Мощность передатчика сотового телефона

Рассмотрим, насколько безопасно пользоваться такими штуками

Тема излучения базовых станций вызвала явный интерес читателей. Однако базовые станции, как правило, находятся далеко от нас — висят на вышках и зданиях. А мобильные телефоны, планшеты и другие мобильные терминалы, которые тоже являются источниками радиоизлучений, мы носим с собой и даже прикладываем к голове во время разговора. К сожалению, тема излучения мобильных телефонов уже обросла множеством ложных мифов и легенд, которые порождены иногда невежеством или некомпетентностью, а иногда и созданы намеренно, возможно даже с неблагородными целями.,

Ниже вы найдёте:

• Анализ выходных мощностей излучаемых мобильными терминалами (телефонами, модемами, роутерами и т.д.) поддерживающими GSM, UMTS, LTE, Bluetooth, Wi-Fi;
• Разбор мифов и легенд, возникших вокруг этой темы;
• Как избегать излишнего воздействия излучений в типичных ситуациях пользования мобильной связью.

Сначала рассмотрим нормативы на излучение мобильных терминалов GSM-UMTS-LTE, и как происходит управление выходной мощностью в сетях, основанных на этих технологиях радиодоступа. А затем уже обратимся к рассмотрению мифов и легенд, которые возникли и созданы вокруг этой темы.

Поскольку и нормативы на выходную мощность, и управление выходной мощностью различны для разных технологий радиодоступа, рассмотрим каждую технологию отдельно.

Чтобы не утонуть в мелких деталях, которые важны лишь для специалистов, я затрону только наиболее важные моменты.

GSM

В стандартах GSM 05.05 и 3GPP-ETSI TS 45.005 предусмотрены несколько классов мобильных терминалов с разной максимальной выходной мощностью:

Рисунок 1. Таблица выходных мощностей мобильных терминалов GSM.

Однако на практике, в настоящее время мобильные терминалы выпускаются только с выходной мощностью до 2 Вт в диапазоне GSM 900, и до 1 Вт в диапазоне GSM 1800 (который по старой памяти называют еще и DCS 1800).

Уместно ещё вспомнить, что в сети GSM используется частотно временной принцип разделения каналов (FDMA/TDMA). Передатчик мобильного терминала излучает в определенной полосе частот, но излучает не непрерывно, а лишь в течение определенных интервалов времени (таймслотов). В режиме разговора, излучение происходит лишь в один интервал из 8 (или из 16, если используется режим Half Rate), а значит усредненная выходная мощность терминала, для наиболее распространенных устройств не будет превышать 250 (125 для HR) и 125 мВт (63 для HR) в диапазонах GSM 900 и GSM1800 соответственно.

Терминалы с более высокими значениями выходной мощности (до 8 Вт) раньше ставили на автомобили, где проблема с запасом энергии и длительностью автономной работы от батареи не столь остры, как для носимых устройств, зато можно обеспечить связь на большем удалении от базовых станций, что важно в сельской местности. Но по мере улучшения покрытия территории сотовыми операторами необходимость в более мощных передатчиках начала уменьшаться, а носимые телефоны отвоёвывали всё большую долю рынка. К тому же, сотовые операторы с помощью параметров настройки в сети ограничивали максимальную выходную мощность, с которой может работать мобильный терминал, на уровне носимых устройств, что делало бессмысленным использование телефонов с более мощными передатчиками. В результате в последнее время новых устройств с большими выходными мощностями на рынке практически не наблюдается. Устройства с меньшей выходной мощностью (0,8 Вт и 0,25 Вт соответственно) на рынке тоже практически отсутствуют, хотя иногда производители GSM-трекеров (устройств для отслеживания местоположения объектов) заявляют о такой выходной мощности, что в принципе должно увеличить длительность их автономной работы при малых габаритах. Однако на практике такие выходные мощности не всегда подтверждаются.

Кроме ограничения на максимальную выходную мощность, стандарты предусматривают возможность регулирования выходной мощности передатчика терминала GSM по командам базовой станции с шагом 2 дБ.

Управление выходной мощностью передатчика мобильного терминала со стороны базовой станции имеет несколько сторон.
Прежде всего, каждая базовая станция GSM на канале управления передает «системную информацию», в состав которой входит параметр MS_TXPWR_MAX_CCH, указывающий телефону максимальную выходную мощность, которую мобильный терминал может использовать в начале сеанса связи до тех пор, пока БС не примет на себя управление выходной мощностью передатчика терминала. Настройка именно этого параметра сотовыми операторами сделала бессмысленным изготовление телефонов с мощными передатчиками.

После начала обмена информацией, базовая станция начинает измерять уровень сигнала, принимаемого ею от конкретного терминала и, стараясь поддерживать уровень сигнала в оптимальном диапазоне, специальными командами регулирует выходную мощность передатчика терминала. Тем самым достигаются сразу несколько положительных эффектов:

• За счет снижения выходной мощности передатчика терминала экономится энергия его батареи и увеличивается время автономной работы;
• Уменьшается воздействие излучения терминала на владельца или другие биологические объекты, расположенные поблизости;
• Создаются условия для оптимального режима работы приемника базовой станции, исключается перегрузка входных цепей при нахождении терминала вблизи базовой станции.

На практике, в случае расположения мобильного терминала вблизи базовой станции GSM картина регулирования выходной мощности по командам базовой станции выглядит следующим образом (спасибо коллеге anjolio за картинки с информацией, полученной из систем контроля базовых станций)

Рисунок 2. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM в хороших условиях связи.

Из графика видно, что после непродолжительной работы на максимальной выходной мощности в самом начале сеанса связи, мобильный терминал, работающий в диапазоне GSM 900, по командам базовой станции достаточно быстро снизил максимальную выходную мощность с 33 дБм (2 Вт) до 7 дБм (5 мВт).

Кстати, многие наверняка слышали уменьшающиеся по громкости помехи — трели, которые издают радиоприемники и иные электронные устройства, находящиеся рядом с сотовым телефоном GSM непосредственно перед тем, как телефон начинает звонить. Эти звуки появляются в результате преобразования сигналов передатчика телефона в транзисторах и иных компонентах с нелинейными вольт-амперными характеристиками и затухают по мере того, как БС уменьшает выходную мощность передатчика телефона.

Конечно, в случае ухудшения сигнала в приемнике БС, она обязательно скомандует терминалу увеличить выходную мощность, и далее будет регулировать ее так, чтобы поддерживать оптимальные условия передачи информации, что хорошо видно на следующей картинке. Когда мобильный терминал начал перемещаться в место совсем плохими условиями связи, БС командами постепенно увеличила выходную мощность до максимальной.

Рисунок 3. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM, перемещаемого из места с хорошими условиями связи в место с плохими условиями связи.

UMTS

Выходные мощности мобильных терминалов UMTS регламентируются в TS 25.101:

Рисунок 4. Выходные мощности передатчиков мобильных терминалов UMTS.

Наиболее распространены сейчас мобильные терминалы UMTS, соответствующие по выходной мощности 3-му классу. В переводе на более привычные единицы, выходная их мощность составляет 250 мВт (1/4 Ватта).

Однако в сетях UMTS управление выходной мощностью мобильных терминалов происходит иначе, чем в сетях GSM. Мобильные терминалы UMTS, обслуживаемые в пределах одного и того же сектора, принимают и передают информацию в одной и той же полосе частот. Если бы мобильный терминал UMTS действовал так же, как и в сети GSM, то в начальный момент он создавал бы очень сильные помехи, мешающие БС принимать сигналы других терминалов, обслуживаемых в той же полосе частот. Чтобы поддерживать наименьший уровень помех на входе приемников БС, в UMTS предусмотрены более строгие требования к управлению выходной мощностью терминалов. Это касается и точности регулирования выходной мощности (шаг изменения может достигать 1 дБ по сравнению с 2 дБ в GSM), так и частоты регулировки – в UMTS она равна 1500 раз в секунду.

Чтобы не создавать помехи на начальной стадии установления соединения, передача начинается с небольшого уровня, который рассчитывается мобильным терминалом исходя из уровня принимаемого сигнала базовой станции – чем выше уровень принимаемого сигнала, тем меньше выходная мощность терминала при начале сеанса. Если базовая станция не ответила, то мобильный терминал повторяет запрос с чуть более высоким уровнем сигнала, пока не получит отклик БС или не исчерпает максимальное число попыток, предписанное базовой станцией в системной информации. После установления соединения уже БС своими командами тщательно регулирует выходную мощность передатчика терминала UMTS, поддерживая ее на минимально необходимом уровне.

