Мобильная базовая станция сотовой связи. Зона обслуживания базовых станций. Влияние радиосигналов на здоровье человека

Термины «базовая станция» и «вышка сотовой связи» давно и прочно вошли в наш лексикон. И если средний пользователь вспоминает об этих вещах не так часто, то уж «сотовый телефон» по привычности явно входит в десятку лидеров. Сотовой связью ежедневно пользуются сотни миллионов людей, но очень мало кто из них задумывается о том, как обеспечивается эта самая связь. И из этого меньшинства очень немногие действительно представляют всю сложность и тонкость этого инструмента связи.

С точки зрения большинства людей, установка базовой станции сотовой связи является весьма несложным делом. Достаточно повесить несколько антенн, подключить их к сети - и готово. Но такое представление в корне неверно. И поэтому мы решили рассказать о том, сколько тонкостей и нюансов возникает при монтаже базовой станции в условиях мегаполиса.

Чтобы наглядно проиллюстрировать свой рассказ, мы подробно задокументировали процесс установки вышки сотовой связи на крыше здания в Москве, по адресу ул. Краснодонская, д.19, корп.2. Это двухэтажное отдельно стоящее административное здание. Мы выбрали именно этот пример потому, что на этой базовой станции не просто смонтирована маленький кронштейн для подвески антенн, а установлена 5-секционная вышка высотой 15 м. Но начнём по порядку.

Подготовка и проектирование

Работа по установке базовой станции начинается с поиска подходящего объекта. Когда он найден, с его владельцем заключается договор аренды. Определяется необходимое расположение антенн будущей станции, масса полезной нагрузки, и исходя из этого проектируются металлоконструкции. При этом учитывается несущая способность элементов конструкции самого здания.

На каждую установленную базовую станцию оформляется комплект документации (толщиной почти 5 см). Помимо прочего, здесь указано множество параметров будущей конструкции: её расположение на объекте, габаритные размеры, общий вес, расположение точек опоры, потребляемые напряжение и мощность, и так далее.

В этой папке собрана исчерпывающая информация:

проектная документация;
копии ведомостей, лицензий, сертификатов и заключений соответствия на все элементы, вплоть до гаек и краски;
рабочая документация на оборудование, металлические конструкции, архитектурно-строительное решение, молниезащиту;
санитарно-эпидемиологическое заключение о безопасности станции для жителей окружающих домов.

Вернёмся к нашей вышке. После согласования и утверждения проекта, на заводе были изготовлены отдельно платформа и пять сегментов вышки. Поскольку в данном случае речь шла о довольно тяжёлой конструкции, то её необходимо было установить на несущие стены здания. Для этого в кровле были прорезаны отверстия и проведена установка опорных балок. Они играют роль свайного фундамента для платформы, на которую в дальнейшем было смонтировано оборудование станции и вышка с антеннами. Общий вес платформы составил 3857 кг.

Профиль, размеры и количество балок, из которых собирается платформа, толщина стенок, протяжённость сварных швов, используемые метизы - все эти параметры рассчитываются исходя из массы полезной нагрузки, несущей способности стен здания, а также возможных ветровых нагрузок в данном регионе. Конечно, это далеко не единственные критерии, в первую очередь вышка должна обеспечить возможность установки приёмо-передающих антенн на необходимой высоте в зоне видимости соседних базовых станций. Кроме того, конструкция должна быть достаточно жёсткой, чтобы не сбивался луч релейной связи.

Монтаж металлоконструкций

Здание небольшое, отдельного выхода на крышу у него нет, поэтому бригаде монтажников приходится залезать по пожарной лестнице. Её нижняя часть отрезана, чтобы на крышу не лазили жители окружающих домов. К сожалению, это их не слишком останавливает, поэтому с крыш часто что-нибудь пропадает - запчасти, кабели, фидеры и т.д.

Несмотря на то, что каждая станция оснащается сигнализацией, служба безопасности не всегда успевает приехать вовремя.

На крыше уже установлена базовая станция другого сотового оператора, но её размеры не идут ни в какое сравнение с нашей.

После монтажа платформы, подготавливаются площадки для установки первой секции вышки:

После установки секции, начинается «закручивание гаек»:

Установка вышки на шпильки делается для того, чтобы можно было компенсировать отклонения от вертикали в ходе монтажа и дальнейшей эксплуатации.

Вертикальность конструкции постоянно контролируется с двух точек с помощью теодолитов. Причём измерения проводятся отдельно для каждой секции вышки, и потом журнал измерений будет включён в комплект документов. Впоследствии проводится периодические измерения положения вышки, поскольку под собственным весом и весом оборудования может происходить небольшое спиралеобразное скручивание конструкции (до 50 мм на 72 м высоты).

Аппаратный шкаф, подготовленный к установке на платформу:

Итак, первая секция установлена и выровнена. Монтажники готовятся к приёму второй секции:

Безопасности и комфортности работ уделяется очень большое внимание не только при монтаже, но и при дальнейшем обслуживании. Размер рабочих площадок подобран таким образом, чтобы у инженеров было достаточно места для работы. Установлены ограждения лестниц, проёмы в площадках на вышке закрываются люками, чтобы предотвратить случайное падение. Платформа поднята над плоскостью крыши, чтобы в зимнее время аппаратуру не заметало снегом и не блокировало льдом.

Монтаж остальных секций вышки:

Очередь аппаратного шкафа:

Вышка смонтирована, произведены последние измерения с помощью теодолитов. Отклонения минимальны и строго в пределах допусков. Масса вышки составила 2827 кг, а общая масса всех металлоконструкций - 6684 кг.

Цвета секций стандартные: нижняя и верхняя всегда красные, промежуточные чередуются с белым. На вершине вы можете видеть 4 штыря, являющихся продолжением рёбер вышки - это элементы молниезащиты.

