Основа сотовой сети - как строят базовые станции

Мобильная связь третьего поколения распространяется в российских регионах практически со скоростью звука - все федеральные операторы ведут активное строительство по всей лицензионной территории. Конечно, особое внимание уделяется крупным городам-миллионникам и областям вокруг них - тем местам, где самое большое количество абонентов. Потребители здесь требовательные, и качество связи должно быть на высоте. Итак, давайте посмотрим, как строят, монтируют и обслуживают базовые станции (БС) сотовой связи на земле, в метро и в мобильном режиме.

Краткая типология БС

Основной элемент сотовой сети любого стандарта - это базовая станция (BSS, Base Station System), которая занимается приемом звонков абонентов и передачей данных по радиоканалу. В зависимости от стандарта связи, базовые станции (БС) работают в диапазоне частот от 450 до 2100 МГц. БС составляют основу макроячеек, так называемых сот. Поскольку радиус работы таких станций составляет порядка 10-12 км за городом и около 3-5 км в городе, их строят много и располагают относительно недалеко друг от друга. Полностью автономные и автоматизированные базовые станции представляют собой небольшие контейнеры, которые устанавливаются, как правило, на крыше зданий. В обязательном порядке имеется беспроводной или кабельный канал связи с центром управления сетью, куда передается огромный поток данных - входящие и исходящие вызовы от абонентов. Кстати, мощность излучения базовых станций в течение суток не является постоянной. Загрузка определяется количеством сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и интенсивностью разговоров. А это, в свою очередь, зависит от времени суток, дня недели и др. В ночные часы загрузка базовых станций практически равна нулю, поэтому станции "молчат". Теоретически, стандартная 3-секторная двухдиапазонная БС может обслужить около 150 абонентов одновременно. Существует мнение, что базовые станции очень вредны для здоровья. Исследования электромагнитной обстановки на территории, прилегающей к БС, неоднократно проводились специалистами стран ЕС, США и России. Если изучить результаты этих измерений, то становится видно, что в 100% уровень электромагнитного поля в здании, на котором установлена БС, не отличается от фонового. А на прилегающей к станции территории в 91% случаев зафиксированный уровень электромагнитного поля был в 10 раз меньше ПДУ (предельно допустимого уровня), установленного для радиотехнических объектов в Москве.

Практика строительства

В городе БС предпочитают устанавливать на уже существующих конструкциях - в основном, на высотных зданиях деловых центров или государственных органов власти: здесь и охрана помещения, и доминирующее положение по высоте присутствует. Антенны монтируют на кромке крыши или внешнем подвесе, чтобы не портить внешний вид таких зданий.

Антенна базовой станции - часто только такой элемент указывает на то, что на здании располагается базовая станция сотовой связи

А на открытом пространстве все более наглядно - красно-белые вышки здесь уже давно часть сельского пейзажа. Если прокатиться по любой автомагистрали, то можно отметить, что форма этих башен различна: у одних три опоры, у других - четыре. Есть разница и в силуэте - большинству пользователей это не заметно, но тренированный взгляд все видит сразу. Станции для GSM-сетей обычно ставят на расстоянии 10-15 км друг от друга, а для UMTS - в два раза чаще, особенно в городе, где их эффективная дальность снижается из-за множества железобетонных зданий. Еще одна интересная особенность - базовые станции можно размещать не только на башнях, но и на существующих высотных сооружениях (трубы, элеваторы и т. д.). Зачастую это позволяет прилично сэкономить на стоимости мачты, высота которой составляет 72-100 м. Кстати, требования к расположению башни обычно очень строгие - желательно самое высокое место в округе, доступ к электричеству (если необходимо - устанавливают собственный трансформатор), вблизи населенных пунктов. Таких башен только в Московской области в летний период (наиболее пригодный для активного строительства) ставится по 30-40 штук в месяц.

Вышки мобильной связи - уже давно привычная деталь российского пейзажа

Типовой монтаж

Смотреть на то, как монтируется оборудование на зданиях в городе, скучно - кран, рабочие и большая часть операций скрыта от глаз самых обычных пользователей. А вот вертолетный монтаж - это гораздо более зрелищно. Причем, технология за последние годы нисколько не изменилась. Базовая станция вступает в строй обычно в течение двух недель с момента монтажа металлоконструкции. Установка базовой станции проходит в несколько этапов.

