Perché abbiamo bisogno di così tante torri di telefoni cellulari?

TL;DR - Solo perché. (fine)

Ci sono alcune limitazioni della tecnologia:

• distanza - la portata massima (quanto lontano si può essere dalla torre più vicina e ottenere una qualsiasi ricezione) è di circa 2-3km nelle città e possibilmente fino a 50km in terreno aperto (es. dessert), ma solo 10km quando si hanno colline, ecc. E, differisce in base alla tecnologia utilizzata (2G/3G/4G, e quale gamma di frequenza - numeri più bassi possono raggiungere più lontano, ma offre anche velocità peggiori), potenza del dispositivo - i telefoni possono emettere ovunque da 0,1-0.2 (quando si riceve un segnale forte dalla torre vicina, per conservare la batteria) a circa 1 Watt (quando è a piena potenza - limitato dalla legge, in modo da non friggersi come un pollo nel microonde; ma la potenza massima varia con ogni modello di telefono) e anche il tempo (ti ricordi le volte in cui durante la pioggia la tua TV diventava "rumorosa" o quando era molto nuvoloso, la TV satellitare smetteva di funzionare? Sì, le condizioni atmosferiche contano)
• ostacoli - il modo più semplice per dimostrarlo è: prendete due ciotole di metallo, mettete il vostro telefono dentro una e coprite bene con un'altra, e chiedete a qualcuno di chiamare il vostro numero. Sì. Due sottili pezzi di metallo importato che hai comprato per pochi dollari hanno reso il tuo telefono separato da qualsiasi tipo di connessione - WiFi, 3G, LTE, anche il futuro 5G. Ecco perché perdi la connessione negli ascensori, nei tunnel, e anche nel tuo appartamento (se è stato costruito con blocchi rinforzati - l'armatura nel cemento è solo un'asta di metallo; ho vissuto in una casa così - potevi avere la ricezione - 5 bar - solo vicino alla finestra, ma dopo pochi passi le chiamate cadevano e il telefono mostrava 0-1 bar - ed era in una città non così piccola). La tendenza del metallo e del vetro negli edifici per uffici non aiuta qui. Ecco perché in molti posti all'interno degli edifici si può notare un ripetitore di segnale come quello qui sotto.

fonte: r/whatisthisthing - Questo strano capezzolo sul soffitto?

(Ne ho di simili sul mio posto di lavoro - molti su ogni piano)

La ragione per cui sono necessarie così tante torri cellulari è anche ben mostrata dall'immagine nell'articolo Qual è la portata di una torre cellulare? - Fonte dell'immagine: FBI Cellular Analysis and Survey Team, Larry Daniel di Guardian Digital Forensics

I punti "blob" mancanti sopra significano che dovresti avere un'altra torre per riempire i punti bianchi in modo che il tuo telefono possa funzionare ovunque.

• L'ultima cosa è la capacità della torre - se sei in un posto dove tutti inviano costantemente pacchetti enormi - come i concerti (con i manichini che mettono stream fullHD traballanti e sfocati su YT/FB/Twitter ecc. per "mostrare" la performance invece di godersela dal vivo, con i propri occhi), la torre viene sopraffatta. Circa 1000 connessioni simultanee (chiamate vocali) sono possibili per una cella a torre singola in condizioni perfette - ma basta che una ventina di persone usino tutta la capacità della rete per "uccidere" la cella a torre singola per tutti quelli che le circondano. Sì - una ventina di manichini che pensano che il loro smartphone "top-of-the-shelf" possa catturare piacevolmente la performance sul palco da 50 metri di distanza, con un audio perfetto, naturalmente. Questa è davvero la ragione principale per cui si hanno così tanti ripetitori, specialmente nelle città e nei centri urbani - per tenere conto di migliaia, milioni di persone con "dispositivi sempre connessi". Ed è per questo che durante gli eventi di massa le torri mobili dovrebbero essere impiegate.

Il 5G non risolverà questo problema - ci saranno ancora più torri cellulari a causa della frequenza utilizzata e delle sue limitazioni - la frequenza proposta fino a 28GHz taglia la portata effettiva da 2-3km nelle città a "centinaia di metri". 500m è il record per ora, con condizioni perfette - niente fogliame/ostacoli, linea di vista perfetta, tempo ottimo. Più alta è la frequenza utilizzata, maggiore è l'interferenza che si ottiene con conseguente dispersione e peggioramento del segnale (28Ghz risulta in una lunghezza d'onda di circa 1cm - e questi vengono facilmente assorbiti dall'acqua, o anche dall'umidità e da altre particelle nell'aria)

Così, sì. Solo perché :)