Уфа – один из крупнейших экономических, промышленных и научных центров нашей страны, обладающий обширным историческим, культурным и спортивным наследием. В июле 2015 г. в Уфе проходили международные саммиты ШОС и БРИКС.
Конгресс-холл заседаний международных делегаций ШОС и БРИКС в Уфе
На мероприятии необходимо было обеспечить бесперебойную мобильную связь технологий 4G, 3G, 2G. Используя накопленный опыт и применяя различные технические решения, нам предстояло развернуть покрытие мобильной связи на всех новых объектах саммитов. Я отвечал за организационную и техническую части этого интенсивного проекта.
Уфа является столицей республики Башкортостан, одного из ключевых регионов Поволжья, расположенного на границе Европы и Азии. Этот многоликий и многонациональный город органично впитал в себя все традиции Запада, Востока и эпохи Советского периода нашей истории, соединив в единое целое все эти различные направления. Можно сказать, Уфа исторически и географически была предназначена для проведения у себя мероприятий Западно–Восточной направленности, таких как международные саммиты глав государств и правительств ШОС (Китай, Россия, Казахстан, Таджикистан, Киргизия, Узбекистан, а также Индия и Пакистан) и БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, Китай, и ЮАР).
Панорамный вид Уфы
На мероприятиях ШОС и БРИКС в Уфе присутствовало около 10 тысяч гостей, как из стран, участвующих в саммитах, так и из регионов нашей страны. Помимо участников саммитов, а также руководителей международных организаций, сторонних наблюдателей и официальных гостей, в ключевые дни в городе присутствовали многочисленные представители спецструктур охраны делегаций, обслуживающий персонал, более тысячи аккредитованных журналистов, добровольцы-волонтёры, а также туристы по случаю проведения различных культурных мероприятий.
Одной из отраслей, участвующих в подготовке Уфы к саммитам, являлась отрасль связи. На мероприятии в Уфе должно было быть обеспечено бесперебойное покрытие мобильных технологий 4G/3G/2G на всех ключевых объектах проведения саммитов. При этом должен был быть обеспечен как стабильный голосовой сервис, так и уверенный скоростной доступ в интернет. Задача подготовки мобильной сети города к саммитам ШОС и БРИКС получила в нашей компании статус спецпроекта.
Карта объектов саммитов ШОС и БРИКС
Централизованная подготовка Уфы к мероприятию возглавлялась Оргкомитетом и велась по линиям всех задействованных отраслевых ведомств (говоря точнее, Оркомитетов было даже два: федеральный и республиканский). При этом из-за вопросов безопасности, нам мало поступало информации для проведения прицельного планирования покрытия нашей мобильной сети. Предварительных данных о маршрутах перемещения иностранных делегаций в городе не распространялось, были лишь конечные точки пребывания. Поэтому мы сразу решили готовить к мероприятию в Уфе устойчивое покрытие сетей 4G/3G/2G на территории всего миллионного города.
Собравшись с коллегами в рабочую группу и стартовав проект сразу с двух направлений, как в Уфе, так и в Москве, мы постарались синхронизировать все подходы к планированию, строительству и оптимизации мобильной сети. Мы разбились на зоны ответственности и проанализировали все возможные варианты подготовки сети Уфы, как методами «быстрого реагирования из того что есть», так и методами «долгосрочного развития сети на перспективу». В работе в итоге использовались оба метода.
Въезд в Уфу через южные «ворота» города
Для составления картины о нашем текущем покрытии 4G/3G/2G на объектах саммитов ШОС и БРИКС, мы выехали на места с измерительным оборудованием для сбора информации о мобильной сети «глазами» абонента. Сначала требовалось «вживую» промерить существующие и строящиеся объекты саммитов, к которым предстояло подступиться нашим покрытием. К сожалению, так как часть объектов ещё были не готовы и строились вплоть до последнего месяца ключевых мероприятий, и особенно это касалось новых европейских гостиниц, то для составления картины о нашем покрытии 4G/3G/2G приходилось полагаться на эмпирические знания для схожих зданий по типовым моделям распространения радиосигналов. Очень часто связисты на новые объекты «заходят» и разворачиваются почти всегда последними, практически одновременно со строителями, выполняющими отделочные работы. Поэтому на оптимизацию и настройку систем времени остаётся очень мало. Преимущество мобильной связи в таких задачах состоит в том, что она беспроводная, поэтому для долгостроящихся объектов существуют запасные варианты развёртывания покрытия с соседних крыш зданий.
Приветствие гостей города на площади им. С.Юлаева
Важной самостоятельной задачей в спецпроекте являлось обеспечение связи в аэропорте Уфы. Данный объект должен был первым встречать иностранных гостей и, по-существу, на время мероприятий ШОС и БРИКС стать «визитной карточкой» не только этого региона, но и всей страны в целом. Аэропорт Уфы стабильно входит в десятку крупнейших аэропортов, в нём наблюдается уверенный рост трафика пассажиропотока. К саммитам здесь был выстроен новый терминал международных авиалиний, а также модернизирована вторая взлётно-посадочная полоса, доставшаяся в наследство городу ещё от программы резервирования полётов Буранов.
О том, как в крупных ключевых аэропортах страны проектируется и строится мобильная связь, ранее рассказывалось в отдельной публикации. В этой статье хотелось бы остановиться на реализации полученного опыта. В Уфе именно в аэропорте мы чуть не промахнулись с радиопланированием покрытия, отталкиваясь от уличных методов обеспечения мобильной связи. И именно с этого объекта впоследствии мы стали более тщательно планировать весь спецпроект в целом.
Строительство нового международного терминала в аэропорте
Дело в том, что в аэропорте Уфы у нас уже существовало устойчивое внешнее покрытие 4G/3G/2G для терминала внутренних авиалиний, и его было достаточно. По началу предполагалось, что нарастив ёмкость уличных базовых станций, существующего покрытия хватит и для нового терминала международных авиалиний. Смущало лишь то, что в этом терминале было много металлоконструкций. Всё изменилось, когда строители обшили терминал современными панелями, придав зданию законченный внешний вид. Проведённые измерения 4G/3G/2G внутри достраивающегося терминала показали, что без развёртывания отдельного внутреннего покрытия уже не обойтись. Внешним уличным сигналом «пробить» с дальней точки новый терминал аэропорта оказалось крайне сложно. Менять планировку для этой аэропортовой позиции на внутреннюю мы стали на ходу, «перенося» позицию с базовыми станциями 4G/3G/2G в здание и переделывая с подрядчиками все наши строительные чертежи по ходу строительства.
Для развёртывания внутреннего покрытия в международном терминале мы выбрали пассивную распределённую антенную систему. Так как все три сотовых оператора оказались перед запуском терминала в одинаковых условиях, то после совместного совещания на объекте внутреннюю антенную систему решили проектировать на троих. Так в спецпроекте только на одном этом объекте одномоментно увеличилась сложность решаемой задачи, и для создания равномерного покрытия пришлось быстро планировать множество маломощных антенн и равномерно «развешивать» их по всем этажам здания в зонах прилёта и вылёта.
Далее, в ходе подготовки сети, мы анализировали все возможные варианты, как можно подобраться нашим покрытием к городским объектам саммитов. Надо сказать, что Оргкомитетом был сделан достаточно успешный ход в выборе места проведения саммитов в Уфе, так как все ключевые события ШОС и БРИКС проходили в центре миллионного города в южной его части, а не за городом в какой-либо выделенной зоне. В шаговой доступности располагались основные центры деловой активности Уфы и исторические достопримечательности. И в этой части города у нас также существовала собственная телеком-инфраструктура. Нам оставалось достроить здесь дополнительные базовые станции и органично вписать их в нашу существующую мобильную сеть.