1. 1. укрупнительная сборка (четыре секции под вертолет и одна под кран) организуется силами 6-8 человек и одним автокраном в течение 4-5 дней. В это же время тяжелым краном устанавливается первая секция сооружения, чтобы не тратить на нее время вертолетного монтажа.
2. 2. монтаж вертолетом в один день.
3. 3. измерения пространственного положения ствола опоры и ее "протяжка" (2-3 дня). Допуск очень жесткий - башня не должна отклоняться от вертикального положения более чем на 6-7 см.
4. 4. благоустройство участка вокруг башни (водоотводные лотки, установка ограждения).
5. 5. монтаж базовой станции, секторных (связь с терминалами пользователей) и радиорелейных (связь с другими башнями) антенн, а также оборудования внутри контейнера, подводится электричество, монтируется система светоограждения, молниезащиты, заземления.
6. 6. включение базовой станции и настройка пролетов (точная настройка азимутов и сигналов антенн).
7. 7. подключение базовой станции в сеть (иначе - интеграция) и затем - сдача оператору сотовой связи всего объекта связи в комплексе.

Давайте рассмотрим эти этапы более подробно.

Стройплощадка - вагончик для оборудования и первая секция высотой в 20 метров, установленная краном

Обычно сборка происходит крайне оперативно. Все металлоконструкции привозят на длинномерных тягачах и после этого собирают в четыре крупные секции, которые вертолету предстоит водрузить одну на другую.

Самая верхняя часть мачты, здесь будут установлены антенны

Перед началом монтажа конструкции разложены в строгом соответствии с порядком сборки, для того, чтобы вертолет не совершал лишних движений в воздухе. Остается только поднять секции башни в воздух и по прямой донести до места сборки. Значительную часть авиационного обслуживания монтажных работ осуществляет НПО "Взлет" (г. Москва). На их машинах специально для монтажа сложных конструкций предусмотрено несколько технических новшеств. Одно из них - специальная внешняя подвеска, на которую крепят трос с блоками башни. Она управляется компьютером, который учитывает все порывы ветра и удерживает несколько тонн металла в точно вертикальном направлении. На некоторых "бортах" есть и специальная прозрачная задняя кабина, из которой летчик осуществляет монтаж секций. Оттуда открывается вид на конструкцию, которую необходимо установить. После взлета пилот, находящийся в основной кабине, передает управление в дополнительную кабину, и уже оттуда идет управление вертолетом для установки конструкции на нужное место. Как только она закреплена, так называемый флажковой монтажник дает условный сигнал пилоту, тот сбрасывает трос и немедленно отлетает от башни, чтобы не зацепить ее при порыве ветра.

Перед монтажом идет облегчение взлетного веса вертолета

Вертолет к монтажу готовят несколько техников - идет слив топлива во внешнюю цистерну, чтобы уравновесить машину и облегчить взлетный вес. Обычно конструкции башни весят по 2-3 тонны, при грузоподъемности машины до 5 тонн. Перед монтажом обычно запрашивается прогноз погоды по конкретному региону - должна быть хорошая видимость и небольшой ветер. При этом сам процесс сборки очень быстрый - можно уложиться минут в 40, ведь чтобы поставить одну секцию надо всего 6 минут. Технология вертолетного монтажа позволяет монтировать 3-4 конструкции в день, если они, конечно, близко расположены друг к другу.

Обычно к монтажу привлекаются вертолеты типа Ми8 МТВ1, хотя для более тяжелых конструкций есть машины Ми10К, КА32 и даже самый большой вертолет Ми26.

Первый взлет - бело-синий вертолет Ми8 МТВ1 оживает, надрывно кашляет, вдыхая жизнь в свои двигатели, и приведенные в движение лопасти поднимают его над землей. Здесь можно оценить мастерство летчиков - громадная машина разворачивается буквально на пятачке и грациозно подплывает к первой конструкции, которую надо водрузить на уже собранные секции.

