Усиление покрытия GSM связи

Интернет, видеонаблюдение, СКУД, СКС, ЛВС, ремонт ПК, ноутбуков, спутниковое и цифровое телевидение

Усиление сигнала GSM. Жизнь современного человека (особенно жителя мегаполисов) очень насыщена, а ее ритм динамичен. Много времени проходит в дороге, за городом, в командировках, путешествиях, на отдыхе, в магазинах и др. И везде нужно оставаться на связи с близкими людьми, руководителями, партнерами, заказчиками, сотрудниками и др., это требует не только работа, но и простое человеческое общение. Мобильный телефон  решает эту задачу, позволяет общаться в любом месте, с условием наличия сети оператора и достаточного уровня сигнала связи. Кроме того, современный мобильный телефон не просто средство для общения, но и мобильный офис, телевизор, доступ в интернет и др. Что такое мобильный телефон в не зоны доступа сети? Особенно, если поступивший звонок очень важен, а в вашем загородном доме низкий уровень сигнала  и срывается сделка, которую готовили несколько месяцев? В такие моменты мобильный телефон превращается в бесполезную, а чаще раздражающую вещь… К сожалению, за пределами МКАД такое происходит очень часто, да и в новых монолитных домах это не редкость, еще есть проблема с ifone, так как при выборе между двумя вышками, эти аппараты выберут ту, у которой более скоростной интернет, при этом качества связи может быть значительно ниже. Что делать в таких случаях? Не отказываться же от поездок за город и не менять квартиру. Конечно, можно установить стационарный телефон и интернет, если есть такая возможность, но перевести все звонки на стационарный номер сложно, а порой и невозможно по разным причинам.  Для таких случаев применяется специальная система GSM усиления.

Система усиления сигнала GSM – это комплекс оборудования, предназначенный для усиления сигнала сотовой связи оператора и локального расширения ее зоны покрытия, включающий в себя репитер (повторитель и усилитель сигнала), комплект антенн, кабельную систему и дополнительное оборудование, применяется для:

  • получения стабильной связи в местах со слабым приёмом (например в за городом, местности со сложным рельефом);
  • распространения покрытия сотовой связи на помещения или территории экранированные от сотовой связи рельефом местности или строительными конструкциями (метро, нижние уровени торговых центров, подземные гаражи);
  • снижение уровня излучения абонентских телефонных аппаратов, что уменьшает их негативное влияние на здоровье, повышает длительность работы без подзарядки и снижает наводки на другие радиоэлектронные системы (последнее обстоятельство является основной причиной применения репитеров GSM в пассажирских самолётах).

Когда возникает потребность в монтаже системы GSM усиления, наравне с целесообразностью встает вопрос о ее безопасности для здоровья человека. Многие люди опасаются, что это источник дополнительного электромагнитного облучения. Страхи эти вполне понятны, но причина опасности для здоровья кроется совершенно в другом и система усиления GSM снижает эти риски, а не повышает. Но, обо всем по-порядку: 

Сотовый телефон – устройство, несущее потенциальную опасность для здоровья, это известный и научно обоснованный факт. Причины вредного воздействия кроются в его конструкции и принципе работы. По своей сути, это малогаборитные радиостанции, излучающие электромагнитные волны, способные воздействовать на любые материалы, в том числе на органику (то есть, в том числе, на тело человека). Медицина давно изучает воздействие электромагнитных волн, особенно высокачастотных, на тело человека, выявлены многие закономерности и особенности, например известно, что:

