Как это не удивительно, но переход от сотовых сетей 2G к 3G позволил снизить мощность излучения передатчика в смартфоне почти на порядок! Причём с новым стандартом мы получили скоростной интернет и более качественные голосовые звонки. Давайте вместе разберёмся: почему телефоны в современных стандартах работают с меньшей мощностью.
А сколько можно?
Для начала немного цифр. В сотовой сети максимально возможная мощность излучения для телефона определяется его классом. Для стандарта второго поколения GSM этот диапазон довольно широк от сотен милливатт до 20 Вт. Но большая часть устройств может излучать в пределах до 2 Вт - это класс 4 для 900 МГц и 1Вт - для 1800 МГц (класс 1).
В сетях 3G и 4G диапазон разрешённых мощностей для терминалов куда скромнее и 2 Вт - это предел. А большая часть смартфонов относится к классу 3 и может работать в максимуме до 0,25 Вт. В сетях 4G классы излучения аналогичные, как и в 3G. Как вы видите, разница между 2G и более современными стандартами - 4-8 раз.
Что позволило так сильно снизить мощность излучения для смартфонов?
В первую очередь - это принципиально иной подход к разделению частотного ресурса между абонентами. Сети второго поколения работали крайне не эффективно. Для каждой соты и телефонов в ней выделялся лишь небольшой участок доступного оператору спектра. В 3G каждая станция и смартфоны использует весь спектр на каждой станции и соте. Это позволило повысить спектральную эффективность в 12 раз! Во многом, за счёт этого в сотовых сетях и появился скоростной интернет.
Но такой революционный подход к построению радиоинтерфейса между сотовыми станциями и телефонами накладывал на последние очень жёсткое ограничение. Каждый терминал в сети 3G/4G должен работать на минимально возможной мощности, чтобы сигнал от него слышали лишь 1-2 ближайшие станции.
Если телефоны будут работать на максимуме, как в 2G, то система наполнится множеством сигналов от разных устройств и никто друг друга не "услышит". Это будет похоже на шум в школьном коридоре во время перемены. Для эффективной передачи данных тихо должно быть как в классе во время урока.
Поэтому большую часть времени смартфоны в сетях 3G/4G изучают с мощностью намного ниже, чем 0,25 Вт. Обычно в среднем - это несколько десятков милливатт. Зато в 2G телефоны не стесняются и работают на максимуме - в 2 Вт с самого начала соединения, пока сотовая станция не "умерит её пыл", командуя снизить мощность до приемлемых (достаточных) значений.
Ближе станция - выше скорость, а кричать не обязательно
Ещё одна причина меньшего излучения телефонов в сетях 3G/4G - это уменьшение радиуса действия сотовых станций. Задача сетей 2G была в том, чтобы обеспечить покрытием оператора как можно большую территорию с минимальным числом станций. БОльшая ёмкость, если таковая нужна, достигается добавлением передатчиков (узких каналов).
Но станции 3G/4G, в которых главной услугой является скоростной доступ в интернет и которые работают на одной частоте уже не могут работать с высокой мощностью на большие расстояния. Чем дальше от станции - тем хуже будет качество передачи данных.
Кроме того, количество смартфонов в последние годы сильно выросло. Чтобы обеспечить достаточную ёмкость сети надо устанавливать станции чаще. А смартфонам уже не нужна способность передавать сигнал на далёкие сотовые вышки за 20-30 км.
Поэтому, в сотовых сетях и сложился такой парадокс: чем выше скорости передачи данных - тем ниже мощность излучения смартфонов. Нужна выше скорость: смартфон должен быть умнее, а не сильнее 😉
