Мобильные лаборатории контроля качества сети - как это работает

Оператор CDMA2000

В мобильной лаборатории "Скай Линк" размещен один рабочий пост с мобильным ПК, на котором установлен программный комплекс CAIT - CDMA Air Interface terminal - с помощью которого также можно проводить драйв-тесты и анализировать радиоинтерфейс. Основной рабочий инструмент - сканирующие приемники SeeGull LX DUAL MODE CDMA/EVDO 450 производства компании PCTEL, с помощью которых проводятся драйв-тесты (оценка качества радиопокрытия путем измерения ряда параметров радиосети с движущегося автомобиля).

Мобильная лаборатория компании "Скай Линк" - небольшой универсал с вмонтированной стойкой для оборудования и мобильного ПК.

Внешний вид рабочего места оператора.

Большой "черный ящик" - это сканирующий приемник SeeGull LX DUAL MODE CDMA/EVDO 450 производства компании PCTEL.

Он фиксирует и "пишет" все сигналы, которые засекает в радиоэфире на рабочих частотах оператора связи: это позволяет детектировать все сигналы, даже из чужих сетей (обычный терминал этого не видит). Кроме того, в составе комплекса один-два голосовых терминала (один из них непрерывно звонит по 1х, второй - проверка скорости установки соединения - непрерывные звонки на специальный терминал в офисе оператора) и один мобильный модем (передача данных в режиме EV-DO Rev.A, хотя можно подключить больше модемов и поставить их жестко на 1x, Rev. A, Rev. 0). Все оборудование совершенно стандартное - мобильный комплекс не обладает никаким приоритетом обслуживания в сети, идет имитация действия самого обычного абонента.

Полный комплект оборудования для контроля сети "Скай Линк" - его можно быстро поставить почти в любую машину.

Мобильный терминал, мобильный модем, сплиттеры и тениатор.

Миниатюрные штыревые антенны на крыше автомобиля.

Антенна для работы на частоте 450 МГц.

Некоторое место на рабочем столе занимают сплиттеры (делители) - поскольку антенна одна, а также тениатор. Дело в том, что для чистоты эксперимента сигнал, получаемый с внешней антенны, загрубляется на 10 Дб для получения результатов, аналогичных нахождению пользователя в машине или за одной стенкой железобетонного здания. Отметим, что у устройств разнесенный прием - для PCTel на крыше автомобиля установлено две миниатюрные штыревые антенны. А все остальное оборудование работает через круговую направленную антенну с магнитным основанием, которая крепится на крышу автомашины, установленную тоже на крыше - она работает в диапазоне 450 МГц и заказывается отдельно.

Рабочий экран программы Xcal - виден кластер БС, установлена предельная дальность в городе - 2 км.

Практика работы ПО Xcal.

При поездке Xcal определяет местоположение мобильной лаборатории с помощью GPS, показывает направление и расстояние до ближайшей БС, к которой "подцепился" телефон или модем, определяет активный сектор (показан темным), демонстрирует всех соседей-кандидатов в пределах видимости. Система обычно ведет пять ближайших станций.

Системная информация - в окошке DRC Rate показан идеальный вариант скорости, в окнах Rx и Tx указана реальная скорость download и upload.

На дисплее отображается системная информация - в режиме реального времени видно, какую скорость в максимальной загрузке может получить пользователь в отсутствие других абонентов и условиях радиообстановки вокруг него, также видна реальная передача данных. Кстати, при измерении уровня сигнала и скорости передачи данных в зданиях сначала рисуется план передвижения инженера с носимым комплексом, после этого эти точки привязываются к карте по GPS и только после этого проводятся измерения: только там можно определить действительно значимые показатели и понять, необходимо ли проводить адресное улучшение качества связи. Как показывает практика, приемка базовой станции у "Скай Линка" в области может затянуться и на полдня - в отсутствие большого числа железобетонных зданий, для "прощупывания" границ распространения сигнала приходится наездить десятки километров.

Оперативный доступ

Кроме мобильных лабораторий контроля качества сети, у операторов есть и другие интересные решения, смонтированные на автомобильном шасси: речь идет о мобильных базовых станциях, которые увеличивают емкость стационарных или обеспечивают связью те места, где ожидается массовое скопление абонентов. Наиболее интересное решение в этой области есть у "ВымпелКома" - оно смонтировано на шасси от КАМАЗа и стоит порядка 5 млн руб.

Мобильная базовая станция на шасси КАМАЗ.

Сборка отечественного производства.

Мобильная базовая станция - внешний вид.

Такая базовая станция полностью автономна - за счет специального бака для дизтоплива емкостью в 700 литров, автомобиль может работать в полностью автономном режиме около двух недель: энергии хватит и на передачу информации и на обеспечение жизнедеятельности экипажа из двух инженеров. Причем, для ее работы оператору мобильной связи даже не нужны станции мобильной связи в зоне прямой видимости - за счет VSAT-терминала сигнал может прямиком отправляться на спутник ГПКС, откуда пойдет его "приземление" в сотовую сеть оператора связи и далее везде. Фактически, эта БС может быть поставлена буквально в чистом поле, где через час после начала развертывания будет устойчивая связь для нескольких сотен одновременно говорящих абонентов (емкость спутникового канала связи - два потока Е1, то есть 4 Мбит/с для пропуска голоса вполне хватает). Причем, связь будет двухсторонней, поскольку контроллер сотовой сети будет "видеть" этих абонентов, закрепленных именно на мобильной БС.

Антенна высотой 17 метров (справа) и радиорелейная антенна (слева).

На переднем плане - антенный пост VSAT.

