Z całą pewnością każdy z nas przynajmniej raz w życiu znalazł się w sytuacji, w której chciał skorzystać z telefonu komórkowego do wykonania połączenia czy wysłania wiadomości, ale akurat „nie było zasięgu”. Jak to możliwe, że tracimy zasięg? Od czego on zależy i do czego jest nam tak naprawdę potrzebny? Tego dowiecie się z poniższego materiału.
Zasięg – co to tak naprawdę jest?
Na co dzień często nie zastanawiamy się, jak działają pewne zjawiska czy urządzenia. Niektóre rzeczy bierzemy już za pewnik i traktujemy jako coś naturalnego. Za przykład niech nam posłuży internet. W latach 90-tych, czy jeszcze na początku nowego tysiąclecia, niewiele osób w naszym kraju korzystało z jego dobrodziejstw. Obecnie, spora część społeczeństwa nie wyobraża sobie życia bez możliwości korzystania z „sieci”, i nie chodzi tu tylko o dostęp do rozrywki czy portali społecznościowych, ale również do wiedzy, komunikacji, a nawet pracy.
Pandemia koronawirusa wywróciła nasze życie do góry nogami i zmusiła wiele osób do przejścia na tryb pracy zdalnej. Oznacza to, że dostęp do pewnej i stabilnej sieci stał się wymogiem, potrzebnym do codziennego funkcjonowania. Podobnie wygląda kwestia zasięgu. Na co dzień nie zwracamy na niego uwagi, ale gdy jesteśmy w podróży albo przenosimy się na mniej zurbanizowane tereny, to błyskawicznie przypominamy sobie o tych „magicznych kreskach”, które wyświetlają się na ekranie naszego smartfonu. Gdy jest ich niewiele, albo całkowicie zanikają, automatycznie złorzeczymy naszemu operatorowi i narzekamy na przestarzałą infrastrukturę.
Warto w tym miejscu przypomnieć sobie, jak działa sieć komórkowa i co wpływa na jej zasięg oraz jakość połączeń.
W dużym uproszczeniu, sieć telefonii komórkowej działa na podobnych zasadach, co dawniej telefonia stacjonarna. Oznacza to, że jej głównym założeniem jest połączenie dwóch, oddalonych od siebie użytkowników. W tym celu, niezbędnie jest wykorzystanie urządzeń sieciowych operatora, który zarządza usługą i pozwala na połączenie. O co dokładnie chodzi? Oczywiście o stacje bazowe (tzw. BTS-y), czyli urządzenia w rodzaju wysoko wyspecjalizowanych komputerów, wyposażone w antenę służącą do nadawania oraz odbioru fal radiowych . Umieszczone są one często na wysokim maszcie i łączą terminal ruchomy (np. telefon komórkowy) z częścią stałą cyfrowej sieci telekomunikacyjnej[1]. Sieć komórkowa składa się z całego systemu takich anten, z których każda obsługuje niewielki obszar – tzw. „komórkę” (stąd też pochodzi jej nazwa). W odróżnieniu od telefonii stacjonarnej, sieć komórkowa przekazuje informacje za pośrednictwem fal radiowych. Stąd też tak istotne są stacje bazowe i cała infrastruktura, wspierająca bezprzewodowe połączenia. Użytkownik urządzenia bezprzewodowego np. smartfonu, musi znajdować się w obszarze zasięgu stacji bazowych, aby mieć możliwość komunikacji. Zasada jest tu prosta – im bliżej BTS-a jesteśmy, tym lepszy mamy zasięg i mocniejszy sygnał. Warto tu z całą mocą podkreślić, że telefony nie łączą się bezpośrednio ze sobą (są pewne wyjątki, ale o tym może w innym artykule), tylko potrzebują do połączenia wykorzystać właśnie stacje bazowe. Bez nich łączność komórkowa nie byłaby możliwa.