Аппаратура

Следующим этапом стал монтаж всей необходимой аппаратуры и прокладка кабелей. Полный список установленного оборудования:

В результате станция приобрела довольно величественный вид, особенно в сравнении с самим зданием:

На станцию подаётся питание напряжением 380 В (3 фазы), которое потом преобразовывается в 48 В. Мощность взята с запасом - до 10 кВт. Питание подводится в отдельный шкафчик.

Откроем дверцу аппаратного шкафа. В неё встроен кондиционер (сверху) и обогреватель (снизу).

В шкафу в течение всего года поддерживается температура 18…20 градусов Цельсия. Это необходимо для бесперебойной работы оборудования и длительной службы аккумуляторов (они расположены внизу).

Аккумуляторы предназначены для обеспечения работы станции в течение примерно суток в случае отключения внешнего питания.

Сверху находится коммутационный блок и преобразователь напряжения.

Передача информации между системными модулями и приёмо-передатчиками (о них ниже) осуществляется через оптоволоконные кабели. Вот так выглядит разъём в коммутационном блоке. Его ни в коем случае нельзя трогать руками, волокно очень чувствительно к повреждениям и загрязнению.

Все базовые станции сотовой связи подключены к единой информационно оптоволоконной сети, протянутой по всей Москве. Белая бухта под аппаратным шкафом - это как раз кабель, через который подключена данная станция.

Справа от шкафа расположены системные модули GSM, CDMA и LTE:

Эти модули являются сердцем базовой станции, они принимают сигнал с антенн и осуществляют его преобразование и сжатие с дальнейшей пересылкой. Им не страшны осадки, все разъёмы герметизированы, а рабочий диапазон температур от +60 до -50.

Под системными модулями расположены грозоразрядники, которые предотвращают выгорание аппаратуры в случае удара молнии:

Справа над модулями расположены бухты оптоволоконного кабеля, с помощью которого они соединяются с приёмо-передатчиками на вышке.

Перейдём к вышке. На ней установлены приёмо-передатчики отдельно для каждого диапазона (GSM, CDMA и LTE). Они усиливают сигнал от крайне малых значений до 115-120 дБ. Из аппаратного шкафа к ним подводится питание:

Продолговатые вертикальные «ящики» - это и есть антенны. Сзади они экранированы, чтобы защитить обслуживающий персонал от электромагнитного излучения. Поднимемся на площадку.

По краям к приёмо-передатчику подключены оптоволоконные кабели, в центре - электропитание:

Заземление выведено на вышку:

Кабельные разъёмы и их заглушки на антенне:

Мы уже упоминали о том, что проектирование и постройка базовой станции сотовой связи является совсем не таким простым делом, как кажется непосвящённым. Здесь множество нюансов, которые связаны и с конкретным местоположением станции. Например, передача радиосигнала над большой водной поверхностью ухудшается, хотя должно быть наоборот, ведь никаких препятствий нет. Но дело в том, что над поверхностью земли распространяется электромагнитное поле, а большой объём воды работает своеобразным конденсатором, над которым усиливаются помехи радиосигналу. И таких тонкостей множество, поэтому от профессионализма проектировщиков и монтажников напрямую зависит эффективность работы базовой станции.

May 25th, 2015

Недавно Мегафон Поволжье устроил техническую презентацию передвижной базовой станции. На это мероприятие были приглашены журналисты, и вот в результате появились в том, числе и посты в блогах. Я нашел два:Обе записи объединю в одну. Во-первых пишут про одно и то же, во-вторых оба поста достаточно поверхностные и короткие, так что смысла делать две записи не вижу.
Не особо интересно для тех кто в теме, но пусть будет, может какие-то интересные детали найдете на фотографиях.

Как устроена передвижная базовая станция сотовой сети

Оригинал взят у cheger в Как устроена передвижная базовая станция сотовой сети

В начале этой недели Мегафон показал журналистам очень интересную вещь - мобильную базовую станцию, которая оборудована на базе Камаза вездехода. Я, как человек непосредственно связанный с сотовыми сетями и в частности передачей данный по каналам сотовой связи, не раздумывая принял предложение посмотреть, как это реализовано у Мегафона, тем более что таких мобильных станций во всей России раз до обчелся.

Этот мобильный комплекс обеспечивает радиопокрытие сетей 2G/3G/4G+, тем самым предоставляя абонентам надежный доступ к услугам связи и передачи данных. Она независима от стационарных объектов связи, что позволяет разворачивать ее практически на любой территории и использовать для создания покрытия там, где это необходимо. С ее помощью можно обеспечить надежный уровень сигнала в поле, лесном массиве, в местах где нет жилой инфраструктуры. Также, используя станцию можно значительно увеличить емкость сети, например, во время проведения массовых городских мероприятий, футбольных матчей, концертов и т.д. Кстати, нижегородцы могут сами посмотреть на вышку, которую хорошо видно при выезде из города в районе Щербинок, где эта конструкция развернута для тестовых нужд.

С погодой нам немного правда не повезло, но всем желающим выдали дождевики, хотя они там и не понадобились - дождь так и на начался.

Благодаря работе комплекса совершать звонки и пользоваться мобильным интернетом данных могут несколько тысяч человек. Максимальная скорость передачи данных - 300 Мбит/сек.

«Станция на колесах» оборудована телескопической антенной мачтой высотой 30 метров, которая складывается и раскладывается благодаря гидравлике. Она обеспечивает устойчивый сигнал в радиусе до 30 километров в зависимости от рельефа местности и при любых климатических условиях. Чтоб развернуть вся систему надо от 3 до 6 часов, что ну очень быстро!

