Hur fungerar en mobilmast?

En mobilmast fungerar genom att en basstation i masten skickar och tar emot radiovågor via riktade antenner. Masten i sig är bara teknikbäraren, alltså strukturen som håller upp utrustningen. Det är basstationen och dess antenner som gör jobbet. Oftast sitter tre sektorantenner i toppen, var och en riktad åt sitt håll, så att de tillsammans täcker hela varvet runt masten. Telefonen i din ficka kopplar upp sig mot den sektor som pekar mot dig.

Mast eller basstation – det är skillnad

I vardagsspråk säger vi mast om hela installationen, men tekniskt är masten och basstationen två olika saker. Sveriges Kommuner och Regioner beskriver masten som en teknikbärare: en struktur där det går att sätta upp olika utrustning, som antenner för 4G och 5G. Masten är alltså stommen, inte sändaren.

Basstationen är elektroniken. Strålsäkerhetsmyndigheten skriver att basstationen har en antenn som fångar upp och sänder ut radiovågor, och att antennen normalt placeras på hustak, fasader eller master som är särskilt avsedda för ändamålet. Det betyder att samma basstation kan sitta i ett torn på en åker eller i en låda på en husvägg i stan. Tekniken är densamma, bara bäraren skiljer sig åt.

Anatomin – så är en basstation uppbyggd

En modern basstation är fyra saker som arbetar ihop. Tekniska museet beskriver delarna i en 5G-basstation från Ericsson, och de finns i någon form i alla operatörers utrustning:

• Antennen. Den fångar upp och sänder ut radiovågorna. I moderna lösningar är radio och antenn ofta integrerade i samma enhet.
• Radioenheterna. Här förstärks signalerna mellan antennen och basbandet och anpassas till rätt radiofrekvenser, alltså rätt frekvensband.
• Basbandet. Det är hjärnan: en kraftfull, specialbyggd dator som bearbetar signalerna från alla uppkopplade telefoner och anpassar dem till de tekniker som används, från 2G till 5G.
• Anslutningen bakåt. För att prata med resten av nätet och internet kopplas basstationen till ett transportnät, antingen via fiber eller via en mikrovågslänk. Det är den länken som för datan vidare från masten.

Den sista delen är lätt att glömma. En mast utan fiber eller radiolänk bakåt är som en telefon utan abonnemang. Antennen kan nå din mobil, men trafiken måste ändå transporteras vidare till nätets kärna, och det sker via kabel eller en länkantenn högt upp i masten.

Sektorantenner – varför tre och inte en

Tittar du upp på ett mobiltorn ser du sällan en enda antenn. Oftast sitter tre, monterade i en triangel högst upp. Det är ingen slump. En mast är vanligen byggd som tre sektorer, och varje sektorantenn täcker upp till 120 grader. Tre gånger 120 blir 360, alltså ett helt varv. Tillsammans täcker antennerna allt runt masten, men var och en sköter sin tredjedel.

Poängen är kapacitet. En riktad sektorantenn samlar sin energi åt ett håll i stället för att sprida den åt alla. Det ger längre räckvidd i den riktningen och, viktigare, gör att masten kan dela upp användarna. Telefonerna i norr pratar med den norra sektorn medan telefonerna i söder pratar med en annan. Tre sektorer kan därför hantera ungefär tre gånger så mycket trafik som en enda rundstrålande antenn på samma plats.

Riktningen syns också i strålningen. Strålsäkerhetsmyndigheten skriver att strålningen bara är stark åt det håll antennen är riktad, och att den är svag bakom, under eller över antennen, även nära den. Det är därför ett hus rakt under en mast ofta har sämre täckning än ett hus en bit bort i sektorns riktning. Antennen pekar utåt, inte rakt ned.

5G ändrade antennen

Med 5G blev antennen smartare. I stället för en fast lob använder många 5G-antenner så kallad Massive MIMO, ett system med ett stort antal små antennelement. Genom beamforming kan en sådan antenn forma och rikta signalen mot just din telefon, och samtidigt skicka separata signaler till andra användare i andra riktningar. Det höjer både farten och hur många som kan dela på samma mast. Vi går igenom tekniken i detalj i artikeln om Massive MIMO.

Räckvidden hänger ihop med vilket frekvensband antennen kör. Lågband som 700 MHz når långt och in i hus, medan högband som 3,5 GHz ger hög fart men på kortare avstånd. En och samma mast bär ofta flera band samtidigt, så att den kan ge både räckvidd och fart. Vill du se hela bilden har vi en översikt över frekvensbanden i de svenska mobilnäten.

Hur många master, och vem äger dem?

En mast kan bära flera operatörers utrustning samtidigt. Sveriges Kommuner och Regioner skriver att hur många operatörer som får plats i samma mast i praktiken beror på utrymmet. Det är därför du ofta ser flera uppsättningar antenner på olika nivåer i samma torn.

I Sverige finns tre fysiska radionät bakom de fyra varumärkena. Telia har ett eget nät och Tre ett eget. Tele2 och Telenor delar i stället master genom Net4Mobility. En och samma mast kan därför bära både Tele2 och Telenor, medan Telia och Tre kör sina egna torn. Hur den delningen fungerar förklarar vi i genomgången av Net4Mobility.

Hur ser masten ut – och måste den vara hög?

Masten finns i flera former. På landet är det ofta ett högt fackverkstorn eller ett smalt, ostagat torn av stål, byggt för att bära antenner högt upp där sikten är fri. I tätorter sitter utrustningen lika gärna på ett hustak eller en fasad, så liten att du knappt lägger märke till den. Höjden brukar ligga mellan 15 och 60 meter på fristående master, men det avgörs av terrängen och hur stor yta som ska täckas.

Höjden styr räckvidden. Ju högre antennen sitter, desto längre ser den över träd och hustak innan jordens krökning och hinder bryter sikten. Därför byggs glesbygdsmaster höga för att nå ut, medan stadens många låga installationer i stället handlar om att packa in kapacitet där det rör sig mycket folk.

Är det säkert att bo nära en mast?

Frågan dyker ofta upp när en ny antenn sätts upp på taket. Strålsäkerhetsmyndigheten skriver att radiovågornas styrka minskar mycket snabbt med avståndet, och att referensvärdet för de flesta antenner bara kan överskridas på någon eller några meters avstånd, mitt i antennens huvudriktning. Antenner på master, tak eller högt på fasader överskrider normalt inte referensvärdet där allmänheten vistas.

Ansvaret ligger hos operatörerna. De ska placera basstationerna så att referensvärdet inte överskrids där människor vistas, och kommunerna sköter tillsynen. För dig som bor nära är en mast i regel en fördel snarare än ett problem: den ger bättre täckning, och antennen pekar utåt, inte rakt ned i ditt vardagsrum.