Система усиления сигнала GSM — это комплекс оборудования, предназначенный для усиления сигнала сотовой связи оператора и локального расширения ее зоны покрытия, включающий в себя репитер (повторитель и усилитель сигнала), комплект антенн, кабельную систему и дополнительное оборудование, применяется для:

• получения стабильной связи в местах со слабым приёмом (например в за городом, местности со сложным рельефом);
• распространения покрытия сотовой связи на помещения или территории экранированные от сотовой связи рельефом местности или строительными конструкциями (метро, нижние уровени торговых центров, подземные гаражи);
• снижение уровня излучения абонентских телефонных аппаратов, что уменьшает их негативное влияние на здоровье, повышает длительность работы без подзарядки и снижает наводки на другие радиоэлектронные системы (последнее обстоятельство является основной причиной применения репитеров GSM в пассажирских самолётах).

Когда возникает потребность в монтаже системы GSM усиления, наравне с целесообразностью встает вопрос о ее безопасности для здоровья человека. Многие люди опасаются, что это источник дополнительного электромагнитного облучения. Страхи эти вполне понятны, но причина опасности для здоровья кроется совершенно в другом и система усиления GSM снижает эти риски, а не повышает. Но, обо всем по-порядку: 

Сотовый телефон — устройство, несущее потенциальную опасность для здоровья, это известный и научно обоснованный факт. Причины вредного воздействия кроются в его конструкции и принципе работы. По своей сути, это малогаборитные радиостанции, излучающие электромагнитные волны, способные воздействовать на любые материалы, в том числе на органику (то есть, в том числе, на тело человека). Медицина давно изучает воздействие электромагнитных волн, особенно высокачастотных, на тело человека, выявлены многие закономерности и особенности, например известно, что:

• электромагнитное излучение частотой выше 1 МГц разогревает ткани организма (эффект микроволновой печи). Зависимость строится от мощности облучения, вида тканей, времени и частоты воздействия. Перегрев тканей может повлечь за собой разрушение белков в клетках, последствия могут носить неожиданный и непредсказуемый характер, например клетки могут превращаться в раковые, возможно возникновение доброкачественных опухолей, отмирание поврежденных клеток. Конечно, ткани человеческого организма имеют собственную терморегуляцию и до определенной планки их можно греть, но вопрос и стоит в величине этой планки, то есть для разных клеток организма эта планка будет своя. Поэтому последствия и носят непредсказуемый и вероятностный характер, но то, что перегрев вреден для организма, это факт.
• электромагнитные поля воздействуют на нервную систему, путем нарушения проницаемости клеточных мембран для ионов кальция, это приводит к нарушению в функционировании нервной системы. Во время экспериментов, подопытные животные становились нервными, легко возбудимыми и агрессивными. Человеческая нервная система реагирует аналогичным образом. Германские ученые продемонстрировали, что электромагнитное излучение у людей вызывает депрессию, взрывы в настроении, гиперактивность, резкие смены настроения. Реакция организма может быть непредсказуема и в разные моменты жизни человека быть разной.
• электромагнитное излучение с SAR от 0,3 до 2 ватт/кг повреждает ДНК (исследования велись более 4-х лет). — Контраргументы утверждают, что это объективно только для лабораторных опытов, а в жизни все обстоит иначе;
• частые и продолжительные разговоры по мобильному телефону приводят к усталости, раздражительности, головокружению, бессоннице, тошноте, раздражению кожи, нарушениям половых функций у мужчин и женщин, к раку и др. Европейские врачи уверены, что каждый 15 случай таких заболеваний — это следствие мобильной телефонии;

Электромагнитное излучение исходит не только от телефона, но и от приемопередающей сигнал антенны (фар-фазированная антенная решетка), но его уровень низок (например излучение от экрана монитора или телевизора будет значительно выше). Наибольшая мощность излучения (и следовательно опасности) исходит от телефона во время сеанса связи, а особенно во время установки связи. Именно в этот момент телефон расходует свои ресурсы максимально, так как должен обеспечить бесперебойное соединение с наилучшими характеристиками.  