Кстати, забавно, но рядом с тестовой площадкой, где развернули систему, стоят симпатичные частные домики, местная Рублевка, отчего многие решили, что это хозяева этих особняков заказали себе быстрый мобильный интернет=)

Шутки шутками, а мы давайте продолжим экскурсию по станции. Весит вся эта махина чуть больше 20 тонн

Помимо оборудования, обеспечивающего работу мобильной связи, комплекс укомплектован всем необходимым для автономной работы: топливом на 7 суток, электрогенератором, системами отопления и кондиционирования, местом и оборудованием для приготовления пищи и спальными местами для персонала. Экипаж комплекса состоит из пяти человек.

"Экипаж спит не здесь, не волнуйтесь" - шутит Олег Абрамкин, наш экскурсовод. Да, сразу хочется выразить благодарность ему и его коллегам, которые бойко оборонялись от потока наших вопросов. Кстати, в свободное время Андрей подрабатывает руководителем по эксплуатации базовых станций Центрального филиала компании "МегаФон".

Питание полностью автономное, причем если есть доступ к центральной электросети, то подключиться и к ней, а не жечь солярку.

Дизель-генератор

Здесь в сложенном состоянии вышки находятся все провода

Складывается и раскладывается вышка с помощью гидравлики, после чего укрепляется металлическими тросами за ввинченные в землю трубки

Эти тросики служат для управления запорами каждого колена вышки.

Вышка выдерживает практически любой ветер

Жилой отсек и отсек с аппаратурой находятся внутри кунга.

Внутреннее помещение поделено примерно пополам, в жилом есть две кровати, точно как в поезде, кондиционер, микроволновка, ноутбук, холодильник - в общем все, что нужно оператору для автономного существования

Собственно, оборудование станции. Оно расположено в дальней части и обычно огорожено от жилого помещения выдвижной дверью

В том месте, где сейчас развернута станция, при выключенном оборудовании, нет LTE, только 3G. Вот что показывает Speedtest у меня на телефоне

А вот что показывается Speedtest при включенной мобильной станции.

Как видно, сразу появилась LTE и скорость выросла буквально в 10 раз

«В арсенале «МегаФона» имеется несколько передвижных мобильных станций. В прошлом году мы запустили в эксплуатацию комплекс на базе микроавтобуса «Ford Transit» и активно использовали его на всей территории Центрального филиала, в том числе в Нижегородском регионе. Так, с его помощью компания обеспечила связь во время фестиваля «Alfa Future People». Между тем, технические возможности мобильных станций позволяют организовать радио покрытие сотовой сети в рамках более масштабных событий, таких как, Олимпиада в Сочи или предстоящий Чемпионат мира по футболу-2018», - добавил директор по инфраструктуре Центрального филиала компании «МегаФон» Андрей Абрамов.

А вот и второй репортаж

Мобильная базовая станция. Как это работает?

Оригинал взят у s1rus в Мобильная базовая станция. Как это работает?

Во время чрезвычайных ситуаций и массовых мероприятий, которые проводятся в лесах, полях или в других отдаленных от жилой инфраструктуры местах, может возникнуть проблема с сотовой связью или интернетом. Для решения подобных задач существует мобильная базовая станция. Она независима от стационарных объектов связи, что позволяет разворачивать ее практически на любой территории и использовать для создания покрытия связи там, где это необходимо.
В арсенале Центрального филиала компании «МегаФон» имеется несколько передвижных мобильных станций: комплекс на базе микроавтобуса «Ford Transit» и КАМАЗ-43118. Форд уже успел зарекомендовать себя во время проведения «Alfa Future People», с его помощью компания обеспечила связь на протяжении всего фестиваля. Второй же комплекс появился недавно, что дало возможность разобраться в особенностях мобильной базовой станции.

1. Так выглядит передвижная базовая станция на базе грузового автомобиля повышенной проходимости КАМАЗ-43118. Комплекс обеспечивает радиопокрытие сетей 2G/3G/4G+. Совершать звонки и пользоваться мобильным интернетом могут несколько тысяч человек. Максимальная скорость передачи данных - 300 Мбит/сек. Общий вес составляет 20.5 тонн.

2. «Станция на колесах» оборудована телескопической антенной мачтой высотой 30 метров, обеспечивающей устойчивый сигнал на 10-20 километров в зависимости от рельефа местности и климатических условий. На нее устанавливаются приемо-передающие антенны.

3. Для надежной и стабильной работы комплекса необходимо выровнять машину с помощью гидравлических платформ и закрепить мачту с помощью растяжек, дырки для которой сверлят мотобуром, а потом завинчивают метровые штыри. На развертывание станции требуется от 3 до 6 часов.

6. Экскурсию проводил Олег Абрамкин - руководитель по эксплуатации базовых станций Центрального филиала компании "МегаФон".

8. Когда есть возможность, станция подключается к местной электросети, когда нет - работает автономно. Дизель-генератор с мощностью 19 кВт позволяет работать автономно 7(!) дней. Под максимальной нагрузкой расход топлива составляет 6 литров в час.

10.

11. Станция способна работать в любую погоду, которая бывает в центральном регионе России.

12. Если развернуть МБС в районе, где покрытие уже достигло теоретического максимума по частотному распределению (центр мегаполиса, например), улучшится только уровень сигнала, но не количество одновременно звонящих абонентов.

13.

14.

15. Помимо электрогенератора мобильный комплекс укомплектован всем необходимым для автономной работы: системами отопления и кондиционирования, оборудованием для приготовления пищи и спальными местами для персонала. Экипаж комплекса состоит из пяти человек.

16.

17. Оборудование базовой станции.

18.

19.

20.

21.

22. Какие учения без постоянной проверки скорости интернета? Мобильный комплекс показал результат, который меня удивил - 70 Мбит/c! У меня дома меньше, а тут лес и поле.