Рисунок 5. Регулирование выходной мощности передатчика телефона UMTS.

В ситуации, когда записан этот график, выходная мощность передатчика поддерживалась на уровнях между – 20 и -40 дБм (от 0,01 до 0,0001 мВт).
И еще один любопытный график со статистикой выходной мощности работающих терминалов UMTS в условиях города с достаточно высокой плотностью БС:

Рисунок 6. Статистика выходных мощностей передатчиков телефонов UMTS в условиях городской застройки.

Видно, что выходная мощность большинства терминалов не превышает -10 дБм (0,1 мВт), а максимальная оказалась равной 14 дБм (~25 мВт).
Учитывая такую разницу в выходных мощностях передатчиков в сетях GSM и UMTS, сильно озабоченные своим здоровьем абоненты могут сделать правильные выводы о том, стоит ли переключать свои телефоны в режим «GSM Only».

LTE

Выходные мощности мобильных терминалов, работающих в сетях LTE, регламентируются в стандарте 3GPP-ETSI TS 36.101, причем разнообразие вариантов максимальных выходных мощностей передатчиков выродилось практически в один «Class 3» с +23 дБм ± 2 дБ. (200 мВт).
Теоретически возможен вариант терминалов «Class 1» с + 31 дБм ± 2 дБ, однако он предусмотрен только в одном частотном диапазоне (Band 14), использование которого в России не разрешено.

К сожалению картинок, иллюстрирующих регулирование выходной мощности передатчика мобильного терминала LTE, пока получить не удалось, но принцип управления выходной мощностью в LTE, где терминалы также работают в одной полосе частот, похож на UMTS. Мобильный терминал начинает сеанс связи с небольшой выходной мощности, рассчитанной исходя из уровня предписанного БС и прогнозируемого затухания сигнала на пути до БС. Если ответ на запрос не получен, то терминал повторяет запросы, постепенно увеличивая выходную мощность, до получения ответа БС или исчерпания максимально разрешенного числа попыток. После установления связи, БС принимает на себя управление выходной мощностью передатчика терминала и может отсылать команды управления до 1000 раз в секунду.

В LTE становятся актуальными темы агрегации частот и MIMO (Multiple Input, Miltiple Output) – использование нескольких параллельно работающих каналов. Однако на тему выходной мощности передатчиков мобильных терминалов это радикального влияния не окажет. При использовании этих режимов максимальная выходная мощность должна быть равна сумме выходных мощностей на антенных разъемах каждого канала.

Выходные мощности вспомогательных передатчиков

Помимо основного передатчика современные мобильные терминалы могут иметь в своем составе устройства Bluetooth и Wi-Fi, которые тоже могут излучать радиосигналы, поэтому в контексте темы уместно обратить внимание и на эти источники радиоизлучений.

Bluetooth

Спецификации Bluetooth можно найти на сайте организации (https://www.bluetooth.org/en-us/specification/adopted-specifications).
Они предусматривают работу в диапазоне частот, выделенном для промышленных, научных и медицинских целей (ISM) 2.400-2.4835 ГГц, и три класса устройств по уровням выходной мощности передатчика:

Рисунок 7. Выходные мощности передатчиков Bluetooth.

Однако в российских требованиях к мобильным терминалам GSM-UMTS-LTE разрешенная выходная мощность дополнительных передатчиков (в том числе и Bluetooth) ограничена уровнем 2,5 мВт, то есть вторым классом.

Хотя устройства Bluetooth могут использовать разные способы модуляции, указанные выше значения выходных мощностей не должны превышаться в любых случаях.

Регулировка выходной мощности передатчика в обязательном порядке требуется от устройств Class 1, и только при работе на уровнях выше +4 дБм (2,5 мВт), однако может опционально присутствовать и в устройствах других классов. Регулировка должна быть монотонной с шагом от 8 до 2 дБ. Назначение такой регулировки – предотвратить перегрузку входных каскадов находящегося рядом устройства-партнера, и оптимизировать расход энергии батареи.

Таким образом, максимальные выходные мощности устройств Bluetooth во многих случаях ниже, чем выходные мощности передатчиков для мобильной связи, если только, в руки к вам не попало устройство, купленное в стране, где такие ограничения не действуют, или завезенное в Россию «серым» путем.

Wi-Fi

Стандарты на устройства Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/n) предусматривают меньшее разнообразие при управлении выходной мощностью передатчиков устройств. К тому же, на требования, установленные в самих стандартах, накладываются ограничения, установленные региональными (например, для Европы) и национальными (российскими) нормами.

В европейских требованиях выходная мощность передатчиков абонентских терминалов Wi-Fi ограничена значением 100 мВт (+20 дБм).
В российских нормах присутствует правовая коллизия. С одной стороны, во всех Правилах применения абонентских терминалов, установленных для сетей GSM, UMTS и LTE установлено ограничение на выходную мощность вспомогательных передатчиков, работающих в диапазоне 2.400-2.4835 ГГц, на уровне не более 2,5 мВт.

Но с другой стороны, в реальных абонентских терминалах (телефонах, роутерах и т.п.) выходные мощности передатчиков Wi-Fi соответствуют европейским ограничениям и обычно, по сертификационным документам не превышает 60… 70 мВт.

Реальные выходные мощности дополнительных передатчиков Bluetooth и Wi-Fi, встроенных в мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE будет зависеть от режима их работы.

В контексте темы выходной мощности устройств можно выделить два основных режима:

• режим «мастера», то есть устройства, управляющего работой других подключенных к нему устройств, и
• режим «клиента» — устройства, работающего под управлением устройства, выполняющего функции мастера.

В режиме «мастера» устройство обязано обеспечивать другие устройства сигналами синхронизации, то есть передатчик будет работать практически непрерывно.

В режиме «клиента» устройство включает передатчик лишь в отведенные интервалы времени для передачи информации на другие устройства. Таким образом, средняя выходная мощность передатчика в режиме «клиента» в среднем будет заметно ниже, чем в режиме «мастера».
Поскольку предсказать среднюю выходную мощность в реальных условиях использования устройств Bluetooth и Wi-Fi затруднительно, будем ориентироваться на максимальные значения, как на наихудший вариант.

После того, как мы разобрались с возможными значениями выходных мощностей терминалов, взаимодействующих с разными сетями радиодоступа, давайте проанализируем некоторые мифы и легенды, существующие вокруг выходной мощности терминалов.

FAQ

Чьё излучение сильнее – от базовой станции или от мобильного терминала?
Уровни выходной мощности передатчиков мы уже рассмотрели. Для того, чтобы ответить на поставленный вопрос, уместно вспомнить, что мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE обычно работают при уровнях сигнала на входе приемников от -110 дБм до -40 дБм.
Сравнивая эти значения с выходными мощностями передатчиков мобильных терминалов (-50… +33 дБм), можно сделать вывод, что уровень излучения передатчика мобильного терминала в месте расположения абонента, обычно на много порядков больше, чем уровень сигнала базовой станции.

Можно ли узнать текущее значение уровня выходной мощности своего телефона и уровень принимаемого телефоном сигнала?
Обычному пользователю доступна очень условная информация об уровне принимаемого сигнала, в виде отображения нескольких «палок» или «точек», увеличение количества которых соответствует большему уровню принимаемого сигнала. Но отображение уровня принимаемого сигнала не регламентируется стандартами, поэтому на устройствах разных производителей одно и то же количество «палок» может соответствовать разным уровням принимаемого сигнала. А информация о выходной мощности передатчика обычно пользователю вообще недоступна.

Но иногда такая возможность появляется, если в телефоне включена встроенная в программное обеспечение функция нетмонитора, или в смартфон установлена специальная программа, способная показывать значение выходной мощности передатчика. Уровень принимаемого сигнала БС предоставляют практически все программы подобного рода.

Что касается выходной мощности собственного передатчика, то такая информация встречается нечасто, главным образом, в программах, предназначенных для профессионального использования. Причем, чаще всего отображается не само значение выходной мощности в милливаттах или дБм, а указывается условный номер уровня выходной мощности. В этом случае для выяснения реальной выходной мощности пользователю потребуется таблица пересчета условного номера в значение выходной мощности, что для профессионалов не представляет проблемы.

Радиоизлучение телефонов во время разговоров греет мозг!
В попытках убедить в этом снимали даже видеоролики, показывающие, что излучением телефонов можно сварить яйцо.
Но давайте трезво проанализируем ситуацию и для начала обратимся к цифрам.