  • электромагнитное излучение частотой выше 1 МГц разогревает ткани организма (эффект микроволновой печи). Зависимость строится от мощности облучения, вида тканей, времени и частоты воздействия. Перегрев тканей может повлечь за собой разрушение белков в клетках, последствия могут носить неожиданный и непредсказуемый характер, например клетки могут превращаться в раковые, возможно возникновение доброкачественных опухолей, отмирание поврежденных клеток. Конечно, ткани человеческого организма имеют собственную терморегуляцию и до определенной планки их можно греть, но вопрос и стоит в величине этой планки, то есть для разных клеток организма эта планка будет своя. Поэтому последствия и носят непредсказуемый и вероятностный характер, но то, что перегрев вреден для организма, это факт.
  • электромагнитные поля воздействуют на нервную систему, путем нарушения проницаемости клеточных мембран для ионов кальция, это приводит к нарушению в функционировании нервной системы. Во время экспериментов, подопытные животные становились нервными, легко возбудимыми и агрессивными. Человеческая нервная система реагирует аналогичным образом. Германские ученые продемонстрировали, что электромагнитное излучение у людей вызывает депрессию, взрывы в настроении, гиперактивность, резкие смены настроения. Реакция организма может быть непредсказуема и в разные моменты жизни человека быть разной.
  • электромагнитное излучение с SAR от 0,3 до 2 ватт/кг повреждает ДНК (исследования велись более 4-х лет). – Контраргументы утверждают, что это объективно только для лабораторных опытов, а в жизни все обстоит иначе;
  • частые и продолжительные разговоры по мобильному телефону приводят к усталости, раздражительности, головокружению, бессоннице, тошноте, раздражению кожи, нарушениям половых функций у мужчин и женщин, к раку и др. Европейские врачи уверены, что каждый 15 случай таких заболеваний – это следствие мобильной телефонии;

Электромагнитное излучение исходит не только от телефона, но и от приемопередающей сигнал антенны (фар-фазированная антенная решетка), но его уровень низок (например излучение от экрана монитора или телевизора будет значительно выше). Наибольшая мощность излучения (и следовательно опасности) исходит от телефона во время сеанса связи, а особенно во время установки связи. Именно в этот момент телефон расходует свои ресурсы максимально, так как должен обеспечить бесперебойное соединение с наилучшими характеристиками.  

Приемопередающей сигнал антенны

Исключить риски, можно только отказавшись от использования сотовой связи в принципе, а это невозможно, следовательно нужно минимизировать риски соблюдая профилактические меры обеспечения собственной безопасности. Разговоры о законодательном снижении “вредного излучения” телефонов, скорее всего бесплодны, так как рынок сбыта отрасли велик, спрос и прибыли продавцов и производителей растут, и предпосылок для изменения ситуации фактически нет. Тем временем исследования, споры и обсуждения о степени вреда сотовых телефонов не утихают, проводятся новые исследования, выявляются новые факты, на них сразу находятся контраргументы и т.д. Чему верить, а чему нет решать только пользователю телефона, мы же считаем необходимым донести информацию, а как ей распорядиться решать Вам.

В настоящее время в Москве и других крупных городах идет тенденция к замене оборудования для частоты 900МГц на 1800 МГЦ, это обусловлено высокой загруженностью частотного диапазона (диапазон 900МГц и на всех его не хватает). Частота 1800 МГц вредней для организма и для передачи сигнала на расстояние аналогичное 900 МГц требуется более мощное оборудование, либо больше количество приемопередающих вышек с меньшей мощностью. 

Согласно существующим в России временным допустимым уровням электромагнитных излучений плотность потока (ПП) на пользователей мобильных телефонов не должна превышать 100 мкВт/см2, в природных условиях значение плотности потока высокочастотного излучения исчезающе мало и составляет лишь 0,1 нВт/см2.

ИсточникПП. мкВт/см2ЭффектМобильный телефон*БС**Превышение (раз)
Резонанс Шумана0,0000001Воздействие на мозг25 км900 км
Естественный электромагнитный фон0,0000012500 м90 км10
Техногенноизмененный фон (среднее значение)0,01Изменение уровня мелатонина в мозгу человека, изменение электроэнцефалограммы, обратимые повреждения ДНК25 м900 м100000
Нормируемое значение ПП от радиотелефонов2Способен вызывать лейкоз у детей5 м180 м20000000
Нормируемое значение ПП от базовых станций (БС) сотовой связи10Необратимые повреждения ДНК0,8 м30 м100000000
Нормируемое значение ПП от сотовых телефонов100В течение 2 минут изменяет проницаемость гемато-энцефалического барьера25 см9 м1000000000
Термический эффект10000Неконтролируемая гибель клеток0,25 см9 см100000000000
*В графе указаны расстояния, на которых формируется указанное значение ПП от работающего сотового телефона
**В графе указаны расстояния, на которых формируется указанное значение ПП от работающей базовой станции

Таким образом можно сделать вывод, что наибольшую опасность для здоровья человека представляет непосредственно сотовый телефон, при этом:

  • максимальный уровень волнового воздействия происходит в момент установления связи и во время разговора (это наглядно видно и слышно по акустическим помехам, при поступлении звонка на мобильный);
  • мобильный телефон адаптивно меняет мощность излучения в зависимости от условий приема:
    • при плохом уровне сигнала оператора мощность передатчика телефона повышается до максимума (в городе до 0,6Вта, в области до 2Вт)
    • при хорошем снижается до минимума (0,01 Вт при полной шкале) это можно заметить по скорости расходования аккумулятора
  • уровень электромагнитного излучения, а соответственно и вредного воздействия на организм человека, напрямую зависит от качества сигнала, чем выше сигнал, тем меньше электромагнитное излучение и наоборот.

Следовательно, система усиления сигнала GSM позволяет минимизировать риски вредного воздействия мобильного телефона на организм человека, при этом:

  • излучаемая мощность репитера не большая, всего 0,1 Вт, как у базы обычного квартирного радиотелефона, при этом она делится на несколько антенн (25 мВт на антенну), находящихся на расстоянии от 2-10 м. от абонента;
  • плотность электромагнитного потока от телефона убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, таким образом излучаемая мощность антенны ретранслятора ничтожно мала
  • при обеспечении ретранслятором хорошего сигнала от базовой станции, мобильный телефон будет работать на минимуме мощности в 0,01 Вт на расстоянии 2-3 см. от головы пользователя, что максимально минимизирует риски вредного воздействия на организм электромагнитного излучения

Правильно подобранная и установленная систем усиления сигнала GSM в помещении с плохим уровнем сигнала снижает мощность излучения от мобильного телефона в 60(!) раз, а плотность электромагнитного потока в 5,5 раз. Следовательно, данная система позволяет:

  1. Повысить качество и уровень сигнала сети оператора мобильной связи, тем самым обеспечить качественный и стабильный режим работы мобильного телефона;
  2. Минимизировать риски, наносимые здоровью человека в процессе применения мобильного телефона;
  3. Оптимизировать энергопотребление и расход аккумулятора мобильного телефона (за счет высокого качества сигнала телефон не тратит дополнительную мощность на поиск и поддержание сети);

Оборудование системы усиления GSM и принцип его работы:

  • Антенна внешняя – устройство, предназначенное для установки канала связи между  антенной вышки связи (приемопередача сигнала) и репитером, а так же усиления сигнала.
  • Антенна внутренняя – устройство, предназначенное для установки канала связи между телефоном абонента и репитером.
  • Репитер GSM  – основа системы, повторитель и усилитель сигналов сотовой связи, предназначенный для локального расширения её зоны покрытия. Представляет собой сложное активное радиоэлектронное устройство, функционирующие в комплекте с антеннами и радиочастотными кабелями. Репитеры GSM самостоятельно применяются пользователями сотовой сети и их применение не требует участия или согласований операторов сотовой связи. Обычно репитеры рассчитаны только на один диапазон связи, например GSM-900GSM-1800 или CDMA.
  • Дополнительное оборудование (мачта, кронштейны, делители мощности, разъемы, кабель, гофротруба) – количество меняется в зависимости от индивидуальных параметров системы.

Принцип работы системы:

  1. репитер, связывает внешнюю и внутреннюю антенны системы, одновременно усиливает и корректирует форму сигнала;
  2. внешняя антенна принимает сигналы вышки сотовой связи оператора, усиливает его и передает репитеру, который их обрабатывает и передаёт в усиленном виде на внутреннюю антенну;
  3. внутренняя антенна передаёт их на телефонный аппарат абонента;
  4. ответный сигнал аппарата абонента принимается внутренней антенной, усиливается репитером и передаётся внешней антенной к базовой станции.
Оборудование системы усиления GSM

Для правильного функционирования системы необходимо наличие хорошей электромагнитной развязки между внешней и внутренней антеннами, для того что бы не возник эффект самовозбуждения, когда сигнал от внутренней антенны улавливается внешней антенной, усиливается и вновь подаётся на внутреннюю, циркулируя таким образом по кругу. Эффект аналогичен свисту в колонках при их близком расположении к микрофону и приводит к глушению сигналов сотовой связи для всех рядом расположенных абонентов. Развязка между антеннами обеспечивается путём разнесения их на значительное расстояние, экранированием строительными конструкциями, применением направленных антенн и направлением их в разные стороны. Кроме репитеров некоторое распространение получили более совершенные устройства – Ретрансляторы GSM, в них приём и передача на антеннах производятся на разных частотных каналах, что исключает возможность возникновения самовозбуждения. Большинство современных репитеров сигнала GSM несмотря на свою простоту и надежность оснащены системой защиты от самовозбуждения. Некоторые простые модели сообщают индикацией о необходимости разноса антенн, другие – блокируют работу устройства на временные промежутки и включаются автоматически через заданные интервалы.