23.

Вопрос о базовых станциях уже поднимался, но чёткого определения так и не было выявлено. Я считаю, что надо удалять эти вышки, ибо они не несут никакой полезной информации, а при их (вышки) большом количестве только замусоривание карты.

akbars, пожалуйста напишите чёткое определение, что с ними надо делать. И желательно вынести в правила.

","contentType":"text/html"},"proposedBody":{"source":"

akbars, пожалуйста напишите чёткое определение, что с ними надо делать. И желательно вынести в правила.

","contentType":"text/html"},"authorId":"40010088","slug":"12770","canEdit":false,"canComment":false,"isBanned":false,"canPublish":false,"viewType":"old","isDraft":false,"isOnModeration":false,"isSubscriber":false,"commentsCount":56,"modificationDate":"Thu Jan 01 1970 03:00:00 GMT+0000 (UTC)","showPreview":true,"approvedPreview":{"source":"

akbars, пожалуйста напишите чёткое определение, что с ними надо делать. И желательно вынести в правила.

","html":". Вопрос о базовых станциях уже поднимался, но чёткого определения так и не было выявлено. Я считаю, что надо удалять эти вышки, ибо они не несут никакой полезной информации, а при их (вышки) большом количестве только замусоривание карты.","contentType":"text/html"},"titleImage":null,"tags":[{"displayName":"правила","slug":"pravila","categoryId":"9825254","url":"/blog/narod-karta??tag=pravila"}],"isModerator":false,"commentsEnabled":true,"url":"/blog/narod-karta/12770","urlTemplate":"/blog/narod-karta/%slug%","fullBlogUrl":"https://yandex.ru/blog/narod-karta","addCommentUrl":"/blog/createComment/narod-karta/12770","updateCommentUrl":"/blog/updateComment/narod-karta/12770","addCommentWithCaptcha":"/blog/createWithCaptcha/narod-karta/12770","changeCaptchaUrl":"/blog/api/captcha/new","putImageUrl":"/blog/image/put","urlBlog":"/blog/narod-karta","urlEditPost":"/blog/56a93fbb35a9b0713454b7ac/edit","urlSlug":"/blog/post/generateSlug","urlPublishPost":"/blog/56a93fbb35a9b0713454b7ac/publish","urlUnpublishPost":"/blog/56a93fbb35a9b0713454b7ac/unpublish","urlRemovePost":"/blog/56a93fbb35a9b0713454b7ac/removePost","urlDraft":"/blog/narod-karta/12770/draft","urlDraftTemplate":"/blog/narod-karta/%slug%/draft","urlRemoveDraft":"/blog/56a93fbb35a9b0713454b7ac/removeDraft","urlTagSuggest":"/blog/api/suggest/narod-karta","urlAfterDelete":"/blog/narod-karta","isAuthor":false,"subscribeUrl":"/blog/api/subscribe/56a93fbb35a9b0713454b7ac","unsubscribeUrl":"/blog/api/unsubscribe/56a93fbb35a9b0713454b7ac","urlEditPostPage":"/blog/narod-karta/56a93fbb35a9b0713454b7ac/edit","urlForTranslate":"/blog/post/translate","urlRelateIssue":"/blog/post/updateIssue","urlUpdateTranslate":"/blog/post/updateTranslate","urlLoadTranslate":"/blog/post/loadTranslate","urlTranslationStatus":"/blog/narod-karta/12770/translationInfo","urlRelatedArticles":"/blog/api/relatedArticles/narod-karta/12770","author":{"id":"40010088","uid":{"value":"40010088","lite":false,"hosted":false},"aliases":{},"login":"sher-art","display_name":{"name":"Te*mik","avatar":{"default":"24700/40010088-24461939","empty":false}},"address":"[email protected]","defaultAvatar":"24700/40010088-24461939","imageSrc":"https://avatars.mds.yandex.net/get-yapic/24700/40010088-24461939/islands-middle","isYandexStaff":false},"originalModificationDate":"1970-01-01T00:00:00.000Z","socialImage":{"orig":{"fullPath":"http://avatars.yandex.net/get-yablog/4611686018427432610/normal"}}}}}">

И вновь немного общеобразовательного материала. На этот раз речь пойдет о базовых станциях. Рассмотрим различные технические моменты по их размещению, конструкции и дальности действия, а также заглянем внутрь самого антенного блока.

Базовые станции. Общие сведения

Так выглядят антенны сотовой связи, установленные на крышах зданий. Эти антенны являются элементом базовой станции (БС), а конкретно - устройством для приема и передачи радиосигнала от одного абонента к другому, и далее через усилитель к контроллеру базовой станции и другим устройствам. Являясь наиболее заметной частью БС, они устанавливаются на антенных мачтах, крышах жилых и производственных зданий и даже дымовых трубах. Сегодня можно встретить и более экзотические варианты их установки, в России их уже устанавливают на столбах освещения, а в Египте их даже "маскируют" под пальмы.

Подключение базовой станции к сети оператора связи может производиться по радиорелейной связи, поэтому рядом с "прямоугольными" антеннами блоками БС можно увидеть радиорелейную тарелку:

С переходом на более современные стандарты четвертого и пятого поколений, для удовлетворения их требований подключать станции нужно будет исключительно по волоконной оптике. В современных конструкциях БС оптоволокно становится неотъемлемой средой передачи информации даже между узлами и блоками самой БС. К примеру, на рисунке ниже показано устройство современной базовой станции, где оптоволоконный кабель используется для передачи данных от RRU (выносные управляемые модули) антенны до самой базовой станции (показано оранжевой линией).