Персонал занял места "по боевому расписанию" - люди поднимаются к стыковочным узлам башни.

Вертолет готов к подъему первой секции - все разложено в своей очередности.

Если стоять в 30-40 метрах от машины, то на деревьях бешено дергаются листья, вокруг свистит воздух, летят в разные стороны небольшие ветки и трава - все живое прижимается к земле под сильным воздушным напором от лопастей вертолета. Работа по вертолетному монтажу ювелирная и требует большой выдержки и точности, как от летчиков, так и от монтажников, которые все это время работают на башне.

Плавное снижение с выпуском тросов, стыковка с конструкцией, медленный взлет в направлении башни.

К каждой многотонной секции, из которых собирают башню, привязаны направляющие тросы-ловители, с их помощью монтажники направляют конструкцию. Так вот сразу брать в руки тросы-ловители - нельзя! Надо, чтобы они сначала коснулись металлического остова башни, и заряд статического электричества ушел в землю. Или другая ситуация - весь процесс монтажа производится в режиме радиомолчания - управление только по визуальным командам "флажкового" с земли. Именно этот человек должен сам убедиться в том, что фланцы блоков соприкоснулись, и только после крепления секции дать команду пилоту вертолета отцепить трос с внешней подвески.

Борясь с ветром, вертолет осторожно подходит к башне, касается тросами-ловителями металлических опор, после чего монтажники подтягивают конструкцию к основанию и закрепляют специальными болтами.

Все то же самое происходит с третьей и последующими секциями - только гораздо выше.

Захват последней секции и установка ее наверху. Самая сложная операция - ветер на высоте уже сильный, да и вертолету приходится каждый раз забираться все выше и выше, чтобы доставить секцию к башне.

Подтянуты уже все тросы, вставлены все оправки, закреплены болты, и вертолет, повинуясь взмаху флажка, отстегивает металлический трос и отходит в сторону от башни.

Антенно-фидерные трассы.

Все - монтаж башни закончен. Осталось протянуть антенно-фидерные трассы и установить оборудование в контейнер. Скоро и здесь будет устойчивая связь. Но для этого сотрудникам оператора связи еще предстоит поработать - установленное оборудование необходимо настроить.

Контейнеры с оборудованием защищены металлической дверью и сигнализацией

Контейнеры с оборудованием стараются располагать в защищенных местах, дверь обычно делают напротив населенного пункта или бензоколонки. Вагончик с оборудованием и саму башню обносят высоким забором, опоясывают тремя рядами колючей проволоки (к примеру, типа "Егоза") и ставят на сигнализацию (кстати, кроме этого в вагончике есть противопожарная система и климатическая установка), которая выведена на пульт в центре контроля сети у оператора сотовой связи.

Правила для персонала - соблюдение их обязательно.

Случаи разграбления контейнеров бывают, но, к счастью, достаточно редко - там размещено специфическое оборудование, которое просто не продать на рынке, а вневедомственная охрана по вызову приезжает достаточно быстро.

Типовой план контейнера с оборудованием базовой станции оператора сотовой связи - разумеется, марка оборудования, равно как и размещение "железа", может меняться.

Контейнер внутри совсем небольшой - на 8 или 10 (в зависимости от модели) квадратных метрах полезной площади надо уместить кондиционеры, батареи автономного питания, саму базовую станцию, панели сигнализации и распределительный щит, а также оптический кросс.

Самый простой стол с табуретками - все аскетично и предназначено для работы. Кстати, пластиковый поддон наполнен копиями бумаг по этой БС, чтобы не возить их постоянно с собой.

Базовая станция от NokiaSiemens (произведенная для "МегаФона") со снятой лицевой панелью - очень компактная, потребляет немного электроэнергии и полностью готова к работе.

Базовая станция от AclatelLucent для "СкайЛинк" - поддержка EV-DO Rev. A присутствует.

Внутренний вид контейнера с оборудованием.

Помещение, конечно, аскетично - большую часть времени оно проводит в закрытом режиме, переживая "нашествие" технических специалистов только во время аварии или отключения электропитания, а также во время плановых технических осмотров. Кстати, после установки оборудования необходимо провести еще несколько обязательных мероприятий.