Уфимский Арбат на улице Ленина
Подход к планированию и усилению покрытия 4G/3G/2G был выбран в спецпроекте не под единоразовую акцию саммитов ШОС и БРИКС, а с прицелом на долгосрочное развитие сети Уфы. Мы готовились встречать не только высокоуровневые делегации, а планировали также усиливать покрытие для всех жителей города. Для нас являлись важными все наши абоненты: и домашние, и роуминговые, не взирая на то, кто откуда приехал. Устойчивая мобильная связь здесь требовалась всем, в том числе и для координации волонтёрам, съехавшимся со всех регионов страны и оказывающим помощь городу в работе с делегациями. Настроенная, усиленная современными технологиями сеть должна была остаться для жителей города и после международных событий, поскольку в Уфе наблюдается стабильный рост как голосового трафика, так и трафика передачи данных. Это динамично развивающийся город-миллионник Поволжья, и перспективы использования мобильной связи здесь очень хорошие.
Как выяснилось впоследствии, точно такой же подход к мероприятию оказался и у Оргкомитета. В дни саммитов в Уфе были запланированы городские мероприятия, которые прошли для жителей и гостей города на площадях перед Русским драматическим театром, в парках Сипайлово, Демы, Затона и Черниковки. Также в те дни открыли свои двери все музеи и галереи, а каждый театр заявил, что представит серию своих лучших спектаклей.
Основные объекты саммитов ШОС и БРИКС находились в Уфе на довольно компактной территории по улице З.Валиди. На ней «соединились» в единое архитектурное целое такие объекты, как конгресс-холл Уфы, международный пресс-центр для журналистов, телецентр Башкортостана, Амфитеатр для презентационной выставки национальных культур «Ватан», городская площадь с памятником С. Юлаеву со смотровой площадкой, и гостиница с панорамным видом на реку Белая. Эту территорию мы запланировали «подсвечивать» с различных сторон, откуда могли «добить» секторами наших дальних базовых станций. Мы также дополнительно нашли новые точки и спроектировали стройку уличных станций под ожидавшийся рост трафика передачи данных.
Амфитеатр с шатрами презентационной выставки «Ватан»
Такой подход к усилению покрытия в этой части города был связан не столько с важнейшим объектом саммитов – конгресс-холлом для заседания делегаций (там у нас планировалось развернуть отдельную систему мобильной связи и об этом далее), сколько с международным пресс-центром, раскинувшимся по соседству, а также с выставочным Амфитеатром национальных культур. Главным требованием организаторов являлось обеспечение на этой компактной территории сервиса надёжных голосовых вызовов и бесперебойного мобильного интернета. Очевидно, что перегрузки мобильных сетей 4G/3G/2G и тем более нештатные ситуации в дни саммитов ШОС и БРИКС были здесь недопустимы.
Ключевым объектом саммитов ШОС и БРИКС, как отмечалось, являлся конгресс-холл Уфы, где проходили многосторонние встречи делегаций. К саммитам конгресс-холл существенно модернизировали, в здании провели множество перепланировок, а подземный паркинг перестроили в полноценный этаж. Остальные этажи здания были перепрофилированы и поделены на зоны для проведения переговоров самых различных уровней. По собственным ощущениям от посещения конгресс-холла на этапе реконструкции, в Овальном зале которого проходили выездные совещания всех задействованных уфимских и московских телекомщиков, можно сказать, что дизайн ключевого объекта получился внутри довольно современным и продуманным. С улицы его архитектура также выглядела солидно и парадно, хорошо вписавшись в набережный холмистый пейзаж Уфы.
Подготовка флаг-штоков для стран-участниц перед конгресс-холлом
Архитектурно здание состояло из большого количества металлоконструкций, всевозможных звуконепроницаемых стен, перекрытий, и металлизированных стеклопакетов. Уличным сигналом сюда было пробиться сложно. Поэтому как и в аэропорте, мы спроектировали в конгресс-холле совместно с другими сотовыми операторами отдельное внутреннее покрытие на основе пассивной распределённой антенной системы и дополнительных базовых станций 4G/3G/2G. Для уверенной раздачи сигнала базовых станций внутри были по максимуму спланированы и установлены антенны на всех этажах здания. После саммитов здание предполагалось перепрофилировать под концертный зал, а значит труд сотовых операторов должен был остаться востребованным.
Вплотную к конгресс-холлу Уфы на площади им. С. Юлаева организаторами был построен большой международный пресс-центр для журналистов и телевизионщиков. Он состоял из нескольких функциональных зон – это представительства средств массовой информации, брифинговый зал, и павильон «Уфа», где журналисты брали официальную информацию о саммитах, городе и о республике Башкортостан для использования в своих материалах. Пресс-центр, к счастью, состоял из легкосборных тентовых конструкций, являющихся абсолютно радиопрозрачными для наших сигналов базовых станций. Ввиду временности объекта, для него мы не планировали и не строили какого-либо отдельного покрытия. Нашего расширенного уличного покрытия мобильной сети должно было хватить в этой части города в полном объёме. Существовали лишь небольшие сомнения, что запроектированной ёмкости уличных станций может частично не хватить, ведь на саммиты аккредитовалось более тысячи двухсот журналистов, которые могли пользоваться услугами нашей мобильной связи в самых различных вариантах применения.
Международный пресс-центр саммитов
Театру оперы и балета Уфы выпала особая роль на саммитах ШОС и БРИКС (где, к слову, был сделан капитальный ремонт, а объём выполненных работ чем-то напоминал реконструкцию Большого театра в Москве). В дни международного мероприятия в нём, прежде всего, проходили верхнеуровневые приёмы и двусторонние встречи «с глазу на глаз». А вечером для участников саммитов ШОС и БРИКС в театре проходили различные культурные программы. Для этого объекта у нас уже существовало стабильное уличное покрытие сетей 4G/3G/2G. Базовые станции с антеннами всех диапазонов были установлены на крыше этого здания ранее. Но для усиления покрытия на 0м и –1м этажах театра были дополнительно запланированы и установлены фемтоточки 3G.
Театр оперы и балета с антеннами сотовой связи, симметрично расположенными на крыше в белых радиопрозрачных колпаках
Также немаловажными ключевыми объектами, задействованными в Уфе для приёма гостей, были государственный концертный зал Башкортостан и художественный музей им. М.В. Нестерова. Дополнительными объектами, где требовалось устойчивое покрытие, являлись торгово-развлекательный комплекс Гостиный двор и железнодорожный вокзал. И на перечисленных объектах нами также проводились работы по настройке существующего покрытия сети для обеспечения надёжного мобильного сервиса.
Помимо перечисленных объектов для официальных приёмов гостей требовалось ещё обеспечить мобильную связь в новых построенных гостиницах. Так как местом проведения саммитов являлся хорошо развитый район Уфы, то для «засвечивания» устойчивым сигналом новых гостиниц и подъездных дорог к ним мы выбрали уличные методы обеспечения покрытия. Это была нетривиальная задача, так как многие современные здания гостиниц строятся сейчас по индивидуальным проектам с использованием большого количества железобетона, что напрямую влияет на проникновение уличного сигнала.