Предположим, что в режиме максимальной выходной мощности все 0,25 Вт не излучаются в окружающее пространство, а преобразуются в тепло, нагревая голову, и утечка этого тепла отсутствует. Например, как будто источник излучения находится в центре головы-термоса. Тогда за 600 секунд разговора на нагрев головы будет использовано (0,25 Вт * 600 сек) 150 Джоулей, или 35,82 калории. Такой энергии хватит на то, чтобы нагреть 35,82 г воды на 1 градус. Если посчитать голову за 4 литра воды, то такой энергии излучения телефона хватит для того, чтобы нагреть «голову» менее чем на 0,01 градуса.

Однако, из-за того, что тело и голова человека представляют собой полупроводящее вещество (много жидкости с растворенными солями), то внутрь тела проникает лишь очень небольшая часть излучения и на небольшую глубину. Основная же часть излучения телефона, находящегося вблизи тела человека, от него отражается!

Таким образом, даже расчеты баланса энергии показывают, что нагрев головы излучением телефона является чистым вымыслом. Откуда же возникает ощущение нагрева головы?

Во время разговора в телефоне работает не только передатчик, но и много других электронных компонентов. При этом только часть энергии, потребляемой от батареи, преобразуется в излучаемый радиосигнал, а существенная часть выделяется в виде тепла, точно так же, как и в любом компьютере, где во время работы греются электронные компоненты. Не зря ведь на процессоры цепляют радиаторы. По приблизительным оценкам, в тепло может преобразоваться около половины энергии, потребляемой телефоном от батареи. В телефонах отвод тепла от нагревающихся деталей затруднен, но в конечном итоге тепло выходит на поверхность корпуса, нагревая его. При тестировании USB-модемов мы наблюдали, как в неудачных конструкциях температура деталей в районе SIM-карты достигала 85 градусов. А во время длительного разговора по телефону человек обычно ещё плотно прижимает телефон рукой к уху, улучшая тепловой контакт с ухом/головой и одновременно ухудшая рукой отвод тепла от поверхности корпуса телефона. Через этот контакт тепло и передается от постепенно нагревающегося корпуса к голове.
Если приложить к уху нагретый утюг, то ощущение тепла может оказаться еще более впечатляющим, но на вредное радиоизлучение утюга народ особо не жалуется.

«Телефон излучает на максимальной мощности во время поиска сети»
Это довольно распространенное заблуждение, которое, к сожалению, встречается не только в рассуждениях в Интернете, но и в печатной литературе.

Но нелепость этого становится достаточно очевидной, если задуматься о том, а для кого терминал должен излучать сигнал с высокой мощностью, с какой целью? Ведь в это время терминал ищет сигналы базовых станций, а не пытается привлечь внимание базовых станций к себе! Так зачем понапрасну тратить энергию батареи на безадресное излучение передатчика в никуда?

На самом деле, во время поиска сети в мобильном терминале передатчик молчит, а активно работает только приемник, потребляющий лишь чуть больше энергии, чем в режиме ожидания. Убедиться в том, что при поиске сети передатчик не работает на максимальной мощности можно и экспериментально. Полностью зарядите батарею телефона, и положите телефон в плотно закрытую жестяную банку. Она будет экранировать сигналы базовых станций, и заставит телефон начать поиск сети. Для надежности экранирования можно сделать «матрешку» из нескольких банок, вложенных одна в другую.

Посмотрите, сколько проработает телефон до автоматического выключения вследствие разряда батареи, и сравните это значение с тем, сколько времени по обещаниям производителя телефон должен проработать в режиме разговора. Вы легко убедитесь, что телефон проработает в режиме поиска сети (внутри экранирующей банки) значительно дольше, чем в режиме разговора, хотя и меньше, чем указывает производитель для режима ожидания.

Иногда встречаются рекомендации выключать телефон на время поездки в метро, мотивированные как раз «заботой о здоровье», чтобы не подвергать себя воздействию излучения телефона. Смысла в выключении телефона в метро мало, потому что, во-первых, сейчас во многих местах телефон может нормально работать и в метро, а во-вторых, даже потеряв сеть, телефон излучать и вредить здоровью не будет.

Устройства для защиты от вредного излучения телефона
Учитывая приведенные выше расчеты, сама по себе тема необходимости дополнительной защиты выглядит странновато. Ведь устройства мобильной связи проходят сертификацию по защите здоровья пользователей. Тем не менее, попытки продать пользователям мобильных телефонов различные «снадобья», надежно защищающие от вредного излучения телефонов, отмечались многократно.

Я видел несколько вариантов наклеек, которые предлагалось размещать под батареей телефона или на задней крышке телефона. Производители обещали снижение излучения аж на 99,9%.

Однако опыт работы с экранированными помещениями, и измерения степени затухания радиосигналов, которые такие помещения обеспечивают, показывают, что даже металлическая комната, выполненная путем сварки из стали толщиной 4-6 мм, в случае наличия дефектов сварных швов, щелей в дверных проемах, или утечках в фильтрах, через которые в комнату вводятся проводные коммуникации, не сможет обеспечить такого уменьшения сигнала, как заявляют производители чудо-наклеек.

А результаты измерений, якобы подтверждающие эффективность уменьшения поля «чудо-наклейками», чаще всего или выполнены технически неграмотно, или сфальсифицированы. По сути дела, это мошенничество, попытки заработать денег на фобиях людей, не разбирающихся в вопросе.

Кстати, через несколько лет, после того, как кто-то из импортеров предлагал продавать в офисах «Билайн» наклейки для защиты от излучения телефонов, я увидел в Интернете, что хозяева «конторы» — производителя были осуждены в США за мошенничество.
Некоторые дельцы пытаются продавать подобного рода наклейки, не как экранирующие устройства, а как «модифицирующие электромагнитные поля», что не меняет в корне их сущности – попытки вытянуть деньги, спекулируя на опасениях людей.
Ну, а целесообразность использование шапочек из фольги уже обсуждалась, и является скорее вопросом веры, чем реальной пользы.

Использование гарнитуры (проводной или Bluetooth), как средства защиты от излучения телефона
Принимая во внимание расчеты теплового воздействия излучения передатчиков телефонов, становится понятным, что мотивом для пользования гарнитурами должны быть не столько защита от вредного воздействия излучения телефона, а в первую очередь удобство и, что важнее, безопасность при вождении автомобиля! Ведь при обычном пользовании телефоном во время вождения автомобиля водитель вынужден держать его рукой, что ограничивает его возможности по управлению машиной. Ведь даже автомобиль с автоматической коробкой передач не исключает необходимости в определенных условиях выполнять действия одновременно двумя руками. Что уж говорить о вождении автомобилей с механической коробкой передач.

Как пользователь может уменьшить выходную мощность передатчика телефона?
После информации о том, что выходной мощностью передатчика телефона во время сеансов связи управляет базовая станция, вопрос, на первый взгляд выглядит странно. Тем не менее, у пользователя есть возможности влияния на выходную мощность передатчика телефона!

Вспомним о том, что при регулировании выходной мощности базовая станция стремится поддерживать уровень принимаемого ею сигнала от мобильного терминала в оптимальных пределах. А уровень принимаемого базовой станцией сигнала зависит и от мощности радиосигнала, излучаемого телефоном, и от затухания радиосигнала на пути от передатчика мобильного терминала до входа приемника базовой станции. Уменьшая затухание радиосигнала на пути от телефона до базовой станции, пользователь может уменьшать выходную мощность передатчика телефона, требуемую для получения нужного сигнала на входе приемника БС.

Чтобы уменьшить затухание сигнала нужно стараться соблюдать достаточно простые правила, о которых я уже писал ранее.

