков соприкоснулись, и только после крепления секции дать команду пилоту вертолета отцепить трос с внешней подвески. Сам процесс сборки происходит очень быстро - всего лишь за 40 минут.

Монтаж базовой станции с вертолета.

Парад необычных проектов

Экзотики в строительстве базовых станций море. Шутка ли - у каждой сотовой компании может быть несколько тысяч объектов связи, причем не все из них расположены в мегаполисах. Например, у МТС есть БС с питанием от ветрогенератора - они установлены в Краснодарском крае. Есть БС в портативных контейнерах - коробка размером с небольшой телевизор, в котором смонтирован источник бесперебойного питания и кондиционер. Такие БС можно крепить практически где угодно, например прямо на столбах. В частности, в Москве подобная БС установлена в Гостином дворе. Есть БС, смонтированные на колокольнях - в Суздале и Сергиевом Посаде, например. Это самые высокие места в округе, возводить там мачту нерентабельно - вот и пришлось просить разрешения у церкви. Но совершенно уникальная система - базовая станция в Лефортовском тоннеле в Москве. Там антенной является щелевой излучающий кабель, протянутый в трехкилометровом тоннеле.

У компании «ВымпелКом» своя гордость - для обеспечения покрытия сети «Би Лайн GSM» на оживленном участке федеральной трассы Краснодар-Сочи, проходящем через поселок Молдавановка , была запущена базовая станция, работающая на солнечной энергии. На горном перевале в районе Молдавановки оказалось сложно обеспечить качественное покрытие. Одним из возможных положений базовой станции, обеспечивающих приемлемую зону покрытия, стала естественная площадка на высоте 711 метров на горе. Дорогостоящий проект по организации традиционного электропитания было решено заменить альтернативной системой на солнечных батареях. Пиковой мощности солнечных батарей хватает для питания самой станции, двух кондиционеров и подзарядки аккумуляторов на ночь. В дополнение к солнечным батареям был установлен еще и ветрогенератор. В «ВымпелКом » подчеркивают, что это первая базовая станция на альтернативных источниках энергии в России, но не первая в мире.

Базовая станция «Би Лайн» на солнечной энергии.

В апреле 2004 года в Западной Австралии в округе Кимберли также начала работу базовая станция мобильной связи на солнечных батареях. Всего в ней используется 60 солнечных батарей общим весом 7,4 тонны.

Отличились в строительстве «экзотики» и специалисты сотового оператора СМАРТС . К примеру, БС с расширенной до 100 км зоной покрытия используются в Астраханской области. В Самарской, Пензенской и Волгоградской областях базовые станции на большой высоте. Уж очень много там холмов. Монтировать такие станции приходится с помощью специально подготовленных подразделений альпинистов.

Большая пропускная способность необходима для мобильных БС, которые развертываются всего за несколько часов. К примеру, на Грушинском фестивале работает именно такая БС.

Надо отметить, что экзотические БС - это не выдумка «загадочной русской души». К примеру, в Великобритании стали устанавливать «зеленые» базовые станции сотовой связи. Наконец-то английские «зеленые», выступавшие против строительства базовых станций сотовой связи в заповедных местах Туманного Альбиона, могут спать спокойно. В самом центре Абердинширского леса установлена вторая автономная базовая станция с источником питания на водородно-топливных элементах. Первая такая станция была установлена в Шотландии, возле всемирно известного центра по лыжному спорту. Установка обычной станции потребовала бы прокладки около пяти километров электрического кабеля, что нанесло бы непоправимый ущерб природе в этих местах.

Кстати, для любителей и специалистов: сотовая конфигурация у базовых станций, построенных на многих отечественных и зарубежных курортах, очень интересна и необычна. На таких станциях, как правило, есть только две соты, одна «стреляет» в одну сторону побережья, вторая - в противоположную. В море с телефоном не полезешь, а сфотографировать себя на пляже и послать в заснеженную столицу - милое дело.

Но дальше всех пошли африканские операторы - они устанавливают базовые станции на специальных плотах посреди больших рек. В результате они «накрывают» и близлежащие селения, и саму реку. Дорог там нет, и основные транспортные пути идут по воде. Ну и украсть оборудование оттуда сложнее.