Гостиничный комплекс на набережной реки Белая
Отдельным вопросом в проекте было ведение переговоров о стоимости аренды позиций на крышах зданий для размещения наших антенн и базовых станций. Нам было не просто решать задачу аренды технологических площадок в условиях приближающихся мероприятий, ведь каждый готовился в городе к саммитам по-своему. В связи с проводимыми мероприятиями некоторые арендодатели были готовы не упустить свой шанс и могли согласиться на аренду позиций только по «нормальным» ценам. Поэтому в спецпроекте переговорный процесс с арендодателями в ходе подготовительных действий приходилось вести очень тщательно.
Ещё организаторы просили нас обратить внимание на два пригородных пансионата и также обеспечить в них устойчивую мобильную связь, что мы и сделали. В одном из них были расквартированы лётные составы спецотрядов представителей иностранных государств. В другом – дополнительный обслуживающий персонал, прибывший в город для сопровождения официальных лиц. Так как пансионаты были лишь сезонного действия, то для покрытия этих объектов мобильным интернетом 3G мы запланировали «пригнать» в Уфу из соседних регионов машины с передвижными базовыми станциями 3G в помощь к существующему пригородному покрытию 2G.
Передвижные базовые станции, обеспечивавшие связь в пригородных пансионатах
В качестве передвижных базовых станций у нас использовались не Газели с Камазами, как это иногда можно видеть на подобных мероприятиях, а специальные прицепные фургоны. Такие технические решения более бюджетны и, в тоже время, удобны в транспортировке стандартными машинами. Хотя практика показала, что перевозить эти базовые станции надо достаточно бережно ввиду максимальной загрузки по весу транспортного средства. Энергетика для передвижных станций впоследствии использовалась не дизельная, а к счастью обычная стационарная от пансионатов.
Говоря о последующей настройке нашей мобильной сети в Уфе, стоит сказать в целом об абонентских предпочтениях последнего времени. Сейчас они таковы, что в крупных городах количество построенных базовых станций уже не решает задачи восприятия мобильной сети. Вопрос о наличии покрытия 4G/3G/2G, воспринимавшийся когда-то как «счастье», трансформировался сейчас в субъективный фактор ощущений от использования услуг. Риторический вопрос в том, как заложить в мобильную сеть коэффициент «счастья» абонента, активно перемещающегося за день на большой территории, пребывая то в зданиях, то на улице, то в движущемся транспорте, и пытающегося воспользоваться всеми услугами одновременно?
Универсального ответа здесь нет. Но есть постоянная работа по настройке и оптимизации нагрузки базовых станций с учётом технического опыта сотрудников компании. Не смотря на то, что после окончания строительства каждой новой базовой станции мобильная сеть, как правило, расширяет охват территории города и пропускает больше абонентского трафика, контроль ёмкости станций должен выполняться постоянно. И работая над спецпроектом подготовки Уфы к мероприятию ШОС и БРИКС, мы уделили поиску настроек для оптимального функционирования мобильной сети немало времени. По-существу этап оптимизации настроек превратился в настоящее поле для творчества. В связи с подготовкой к саммитам мы постарались взглянуть на мобильную сеть города «незамыленным» взглядом и заново переосмыслить всё, что мы могли сделать для абонентов к мероприятию.
Базовая станция, скомбинированная с автобусной остановкой и рекламным щитом, построенная на дороге из аэропорта
Единственным ограничением в проекте являлось для нас то, что мобильная сеть этого миллионного города не должна была превратиться в полигон для «сырых» технических решений. Риски на мероприятии ШОС и БРИКС не допускались. Требовалась стабильность работы мобильной сети в условиях прогнозирующегося роста абонентской нагрузки, прежде всего это. И настроечной работы было в итоге выполнено в Уфе немало: это и общесистемные изменения, и работы с отдельными секторами базовых станций. Большинство работ касалось расширения ёмкости сетей 4G/3G/2G и были, в общем-то, стандартными. Но были и такие работы, о логике применения которых хотелось бы рассказать подробнее.
Для 2G сети Уфы, в основном «заточенной» под голосовой трафик, мы проверили и в случае необходимости доконфигурировали на базовых станциях списки секторов «соседних» станций. Это проверка проводилась в первую очередь, так как от этого зависят разрешённые мобильные переходы абонентов между базовыми станциями, а также срывы голосовых соединений. Отсутствие в списках переходов доминирующих «соседних» секторов может случаться, ведь мобильная сеть города постоянно развивается и модернизируется. Какие-то базовые станции появляются раньше, какие-то строятся позже, некоторые переезжают на новые точки и т.д., и поэтому повторный контроль списков переходов между секторами всегда полезен. Важно не потерять ни один голосовой звонок при переходах абонентов из сектора в сектор.
В 2G сети мы лишний раз уточнили, обеспечивается ли везде в городе сплошное покрытие этой базовой технологией. Не смотря на то, что 2G сеть в Уфе была построена давно, это стоило проверить снова и, в случае необходимости, довернуть антенны секторов более оптимальным образом для равномерности покрытия. По поступившей информации от организаторов саммитов у зарубежных представителей или у сопровождения могли быть «неустаревающие» золотые телефоны эпохи 2G стандартов. Новые iPhone’ы – это конечно хорошо, но у иностранных гостей могли быть свои представления о мобильных «ценностях», и их предпочтения мы также постарались учесть в наших настройках покрытия.
Подготовка фасадов городских зданий перед мероприятием
Ещё в 2G сети мы проверили повсеместное включение алгоритма «перескоков» по частоте между передатчиками в секторах базовых станций. Для сетей мобильной связи 2G это может вести к существенному улучшению голосового сервиса. Дело в том, что частотный ресурс 2G и соответствующее количество каналов, выделенных регулятором для каждого сотового оператора, ограничены. В 2G сети одни и те же частотные каналы приходится использовать несколько раз для географически разнесённых базовых станций. Только так можно обеспечить покрытие 2G в районах с плотной застройкой, и, к сожалению, это приходится делать на достаточно близко расположенных сопредельных территориях.
Однако чем территориально ближе сходятся секторы базовых станций 2G с одними и теми же частотами, тем выше соканальные помехи. В какой-то момент уровень помех не позволяет строить базовые станции 2G ещё ближе друг к другу. Так наступает теоретический максимум плотности покрытия сети 2G. Физику не обманешь: частотных каналов 2G больше не становится и приходится «крутиться» с оптимизацией настроек сети практическими методами. Одним из выходов в этой ситуации и является использование в секторах базовых станций 2G «перескоков» по частоте. Подобная настройка периодической смены частоты сигнала довольно эффективна для борьбы с соканальными помехами. При этом, как правило, участвующие в перескоках частот каналы не задействованы разом в одни и те же моменты времени на соседних станциях. Это и даёт положительный эффект в помехоустойчивости при конфигурировании передатчиков 2G.
Строительство набережной реки Белая в районе проведения саммитов
Далее в 2G сети у нас настраивалась производительность системы в части мобильной передачи данных. Не смотря на то, что технологии более высоких стандартов 3G и 4G обладают существенно большей пропускной способностью, 2G сеть по-прежнему продолжает оставаться «подложкой» для этих современных технологий. Это связано с тем, что 2G сети обладают пока самым большим покрытием. И если бы в дни мероприятия по каким-то неведомым причинами, например, из-за сетевых перегрузок, «просело» бы наше покрытие 3G и 4G, то смартфоны и планшеты смогли бы гарантированно «пересесть» и зацепиться за 2G сеть. И для продолжения сеансов передачи данных абоненты продолжили бы качать файлы или искать информацию в интернете через настроенную низкоскоростную сеть 2G.
