Jak pewnie wiecie, nasze stacje bazowe z Waszymi smartfonami łączą się za pośrednictwem fal radiowych. Dla mnie to też nie było epokowe odkrycie. Jednak przyznaję, że gdy przyszedłem do Orange na początku trudno było mi zrozumieć dlaczego na niektóre zakresy tych fal mówi się „pokryciowe”, a na inne „pojemnościowe”. Szybko się dowiedziałem, ale jakoś tak wyszło, że wiedzą do tej pory nie podzieliłem się z Wami. Nadszedł czas by ten błąd naprawić. O wsparcie poprosiłem kolegów, którzy na co dzień zajmują się rozwojem naszej sieci mobilnej.
Częstotliwości nie są jak szampon – „2w1”
Fale radiowe, które wykorzystujemy w telekomunikacji mobilnej zajmują, w gruncie rzeczy bardzo wąskie pasmo fal trochę tu, trochę tam. Okolicami od 450 MHz, aż do 2600 MHz. Czemu okolicami? Gdyż nie jest tak, że mówiąc, że nadajemy w paśmie na częstotliwości 2600 MHz chodzi nam dokładnie o tę częstotliwość. Na przykład, Orange Polska ma do dyspozycji 15 MHz w tym paśmie. Oznacza, to że wykorzystać możemy częstotliwości 2520-2535 MHz oraz 2640-2655 MHz. Wspomniałem już o tym, gdy pisałem o agregacji pasm nośnych 4G LTE.
Częstotliwości te nie różnią się jakoś przesadnie od siebie, wszystkie pozwalają na uruchomienie technologii i transfer głosu i danych, a także mają pewną właściwość, która wynika z praw fizyki – wraz z odległością ich siła maleje. Jednak nie wszystkie fale są tłumione w tym samym stopniu. Generalnie im niższa częstotliwość tym lepszy zasięg bo lepsza jest propagacja (czyli rozprzestrzenianie) w powietrzu. Z kolei częstotliwości wyższe są bardziej podatne na tłumienie w powietrzu. I tak już jest, trudno. Z prawami fizyki trudno jest polemizować. Dlatego pasm na niskich częstotliwościach – 450 MHz, 800 MHz, 900 MHz używa się poza miastami, by zapewnić możliwie największe pokrycie, a częstotliwości wyższe – 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz stosuje się jako pojemnościowe, tam gdzie zagęszczenie urządzeń jest bardzo duże.
Generalnie im niższa częstotliwość tym lepszy zasięg bo lepsza jest propagacja (czyli rozprzestrzenianie) w powietrzu. Z kolei częstotliwości wyższe są bardziej podatne na tłumienie w powietrzu.
W Orange Polska do pokrycia możliwie dużego obszaru usługami głosowymi wykorzystujemy częstotliwość 900 MHz (dla technologii GSM i UMTS). By zapewnić pokrycie dla usług związanych z transmisją danych używamy częstotliwości 900 MHz dla technologii UMTS oraz 800 MHz dla 4G LTE. Jeżeli chodzi o zapewnienie pojemność sieci, to dla głosu kluczowym jest pasmo 2100 MHz (UMTS), a dla transferu danych – w przypadku UMTS również 2100, a w przypadku 4G LTE – 1800 MHz i 2600 MHz.
Bardzo ważne jest pytanie o to, dlaczego nie stosuje się wszędzie pasm pokryciowych – w końcu masztów byłoby mniej i koszty były by mniejsze. Jednak nie jest to takie proste. Oczywiście w miejscach, gdzie jest największy ruch – choćby w centrach miast, na dworcach czy w metrze – nie możemy ustawić wyłącznie nadającej na pół miasta stacji pokryciowej. Oczywiście trzeba pamiętać także o przepisach.
Dlaczego 800 MHz jest dla 4G LTE, a 900 MHz dla 2G?
No właśnie, skoro faktycznie jest tak, że w teorii można na każdej częstotliwości oferować każdą usługę, to dlaczego jeszcze nie przerzuciliśmy wszystkiego na 4G LTE oferując transfer rzędu 1 Gb/s? Sprawa jest bardzo prosta – nie każdy może i nie każdy chce korzystać z 4G LTE. W dalszym ciągu lwia część rozmów idzie poprzez sieć 2G i 3G, nawet pomimo rozwoju technologii VoLTE. Co więcej nie zapominajmy o tych klientach, którzy nie korzystają ze smartfonów z LTE, a to nadal znacznym odsetek. Jest także cały sektor M2M i to wcale nie taki mały, bo sam Orange Polska ma ponad milion kart SIM M2M. On działa prawie wyłącznie w oparciu o 2G – nie jest tam potrzebny olbrzymi transfer, ale za to każda iskierka prądu ma znaczenie.
Historycznie pierwszą technologią, z jakiej korzystaliśmy, jeszcze jako Centertel było NMT, czyli analogowa telefonia komórkowa. Działała ona w oparciu o pasmo 450 MHz, a więc zdecydowanie pokryciowe. Wraz z upływem lat uwalniane były kolejne częstotliwości, czyli 900 MHz/1800 MHz. Następna była 2100 MHz, którą do dzisiaj wykorzystujemy do transmisji danych i głosu sieć 3G. Zapewniała ona zawrotne, jak na tamte czasy prędkości danych.
A jeżeli ten historyczny akapit to dla Was za mało, polecam Wam tekst o kolejnych generacjach technologii mobilnych na naszym blogu.
Technologię 4G można świadczyć na pasmach 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz oraz kilku nieco bardziej egzotycznych, bo niedostępnych w Polsce. Oczywiście nie do wszystkich mamy dostęp, a w przypadku tych egzotycznych nie ma nawet urządzeń je obsługujących. I mowa tu zarówno o smartfonach, tabletach czy modemach, ale także o takich urządzeniach jak antenach czy stacjach nadawczych. Są za to objęte standardem i czekają na swój czas, aż pojawi się na nie odpowiedni zapotrzebowanie. Przykładem jest pasmo 1500 MHz, które choć objęte standardem w wielu krajach nie jest jeszcze uwolnione na potrzeby 4G. Gdy przyjdzie taka potrzeba może zostać wykorzystane jako „Supplementary Downlink”, czyli dodatkowe pasmo wykorzystywane do pobierania plików, wykorzystywane tak jak standardowa agregacja pasma.
Jeżeli macie pytania dotyczące tekstu, lub szerzej naszej sieci – zapraszam do komentowania. Postaram się odpowiedzieć na wszystkie 😉
