И вновь немного общеобразовательного материала. На этот раз речь пойдет о базовых станциях. Рассмотрим различные технические моменты по их размещению, конструкции и дальности действия, а также заглянем внутрь самого антенного блока.
Базовые станции. Общие сведения
Так выглядят антенны сотовой связи, установленные на крышах зданий. Эти антенны являются элементом базовой станции (БС), а конкретно - устройством для приема и передачи радиосигнала от одного абонента к другому, и далее через усилитель к контроллеру базовой станции и другим устройствам. Являясь наиболее заметной частью БС, они устанавливаются на антенных мачтах, крышах жилых и производственных зданий и даже дымовых трубах. Сегодня можно встретить и более экзотические варианты их установки, в России их уже устанавливают на столбах освещения, а в Египте их даже "маскируют" под пальмы.
Подключение базовой станции к сети оператора связи может производиться по радиорелейной связи, поэтому рядом с "прямоугольными" антеннами блоками БС можно увидеть радиорелейную тарелку:
С переходом на более современные стандарты четвертого и пятого поколений, для удовлетворения их требований подключать станции нужно будет исключительно по волоконной оптике. В современных конструкциях БС оптоволокно становится неотъемлемой средой передачи информации даже между узлами и блоками самой БС. К примеру, на рисунке ниже показано устройство современной базовой станции, где оптоволоконный кабель используется для передачи данных от RRU (выносные управляемые модули) антенны до самой базовой станции (показано оранжевой линией).
Оборудование базовой станции располагается в нежилых помещениях здания, либо устанавливается в специализированные контейнеры (закрепленные на стенах или столбах), ведь современное оборудования выполняется довольно компактно и может запросто поместиться в системный блок серверного компьютера. Часто радиомодуль устанавливают рядом с антенным блоком, это позволяет уменьшить потери и рассеивание передаваемой в антенну мощности. Так выглядят три установленных радиомодуля оборудования базовой станции Flexi Multiradio, закрепленные прямо на мачте:
Зона обслуживания базовых станций
Для начала следует отметить, что бывают различные типы базовых станций: макро, микро, пико и фемтосоты. Начнем с малого. И, если кратко, то фемтосота не является базовой станцией. Это, скорее, Access Point (точка доступа). Данное оборудование изначально ориентируется на домашнего или офисного пользователя и владельцем такого оборудования является частное или юр. лицо, не относящееся к оператору. Главное отличие такого оборудования заключается в том, что оно имеет полностью автоматическую конфигурацию, начиная от оценки радиопараметров и заканчивая подключением к сети оператора. Фемтосота имеет габариты домашнего роутера:
Пикосота - это БС малой мощности, принадлежащая оператору и использующая в качестве транспортной сети IP/Ethernet. Обычно устанавливается в местах возможной локальной концентрации пользователей. Устройство по размерам сравнимо с небольшим ноутбуком:
Микросота - это приближенный вариант реализации базовой станции в компактном виде, очень распространено в сетях операторов. От "большой" базовой станции ее отличает урезанная емкость поддерживаемых абонентом и меньшая излучающая мощность. Масса, как правило, до 50 кг и радиус радиопокрытия - до 5 км. Такое решение используется там, где не нужны высокие емкости и мощности сети, или нет возможности установить большую станцию:
И наконец, макросота - стандартная базовая станция, на базе которой строятся мобильные сети. Она характеризуется мощностями порядка 50 W и радиусом покрытия до 100 км (в пределе). Масса стойки может достигать 300 кг.
Зона покрытия каждой БС зависит от высоты подвеса антенной секции, от рельефа местности и количества препятствий на пути до абонента. При установке базовой станции далеко не всегда на первый план выносится радиус покрытия. По мере роста абонентской базы может не хватить максимальной пропускной способности БС, в этом случае на экране телефона появляется сообщение "сеть занята". Тогда оператор со временем на этой территории может сознательно уменьшить радиус действия базовой станции и установить несколько дополнительных станций в местах наибольшей нагрузки.