Оборудование базовой станции располагается в нежилых помещениях здания, либо устанавливается в специализированные контейнеры (закрепленные на стенах или столбах), ведь современное оборудования выполняется довольно компактно и может запросто поместиться в системный блок серверного компьютера. Часто радиомодуль устанавливают рядом с антенным блоком, это позволяет уменьшить потери и рассеивание передаваемой в антенну мощности. Так выглядят три установленных радиомодуля оборудования базовой станции Flexi Multiradio, закрепленные прямо на мачте:

Зона обслуживания базовых станций

Для начала следует отметить, что бывают различные типы базовых станций: макро, микро, пико и фемтосоты. Начнем с малого. И, если кратко, то фемтосота не является базовой станцией. Это, скорее, Access Point (точка доступа). Данное оборудование изначально ориентируется на домашнего или офисного пользователя и владельцем такого оборудования является частное или юр. лицо, не относящееся к оператору. Главное отличие такого оборудования заключается в том, что оно имеет полностью автоматическую конфигурацию, начиная от оценки радиопараметров и заканчивая подключением к сети оператора. Фемтосота имеет габариты домашнего роутера:

Пикосота - это БС малой мощности, принадлежащая оператору и использующая в качестве транспортной сети IP/Ethernet. Обычно устанавливается в местах возможной локальной концентрации пользователей. Устройство по размерам сравнимо с небольшим ноутбуком:

Микросота - это приближенный вариант реализации базовой станции в компактном виде, очень распространено в сетях операторов. От "большой" базовой станции ее отличает урезанная емкость поддерживаемых абонентом и меньшая излучающая мощность. Масса, как правило, до 50 кг и радиус радиопокрытия - до 5 км. Такое решение используется там, где не нужны высокие емкости и мощности сети, или нет возможности установить большую станцию:

И наконец, макросота - стандартная базовая станция, на базе которой строятся мобильные сети. Она характеризуется мощностями порядка 50 W и радиусом покрытия до 100 км (в пределе). Масса стойки может достигать 300 кг.

Зона покрытия каждой БС зависит от высоты подвеса антенной секции, от рельефа местности и количества препятствий на пути до абонента. При установке базовой станции далеко не всегда на первый план выносится радиус покрытия. По мере роста абонентской базы может не хватить максимальной пропускной способности БС, в этом случае на экране телефона появляется сообщение "сеть занята". Тогда оператор со временем на этой территории может сознательно уменьшить радиус действия базовой станции и установить несколько дополнительных станций в местах наибольшей нагрузки.

Когда нужно увеличить емкость сети и снизить нагрузку на отдельные базовые станции, тогда и приходят на помощь микросоты. В условиях мегаполиса зона радиопокрытия одной микросоты может составлять всего 500 метров.

В условиях города, как ни странно, встречаются такие места, где оператору нужно локально подключить участок с большим количеством трафика (районы станций метро, крупные центральные улицы и др.). В этом случае применяются маломощные микросоты и пикосоты, антенные блоки которых можно располагать на низких зданиях и на столбах уличного освещения. Когда возникает вопрос организации качественного радиопокрытия внутри закрытых зданий (торговые и бизнес центры, гипермаркеты и др.) тогда на помощь приходят пикосотовые базовые станции.

За пределами городов на первый план выходит дальность работы отдельных базовых станций, так установка каждой базовой станции в удалении от города становится все более дорогостоящим предприятием в связи с необходимостью построения линий электропередач, дорог и вышек в сложных климатических и технологических условиях. Для увеличения зоны покрытия желательно устанавливать БС на более высоких мачтах, использовать направленные секторные излучатели, и более низкие частоты, менее подверженные затуханию.

Так, например, в диапазоне 1800 МГц дальность действия БС не превышает 6-7 километров, а в случае использования 900-мегагерцового диапазона зона покрытия может достигать 32 километров, при прочих равных условиях.

Антенны базовых станций. Заглянем внутрь

В сотовой связи чаще всего используют секторные панельные антенны, которые имеют диаграмму направленности шириной в 120, 90, 60 и 30 градусов. Соответственно для организации связи во всех направлениях (от 0 до 360) может потребоваться 3 (ширина ДН 120 градусов) либо 6 (ширина ДН 60 градусов) антенных блоков. Пример организации равномерного покрытия во всех направлениях показан на рисунке ниже:

А ниже вид типовых диаграмм направленности в логарифмическом масштабе.

Большинство антенн базовых станций широкополосные, позволяющие работать в одном, двух или трех диапазонах частот. Начиная с сетей UMTS, в отличие от GSM, антенны базовых станций умеют изменять площадь радиопокрытия в зависимости от нагрузки на сеть. Один из самых эффективных методов управления излучаемой мощностью - это управление углом наклона антенны, таким способом изменяется площадь облучения диаграммы направленности.

Антенны могут иметь фиксированный угол наклона, либо имеют возможность дистанционной регулировки с помощью специального программного обеспечения, располагаемого в блоке управления БС, и встроенных фазовращателей. Существуют также решения, позволяющие изменять зону обслуживания, от общей системы управления сети передачи данных. Таким образом, можно регулировать зону обслуживания всего сектора базовой станции.

В антеннах базовых станций применяется как механическое управление диаграммой, так и электрическое. Механическое управление проще реализуется, но часто приводит к искажению формы диаграммы направленности из-за влияния конструктивных частей. Большинство антенн БС имеет систему электрической регулировки угла наклона.

Современный антенный блок представляет собой группу излучающих элементов антенной решетки. Расстояние между элементами решетки выбирается таким образом, чтобы получить наименьший уровень боковых лепестков диаграммы направленности. Наиболее часто встречаются длины панельных антенн от 0,7 до 2,6 метров (для многодиапазонных антенных панелей). Коэффициент усиления варьируется от 12 до 20 dBi.

На рисунке ниже (слева) представлена конструкция одной из наиболее распространенных (но уже устаревающих) антенных панелей.

