«Алло, гараж?!» [Фоторепортаж 66.ru о том, как устроена сотовая связь]

Я иногда завидую своей бабушке. На ее жизнь выпала эпоха революционных изменений: в детстве в новинку были черные тарелки радиоприемников, а теперь она разговаривает со внуками по скайпу и не выходит из дома без мобильного телефона. О том, как функционирует эта маленькая коробчонка без антенн и проводов, бабуля и думать боится. Впрочем, в этом она не так уж сильно отстала от молодежи. Едва ли каждый десятый сможет объяснить, откуда берется сотовая связь и как она работает. Для того, чтобы восполнить пробел в знаниях, мы взобрались на крышу паркинга в самом центре города…

На крышу мы взобрались не для того, чтобы высоко сидеть и далеко глядеть, как в сказке про Машу и медведя. Мотивы наши куда более логичны: здесь расположена типовая городская базовая станция, а это одно из ключевых звеньев в процессе передачи мобильного сигнала.

В Свердловской области одни из самых прогрессивных базовых станций у МТС: за последние несколько месяцев оператор обновил большую часть оборудования в ходе масштабной модернизации сети. Главной, но не единственной новацией на базовых станциях стало оборудование для запуска LTE. Теперь у абонентов МТС в Екатеринбурге на экране мобильного телефона, поддерживающего данный стандарт связи, высвечивается значок 4G. Как это изменит нам жизнь, чуть позже. А пока разберемся с тем, что происходит, когда вы звоните маме или начальнику.

Откуда есть пошла связь сотовая

Алгоритм действий такой: когда вы набираете номер телефона и нажимаете кнопку вызова, ваш мобильный «связывается» с ближайшей к вам базовой станцией по служебному каналу и запрашивает голосовой канал. Базовая станция отправляет запрос на контроллер, а тот переадресует его на коммутатор. Коммутатор, прежде всего, выяснит, где в данный момент находится вызываемый абонент — дома, в Турции или на Северном полюсе — и переведет звонок на нужный коммутатор. Тот вновь переправит звонок на контроллер и затем на базовую станцию. Ну, а базовая станция уже свяжет с нужным мобильным телефоном и соединит вас с мамой, начальником или одноклассником.

Все оборудование, необходимое для приема и передачи сигнала в городе, мобильные операторы обычно располагают на крышах нежилых зданий. Оборудованию не страшны ни аномальная жара, ни суровые морозы, ни экзотические осадки вроде ледяного дождя.

Но принять сигнал — полдела, важно его передать. У каждой такой вышки, как правило, есть еще и аппаратная.

Отсюда начинается путь сигнала к коммутатору, часть пути он идет по воздуху, а часть — по проводам.

Естественно, что при такой концентрации техники на квадратный метр, без кондиционирования не обойтись. К примеру в аппаратной, где побывали мы, два кондиционера и одна батарея. Задача этих устройств поддерживать температуру внутри в районе 20°С.

Шагаю по стране с мобильником в руке

Радиус действия одной базовой станции 35 км. В городе сигнал «съедает» плотная застройка, а потому пробивная способность их уменьшается, поэтому их и ставят часто. Если мы передвигаемся по городу, то сигнал переключается с одной станции на другую. Мобильный телефон ищет подходящую базовую станцию в фоновом режиме, поэтому звонок не прерывается и абонент переключения не замечает.

Впрочем, даже при такой плотности базовых станций на территории города, в некоторые дома сигнал пробиться иногда не может. «Качество связи внутри зданий зависит от архитектурных особенностей конкретной постройки: толщина стен и перекрытий, размеры окон, материалы, которые использовались при строительстве — все это влияет на проникновение радиосигнала», — объясняет эксперт. По его словам, сейчас одно из самых непростых препятствий на пути сигнала — это высота здания. Дело в том, что все станции в основном направлены горизонтально или под небольшим углом к горизонту, а на высоте сигнала не хватает. Вот почему на последних этажах небоскребов связь обычно хуже, чем на земле.

Чтобы обойти самые толстые стены и доставить сотовую связь на верхние этажи небоскребов, операторы применяют indoor-технологии. Это система компактных антенн, которые равномерно распределяют сигнал от внешней базовой станции по помещению. Они настолько маленькие, что могут спрятаться под навесным потолком. Такое внутреннее усиление связи МТС сделала, например, в аэропорту «Кольцово», в МЕГЕ, деловых и торговых центрах.

По законам физики и Минсвязи

Среди сотрудников сотовых компаний ходит байка про находчивого директора, которому пришло письмо с жалобами от бабушек: мол, построили базовую станцию и сразу голова заболела, ноги не идут, руки не несут — беда! Директор ответил: «То ли еще будет, когда включим!»

В каждой шутке есть доля шутки, и базовым станциям людская молва приписывает чуть ли не радиоактивное излучение. Впрочем, отказываться от мобильных телефонов и интернета, жалующиеся не торопятся.

Базовые станции мобильной связи действительно производят излучение, но исключительно электромагнитной энергии. Для понимания — это импульсы той же природы, что и у телевизора, компьютера и многих других бытовых приборов. При этом мощность электромагнитного излучения у современной сотовой антенны в тридцать раз слабее, чем у микроволновой печи.

Впрочем, операторы, разворачивая сеть базовых станций, опираются не только на законы физики, но и на законы Российской федерации. Уровень излучения нормируется, отслеживается и строго контролируется госорганами — Министерством связи, Роскомнадзором, Радиочастотным центром, Роспотребнадзором и не только.

Быстрее, еще быстрее

Сейчас задача номер один для операторов — дать абонентам высокую скорость мобильной передачи данных. Первые, как всегда, операторы большой тройки. Так, 18 марта МТС заявил о том, что сеть 4G развернута не только во всех районах Екатеринбурга, но и в Нижнем Тагиле, Каменске-Уральском, Березовском, Верхней Пышме, Заречном, Полевском, Ревде и Сысерти. До конца текущего года мобильный интернет на скорости до 75 Мбит/с дойдет до большинства населенных пунктов Свердловской области.

Выдать деньги и сделать кардиограмму

Раз вреда нет, можно и о пользе поговорить. А польза от мобильной связи, кроме самой очевидной для каждого владельца телефона, есть. Сим-карты и сигнал мобильной связи используются в банковской сфере, в здравоохранении, и в системах безопасности и охраны, на транспорте, в промышленном производстве, в энергетике, ЖКХ и много где еще.

К примеру, все банкоматы и платёжные терминалы автоматически передают информацию по сетям сотовой связи. В 2012 году в малых и удаленных населенных пунктах Свердловской области появилось почти пятьсот мобильных кардиографов, оснащенных SIM-картами. С помощью сотовой связи они передают кардиограммы для расшифровки ведущими врачами региона. Проект «Телемедицина», запущенный МТС, позволил жителям глубинки получить помощь лучших врачей Урала, с помощью таких кардиографов теперь и в малых городах могут выявлять заболевания на ранней стадии и своевременно оказывать квалифицированную помощь.

Так что с запуском 4G жить станет лучше, и не только от того, что кино в HD-качестве можно будет легко смотреть со смартфона в режиме онлайн. «Будет больше возможностей для развития разных социальных проектов на основе сотовой связи, будут развиваться интерактивные сервисы… В общем, были бы возможности, а они с запуском 4G есть», — заключает эксперт.