Тест системы питания - все кабели должны быть хорошо закреплены.

Тестирование базовой станции перед запуском и включение ее в "боевую" эксплуатацию.

Заключительная проверка коэффициента стоячей волны - степени согласования антенны и фидера.

Мобильный контроль

Постоянный контроль покрытия сотовой сети, качества голосовой связи жизненно важен для любого оператора сотовой связи. Именно поэтому первостепенное значение приобретает получение адекватных и полных данных о состоянии сотовой сети - это можно сделать только с помощью специальных измерительных лабораторий на колесах. Фургоны и джипы, оснащенные специальной аппаратурой, неустанно колесят по Москве и области, постоянно анализируя эфир по десяткам показателей и мгновенно определяя сложности и проблемы в функционировании базовых станций, способствуя бесперебойной работе сети. В этой связи надо разделять два типа автомобилей - ремонтные комплексы (автомобили, оснащенные самой разнообразной и современной техникой для устранения всех возможных проблем функционирования сотовой сети) и подвижные измерительные лаборатории. Машин первого типа у операторов "Большой тройки" по 5-6 в каждом крупном регионе - в основном такие комплексы монтируются на базе микроавтобусов. Машины второго типа стоят гораздо дороже обычных ремонтных грузовиков, так как оснащены современной компьютерной техникой (по стоимости такие измерительные комплексы гораздо дороже самих автомобилей) - их обычно меньше.

Лаборатории "на колесах" чаще всего предпочитают монтировать на базе джипов - это упрощает передвижение по проселочным дорогам.

Лаборатории "на колесах" представляют собой джипы, где установлены комплексы измерительной аппаратуры для тестирования сетей GSM 900/1800 и UMTS 2100. Джипы нужны потому, что сеть активно развивается не только в крупных городах, но и в пригородах, регионах, где условия воистину спартанские, а инженерам надо предельно ясно представлять себе ситуацию с покрытием сотовой связью на всей территории области. Для этого приходится съезжать с асфальта и забираться в лес, ездить по полям и труднопроходимой местности со сложным ландшафтом. А проселочные дороги - это отдельная "песня" - рытвины, ухабы, глубокие лужи и скользкая глина. Не всякий микроавтобус выдержит - именно поэтому и покупают внедорожники. Подвижные лаборатории - отнюдь не для парадов. Это настоящие "рабочие лошадки", исправно выполняющие трудную и кропотливую работу - контроль качества сети. Каждый рабочий день экипажи отправляются на объезд территории - только по Москве за долгие годы выработано около 20-30 специальных маршрутов, проезжая по которым можно увидеть работу всех столичных базовых станций. Второй вид тестов - проверки по жалобам пользователей на неважное качество связи или невозможность дозвониться с мобильных телефонов из определенного района. Если жалоб несколько или они повторяются, измерительная лаборатория обязательно проедет этот район вдоль и поперек с тем, чтобы выяснить причину "плохого поведения" сотовой сети - дальше ремонтные бригады устранят неисправность. Третий вариант объездов - это доскональная проверка новых базовых станций, которые только водятся в строй. Измерительный комплекс проверяет не только покрытие станции и сверяет это с частотным планом, но и тестирует качество переключения между новой БС и соседями, качество голосовой связи. Все это организуется с помощью специального оборудования, которое есть в автомобилях. Однако в последнее время первый вариант контроля сети почти сходит на нет - большое количество новых базовых станций "съедает" почти все рабочее время измерительных бригад. Тем более, что такие лаборатории по расписанию "гоняются" в регионы - там тоже надо определять качество связи.

Все свободное место в машине занимает оборудование для проверки качества связи, оператору остается только небольшой закуток.