Тотальный контроль

Постоянный контроль покрытия сотовой сети, качества голосовой связи жизненно важен для любого оператора сотовой связи. Именно для этого каждый день в путь отправляются мобильные лаборатории, оснащенные по последнему слову техники. Типовой пример такой машины - микроавтобус Volkswagen Transporter или внедорожник Suzuki Grand Vitara , в них установлена измерительная аппаратура для тестирования сетей AMPS/DAMPS или GSM900/1800.

Volkswagen Transporter

В каждом регионе инженеры разрабатывают специальные маршруты для контроля сети. Как вариант - экипажи отправляются в путь по жалобам пользователей на плохое качество связи или невозможность дозвониться. Третий вариант объездов - это доскональная проверка работы новых базовых станций. Измерительный комплекс проверяет не только зону покрытия БС и сверяет ее планом, но и тестирует качество переключения между БС и соседями.

Специальное оборудование каждого автомобиля стоит десятки тысяч долларов и занимает примерно треть салона. Всего в машине может быть два комплекса, питаются они от бортовой сети. Задача первого состоит в том, чтобы в реальном режиме времени отслеживать качество покрытия сети сотовой связи. Он обычно состоит из мощного ноутбука от Toshiba , нескольких специальных устройств и трех телефонов Sagem , один из которых работает только в диапазоне GSM900, второй - GSM1800, третий - поддерживает оба стандарта связи. Каждый из телефонов непрерывно звонит на специальные технические номера в офисе компании так называемыми «длинными звонками» на 54-59 минут. В это время измерительная аппаратура анализирует качество покрытия, определяется, насколько успешно сотовый звонок передается из соты в соту, в каких случаях могут возникать обрывы связи. Все данные немедленно заносятся в компьютер для дальнейшего анализа.

Второй комплекс состоит из четырех телефонов Sagem. Два из них звонят друг другу «короткими звонками» длительностью 59 секунд. Еще один звонит на специальный сервисный номер в офис сотовой компании, еще один принимает звонки из офиса компании. После соединения передается короткое голосовое сообщение, произнесенное женским и мужским голосом. Так как эталон текста известен, полученный результат мгновенно с ним сравнивается и устанавливается мера сходства сообщения. Чем более они похожи, тем лучше качество связи. Одной из важных частей комплекса является система спутниковой навигации (GPS). С ее помощью компьютер определяет положение в городе и заносит в специальный «черный ящик» все параметры сотовой сети с привязкой к местности. Это позволяет с высокой точностью определять места сбоев.

Знаете ли вы, что происходит после того, как вы набрали номер друга на мобильном телефоне? Как сотовая сеть находит его в горах Андалусии или на побережье далекого острова Пасхи? Почему иногда неожиданно разговор прерывается? На прошлой неделе я побывал в компании Beeline и попытался разобраться, как устроена сотовая связь…

Большая площадь населенной части нашей страны покрыта Базовыми Станциями (БС). В поле они выглядят как красно-белые вышки, а в городе спрятаны на крышах нежилых домов. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров и общается с мобильным телефоном по служебным или голосовым каналам.

После того, как вы набрали номер друга, ваш телефон связывается с ближайшей к вам Базовой Станцией (БС) по служебному каналу и просит выделить голосовой канал. Базовая Станция отправляет запрос на контроллер (BSC), а тот переадресует его на коммутатор (MSC). Если ваш друг является абонентом той же сотовой сети, то коммутатор сверится с Home Location Register (HLR), выяснит, где в данный момент находится вызываемый абонент (дома, в Турции или на Аляске), и переведет звонок на соответствующий коммутатор, откуда тот его переправит на контроллер и затем на Базовую Станцию. Базовая Станция свяжется с мобильным телефоном и соединит вас с другом. Если ваш друг абонент другой сети или вы звоните на городской телефон, то ваш коммутатор обратится к соответствующему коммутатору другой сети. Сложно? Давайте разберемся подробнее. Базовая Станция представляет из себя пару железных шкафов, запертых в хорошо кондиционируемом помещении. Учитывая, что в Москве было на улице +40, мне захотелось немного пожить в этом помещении. Обычно, Базовая Станция находится либо на чердаке здания, либо в контейнере на крыше:

Антенна Базовой Станции разделена на несколько секторов, каждый из которых «светит» в свою сторону. Вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, круглая соединяет Базовую Станцию с контроллером:

Каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно, в зависимости от настройки и конфигурации. Базовая Станция может состоять из 6 секторов, таким образом, одна Базовая Станция может обслуживать до 432 звонков, однако, обычно на станции установлено меньшее количество передатчиков и секторов. Сотовые операторы предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи. Базовая Станция может работать в трех диапазонах: 900 МГц — сигнал на этой частоте распространяется дальше и лучше проникает внутрь зданий 1800 МГц — сигнал распространяется на более короткие расстояния, но позволяет установить большее количество передатчиков на 1 секторе 2100 МГц — Сеть 3G Вот так выглядит шкаф с 3G оборудованием:

На Базовые Станции в полях и деревнях устанавливают передатчики 900 МГц, а в городе, где Базовые Станции натыканы как иглы у ежика, в основном, связь осуществляется на частоте 1800 МГц, хотя на любой Базовой Станции могут присутствовать передатчики всех трех диапазонов одновременно.

Сигнал частотой 900 МГц может бить до 35 километров, хотя «дальность» некоторых Базовых Станций, стоящих вдоль трасс, может доходить до 70 километров, за счет снижения числа одновременно обслуживаемых абонентов на станции в два раза. Соответственно, наш телефон с его маленькой встроенной антенной также может передавать сигнал на расстояние до 70 километров… Все Базовые Станции проектируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное покрытие радиосигналом на уровне земли. Поэтому, несмотря на дальность в 35 километров, на высоту полета самолетов радиосигнал просто не посылается. Тем не менее, некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих самолетах маломощные базовые станции, которые обеспечивают покрытие внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах. Телефон может измерять уровень сигнала от 32 Базовых Станций одновременно. Информацию о 6-ти лучших (по уровню сигнала) он отправляет по служебному каналу, и уже контроллер (BSC) решает, какой БС передать текущий звонок (Handover), если вы находитесь в движении. Иногда телефон может ошибиться и перебросить вас на БС с худшим сигналом, в этом случае разговор может прерваться. Также может оказаться, что на Базовой Станции, которую выбрал ваш телефон, все голосовые линии заняты. В этом случае разговор также прервется. Еще мне рассказали о так называемой «проблеме верхних этажей». Если вы живете в пентхаусе, то иногда, при переходе из одной комнаты в другую, разговор может прерываться. Это происходит потому, что в одной комнате телефон может «видеть» одну БС, а во второй — другую, если она выходит на другую сторону дома, и, при этом эти 2 Базовые Станции находятся на большом удалении друг от друга и не прописаны как «соседние» у сотового оператора. В этом случае передача звонка с одной БС на другую происходить не будет:

Связь в метро обеспечивается так же, как и на улице: Базовая Станция – контроллер – коммутатор, с той лишь разницей, что применяются там маленькие Базовые Станции, а в тоннеле покрытие обеспечивается не обычной антенной, а специальным излучающим кабелем. Как я уже писал выше, одна БС может производить до 432 звонков одновременно. Обычно этой мощности хватает за глаза, но, например, во время некоторых праздников БС может не справиться с количеством желающих позвонить. Обычно это случается на Новый Год, когда все начинают поздравлять друг друга. SMS передаются по служебным каналам. На 8 марта и 23 февраля люди предпочитают поздравлять друг друга с помощью SMS, пересылая смешные стишки, и телефоны зачастую не могут договориться с БС о выделении голосового канала. Мне рассказали интересный случай. Из одного района Москвы стали поступать жалобы от абонентов о том, что они не могут никуда дозвониться. Технические специалисты стали разбираться. Большинство голосовых каналов было свободно, а все служебные были заняты. Оказалось, что рядом с этой БС находился институт, в котором шли экзамены и студенты беспрерывно обменивались эсэмэсками. Длинные SMS телефон делит на несколько коротких и отправляет каждое отдельно. Сотрудники технической службы советуют отправлять такие поздравления с помощью MMS. Это будет быстрее и дешевле. С Базовой Станции звонок попадает на контроллер. Выглядит он так же скучно, как и сама БС — это просто набор шкафов:

В зависимости от оборудования, контроллер может обслуживать до 60 Базовых Станций. Связь между БС и контроллером (BSC) может осуществляться по радиорелейному каналу либо по оптике. Контроллер осуществляет управление работой радиоканалов, в т.ч. контролирует передвижение абонента, передачу сигнала с одной БС на другую. Гораздо интереснее выглядит коммутатор:

Каждый коммутатор обслуживает от 2 до 30 контроллеров. Он занимает уже большой зал, заставленный различными шкафами с оборудованием:

10.