„Komórki” różnią się od siebie wielkością i gęstością występowania. Na terenach zurbanizowanych i gęsto zaludnionych znacznie częściej stosuje się wiele małych stacji bazowych, o zasięgu nie przekraczającym kilkuset metrów. Na terenach wiejskich z kolei stosuje się większe „komórki”, o zasięgu do kilku kilometrów. Chcąc jednak zapewnić odpowiednią jakość sygnału i zasięg, operatorzy decydują się na zastosowanie wielu, niezbyt oddalonych od siebie „komórek”, tak aby ich obszary trochę na siebie „nachodziły”. Wszystko po to, aby nie tworzyły się tzw. „dziury” w sieci, czyli miejsca, których nie obejmuje swoim zasięgiem żadna komórka. Jeśli jednak tak się stanie, to wówczas odnotowujemy właśnie zaniki zasięgu.
Co składa się na dobry zasięg
Wiemy już zatem, jak funkcjonuje sieć komórkowa. Od czego jednak uzależniony jest jej zasięg? Co musi się wydarzyć, aby w Polsce wszyscy mogli cieszyć się równie dobrym zasięgiem i jakością sieci?
Na początek, to dalsza rozbudowa infrastruktury. Chcąc utrzymać odpowiednią jakość połączeń, operatorzy muszą sięgać po coraz większą liczbę stacji bazowych. Pamiętajmy – im bliżej BTS-a się znajdujemy, tym lepszy zasięg i jakość sygnału. Warto też dodać, że stacje bazowe mają ograniczoną zdolność przesyłową i mogą obsługiwać jednocześnie tylko określoną liczbę urządzeń. Oznacza to, że im więcej osób w danej „komórce” korzysta z sieci, tym gorszą będziemy mieć jakość połączenia, a tym samym będzie nam się wydawało, że mamy słabszy zasięg.
Niezbędny jest również rozwój technologii i wdrażanie nowych rozwiązań. Tutaj, dzisiaj wyjście jest jedno – 5G. Choć piąta generacja sieci wciąż ma wielu przeciwników, to nie da się zaprzeczyć, że pod każdym aspektem przewyższa ona swojego poprzednika. Oznacza to, że nie tylko gwarantuje ona szybszy przesył danych czy lepszą jakość transmisji, ale również możliwość połączenia większej liczby osób na tym samym obszarze. Dodatkowo, 5G korzysta z nowej generacji stacji bazowych o niewielkich rozmiarach (niektóre mogą mieć nawet wielkość pudełka po butach). Oznacza to, że choć będą rozmieszczone one gęściej, to jednocześnie dzięki swojej liczbie pokryją większy obszar, a co za tym idzie, zapewnią lepszy zasięg i będą miały pozytywny wpływ na zużycie energii przez nasze urządzenia mobilne. W jaki sposób? Otóż należy pamiętać, że telefony komórkowe, aby uzyskać odpowiednią jakość sygnału, muszą przesłać konkretną ilość mocy do anteny urządzenia. Moc ta rośnie wraz z oddalaniem się od stacji bazowej. Jak łatwo się domyślić, że dzięki niewielkim odległościom pomiędzy stacjami bazowymi 5G, nasze telefony będą mogły łączyć się z siecią, wykorzystując przy tym znacznie mniej energii, co korzystnie wpłynie na zmniejszenie zużycia baterii w telefonie.
Warto zwrócić uwagę także na częstotliwości z których korzystamy do łączenia się z „siecią”. Tak się akurat składa, że w przypadku zasięgu i jakości połączenia – częstotliwość, częstotliwości nierówna. Główna zasada jest następująca – im częstotliwość niższa, tym lepszy zasięg. Dzieje się tak m.in. za sprawą lepszej propagacji fal radiowych[2], czyli zjawiska oznaczającego rozchodzenie się (rozprzestrzenianie się) fal w danym środowisku (np. w powietrzu). Stąd też pasma na niskich częstotliwościach np. 450 MHz, 800 MHz czy 900 MHz, częściej wykorzystuje się poza terenami zabudowanymi, aby zapewnić jak najlepszych zasięg i jakość sygnału.