Если заглянуть внутрь, то можно отметить, что во вместительном джипе всего одно рабочее место - все остальное занимает измерительная аппаратура. Чаще всего, в машине стоит два комплекса, питаются они от бортовой сети джипа, хотя есть и автономное питание, которого хватает на несколько часов. Основной комплекс состоит из мощного ноутбука, нескольких специальных радиотехнических устройств и трех-четырех мобильных телефонов, один из которых работает только в диапазоне GSM900, второй - GSM1800, третий - двухдиапазонный и поддерживает оба стандарта связи, а четвертый (добавлен недавно) может работать на частоте 2100 МГц чтобы тестировать UMTS-сети. Каждый из телефонов непрерывно звонит на специальные технические номера в офисе оператора связи так называемыми длинными звонками - то есть устанавливается соединение которое держится 54-59 минут. В это время измерительная аппаратура анализирует качество покрытия на протяжении всего маршрута движения измерительной лаборатории, определяя, насколько успешно сотовый звонок передается из соты в соту при движении автомобиля, в каких случаях могут возникать "глюки" или обрывы связи. Все данные немедленно заносятся в компьютер в автоматическом режиме для дальнейшего анализа. Второй, очень значимый комплекс, называется QVoice и представляет из себя небольшую темно-синюю сенсорную управляющую панель с цветным дисплеем, навигация по которой осуществляется с помощью пластикового пера. Несколько радиотехнических блоков соединены между собой сложными коммуникациями, основу системы составляют тоже четыре мобильных телефона. Два из них звонят друг другу в режиме т. н. коротких звонков - длительностью 59 секунд. Один звонит на специальный сервисный номер в офис компании мобильной связи, еще один только принимает звонки из офиса компании. После соединения передается короткое голосовое сообщение, представляющее собой стандартный текст на английском языке (так было проще разработчикам), произнесенный женским и мужским голосом. Эталон текста известен обрабатывающему компьютеру, полученный результат мгновенно сравнивается с эталоном и, посредством сложных математических вычислений, устанавливается мера сходства отправленного и полученного сообщения. Чем более они похожи, тем лучше качество связи. Если есть значимые расхождения, немедленно можно установить причину, по которой возникают сложности или зафиксировать проблему для последующего анализа. Есть и оборудование для проверки GPRS/EDGE/UMTS, а также SMS/MMS - тестируются все возможности сети. Одной из важных частей такого комплекса является система спутниковой навигации GPS (возможно, в ближайшем будущем поставят и ГЛОНАСС) - с ее помощью компьютер автоматически определяет свое местоположение в городе и заносит в специальный "черный ящик" все параметры сотовой сети с точной географической привязкой к местности. Это позволяет аналитикам, с помощью высокоточной электронной карты города, с высокой достоверностью определять места, где возможны сбои или технические сложности. В случае с новыми станциями, мобильные лаборатории объезжают их по кругу - на распечатке карты, которая имеется у экипажа, разными цветами показаны секторы (всего их три) новой базовой станции: им надо побывать в каждом и проверить, насколько они правильно ориентированы, не забивают ли друг другу эфир, есть ли "взаимопонимание" с соседями, и насколько они хорошо покрывают свой сектор - можно ли там звонить и принимать звонки. Если станция работает, то в специальных "окошках" прикладного ПО мы видим ее порядковый номер, а телефоны лаборатории начинают работать через ее каналы. Если "hand over" произошел без потерь и "длинные звонки" в диапазонах от 900 до 2100 МГц удержались и "не слетели", то это значит, что контроллер "видит" эту базовую станцию, соседи с ней не конфликтуют.

БС на колесах

Во время аварий или перегрузок сети не всегда можно оперативно перераспределить мощность стационарных базовых станций (БС) сотовой связи для того, чтобы поддержать тот или иной участок сети. И тогда на помощь приходят передвижные БС, которые монтируются на подвижном шасси. Первые мобильные БС вступили в строй в Японии - они были смонтированы на небольших грузовичках и были призваны функционировать в зонах стихийного бедствия, особенно при землетрясениях, которые бывают в Японии регулярно. Причем несколько таких передвижных станций могут создавать действующую мобильную сеть даже при тотальном разрушении инфраструктуры. Радиус соты одного грузовика - примерно 800-1200 м, за электропитание отвечал генератор, который работал на солярке. Обычно передвижные БС, используемые в оперативном режиме, помогают увеличить емкость сети во время проведения мероприятий с массовым стечением зрителей: футбольных матчей, концертов мировых звезд, авиашоу и др. Кроме того, подобные системы (в том случае, если они оснащены системами спутниковой связи) можно доставить в любое место по воздуху, где мобильной связи нет физически (или базовые станции уничтожены), и организовать там временную соту. В связи со значительным количеством стихийных бедствий, некоторые операторы связи в США разработали целую программу по развитию мобильных БС. Так, у Verizon Wireless есть больше десяти грузовиков в разных штатах, снабженных аппаратурой базовых станций мобильной связи. Кроме расширения емкости сети, они позволяют быстро создать "отдельную" от основной сеть для работников служб спасения - доступ туда получают владельцы тех телефонов, чьи номера заранее прописаны в специальной БС. Соответственно, офицеры спецслужб, полиция, спасатели и врачи получают приоритетный доступ к связи. Обычно такие 11-тонные грузовики помимо оборудования укомплектованы ресурсами жизнеобеспечения для экстренных ситуаций: горючим, генератором электроэнергии, пищей, водой и спальными местами для обслуживающего автомобили персонала.