В качестве заключения — основные выводы, которые можно сделать на основе изложенного

• Излучение мобильных устройств, наверное, не самое естественное и полезное для здоровья воздействие на человеческий организм, поэтому уже давно введены санитарные нормы на воздействие радиоизлучения. Причем действующие в России нормы являются одними из самых строгих норм в мире.
• Уровень излучения мобильного телефона, используемого абонентом, как правило, больше, чем излучение от базовой станции, за исключением очевидных случаев, когда человек намеренно залезает в основной луч в непосредственной близости от антенны БС.
• Излучаемый мобильным телефоном радиосигнал даже при максимальной мощности передатчика не способен оказывать заметного теплового воздействия на тело и голову человека.
• Телефон при потере сети не излучает! Ради защиты от излучения телефона, его вовсе не обязательно выключать в местах, где отсутствует покрытие сетей мобильной связи.
• При пользовании телефоном старайтесь держать телефон таким образом, чтобы не затруднять распространение радиоволн – не закрывайте антенну руками (где находится антенна, и как лучше держать телефон, обычно написано в инструкции к нему), располагайте телефон ближе к окнам, чтобы уменьшить затухание радиосигнала в конструкциях здания.
• Длинные разговоры по мобильному телефону лучше вести в местах с хорошим приемом – там уровень излучения вашего телефона будет ниже!
• Без необходимости не оставляйте в телефоне включенным Wi-Fi в режим «точки доступа» или «модема», чтобы не заставлять телефон напрасно излучать радиосигнал, необходимый для управления подключаемыми устройствами. Это не только уменьшит воздействие на вас излучения, но и сохранит энергию батареи.

Автор: Serviceman

Источник

Величина, которую измеряют или прогнозируют в месте приема, и есть мощность передачи мобильного сигнала. Это значит, что она находится на расстоянии от передающей антенны. Такая величина, зачастую, является показателем уровня сигнала или мощностью оцениваемого поля. Она измеряется как мощность сигнала, который получает антенна, либо как сила приема сигнала поля на расстоянии. Мощные передатчики, которыми пользуются в радиовещании, зачастую используют величину дБ милливольт на метр (дБмВ/м). Для более слабых устройств, например телефонов, используется величина дБ-микровольта метр (дБмкВ/м) или в децибелах, как показатель приема в один милливатт (к примеру 70дБм). Чаще всего радиус действия в сотовых сетях совсем небольшой, из-за этого мощность передатчиков радиостанций не так уж велика.

Максимальная мощность, которой обладают передатчики мобильных устройств стандарта GSM 900, всего 2 Вт. А устройства, которые устанавливают на автомобили, обладают 8 Вт мощности. В стандарте есть 4 класса мощности, от 800 мВт — до 8 Вт.

Если говорить о стационарных станциях, то промежуток значений мощностей довольно большой. Если сравнить сотовые телефоны стандарта GSM 900 и GSM 1800, то мы увидим, что GSM 1800 в 2 раза слабее. Такой фактор влияет на потребление энергии, и на автономность работы моделей. Также радиус действия данных моделей, намного меньше, чем у передатчиков стандарта GSM 900, который аж в 16 раз больше.

Давайте разберем пример обычной городской передающей станции, с покрытием в 2 км. ЕЕ мощность может составлять 20-30 десятков ватт на сектор. Такая величина присутствует на выходе передатчиков, так как благодаря специально направленному действию антенны сила излучения может перевалить за 100 Вт. Это, практически, равносильно работающей с открытой дверкой, СВЧ печи.

Можно сказать так, что от плотности оборудования мобильной сети зависит то, сколько Вашему телефону нужно мощности для удержания соединения при разговоре. А если Вы находитесь в движении, так еще больше. К тому же, не забываем, что телефон постоянно находится около головы и уха. В свою очередь такая вещь, как ретранслятор, работает в высоком диапазоне. Но не стоит переживать, так как, его излучение не касается человека, оно передается от одного ретранслятора к другому. Но даже такая мощь, не сравнится с излучением, которое распространяют большие телевизионные и FM башни.

Взять даже Эйфелевою башню, она издает излучение в сотни киловатт, и считается одной из самых «вредных» в мире.

В деревнях и небольших поселках такое излучение может быть в разы больше, из-за дополнительно установленных усилителей сигнала. Для увеличения дальности сигнала.

Проанализировав информацию от производителей специальных измерительных приборов, оказалось, что максимальная мощность на выходе передатчика доходит до 30 Ватт, при 1800 МГц, и 300 Ватт, при 900 МГц. Но, на самом деле, эти показатели находятся в районе 70-80 Ватт. На первый взгляд, показатель довольно высокий. Ведь мобильные и фиксированные приемники имеют высокую чувствительность. На качество сигнала влияют разные препятствия, в виде зданий, деревьев и т.д. на пути между станцией и устройством. Даже осадки в виде дождей или снега, могут влиять на качество сигнала, и ощутимо снижать его показатели, на 20-30 дБ. Если спуститься в подвал, или метро, то сигнал будет равносилен сигналу на расстоянии 30 км.

Из-за исключительных разнообразных условий передачи сигналов, было решено, что мощность передатчиков должна регулироваться к возникшим условиям. Именно из-за этого, качество связи и сигнала в телефоне, напрямую зависят от передаваемого сигнала. И в реале, это не всегда те показатели, которые обещает производитель.

Давайте рассмотрим пример, при передаче сигнала с моря, так как впереди нет помех, помещений, а только безграничные просторы, GSM система будет максимально эффективна. Но не стоит полагаться на мобильную связь при крушении корабля, так как другие суда не смогут принять сигнал о бедствии, и прийти на помощь. Стоит упомянуть, что выяснить местонахождения мобильного телефона гораздо сложнее, чем радиотелефона. В открытом море, не правильно ожидать качественного сигнала в радиусе 70-80 км, который обеспечивается с помощью 25 Вт станциями. Но при хорошей погоде, на побережье Нормандии, можно зафиксировать сигнал от 4 английских сетей, которые находятся в 120 км.

Все это говорит о том, что сигнал достигает мобильного устройства в течении промежутков времени в 0,577 мс. При скорости 300 тысяч км/с, радиоволнам достаточно 0,233 мс, чтобы пролететь 70 км (туда-обратно) между базовой станцией и телефоном. Это просто нонсенс, который происходит вследствие временного мультиплексирования ТБМД, при этом радиус действия составляем 35 километров.

За границами радиуса действия пакеты битов, которые пускает мобильный телефон, попадают на базовую станцию тогда, когда станция уже не ожидает их, и принимает сигнал от другого телефона. Удивляет то, что если медленно отдаляться от прибрежной линии, связь может неожиданно прерваться, даже если секунду назад аппарат показывал высокий уровень сигнала.

Такие ситуации, нередко, встречаются и на твердой почве, но только в гористой местности. Только наоборот, можно ловить качественный сигнал даже при радиусе больше чем 35 км. Так как на возвышенности, где отсутствуют какие-либо помехи, сигнал с легкостью распространяет свое действие за пределы 35 км.

Также следует быть внимательным, при наборе номера 112, для вызова службы спасения, можно попасть к пожарным соседнего района. Это обусловлено тем, что базовая станция находится в радиусе 20 км, но перед ней нет помех. А нужный Вам сигнал, может располагается в 2 км, но станция может быть спрятана за холмом.

Сейчас существуют разнообразные технические методы, которые увеличивают радиус сигнала в два раза, но для этого придется пожертвовать пропускной способностью базовой GSM станции. Предприимчивые австралийцы проводили исследования, которые подтверждают такие цифры.

Также бывают случаи, когда отличное качество сигнала фиксируется в самых неожиданных местах, например, у подножья высокой горы. Такое явление может продержаться несколько секунд, а потом опять сигнал пропадает. Но стоит буквально на миллиметр отодвинуть антенну телефона, как сигнал тут же обрывается.

В наше время, во время новых инноваций и технологий, огромное количество вышек-ретрансляторов, способствует передаче качественного сигнала по всему миру. Но все же, еще остались, совершенно дикие и непроходимые места, где покрытие нет вовсе. А что касается нашей родной местности, во многих селах, качественная связь либо отсутствует, либо существует на очень низком уровне. Такова правда жизни, себестоимость сотовой башни слишком высока, и никто не станет возводить ее специально для небольшого поселка с населением в 100-200 человек.

Хорошему качеству приема, также могут мешать соседние вышки, находящиеся в радиусе действия сигнала. И даже некоторые строительные материалы, которые сейчас широко используются при масштабном строительстве, могут негативно влиять на качество сигнала и на скорость его передачи. Такие факторы могут влиять даже на сильный и качественный сигнал, что уж говорить об слабом сигнале в 20 километровом радиусе.

Чаще всего от нехватки качественного сигнала страдают крупные помещения, какие как больницы, промышленные склады, многоэтажные офисы или заводы.

Такая проблема особенно остро стоит у сетей, работа которых основана на высоких частотах, так как такие сигналы гаснут быстрее, при столкновении с препятствиями.

