Парадокс сотовой связи: дальше — не значит лучше
Мечта любого оператора сотовой связи, чтобы покрытие было везде, по всей стране. Как бы было здорово, если сигнал от станции распространялся на многие десятки километров и не ослаблялся из-за зданий, сооружений, естественных преград. На самом деле, теория сотовой связи вовсе не согласна с этой мечтой. Это в корне не верно!
Безусловно, все операторы хотят получить собственный спектр в низких частотных диапазонах, таких как 900 МГц. За счёт таких сетей достигается широкое покрытие. Они лучше огибают препятствия, чем частоты 1800 и выше МГц.
С другой стороны, в основе организации сотовых сетей лежит принцип переиспользования частот. Суть его в том, что оператор может использовать одну и ту же частотную полосу снова на каждой станции. Это позволяет подстраивать ёмкость сети в зависимости от плотности населения.
В менее обжитой местности можно ставить станции с шагом в несколько десятков километров. В пригородах и тем более городах станции нужны каждые несколько километров или даже сотен метров, так как людей в них живёт во много раз больше.
И вот теперь представьте, что сотовый оператор построил сеть в частотном диапазоне 100 МГц, то есть в том же как и у FM-радио. Сигнал от таких станций можно поймать за многие десятки километров. У меня даже как-то получалось настроиться на радиостанцию на расстоянии более 100 км.
Покрытие от такой сотовой вышки с лёгкостью бы проникало во все подвалы и здания. Одной вышки бы хватило на весь город, а операторы бы смогли существенно сократить свои траты на строительство сети.
Вот только построить вторую такую станцию можно будет не ближе чем через те же 100 км. Иначе они будут мешать друг другу: появится интерференция, которая будет мешать нормально разговаривать и передавать данные.
То есть подстроить ёмкость, уплотнив базовые станции, как это можно делать в диапазонах 1800 МГц уже не получится. Сеть в низких частотных диапазонах будет крайне сложно развивать.
Именно поэтому, как бы ни хотели сотовые компании, новые стандарты двигаются в сторону повышения частотного диапазона. Количество устройств, способных передавать данные через мобильные сети растёт в геометрической прогрессии. Скоро SIM-карту можно будет поставить в любое бытовое устройство им транспорт.
Скорости передачи данных также быстро растут, а задержки должны сокращаться. Для того, чтобы успеть за растущей абонентской базой и потребностям сотовым компаниям нужно всё больше базовых станций, буквально через несколько десятков метров.
Это и толкает сотовые сети 5G в миллиметровый диапазон. А сетям 6G, которые могут появиться уже к 2030 году, пророчат освоение ТГц-диапазона и даже видимого света.