Когда нужно увеличить емкость сети и снизить нагрузку на отдельные базовые станции, тогда и приходят на помощь микросоты. В условиях мегаполиса зона радиопокрытия одной микросоты может составлять всего 500 метров.
В условиях города, как ни странно, встречаются такие места, где оператору нужно локально подключить участок с большим количеством трафика (районы станций метро, крупные центральные улицы и др.). В этом случае применяются маломощные микросоты и пикосоты, антенные блоки которых можно располагать на низких зданиях и на столбах уличного освещения. Когда возникает вопрос организации качественного радиопокрытия внутри закрытых зданий (торговые и бизнес центры, гипермаркеты и др.) тогда на помощь приходят пикосотовые базовые станции.
За пределами городов на первый план выходит дальность работы отдельных базовых станций, так установка каждой базовой станции в удалении от города становится все более дорогостоящим предприятием в связи с необходимостью построения линий электропередач, дорог и вышек в сложных климатических и технологических условиях. Для увеличения зоны покрытия желательно устанавливать БС на более высоких мачтах, использовать направленные секторные излучатели, и более низкие частоты, менее подверженные затуханию.
Так, например, в диапазоне 1800 МГц дальность действия БС не превышает 6-7 километров, а в случае использования 900-мегагерцового диапазона зона покрытия может достигать 32 километров, при прочих равных условиях.
Антенны базовых станций. Заглянем внутрь
В сотовой связи чаще всего используют секторные панельные антенны, которые имеют диаграмму направленности шириной в 120, 90, 60 и 30 градусов. Соответственно для организации связи во всех направлениях (от 0 до 360) может потребоваться 3 (ширина ДН 120 градусов) либо 6 (ширина ДН 60 градусов) антенных блоков. Пример организации равномерного покрытия во всех направлениях показан на рисунке ниже:
А ниже вид типовых диаграмм направленности в логарифмическом масштабе.
Большинство антенн базовых станций широкополосные, позволяющие работать в одном, двух или трех диапазонах частот. Начиная с сетей UMTS, в отличие от GSM, антенны базовых станций умеют изменять площадь радиопокрытия в зависимости от нагрузки на сеть. Один из самых эффективных методов управления излучаемой мощностью - это управление углом наклона антенны, таким способом изменяется площадь облучения диаграммы направленности.
Антенны могут иметь фиксированный угол наклона, либо имеют возможность дистанционной регулировки с помощью специального программного обеспечения, располагаемого в блоке управления БС, и встроенных фазовращателей. Существуют также решения, позволяющие изменять зону обслуживания, от общей системы управления сети передачи данных. Таким образом, можно регулировать зону обслуживания всего сектора базовой станции.
В антеннах базовых станций применяется как механическое управление диаграммой, так и электрическое. Механическое управление проще реализуется, но часто приводит к искажению формы диаграммы направленности из-за влияния конструктивных частей. Большинство антенн БС имеет систему электрической регулировки угла наклона.
Современный антенный блок представляет собой группу излучающих элементов антенной решетки. Расстояние между элементами решетки выбирается таким образом, чтобы получить наименьший уровень боковых лепестков диаграммы направленности. Наиболее часто встречаются длины панельных антенн от 0,7 до 2,6 метров (для многодиапазонных антенных панелей). Коэффициент усиления варьируется от 12 до 20 dBi.
На рисунке ниже (слева) представлена конструкция одной из наиболее распространенных (но уже устаревающих) антенных панелей.
Здесь излучатели антенной панели представляют собой полуволновые симметричные электрические вибраторы над проводящим экраном, расположенные под углом 45 градусов. Такая конструкция позволяет формировать диаграмму с шириной главного лепестка 65 или 90 градусов. В такой конструкции выпускаются двух- и даже трехдиапазонные антенные блоки (правда, довольно крупногабаритные). Например, трехдиапазонная антенная панель такой конструкции (900, 1800, 2100 МГц) отличается от однодиапазонной, примерно в два раза большим размером и массой, что, конечно же, затрудняет ее обслуживание.