Такой показатель, как уровень SAR – это характеристика величины электромагнитного излучения различных моделей сотовых телефонов. Ни для кого не секрет, что мобильные телефоны непосредственно влияют на человеческий организм. На сегодняшний день, ученые со всего мира спорят, и проводят много опытов, а все направлено на то чтобы доказать или опровергнуть влияние мобильных телефонов на здоровье человека. При чем одни утверждают что излучение, которое выдают телефоны, производят просто колоссальное, негативное влияние на человека, а другие, в свою очередь утверждают, что излучение находится в пределах нормы, и никак не вредит. Кому верить? Решать Вам.

Что такое SAR излучение?

Простыми словами, SAR (Specific Absorption Rate) – это количество поглощение излучения человеком. SAR измеряется в Ваттах на килограмм (Вт/кг).

На упаковках производителей телефонов, обычно указывается максимальное число SAR, но в реальной жизни и на практике, такое число достигается очень редко. Ведь телефон не всегда работает на максимальной мощности, это бывает при вызове или принятии звонка. В обычном режиме, телефон будет иметь низкий уровень SAR.еть низкий уровень SAR.

Для многих туристов, охотников и других любителей активного отдыха важно иметь стабильную связь не только в авто, но и на стоянке/охотничьем домике/в туристическом лагере и.т.д. В районах со слабым покрытием сети, там где обычные современные телефоны будут беспомощны, автомобильный телефон с 8 ватт передатчиком будет единственным выходом (спутниковые трубки, как правило, сильно дороже). При этом желательно иметь возможность использовать телефон не только в авто, но и как переносной.

Для начала небольшой ликбез по стандарту GSM, мощности телефонов и дальности связи.
В России официально используются 2 стандарта GSM для обеспечения голосовой связи — GSM900 и GSM1800. Почему 2? Исторически все сети в РФ строились на GSM900, что позволяло с минимальными затратами обеспечить широкое покрытие сети. Рост количества абонентов заставил операторов пересмотреть свою стратегию и начать активно внедрять GSM1800, который имеет меньшую дальность, но более высокую пропускную способность, что важно для крупных городов. (Чем выше частота излучения, тем хуже проникающая способность радиоволн и тем меньше способность отражаться и огибать преграды.) При этом любой современный телефон имеет в приоритете gsm1800 сеть, но при слабом сигнале автоматически переключается на gsm900. Скорее всего от этого идут корни популярной в свое время байки про то, что в Европе телефон дольше работает чем в России. Там широкое распространение gsm1800 началось раньше чем у нас в стране и телефоны работали с меньшей мощностью.

На данный момент GSM900 вышки устанавливаются только в местах с низкой плотностью трафика в сети (малонаселенная местность, трассы и.т.п.) при этом старые вышки никто не отключал, поэтому например в Москве можно спокойно использовать gsm900 телефон без потери связи.
Максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM-1800 — 1 Вт, для сравнения у GSM-900 — 8 Вт (на заре становления gsm была даже одна 10 ватт модель), что обеспечивает большую дальнобойность.

Стандартная дальность связи в GSM составляет до 35 км. При использовании режима extended cell возрастает до 75 км. Практически это достижимо только в море, пустыне и горах. В итоге, несмотря на громоздкость и низкую автономность на данный момент конкуренцию автотелефону с 8 ватт передатчиком может составить только спутниковая связь, которая будет стоить на несколько порядков дороже.

Несколько вариантов установки позволяющих совместить автомобильное и портативное использование:

1. Классический. Для этого потребуется собственно сам автотелефон с полным комплектом проводки, а также рама с аккумулятором и питанием для переносной версии.
Такой вариант имеет ряд минусов. Так каждый раз придется снимать и устанавливать трубку и головной блок для трансформации в носимый вариант, при этом велика вероятность того, что может пострадать разъем на проводке или блоке. Из плюсов стоит отметить полную функциональность, включая громкую связь и аккуратный внешний вид салона.

2. Телефон постоянно находится в переносной версии и в авто подключается к прикуривателю. В таком случае не нужна проводка, но практически исчезает возможность пользоваться телефоном в авто. Часто этот вариант кажется предпочтительным из-за простоты монтажа и минимального количества нужных аксессуаров, но с точки зрения автомобильного использования он имеет массу недостатков. Например, возникает проблема размещения и крепления этой громоздкой конструкции в передней части салона.

3. Есть компромиссный вариант позволяющий совместить удобство автомобильного использования с простотой монтажа/демонтажа. Для него нам потребуется автотелефон в носимом исполнении (с рамой и аккумулятором), питание от прикуривателя или бортовой сети, удлинитель трубки и ее держатель.
Схема установки будет выглядеть следующим образом:
• Трубка на держателе крепится в передней части салона и соединяется с блоком удлинителем.
• Cам блок на раме крепится в легкодоступном месте в багажнике или под сидением (есть риск залива водой).
Для снятия/установки потребуется лишь отключение трубки и питания. При таком подключении также нет нужды в полном комплекте проводки. Из минусов стоит отметить отсутствие полноценной громкой связи (динамик и микрофон подключаются только через проводку) и необходимость подвода питания к месту установки блока.

Для использования в автомобиле и в переносном виде подходят следующие модели.
Alcatel 9109 (8 ватт)
Siemens P1 (5 ватт)
Motorola international 1000/2000/2200/2500/2700 и их клоны (8 ватт)
Orbitel 863 (901)
Aeg cd900 (10 ватт)
Aeg cd901/902/930 (8 ватт)

Примечание: Все автотелефоны Nokia не имели переносных версий. Чисто технически можно самостоятельно сделать подобие рамы с аккумулятором, но в условиях все еще широкого выбора других моделей это нецелесообразно.

Для максимального улучшения приема в переносном варианте можно использовать вынос антенны через удлинитель антенного кабеля.

Также есть вариант покупки относительно компактного носимого телефона с мощностью 8 ватт. Единственными такими телефонами были Motorola International 3200/3300 и их клоны.

Минусом такого решения будет высокий уровень излучения. Это не шутки, после продолжительного разговора вполне может появиться головная боль. Во Франции и Бельгии эти телефоны даже было запрещено продавать, поэтому на их рынки шли обрезанные версии в 2 ватт передатчиком, при этом автомобильные 8 ватт телефоны там были разрешены. Основной причиной было то, что в автотелефонах использовался принцип разделения блоков и передатчик находился на достаточном расстоянии от головы пользователя. Тем не менее для непостоянного использования эти модели вполне пригодны и в качестве носимого варианта не имеют альтернатив в силу своей компактности и малого веса относительно классических автотелефонов.

Один приятель спрашивает у другого:
— А почему вот тот, разговаривающий по сотовому человек,

постоянно приседает и снова встает?
— Он волну ловит или снайперов боится.
Анекдот на злобу дня (с)

Введение

Каждому хочется, что бы его сотовый телефон был действительно мобильным. Приятно, если твой аппарат достойно принимает сигнал в любом месте и говорить ты можешь без цифровых захлебываний и прерываний. В конце концов, мобильная связь должна давать такую свободу. Большинство цивилизованных стран имеют 100% покрытие. Это значит, что в любой точке страны вы можете принимать и совершать вызовы. Это своеобразный супремум связи. Для России такая возможность не видна пока даже на горизонте. Земли у нас так много, а людей так мало, что покрывать связью каждый куст оказывается экономически нецелесообразно. Вот и приходится операторам думать, где и как ставить очередную базовую станцию. Разумеется, вероятность того, что оборудование появится в тайге, значительно меньше, чем около крупной автомобильной или железнодорожной дороги. В результате не последним аргументом при покупке сотового телефона становится чувствительность и мощность его принимающего и передающего контуров.

Вспоминается заря развития сотовой связи, когда качественные трубки действительно давали мобильность своим пользователям, а обладатели упрощённых решений испытывали проблемы. Сейчас крупные города покрыты очень хорошо, но все равно на память приходят моменты, когда ваш собеседник просит вас подойти к окну или найти место, где связь лучше. Радует одно – с каждым годом количество базовых станций непрерывно растет и территория охвата увеличивается. Процесс этот необратим.

Некоторое время назад я посетил удаленный район Тверской области. Там мы столкнулись с ситуацией, когда «навороченные» сотовые телефоны отказывались работать. Сеть то появлялась, то исчезала. Среди нас был счастливый обладатель раритета Siemens S35. Он говорил с любого места. Это явным образом свидетельствовало в пользу того, что все трубки разные и раньше умели делать настоящие боевые мобильники. Все трубки используют различную аппаратную базу и соответственно, качество связи в экстремальных условиях (по низкому уровню сигнала) обеспечивают разное.