Здесь излучатели антенной панели представляют собой полуволновые симметричные электрические вибраторы над проводящим экраном, расположенные под углом 45 градусов. Такая конструкция позволяет формировать диаграмму с шириной главного лепестка 65 или 90 градусов. В такой конструкции выпускаются двух- и даже трехдиапазонные антенные блоки (правда, довольно крупногабаритные). Например, трехдиапазонная антенная панель такой конструкции (900, 1800, 2100 МГц) отличается от однодиапазонной, примерно в два раза большим размером и массой, что, конечно же, затрудняет ее обслуживание.

Альтернативная технология изготовления таких антенн предполагает выполнение полосковых антенных излучателей (металлические пластины квадратной формы), на рисунке выше справа.

А вот еще один вариант, когда в качестве излучателя используются полуволновые щелевые магнитные вибраторы. Линия питания, щели и экран выполняются на одной печатной плате с двухсторонним фольгированным стеклотекстолитом:

С учетом современных реалий развития беспроводных технологий, базовые станции должны поддерживать работу 2G, 3G и LTE сетей. И если блоки управления базовых станций сетей разных поколений удается вместить в один коммутационный шкаф без увеличения габаритного размера, то с антенной частью возникают значительные трудности.

Например, в многодиапазонных антенных панелях количество коаксиальных соединительных линий достигает 100 метров! Столь значительная длина кабеля и количество паяных соединений неизбежно приводит к потерям в линиях и снижению коэффициента усиления:

С целью снижения электрических потерь и уменьшения точек пайки часто делают микрополосковые линии, это позволяет выполнить диполи и систему запитки всей антенны по единой печатной технологии. Данная технологиях проста в производстве и обеспечивает высокую повторяемость характеристик антенны при ее серийном выпуске.

Многодиапазонные антенны

С развитием сетей связи третьего и четвертого поколений требуется модернизация антенной части как базовых станций, так и сотовых телефонов. Антенны должны работать в новых дополнительных диапазонах, превышающих 2.2 ГГц. Более того, работа в двух и даже трех диапазонах должна производиться одновременно. Вследствие этого антенная часть включает в себя довольно сложные электромеханические схемы, которые должны обеспечивать должное функционирование в сложных климатических условиях.

В качестве примера рассмотрим конструкцию излучателей двухдиапазонной антенны базовой станции сотовой связи Powerwave, работающей в диапазонах 824-960, МГц и 1710-2170, МГц. Ее внешний вид показан на рисунке ниже:

Этот двухдиапазонный облучатель состоит из двух металлических пластин. Та, что большего размера работает в нижнем диапазоне 900 МГц, над ней расположена пластина с щелевым излучателем меньшего размера. Обе антенны возбуждаются щелевыми излучателями и таким образом имеют единую линию запитки.

Если в качестве излучателей используются дипольные антенны, то необходимо ставить отдельный диполь для каждого диапазона волн. Отдельные диполи должны иметь свою линию запитки, что, конечно же, снижает общую надежность системы и увеличивает энергопотребление. Примером такой конструкции является антенна Kathrein для того же диапазона частот, что и рассмотренная выше:

Таким образом, диполи для нижнего диапазона частот находятся как бы внутри диполей верхнего диапазона.

Для реализации трех- (и более) диапазонного режимов работы наибольшей технологичностью обладают печатные многослойные антенны. В таких антеннах каждый новый слой работает в довольно узком диапазоне частот. Такая "многоэтажная" конструкция изготавливается из печатных антенн с индивидуальными излучателями, каждая антенна настраивается на отдельные частоты рабочего диапазона. Конструкция поясняется рисунком ниже:

Как и в любых других многоэлементных антеннах в такой конструкции происходит взаимодействие элементов, работающих в разных диапазонах частот. Само собой это взаимодействие оказывает влияние на направленность и согласование антенн, но данное взаимодействие может быть устранено методами, применяемыми в ФАР (фазированных антенных решетках). Например, одним из наиболее эффективных методов является изменение конструктивных параметров элементов путем смещения возбуждающего устройства, а также изменение размеров самого облучателя и толщины разделительного диэлектрического слоя.

Важным моментом является то, что все современные беспроводные технологии широкополосные, и ширина полосы рабочих частот составляет не менее 0,2 ГГц. Широкой рабочей полосой частот обладают антенны на основе взаимодополняющих структур, типичным примером которых являются антенны типа "bow-tie" (бабочка). Согласование такой антенны с линией передачи осуществляется подбором точки возбуждения и оптимизацией ее конфигурации. Чтобы расширить полосу рабочих частот по согласованию "бабочку" дополняют входным сопротивлением емкостного характера.

Моделирование и расчет подобных антенн производят в специализированных программных пакетах САПР. Современные программы позволяют моделировать антенну в полупрозрачном корпусе при наличии влияния различных конструктивных элементов антенной системы и позволяют тем самым произвести достаточно точный инженерный анализ.

Проектирование многодиапазонной антенны производят поэтапно. Сначала рассчитывают и проектируют микрополосковую печатную антенну с широкой полосой пропускания для каждого рабочего диапазона частот отдельно. Далее печатные антенны разных диапазонов совмещают (наложением друг на друга) и рассматривают их совместную работу, устраняя по возможности причины взаимного влияния.

Широкополосная антенна типа "бабочка" может быть удачно использована как основа для трехдиапазонной печатной антенны. На рисунке ниже изображены четыре различных варианта ее конфигурации.