В 3G сети Уфы мы старались максимально «разогнать» наши базовые станции, предназначенные, прежде всего, для передачи данных. Смартфоны и планшеты 4G были далеко не у всех жителей и гостей города, многие по-прежнему работают в интернете через 3G терминалы. Поэтому настройкам 3G в ходе подготовки Уфы к мероприятию мы уделили особое внимание. Для нас было важно обеспечить высокие скорости 3G как базовой беспроводной технологии. Кроме того, повышение скоростей 3G также требовалось для того, чтобы идущий по Уфе в ногу со временем абонент, случайно «провалившись» из более быстрой сети 4G в 3G, не почувствовал резких перепадов в скорости мобильного интернета.
Прежде всего, мы усилили сеть 3G и запустили в эфир на всех городских базовых станциях по два передатчика в секторе. Но этого было мало. Добавив вторую несущую частоту, мы логически сконфигурировали передатчики 3G на параллельную работу. Таким образом, оба частотных канала в каждом секторе 3G объединялись в единый канал передачи данных, что позволило увеличить средние абонентские скорости 3G примерно в 2 раза. Это были многоэтапные программно-аппаратные модернизации базовых станций. Пришлось сначала выезжать на каждую позицию и вешать передатчики, а потом конфигурировать их. Но нам удалось реализовать это в Уфе к саммитам на 99% базовых станций 3G, увеличив как ёмкость сети, так и пропускную способность.
Также была ещё мысль на некоторых базовых станций 3G поэкспериментировать и запустить в эфир по третьему передатчику в секторе, сконфигурировав сразу три объединённых несущих частоты. Но именно потому, что эффект от включения проявился бы только после запуска большого количества станций, перед саммитами с подобным увеличением абонентских скоростей в 3 раза решили не рисковать, а запланировали применение этих настроек по «разгону» сети Уфы позже. Для тестов нужна более спокойная обстановка, ведь у базовых станций 3G будут задействованы все ёмкости и процессорные мощности, и поэтому важен более длительный контроль статистики с оборудования, прежде чем переводить все городские станции на следующий программно-аппаратный уровень.
Государственный концертный зал Башкортостан, служивший местом культурного досуга делегаций
Ещё в мобильной сети 3G мы настраивали не только download и скорости на «линиях вниз» (от базовых станций к абонентам), но и upload на «линиях вверх». Здесь важен был баланс сервиса, чтобы абоненты могли не только уверенно скачивать, но и закачивать свои видеоролики и фотографии в глобальную сеть. Для этого мы улучшили настройки «линий вверх» путём изменения времени отклика мобильной сети 3G Уфы на запросы абонентских терминалов. На всех городских базовых станциях 3G было введено уменьшение задержек при передаче данных, что в итоге немного подняло абонентские скорости в сторону сети 3G. Уменьшение задержек улучшило и стабильность работы мобильных приложений: веб-страницы интернета стали открываться немного быстрее, команда ping показала сокращение времени отклика.
Затем для улучшения покрытия 3G мы выполняли изменение наклонов антенн, загибая их, где это было необходимо, чтобы более чётко разграничить зоны покрытия городских станций. Это связано с характерным явлением «перезасвечивания» несколькими базовыми станциями одних и тех дальних зон обслуживания, что приводит к повышенному уровню помех в эфире. Ведь в 3G сетях радиоканалы общие, хотя и широкополосные, но не настолько, чтобы гарантировать уверенный сервис 3G в условиях повышенной интерференции секторов станций. По-существу, мы оптимизировали распределение мобильного трафика в зонах обслуживания между базовыми станциями, тем самым сокращая потенциальные отказы сети внутри зон и повышая помехоустойчивость системы в целом. В городской черте, особенно городов-миллионников, зоны «засвечивания» секторов базовых станций должны быть небольшими и ёмкими. После «загибания» антенн зоны секторов 3G стали более разграниченными, что привело к более компактному распределению абонентов по базовым станциям.
Зона дальнего «перезасвета» одного из высотных секторов городской базовой станции 3G
Также стоит отметить, что хотя в 3G сети мы много внимания уделяли настройкам передачи данных и старались в Уфе сделать всё, чтобы увеличить пропускную способность станций для этого трафика, стабильность сервиса голоса всегда оставалась под особым контролем. Передача голосового трафика в 3G сети у нас является приоритетной. В случае поступления голосовых вызовов ресурсы базовых станций 3G всегда отдаются сначала этому сервису и перераспределяются так, чтобы в первую очередь обеспечить абонентам возможность говорить, и только потом – качать данные. И здесь стоит отметить замеченную особенность из анализа трафика: в связи с повсеместным ростом в регионах, не только в Уфе, использования смартфонов, поддерживающих как технологию 2G, так и 3G, сейчас наблюдается перераспределение голосового трафика из сетей доступа 2G в 3G. Сети 3G постепенно начинают занимать доминирующее положение среди сетей 2G, 3G, и 4G.
Сети 4G, в отличие от сетей 3G и 2G – это полноценные широкополосные системы передачи данных, в которых создатели беспроводных стандартов связи совместно с производителями телеком-оборудования учли многие несовершенства технологий 3G и 2G, причём с большим запасом. Мобильная технология 4G получилась настолько мощная и гибкая, что в случае её дальнейшего поэтапного развития в нашей стране в том виде, в котором это позволяет делать стандарт, можно сказать, что это надолго. Лишь бы хватило всем ресурсов: у регуляторов – свободного частотного спектра 4G, у операторов – ёмкости базовых станций и инфраструктуры, а у абонентов – процессорной мощности мобильных терминалов и аккумуляторов.
Торгово-развлекательный комплекс Гостиный двор, радушно открывший свои двери всем жителям и гостям города в дни мероприятия
В сети 4G Уфы ключевым моментом подготовки стало ускоренное строительство и запуск в эксплуатацию новых базовых станций. Прежде всего, мы добивались в Уфе повсеместного сплошного покрытия технологии «четвертого поколения». И здесь важна была точность размещения позиций. С точки зрения создания сплошного покрытия мобильной сети при неточном выборе места строительства базовой станции, впоследствии может образовываться «дыра», которую не закроешь затем никакими настройками, сколько не крути углы поворота антенн на соседних станциях. Учитывать это важно и нужно ещё на этапе планирования. И в первую очередь это критично для 4G сетей высокочастотного диапазона 2600 МГц, так как географическое размещение станций напрямую влияет на непрерывность сервиса высокоскоростного интернета 4G.
Говоря о настройках 4G необходимо сказать, что мы решили выставить на базовых станциях более высокие пороги удержания абонентов от случайных «пересаживаний» из 4G в 3G сеть. Изучая статистику трафика с базовых станций 4G, мы заметили несколько повышенное число «соскоков» абонентских смартфонов и планшетов в 3G сеть, хотя к саммитам уличное покрытие сети 4G было реализовано в Уфе практически повсеместным. Таким способом мы постарались ввести дополнительные поддерживающие условия для сохранения абонентских терминалов в сети 4G и убрать лишние межсистемные переходы туда-обратно. Позже по статистике было констатировано увеличение трафика в сети 4G Уфы по результатам применённой настройки.