Время прошло, а тот случай из памяти не дает спокойно спать. Я дал себе зарок следующий сотовый аппарат покупать только при условии, что он будет гарантировать мне качественный прием. Время прошло, а новый мобильник так и не куплен. Сегодняшний материал должен приблизить нас к пониманию проблемы «чувствительности» сотового телефона. Его прочтение не гарантирует вам бесперебойной связи, но разложит по полочкам все технические аспекты, которые напрямую связаны с приемником и передатчиком вашей трубки. Так же вы узнаете, как не попасться на крючок жуликов.

Немного теории

Итак, чтобы перейти к предметному разговору на сегодняшнюю тему, нужно разобраться с константами. Для начала, все ниже написанное применимо для GSM связи. Так как большинство российских пользователей выбирают именно этот стандарт, то мы берем на себя ответственность писать именно для них. Однако при должном уме и недюжинной смекалке вы можете провести аналогии для всех других видов мобильной связи. Где-то высказанное нами будет работать практически без метаморфоз, а иногда придется сойти с протоптанной тропки известного решения. В конце концов ноги растут из одного места. В данном случае из мобильного телефона. Теперь можно смело переходить к базовым теоретическим выкладкам.

Любой мобильный телефон имеет в себе передатчик и приемник. Поэтому разговоры в чистом виде о чувствительности сотового телефона в некотором смысле не корректны. Нужно разделять мощность передатчика, реализацию антенны и чувствительность приемника. Разумеется, различные производители используют не совсем идентичные детали или аппаратную базу. Поэтому трубки работают по-разному. Кроме этого, некоторые конструктивные особенности мобильника – геометрия антенны и корпуса, ваше положение в пространстве и внешние факторы сказываются на качестве связи. Однако в этом хаосе есть несколько базовых установок, на которые мы можем опираться. Разумеется, это стандарты для сотовой связи. Они прописаны и подписаны много лет назад. Каждый разработчик обязуется выполнять и свято чтить их, так же как президент страны обещает не нарушать конституцию. В том и другом случае возможны некоторые нарушения, но удовольствия от нарушения никто не получает. Возможны санкции. Президенты в этом случае оказываются защищенными гораздо лучше. Например, решит хитрая азиатская или европейская компания создать мобильный телефон с супер мощной антенной. Казалось бы, и покупатели найдутся, и рекламные лозунги — «Наши антенны вещают так, что вас слышат в ближайшем созвездии» могут надломить психику конкурентов. Но вот продать такие трубки легально не получится. Всевозможные комитеты по стандартам завернут весь бизнес. Такая вот складывается ситуация.

Сотовый телефон существо почти живое. Он всегда пытается пообщаться с базовой станцией. Это происходит вне зависимости от желания владельца. Разумеется, если трубка находится во включенном состоянии. Базовая станция передает сигнал для трубки на частотах 935,2 – 959,8 МГц (важно! Речь идет о GSM900), а мобильный телефон вещает на частотах 890,2 – 914,8 МГц. Суровые математические расчеты говорят о том, что максимально возможное расстояние между сотовым телефоном и базовой станцией может составлять 35 км. Это связано с работой технологии TDMA – каждой мобильной станции выделяется тайм-слот в 0,577 миллисекунд (точнее говоря, работает отношение 15/26), за это время мобильная станция должна успеть ответить соте. Скорость распространения радиоволн конечная и хорошо известная — 300 тысяч км/с, максимальное расстояние вычисляется как простое перемножение времени на скорость. Вот так и получаются эти самые 35 км.

Впрочем, если теоретическое вычисленное значение выглядит очень красиво, то в реальности всё обстоит несколько иначе. Для GSM-900 существует 5 классов мощности сотовых аппаратов: 1-й – 20 Вт, 2-й – 8 Вт, 3-й – 5 Вт, 4-й – 2 Вт и 5-й – 0,8 Вт. Реально мы не встречали ни одной носимой трубки с мощностью больше 2 Вт. Пробить расстояние в 35 км при таких характеристиках невозможно. Если увеличить мощность базовой станции достаточно просто – надо установить трансформатор помощнее и договориться с органами надзора, то дать каждому пользователю генератор или кислотный пятидесятикилограммовый аккумулятор за спину не представляется возможным. Против абонента сотовой сети играет буквально всё: погода, рельеф, инфраструктура и многое другое. Так что реальное расстояние, на котором связь возможна в каждом конкретном случае, достигается простым экспериментом с сотовым телефоном. Иными словами, вам дается самый реальный повод достоверно измерить «чувствительность» вашего сотового аппарата в полевых условиях. Помните, что измеренная вами величина будет крепко накрепко привязана к конкретному сотовому телефону и изменчивым погодным условиям. Взять пару трубок на тест в магазине мобильников вам, скорее всего, не позволят. Поэтому имеет смысл только одно действие – будьте наблюдательны. Допустим, вы оказались в зоне не совсем уверенного приема. Поспрашивайте у товарищей, как дела обстоят с их сотовыми переговорами. Такой опыт не является высшей гарантией успеха при покупке. Мы писали ранее, что даже в одной поставке трубки одной марки могут работать по-разному. Даже пайка роботом не может гарантировать абсолютно идентичного соединения проводников, что уж говорить о полупроводниках и однородности антенн.

Вижу, но совсем не слышу!

Наверно вы иногда наблюдали такую картинку на вашем сотовом телефоне, что логотип вашей сети на экране присутствует, а вызовы совершать практически не возможно. Ситуация является вашим спутником в условиях недостаточного сигнала. Некоторая инертность логотипа способна убить в абонентах все человеческое. Иногда картину усугубляет тот факт, что ваш мобильник выпал из сети, а трубка друга продолжает рисовать картинку, которая говорит, что связь на его трубке есть. Давайте разберемся с этим интересным фактом. Оказывается, не все так сложно и просто объяснимо.

Итак, обратимся еще раз к работе сотовой сети. Известно, что для автоматического управления и включения трубки в общую организацию необходима информация об уровнях сигналов базовых станций. Каждый телефон с заданным промежутком времени измеряет уровень сигнала от базовой станции. Это делается независимо от того, говорите ли вы по трубке или она находится в режиме ожидания вызова. Для чего это делается? Зачастую трубка «видит» сразу несколько базовых станций (БС). Организация сети строится таким образом, что в один момент времени она может общаться (ваши разговоры проходят) только через одну БС. Мобильник меряет уровень сигнала от разных базовых станций и выбирает ту, которая «видится гораздо четче». Это логично и является базисным вектором работы сети.
Сотовый телефон измеряет уровень входного сигнала на частотах, указанных системой. Не обязательно ближайшая сота станет вашей. Иногда вы подключаетесь к территориально более далекой станции, главное с более высоким сигналом. Возможно ли переключить аппарат на другую базовую станции? В обыкновенном режиме работы сотового телефона сделать это не представляется возможным. Если изменить прошивку и разрешить пользователю доступ к аппаратным настройкам, то это возможно.

Идем дальше. Трубка меряет мощность входного сигнала. Разумеется, сделать это без ошибки нельзя. Стандарты GSM предусматривают допустимую ошибку измерения при работе в обычных условиях в 6,3 раза (+/-4 дБ). Для «жестких» условий работы, будь то, например, очень низкая температура, стандарт разрешает сделать погрешность в 15,8 раза (+/-6 дБ). Все эти погрешности реально работают для полностью исправных трубок. Жить без них было бы очень сложно, так как производители мобильников физически не способны обеспечить эталонный замер входящей мощности.

После того, как мы узнали о погрешности измерения мощности, остается перейти к конкретному примеру. Допустим, что вы со своей трубкой оказались в месте, где реальный уровень сигнала базовой станции равен -103 дБ. Настройки общей работы сети поставлены таким образом, что они сообщают трубке, что доступ к ней разрешен при уровне измеренного сигнала -105 дБ. Разумеется, тут и вылезают все наши погрешности. Приемник мобильника изготовлен так, что уровень сигнала занижается на 4 дБ. Измеренный трубкой сигнал составит -107 дБ. Итак, полностью рабочая и отвечающая всем стандартам трубка будет сброшена из сети, так как она не имеет права быть включенной в систему. Другой сотовый телефон имеет такую реализацию, что он будет завышать измеренный сигнал на 4 дБ. Он сумеет зарегистрироваться в сети и покажет ее логотип на экране. Скажем больше, что если фактический уровень сигнала для такой трубки будет составлять -108 дБ (по месту, где она находится), то аппарат все равно будет исправно регистрироваться в сети оператора.