Приведенные конструкции антенн отличаются формой реактивного элемента, который применяется для расширения рабочей полосы частот по согласованию. Каждый слой такой трехдиапазонной антенны представляет собой микрополосковый излучатель заданных геометрических размеров. Чем ниже частоты - тем больше относительный размер такого излучателя. Каждый слой печатной платы отделен от другого с помощью диэлектрика. Приведенная конструкция может работать в диапазоне GSM 1900 (1850-1990 МГц) - принимает нижний слой; WiMAX (2,5 - 2,69 ГГц) - принимает средний слой; WiMAX (3,3 - 3,5 ГГц) - принимает верхний слой. Подобная конструкция антенной системы позволит принимать и передавать радиосигнал без использования дополнительного активного оборудования, не увеличивая тем самым габаритных размеров блока антенны.

И в заключении немного о вреде БС

Порой, базовые станции операторов сотовой связи устанавливают прямо на крышах жилых домов, чем конкретно деморализуют некоторых их обитателей. У хозяев квартир перестают "рожать кошки", а на голове у бабушки начинают быстрее появляться седые волосы. А тем временем, от установленной базовой станции жители этого дома электромагнитного поля почти не получают, ибо "вниз" базовая станция не излучает. Да и, к слову сказать, нормы СаНПиНа для электромагнитного излучения в РФ на порядок ниже, чем в "развитых" странах запада, и поэтому в черте города базовые станции никогда на полную мощность не работают. Тем самым, вреда от БС нет, если только вы не устраиваетесь позагорать на крыше в паре метров от них. Зачастую, с десяток точек доступа, установленных в квартирах жителей, а также микроволновые печи и сотовые телефоны (прижатые к голове) оказывают на вас намного большее воздействие, нежели базовая станция, установленная в 100 метрах за пределами здания.

В последнее время буквально на каждом московском перекрестке появились странные столбы, увешанные антеннами и другими устройствами связи. Москвичи все чаще жалуются на плохое самочувствие. Корреспонденты «МН» попытались разобраться, действительно ли техника может серьезно подорвать здоровье горожан и почему столичные власти игнорируют требования людей убрать эти вышки.

Когда в районе Отрадное появилась первая вышка, обвешанная передающим оборудованием, местные жители даже обрадовались. Мобильные телефоны во многих домах работали из рук вон плохо, поэтому стремление властей исправить ситуацию вызвало у москвичей только одобрение. Но не прошло и полугода, как вся территория около метро буквально покрылась новыми вышками. Передающее оборудование нависало над детскими площадками, одна опора появилась прямо около входа в молочную кухню, к тому же внимательные горожане заметили, что связисты успели разместить свое оборудование на крыше детской поликлиники. Иногда расстояние между мачтами составляло не больше тридцати метров. А люди стали жаловаться на головные боли, скачки давления, у кого-то начались сердечные боли.

В прошедшем сентябре недовольство жителей переросло в акции протеста. На улице Санникова люди вышли на улицу, чтобы не дать рабочим повесить свои устройства на очередной столб. Когда стало ясно, что между враждующими сторонами скоро завяжется драка, кто-то вызвал полицию и представителей управы. Оказалось, что у пришельцев нет ни договоров на аренду столба, ни разрешительных документов.

«Потом приехали специалисты, стали замерять излучение. Причем делали это на столбе, где висели еще неподключенные устройства. Вскоре мы получили официальный ответ о том, что превышений норм излучения не обнаружено», – рассказываетчлен общественного совета при управе района Отрадное Светлана Балашова .

Жители Тверского района тоже долго верили, что мачту на пересечении Лесной и Новолесной улиц уберут сразу после того, как специалисты зафиксируют здесь опасный фон. После нескольких жалоб в префектуру и другие надзорные органы москвичам пришло ответное письмо.

«Это был стандартный ответ, что превышения около нашей вышки нет. Только потом оказалось, что она по документам числится в другом месте. Там, должно быть, и замеряли. Конечно, никаких излучений в том месте не обнаружили», – говорит член сообщества жильцов Лесной улицы Лариса Разумовская и приводит цифры, которые стали известны в результате независимой экспертизы, проведенной жителями Тверского района. Нормы радиомагнитных излучений были нарушены в несколько раз. Именно поэтому заявления о том, что в 2015 году из 366 жалоб москвичей обоснованной оказалась только одна, москвичи выслушивают со скептическими улыбками. И уж точно пострадавшие жители не верят заверениям чиновников, что базовые станции, расположенные на вышках, дают меньше 1 процента от общего фона. Остальные вредные излучения якобы дают сотовые телефоны, электроприборы и интернет.

КАК ФОНАРНЫЕ СТОЛБЫ СТАЛИ ЗОЛОТЫМИ

Почти три года назад появилось распоряжение премьера Дмитрия Медведева улучшить информационное обеспечение столицы, и у связистов немедленно появилась новая головная боль. Ставить базовые станции на крышах жилых домов оказалось дорого и затруднительно. Дело в том, что Гражданский кодекс предписывает сначала получить разрешение жильцов на размещение оборудования.

«Это очень сложно, поэтому принято было техническое решение использовать столбы освещения, которые находятся на балансе ГУП «Моссвет». По состоянию на январь нынешнего года было установлено 2170 опор», – рассказал руководитель направления по работе с операторами сотовой связи Департамента информационных технологий Москвы Виктор Баранцев .

Операторы сотовой связи были очень довольны таким положением дел. Для того чтобы арендовать крышу жилого дома, надо не только пройти долгую процедуру сбора подписей жителей, но и платить приличные деньги – в среднем 80 тысяч рублей в месяц. А аренда места на фонарном столбе обойдется в 20 тысяч. Именно поэтому их оккупировали все признанные «монстры» на рынке мобильных услуг. Часто на одном столбе висит больше 30 высокочастотных приборов.

Координатор протестной группы из районов Нагатино и Сабурово Антон Скуратов потратил полгода, чтобы разобраться в кухне этого бизнеса.