Реконструированный железнодорожный вокзал, встречавший гостей со всех регионов страны
Кроме интернета, в сети 4G был также крайне важен контроль настроек станций для поддержания голосового сервиса. Эта группа настроек является критичной для случая поступления и инициации в 4G сети голосовых вызовов, особенно во время передачи данных. Вследствие исторических ограничений стандарта LTE нынешняя построенная сеть 4G Уфы открыта пока только для передачи данных. Для голосового сервиса в городе открыты мобильные сети 3G и 2G. Однако первые голосовые звонки в коммерческой сети 4G на основе технологии Voice over LTE уже были проведены в нашей компании в другом пилотном городе. Но в Уфе перед саммитами с подобной глобальной модернизацией сети 4G экспериментировать пока не стали – это задел на будущее. Сначала нужно накопить достаточный опыт эксплуатации и поддержки Voice over LTE. Таким образом, мобильная сеть 4G Уфы была подготовлена на основе классической схемы: при поступлении голосовых вызовов абонентские терминалы временно переводились из 4G в 3G и 2G сети, и в обеих сетях поддерживались соответствующие условия. В ходе подготовки мобильной сети к мероприятию проверке корректных настроек переходов между сетями 4G–3G/2G–4G мы уделили немало времени.
В целом можно сказать, что технология 4G для этого миллионного города ещё только набирает обороты активного использования. В Уфе наблюдается уверенный рост 4G трафика передачи данных. Значит, стандарт становится всё более востребованным у абонентов: в городе много мобильных пользователей интернета, особенно среди молодежи. И это хорошо. Наши базовые станции 4G подготовлены к нагрузке для массового использования новой технологии.
Построив по спецпроекту практически все недостающие базовые станции 4G/3G/2G, и оптимально настроив сеть на пропуск трафика, мы отправились «в поля» тестировать результаты проделанной работы. Важно было посмотреть стабильность голосового сервиса и абонентских скоростей передачи данных во всех режимах, чтобы затем, при необходимости, выполнить финишную оптимизацию сети. В течение недели автомобиль с комплексом измерительного оборудования на борту ездил по дорогам Уфы, включая дорогу в аэропорт, и собирал статистику. Маршруты наших измерений охватывали как городские проспекты и шоссе, так и все значимые улицы, особенно в центральной части города, а также территории, примыкающие к объектам саммитов.
Измерительная лаборатория сетей 4G/3G/2G, выполнявшая дорожные тесты в Уфе
В ходе дорожных тестов была собрана бесценная информация о нашем покрытии в Уфе и о логических ошибках конфигурирования некоторых базовых станций, а также выделен ряд рекомендаций по дальнейшим «тонким» настройкам сетей 4G/3G/2G. В результате работа по подготовке мобильной сети не прекращалась рабочей группой вплоть до первого дня саммитов, так как выяснилось, что было ещё что донастраивать. Нам хотелось обойтись без «генеральских» эффектов на мероприятии и достойно завершить нашу часть подготовительной работы.
Найденная «перепутка» монтажа секторов одной из базовых станций 3G после измерений: серый сектор ошибочно сконфигурирован в направлении малинового сектора, малиновый сектор – в направлении серого сектора
По итогам применения на базовых станциях 4G/3G/2G всех запланированных настроек были получены следующие результаты на измерениях. Средняя скорость передачи данных в 4G сети на территории всего города составила 16,67 Мбит/с. Средняя скорость передачи данных в 3G сети составила 7,15 Мбит/с. В 3G и 2G сетях доля отказов установленных голосовых соединений снизилась до 0,54 %, а доля неуспешных установлений голосовых соединений сократилась до 2,91 %. По результатам всех сделанных программно-аппаратных модернизаций в Уфе средняя скорость сервиса передачи данных стала выше 5 Мбит/с. Этого вполне достаточно для комфортного использования большинства интернет-сервисов, в том числе и для просмотра видео. А средняя доля срывов голосовых соединений стала ниже порога чувствительности 5%, что в целом говорит об устойчивом обеспечении в сети мобильного голосового сервиса.
В рамках спецпроекта подготовки мобильной сети Уфы к саммитам ШОС и БРИКС были построены практически все запланированные базовые станции 4G/3G/2G. Мы выполнили запуски новых базовых станций и завершили строительство задуманного объёма инфраструктуры за две недели до саммитов. Выбранная стратегия форсирования строительства впоследствии оказалось верной, так как через день после окончания нашего монтажа и запусков в эфир, доступ на все объекты, связанные с мероприятием ШОС и БРИКС, был закрыт или серьёзно ограничен. А в дни саммитов были запрещены все работы на мобильной сети Уфы по оптимизации абонентского трафика. Разрешалось только проводить аварийно-восстановительные работы в случае возникновения серьёзных проблем или критических перегрузок.
Участвуя в подготовке города к международным саммитам ШОС и БРИКС, мы были рады внести свой посильный вклад в это мероприятие. Всю напряжённую неделю саммитов наша соптимизированная мобильная сеть проработала без сбоев и обеспечила бесперебойный сервис как гостям, так и жителям города. Проблем с перегрузками на базовых станциях 4G/3G/2G не наблюдалось, мобильный трафик распределялся в сети равномерно.
Исторический вид на центр Уфы с высоты птичьего полёта
Однако не всё было гладко в ходе реализации спецпроекта. Например, мы так и не смогли разместить на одной стратегической крыше в центре Уфы наши станции с антеннами, получив отказ хозяев. И никакие доводы о саммитах нам не помогли. Пришлось перенастраивать удалённые базовые станции, «добивая» до объекта с дальних точек. Это почти никак не сказалось на абонентах в данном месте во время мероприятия, так как здесь существовал небольшой запас по покрытию, но, к сожалению, не по ёмкости.
Существовали и технические несостыковки: что-то в ходе строительства базовых станций «заводилось» не сразу, вскрывались ошибки интеграции с существующей сетью, проводился кропотливый поиск «багов» в некорректно прописанных, как правило устаревших, конфиг-файлах. Однако это был творческий процесс для всех участников подготовки сети Уфы.
Работа была довольно интенсивной и напряжённой, приходилось ускоряться с подготовкой требуемых подсистем, строительством новых позиций, и развёртыванием инфраструктуры. Одновременно с этим было очень интересно выполнять спецпроект в этом гостеприимном городе западных и восточных культур, ведь многое определяет человеческий фактор.
После всех выполненных настроечных работ в Уфе можно было констатировать об улучшении городского покрытия 4G/3G/2G как на объектах саммитов ШОС и БРИКС, так и в тех местах, где маловероятно ожидалось присутствие важных гостей, но где жизнь города «бурлит» своим чередом. Проведённая модернизация мобильной сети позволила улучшить сервис предоставляемых услуг в городе. И это повлияло, в итоге, на дальнейший рост в Уфе мобильного трафика передачи данных.
В заключении хотелось бы поблагодарить всех коллег, принимавших участие в подготовке сети по спецпроекту: тех. дирекцию Уфы и наших подрядчиков, управление Приволжского региона, планировщиков и оптимизаторов сетей доступа из Штаба тех. дирекции компании. Нашими общими усилиями задача была выполнена.
Конгресс-холл заседаний международных делегаций ШОС и БРИКС в Уфе
На мероприятии необходимо было обеспечить бесперебойную мобильную связь технологий 4G, 3G, 2G. Используя накопленный опыт и применяя различные технические решения, нам предстояло развернуть покрытие мобильной связи на всех новых объектах саммитов. Я отвечал за организационную и техническую части этого интенсивного проекта.
