Są wszędzie, ale ich nie dostrzegasz. Bez BTS‑ów komórki byłyby bezużyteczne

Co się dzieje w momencie, kiedy chcemy zadzwonić z komórki, wysłać SMS-a albo skorzystać z Internetu? - Telefon mierzy sygnał pochodzący od wielu stacji radiowych znajdujących się w pobliżu. Za zgodą sieci wybiera taką, która aktualnie oferuje najlepszy sygnał – opowiada Marek Lipski z sieci komórkowej Play. - "Najlepszy" wcale nie musi oznaczać "najsilniejszy". Sygnał może być trochę słabszy, ale np. najmniej zakłócony.

Żeby komórki działały sprawnie, takich stacji bazowych (zwanych BTS-ami, o czym więcej za chwilę) muszą być tysiące w całym kraju. I tak np. sieć Play ma ich obecnie ponad 5,5 tys. Z tego blisko 600 to stacje należące do innych operatorów, a z kolei ok. 300 obiektów Play sam udostępnia konkurencji. 697 powstało tylko w 2017 roku, a 1604 w tym czasie zmodernizowano, by były zgodne z coraz nowocześniejszymi standardami.

Co najmniej 1000 kolejnych stacji bazowych Play ma uruchomić w ciągu tego roku. Na ich budowę przeznaczonych zostanie, bagatela, 7500 ton stali. Ogółem budowa ogólnokrajowej sieci pochłonie w latach 2018–2020 aż 500 mln zł. Dzięki temu zasięg tego operatora ma obejmować 99,5 proc. populacji i ponad 98 proc. powierzchni Polski.

I nie ma w tym nic dziwnego, bo potrzeby są coraz większe. Jak na konferencji w lutym tego roku poinformował prezes Play, Jorgen Bang-Jensen, w grudniu 2017 r. średnia konsumpcja danych wśród klientów detalicznych spółki wyniosła 5,5 GB. To dużo więcej niż w innych krajach europejskich. Dla przykładu, w Wielkiej Brytanii, Niemczech czy Szwecji jest to ok. 1,4 GB.

Postawienie masztu to nie taka prosta sprawa

W jaki sposób powstają BTS-y? Na początku inżynier danego operatora określa teren, na którym należy wybudować stację bazową. Niestety często jest tak, że dokładnie wskazane lokalizacje z różnych względów nie mogą być wykorzystane (z uwagi na przepisy środowiskowe, brak zgody właściciela itp.). Właśnie dlatego określa się pewien obszar poszukiwań. Szuka się już istniejących obiektów, takich jak wysokie budynki (w tym kościoły: sam Play ma na nich ok. 550 stacji), wieże lub kominy.

Rzecz jasna dużo więcej takich obiektów znajduje się w miastach. Tam operatorzy muszą budować własne konstrukcje – zwykle są to maszty wolnostojące. A ponieważ te są całkiem spore, ich wysokość wynosi około 60 m, to zaczynają się schody. Niektórzy operatorzy określają ten proces jako ekstremalnie trudny. Dość powiedzieć, że średni czas budowy takiej stacji w Polsce wynosi od 18 do 24 miesięcy. Tymczasem w Niemczech to tylko ok. 3 miesiące. Skąd tak duża różnica?

- Wynika to przede wszystkim z regulacji prawnych, którym podlega proces budowy i uruchomienie każdej instalacji emitującej pole elektromagnetyczne – mówi Lipski. I wymienia tylko niektóre przepisy, których trzeba przestrzegać: prawo budowlane, prawo ochrony środowiska, liczne rozporządzenia ministra środowiska (np. dot. dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych, jego sprawdzania i pomiaru) itp.

Mimo że polskie przepisy dotyczące poziomu natężenia pola elektromagnetycznego są dużo bardziej restrykcyjne niż europejskie, nadal zdarzają się protesty społeczne przeciwko budowie BTS-ów. Sytuacja bywa paradoksalna, bo zdecydowana większość protestujących ma w kieszeniach telefony komórkowe i chciałaby nie mieć problemów z zasięgiem. A obawy są nieuzasadnione:

- Częstotliwości wykorzystywane przez systemy łączności bezprzewodowej (nie tylko telefonię komórkową, ale również telewizję, radio, Wi-Fi czy łączność satelitarną) są z zakresu niejonizującego. Niosą nieporównywalnie mniej energii niż np. światło słoneczne czy promienie Roentgena wykorzystywane przy diagnostyce medycznej – wyjaśnia Marek Lipski. - Protesty wynikają z niskiej świadomości społecznej oraz mnóstwa fałszywych informacji dostępnych np. w internecie. Wpływ pola elektromagnetycznego na tzw. elektrowrażliwość to taka sama bzdura jak dowody na płaskość Ziemi, zabójcza szkodliwość szczepionek i inne teorie spiskowe – podsumowuje.

Stacje nawet na sąsiednich ulicach

Nie ma czegoś takiego jak stała odległość między poszczególnymi stacjami bazowymi (czyli tzw. ISD, z ang. Inter Site Distance). W rzeczywistości mogą one stać w odległości od kilkuset metrów od siebie do nawet 15 km. Zależy to od wielu różnych czynników:

- Zasięg stacji bazowej w rzeczywistości nigdy nie przypomina idealnego koła lub plastra miodu, jak często się to przedstawia – mówi Lipski z Play. - Poza typowymi uwarunkowaniami wpływającymi na zasięg, takimi jak ukształtowanie i rodzaj terenu (np. gęsto zabudowane miasto, przedmieścia, otwarta przestrzeń), używana technologia (GSM, UMTS, LTE), moc nadajnika i czułość odbiornika, najważniejszym czynnikiem jest częstotliwość wykorzystywana do pracy. Im wyższa, tym zasięg stacji będzie krótszy – wyjaśnia.

Jak to się dzieje, że stacje poszczególnych operatorów nie zagłuszają się wzajemnie? Dba o to Urząd Komunikacji Elektronicznej (UKE), który przydziela odpowiednie fragmenty pasma radiowego poszczególnym firmom. Utrudnieniem są obszary przygraniczne, gdzie przydziały częstotliwości sąsiednich krajów mogą się pokrywać lub na siebie zachodzić. Lecz w tej sytuacji zasady, kto jaki fragment pasma wykorzystuje, regulują odpowiednie zapisy i umowy międzynarodowe.

A czy zastanawialiście się kiedyś, skąd w ogóle wzięła się nazwa "telefon komórkowy"? To też w pewnym sensie zasługa BTS-ów, czyli podstawowych stacji nadawczo-odbiorczych, bo to dokładnie oznacza ten skrót (z ang. Base Transceiver Station). To one wraz z zasięgiem tworzą rzeczone "komórki". Swoją drogą, ta powszechnie używana nazwa nie jest do końca poprawna. W sensie ścisłym BTS-y pracują wyłącznie w systemie GSM (2G), który zaczyna być już historią. Za obecnie stosowane systemy UMTS (3G) odpowiadają stacje, które nazywają się NodeB. W przypadku LTE (4G) jest to eNodeB. A mamy jeszcze system 5G i stacje gNodeB. Dla wygody wszystko określa się jednak jednym mianem.

Stacja bazowa składa się z dwóch podstawowych elementów połączonych światłowodami. To moduł radiowy (urządzenie nadawczo–odbiorcze wyposażone w anteny) oraz specjalistyczny komputer (z ang. tzw. BaseBand), który odpowiada za obróbkę danych oraz łączność z tzw. siecią szkieletową (ang. core network).

Zdarza się jednak, że nie można się nigdzie dodzwonić, a telefony nie działają, chociaż jesteśmy w centrum miasta. Nawet duża liczba stacji bazowych czasem nie daje rady, zwłaszcza podczas dużych zgromadzeń, np. imprez masowych. Kluczowym elementem każdej stacji jest, jako się rzekło, specjalistyczny komputer, który – jak to komputer – posiada ograniczone możliwości obliczeniowe. Może to być jednocześnie nawet kilkaset rozmów oraz połączeń do internetu. Ale i to niekiedy nie wystarcza.

- Gdyby operatorzy budowali sieci zdolne do udźwignięcia takiego zmasowanego ruchu w każdej sytuacji, to nakłady poniesione na ich budowę spowodowałyby ogromny wzrost kosztów. A te przełożyłyby się na ceny dla abonentów – wyjaśnia Marek Lipski. I podkreśla, że obecna sytuacja to pewnego rodzaju kompromis: - Ciężkie sytuacje zdarzają się średnio dwa razy do roku, więc przez pozostałe 363 dni większość stacji bazowych "umierałaby z nudów".

Warto podkreślić, że akurat w przypadku Playa BTS-y są relatywnie niskokosztowe. Zużywają mniej energii niż te od konkurencji (ok. dwie kilowatogodziny) i zajmują znacznie mniej miejsca, co wpływa na niższe opłaty za dzierżawę działek. Przemyślana rozbudowa sieci w żaden sposób nie przekłada się więc na podwyżki cen. A my możemy cieszyć się dobrym zasięgiem w coraz większej liczbie miejsc w Polsce.

Partnerem artykułu jest sieć Play