«После 2013 года чиновники бросились выполнять распоряжение Медведева. Теперь Департамент информационных технологий собирает у операторов данные по «дыркам» в покрытии их сетей. В этих местах специальные организации делают опоры двойного назначения, то есть готовят вышки к подключению оборудования. Затем они передаются на баланс ГУП «Моссвет», которое отвечает за все фонарные столбы города. Таким образом, свои проблемы решили практически все. Операторы рады платить «Моссвету» совсем небольшие по сравнению с арендой чердаков жилых домов суммы.

«Моссвет» рад тому, что деньги приносит буквально каждый столб. Чиновники рады, что выполнили еще одно распоряжение премьера. Не рады только мы, жители, но наше мнение, как водится, не учитывается», – размышляет Скуратов. Он сомневается и в объективности замеров. «Не может 20-30-ваттная антенна в радиусе 30 метров укладываться в нормы. Но формально вам скажут, что все в порядке. Какая-нибудь онкология проявится лет через пять, а тогда уже будет не до норм», – размышляет активист.

Депутат Мосгордумы Елена Шувалова предполагает, что в проекте участвуют очень высокопоставленные и заинтересованные чиновники.

«Московское правительство отменило согласование с муниципальными депутатами работы по проводке коммуникаций. И сразу же строители перерыли всю Москву – новый кабель прокладывали. Есть подозрение, что он предназначался именно для опор двойного назначения. Значит, люди на очень высоком уровне кровно заинтересованы в этом проекте, здесь их материальные интересы. Надо было не просто провести кабель, а еще добиться, чтобы эти работы не согласовывались с общественностью. Это не всякий сможет», – говорит Шувалова.

РАДИАЦИЯ УБИЛА ТАРАКАНОВ

Врач-онколог Анатолий Хаустов из района Тропарево-Никулино тоже участвует в движении против опор двойного назначения. Он говорит, что специалисты знают о влиянии электромагнитных излучений на организм человека, но до конца это явление не изучено. Самое простое нарушение, которое может «подарить» появившаяся по соседству вышка, – это бессонница и головная боль. Затем возникают вегетососудистая дистония, гипертонические болезни, кардиосклерозы. Некоторые специалисты подозревают, что излучение может вызвать онкологическое заболевание но пока связь между базовыми станциями и возникновением этого диагноза не доказана.

Самое безопасное расстояние от источника радиосигнала до жилого дома – 200 метров. Московские чиновники придерживаются других стандартов – 65 метров. На практике это расстояние чаще всего не превышает 40 метров. Доктор медицинских наук Светлана Никитина утверждает, что раньше базовые станции размещали только на крышах многоэтажек, чтобы квартиры не попадали в зону основного луча. «В последнее время мы видим, что антенны поползли вниз. Часто они расположены на двухэтажных постройках, на высоте всего нескольких метров от земли. Таким образом, излучение направлено на жилые дома. Однажды в такой квартире мы замеряли показатели. Оказалось, они в 50 раз превышали нормативы», – рассказывает Никитина.

Между тем москвичи уже успели заметить, что вскоре после появления вышек из столичных квартир исчезли тараканы. Встретить некогда вездесущего воробья – это уже большая редкость. Муниципальный депутат Александра Андреева с ужасом говорит о деятельности Департамента культуры – чиновники установили Wi-Fi в большинстве столичных парков. «Там же не останется ни одного насекомого!» – возмущается она.

Рассказывают, что несколько лет назад житель Подмосковья заставил чиновников убрать столб от своего коттеджа. Этому человеку удалось убедить судью, что агрегат нарушает его конституционное право на благоприятную окружающую среду. У москвичей успехи скромнее – никому из них так и не удалось добиться ликвидации вышки с передающими устройствами у себя под окнами. На все их жалобы столичные чиновники отвечают стандартными отписками.

Наталья Пуртова

Фото REX/FOTODOM, PHOTOXPRESS

МЕЖДУ ТЕМ

Большая часть территории России плотно покрыта так называемыми базовыми станциями. В открытом поле они больше похожи на вышки красного и белого цвета. А вот в городе они размещались на крышах высоток. Эти станции способны поймать сигнал от любого сотового телефона, находящегося в радиусе не более чем 35 километров.

Специалисты говорят, что антенны «светят» туда, куда они направлены, поэтому опасности для жителей дома, на крыше которого они установлены, нет. Они «поймают» радиацию только в том случае, если излучатели направлены вниз. Тот же принцип действует и на вышках, расположенных в открытом поле или на улице. В этом случае меньше всего рискуют люди, проживающие в непосредственной близости от мачты. Повод волноваться может появиться у обитателей районов, куда направлен «луч», идущий от вышки. Эксперты утверждают, что именно места, находящиеся на небольшом удалении от базовой станции, нуждаются в постоянном контроле. Там уровень излучения может превысить допустимые нормы.

https://mirnov.ru

Во всем мире сейчас так же активно устанавливаются вышки «сотовой» связи, а скорее всего эти вышки многофункциональные и, по одной из версий, предназначены для считывая информации с чипов, которыми хотят напичкать всё человечество. В некоторых странах поднимаются протесты против установки этих вышек, так как на физическом уровне люди чувствуют опасное воздействие на их организм. Чтобы снизить градус конфликта правительства с народом, некоторые станы идут на хитрость, они маскируют вышки «сотовой» связи под окружающую природу. Например, вот так:
.

. .

Мобильная базовая станция сотовой связи. Зона обслуживания базовых станций. Влияние радиосигналов на здоровье человека

Базовые станции. Общие сведения

Зона обслуживания базовых станций

Антенны базовых станций. Заглянем внутрь

Многодиапазонные антенны

И в заключении немного о вреде БС

Еще на эту тему:

Другие статьи: