Як це не дивно, але перехід від стільникових мереж 2G до 3G дозволив знизити потужність випромінювання передавача в смартфоні майже на порядок! Причому з новим стандартом ми отримали швидкісний інтернет і більш якісні голосові дзвінки. Давайте разом розберемося: чому телефони в сучасних стандартах працюють з меншою потужністю.
А скільки можна?
Для початку трохи цифр. У стільниковій мережі максимально можлива потужність випромінювання для телефону визначається його класом. Для стандарту другого покоління GSM цей діапазон доволі широкий: від сотень міліватів до 20 Вт. Але більша частина пристроїв може випромінювати в межах до 2 Вт – це клас 4 для 900 МГц і 1Вт – для 1800 МГц (клас 1).
У мережах 3G і 4G діапазон дозволених потужностей для терміналів значно скромніший і 2 Вт – це межа. А більша частина смартфонів належить до класу 3 і може працювати в максимумі до 0,25 Вт. У мережах 4G класи випромінювання аналогічні, як і в 3G. Як ви бачите, різниця між 2G і більш сучасними стандартами – 4-8 разів.
Що дало змогу так сильно знизити потужність випромінювання для смартфонів?
Насамперед – це принципово інший підхід до розподілу частотного ресурсу між абонентами. Мережі другого покоління працювали вкрай неефективно. Для кожної стільники і телефонів у ній виділялася лише невелика ділянка доступного оператору спектра. У 3G кожна станція і смартфони використовує весь спектр на кожній станції і стільниці. Це дало змогу підвищити спектральну ефективність у 12 разів! Багато в чому, за рахунок цього в стільникових мережах і з’явився швидкісний інтернет.
Але такий революційний підхід до побудови радіоінтерфейсу між стільниковими станціями і телефонами накладав на останні дуже жорстке обмеження. Кожен термінал у мережі 3G/4G має працювати на мінімально можливій потужності, щоб сигнал від нього чули лише 1-2 найближчі станції.
Якщо телефони працюватимуть на максимумі, як у 2G, то система наповниться безліччю сигналів від різних пристроїв і ніхто один одного не “почує”. Це буде схоже на шум у шкільному коридорі під час перерви. Для ефективної передачі даних тихо має бути як у класі під час уроку.
Тому більшу частину часу смартфони в мережах 3G/4G вивчають із потужністю набагато нижчою, ніж 0,25 Вт. Зазвичай у середньому – це кілька десятків міліватів. Натомість у 2G телефони не соромляться і працюють на максимумі – у 2 Вт від самого початку з’єднання, доки стільникова станція не “вгамує її запал”, командуючи знизити потужність до прийнятних (достатніх) значень.
Ближче станція – вища швидкість, а кричати не обов’язково
Ще одна причина меншого випромінювання телефонів у мережах 3G/4G – це зменшення радіусу дії стільникових станцій. Завдання мереж 2G було в тому, щоб забезпечити покриттям оператора якомога більшу територію з мінімальним числом станцій. Більша ємність, якщо така потрібна, досягається додаванням передавачів (вузьких каналів).
Але станції 3G/4G, у яких головною послугою є швидкісний доступ до інтернету і які працюють на одній частоті, вже не можуть працювати з високою потужністю на великі відстані. Що далі від станції – то гіршою буде якість передачі даних.
Крім того, кількість смартфонів останніми роками сильно зросла. Щоб забезпечити достатню ємність мережі треба встановлювати станції частіше. А смартфонам уже не потрібна здатність передавати сигнал на далекі стільникові вишки за 20-30 км.
Тому в стільникових мережах і склався такий парадокс: що вища швидкість передавання даних – то нижча потужність випромінювання смартфонів. Потрібна вища швидкість: смартфон має бути розумнішим, а не сильнішим