Альтернативная технология изготовления таких антенн предполагает выполнение полосковых антенных излучателей (металлические пластины квадратной формы), на рисунке выше справа.
А вот еще один вариант, когда в качестве излучателя используются полуволновые щелевые магнитные вибраторы. Линия питания, щели и экран выполняются на одной печатной плате с двухсторонним фольгированным стеклотекстолитом:
С учетом современных реалий развития беспроводных технологий, базовые станции должны поддерживать работу 2G, 3G и LTE сетей. И если блоки управления базовых станций сетей разных поколений удается вместить в один коммутационный шкаф без увеличения габаритного размера, то с антенной частью возникают значительные трудности.
Например, в многодиапазонных антенных панелях количество коаксиальных соединительных линий достигает 100 метров! Столь значительная длина кабеля и количество паяных соединений неизбежно приводит к потерям в линиях и снижению коэффициента усиления:
С целью снижения электрических потерь и уменьшения точек пайки часто делают микрополосковые линии, это позволяет выполнить диполи и систему запитки всей антенны по единой печатной технологии. Данная технологиях проста в производстве и обеспечивает высокую повторяемость характеристик антенны при ее серийном выпуске.
Многодиапазонные антенны
С развитием сетей связи третьего и четвертого поколений требуется модернизация антенной части как базовых станций, так и сотовых телефонов. Антенны должны работать в новых дополнительных диапазонах, превышающих 2.2 ГГц. Более того, работа в двух и даже трех диапазонах должна производиться одновременно. Вследствие этого антенная часть включает в себя довольно сложные электромеханические схемы, которые должны обеспечивать должное функционирование в сложных климатических условиях.
В качестве примера рассмотрим конструкцию излучателей двухдиапазонной антенны базовой станции сотовой связи Powerwave, работающей в диапазонах 824-960, МГц и 1710-2170, МГц. Ее внешний вид показан на рисунке ниже:
Этот двухдиапазонный облучатель состоит из двух металлических пластин. Та, что большего размера работает в нижнем диапазоне 900 МГц, над ней расположена пластина с щелевым излучателем меньшего размера. Обе антенны возбуждаются щелевыми излучателями и таким образом имеют единую линию запитки.
Если в качестве излучателей используются дипольные антенны, то необходимо ставить отдельный диполь для каждого диапазона волн. Отдельные диполи должны иметь свою линию запитки, что, конечно же, снижает общую надежность системы и увеличивает энергопотребление. Примером такой конструкции является антенна Kathrein для того же диапазона частот, что и рассмотренная выше:
Таким образом, диполи для нижнего диапазона частот находятся как бы внутри диполей верхнего диапазона.
Для реализации трех- (и более) диапазонного режимов работы наибольшей технологичностью обладают печатные многослойные антенны. В таких антеннах каждый новый слой работает в довольно узком диапазоне частот. Такая "многоэтажная" конструкция изготавливается из печатных антенн с индивидуальными излучателями, каждая антенна настраивается на отдельные частоты рабочего диапазона. Конструкция поясняется рисунком ниже:
Как и в любых других многоэлементных антеннах в такой конструкции происходит взаимодействие элементов, работающих в разных диапазонах частот. Само собой это взаимодействие оказывает влияние на направленность и согласование антенн, но данное взаимодействие может быть устранено методами, применяемыми в ФАР (фазированных антенных решетках). Например, одним из наиболее эффективных методов является изменение конструктивных параметров элементов путем смещения возбуждающего устройства, а также изменение размеров самого облучателя и толщины разделительного диэлектрического слоя.
Важным моментом является то, что все современные беспроводные технологии широкополосные, и ширина полосы рабочих частот составляет не менее 0,2 ГГц. Широкой рабочей полосой частот обладают антенны на основе взаимодополняющих структур, типичным примером которых являются антенны типа "bow-tie" (бабочка). Согласование такой антенны с линией передачи осуществляется подбором точки возбуждения и оптимизацией ее конфигурации. Чтобы расширить полосу рабочих частот по согласованию "бабочку" дополняют входным сопротивлением емкостного характера.
