К хорошему быстро привыкаешь. Связь доступна дома, в машине, в метро. Ее хватает не только для звонков: можно легко позволить себе смотреть потоковое видео из интернета. Но иногда сигнал внезапно пропадает. И не только в глухом лесу, где этого можно ожидать, но и в совсем неожиданных местах: на даче, на базе отдыха, в родной квартире.
Разбираемся, почему и где теряется сотовая связь.

Ландшафт и погодные явления

У сотового покрытия есть границы — человечество пока не обеспечило мобильной связью каждый квадратный километр планеты. Первым делом стоить посмотреть на карту покрытия вашего оператора. Такие карты строятся не вручную, а с помощью алгоритмов, учитывающих распределение БС, их высоту над уровнем земли, направленность антенн и ряд других факторов. Поэтому ситуация «на месте» может отличаться от ожидаемой, и в первую очередь это относится к зонам «возможного покрытия». Например, в горной местности покрытие неизбежно будет неоднородным в силу особенностей рельефа. На равнинной территории всё проще, но и тут есть свои нюансы.

В городах самой распространенной причиной ухудшения или пропадания сигнала сотовой связи является сложная застройка. Операторы стараются размещать базовые станции (БС) так, чтобы покрытие было максимально ровным, но многочисленные строения все равно часто создают зоны неуверенного приёма. Не всегда спасает даже установка фемтосот. Еще радиоволны сотовой связи «не любят» железобетонные строения с большим количеством арматуры в несущих конструкциях.

Если неожиданно пропал сигнал, это может быть следствием проблемы с ближайшей БС. Например, станция вышла из строя, отключена на время ремонта, антенны повреждены упавшим деревом или упал сам столб с БС.

Скоро зима, а длительные сильные снегопады — ещё одна из причин нарушений работы сотовой связи. Они могут выводить из строя линии электропередач, питающие базовые станции. Кроме того, любые обильные осадки поглощают и рассеивают радиоволны. Это особенно заметно в диапазонах 2 ГГц и более, что связано с частотой резонансного поглощения воды на уровне 2450 МГц. Поэтому в зависимости от сезона уровень сигнала в одном и том же месте будет разным. Правда, это справедливо только для спутниковых систем связи. В реальности линейная зависимость между коэффициентом поглощения в атмосфере и интенсивностью дождя существует лишь для всего диапазона сантиметровых и миллиметровых волн. Радиоволны дециметрового диапазона практически не испытывают молекулярного поглощения в дождь и снег. Проливной дождь ослабляет wi-fi сигналы диапазона 2,4 ГГц с интенсивностью до 0,05 дБ/км, густой туман вносит ослабление 0,02 дБ/км, а лес (густая листва, ветви) — до 0,5 дБ/метр. В диапазоне 5,6 ГГц затухание имеет значение от 0,5 дБ/км.

Рядом с водой при прочих равных сигнал будет лучше, чем на суше (нет естественных препятствий). Впрочем, и здесь есть свои сложности. Из-за многочисленных отражений от водной глади возможно попадание в зоны Френеля, по-разному влияющих на сигнал. Зоны Френеля – это чередующиеся в пространстве максимумы и минимумы радиосигнала в точке его приема, которые возникают из-за интерференции радиосигнала.



Отраженный сигнал всегда присутствует и значительно слабее основного, но пренебречь им нельзя. Пути, по которому идут сигналы, отличаются друг от друга, и из-за этого сигналы придут в точку приема с разными фазами. Если их фазы будут отличаться на определенное значение, то сигналы взаимно ослабят друг друга. Бывают случаи, когда в зависимости от расположения передающей антенны и параметров местности интерференция вызывала отличия сигнала на десятки дБ.

Как заметили в этой статье, радиус зоны Френеля для радиотрассы или минимальный просвет до препятствия рассчитывается по формуле: h = ?v[1/3*D* ?*X/D*(1 — X/D)], где h — величина «просвета», D — длина трассы, ? — длина рабочей радиоволны, Х — расстояние до точки препятствия. Можно не считать руками, а при помощи специальных калькуляторов рассчитать радиус зоны Френеля в самой широкой его части, радиус покрытия и необходимый наклон антенны базовой станции.

Капризы светила

Вспышки на Солнце тоже влияют на связь: возмущения магнитосферы Земли, возникающие при взаимодействии несущихся от Солнца заряженных частиц с магнитным полем планеты, могут вызвать сбой.

В Bell Labs посчитали, что около трёх недель в году (в сумме) Солнце настолько активно, что может вносить помехи в работу коммуникационного оборудования. Вспышки влияют на коротковолновой диапазон, а также на спутники связи, вызывая перебои в телефонных сетях, передаче телевизионного и радиосигналов.

Солнце влияет и на системы энергоснабжения, от которых, без преувеличения, зависит всё. Когда Земли достигают продукты выбросов Солнца, это провоцирует появление индуцированных токов в ЛЭП и между контурами заземления трансформаторов. В результате возможны перегрузки и веерные выходы энергосистем из строя. К счастью, мощные солнечные бури случаются нечасто.

В 1859 году «Солнечный супершторм» (мощнейшая за всю историю наблюдений геомагнитная буря) вызвал отказ телеграфных систем по всему миру. Северные сияния наблюдались повсюду, даже над Карибами. Над Скалистыми горами сияние было настолько ярким, что свечение разбудило золотоискателей. Согласно результатам исследования образцов льда, взятых в Антарктике, бури подобной интенсивности повторяются в среднем раз в 500 лет.

Менее мощные бури, все еще способные повлиять на системы связи, случаются гораздо чаще: они происходили в 1921, 1960 и 1989 годах, когда отмечались массовые сбои радиосвязи. В 1989 году небольшая солнечная буря парализовала электрические сети в канадской провинции Квебек.

Даже если питание базовых станций отключается, они ещё несколько часов работают от встроенных аккумуляторов. Часто этого бывает достаточно, чтобы восстановить электроснабжение.

На страже Родины

Всем известна проблема с 3G и 4G в Московской области. Еще пять лет назад зона покрытия всех основных операторов в Московской области выглядела следующим образом (источник):



В центре этой «пустынной» территории находился командный пункт СПРН (спутниковой системы предупреждения о ракетном нападении). Долгое время наличие военного стратегического объекта в этом районе мешало операторам связи. В итоге удалось договориться о полосе разрешенных для использования частот, но в России все еще есть много других военных частей, стратегических объектов, секретных командных пунктов, военных аэропортов и других мест, вблизи которых смартфон может принимать из рук вон плохо.

Техногенные помехи

Иногда связь может пропасть или сильно ухудшиться на «ровном месте». Причиной бывают объекты, обладающие собственным электромагнитным полем высокой напряжённости. Например, ЛЭП. Не просто так СанПиН регламентируют зоны вдоль линий электропередачи, в пределах которых запрещено жилое строительство. Мощность и размер электромагнитных полей на этой территории такие, что в домах, стоящих на границе допустимой зоны, даже отключённая от сети проводка может чувствительно бить током при касании.

В любом случае, если со связью «что-то не так» в первую очередь стоит обратиться с вопросом к оператору связи. Чаще всего технические специалисты уже знают причину, а если нет – «докопаются» до нее.

Желаем всем связи без сбоев!