При выборе оборудования системы усиления GSM необходимо учитывать не только индивидуальные параемтры объекта (месторасположение, прилегающая инфраструктура, рельеф местности и др.), но и частоту сети оператора сотовой связи, для 900 МГц и 1800 МГц, требуется разное оборудование системы усиления. Для этого производятся соответствующие измерения. Кроме того, необходимо расчитать правильно мощность и характеристики оборудования системы. Для этого производятся специальные измерения уровня сигнала в местах планируемого монтажа внешней и внутренней антенны. Правильно спроектировать систему и подобрать нужное оборудование не так-то просто, поэтому лучше обращаться к профессионалам, если Вы не обладаете специализированными знаниями и навыками.

Простыми словами об усилении GSM

Коммерческая или промышленная система усиления сотовой связи в здании – это телекоммуникационное решение, которое используется для расширения и распространения сотового сигнала одного (или нескольких) сотовых операторов внутри здания. Малоэтажные большие здания и высотные здания являются примерами того, что мобильные телефоны не могут должным образом связаться с сетью оператора. В этих условиях встроенная система усиления сотовой связи подключается к источнику сигнала, который обычно представляет собой двунаправленный усилитель или базовую приемопередающую станцию. Этот источник сигнала передает (и принимает) лицензированную радиочастоту оператора мобильной связи. Эта частота затем транспортируется внутри здания с помощью коаксиального кабеля, оптического волокна или кабеля со сверхнизкими потерями. Встроенные антенны покрытия стратегически расположены для обеспечения наилучшего общего покрытия для пользователей.

Почему владельцы недвижимости должны устанавливать систему GSM?

Существует целый ряд причин для установки системы GSM в вашем здании, объекте или на всей вашей территории. Среди прочего, (1) наличие GSM улучшает товарность недвижимости за счет увеличения подключения, (2) беспроводное покрытие в здании затруднено более быстрыми сигналами 4G и LTE, и (3) GSM повышает безопасность жильцов здания, повышая способность надежно использовать аварийные службы, такие как 112.

Лучшее подключение – больше денег

Для розничного торгового центра , сеть GSM значительно увеличит взаимодействие для клиентов. Повышенная связанность привлечет потребителей и, следовательно, больше и лучших розничных арендаторов. Что касается офисного здания, то мы ожидаем, что в ближайшие несколько лет ни один крупный арендатор офиса не будет занимать новые помещения без системы GSM, чтобы обеспечить своим сотрудникам покрытие мобильных устройств в течение рабочего дня.

Обеспечение покрытия зданий затруднительно для вышек сотовой связи

До 85% беспроводных звонков совершается в помещении, и с ростом числа смартфонов потребность в доступности данных растет экспоненциально. В отличие от автомобиля или открытой площадки, беспроводное покрытие внутри зданий трудно получить от традиционной вышки сотовой связи. Кроме того, все больше зданий строится или переоснащается в соответствии с требованиями по энергетическому и экологическому проектированию, что приводит к использованию определенных материалов, таких как низкоэмиссионное стекло, которое менее благоприятно для беспроводного сигнала. Таким образом, если в здании не будет установлена система GSM, уровень беспроводного сигнала внутри здания будет постепенно снижаться.

Лучшая связь может потребоваться по закону

Встроенная в здание система GSM повышает безопасность жильцов здания. В экстренных случаях сеть системы GSM облегчает внутренние вызовы 112 и лучше оборудована для обработки множества одновременных вызовов, которые в противном случае перегружали бы доступное беспроводное покрытие. Она также обеспечивает оперативное реагирование с улучшенной связью. Сотрудники Службы общественной безопасности, такие как пожарные и полицейские, нуждаются в надежной беспроводной сети для связи. Это особенно необходимо в критических областях, таких как лестничные клетки, где без посторонней помощи