Le stazioni radio base (SRB) sono gli impianti della telefonia mobile che ricevono e ritrasmettono i segnali dei telefoni cellulari, consentendone il funzionamento.
La propagazione di questi segnali avviene in bande di frequenza diverse, tra i 900 e i 2100 MHz, a seconda del sistema tecnologico utilizzato:
GSM, DCS, UMTS e LTE | Sistemi Punto-Multi punto | Televisione digitale palmare (DVB-H) | Sistemi Wi-Fi | Sistemi Wi-Max
Una caratteristica fondamentale delle trasmissioni per telefonia cellulare, diversamente da quelle per la diffusione radiotelevisiva, è la bi-direzionalità delle comunicazioni che avvengono tra la rete radiomobile costituita dalle SRB installate in una determinata area ed i terminali mobili (telefoni cellulari) degli utenti.
Gli operatori telefonici (gestori) attualmente sul mercato per il traffico pubblico sono quattro: Telecom Italia, Vodafone, Wind e H3G. I primi due offrono servizi con tecnologia GSM (900 MHz), DCS (1800 MHz), UMTS (2000 MHz) e LTE (800 – 1800 – 2600 MHz); L´operatore Wind offre servizi con tecnologia GSM (900 Mhz), DCS (1800 MHz), UMTS (2000 MHz) e LTE (800 – 2600 MHz). L´operatore H3G è esclusivamente dedito al servizio cellulare di terza generazione UMTS e LTE (1800 – 2600 MHz).
Le SRB sono distribuite sul territorio in maniera capillare in funzione della densità di popolazione, essendo prevalentemente concentrate nelle aree urbane densamente abitate. A seconda del numero di utenti serviti, le SRB sono distanziate tra loro di poche centinaia di metri nelle grandi città fino a diversi chilometri nelle aree rurali.
Ogni SRB è in grado di servire una porzione di territorio limitata, detta “cella”, le cui dimensioni dipendono dalla densità degli utenti da servire nell´area, dall´altezza delle installazioni, dalla potenza impiegata e dalla tipologia dell´antenna utilizzata (come da figure).
Le SRB hanno una diffusione capillare sul territorio in funzione del numero di utenti per far fronte al problema delle molteplici attenuazioni generalmente presenti in ambiente urbano e non (muri, vegetazione, ecc) e per ottimizzare l´utilizzo delle risorse di frequenza disponibili.
Una SRB di un determinato gestore è costituita da uno o più sistemi di diversa tecnologia (GSM, DCS, UMTS e LTE) – e quindi diverso range assegnato di frequenza in trasmissione e ricezione, detti servizi.
A loro volta, i vari servizi sono composti da una, due o più frequentemente, almeno in ambiente urbano, tre antenne trasmissive, dette celle, diversamente orientate nello spazio al fine di garantire la copertura del servizio nell´area circostante. Le antenne dei vari servizi orientate nelle diverse direzioni dello spazio sono anche dette settori.
Le antenne delle SRB tradizionali sono generalmente montate su tralicci o pali o sostegni di altro tipo, quali torri di acquedotti, ecc., installati sul terreno, oppure ancora su paline fissate al tetto di edifici.
Le altezze di installazione risultano di norma comprese tra 15 e 50 metri.
Su una stessa struttura possono essere presenti più SRB di diversi gestori (co-siting).
Le installazioni inoltre possono essere fisse o mobili; queste ultime, in genere costituite da pali cosiddetti carrellati, hanno carattere provvisorio, essendo legate ad esigenze di servizio particolari (manifestazioni, fiere, aree soggette a flusso turistico stagionale).
In alcune zone dei centri urbani, alle SRB di tipo tradizionale si affiancano quelle micro e pico-cellulari, ossia sistemi a corto raggio d´azione che garantiscono la copertura del servizio nella aree a maggior traffico telefonico (microcelle) e negli ambienti interni (picocelle: estensori di copertura).
