Viens no mūsu gadsimta lieliskākajiem sasniegumiem ir iespēja ērti zvilnēt dīvānā, pludmalē vai meža noriņā un sarunāties ar draugu, kurš atrodas otrā pasaules malā. Attīstoties internetam un e-videi, mobilo sakaru operatori audzē savu tīklu, paplašinot iespēju robežas un veicinot e-pakalpojumu, attālinātā darba un izklaides pieejamību. To, kādus mobilos sakarus izvēlēties, nosaka dažādi kritēriji, starp kuriem kā galvenos var minēt sakaru pieejamību, kvalitāti un cenu. Taču domāju, ka daudz nekļūdīšos, sakot – visus mobilo tālruņu lietotājus vieno kopīga vēlme: ātri, kvalitatīvi un pat meža vidū pieejami sakari.
Latvijā esam diezgan izlutināti ar iespaidīgu datu pārraides ātrumu un uzticamu, stabilu mobilā tīkla pārklājumu. Bet tas, protams, nerodas tukšā vietā. Kas tad nosaka to, cik labi mobilie sakari mums pieejami? Lielā mērā – fizika. Un tālāk jau gudra radio tīkla plānošana.
Bāzes staciju skaits – vienmērīgam tīkla pārklājumam un jaudai
Mobilā tīkla pārklājumu nosaka bāzes staciju skaits. Katra bāzes stacija izstaro signālu noteiktā frekvencē (svārstību skaits vienā laika vienībā, kuru mēra hercos), un šis signāls pavājinās, attālinoties no bāzes stacijas. Jo tālāk no bāzes stacijas atrodas mobilais tālrunis, jo vājāks ir signāls, kuru tas uztver. Toties jo zemāka frekvence, jo, signālam izplatoties vidē, tas vājinās lēnāk.
Signāls zemā mobilo sakaru frekvencē (800 MHz) sasniegs mobilo tālruni lielākā attālumā no bāzes stacijas nekā signāls vidējā (1800 MHz) vai augstā (2600 MHz) frekvencē. Vienkāršotā veidā, ja iztēlojamies bāzes staciju kā punktu kartē, signāls no tās sasniedz mobilo tālruni noteiktā attālumā, un ap katru bāzes staciju var uzzīmēt iedomātu apli (1. attēls). Jo vairāk bāzes staciju, jo vairāk šādu apļu savstarpēji pārklājas, nodrošinot labākus mobilos sakarus. Mobilā tīkla pārklājumu veido visu bāzes staciju pārklājumu kopsumma.
Bāzes staciju skaits nosaka arī mobilā tīkla caurlaides spēju (tīkla kapacitāti) jeb spēju pārraidīt noteiktu informācijas apjomu (bitos) vienā laika vienībā. Līdzīgi kā mobilā tīkla pārklājumu, arī tā kopējo caurlaides spēju nosaka katras bāzes stacijas caurlaides spēja. Jo lielāks bāzes staciju skaits, jo vairāk dažādu frekvenču un lielāka arī tīkla kopējā caurlaides spēju jeb tīkla jauda. Caurlaides spēju ietekmē arī frekvenču spektrs un signāla un trokšņa attiecība, kas ir fizikā un inženierzinātnēs izmantota mērvienība, salīdzinot vēlamā signāla līmeni ar fona trokšņa līmeni. Ar plašāku frekvenču spektru un lielāku signāla un trokšņa attiecību ir iespējams pārraidīt lielāku informācijas apjomu (bitos). Rezumējot – jo augstāka frekvence, jo plašāks spektrs un attiecīgi lielāka tīkla caurlaides spēja.
Vēl viens būtisks faktors, kas nosaka mobilo sakaru tīkla pārklājumu, ir pieprasījums. Tīkla bāzes staciju skaits, atrašanās vietas, frekvenču konfigurācijas un citi tehniski parametri tiek plānoti, ņemot vērā iedzīvotāju elektronisko sakaru pakalpojumu pieprasījumu. Mobilā tīkla mērķis ir nodrošināt elektronisko sakaru pakalpojumus jebkurā Latvijas vietā. Sevišķi svarīgi tas ir kļuvis pēc Covid-19 pandēmijas, daudziem uzņēmumiem pārejot uz attālinātu vai hibrīda darba modeli, kas ir veicinājis pieprasījumu pēc ātriem mobilajiem sakariem un interneta.
Kāpēc vajadzīgas dažādas frekvences?
Plānojot mobilo sakaru pakalpojumus noteiktā reģionā vai pilsētā, tajā skaitā to apjomu un pieejamību, operators izskaitļo gan mobilā tīkla pārklājumu, gan caurlaides spēju. Un te jārēķinās ar katras frekvences iespējām. Zemās frekvences nodrošina plašāku mobilā tīkla pārklājumu jeb attālumu no bāzes stacijas līdz tālrunim, bet tīkla caurlaides spēju nav pietiekama, lai nodrošinātu lielu datu pārraides ātrumu. Savukārt augstās frekvences nodrošina lielāku datu pārraides ātrumu, bet ievērojami mazākā ģeogrāfiskā teritorijā. Samērojamu mobilā tīkla pārklājumu un caurlaides spēju nodrošina vidējās frekvences. Lielāks bāzes staciju skaits nozīmē dažādu frekvenču pieejamību un drošāku tīkla darbību: proti, jo vairāk bāzes staciju reģionā, jo lielāka iespēja, ka tīkls būs pieejams arī tad, ja gadīsies kritiski sakaru pārtraukumi – piemēram, elektrotīkla pārtraukums, dabas stihijas, ļaunprātīgs tīkla bojājums, starptautisko sankciju sekas u. c. Vairākas bāzes stacijas vienā lokācijas vietā kalpo kā drošības garants gadījumā, ja vienas bāzes stacijas darbība tiktu traucēta.
Tātad mobilo sakaru pakalpojumu pieejamību nosaka mobilā tīkla pārklājums, tīkla caurlaides spēju un noturība. Savukārt bāzes staciju skaits ir viens no noteicošajiem tehniskajiem kritērijiem mobilo sakaru pakalpojumu pieejamībai un kvalitātei. Tiesa, vien retais ir padomājis, cik daudz bāzes staciju patiesībā ir vajadzīgs, lai mēs visi varētu lietot ātrus un drošus mobilos sakarus. Piemēram, lai ieviestu Latvijā piektās paaudzes jeb 5G publisko mobilo elektronisko sakaru tīklu, izmantojot 3,5 GHz vai augstāku radiofrekvenču spektru, 5G mobilo sakaru tīklu bāzes stacijas pilsētas ielās var būt nepieciešamas ik pa 350 metriem, bet ārpus pilsētām uz ceļiem – ik pa 500 metriem.[5] Lai palielinātu pakalpojumu pieejamību kaut vai tikai par dažiem procentpunktiem, ir vajadzīgas miljonos mērāmas investīcijas.
Mobilo sakaru tīkla pārklājums un tīkla caurlaides spēju ir svarīgi ne tikai individuālajiem lietotājiem, bet, attīstoties industriālajam 5G tīklam, paredzama būtiska pozitīva ietekme arī uz valsts drošību, tautsaimniecības attīstību, publisko pakalpojumu pieejamību un uzņēmumu produktivitāti un konkurētspēju. Matemātiskie modeļi liecina, ka, mobilo sakaru tīklu lietojamībai palielinoties par 10%, tas iniciē IKP pieaugumu par 1%.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