Исключить риски, можно только отказавшись от использования сотовой связи в принципе, а это невозможно, следовательно нужно минимизировать риски соблюдая профилактические меры обеспечения собственной безопасности. Разговоры о законодательном снижении «вредного излучения» телефонов, скорее всего бесплодны, так как рынок сбыта отрасли велик, спрос и прибыли продавцов и производителей растут, и предпосылок для изменения ситуации фактически нет. Тем временем исследования, споры и обсуждения о степени вреда сотовых телефонов не утихают, проводятся новые исследования, выявляются новые факты, на них сразу находятся контраргументы и т.д. Чему верить, а чему нет решать только пользователю телефона, мы же считаем необходимым донести информацию, а как ей распорядиться решать Вам.

В настоящее время в Москве и других крупных городах идет тенденция к замене оборудования для частоты 900МГц на 1800 МГЦ, это обусловлено высокой загруженностью частотного диапазона (диапазон 900МГц и на всех его не хватает). Частота 1800 МГц вредней для организма и для передачи сигнала на расстояние аналогичное 900 МГц требуется более мощное оборудование, либо больше количество приемопередающих вышек с меньшей мощностью. 

Согласно существующим в России временным допустимым уровням электромагнитных излучений плотность потока (ПП) на пользователей мобильных телефонов не должна превышать 100 мкВт/см2, в природных условиях значение плотности потока высокочастотного излучения исчезающе мало и составляет лишь 0,1 нВт/см2.

Источник	ПП. мкВт/см2	Эффект	Мобильный телефон*	БС**	Превышение (раз)
Резонанс Шумана	0,0000001	Воздействие на мозг	25 км	900 км	—
Естественный электромагнитный фон	0,000001	—	2500 м	90 км	10
Техногенноизмененный фон (среднее значение)	0,01	Изменение уровня мелатонина в мозгу человека, изменение электроэнцефалограммы, обратимые повреждения ДНК	25 м	900 м	100000
Нормируемое значение ПП от радиотелефонов	2	Способен вызывать лейкоз у детей	5 м	180 м	20000000
Нормируемое значение ПП от базовых станций (БС) сотовой связи	10	Необратимые повреждения ДНК	0,8 м	30 м	100000000
Нормируемое значение ПП от сотовых телефонов	100	В течение 2 минут изменяет проницаемость гемато-энцефалического барьера	25 см	9 м	1000000000
Термический эффект	10000	Неконтролируемая гибель клеток	0,25 см	9 см	100000000000
*В графе указаны расстояния, на которых формируется указанное значение ПП от работающего сотового телефона
**В графе указаны расстояния, на которых формируется указанное значение ПП от работающей базовой станции

Таким образом можно сделать вывод, что наибольшую опасность для здоровья человека представляет непосредственно сотовый телефон, при этом:

• максимальный уровень волнового воздействия происходит в момент установления связи и во время разговора (это наглядно видно и слышно по акустическим помехам, при поступлении звонка на мобильный);
• мобильный телефон адаптивно меняет мощность излучения в зависимости от условий приема:
  • при плохом уровне сигнала оператора мощность передатчика телефона повышается до максимума (в городе до 0,6Вта, в области до 2Вт)
  • при хорошем снижается до минимума (0,01 Вт при полной шкале) это можно заметить по скорости расходования аккумулятора
• уровень электромагнитного излучения, а соответственно и вредного воздействия на организм человека, напрямую зависит от качества сигнала, чем выше сигнал, тем меньше электромагнитное излучение и наоборот.

Следовательно, система усиления сигнала GSM позволяет минимизировать риски вредного воздействия мобильного телефона на организм человека, при этом:

• излучаемая мощность репитера не большая, всего 0,1 Вт, как у базы обычного квартирного радиотелефона, при этом она делится на несколько антенн (25 мВт на антенну), находящихся на расстоянии от 2-10 м. от абонента;
• плотность электромагнитного потока от телефона убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, таким образом излучаемая мощность антенны ретранслятора ничтожно мала
• при обеспечении ретранслятором хорошего сигнала от базовой станции, мобильный телефон будет работать на минимуме мощности в 0,01 Вт на расстоянии 2-3 см. от головы пользователя, что максимально минимизирует риски вредного воздействия на организм электромагнитного излучения