11.

12.

Коммутатор осуществляет управление трафиком. Помните старые фильмы, где люди сначала дозванивались до «девушки», а затем она уже соединяла их с другим абонентом, перетыкивая проводки? Этим же занимаются и современные коммутаторы:

13.

Для контроля за сетью у Билайна есть несколько автомобилей, которые они ласково называют «ежики». Они передвигаются по городу и измеряют уровень сигнала собственной сети, а также уровень сети коллег из «Большой Тройки»:

14.

Вся крыша такого автомобиля утыкана антеннами:

15.

Внутри стоит оборудование, осуществляющее сотни звонков и снимающее информацию:

16.

Круглосуточный контроль за коммутаторами и контроллерами осуществляется из Центра Управления Полетами Центра Контроля Сети (ЦКС):

17.

Существует 3 основных направления по контролю за сотовой сетью: аварийность, статистика и обратная связь от абонентов. Так же, как и в самолетах, на всем оборудовании сотовой сети стоят датчики, которые посылают сигнал в ЦКС и выводят информацию на компьютеры диспетчеров. Если какое-то оборудование вышло из строя, то на мониторе начнет «мигать лампочка». ЦКС также отслеживает статистику по всем коммутаторам и контроллерам. Он анализирует ее, сравнивая с предыдущими периодами (часом, сутками, неделей и т.д.). Если статистика какого-то из узлов стала резко отличаться от предыдущих показателей, то на мониторе опять начнет «мигать лампочка». Обратную связь принимают операторы абонентской службы. Если они не могут решить проблему, то звонок переводится на технического специалиста. Если же и он оказывается бессильным, то в компании создается «инцидент», который решают инженеры, занимающиеся эксплуатацией соответствующего оборудования. За коммутаторами круглосуточно следят по 2 инженера:

18.

На графике показана активность московских коммутаторов. Хорошо видно, что ночью практически никто не звонит:

19.

Контроль за контроллерами (простите за тавтологию) осуществляется со второго этажа Центра Контроля Сети:

22.

21.

Обнаружение вышек связи - это не криминальная деятельность, а довольно распространенная задача в отдаленных регионах и деревнях, где качество покрытия оставляет желать лучшего. Как понять, почему у этого столба берет лучше, чем от той калитки? Сориентироваться тебе могут помочь следующие инструменты и сайты.

Из англоязычных сервисов, пожалуй, лучше всего opensignal.com, где можно выбрать оператора и необходимое местоположение. Карта не отображает вышки, но показывает области покрытия. Из русских могу порекомендовать netmonitor.ru - в его базе содержится немало информации о вышках операторов.

Интересны и некоторые приложения для Android. К примеру, OpenSignal отображает карту сотовых вышек и точек Wi-Fi (еще на карте помечены места с плохой связью), имеет встроенный компас и средство проверки скорости.

Еще интересна утилита Netmonitor. Она умеет мониторить сети GSM и CDMA, показывает информацию об уровне сигнала, содержит базу данных сотовых вышек, поддерживает устройства с несколькими SIM-картами, а также умеет вести лог в формате CLF или KLM.

Обрати внимание, у Netmonitor есть ограничения при работе на устройствах некоторых производителей. На смартфонах Motorola, LG, Samsung, Acer и Huawei список соседей может быть пуст, а на устройствах Samsung к тому же может не отображаться уровень сигнала.

Также порекомендую приложение GSM Signal Monitoring, которое позволяет работать с сетями GSM, UMTS и LTE. Оно на графике отображает изменение уровня сигнала и показывает соседние соты (только в сетях GSM). Есть монитор скорости передачи данных и возможность отслеживать статус соединения, стандарт подключения, идентификаторы соты и текущей зоны (LAC/RNC/TAC) и уровень мощности принимаемого сигнала (RSSI, а также RSRP для LTE).

Зная данные базовой станции, можно пробить ее через сайт xinit.ru и получить информацию о ее местонахождении. В крупных городах не помешает попробовать найти народные карты с расположением вышек, но стоит понимать, что вышки принадлежат разным операторам. Плюс базовые станции ставят не только на столбы, но и на крыши домов.