Як МТС з допомогою ретранслятора на сонячних батареях запустив 3G і LTE в горах

Як провести зв'язок третього і четвертого покоління туди, де в ходу лише 2G з-за того, що гори заважають прямої видимості базових станцій, а для установки додаткових БС немає необхідних енергопотужностей? Наш експерт Костянтин Кильбер розповість про відповідному досвіді компанії МТС – на прикладі установки активного ретранслятора для радіорелейної лінії в маленькому селищі в Республіці Адигея в 2015 році. Отже, передаємо слово нашого фахівця.
image
Завдання перед нами стояло непросте: забезпечити максимальну пропускну швидкість від базової станції в селищі Гузеріпль, Республіка Адигея. Це таке місце біля підніжжя Головного Кавказького хребта, на висоті 670 метрів над рівнем моря, з населенням трохи більше 100 чоловік.
Головною проблемою стали гори – вони заважали прямій видимості радіорелейних станцій (РРС), які є транспортної складової для базових станцій. Раніше був побудований пасивний ретранслятор (без активного обладнання): дві радіорелейні антени, сполучені між собою хвилеводом. Сигнал від радіорелейної станції (РРС 1) приходить на одну антену, через хвилевід сигнал потрапляє на другу антену, далі сигнал йде на другу частину радіорелейної станції (РРС 2). Пропускна здатність радіорелейної лінії з пасивним ретранслятором становила не більше 30 Мбіт/с, що для сучасної зв'язку дуже мало. При такому розкладі може працювати тільки базова станція 2G, а от з 3G і LTE вже виникають складності.
Щоб виправити ситуацію, знадобився активний ретранслятор на сонячних батареях, так як з энергомощностями в горах велика проблема. Що таке активний ретранслятор? По суті, це два приймача, з допомогою яких збільшується пропускна здатність радіорелейної лінії. За рахунок збільшення швидкості (пропускної спроможності) ми можемо користуватися інтернетом і дивитися відео. Ось як виглядає схема монтажу ретранслятора в мережу.
image
Представляє собою активний ретранслятор конструкцію з двох сонячних панелей, двох акумуляторів на 12 вольт і двох антен, блоку приймально-передавача і компактного боксу, всередині якого розміщуються контролери і АКБ. Зовнішнього електроживлення активним ретрансляторам не потрібно, що дозволяє розміщувати їх там, де є проблеми з енергопостачанням і де нерентабельно протягувати нову лінію ЛЕП. Пристрій споживає всього 5 Ват. Виходить, що акумулятор навіть без зарядки може пропрацювати півмісяця. У пристрої є контролер, який стежить, щоб акумулятор не перезарядился (він робить йому відсічку) або не пішов в глибокий заряд. Сонечко вийшло – пішов заряд. Це дозволяє зберегти акумулятор від виходу з ладу. Виходить, тут є дві незалежні системи енергопостачання, які працюють паралельно. Живучість пристрою дуже хороша.
Якщо говорити про панельних антенах, то бажано, щоб вони були хорошої якості. Є кілька видів антен, зокрема, поликристалл і монокристал. Найпродуктивніші – монокристалічні. Вони трохи дорожче, але ККД у них вище, близько 22%-ст. Їм потрібно перпендикулярний напрямок сонячного світла. При розсіяному світлі у них продуктивність падає, і зарядка відбувається не так інтенсивно, як при прямих променях.
image
image
У підсумку після установки активного ретранслятора пропускна здатність в п. Гузеріпль виросла в 10 разів – з 30 Мбіт/с до 300 Мбіт/с. Жителі були, звичайно, дуже раді. Це дозволило підключити і категорію «VIP-клієнтів» – яким потрібен вихід в інтернет з високою швидкістю.
Ще одна відмінна особливість активного ретранслятора – його установка не вимагає великих людських ресурсів. Хоча потрібно розуміти, що встановлюються вони, як правило, в малолюдних місцях, так що важливо подбати про антивандальному облаштуванні. Звичайно, зовсім від вандалів не вберегтися. Зламують навіть добре захищені базові станції, чого вже говорити про активний ретранслятор. В п. Гузеріпль ми поставили невелику баню (16м) і обгородили її залізним парканом з колючим дротом.
Якщо говорити про надійність активних ретрансляторів, то досить сказати, що ми встановили наше обладнання 1 червня 2015 року, і до цих пір воно працює без нарікань. Пережили і зиму, і літо, весну та осінь – і жодного разу аварійно-відновлювальна бригада туди не виїжджала. Це означає, що, по-перше, інженери все якісно зробили, по-друге – обладнання довело свою надійність, а в-третіх – ніяких зломів не сталося.
Якщо говорити про недоліки пристрою, то їх небагато. Наприклад, воно не підтримує дистанційний контроль параметрів. Тобто можна подивитися віддалено – працює ретранслятор чи ні. Судити доводиться по швидкості – якщо вона «впала» або зв'язок взагалі пропала, то активний ретранслятор вийшов з ладу. Ще один мінус – можливе «забруднення» панелей. Або від бруду, або від налипання снігу. Тобто повністю залишати без нагляду таке обладнання поки не можна – хоча б раз на три місяці треба навідуватися, протирати панелі і дивитися загальний фізичний стан. Але плюсів, безумовно, більше. Особливо окупність, якщо врахувати, що нам не потрібно тягнути лінії електропередачі – а це задоволення дуже дороге.
Монтаж активних ретрансляторів
Є два способи монтажу. Перший варіант — монтаж квадратної або трикутної залізної конструкції висотою 1-2 м на залізобетонній основі. Обладнання та антени розміщується на металевій конструкції. Цей спосіб більш економний.
Другий варіант передбачає будівництво вежі в місцях, де складно домогтися прямої видимості через рельєфу або рослинності. Ось подивіться невелике аматорське відео з монтажу ретранслятора в селищі Гузеріпль.

Для більшої надійності роботи мережі ми робимо паралельно і активний ретранслятор, і пасивний. Виходить, що радіорелейна станція працює на двох стовбурах РРЛ. Коли все працює справно, то мережа працює через активний ретранслятор, а другий пасивний – в резерві. Якщо з якоїсь причини активний ретранслятор вийшов з ладу, то сигнал переходить на паралельний стовбур – де працює пасивний ретранслятор. У разі переходу на резервний стовбур швидкість передачі, природно, падає з 300 Мбіт/с до 30 Мбіт/с, поки не буде відновлений активний ретранслятор. До речі, наша аварійно-відновлювальна бригада має усіма запасними частинами (ЗІП) для ремонту ретрансляторів. Аж до сонячних панелей, самого приймача і акумуляторів. Як правило, крім приймача і акумулятора виходити з ладу там нічому. У сонячних батарей напрацювання на відмову складає більше 20 років.
Одержавши позитивний досвід, ми вирішили і далі впроваджувати активні ретранслятори. Закупили близько 20 комплектів, 6 з них вже запустили: в Краснодарському краї і в Республіки Північна Осетія — Аланія. Попереду запуск інших комплектів.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.