Организационные вопросы
Уфа является столицей республики Башкортостан, одного из ключевых регионов Поволжья, расположенного на границе Европы и Азии. Этот многоликий и многонациональный город органично впитал в себя все традиции Запада, Востока и эпохи Советского периода нашей истории, соединив в единое целое все эти различные направления. Можно сказать, Уфа исторически и географически была предназначена для проведения у себя мероприятий Западно–Восточной направленности, таких как международные саммиты глав государств и правительств ШОС (Китай, Россия, Казахстан, Таджикистан, Киргизия, Узбекистан, а также Индия и Пакистан) и БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, Китай, и ЮАР).
Панорамный вид Уфы
На мероприятиях ШОС и БРИКС в Уфе присутствовало около 10 тысяч гостей, как из стран, участвующих в саммитах, так и из регионов нашей страны. Помимо участников саммитов, а также руководителей международных организаций, сторонних наблюдателей и официальных гостей, в ключевые дни в городе присутствовали многочисленные представители спецструктур охраны делегаций, обслуживающий персонал, более тысячи аккредитованных журналистов, добровольцы-волонтёры, а также туристы по случаю проведения различных культурных мероприятий.
Одной из отраслей, участвующих в подготовке Уфы к саммитам, являлась отрасль связи. На мероприятии в Уфе должно было быть обеспечено бесперебойное покрытие мобильных технологий 4G/3G/2G на всех ключевых объектах проведения саммитов. При этом должен был быть обеспечен как стабильный голосовой сервис, так и уверенный скоростной доступ в интернет. Задача подготовки мобильной сети города к саммитам ШОС и БРИКС получила в нашей компании статус спецпроекта.
Карта объектов саммитов ШОС и БРИКС
Централизованная подготовка Уфы к мероприятию возглавлялась Оргкомитетом и велась по линиям всех задействованных отраслевых ведомств (говоря точнее, Оркомитетов было даже два: федеральный и республиканский). При этом из-за вопросов безопасности, нам мало поступало информации для проведения прицельного планирования покрытия нашей мобильной сети. Предварительных данных о маршрутах перемещения иностранных делегаций в городе не распространялось, были лишь конечные точки пребывания. Поэтому мы сразу решили готовить к мероприятию в Уфе устойчивое покрытие сетей 4G/3G/2G на территории всего миллионного города.
Выполнение задачи
Собравшись с коллегами в рабочую группу и стартовав проект сразу с двух направлений, как в Уфе, так и в Москве, мы постарались синхронизировать все подходы к планированию, строительству и оптимизации мобильной сети. Мы разбились на зоны ответственности и проанализировали все возможные варианты подготовки сети Уфы, как методами «быстрого реагирования из того что есть», так и методами «долгосрочного развития сети на перспективу». В работе в итоге использовались оба метода.
Въезд в Уфу через южные «ворота» города
Для составления картины о нашем текущем покрытии 4G/3G/2G на объектах саммитов ШОС и БРИКС, мы выехали на места с измерительным оборудованием для сбора информации о мобильной сети «глазами» абонента. Сначала требовалось «вживую» промерить существующие и строящиеся объекты саммитов, к которым предстояло подступиться нашим покрытием. К сожалению, так как часть объектов ещё были не готовы и строились вплоть до последнего месяца ключевых мероприятий, и особенно это касалось новых европейских гостиниц, то для составления картины о нашем покрытии 4G/3G/2G приходилось полагаться на эмпирические знания для схожих зданий по типовым моделям распространения радиосигналов. Очень часто связисты на новые объекты «заходят» и разворачиваются почти всегда последними, практически одновременно со строителями, выполняющими отделочные работы. Поэтому на оптимизацию и настройку систем времени остаётся очень мало. Преимущество мобильной связи в таких задачах состоит в том, что она беспроводная, поэтому для долгостроящихся объектов существуют запасные варианты развёртывания покрытия с соседних крыш зданий.
Приветствие гостей города на площади им. С.Юлаева
Важной самостоятельной задачей в спецпроекте являлось обеспечение связи в аэропорте Уфы. Данный объект должен был первым встречать иностранных гостей и, по-существу, на время мероприятий ШОС и БРИКС стать «визитной карточкой» не только этого региона, но и всей страны в целом. Аэропорт Уфы стабильно входит в десятку крупнейших аэропортов, в нём наблюдается уверенный рост трафика пассажиропотока. К саммитам здесь был выстроен новый терминал международных авиалиний, а также модернизирована вторая взлётно-посадочная полоса, доставшаяся в наследство городу ещё от программы резервирования полётов Буранов.
О том, как в крупных ключевых аэропортах страны проектируется и строится мобильная связь, ранее рассказывалось в отдельной публикации. В этой статье хотелось бы остановиться на реализации полученного опыта. В Уфе именно в аэропорте мы чуть не промахнулись с радиопланированием покрытия, отталкиваясь от уличных методов обеспечения мобильной связи. И именно с этого объекта впоследствии мы стали более тщательно планировать весь спецпроект в целом.
Строительство нового международного терминала в аэропорте
Дело в том, что в аэропорте Уфы у нас уже существовало устойчивое внешнее покрытие 4G/3G/2G для терминала внутренних авиалиний, и его было достаточно. По началу предполагалось, что нарастив ёмкость уличных базовых станций, существующего покрытия хватит и для нового терминала международных авиалиний. Смущало лишь то, что в этом терминале было много металлоконструкций. Всё изменилось, когда строители обшили терминал современными панелями, придав зданию законченный внешний вид. Проведённые измерения 4G/3G/2G внутри достраивающегося терминала показали, что без развёртывания отдельного внутреннего покрытия уже не обойтись. Внешним уличным сигналом «пробить» с дальней точки новый терминал аэропорта оказалось крайне сложно. Менять планировку для этой аэропортовой позиции на внутреннюю мы стали на ходу, «перенося» позицию с базовыми станциями 4G/3G/2G в здание и переделывая с подрядчиками все наши строительные чертежи по ходу строительства.
Для развёртывания внутреннего покрытия в международном терминале мы выбрали пассивную распределённую антенную систему. Так как все три сотовых оператора оказались перед запуском терминала в одинаковых условиях, то после совместного совещания на объекте внутреннюю антенную систему решили проектировать на троих. Так в спецпроекте только на одном этом объекте одномоментно увеличилась сложность решаемой задачи, и для создания равномерного покрытия пришлось быстро планировать множество маломощных антенн и равномерно «развешивать» их по всем этажам здания в зонах прилёта и вылёта.
Далее, в ходе подготовки сети, мы анализировали все возможные варианты, как можно подобраться нашим покрытием к городским объектам саммитов. Надо сказать, что Оргкомитетом был сделан достаточно успешный ход в выборе места проведения саммитов в Уфе, так как все ключевые события ШОС и БРИКС проходили в центре миллионного города в южной его части, а не за городом в какой-либо выделенной зоне. В шаговой доступности располагались основные центры деловой активности Уфы и исторические достопримечательности. И в этой части города у нас также существовала собственная телеком-инфраструктура. Нам оставалось достроить здесь дополнительные базовые станции и органично вписать их в нашу существующую мобильную сеть.
Уфимский Арбат на улице Ленина
Подход к планированию и усилению покрытия 4G/3G/2G был выбран в спецпроекте не под единоразовую акцию саммитов ШОС и БРИКС, а с прицелом на долгосрочное развитие сети Уфы. Мы готовились встречать не только высокоуровневые делегации, а планировали также усиливать покрытие для всех жителей города. Для нас являлись важными все наши абоненты: и домашние, и роуминговые, не взирая на то, кто откуда приехал. Устойчивая мобильная связь здесь требовалась всем, в том числе и для координации волонтёрам, съехавшимся со всех регионов страны и оказывающим помощь городу в работе с делегациями. Настроенная, усиленная современными технологиями сеть должна была остаться для жителей города и после международных событий, поскольку в Уфе наблюдается стабильный рост как голосового трафика, так и трафика передачи данных. Это динамично развивающийся город-миллионник Поволжья, и перспективы использования мобильной связи здесь очень хорошие.
