Сотовая связь хоть в тайге: три поколения передвижных базовых станций

Знакомьтесь, перед вами три поколения наших передвижных базовых станций, которые мы конструируем самостоятельно почти 8 лет! Есть станции, созданные на базе большого трехосного КАМАЗа, есть «малыши» на базе Ford Transit.

Их основное предназначение — замена стационарных БС во время их ремонта. Кроме того, передвижные базовые станции (ПБС) удобно использовать в случае форс-мажора — например при стихийных бедствиях, пожарах, наводнениях.

Хотите подробностей — добро пожаловать под кат.

Для развертывания передвижной базовой станции третьего поколения на базе микроавтобуса «Ford Transit» не нужно много места

Еще ПБС — это хороший способ «подстраховки» основной сети на случай временного резкого роста нагрузки  - например, во время спортивных и массовых мероприятий или праздничных гуляний. Хотя операторы и закладывают в свои сети избыточную емкость — как раз для подобных ситуаций — это спасает не всегда.

Сопровождение различных праздничных мероприятий — это львиная доля всех выездов ПБС, поэтому у экипажей имеются соответствующая «парадно-выходная» одежда на случай дежурства у развернутого оборудования. Большая часть таких мероприятий проходит в летнее время — тогда нашим экипажам приходится совершать от четырех до шести выездов в неделю.

Основные ежегодные праздники включены в план обслуживания на постоянной основе, и на месте их проведения уже есть подготовленные площадки. Некоторые из них оборудованы стационарными антенными мачтами.

Передвижная базовая станция позволяет не только увеличить емкость сотовой сети в конкретном месте, но и улучшить ее покрытие или обеспечить его в новом месте. В таких случаях она обычно ставится временно, до появления в нужной точке стационарной БС. Кроме того, у нас есть услуга, в рамках которой любой желающий за определенную сумму может заказать себе такую БС на мероприятие или для обслуживания сотрудников компании.

От Iveco до Ford Transit

Группа передвижных базовых станций столичного филиала «Мегафона» была создана в 2010 году. Задача установки на колеса базовой станции изначально была нетривиальной — необходимого опыта в компании не было и приходилось идти практически «по целине».

Первой ласточкой стал комплекс на базе стандартного семитонного автомобиля Iveco, кунг которого оснастили приемо-передатчиками стандарта GSM, работающими в диапазонах 900/1800 МГц. Позднее, с началом массового строительства сетей третьего поколения, комплекс дополнили 3G-модулем и двумя мачтами – для сотовой и радиорелейной антенн.

Следующее поколение — мобильные комплексы, выполненные на базе на шасси КАМАЗ-43118 повышенной проходимости. Такой автомобиль может проехать по бездорожью в самые глухие и недоступные для обычного транспорта места.

Мобильная базовая станция на базе на шасси КАМАЗ-43118

При разработке новых комплексов мы учли все замечания и нюансы, выявленные во время эксплуатации первых ПБС. Аппаратная оснащена всем необходимым для всесезонной эксплуатации в автономном режиме: системами отопления и кондиционирования, оборудованием для приготовления пищи и спальными местами для персонала.

Радиооборудование состоит из приемо-передатчиков стандарта 2G/3G/4G+, способных работать в диапазонах 900, 1800, 2100, 2600 МГц, что позволяет обеспечить как голосовую связь, так и высокоскоростной мобильный интернет.

Апгрейд аппаратуры передвижных БС происходит примерно раз в полгода. На текущий момент она поддерживает все диапазоны и технологии связи, разрешенные оператору, включая 4G/LTE.

«Начинка» мобильных комплексов

Третьим поколением мобильных базовых станций стали комплексы на базе микроавтобуса Ford Transit со стандартным цельнометаллическим фургоном. В отличие от камазовского варианта они не требуют специального кузова, и размещение оборудования в нем требует минимума доработок, не считая крепежа антенной мачты. Правда, чтобы повысить устойчивость, автомобиль оснащается крепежом для присоединяемых упоров. Кроме того, пришлось кардинально переработать приточно-вытяжную систему кондиционирования, снабдив ее дополнительными вентиляторами.

