Ar dar atsimenate, kaip atrodė pirmieji 2G (GSM) mobiliojo ryšio telefonai? Šie „plytomis“ vadinti įrenginiai vos tilpo į delną, o tikroji jų puošmena buvo iš korpuso styrančios (ar, vėliau, ištraukiamos) antenos.
„Tuometiniai telefonai visų pirma buvo kuriami kaip ryšio priemonės. Tai buvo radiotechniniai įrenginiai, o ne žaidimų konsolės ar minikompiuteriai, kaip yra dabar. Jie turėjo normalias antenas ir visi komponentai – pradedant baterija ir baigiant procesoriumi – visų pirma rūpinosi ryšiu. Apie vartotojo patogumus niekas per daug negalvojo. Dėl to ir ryšio parametrai tais laikais buvo gerokai lengviau pasiekiami. Užteko vos kelių stočių ir buvo galima užtikrinti ryšį visame Vilniuje“, – GSM ryšio pradžią Lietuvoje, 1995-uosius, prisimena „Telia“ Radijo tinklo planavimo vyresnysis inžinierius Mindaugas Grigas.
Nukirptos antenos ir naujas dažnis
Įrangai ir paslaugoms pingant, mobilusis ryšys tapo vis labiau prieinamas masėms. Telefonai pamažu traukėsi, o jų antenos buvo integruotos į korpusą – taip ir žmonėms patogiau, ir ragelis atrodo patraukliau. Bet, kaip sako M.Grigas, fizikos neapgausi: norint išsiųsti ir priimti energiją, reikia ploto, o būtent jį karpydami antenas ir sumažino gamintojai.
„Taigi ką turime: telefonai sumažėjo, antenos buvo paslėptos korpuse, o jį pokalbio metu užstoja delnas arba galva. Prarandame 3 decibelus (dB) ar daugiau, kas galios atžvilgiu yra 2 kartai ir daugiau. Jei praradome tiek galios, vadinasi, tinkle turime pastatyti dukart daugiau siųstuvų ir imtuvų“, – sako M.Grigas.
Maža to, išaugo reikalavimai patiems telefonams: jie jau turėjo veikti ne tik 900 MHz, bet ir 1800 MHz dažnių diapazone. Mat su žemesniu (taigi ir toliau sklindančiu bei geriau kliūtis įveikiančiu) 900 MHz dažniu operatoriai teritorijos padengimą užtikrino, bet ėmė stigti talpos – prie vienos stoties galinčių prisijungti įrenginių skaičius yra ribotas. Šią problemą ir sprendė 1800 MHz dažnis, padėjęs sutankinti tinklą, ypač miestų centruose.
3G telefonų ryšys – iki 6 kartų prastesnis
Dar sudėtingesnė situacija tapo prasidėjus 3G ryšio erai – Lietuvoje tai įvyko 2006-aisiais. Kaip paaiškina M. Grigas, radistiniu požiūriu tame pačiame telefono korpuse jau veikė du įrenginiai, kurie palaikė dar daugiau dažnių ir turėjo nuolat dirbti su abiem tinklais vienu metu.
Kadangi visa tai maitino vienas ir tas pats akumuliatorius, atsirado poreikis taupyti energiją, todėl gamintojai dar ir nusprendė sumažinti telefono siųstuvų galią.
„Vertinant iš radijo ryšio perspektyvos, tai buvo išties reikšmingas apkarpymas. Anuomet „Telia Company“ atlikti 3G telefonų ir senųjų GSM ragelių palyginimai parodė, kad naujos kartos telefonų ryšio degradacija siekė 6–8 dB, arba, vertinant iš tinklo perspektyvos, 4–6 kartus“, – teigia M.Grigas.
Reikalauja daugiau, o duoda mažiau
Ir, pagaliau, išmanieji telefonai: jau vien visą priekinę korpuso dalį apimantis liečiamasis ekranas, kuris raiška gali varžytis su televizoriais, tapo tikru energijos rijiku, mat jį reikia nuolat apšviesti. O kur dar galingi procesoriai, „Wi-Fi“, „Bluetooth“, NFC, GPS ir kitos technologijos, fone nuolat veikiančios programėlės – visam tam reikia ne tik vietos korpuse, bet ir energijos, kurios ištekliai itin riboti.
Maža to, prie 2G ir 3G technologijų prisijungė dar viena – 4G LTE, kuriai vien Lietuvoje naudojami keturi skirtingi dažnių ruožai – 800 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz ir 2600 MHz. Taigi šiuolaikiniai išmanieji nuolat Lietuvoje „kalbasi“ jau su trimis tinklais, 8 skirtingais dažniais.
Siekiant padidinti interneto spartą, telefonai gali apjungti kelis skirtingus dažnius ir vienu metu visais jais gauti bei siųsti duomenis. Pavyzdžiui, „Telia“ tinkle vienu metu įmanoma naudotis keturiais dažniais. Dar daugiau: duomenis skirtingais dažniais galima gauti ir siųsti dviem arba keturiais lygiagrečiais srautais.
„Vienu metu užtikrinti antenų, siųstuvų ir kitos įrangos darbą keturiais skirtingais dažniais, iki 20 srautų, visa tai maitinant iš tos pačios baterijos, yra ypač sudėtinga. Ir nors radijo daliai skirtų užduočių daugėja kartais, jai skirta vieta ir energijos ištekliai mažėja. Tai reiškia dar daugiau darbo operatoriams. Jei anksčiau kokybiškam ryšiui užtikrinti pakako stočių kas maždaug 3 km, tai šiandien miestuose stotys išdėstytos maždaug kas 500 metrų“, – pastebi M. Grigas.
Stotys bus it „Wi-Fi“ stotelės
Inžinieriaus teigimu, jei su šiuolaikiniu išmaniuoju grįžtumėte į 2000-uosius, ryšio tektų ieškoti aukštai iškėlus telefoną ir net didmiesčiuose būtų apstu vietų, kur nepavyktų paskambinti arba ryšys trūkinėtų. O kol jūs bandytumėte pagauti bent vieną padalą, greta atsistojęs žmogus su „plyta“ galėtų kuo lengviausiai skambinti.
Ryšio atžvilgiu ne ką geresni ir šiuolaikiniai mygtukiniai telefonai – juose naudojamos panašios antenos ir kiti radijo dalies komponentai, kaip išmaniuosiuose.
Ir ateityje tendencija išliks tokia pati. „Jau kalbama apie 5G ryšį, kurio talpą užtikrinančios bazinės stotys bus mažesnės galios, mažesnių išmatavimų, panašesnės į namų „Wi-Fi“ stoteles. Todėl jų ir reikės daugiau – nebe kas 500 metrų, bet kas 100 metrų. Tuo metu telefonų gamintojai jau dabar sprendžia iššūkius, kaip į tą patį įrenginį sutalpinti dar daugiau dažnių, spartesnį procesorių ir visa tai aprūpinti elektros energija, kad nenukentėtų baterijos tarnavimo laikas“, – sako „Telia“ ekspertas.