Как выяснилось впоследствии, точно такой же подход к мероприятию оказался и у Оргкомитета. В дни саммитов в Уфе были запланированы городские мероприятия, которые прошли для жителей и гостей города на площадях перед Русским драматическим театром, в парках Сипайлово, Демы, Затона и Черниковки. Также в те дни открыли свои двери все музеи и галереи, а каждый театр заявил, что представит серию своих лучших спектаклей.
Основные объекты саммитов ШОС и БРИКС находились в Уфе на довольно компактной территории по улице З.Валиди. На ней «соединились» в единое архитектурное целое такие объекты, как конгресс-холл Уфы, международный пресс-центр для журналистов, телецентр Башкортостана, Амфитеатр для презентационной выставки национальных культур «Ватан», городская площадь с памятником С. Юлаеву со смотровой площадкой, и гостиница с панорамным видом на реку Белая. Эту территорию мы запланировали «подсвечивать» с различных сторон, откуда могли «добить» секторами наших дальних базовых станций. Мы также дополнительно нашли новые точки и спроектировали стройку уличных станций под ожидавшийся рост трафика передачи данных.
Амфитеатр с шатрами презентационной выставки «Ватан»
Такой подход к усилению покрытия в этой части города был связан не столько с важнейшим объектом саммитов – конгресс-холлом для заседания делегаций (там у нас планировалось развернуть отдельную систему мобильной связи и об этом далее), сколько с международным пресс-центром, раскинувшимся по соседству, а также с выставочным Амфитеатром национальных культур. Главным требованием организаторов являлось обеспечение на этой компактной территории сервиса надёжных голосовых вызовов и бесперебойного мобильного интернета. Очевидно, что перегрузки мобильных сетей 4G/3G/2G и тем более нештатные ситуации в дни саммитов ШОС и БРИКС были здесь недопустимы.
Ключевым объектом саммитов ШОС и БРИКС, как отмечалось, являлся конгресс-холл Уфы, где проходили многосторонние встречи делегаций. К саммитам конгресс-холл существенно модернизировали, в здании провели множество перепланировок, а подземный паркинг перестроили в полноценный этаж. Остальные этажи здания были перепрофилированы и поделены на зоны для проведения переговоров самых различных уровней. По собственным ощущениям от посещения конгресс-холла на этапе реконструкции, в Овальном зале которого проходили выездные совещания всех задействованных уфимских и московских телекомщиков, можно сказать, что дизайн ключевого объекта получился внутри довольно современным и продуманным. С улицы его архитектура также выглядела солидно и парадно, хорошо вписавшись в набережный холмистый пейзаж Уфы.
Подготовка флаг-штоков для стран-участниц перед конгресс-холлом
Архитектурно здание состояло из большого количества металлоконструкций, всевозможных звуконепроницаемых стен, перекрытий, и металлизированных стеклопакетов. Уличным сигналом сюда было пробиться сложно. Поэтому как и в аэропорте, мы спроектировали в конгресс-холле совместно с другими сотовыми операторами отдельное внутреннее покрытие на основе пассивной распределённой антенной системы и дополнительных базовых станций 4G/3G/2G. Для уверенной раздачи сигнала базовых станций внутри были по максимуму спланированы и установлены антенны на всех этажах здания. После саммитов здание предполагалось перепрофилировать под концертный зал, а значит труд сотовых операторов должен был остаться востребованным.
Вплотную к конгресс-холлу Уфы на площади им. С. Юлаева организаторами был построен большой международный пресс-центр для журналистов и телевизионщиков. Он состоял из нескольких функциональных зон – это представительства средств массовой информации, брифинговый зал, и павильон «Уфа», где журналисты брали официальную информацию о саммитах, городе и о республике Башкортостан для использования в своих материалах. Пресс-центр, к счастью, состоял из легкосборных тентовых конструкций, являющихся абсолютно радиопрозрачными для наших сигналов базовых станций. Ввиду временности объекта, для него мы не планировали и не строили какого-либо отдельного покрытия. Нашего расширенного уличного покрытия мобильной сети должно было хватить в этой части города в полном объёме. Существовали лишь небольшие сомнения, что запроектированной ёмкости уличных станций может частично не хватить, ведь на саммиты аккредитовалось более тысячи двухсот журналистов, которые могли пользоваться услугами нашей мобильной связи в самых различных вариантах применения.
Международный пресс-центр саммитов
Театру оперы и балета Уфы выпала особая роль на саммитах ШОС и БРИКС (где, к слову, был сделан капитальный ремонт, а объём выполненных работ чем-то напоминал реконструкцию Большого театра в Москве). В дни международного мероприятия в нём, прежде всего, проходили верхнеуровневые приёмы и двусторонние встречи «с глазу на глаз». А вечером для участников саммитов ШОС и БРИКС в театре проходили различные культурные программы. Для этого объекта у нас уже существовало стабильное уличное покрытие сетей 4G/3G/2G. Базовые станции с антеннами всех диапазонов были установлены на крыше этого здания ранее. Но для усиления покрытия на 0м и –1м этажах театра были дополнительно запланированы и установлены фемтоточки 3G.
Театр оперы и балета с антеннами сотовой связи, симметрично расположенными на крыше в белых радиопрозрачных колпаках
Также немаловажными ключевыми объектами, задействованными в Уфе для приёма гостей, были государственный концертный зал Башкортостан и художественный музей им. М.В. Нестерова. Дополнительными объектами, где требовалось устойчивое покрытие, являлись торгово-развлекательный комплекс Гостиный двор и железнодорожный вокзал. И на перечисленных объектах нами также проводились работы по настройке существующего покрытия сети для обеспечения надёжного мобильного сервиса.
Помимо перечисленных объектов для официальных приёмов гостей требовалось ещё обеспечить мобильную связь в новых построенных гостиницах. Так как местом проведения саммитов являлся хорошо развитый район Уфы, то для «засвечивания» устойчивым сигналом новых гостиниц и подъездных дорог к ним мы выбрали уличные методы обеспечения покрытия. Это была нетривиальная задача, так как многие современные здания гостиниц строятся сейчас по индивидуальным проектам с использованием большого количества железобетона, что напрямую влияет на проникновение уличного сигнала.
Гостиничный комплекс на набережной реки Белая
Отдельным вопросом в проекте было ведение переговоров о стоимости аренды позиций на крышах зданий для размещения наших антенн и базовых станций. Нам было не просто решать задачу аренды технологических площадок в условиях приближающихся мероприятий, ведь каждый готовился в городе к саммитам по-своему. В связи с проводимыми мероприятиями некоторые арендодатели были готовы не упустить свой шанс и могли согласиться на аренду позиций только по «нормальным» ценам. Поэтому в спецпроекте переговорный процесс с арендодателями в ходе подготовительных действий приходилось вести очень тщательно.
Ещё организаторы просили нас обратить внимание на два пригородных пансионата и также обеспечить в них устойчивую мобильную связь, что мы и сделали. В одном из них были расквартированы лётные составы спецотрядов представителей иностранных государств. В другом – дополнительный обслуживающий персонал, прибывший в город для сопровождения официальных лиц. Так как пансионаты были лишь сезонного действия, то для покрытия этих объектов мобильным интернетом 3G мы запланировали «пригнать» в Уфу из соседних регионов машины с передвижными базовыми станциями 3G в помощь к существующему пригородному покрытию 2G.