Моделирование и расчет подобных антенн производят в специализированных программных пакетах САПР. Современные программы позволяют моделировать антенну в полупрозрачном корпусе при наличии влияния различных конструктивных элементов антенной системы и позволяют тем самым произвести достаточно точный инженерный анализ.
Проектирование многодиапазонной антенны производят поэтапно. Сначала рассчитывают и проектируют микрополосковую печатную антенну с широкой полосой пропускания для каждого рабочего диапазона частот отдельно. Далее печатные антенны разных диапазонов совмещают (наложением друг на друга) и рассматривают их совместную работу, устраняя по возможности причины взаимного влияния.
Широкополосная антенна типа "бабочка" может быть удачно использована как основа для трехдиапазонной печатной антенны. На рисунке ниже изображены четыре различных варианта ее конфигурации.
Приведенные конструкции антенн отличаются формой реактивного элемента, который применяется для расширения рабочей полосы частот по согласованию. Каждый слой такой трехдиапазонной антенны представляет собой микрополосковый излучатель заданных геометрических размеров. Чем ниже частоты - тем больше относительный размер такого излучателя. Каждый слой печатной платы отделен от другого с помощью диэлектрика. Приведенная конструкция может работать в диапазоне GSM 1900 (1850-1990 МГц) - принимает нижний слой; WiMAX (2,5 - 2,69 ГГц) - принимает средний слой; WiMAX (3,3 - 3,5 ГГц) - принимает верхний слой. Подобная конструкция антенной системы позволит принимать и передавать радиосигнал без использования дополнительного активного оборудования, не увеличивая тем самым габаритных размеров блока антенны.
И в заключении немного о вреде БС
Порой, базовые станции операторов сотовой связи устанавливают прямо на крышах жилых домов, чем конкретно деморализуют некоторых их обитателей. У хозяев квартир перестают "рожать кошки", а на голове у бабушки начинают быстрее появляться седые волосы. А тем временем, от установленной базовой станции жители этого дома электромагнитного поля почти не получают, ибо "вниз" базовая станция не излучает. Да и, к слову сказать, нормы СаНПиНа для электромагнитного излучения в РФ на порядок ниже, чем в "развитых" странах запада, и поэтому в черте города базовые станции никогда на полную мощность не работают. Тем самым, вреда от БС нет, если только вы не устраиваетесь позагорать на крыше в паре метров от них. Зачастую, с десяток точек доступа, установленных в квартирах жителей, а также микроволновые печи и сотовые телефоны (прижатые к голове) оказывают на вас намного большее воздействие, нежели базовая станция, установленная в 100 метрах за пределами здания.
Многие интересуется вопросом относительно того, если вышка сотовой связи рядом с домом вред будет для здоровья, или нет. Чтобы разобраться в этом вопросе, следует изучить специфику работы устройства, и понимать на какое именно расстояние исходить радиоактивное влияние, если оно имеется.
Первым делом, важно отметить, что это базовые станции, управляющие сотовой (или мобильной) телефонной связью. Термин «ячейка» включает все башни сотовых телефонов, антенные мачты и другие формы базовой станции.
Каждая башня обслуживает небольшую территорию, находящуюся вокруг нее, известную как ячейка. Поставщики услуг пытаются улучшить свое покрытие, и, соответственно, обслуживать больше пользователей. Поэтому им необходимо продолжать строить эти самые вышки.
Увеличение трафика мобильных телефонов способствует увеличению плотности ячеек. Когда ячейка становится слишком занятой, частое решение состоит в том, чтобы разделить ее на более мелкие ячейки, требующие большего количества вышек сотовой связи.
Вышки сотовой связи могут иметь форму мачты или башни, но могут быть, и замаскированы, поэтому визуально их сложно различить.
Допустим, иногда можно заметить замаскированные «деревья», или конструкции на вершине зданий, похожие на удлиненные колонки громкоговорителей.