Правильно подобранная и установленная систем усиления сигнала GSM в помещении с плохим уровнем сигнала снижает мощность излучения от мобильного телефона в 60(!) раз, а плотность электромагнитного потока в 5,5 раз. Следовательно, данная система позволяет:

1. Повысить качество и уровень сигнала сети оператора мобильной связи, тем самым обеспечить качественный и стабильный режим работы мобильного телефона;
2. Минимизировать риски, наносимые здоровью человека в процессе применения мобильного телефона;
3. Оптимизировать энергопотребление и расход аккумулятора мобильного телефона (за счет высокого качества сигнала телефон не тратит дополнительную мощность на поиск и поддержание сети);

Оборудование системы усиления GSM и принцип его работы:

• Антенна внешняя — устройство, предназначенное для установки канала связи между  антенной вышки связи (приемопередача сигнала) и репитером, а так же усиления сигнала.
• Антенна внутренняя — устройство, предназначенное для установки канала связи между телефоном абонента и репитером.
• Репитер GSM  — основа системы, повторитель и усилитель сигналов сотовой связи, предназначенный для локального расширения её зоны покрытия. Представляет собой сложное активное радиоэлектронное устройство, функционирующие в комплекте с антеннами и радиочастотными кабелями. Репитеры GSM самостоятельно применяются пользователями сотовой сети и их применение не требует участия или согласований операторов сотовой связи. Обычно репитеры рассчитаны только на один диапазон связи, например GSM-900, GSM-1800 или CDMA.
• Дополнительное оборудование (мачта, кронштейны, делители мощности, разъемы, кабель, гофротруба) — количество меняется в зависимости от индивидуальных параметров системы.

Принцип работы системы:

1. репитер, связывает внешнюю и внутреннюю антенны системы, одновременно усиливает и корректирует форму сигнала;
2. внешняя антенна принимает сигналы вышки сотовой связи оператора, усиливает его и передает репитеру, который их обрабатывает и передаёт в усиленном виде на внутреннюю антенну;
3. внутренняя антенна передаёт их на телефонный аппарат абонента;
4. ответный сигнал аппарата абонента принимается внутренней антенной, усиливается репитером и передаётся внешней антенной к базовой станции.

 

Для правильного функционирования системы необходимо наличие хорошей электромагнитной развязки между внешней и внутренней антеннами, для того что бы не возник эффект самовозбуждения, когда сигнал от внутренней антенны улавливается внешней антенной, усиливается и вновь подаётся на внутреннюю, циркулируя таким образом по кругу. Эффект аналогичен свисту в колонках при их близком расположении к микрофону и приводит к глушению сигналов сотовой связи для всех рядом расположенных абонентов. Развязка между антеннами обеспечивается путём разнесения их на значительное расстояние, экранированием строительными конструкциями, применением направленных антенн и направлением их в разные стороны. Кроме репитеров некоторое распространение получили более совершенные устройства — Ретрансляторы GSM, в них приём и передача на антеннах производятся на разных частотных каналах, что исключает возможность возникновения самовозбуждения. Большинство современных репитеров сигнала GSM несмотря на свою простоту и надежность оснащены системой защиты от самовозбуждения. Некоторые простые модели сообщают индикацией о необходимости разноса антенн, другие — блокируют работу устройства на временные промежутки и включаются автоматически через заданные интервалы.

При выборе оборудования системы усиления GSM необходимо учитывать не только индивидуальные параемтры объекта (месторасположение, прилегающая инфраструктура, рельеф местности и др.), но и частоту сети оператора сотовой связи, для 900 МГц и 1800 МГц, требуется разное оборудование системы усиления. Для этого производятся соответствующие измерения. Кроме того, необходимо расчитать правильно мощность и характеристики оборудования системы. Для этого производятся специальные измерения уровня сигнала в местах планируемого монтажа внешней и внутренней антенны. Правильно спроектировать систему и подобрать нужное оборудование не так-то просто, поэтому лучше обращаться к профессионалам, если Вы не обладаете специализированными знаниями и навыками.

С ориентировочной стоимостью оборудования и монтажа системы для частного дома, можно ознакомиться в Типовых решениях проекта «Котедж»