Передвижная БС "ВымпелКома" - один из самых интересных проектов - смонтированный на шасси КАМАЗа, он обеспечивает высокую проходимость и удобство для персонала. Фактически, это проект созданный по принципу "все свое вожу с собой".

Кстати, "связь на колесах" есть и для фиксированных абонентов. Сейчас, в век мобильных терминалов, это не так актуально, но еще 5-6 лет назад при авариях на телефонных подстанциях "в бой" вступали передвижные пункты телефонной связи, смонтированные на базе самых обычных "газелей". В свое время такие решения использовали и в МГТС: в микроавтобусе размещалась антенна для связи с базовой станцией по радиосигналу (БС находилась на Останкинской башне), дальность действия - до 40 км. Таким образом, передвижной пункт мог присоединиться к сети общего пользования в месте аварии или ЧП и, пока идет ремонт, обеспечивать связь при помощи радиотрубок или мини-таксофонов, работающих на расстоянии до 1,5 км от машины. Обычно на каждый такой мобильный переговорный пункт выделялось от 12 до 70 радиолиний. Недавно такие мобильные станции были использованы во время взрыва газа на Озерной улице в Москве, когда без проводной связи остались жители нескольких многоэтажек. Правда, у большинства абонентов есть мобильные телефоны, поэтому наличие таких станций у проводных операторов уже не критично. В целом, опыт использования мобильных БС есть у всех крупных операторов связи России и стран СНГ. И это несмотря на тот факт, что мобильные БС для сотовой связи гораздо дороже тех же мобильных VSAT-станций из-за большого количества необходимого оборудования, которое несет "на борту" оснащенный автотранспорт. Типовое наполнение таких решений (к примеру, передвижной станции "ВымпелКома") - это автономная дизель-электрическая станция, система кондиционирования, а также аппаратная мобильной базовой станции, оборудованная рабочим местом оператора. Внутри автомобиля или контейнера в стойках монтируются блоки базовой станции мобильной связи - ее размеры обычно напоминают тумбу от офисного стола, и с ее установкой не возникает каких-либо проблем. Как правило, такое оборудование многостандартно - к примеру, в решении "ВымпелКома" в аппаратной размещается оборудование базовых станций GSM-диапазона 900/1800 МГц, позволяющее работать в сетях двух вендоров - Alcatel и Ericsson, а также оборудование сети третьего поколения диапазона 2100 МГц.

Мобильные БС могут быть и в контейнерах - для транспортировки их просто "цепляют" к грузовику и доставляют на место работы.

