Грядут массовые новогодние мероприятия. А, значит, мобильным операторам придется потрудиться, чтобы обеспечить хорошую связь в местах большого скопления людей (площади, стадионы, концертные залы). К примеру, в день Народного единства на стадионе в Лужниках присутствовало около 130 тысяч зрителей. Для обеспечения их мобильной связью в чаше стадиона и подтрибунных помещениях было развернуто 44 сектора покрытия, установлено 688 антенн и проложено 90 километров ВЧ-кабеля. В этом посте расскажу о том, как мы обычно готовим нашу сеть к отработке массовых мероприятий.
Сначала представлюсь. Меня зовут Петр Гора, я — эксперт отдела архитектуры сети радиодоступа департамента сети радиодоступа МТС.
Итак, привычки современных людей таковы, что если вы побывали на массовом мероприятии (концерте, футболе) и не запостили оттуда фотку в инстаграм или не выложили ни одной сторис, то, считай, вас там не было. Такие привычки вынуждают операторов выставлять дополнительные требования к своим сетям, обслуживающим массовые мероприятия.
Дело в том, что в основе построения современных мобильных сетей лежит принцип случайного множественного доступа к ресурсам сети, рассчитанный на определенное количество пользователей. Пропускная способность, зависящая от имеющихся в наличии каждого оператора связи временных, частотных и аппаратных ресурсов, фиксирована. Резкое увеличение числа абонентов сверх расчетных значений приводит к тому, что пропускная способность системы не позволяет обработать все запросы пользователей (это когда на стадионе собираются 130 тыс. человек и начинают заливать фотки в инстаграм). В результате возникают отказы в предоставлении сервиса, деградация качества речи и передачи данных, вплоть до полной неработоспособности системы (фотки вдруг перестают отправляться).
Необходимость расширения системы определяется оператором по результатам анализа статистических данных. Решается данная задача в плановом порядке путем умощнения сети: строительством новых базовых станций, добавлением емкости на существующих площадках, оптимизацией настроек системы, расширением транспортных потоков, внедрением новых технологий и пр.
В местах, где время от времени на ограниченной площади собираются десятки тысяч абонентов, оператор связи должен сразу заложить в систему необходимую пропускную способность, решая следующие задачи:
Рис. 1. Типовая схема секторизации чаши стадиона
Следующим важным шагом является реализация системы с учетом разработанного решения и местоположения объекта. Сюда входит поиск площадок по размещение БС и антенных опор (АО), заключение договоров аренды с собственниками участков и зданий, обеспечение электропитания, охраны оборудования и доступа персонала для установки и ремонта оборудования. На данном этапе операторы часто сталкиваются с серьезными проблемами. Например, на территории, где требуется организовать связь, могут отсутствовать здания для размещения АО и БС или недостаточно существующих мощностей для обеспечения электропитания оборудования.
В таких случаях выручают нестандартные подходы и приемы:
a) при отсутствии площадок под размещение БС применяются мобильные базовые станции (МБС) – аналог обычных БС, смонтированных на автомобильном шасси с кунгом под оборудование и телескопической мачтой для установки антенн (рис. 2). Высота мачты определяет площадь покрытия МБС и возможность «привязаться», т.е. получить транспортный канал от ближайшей стационарной БС. Высота мачты находится в пределах 12-30 метров, что позволяет создать покрытие в радиусе 300-1500 метров от МБС. Если прямая видимость со стационарной БС отсутствует, возможно использование спутникового терминала с антенной, размещаемой на том же автомобиле;
Рис. 2 Мобильная базовая станция на шасси грузового автомобиля
b) Также возможно применение специализированных multi-beam антенн, позволяющих с одной точки «нарезать» требуемую площадь покрытия на необходимое количество секторов (рис. 3). Главное отличие данных антенн от обычных заключается в минимальном влиянии соседних секторов друг на друга;
Рис. 3., Применение multi-beam антенн
c) Использование дополнительного функционала производителей оборудования БС — C-RAN (centralized RAN), когда сигнал от абонентских терминалов может обрабатываться оборудованием нескольких секторов;
d) Совместное использование (sharing) операторами связи инфраструктуры и активного оборудования. Такой подход используется, когда на объекте уже присутствует один из операторов связи, а другие пользуются его ресурсами.
Самыми сложными массовыми мероприятиями являются спортивные соревнования, концерты и различные выступления на стадионах. Здесь достигается максимальная концентрация абонентов на единицу площади, а к проектированию сети выдвигаются самые жесткие требования. Учитывая, что архитектура каждого стадиона уникальна, то для каждой арены потребовалось разработать свой индивидуальный проект. Например, как уже говорилось, такой проект был подготовлен для празднования Дня Народного единства на стадионе в Лужниках в этом году и проведения Чемпионата мира FIFA-2018.
Важный аспект в организации связи для массовых мероприятий — окупаемость инвестиций. Вложение миллионов долларов в умощнение сети на постоянной основе в местах массовых, но единичных мероприятий, не всегда оправдано экономически. Оптимальное техническое решение является компромиссом между закладываемой пропускной способностью, необходимыми инвестициями, ожидаемой прибылью, общественной важностью проводимых мероприятий и их регулярностью.