ПБС третьего поколения прячется внутри обычного микроавтобуса Ford Transit

От электропитания до мачты

Зачастую мы разворачиваем передвижную базовую станцию вдали от каких-либо городских коммуникаций, включая сети электропитания. Поэтому каждый комплекс оснащен дизель-генератором, обеспечивающим автономным питанием все оборудование, включая механизм подъема антенной мачты.

Например, 20,5-тонный КАМАЗ несет на своем борту генератор мощностью 19 кВт. Его полностью залитого бака хватает на семь суток работы вдали от стационарных линий электропитания. Кроме того, в случае выработки топлива или остановки генератора, в течение семи часов питание может осуществляться от литий-ионных аккумуляторов.

Дополнительная «электростраховка» комплекса — заряда аккумулятора хватает на семь часов автономной работы

Специальный электронный блок позволяет следить за различными источниками электропитания и при необходимости переключаться с одного из них на другой

Все комплексы мобильной связи, имеющиеся сегодня в распоряжении «Мегафона», снабжены телескопическими выдвижными мачтами. Несмотря на большое количество подобных изделий, представленных на рынке, мачт, способных выдержать климатические условия средней полосы России, в ассортименте иностранных производителей нет. Постоянные колебания температуры, конденсация влаги внутри механизма и ее замерзание приводят к разрыву труб продукции «южан». Поэтому при создании комплекса мы решили отдать предпочтение мачтам российских производителей.

В принципе существуют мачты с гидравлическим и пневматическим механизмом подъема.  В первом случае для выдвижения антенны используется компрессор и бак с маслом. Суммарный вес данной конструкции вместе с мачтой составляет 6 тонн. Выдержать такой вес по силам только шасси на базе КАМАЗа. Кроме того, подобные мачты могут выдвигаться в высоту не более чем на 15 метров и способные нести ограниченную по весу полезную нагрузку, что резко ограничивает варианты их применения. Поэтому мы однозначно выбрали «пневматику».

Сложенная 15-метровая мачта внутри ПБС контейнерного типа

Для крепления антенн во всех передвижных комплексах «Мегафона» используются телескопические раздвижные пневматические мачты, которые дешевле и экономичнее гидравлических и способны нести до 200 кг полезной нагрузки.

Принцип работы пневматического выдвижного механизма весьма прост. Специальный генератор нагнетает воздух вовнутрь колен, которые соединены друг с другом специальными манжетами с отверстием. Вначале выдвигается самое толстое колено, а потом, по мере раскрытия фиксирующих замков, и все остальные.

Для подъема 200 кг достаточно давления не более 1,7 атмосфер. При большем напоре воздуха срабатывает защитный клапан.

В комплексе на базе КАМАЗа используется 30-метровая мачта, состоящая из восьми колен. Такая высокая антенна позволяет обеспечить покрытие на большой территории. Это может быть удобно в местах с низкой плотностью установки базовых станций. Однако в условиях города, для того, чтобы не мешать работе близлежащих БС, можно обойтись и более короткими мачтами. К тому же, для надежной фиксации 30-метровой мачты требуется крепление с помощью четырех ярусов оттяжек и 12 полутораметровых металлических колов, забуривание которых может привести к повреждению подземных городских коммуникаций.

Передвижные базовые станции на базе Ford Transit оснащаются 12-метровыми мачтами, которые выдвигаются начиная с тонкого колена

В зимнее время трубы мачт требуют обработки специальным антифризом, впитывающим конденсат.

Правда, пневматические мачты не идеальны. Так, несмотря на применение манжет, воздух из системы потихоньку подтравливает.  Поэтому мы присматриваемся к мачтам других конструкций. Например, сейчас прорабатывается вариант использования фермовых пролетов — правда, за счет массивности их можно будет использовать только на КАМАЗах.

От планирования до интегрирования

На первый взгляд может показаться, что запустить в эфир передвижную базовую станцию просто – пригнал машину в нужное место, поднял антенну и работай себе на здоровье. Но, конечно, на самом деле это не так.

Первым на предполагаемое место развертывания базовой станции выезжает инженер-планировщик, который определяет, какие радиочастоты можно задействовать в данном конкретном месте, чтобы не мешать впоследствии ни оборудованию иных ведомств или других сотовых операторов, ни своим базовым станциям, находящимся поблизости и работающим в тех же самых диапазонах. Он же решает, каким образом эта станция будет интегрироваться  в общую инфраструктуру оператора. Это может быть, например, радиорелейный канал, подключение по медному или оптоволоконному кабелю или через спутник.