Подвижные базовые станции устанавливаются на автотранспорте трех основных типов - это микроавтобусы (в основном, "Газель" или "Баргузин"), грузовые транспортники повышенной проходимости (МАЗ, КамАЗ, ЗИЛ, КрАЗ, "Урал") и специальные прицепы, которые буксируются автомобилем. Есть и экзотические транспортные средства на четырех осях (тягачи от военных ракетных систем типа "Точка-У" или "Искандер"), но это единичные экземпляры, не представленные в сколь-нибудь значимой серии. Мачта для антенны (обычно не превышающая по высоте 12 м) выставляется или вручную, или с помощью специального подъемного механизма; для этого необходима уже гидравлическая антенная опора, не требующая растяжек, которая может достигать высоты 25 м. Кроме того, обычно обеспечена гибкость при выборе способа подключения к базовой сети сотовой связи - можно использовать радиорелейное, лазерное и спутниковое оборудование. Правда, типовая скорость от станции к базовой сети и обратно - от 512 кбит/с до 1 Мбит/с, более скоростную передачу данных организовать сложно (к примеру, при антенне диаметром 1,2 м внешний выделенный спутниковый канал не сможет обеспечить скорость более 512 кбит/c). Кроме того, в кузове такой системы вполне можно обнаружить систему спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, а также оборудование для контроля и измерения мобильной сети - при движении такой комплекс вполне может служить передвижной лабораторией, занимающейся мониторингом сотовой сети.

Еще один вариант мобильной БС - монтаж комплекса на базе автомобиля "Газель". Правда, в таком случае приходится повозиться с внешней опорой для подвеса антенн сотовой сети, да и VSAT-антенну поставить уже некуда - обычно используется радиорелейный канал передачи данных с базовой сетью.

Типичная передвижная базовая станция по своей мощности равна емкости стандартной трехсекторной БС и способна поддерживать до 300 дополнительных голосовых каналов на расстоянии до 10 км (на открытой местности вне города). Правда, полезность подобных комплексов в России ограничивается тем, что необходимо заблаговременно получить специальное разрешение органов надзора даже на временное включение комплекса. Конечно, в случае возникновения техногенных катастроф, в результате которых становится невозможным обеспечение связи стационарными базовыми станциями (отключение питания, повреждение опор стационарных БС и т. д.), такое разрешение получается за несколько минут, но об увеличении емкости сети при массовых мероприятиях оператору приходится заботиться заранее.

Сотовая подземка

Звание самого скоростного транспорта в крупных мегаполисах все увереннее перехватывает метро. Средняя скорость движения для Москвы и Санкт-Петербурга здесь составляет 60 км/ч против 15-20 км/ч в постоянных пробках, которые можно встретить "на поверхности" и в рабочие, и в выходные дни. Сотовая связь с базовыми станциями есть и здесь - подземный трафик стабилен и приносит вполне реальные деньги. В России сейчас ситуация с покрытием станций складывается вполне удачно - в небольших метрополитенах Новосибирска или Самары связью покрыты практически все станции. На аналогичных объектах в Москве и Санкт-Петербурге сотовая связь на каждой конкретной станции, с большой вероятностью, будет как минимум от одного оператора связи. В Москве это МТС или "ВымпелКом", в Санкт-Петербурге - "МегаФон" или "ВымпелКом".

Монтаж и обслуживание оборудования связи в тоннелях метро.

При проектировании объектов связи на станциях метрополитена операторы исходили из простого принципа - связь не должна прерваться ни на миг. Именно поэтому, спускаясь в подземку, особенно легко заметить белые квадратики или серые прямоугольники антенн базовых станций, которые, расположены на своде эскалатора и в межстанционных переходах. На станциях такие квадратики из пластика тоже присутствуют, но их стараются маскировать, чтобы не портили архитектурный облик станций, построенных еще в прошлом веке. Все это свидетельствует о том, что на этой станции метро есть сотовая связь. Уточнить, на каких станциях есть связь, можно на картах - для пользователей МТС, "ВымпелКом" и "МегаФон".

Небольшие серые или белые "коробочки" на станциях - это антенны сотовой связи.

Типология строительства подземных сетей ограничена - есть два возможных варианта. Большая часть сетей строится по принципу "одна станция метро - одна БС". На некоторых центральных станциях установлены БС еще и в верхних вестибюлях - таким образом, емкостной ресурс оборудования позволяет обеспечивать качественную связь без дополнительных мероприятий. По такой схеме работает сеть МТС в Москве, а в Санкт-Петербурге - сети всех операторов "Большой тройки". Есть и второй вариант - по топологии сети каждая базовая станция обслуживает не одну, а несколько станций метро. На платформах установлены репитеры, которые получают сигналы от пользователей и по скоростным каналам связи передают их в базовую сеть. Такая топология позволяет получить не просто сотовую сеть, а систему динамического управления емкостью, которая может оперативно усиливать свои ресурсы на наиболее сложных, в данный момент, направлениях. Подобная сеть есть у "ВымпелКома" и "МегаФона" в Москве.