Вот вам и «чувствительность» сотовых аппаратов. Так что наличие логотипа на экране вашего телефона говорит о регистрации трубки в сети, но не гарантирует нормальной связи. Однако это все равно приятно. Попытка поговорить иногда может быть засчитана за сам вызов. Так что, уважаемые читатели, желаю вам иметь трубку с таким приемником и измерительным трактом, который постоянно будет завышать уровень мощности сигнала от базовой станции.

Таким образом, мы полностью разрушили миф о том, что пользователи разных сотовых телефонов могут меряться уровнями сигнала, который отображается на экранах их мобильников. Действительно, такие разговоры ведутся только от глубокой безграмотности в вопросе. Впредь, когда у вас будут спрашивать об уровне сигнала и апеллировать к информации на экране трубки, то не стоит тратить время на пустые разговоры. Смысла нет сравнивать измеренную мощность входящего сигнала, а про «эталонные кубики» совсем стоит забыть. Как этот производитель телефона пересчитывает в них данные остается загадкой. Тратить свое время на ее раскрытие опять же не имеет смысла.

Пляски с сотовым

Любая дуплексная радиостанция, а сотовый телефон является частным случаем этого правила, использует антенну для приема и передачи сигнала. Этот факт является еще одним аргументом эфемерности понятия «чувствительности». Раздельное использование одного и того же элемента трубки влечет некоторый компромисс. Передатчик не должен фонить на приемник, а последний в свою очередь обязан не мешать первому. Все мы живем на планете Земля и полностью отвечаем физическим правилам, которые накладывает на нас природа. Поэтому глупо полагать, что одно электрическое устройство способно не мешать работе другого. В результате разработчики приходят к элементарному компромиссу. Именно он позволяет устройству функционировать так, что вы, абоненты, можете слышать голос своего собеседника в трубке. Кстати, Его Величество Компромисс зачастую делается в пользу приемника. Разумеется, можно было бы создать не дуплексную, а симплексную передачу — в один момент времени только в одну сторону, но такая связь бы не удовлетворила современные запросы пользователей.

Бытует мнение, что если прикрыть антенну сотового телефона рукой, то разговоры станут четкими и бесшумными. Давайте разберем эту ситуацию. Действительно, если прикрыть антенну каким-либо предметом, то в подавляющем большинстве случаев уровень измеренного сигнала сотовым телефоном упадет. Мобильный аппарат устроен таким образом, что чем хуже он «слышит» соту, тем «громче» он ей отвечает. Соответственно мощность выходного сигнала будет расти. Его возможности пробивать вашу руку или другой предмет, который загораживает антенну, не безграничны. Кроме этого, базовая станция не будет поднимать мощность, так как она не знает, что пользователь чинит помехи ее сигналу и ее параметры просто не рассчитаны на это. Соответственно, все ваши действия носят больше деструктивный характер, когда вы прикрываете антенну сотового телефона рукой.

Кстати, на уровень измеренного входящего сигнала влияет не только рука, но и металлические украшения на ней. При разговоре по мобильному телефону старайтесь держать вашу руку по возможности подальше от антенны. Так и здоровье сбережете и помех лишних не создадите. Отличной помехой для сотовой связи становятся железобетонные конструкции. Помните, чем короче волна, тем лучше она пронизывает их. Кстати, этим обусловлен (и не только этим) тот факт, что в центре города операторы любят использовать 1800 МГц диапазон.

За городом в условиях плохой связи старайтесь подняться на всевозможные пригорки. Это действие убирает лишние физические помехи на пути электромагнитных волн от сотового телефона к базовой станции. Помните, что в диапазонах частот, используемых в сотовой связи, даже при небольшом, всего несколько сантиметров, или десятков сантиметров, перемещении антенны, или с течением времени, уровень сигнала может изменяться в 100 и даже в 1000 раз (на 20 – 30 дБ). Обязательно двигайтесь и ищите «удачные» места.

Настал момент поговорить на самую темную тему мобильной связи – внешние и внутренние антенны. Трудно перечесть все байки и споры на эту тему. Речь пойдет только о штатных антеннах. Или тех, что уже установлены в ваших мобильных телефонах. Разумеется, дополнительные (выносные) антенны с бустерами, которые вы можете приобрести за отдельные деньги, существенно улучшают прием и передачу, но о мобильности приходиться забыть. Кстати, такие решения очень нравятся автолюбителям, так как таскать на себе их не приходится.

Итак, внутренняя или внешняя антенна? Однозначного решения этой задачи нет. Если вы умеете решать волновые уравнения и проставлять граничные условия, то, получив истинные параметры вашего мобильника, вы сможете на компьютере моделировать ситуацию звонка в самых различных точках зоны покрытия. Несколько лет назад один американец поместил в сеть результаты своих расчетов. Они вызвали долгие споры. В результате он убрал их. А жаль, так как это единственный пример подобных расчетов. Опыт показывает, что современные встроенные антенны ничем не уступают внешним решениям. Жизнь существенно осложняют всевозможные доморощенные украшения, которые пользователи вещают на антенну. В результате антенна может работать в нештатном режиме и, может быть, даже навредить вашему здоровью, излучая преимущественно в сторону вашей головы.

Extended Cell

Однако не всегда оператор может ставить обыкновенные базовые станции для покрытия больших территорий. Представьте, например, пустынный или водный район. Экономически, а иногда и чисто физически разместить нужное количество БС просто не получается. Для GSM стандарта предусмотрена конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается до 70 км. Она называется Extended cell. При таком использовании оборудования количество разговорных каналов уменьшается до 3. Но оператор покрывает гигантские площади силами только одной станции.

Не так давно рядом с Санкт-Петербургом на Финском заливе один из операторов использовал Extended Cell. Абоненты могли видеть на экране своих мобильников название этого оператора с восклицательным знаком. Это означало, что трубка видела сеть, но не могла с ней общаться. Проблема решалась с использованием внешних направленных антенн, когда выходной сигнал аппарата усиливался.

Таким образом, Extended Cell позволяет покрыть гигантские малолюдные территории. Впрочем, их применение находит все меньшую популярность. В Сибири такие соты не поставишь все равно, а курортные районы по своей сотовой нагрузке давно переплюнули центры мегаполисов по интенсивности телефонных переговоров. Extended Cell физически не могут обслужить такие места, да и требование дополнительной антенны не делают этому способу связи должной популярности.

Внимание, жулики

Каждому пользователю хотелось бы повысить «чувствительность» свого сотового аппарата. Злоумышленники готовы использовать это в своих планах по одурачиванию абонентов мобильных сетей. Легче всего обмануть человека, предоставив ему услугу, которую сложно проверить. А если ее стоимость окажется мала, то это просто клад для жулика. В результате на рынке появились «наклейки-усилители чувствительности для мобильных телефонов». Разумеется, они подходят ко всем типам трубок, реализуют их через интернет и стоят они смешных денег.

Производитель этого продукта заявляет, что наклейка работает исключительно по законам физики и придает вашему телефону небывалую чувствительность. Складывается впечатление, что стикеры, заговоренные колдунами и оболваненные бубном, продавались бы тоже достаточно неплохо, но мошенники решили сыграть на серости толпы и массовости рынка. Чудотворные наклейки до сегодняшнего дня с огромным успехом продаются в интернете.

Создатели наклейки рекомендуют наклеить ее под аккумулятор. Логичный ход. Там наклейка не будет мешать и не помешает работать настоящей антенне. Кстати, на расчеты последней уходят огромные силы. Каждая антенна по-своему уникальна и общей панацеи для всего этого многообразия быть не может. Мошенники могут только расстроить работу вашей штатной антенны. Возможно, внести помехи и шумы. Сомнительно так же рекламное утверждение, что один стикер заменяет антенну длинной в метр. Необходимости в такой длине просто быть не может. Конечно, можно собрать метровую антенну, но это будет очень сложная и не очень нужная система.

Одним словом, дурят нашего брата. Кстати, ноги у этой наклейки растут из Азии. Там действительно одно время продавали сотовые телефоны и специальные антенны в виде наклеек к ним. Однако от системы отказались, так как пользователи просто не могли их правильно наклеить. Важно было точно позиционировать стикер в нужной части мобильника. Задача оказалась непосильной. Так что не стоит тратить свои деньги и поощрять мошенников.

