Экскурсия на базовые станции «Билайна» в Томске

На прошлой неделе Томский филиал ОАО «ВымпелКом» организовал пресс-тур на базовые станции «Билайна» в Томской области, целью которого было познакомить журналистов с принципами устройства сотовых сетей, системой мониторинга качества связи и показать элементы сотовой сети.

Экскурсия оказалась очень познавательной: посмотреть, как в реальности работает крупная сотовая сеть всегда интересно. Помимо демонстрации оборудования и узлов связи, Алексей Антонов (начальник отдела эксплуатации сети доступа Томского филиала «Билайн») провел интересную лекцию, в которой рассказал не только об основах функционирования сетей сотовой связи, но и конкретных решениях, которые использует ОАО «ВымпелКом» для обеспечения бесперебойной работы.

О принципах работы сетей GSM, пожалуй, стоит рассказать лишь в очень общих чертах, благо, что описаний разной степени подробности в Сети более чем достаточно.

Ядром любой GSM-сети является коммутатор (MSC — Mobile Switching Centre), который, как следует из названия, осуществляет коммутацию все телефонных звонков в обслуживаемой сети. Так же он обеспечивает соединения с другими сетями, взаимодействует с биллинговой системой и решает многие другие задачи. Кроме того, коммутатор управляет сетью контроллеров базовых станций.

Контроллер базовых станций (BSC — Base Station Controller), если упрощенно говорить, это — компьютер, который управляет работой группы БС.

Сами же базовые станции (BTS — Base Transceiver Station) — это те самые вышки с антеннами, которые мы можем увидеть повсюду. Они, по сути, являются конечными приемо-передатчиками сети GSM.

Максмально упрощенная схема GSM-сети

Экскурсия состоялась на базовые станции расположенные за городом, практически в чистом поле. В отличие от городских площадок, которые практически всегда строятся исходя из особенностей доступных помещений, автономные БС собираются по типовому проекту и отличаются между собой только количеством оборудования. Такой подход (единообразие и унификация) «ВымпелКом» избрал еще в самом начале строительства своих сетей. Это один поводов для гордости технических служб компании. И действительно — у конкурентов зачастую используется оборудование самых разных производителей: это следствие скупки региональных операторов c парком самого разного оборудования. «Билайн» же строит сети в основном из компонентов производства Ericsson.

Другим отличием удаленных площадок от городских является то, что они практически всегда подключены к основной сети оператора с помощью радиорелейных линий, в то время как в городской черте обычно используется оптоволокно.

Сама базовая станция представляет собой вышку с антеннами и небольшой технологический контейнер с оборудованием, как правило, обшитый с наружи оцинкованной сталью. Такое покрытие позволяет избежать ряда проблем связанных с коррозией и необходимостью постоянной покраски наружных стен. Внутри находится еще один бокс, который изолирован от внешних стен утеплителем. Использование внутреннего бокса продиктовано не только необходимостью теплоизоляции — крайне важна физическая защита оборудования базовой стации, особенно в малонаселенных районах. Внешний бокс позволяет не только защитить оборудование, но и скрыть, например, наружные блоки кондиционеров от любопытных взглядов местных жителей. Внешне вся конструкция выглядит как обычный строительный вагончик, разве что слишком чистый и огороженный высоким забором с колючей проволокой.

Базовая станция изнутри: трансивер Ericsson RBS2206

Вопросам безопасности уделяется самое пристальное внимание: возникло впечатление, что на БС устанавливаются все виды сигнализации, какие только можно придумать. При этом на каждой станции мониторятся десятки (если не сотни) показателей — от состояния электросетей и температуры воздуха до «тонких» параметров радиосвязи. Все данные в реальном времени контролируются дежурными операторами в Центре мониторинга сети. На основе этих показателей персонал может моментально заметить практически любое отклонение параметров, которое может возникнуть на БС. По ряду косвенных признаков можно заметить даже изменение погоды — например грозу или сильный ветер.