В чем вред излучения для человека?
СБРОСЬ ДВА РАЗМЕРА ЗА МЕСЯЦ!
Формула похудения простая – сжигать калорий больше, чем поступает в организм. Но как этого добиться на практике? Истощать себя сложными и зачастую опасными диетами – очень рискованно. Тратить уйму денег и времени на спортзал – не каждому по возможностям. Oшибкy всех ХУДЕЮЩИХ назвала Картункова: «Девчонки, худейте просто, вот рецепт: до завтрака...» ЗА 1 РУБЛЬ .....
Там, где базовая станция установлена поверх здания, в котором живут или работают люди, они, как правило, совершенно не осознают, что поблизости находится такой объект. Люди не осознают о том, что вокруг высокий уровень радиоизлучения.
Промышленность сотовых телефонов продолжает утверждать, что башни сотовых телефонов не представляют опасности для здоровья, но это не совсем так. Почти все ученые в этой области не согласятся с тем, что сотовая вышка безопасна, за исключением тех, используемые в промышленности.
Имеются убедительные доказательства того, что электромагнитное излучение от сотовых телефонов разрушает здоровье человека (и животных).
Пример. Исследование влияния башни клеток на стадо молочного скота было проведено баварским государственным правительством в Германии и опубликовано в 1998 году. Возведенные сотовые вышки вызвали неблагоприятные последствия для здоровья человека, что привело к заметному снижению выхода молока. Перемещение скота восстановило выход молока. Перемещение их обратно на исходное пастбище опять стало причиной развития проблемы, выявленной ранее.
В 2007 году проводилось исследование относительно того, какой вред для здоровья человека исходит от вышек сотовой связи. Ученные измеряли уровни сератонина и мелатонина в крови (важные гормоны, участвующие в обмене веществ, напрямую влияющие на настроение, регулирование сна и функции иммунной системы) как до, так и через пять месяцев после активации нового оборудования вблизи. Двадцать пять участников жили в 300 метрах от площадки. Существенные неблагоприятные изменения произошли в отношении обоих гормонов почти у всех участников.
На основании этого, можно утверждать, что данное оборудование оказывает весомый вред здоровью человека.
Могут ли сотовые башни вызывать рак?
Исследование, проведенное врачами из немецкого города Найла, контролировало 1000 жителей, проживавших в районе около двух станций сотовых телефонов на протяжении 10 лет.
В течение последних 5 лет исследования было обнаружено, что те, кто живет в 400 метрах от любой башни, имели недавно диагностированный рак в три раза чаще, чем те, кто жил дальше.
По мнению ученых, появление онкологических заболеваний имеет прямую связь с воздействием на организм радиоизлучения.
Список самых распространенных недугов включал:
- рак молочной железы (этот диагноз возглавил список);
- рак предстательной железы;
- новообразования поджелудочной железы;
- болезни кишечника;
- меланомы кожи;
- рак легких и крови.
К сожалению, немногие исследования специально сконцентрированы на изучение риска возникновения рака от сотовых телефонов. Это отсутствие исследований само по себе вызывает озабоченность, тем более что анекдотические доказательства многочисленны.
В случае, известном как «Towers of Doom», говорилось о том, что в пятиэтажном жилом доме в Лондоне были установлены два комплекта оборудования для поддержания сотовой связи (в 1994 году). В последующие годы жители жаловались на многие проблемы со здоровьем. Семь из них были диагностированы с раком. Показатель заболеваемости жителей верхнего этажа (ближайший к башне) был в 10 раз выше среднего по стране.
Всемирная организация здравоохранения признала, что радиочастотное излучение может вызвать рак.
Но следует помнить, что вред от такого оборудования наступает не сразу. Рак возникает только тогда, когда все средства защиты организма и механизмы восстановления были исчерпаны и перегружены.
За эти годы организм человека будет подвергаться воздействию излучения каждый день.