Сначала представлюсь. Меня зовут Петр Гора, я — эксперт отдела архитектуры сети радиодоступа департамента сети радиодоступа МТС.
Итак, привычки современных людей таковы, что если вы побывали на массовом мероприятии (концерте, футболе) и не запостили оттуда фотку в инстаграм или не выложили ни одной сторис, то, считай, вас там не было. Такие привычки вынуждают операторов выставлять дополнительные требования к своим сетям, обслуживающим массовые мероприятия.
Дело в том, что в основе построения современных мобильных сетей лежит принцип случайного множественного доступа к ресурсам сети, рассчитанный на определенное количество пользователей. Пропускная способность, зависящая от имеющихся в наличии каждого оператора связи временных, частотных и аппаратных ресурсов, фиксирована. Резкое увеличение числа абонентов сверх расчетных значений приводит к тому, что пропускная способность системы не позволяет обработать все запросы пользователей (это когда на стадионе собираются 130 тыс. человек и начинают заливать фотки в инстаграм). В результате возникают отказы в предоставлении сервиса, деградация качества речи и передачи данных, вплоть до полной неработоспособности системы (фотки вдруг перестают отправляться).
Необходимость расширения системы определяется оператором по результатам анализа статистических данных. Решается данная задача в плановом порядке путем умощнения сети: строительством новых базовых станций, добавлением емкости на существующих площадках, оптимизацией настроек системы, расширением транспортных потоков, внедрением новых технологий и пр.
В местах, где время от времени на ограниченной площади собираются десятки тысяч абонентов, оператор связи должен сразу заложить в систему необходимую пропускную способность, решая следующие задачи:
- определение количества активных абонентов (исходными данными являются общее количество зрителей, масштаб присутствия оператора в данном регионе, доли проникновения терминалов для различных технологий связи);
- выбор необходимых технологий и стандартов связи, которыми будут достигаться необходимые показатели качества связи по радиопокрытию, доступности абонентов и скоростям передачи данных;
- расчет требуемой емкости системы на основе данных, полученных в первых двух пунктах, для определения количества требуемого оборудования базовых станций (БС) и секторов (рис.1).
Рис. 1. Типовая схема секторизации чаши стадиона
Следующим важным шагом является реализация системы с учетом разработанного решения и местоположения объекта. Сюда входит поиск площадок по размещение БС и антенных опор (АО), заключение договоров аренды с собственниками участков и зданий, обеспечение электропитания, охраны оборудования и доступа персонала для установки и ремонта оборудования. На данном этапе операторы часто сталкиваются с серьезными проблемами. Например, на территории, где требуется организовать связь, могут отсутствовать здания для размещения АО и БС или недостаточно существующих мощностей для обеспечения электропитания оборудования.
В таких случаях выручают нестандартные подходы и приемы:
a) при отсутствии площадок под размещение БС применяются мобильные базовые станции (МБС) – аналог обычных БС, смонтированных на автомобильном шасси с кунгом под оборудование и телескопической мачтой для установки антенн (рис. 2). Высота мачты определяет площадь покрытия МБС и возможность «привязаться», т.е. получить транспортный канал от ближайшей стационарной БС. Высота мачты находится в пределах 12-30 метров, что позволяет создать покрытие в радиусе 300-1500 метров от МБС. Если прямая видимость со стационарной БС отсутствует, возможно использование спутникового терминала с антенной, размещаемой на том же автомобиле;
Рис. 2 Мобильная базовая станция на шасси грузового автомобиля
b) Также возможно применение специализированных multi-beam антенн, позволяющих с одной точки «нарезать» требуемую площадь покрытия на необходимое количество секторов (рис. 3). Главное отличие данных антенн от обычных заключается в минимальном влиянии соседних секторов друг на друга;
Рис. 3., Применение multi-beam антенн
c) Использование дополнительного функционала производителей оборудования БС — C-RAN (centralized RAN), когда сигнал от абонентских терминалов может обрабатываться оборудованием нескольких секторов;
d) Совместное использование (sharing) операторами связи инфраструктуры и активного оборудования. Такой подход используется, когда на объекте уже присутствует один из операторов связи, а другие пользуются его ресурсами.
Самыми сложными массовыми мероприятиями являются спортивные соревнования, концерты и различные выступления на стадионах. Здесь достигается максимальная концентрация абонентов на единицу площади, а к проектированию сети выдвигаются самые жесткие требования. Учитывая, что архитектура каждого стадиона уникальна, то для каждой арены потребовалось разработать свой индивидуальный проект. Например, как уже говорилось, такой проект был подготовлен для празднования Дня Народного единства на стадионе в Лужниках в этом году и проведения Чемпионата мира FIFA-2018.
Важный аспект в организации связи для массовых мероприятий — окупаемость инвестиций. Вложение миллионов долларов в умощнение сети на постоянной основе в местах массовых, но единичных мероприятий, не всегда оправдано экономически. Оптимальное техническое решение является компромиссом между закладываемой пропускной способностью, необходимыми инвестициями, ожидаемой прибылью, общественной важностью проводимых мероприятий и их регулярностью.