W miastach znacznie lepiej sprawdzą się częstotliwości wyższe, np. 1800 MHz, 2100 MHz czy 2600 MHz, których propagacja jest gorsza i są bardziej podatne na tłumienie w powietrzu.
W przypadku zasięgu sieci komórkowej, nie bez znaczenia jest również topografia terenu (lepszy uzyskamy na terenach „płaskich” np. równinach, gorszy w górach czy dolinach), struktura budynku (jeśli połączenia są realizowane wewnątrz budynków) oraz pogoda. Tak, to nie żart, na nasz zasięg wpływać mogą również warunki atmosferyczne. Za przykład niech nam posłużą burze, które mają duży wpływ na to jak zachowują się urządzenia elektryczne. Wyładowania atmosferyczne (np. pioruny) emitują fale elektromagnetyczne, które mogą zakłócać przesył informacji (w tym wpływać na jakość połączenia) pomiędzy np. smartfonem, a stacjami bazowymi operatorów.
Wspomniane ukształtowanie terenu, również może w znaczny sposób wpływać na nasz zasięg. Nie tylko odległość jaka dzieli nasze urządzenie od stacji bazowej jest istotna, ale również to czy po drodze nie napotka żadnych przeszkód. To właśnie m.in. dlatego anteny stacji bazowych umieszczane są na wysokich masztach czy wieżach. W ten sposób operatorzy chcą uniknąć wszelkich naturalnych przeszkód. W budynkach wygląda to już zgoła odmiennie. Niektóre materiały potrafią blokować fale radiowe, stąd też problem z zasięgiem często pojawia się w piwnicach, parkingach podziemnych, windach czy pociągach. Choć w tym ostatnim przypadku winę ponosi również… prędkość. Jak to? Otóż poruszając się z dużą szybkością (np. jadąc samochodem czy wspomnianym już pociągiem), nasze urządzenie będzie automatycznie i dynamicznie przełączać się pomiędzy kolejnymi nadajnikami, aby uzyskać jak najlepszą jakość połączenia. Paradoksalnie jednak, skutek jest odwrotny i to dlatego właśnie możemy zaobserwować problemy z zasięgiem podczas podróży.
Zasięg – czy naprawdę jest on aż tak istotny?
Na powyższe pytanie jest tylko jedna odpowiedź – tak. Zasięg sieci odpowiada również za jakość przesyłanego sygnału. Nie chodzi tu zatem tylko o np. utratę możliwości wykonywania połączeń, co nabiera niebagatelnego znaczenia podczas niespodziewanych wydarzeń, jak potrzeba wezwania karetki pogotowia ratunkowego, policji czy innych służb.
Równie istotny jest on dla dostępu do transmisji danych, która w obecnych czasach jest niezbędnym elementem pracy dla milionów Polaków. Być może nie zdajemy sobie z tego na co dzień sprawy, ale już teraz ogromna liczba urządzeń wokół nas wykorzystuje zasięg sieci komórkowych do swojego działania. Wystarczy przypomnieć sobie jak często obecnie płacimy przy użyciu kart płatniczych czy telefonu komórkowego – terminale potrzebne do realizacji tych płatności działają właśnie dzięki sieci komórkowej. To samo dotyczy często bankomatów, różnego rodzaju czujników czy np. urządzeń do monitoringu GPS montowanych w naszych pojazdach. Przykłady można mnożyć, jednak niezależnie od tego ile ich wymienimy, wniosek zostaje ten sam – nie ma odwrotu od konieczności zapewnienia dobrego zasięgu nowoczesnych sieci komórkowych.
Podsumowanie
Zasięg idzie w parze z jakością, a przecież nikt z nas nie chce płacić za usługi, które nie gwarantują mu komfortowej pracy, rozrywki i spokoju ducha. Musimy przy tym pamiętać, że bez rozbudowanej i nowoczesnej infrastruktury nie mamy jednak co marzyć o dobrym zasięgu.
Źródła:
[1]https://pl.wikipedia.org/wiki/Stacja_bazowa
[2] https://pl.wikipedia.org/wiki/Propagacja_fal_radiowych