Симптоматика при возникновении проблем со здоровьем
Для некоторых людей краткосрочные эффекты от радиационного облучения клеток могут включать головные боли, нарушение сна, плохую память, умственное возбуждение, спутанность сознания, беспокойство, депрессия, нарушение аппетита и вялость.
Небольшая группа врачей из Бамберга, Германия, провела собственное исследование в 2005 году. Они обнаружили растущие уровни как незначительных, так и серьезных проблем со здоровьем у пациентов, подвергшихся воздействию более высоких уровней радиации.
Эти проблемы со здоровьем включали опухоли, диабет, нарушения сердечного ритма, воспалительные состояния, боли в суставах и конечностях, частые инфекции, головные боли, нарушения сна, депрессию и проблемы с памятью.
Американская академия экологической медицины сообщает, о том, что исследования показывают: «значительные вредные биологические эффекты возникают при нетепловом радиочастотном воздействии», и эти эффекты могут включать генетический ущерб, репродуктивные дефекты, рак, неврологическую дегенерацию и дисфункцию нервной системы, дисфункцию иммунной системы, когнитивные эффекты.
Этот перечень отрицательных изменений может дополняться другими симптомами и диагнозами.
Уровни радиоизлучения ячеек
Законный предел для уровня радиации от сотовой вышки — 1000 мкВт на квадратный сантиметр.
В других странах установлены лимиты до 1 микроватт на квадратный сантиметр. Швейцария, Италия, Китай и другие прекрасно справляются с лимитом в 10 микроватт на квадратный сантиметр. Почему такая огромная разница? Похоже, что некоторые правительства больше озабочены безопасностью EMF, чем другие. Правда в том, что никто не знает, какой уровень излучения от вышки окажется безопасным в долгосрочной перспективе.
Похоже, что нынешние ограничения EMF были подвержены влиянию экономических и политических мотивов, чем по соображениям безопасности и здоровья.
Уровни радиации с одного участка ячейки варьируются в зависимости от использования в разное время суток. Излучение от башни с одной ячейкой разная в разных направлениях. На радиацию влияет качество земли и экранирование и отражения от зданий. И, наконец, даже выбор строительного и отделочного материала дома влияет на его устойчивость к радиочастотному излучению.
Если ближайший сотовый участок находится на расстоянии более 400 метров, вероятно, он не причиняет вреда, хотя группы повышенного риска и чувствительные к электролиту люди должны быть более осторожными.
Чтобы минимизировать вредность, которая исходит от станций, следует обзавестись радиочастотным измерителем гаусса. Он предназначен для измерения электромагнитного излучения в диапазоне частот сотовых телефонов (СВЧ).
Нужно помнить о том, что в каждом доме есть комнаты, где излучение ЭМП выше или ниже, так же как некоторые части дома могут быть ярче или темнее из-за размещения окна.
Высокие уровни ЭДС являются лишь одним из факторов риска для организма. Если возможность снижения ЭМП ограничена, можно помочь организму другими способами, минимизировать воздействие других видов загрязнения в воздухе, воде и пище.
Хорошее питание, физические упражнения и хороший сон помогут организму восстановить радиационный ущерб.
Статья адресована руководителям эксплуатирующих организаций жилых и административных зданий, школ, колледжей, вузов, больниц, поликлиник, домов-интернатов, торгово-развлекательных центров, сооружений и линий метрополитена, бизнес-центров, подземных переходов, тоннелей, спортивных зданий и сооружений, бассейнов и аквапарков, многоэтажных гаражей, парковок автотранспорта, которые рассматривают вопрос о возможности размещения базовых станций сотовой связи (на коммерческой или некоммерческой основе) или уже имеют таких «электромагнитных» арендаторов.
«Аппарат абонента находится вне зоны действия сети...» Наверное, эти слова в трубке мобильного телефона слышали все, но кто задумывался о том, что это, собственно, означает? Вне зоны действия какой сети человек находится? Насколько безопасны базовые станции связи на городских зданиях?
