Kako tisuće radio valova dijele isti zrak bez međusobnog ometanja?

Svakog trenutka oko nas lete stotine tisuća radio signala: jedni nose glazbu, drugi razgovore, treći podatke s interneta. Iako svi putuju istim zrakoprostorom, rijetko kada se međusobno ometaju. Kako je moguće da FM radio iz automobila, Wi-Fi iz stana i poziv s mobitela ne stvaraju kaos u eteru?

Što je to radio-spektar i tko ga dijeli?

Radio-spektar je jedan veliki „komad“ elektromagnetskog pojasa koji se proteže od nekoliko kilohertza pa sve do stotina gigaherca. Države ga dijele na manje odsječke i dodjeljuju ih različitim svrhama: pomorska komunikacija, civilna avijacija, policija, radio-difuzija, mobilni operateri, sateliti… Svaki odsječak ima svoje ime: kratki valovi, VHF, UHF, mikrovalovi itd. Važna je i širina kanala. Na primjer, jedna FM-radio stanica zahtijeva oko 200 kHz, dok 5G bazna stanica može zauzeti i 100 MHz. Regulatorna tijela (u Hrvatskoj to je HAKOM) brinu da se susjedni kanali ne preklapaju i da operateri poštuju unaprijed dogovorene granice.

Tri ključne tehnike koje sprječavaju gužvu

Da bi se istovremeno moglo emitirati više signala, inženjeri koriste sljedeće tehnike:

1. Frekvencijska podjela – svakom korisniku se dodijeli vlastiti dio spektra. Primjerice, Radio Zagreb 1 radi na 96,6 MHz, a Radio Dalmacija na 96,9 MHz. Razlika od 300 kHz dovoljna je da prijamnik „zakači“ samo željeni signal.
2. Modulacija i kodiranje – informacije se „utiskuju“ u nositeljski val na različite načine: promjenom amplitude (AM), frekvencije (FM) ili faze (PSK, QAM). Digitalne tehnike poput OFDM-a dijele podatke na mnogo uskih podnositelja, pa čak i ako se neki dio pokvari, ostatak ostaje čitljiv.
3. Prostorna ponovna uporaba – istu frekvenciju smiju koristiti i dvije stanice ako su dovoljno udaljene ili imaju usmjerene antene. To je razlog zašto se isti FM-program može čuti na 88,0 MHz u Zagrebu i na 88,0 MHz u Rijeci, ali ne i između.

Digitalno doba: kada kodovi zamjenjuju frekvencije

Kod klasičnog analognog radija svaka stanica ima svoju jedinstvenu frekvenciju. U digitalnom svijetu stvari su drugačije. Tehnologija CDMA svakom korisniku dodijeli jedinstveni šifrirani kod; svi signali prelaze istim frekvencijskim kanalom, a mobitel „sluša“ samo onaj koji ima pravi ključ. Kod LTE-a i 5G-a koristi se OFDMA: bazna stanica određuje tko će i kada slati, pa se sudari gotovo pa nikad ne događaju. Još jedna prednost digitalnog načina je mogućnost kompresije. Dok analogna televizija za jedan program troši 8 MHz, digitalna DVB-T2 služba u istom pojasu stane četiri ili pet programa visoke razlučivosti.

Što se dogodi kad ipak dođe do smetnji?

Ponekad se signali ipak „sudare“. U kućanstvu to primijetite kada Bluetooth slušalice zapuckaju odmah nakon što uključite mikrovalnu pećnicu. Rješenje je ili prebaciti uređaj na drugi kanal ili povećati udaljenost. Na razini mobilne mreže operateri koriste alate za dinamičko upravljanje spektrom: ako jedna bazna stanica postane preopterećena, dio korisnika se preusmjeri na susjednu baznu stanicu ili na drugi frekvencijski sloj.

Često postavljana pitanja (FAQ)

• Zašto se moj Wi-Fi uspori kad netko kuha u mikrovalnoj pećnici? Mikrovalne pećnice rade na frekvenciji od 2,4 GHz, koja je ista ili vrlo bliska frekvenciji koju koriste mnogi Wi-Fi usmjerivači. To može uzrokovati smetnje.
• Mogu li dva mobitela na istoj frekvenciji razgovarati bez smetnji? Da, zahvaljujući naprednim digitalnim tehnikama poput CDMA i OFDMA, više korisnika može koristiti isti frekvencijski pojas