ChatGPT, правда ли что дальность современных смартов ограничена не мощностью, а тем что те длины волн которые исползуются распространяются прямолинейно, не огибают препятсвия и сильно поглащаются строениями и рельефом местности?ChatGPT сказал:
Да, в общем вы описали суть верно, но есть нюансы, которые меняют картину. Давайте разберём по пунктам.
1. Чем реально ограничена дальность связи смартфона
Мощность передачи у смартфонов действительно невысокая — обычно 100–250 мВт (20–24 дБм). Это в сотни раз меньше, чем у мощных радиостанций.
Но в городских условиях дальность ограничивает не только мощность, а:
Частота сигнала — диапазоны 700 МГц–3,5 ГГц (4G/5G) плохо огибают препятствия, особенно на верхних частотах.
Поглощение и отражение — бетон, металл, вода, листья сильно ослабляют сигнал.
Формат модуляции — чем выше скорость передачи (ширина канала, сложность модуляции), тем выше требования к уровню сигнала.
Чувствительность приёмника на вышке и в телефоне — тоже предел.
2. Что было бы в «идеальном вакууме» (без атмосферы и препятствий)
В чистом вакууме радиоволны в диапазоне LTE/5G распространяются прямолинейно и затухают только по закону обратного квадрата расстояния (FSPL — Free Space Path Loss).
На частоте 900 МГц при мощности смартфона 200 мВт и чувствительности базовой станции около −100 дБм, чисто теоретическая дальность может быть десятки и даже сотни километров.
На более высоких частотах (2,6 ГГц) дальность упадёт, но всё равно может быть десятки км.
💡 Пример расчёта:
Мощность телефона: 23 дБм (200 мВт)
Чувствительность приёмника вышки: −100 дБм
Потери в свободном пространстве при 900 МГц:
Формула FSPL = 32,44 + 20 log₁₀(d, км) + 20 log₁₀(f, МГц)
Подставляя числа, получаем, что сигнал падает до уровня чувствительности примерно на 70–100 км.
Это симметричная оценка — при условии, что и от вышки до телефона сигнал доходит так же.
3. Почему в реальности всё меньше
Атмосфера вносит рассеяние и поглощение (особенно выше 10 ГГц, где работает Starlink).
Рельеф, здания, деревья создают «радиотень» — сигнал не идёт прямой линией.
Мобильные сети изначально проектируются под дальность 1–5 км в городе и до 30 км в сельской местности — чтобы уменьшить взаимные помехи.
📌 Вывод
Да, в вакууме без препятствий дальность была бы ограничена в основном мощностью и частотой, и могла бы быть в десятки–сотни километров, особенно на низких частотах LTE.
В реальной жизни «главный враг» — не только мощность, но и поглощение/затенение сигналов и частотный диапазон, который плохо огибает преграды.
Если хотите, я могу прямо сейчас рассчитать теоретическую максимальную дальность LTE-сигнала от смартфона для разных частот в вакууме и в воздухе — получится наглядная таблица.
ChatGPT, Как же тогда работает связь старлинк со спутником с телефонa?ChatGPT сказал:
Тут главный фокус в том, что Starlink под Direct to Cell использует те же частоты LTE, что и наземные вышки, но в паре «смартфон ↔ спутник» делается несколько хитростей, чтобы обойти ограничения, которые мешают телефону напрямую «дотянуться» до орбиты.
1. Высота и расстояние
Спутники Starlink летают на низкой околоземной орбите (LEO) — примерно 550 км.
Это в десятки раз ближе, чем геостационарные спутники (~36 000 км), поэтому потери сигнала в свободном пространстве (FSPL) гораздо меньше.
В вакууме на 900 МГц при 550 км FSPL ≈ 148 дБ. Это всё ещё много, но уже в пределах «дотягиваемости» для LTE при хорошей чувствительности.
2. Приёмная антенна спутника
В спутниках огромные фазированные антенные решётки с высоким коэффициентом усиления (до 30–40 дБ) — это как сверхчувствительное «ухо».
Усиление компенсирует малую мощность телефона (200 мВт).
3. Узкий луч и слежение
Антенны Starlink формируют узкий направленный луч на зону обслуживания.
Это снижает помехи от других телефонов и повышает отношение сигнал/шум.
4. Низкие частоты LTE
Для Direct to Cell выбирают частотные диапазоны ~700–900 МГц (Band 2, 4, 5, 12, 13, 17 и др.).
Они меньше затухают в атмосфере и позволяют телефону «дотянуться» дальше, чем 2–3 ГГц.
5. Ограниченная скорость и формат
Первые сервисы — только текстовые сообщения (низкая скорость, узкая полоса канала).
Это значит, что система может работать даже при очень слабом сигнале.
Голос и интернет появятся позже, когда допилят протоколы и увеличат мощность/количество спутников.
6. Двухсторонняя балансировка мощности
Хотя телефон слабый, спутник может передавать очень мощный сигнал вниз (десятки ватт эффективной излучаемой мощности с учётом усиления антенны).
Вверх идёт слабый сигнал телефона, но его компенсируют огромная антенна и чувствительный приёмник на спутнике.
📌 Коротко:
Starlink Direct to Cell работает потому, что:
Спутник близко (550 км, а не 36 000).
Огромная и очень чувствительная приёмная антенна.
Узконаправленные лучи.
Частоты с меньшим затуханием.
Ограничение скорости для работы на слабом сигнале.
Вывод: ничего удивительного — весь секрет в чувствительности антенн спутников, которая намного выше, чем у базовых станций на земле. Но всё же, учитывая мощности, с которыми современные антенны могут передавать сигналы на «Вояджеры» и принимать их обратно, можно было бы наивно предположить, что, если судить по опыту связи смартфона с обычной базовой станцией на расстоянии максимум 10 км, не хватило бы ни всей энергии Земли, ни антенны размером с Луну для такой связи.
Это сообщение отредактировал kurtosis - 13.08.2025 - 10:16
yaplakal.com