Попробуем разобраться. Основные составляющие сотовой сети - это абонентские станции (мобильные телефоны, USB-модемы) и базовые станции (иногда репитерные станции или ретрансляторы). Сотовый телефон «прослушивает» эфир, отыскивает сигнал базовой станции и посылает ей свой идентификационный код. Мобильный телефон и базовая станция постоянно находятся в радиоконтакте. Если телефон выходит из зоны действия одной базовой станции, он налаживает связь с другой. Поговорим о влиянии стационарных, то есть базовых станций сотовой связи, тем более что их очень часто размещают на городских зданиях, в том числе таких, где люди живут или работают в течение всего дня.
Расширение сети - рост интенсивности электромагнитного поля?
Общая зона радиопокрытия делится на ячейки (соты). Сота определяется зоной радиопокрытия отдельной базовой станции. Соты частично перекрываются и образуют общую сеть. Сеть состоит из приемопередатчиков и коммутирующего оборудования. Именно оно определяет местоположение мобильного абонента и обеспечивает непрерывность связи при перемещении из одной соты в другую.
Коммерческое использование сотовой связи на территории России началось в 1991 году. Первые мобильные телефоны были тяжелыми, громоздкими и малофункциональными, сеть «дырявой», а тарифы с трубками очень дорогими. Прошло почти 20 лет, и люди, невзирая на экономический кризис, ни за что не откажутся от услуг мобильной связи. Тарифы и услуги сотовых операторов сегодня намного шире и доступнее в технологическом и экономическом плане, и сотовые телефоны, которые стали не просто дешевле и функциональнее, - привычный атрибут нашей жизни.
Москва, как крупнейший город и столица страны, - безусловный лидер по потреблению услуг сотовой связи в России. Для удовлетворения растущих потребностей абонентов операторы развивают и модернизируют свою сеть. Одна из главных задач при развитии сети и модернизации базовых станций - не навредить здоровью населения. При этом основной фактор, определяющий покрытие базовой станции и в то же время ее неблагоприятное воздействие на здоровье, - интенсивность электромагнитного поля.
Базовые станции и санитарно-защитные зоны
Базовая станция состоит из аппаратной, в которой размещается радиотехническое оборудование, фидерного тракта и антенн. Источниками электромагнитного поля на базовой станции служат радиопередающие антенны. Работа по экспертизе проектных материалов на размещение и модернизацию базовых станций осуществляется в соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 «Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи». При этом основное внимание уделяют расчетам санитарно-защитной зоны и зоны ограничения застройки. Обязательное требование - проведение суммарных расчетов с учетом существующего радиопередающего оборудования других операторов связи.
Здесь необходимо пояснить, что санитарно-защитная зона от антенн базовых станций определяется по ПДУ плотности потока энергии для населения (10 мкВт/см2) на высоте 2 м от уровня земли, а зона ограничения застройки - на высоте более 2 м от уровня земли. Антенны базовых станций устанавливают на отдельно стоящих башнях, мачтах, а также на существующих строениях на определенной высоте. Главное - разместить антенну так, чтобы соседние здания и свободная от строений территория не по¬падали в опасную зону. Размеры таких зон и зон ограничения застройки определяются при расчете с использованием утвержденных методик.
Как рассчитывают опасные зоны
Опасные зоны рассчитывают по действующему ПДУ для населения. Расчеты проводят как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Почему? Потому, что при расчетах опасных зон обязательно учитывают ширину диаграммы направленности антенны. Эту характеристику представляет разработчик или производитель антенн. У панельных антенн, применяемых на базовых станциях, ширина в горизонтальной плоскости довольно выраженная, а в вертикальной узкая. По форме опасную зону можно сравнить с плоским пирожком в направлении излучения антенны. За антенной интенсивность электромагнитного поля резко падает.
Без знания таких параметров как диапазон частот, подводимая к антенне мощность (определяется, исходя из типа оборудования, числа и мощности передатчиков, схемы их соединения, характеристики фидерного тракта и т.д.), тип антенны и ее характеристики, высота установки, азимут и угол места излучения рассчитать размеры опасных зон невозможно. Приблизительно, что называется на глаз, все названные параметры определить нельзя.