Именно так выглядит оборудование связи в технических тоннелях.

Временами покрывают связью и тоннели, но это имеет смысл, только если география их прокладки крайне проста - длинные прямые участки, минимум поворотов и перепадов высот. Подобная картина наблюдается в московском метрополитене - к примеру, для тотального покрытия связью всех станций и тоннелей кольцевой линии в Москве (голосовая связь и передача данных по протоколу EDGE) компании МТС потребовалось 40 км излучающего кабеля, 80 км оптического кабеля, двенадцать репитеров на станциях, семь - в тоннелях и четыре базовые станции. В компании "ВымпелКом" для покрытия тоннелей применяют аналоги излучающего кабеля с усилителями сигнала, выносные антенны. Правда, во время движения поезда в тоннеле сигнал, проходя ряд усилителей, остается хорошим по показателю мощности, но слышно там больше шума, чем голоса - стандартная "болезнь" подобных систем (хотя в новых поездах типа "Русич" можно говорить во время движения - шумоизоляция там на высоте). А вот в метро Санкт-Петербурга от такого подхода решили отказаться - слишком сильный перепад высот, слишком много крутых поворотов, где связь просто терялась. Все операторы, присутствующие в питерской подземке, попробовали свои варианты "подсветки" связью тоннелей на примере отрезка пути между двумя узловыми станциями метро: "Невский проспект" и "Сенная площадь", однако в дальнейшем реализация подобных проектов была приостановлена. Не покрывают тоннели в Санкт-Петербурге и из-за угрозы возможных наводнений - терять дорогое оборудование было бы крайне нежелательно.

Различные типы двунаправленных антенн и антенно-фидерных устройств в тоннеле - именно они обеспечивают связь вне станций.

Строительство сетей проходит обычно в два этапа. Во-первых, выбор необходимого оборудования и монтаж. Бригады специалистов могут осуществлять монтажные и тестовые работы в метро только в ночное время - в среднем, у монтажников есть не более 3-4 часов в сутки, когда можно тянуть кабели, ходить по тоннелям и монтировать антенны в вестибюлях и на эскалаторах. Обычно на каждой станции работают только 2-3 бригады из 3-4 человек. Работы непосредственно на платформе можно проводить с самого закрытия метро, в подсобных помещениях - круглосуточно, а вот в тоннелях - только начиная с двух часов ночи, когда отключается электричество с контактного рельса, который приводит в действие поезда. Плюс ко всему, в метро, первые станции которого были построены в 50-х годах прошлого века, просто не были предусмотрены коммуникации, необходимые для работы сотового оборудования - не хватает нагрузки электрических сетей, сложно прокладывать кабельную инфраструктуру.

Сейчас все оборудование связи даже для компаний-конкурентов размещается в подсобках метро буквально "впритирку".

При строительстве старых станций, технические помещения были весьма и весьма скромными по объему - поэтому сейчас все оборудование компаний-конкурентов размещается буквально "впритирку" - на особенно загруженных станциях операторов, пришедших позже всех, "выставляют наружу". При работе оборудование, естественно, излучает тепло, но современных систем кондиционирования в метро нет - так и случаются перегревы. На новых станциях метро (в Москве это "Трубная", "Сретенский бульвар", "Славянский бульвар", "Строгино"), кстати, ситуация не лучше - на подсобных помещениях по-прежнему экономят, что никак не улучшает надежность работы связи в подземке.

Выводы

Современные базовые станции сотовой связи крайне необходимы для сетей 3G - именно с их помощью пользователи получают доступ не только к базовой сети оператора связи, но и возможность поговорить с любым абонентом, у которого имеется включенный телефон фиксированной, мобильной или спутниковой связи. Подобные станции становятся все более компактными и учатся экономить электроэнергию без потери мощности. Безусловно, их число с вводом в строй сетей 3G только увеличится, но это существенно улучшит покрытие не только голосовой связи, но и возможность выходить в сеть без проводов.