По всей видимости, такая степень защиты и постоянный мониторинг оправданы — каких-либо инцидентов, связанных с вмешательством посторонних лиц в работу базовых станций за 6 лет работы «Билайн» в Томской области не зафиксировано.

Самой большой проблемой для технической службы является обеспечение бесперебойного электропитания базовых станций — случаи выхода оборудования крайне редки, тем более что оборудование всегда резервируется. Зато отключение внешнего электроснабжения происходит регулярно.

Для решения этой задачи используются несколько подходов — во-первых, питание площадки, по возможности, стараются обеспечить с помощью нескольких независимых линий с разных электроподстанций. Во-вторых, каждая БС оснащена мощными источниками бесперебойного питания. Это специальные онлайновые ИБП, которые не похожи на те, что можно увидеть в обычной серверной. Помимо высокой емкости, они отличаются тем, что рассчитаны на резервирование линий питания в 24 вольта — именно такое напряжение требуется для работы приемо-передающего оборудования.

Источник бесперебойного питания базовой станции

В среднем, запаса резервных батарей достаточно для работы станции в течение суток. При высокой активности абонентов этот показатель может снижаться до 12 часов автономной работы. Но во время реальных аварий электросетей обслуживание абонентов не прекращается и после истечения указанного времени. Как уже упоминалось, все оборудование снабжено мощной системной мониторинга и самодиагностики. Она позволяет оперативным службам компании контролировать уровень заряда батарей и подзаряжать их с помощью переносного электрогенератора, для подключения которого предусмотрен специальный разъем.

Но не только перебои в электроснабжении или выход оборудования из строя могут вызвать неработоспособность сети. Одной из основных задач решаемых технической службой компании является предотвращение перегрузок сотовой сети, например, во время праздников или массовых мероприятий. В этом случае можно рассчитывать не только на мощность оборудования, но что, еще более важно — на его правильное размещение и настройку.

Строительство GSM-сети, топология которой позволяет обеспечить максимальное покрытие и одновременно высокое качество связи — это настоящее искусство. Размещение базовых станций производиться после проведения множественных замеров и расчетов: учитывается ландшафт, количество потенциальных абонентов, наличие других БС и объектов радиосвязи и много многое другое. Именно размещение и конфигурация базовых станций являются ключевыми факторами определяющими качество связи, а не количество вышек, как ошибочно думают многие абоненты. Более того — слишком большое количество БС может привести к ухудшению качества обслуживания, вследствие возникновения взаимных помех.

Можно сказать, что основной ресурс, обеспечивающий надежность сети — это ее архитектура на всех уровнях: от топологии оптоволоконной сети до диаграмм направленности конкретных антенн базовых станций.

В качестве примера можно привести такую ситуацию: базовая станция, размещенная в центре города, работает в двух диапазонах (900 МГц и 1800 МГц). Как известно, 900МГц-передатчики обеспечивают покрытие практически в два раза выше, чем 1800 МГц. Поэтому антенны, подключенные к 900 МГц передатчику, будут направлены на относительно равномерное покрытие большей площади (обычно это 3 антенны, каждая с сектором в 120°, что в итоге дает 360°), а антенны, работающие в диапазоне 1800 МГц будут обслуживать, к примеру, ближайший торговый центр или стадион, т.е. участки, где плотность звонящих абонентов наиболее высока.

В случае перегрузки 1800 МГц-передатчиков, часть посетителей торгового центра или стадиона могут быть, например, автоматически переключены на 900МГц, что позволит им оставаться на связи даже в условиях высокой нагрузки на сеть.

Именно с помощью подобных решений «ВымпелКому» удалось обеспечить качественное покрытие на территории проживания 99% населения Томской области. Но останавливаться на этом компания не собирается — любой томский абонент «Билайн» может помочь оператору улучшить качество связи. Для этого достаточно позвонить по бесплатному номеру «Телефона доверия» 22-11-11 и сообщить о своих пожеланиях по улучшению покрытия или качества обслуживания.