Внешне такая мобильная БС, в походном положении, ничем не отличается от самых обычных транспортных КАМАЗов - все антенны свернуты, отсеки задраены. Но по приезду на место связи все преображается - выдвигаются четыре опоры, которые увеличивают устойчивость всей конструкции, производится или раскрытие VSAT-антенны с прицеливанием на спутник или установка радиорелейного оборудования (если стационарная базовая станция оператора есть в прямой видимости), выдвигается стальная семнадцатиметровая мачта (ее движением управляет специальный компрессор), на которую предварительно навешиваются от одного до четырех секторов, а также приводится в действие оборудование связи от Ericsson и Alcatel-Lucent, "спрятанное" в недрах транспортного контейнера. Причем все это происходит в автоматическом режиме - участие операторов сводится к нажатию кнопок в необходимой последовательности. Такая БС может работать на передачу как голоса, так и данных - хотя, по мнению обслуживающего персонала, эта услуга не так уж и популярна "на выезде": все-таки, технофанатов с мобильными ПК не так много. Рабочие диапазоны - 900 МГц, 1800 МГц и 2,1 ГГц, то есть БС "лупит" как в GSM, так и UMTS,.

Первый отсек - склад.

Бак для топлива (сверху) и кондиционер.

Запасная антенна для радиорелейки на стеллаже.

Запасная антенна для сектора базовой станции.

Внутренний вид контейнера базовой станции.

Заглянем внутрь мобильной БС. Это здоровый кунг весом в несколько тонн, он разделен на два неравных по площади помещения. Первое - склад для оборудования, которое размещается на внешнем подвесе (в основном, это антенны), и жестко закрепленный бак с топливом - он не должен сдвинуться даже при резких толчках, сопровождающих движение по пересеченной местности (именно для таких задач мобильная БС помещена на шасси от КАМАЗа). Сплошные полки, на которых можно найти и кабель, электрические удлинители, дополнительное оборудование и т.д. Здесь же сбоку - технологический лаз на крышу, где можно установить лазер (если стационарная БС находится менее чем в километре), радиорелейное оборудование (для более дальних решений - на практике это 10-15 км) или проконтролировать раскрытие VSAT-антенны, получить доступ к "штанге" основной антенны, куда перед ее подъемом навешиваются секторные антенны (каждая весит порядка 35 кг - не так уж и тяжело). В целом, немного тесновато (особенно, когда надо подать наверх прямоугольники секторных антенн), но развернуться можно, особенно вдвоем.

Стойка с управляющим оборудованием - в т.ч. VSATом.

Стойки с оборудованием Alcatel-Lucent.

Стойки с оборудованием Ericsson.

Рекреационный уголок - совсем маленький.

Панель управления и индикации.

Держатели для кабельной трассы.

Блок бесперебойного питания.

Вид с крыши мобильной базовой станции.

Второе помещение побольше - здесь расположен кондиционер, мощный вентилятор, источник бесперебойного питания, а также шесть шкафов с базовыми станциями мобильной связи и одна стойка, где крепится управление радиорелейной станцией и спутниковый VSAT-модем. Кроме того, сверху опоясывает помещение несколько магистралей кабельных трасс, есть распределительные щитки с предохранителями и, конечно, несколько огнетушителей на всякий случай. Отдельная стойка - для контроля всего "железа" с портами подключения персональных компьютеров. Ну и небольшой уголок отдыха с самыми обычными бытовыми удобствами: места хватает только на небольшой диван и стол.

Гидравлический механизм, поднимающий мачту антенны на заданную высоту.

Управляющий контур.

К сожалению, подобных решений пока немного, и большинство из них базируется у операторов "Большой тройки" в центральном регионе, поэтому применять их, к примеру, для локализации аварий не представляется возможным. А ведь во время крупных аварий электропитание обычно прерывается, выключая стационарные базовые станции мобильной связи, восстановить работоспособность которых с помощью мобильных дизельгенераторов не так уж и просто. К примеру, во время недавней аварии на Саяно-Шушенской ГЭС были именно такие проблемы - "мобильники", правда, заработали достаточно быстро. К примеру, в США национальная программа по созданию мобильных БС была разработана и внедрена еще со времен урагана Катрина, когда Новый Орлеан был практически сметен с лица земли. В России до сих пор подобных регламентирующих документов, обязывающих операторов мобильной связи иметь в "Горячем резерве" не просто мобильные БС, а автономные комплексы связи, отсутствует.

Выводы

Мобильные лаборатории контроля качества сети работают круглосуточно - явные и видимые успехи их деятельности - это стабильная работа беспроводных сетей связи. Причем, как показывает практика, большинство проблем, случающихся у пользователей при подключении к беспроводной сети оператора - это неточная настройка или неправильное функционирование именно абонентского "железа". Хотя случаются и ошибки на стороне оператора: они выявляются методом анализа повторяющихся жалоб пользователей, когда такие устройства берутся под наблюдение и операторы help desk видят, каким образом они взаимодействуют с сетью. Если проблема в подключении и дело не в настройках, то мобильная лаборатория оказывается в "том же месте, в тот же час" со своим полностью работоспособным "железом", с помощью которого уже локализуется и решается проблема. Кстати, именно эти данные в обобщенном виде используются для постоянного апгрейда карты покрытия сети, которую представляют на своих web-сайтах операторы связи. Кстати, определить карту, созданную с помощью только математического моделирования, достаточно просто - обычно там видны резкие края зон покрытия и рваные зоны затухания сигнала после железобетонных зданий. Чем более тщательно работают мобильные лаборатории - тем более точные данные для пользователя представлены в сети Интернет.