Следующий этап — согласование требуемых частотных параметров, мощности передатчиков, высоты подъема антенны и места установки комплекса с регулирующими органами. Обычно на это уходит около месяца, но в экстренных ситуациях подобные вопросы могут решаться гораздо оперативнее.

На завершающем перед выездом этапе экипаж, исходя из полученных от инженера-планировщика данных, подбирает антенны и фидеры для разрешенных к работе диапазонов и проводит настройку всего оборудования мобильной базовой станции

Передвижной комплекс связи обычно разворачивают два-три универсальных специалиста в течение трех-шести часов.

Прибыв на место, место машина выравнивается и фиксируется на площадке с помощью специальных упоров, которые придают ей необходимую устойчивость.

Для придания дополнительной устойчивости комплекс фиксируют с помощью специальных упоров.

Затем оборудование подключается к электропитанию — от ближайшей сети или генератора, если ее нет. Одновременно с этим на мачту крепятся антенны сотовой связи GSM 900/1800, 3G 900/1800/2100 и LTE 1800/2600 – в зависимости от того, на какие диапазоны было получено разрешение от регулирующих органов.

Перед подъемом антенн необходимо подключить к ним фидерные линии

Выдвинутую мачту необходимо  зафиксировать несколькими рядами оттяжек

Для интегрирования мобильной базовой станции в инфраструктуру оператора требуется организовать служебную линию связи. Для этого используются защищенные медные кабели (протяженностью до 150 метров), оптоволоконные каналы, радиорелейные линии связи. А за счет специального спутникового оборудования ПБС интегрируется в единую инфраструктуру “Мегафона” в труднодоступных местах вдали от других транспортных каналов.

Наименее затратным и самым простым способом организации служебной линии является применение радиорелейных каналов, скорость передачи данных в которых может достигать 1 Гбит/с. Главное, чтобы в пределах прямой видимости находилась стационарная базовая станция, оснащенная радиорелейкой. На нее и направляется дополнительная пораболическая антенна передвижного комплекса

Стойка с оборудованием внутри ПБС на базе Ford

Настроив антенны, мы переходим к настройке оборудования. Желтые метки на кабеле указывают на диапазон частот у коммутаторов

Правильно настроенная базовая станция способна обеспечить голосовой связью и мобильным интернетом, в зависимости от используемых диапазонов, от нескольких сотен до нескольких тысяч абонентов на расстоянии 5-25 километров.

Передвижная базовая станция в рабочем состоянии

От платформы до контейнера

Как показывает практика, большую часть времени передвижные комплексы проводят не в движении, а на стационарных площадках. При этом, например, заявку на установку такой станции в городе требуется подавать не менее, чем за месяц  - поэтому зачастую уже заранее известно, где потребуется развернуть ПБС.

Поэтому линейка передвижных станций «Мегафона» пополнилась контейнерным вариантом, который можно оперативно установить на автомобильное шасси, перевезти в нужное место и снять с платформы с помощью кранового манипулятора. Так один автомобиль сможет развозить несколько базовых станций

Контейнер — такая же передвижная базовая станция с выдвижной 15-метровой мачтой, только без колес. Откидные лапы обеспечивают дополнительную устойчивость.

Парк передвижных базовых станций «Мегафона». В столичном регионе их пока 12.

Теперь вы знакомы со всеми типами наших передвижных станций.Их использование расписано на год вперед, с учетом различных событий и мероприятий. В “жаркие сезоны” в московском регионе случается до пяти выездов в неделю не считая случаев, где передвижные станции устанавливаются на достаточно длительный срок. В стройные планы чаще всего неожиданно вклиниваются МЧСники, а иногда даже различные силовые структуры. И тут все понятно — у них работа не по расписанию. Но есть и коммерческие заказы, и ввиду возникновения заметного спроса мы в минувшем году даже ввели соответствующую коммерческую услугу ^[1]. Так что многие компании вполне могут ей воспользоваться и хоть посреди тайги оказаться в “домашнем регионе”.

Автор: «МегаФон»

Источник ^[2]