Заключительное слово

Сегодня мы разобрались с понятием «чувствительности» сотового телефона. Вывод можно сделать один. Чем ваша трубка качественнее собрана и чем лучше элементная база, тем проще вам будет говорить в зонах слабого приема. Если у вас есть возможность использовать выносные антенны с узкой диаграммой направленности, то попробуйте их в работе. Они действительно помогают иногда решить сложные ситуации со связью. Будем надеется, что через некоторое время сотовые операторы покроют весь Земной шарик и мы забудем об этой проблеме. Оставайтесь на связи!

Излучение сотовой связи: опасно?

Иллюстрация: Abe V. Rotor

Каждый день наш мозг подвергается воздействию излучения от сотовых телефонов, базовых станций, роутеров, спутников, сигнализаций, датчиков движения, радио и телевидения. ЛЭП, проводка в стенах, реликтовое излучение, гранитный щебень — все это может оказывать воздействие на клетки нашего тела. Прежде чем закрываться в клетке Фарадея и шить себе костюм из фольги, давайте посмотрим, о чём говорят нам законы физики и результаты научных исследований.

Из всего вышеперечисленного самые большие опасения у многих вызывает именно сотовая связь. Телефоны есть у всех, а в СМИ после статей про вред ГМО чаще всего публикуются исследования (или спекуляции на основе исследований) про излучения мобильных телефонов и базовых станций.

Начнем с главного: ученые Сиднейского университета проанализировали данные за 29 лет и пришли к выводу, что использование мобильных телефонов не повышает риск возникновения рака мозга. Значит ли это, что телефон (а вслед за ним и базовая станция) безвреден? Формально — нет, но все хорошо в меру. Об этой мере мы сегодня и поговорим.

Базовые нормы: ППЭ и SAR

Иллюстрация: Telenor Group

Согласно действующим в России санитарным правилам и нормам СанПиН 2.2.4/2.1.8.055 96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)», допустимая норма напряженности электромагнитного поля составляет 10 мкВт/см2 (или же 0,1 Вт/м2). Для сравнения:

• страны Скандинавии — 100 мкВт/см2;
• США — 100 мкВт/см2.

Этот параметр описывает плотность потока энергии (ППЭ), проходящего через человеческое тело. Данный норматив относится ко всем условиям непрофессионального воздействия, в том числе для населения, проживающего на территориях, прилегающих к базовым станциям.

Норма была определена еще во времена СССР для работы с СВЧ-оборудованием в течение всего полного рабочего дня. Эта же норма установлена для СВЧ-печей Санэпиднадзором СССР (СН № 2666-83 «Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами»).

Но помимо параметров плотности потока энергии существует и SAR (Specific Adsorption Rate), характеризующая степень воздействия на организм. SAR — это удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела или ткани (Вт/кг). Параметр определяет, на сколько градусов нагреваются ткани тела под воздействием радиоизлучения. В международной практике максимальный уровень SAR определяют от 1,6 или 2,0 Вт/кг. Стандарт был разработан на Западе в 1990-е.

Многие производители телефонов указывают SAR в стандартных характеристиках. Его часто используют в маркетинговых целях, в надежде на успех у технофобов. Например, коэффициент SAR у «детских» моделей телефонов может быть равен 0,568 Вт/кг. Такое решение, по заявлению производителей, «снижает вредное влияние сотовой связи на формирующийся детский организм».

Проверить адекватность существующих сейчас норм можно только одним способом — значительно их превысив и зафиксировав результат.

Как действует излучение

Иллюстрация: VOCATIV

Если вы не доверяете научным исследованиям и фанатично верите во вред сотовой связи — дальше можно не читать. Как известно, сторонники Теории Заговоров верят только в те факты, которые могут хотя бы косвенно подтвердить их правоту. Остальным напомним, что на сегодняшний день количество серьезных научных публикаций на тему влияния излучения мобильных телефонов на биологические организмы уже превышает 10 000. В качестве основного возможного эффекта длительного воздействия радиочастотных полей рассматривается рак (опухоли головного мозга). Среди других возможных побочных эффектов рассматривалось влияние на когнитивные способности мозга, сон, работу сердца и кровяное давление.

Исследование, проведенное под эгидой государственной токсикологической программы США (NTP), показало, что под воздействием радиоизлучения на высоких частотах у мышей возможно развитие рака мозга и сердца. Мышей подвергали воздействию волн до 6 Вт на килограмм массы — в несколько раз выше предельно допустимой нормы. В пересчете на взрослого человека получаем 400 Вт (разумеется, никакой сотовый телефон и близко не имеет такой мощности излучения).

В контрольной группе мышей глиомы (самая распространенная первичная опухоль головного мозга) возникли у 2–3% популяции, невриномы (доброкачественные опухоли, которые могут встречаться в любых нервных тканях человеческого организма) — у 1–6%. При такой статистике, в пересчете на риски для человека, становится понятно, что шаурма, купленная у вокзала, намного опаснее.

Но телефон — это всего лишь маленькое устройство, которое не используют 24 часа, не отрывая от головы. А что с базовыми станциями, которые находятся вблизи домов и работают круглосуточно?

Вокруг базовой станции

Иллюстрация: All about Wireless Technologies

Согласно нормативам санитарно-защитная зона вокруг базовой станции (БС) составляет 25 метров — это территория, на которой точно не нужно устраивать пикник. Зона отчуждения, в которую нельзя заходить, составляет 2–3 м. Непосредственные работы на БС можно осуществлять только после ее отключения, либо после снижения мощности излучения до 10 микровольт.

Уже из этих правил понятно, что с БС нужно обходиться осторожно. Поэтому станции редко размещают на жилых домах и практически никогда — на школах, детских садах и больницах. Для установки базовой станции оператор должен заключить с владельцем объекта договор на размещение и получить разрешение в Роспотребнадзоре и Роскомнадзоре. Обычно станции устанавливают на административных зданиях, на нежилых объектах, но гораздо чаще используют отдельно стоящие столбы освещения нового поколения (более высокие и способные выдержать многочисленное оборудование).

Чем чаще расположены станции, тем реже работает на максимальной мощности и тем меньше излучения от БС и самого телефона. Выходит, базовые станции, удаленные от человека на несколько десятков метров, не приводят к неблагоприятным последствиям для здоровья. К тому же базовые станции не излучают во все стороны. Их антенны имеют определенную диаграмму направленности с ярко выраженным главным лучом. Вне зоны главного луча, а также у подножия антенны уровень электромагнитного излучения будет мал.

Иллюстрация: Elektrosmoginfo

С увеличением расстояния от антенны плотность потока уменьшается. На расстоянии свыше 100 метров, даже если антенна будет направлена прямо вам в голову, с этим излучением можно засыпать и просыпаться без вреда для здоровья. А телефон подстраивает мощность своего передатчика под уровень сигнала станции — чем он слабее, тем сильнее излучение телефона.

Между базовой станцией и вами обычно есть какие-то препятствия. Если станция установлена в доме напротив, то между вами будет стекло, из-за которого интенсивность сигнала снизится в пару раз. Если станция расположена на крыше, то между вами будет железобетонный потолок, снижающий сигнал в 32 раза.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, уровни воздействия радиочастотных сигналов базовых станций и беспроводных сетей по SAR-показателям настолько низки, что температура тела повышается крайне незначительно, и это не влияет на здоровье человека. Человек поглощает в пять раз больше сигналов от радиоприемника и телевизора. Это объясняется тем, что частоты, используемые в радиовещании (около 100 МГц) и телевещании (около 300–400 МГц), ниже частот, используемых в мобильной телефонной связи (900 МГц и 1800 МГц), а также тем, что благодаря своему росту человек представляет собой эффективную приемную антенну.

Заключение

По данным Правительства Москвы, всего на территории столицы установлено более 15 000 базовых станций (в любом другом российском городе их значительно меньше), мощность которых обычно не превышает 5–10 Вт. Во время всех контрольных измерений на территориях, прилегающих к базовым станциям, не было отмечено ни одного случая превышения допустимой напряженности электромагнитного поля. При этом в 91% случаев этот показатель был в несколько раз меньше предельно допустимого значения.

Если у вас остаются сомнения в безопасности установленной базовой станции, то можно запросить проверку объекта в Управлении Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Или самостоятельно приобрести широкополосный измеритель напряженности электромагнитного поля, позволяющий получить сверхточные результаты измерений неионизирующих излучений. Измеритель охватывает все частоты — от длинноволновых до микроволновых — и позволяет определить любой уровень ЭМП.