Базовую станцию проектируют таким образом, чтобы существующие здания были под зонами опасного излучения и не попадали в нее, то есть оставались вне зон ограничений станции. С учетом того, что базовые станции в условиях населенной местности размещают на существующих зданиях и сооружениях (в том числе на трубах, башнях, мачтах освещения и т.п.), возможности для организации санитарно-защитной зоны ограничены. При экспертизе особое внимание уделяют тому, чтобы проектируемые либо вводимые в эксплуатацию станции на высоте 2 м от уровня земли не создавали повышенные уровни электромагнитного поля для населения. В столице нет ни одной базовой станции с санитарно-защитной зоной.
Где можно строить базовые станции?
Жители очень часто спрашивают, на каком расстоянии от жилых зданий допускается строительство базовых станций. Такое расстояние санитарные правила не устанавливают, а станции допускается устанавливать на жилых и общественных зданиях при соблюдении ПДУ электромагнитного излучения в помещениях этих зданий и на прилегающей к ним территории. Таким образом, сам факт размещения базовых станций на жилых домах, школах, больницах, домах-интернатах, административных и других зданиях действующим санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам не противоречит.
Необходимо отметить, что, несмотря на использование передатчиков небольшой мощности, базовые станции сотовой связи все чаще становятся потенциально значимыми источниками электромагнитного поля в окружающей среде. Это связано со следующим:
. антенны устанавливают на небольшой высоте от поверхности земли;
. они имеют достаточно выраженный угол наклона оси излучения;
. изменяется существующая застройка (в результате реконструкции зданий, нового строительства вблизи имеющихся базовых станций).
Кроме того, практикуется размещение внутренних антенн (lndoor-станция либо lndoor-сектор станции) в торгово-развлекательных центрах, сооружениях и на линиях метрополитена, в бизнес-центрах, административных зданиях, подземных переходах, тоннелях, спортивных залах и сооружениях, высотных жилых домах, помещениях гаражей, парковок автотранспорта и т.д. При этом абонент получает возможность пользоваться услугами связи, где бы он ни находился. Задача операторов связи, органов и учреждений Роспотребнадзора в таком случае - обеспечить безопасное электромагнитное воздействие lndoor-антенн на население.
Контрольные измерения
Соответствие электромагнитного поля установленным ПДУ в помещениях зданий, на территории определяют при проведении контрольных измерений. Такие измерения проводят по окончании строительства или при модернизации станции, когда она уже может работать на излучение в полном объеме. Если какие-либо изменения в условиях и режиме эксплуатации станций отсутствуют, измерения проводят не реже одного раза в три года.
В случае выявления несоответствия уровней электромагнитного поля ПДУ владелец станции должен принять меры по разработке и проведению необходимых мероприятий. Общепризнанное и наиболее приемлемое из защитных мероприятий - рациональное размещение станций, что включает в себя и тип выбранных антенн, и их установку, и направление излучения. Снижение мощности передатчиков - это вынужденная мера при невозможности других решений. Из строительных материалов лучшими экранирующими свойствами обладает металл, особенно медь. Хорошим экраном можно считать и железобетонные конструкции, а также кирпичные стены.
Часто зоны с повышенными уровнями электромагнитного поля для населения определяются на кровлях зданий вблизи антенн станции. В таких ситуациях проведение работ на участках кровли вблизи антенн допускается при отключении соответствующих передатчиков станции. Оператор информирует арендодателя о наличии опасных зон и обозначает их предупредительными знаками.
По результатам санитарно-эпидемиологической экспертизы материалов расчетов владельцу станции выдается санэпидзаключение на размещение станции, а по результатам контрольных измерений - санэпидзаключение на ее эксплуатацию.
В статье использованы материалы статьи "Размещение базовых станций сотовой связи на крышах жилых, детских и медицинских зданий, в спортивных и торгово-развлекательных центрах и тоннелях"" журнала "СЭС" №9(97), 2010