Tali sistemi sono caratterizzati da un minor impatto visivo rispetto alle normali SRB e dall´uso di potenze estremamente basse che permettono installazioni anche a pochi metri dal suolo (circa 3 metri), in genere sulla parete di edifici o all´interno di insegne.
Nelle SRB, accanto alle antenne trasmissive sono frequentemente presenti parabole per i collegamenti punto-punto (ponti radio) al servizio delle stesse SRB.
Le potenze impiegate dalle stazioni radio base variano da qualche milliwatt (nel caso delle micro e pico-celle) ad alcune decine (al massimo un centinaio) di Watt, in base al numero ed alla tipologia di servizi presenti.
Questa tipologia di impianti opera con potenze in ingresso ridotte per il principio di funzionamento che li contraddistingue; essendo infatti la comunicazione bidirezionale, un aumento della potenza di trasmissione non consentirebbe di migliorare la qualità del servizio in entrambe le direzioni di comunicazione, ma soltanto in un senso (dalla SRB al cellulare e non viceversa).
Il grado di copertura di una determinata area (inteso come qualità sia della trasmissione che della ricezione), oltre che dalla densità degli impianti presenti, dipende anche dalle caratteristiche tecniche delle antenne utilizzate.
Tali antenne emettono onde elettromagnetiche in un fascio di irradiazione molto stretto sul piano verticale che si estende invece orizzontalmente quasi parallelamente al terreno permettendo di raggiungere anche gli utenti lontani.
Per questo, nelle aree immediatamente al di sotto delle antenne, contrariamente a quanto si pensa comunemente, i livelli di campo elettromagnetico generati sono molto contenuti, così come anche in generale al livello del terreno in tutta l´area circostante.
I livelli di emissione di una SRB non sono comunque costanti, ma variano nel tempo in funzione della distanza dei terminali serviti e del numero di utenti del servizio (tipicamente sono più bassi nelle ore notturne). Si rileva in genere una ciclicità giornaliera ed anche settimanale i cui andamenti dipendono anche dalla tipologia e destinazione d´uso dell´area di territorio interessata (es. residenziale, commerciale ecc.)
In generale comunque l´altezza delle installazioni, le potenze impiegate e la tipologia delle antenne utilizzate, fanno si che nelle aree circostanti gli impianti per telefonia mobile i valori di campo elettromagnetico risultino ampiamente al di sotto dei valori di riferimento normativo.
Alcuni gestori della telefonia mobile impiegano anche sistemi a rete di tipo Wireless (sistemi Punto-Multipunto), e permettono una comunicazione a maggior capacità e velocità e sono costituiti da Master Station, posizionate in corrispondenza di SRB esistenti o in siti appositamente individuati ed in comunicazione con un certo numero di Terminal Station, assimilabili a ponti radio.
Oltre alle reti mobili ad uso pubblico, sul territorio esistono anche reti ad uso privato (PMR), come quella interna di RFI (Rete Ferroviaria Italiana, Gruppo FS), al servizio esclusivo dei dipendenti delle Ferrovie, che opera con una tecnologia particolare (detta GSM-R – 900 MHz) ed è costituita da impianti installati per lo più a ridosso delle linee ferroviarie.
In Regione Emilia-Romagna è inoltre attiva dal 2004 la rete radiomobile digitale ad uso privato al servizio dell´Amministrazione regionale (rete Tetra), inizialmente dedicata ai servizi di emergenza (118, Protezione Civile, Polizia Municipale e Provinciale, ecc) e che verrà estesa in futuro anche ad altri servizi di pubblica utilità (corpo forestale, monitoraggio ambientale, trasporto pubblico, controllo del territorio, etc.); tale rete è costituita da impianti trasmittenti operanti a frequenze comprese tra 450 MHz e 470 MHz e da parabole di collegamento.
Infine attualmente si stanno diffondendo sul territorio i sistemi DVB-H che collegano il mondo della telefonia mobile a quello della televisione digitale, instaurando nuove sinergie che si traducono in un ampliamento dei servizi offerti.