Передвижные базовые станции, обеспечивавшие связь в пригородных пансионатах
В качестве передвижных базовых станций у нас использовались не Газели с Камазами, как это иногда можно видеть на подобных мероприятиях, а специальные прицепные фургоны. Такие технические решения более бюджетны и, в тоже время, удобны в транспортировке стандартными машинами. Хотя практика показала, что перевозить эти базовые станции надо достаточно бережно ввиду максимальной загрузки по весу транспортного средства. Энергетика для передвижных станций впоследствии использовалась не дизельная, а к счастью обычная стационарная от пансионатов.
Настройка сетей 4G/3G/2G
Говоря о последующей настройке нашей мобильной сети в Уфе, стоит сказать в целом об абонентских предпочтениях последнего времени. Сейчас они таковы, что в крупных городах количество построенных базовых станций уже не решает задачи восприятия мобильной сети. Вопрос о наличии покрытия 4G/3G/2G, воспринимавшийся когда-то как «счастье», трансформировался сейчас в субъективный фактор ощущений от использования услуг. Риторический вопрос в том, как заложить в мобильную сеть коэффициент «счастья» абонента, активно перемещающегося за день на большой территории, пребывая то в зданиях, то на улице, то в движущемся транспорте, и пытающегося воспользоваться всеми услугами одновременно?
Универсального ответа здесь нет. Но есть постоянная работа по настройке и оптимизации нагрузки базовых станций с учётом технического опыта сотрудников компании. Не смотря на то, что после окончания строительства каждой новой базовой станции мобильная сеть, как правило, расширяет охват территории города и пропускает больше абонентского трафика, контроль ёмкости станций должен выполняться постоянно. И работая над спецпроектом подготовки Уфы к мероприятию ШОС и БРИКС, мы уделили поиску настроек для оптимального функционирования мобильной сети немало времени. По-существу этап оптимизации настроек превратился в настоящее поле для творчества. В связи с подготовкой к саммитам мы постарались взглянуть на мобильную сеть города «незамыленным» взглядом и заново переосмыслить всё, что мы могли сделать для абонентов к мероприятию.
Базовая станция, скомбинированная с автобусной остановкой и рекламным щитом, построенная на дороге из аэропорта
Единственным ограничением в проекте являлось для нас то, что мобильная сеть этого миллионного города не должна была превратиться в полигон для «сырых» технических решений. Риски на мероприятии ШОС и БРИКС не допускались. Требовалась стабильность работы мобильной сети в условиях прогнозирующегося роста абонентской нагрузки, прежде всего это. И настроечной работы было в итоге выполнено в Уфе немало: это и общесистемные изменения, и работы с отдельными секторами базовых станций. Большинство работ касалось расширения ёмкости сетей 4G/3G/2G и были, в общем-то, стандартными. Но были и такие работы, о логике применения которых хотелось бы рассказать подробнее.
1. Подготовка сети 2G
Для 2G сети Уфы, в основном «заточенной» под голосовой трафик, мы проверили и в случае необходимости доконфигурировали на базовых станциях списки секторов «соседних» станций. Это проверка проводилась в первую очередь, так как от этого зависят разрешённые мобильные переходы абонентов между базовыми станциями, а также срывы голосовых соединений. Отсутствие в списках переходов доминирующих «соседних» секторов может случаться, ведь мобильная сеть города постоянно развивается и модернизируется. Какие-то базовые станции появляются раньше, какие-то строятся позже, некоторые переезжают на новые точки и т.д., и поэтому повторный контроль списков переходов между секторами всегда полезен. Важно не потерять ни один голосовой звонок при переходах абонентов из сектора в сектор.
В 2G сети мы лишний раз уточнили, обеспечивается ли везде в городе сплошное покрытие этой базовой технологией. Не смотря на то, что 2G сеть в Уфе была построена давно, это стоило проверить снова и, в случае необходимости, довернуть антенны секторов более оптимальным образом для равномерности покрытия. По поступившей информации от организаторов саммитов у зарубежных представителей или у сопровождения могли быть «неустаревающие» золотые телефоны эпохи 2G стандартов. Новые iPhone’ы – это конечно хорошо, но у иностранных гостей могли быть свои представления о мобильных «ценностях», и их предпочтения мы также постарались учесть в наших настройках покрытия.
Подготовка фасадов городских зданий перед мероприятием
Ещё в 2G сети мы проверили повсеместное включение алгоритма «перескоков» по частоте между передатчиками в секторах базовых станций. Для сетей мобильной связи 2G это может вести к существенному улучшению голосового сервиса. Дело в том, что частотный ресурс 2G и соответствующее количество каналов, выделенных регулятором для каждого сотового оператора, ограничены. В 2G сети одни и те же частотные каналы приходится использовать несколько раз для географически разнесённых базовых станций. Только так можно обеспечить покрытие 2G в районах с плотной застройкой, и, к сожалению, это приходится делать на достаточно близко расположенных сопредельных территориях.
Однако чем территориально ближе сходятся секторы базовых станций 2G с одними и теми же частотами, тем выше соканальные помехи. В какой-то момент уровень помех не позволяет строить базовые станции 2G ещё ближе друг к другу. Так наступает теоретический максимум плотности покрытия сети 2G. Физику не обманешь: частотных каналов 2G больше не становится и приходится «крутиться» с оптимизацией настроек сети практическими методами. Одним из выходов в этой ситуации и является использование в секторах базовых станций 2G «перескоков» по частоте. Подобная настройка периодической смены частоты сигнала довольно эффективна для борьбы с соканальными помехами. При этом, как правило, участвующие в перескоках частот каналы не задействованы разом в одни и те же моменты времени на соседних станциях. Это и даёт положительный эффект в помехоустойчивости при конфигурировании передатчиков 2G.
Строительство набережной реки Белая в районе проведения саммитов
Далее в 2G сети у нас настраивалась производительность системы в части мобильной передачи данных. Не смотря на то, что технологии более высоких стандартов 3G и 4G обладают существенно большей пропускной способностью, 2G сеть по-прежнему продолжает оставаться «подложкой» для этих современных технологий. Это связано с тем, что 2G сети обладают пока самым большим покрытием. И если бы в дни мероприятия по каким-то неведомым причинами, например, из-за сетевых перегрузок, «просело» бы наше покрытие 3G и 4G, то смартфоны и планшеты смогли бы гарантированно «пересесть» и зацепиться за 2G сеть. И для продолжения сеансов передачи данных абоненты продолжили бы качать файлы или искать информацию в интернете через настроенную низкоскоростную сеть 2G.
2. Подготовка сети 3G
В 3G сети Уфы мы старались максимально «разогнать» наши базовые станции, предназначенные, прежде всего, для передачи данных. Смартфоны и планшеты 4G были далеко не у всех жителей и гостей города, многие по-прежнему работают в интернете через 3G терминалы. Поэтому настройкам 3G в ходе подготовки Уфы к мероприятию мы уделили особое внимание. Для нас было важно обеспечить высокие скорости 3G как базовой беспроводной технологии. Кроме того, повышение скоростей 3G также требовалось для того, чтобы идущий по Уфе в ногу со временем абонент, случайно «провалившись» из более быстрой сети 4G в 3G, не почувствовал резких перепадов в скорости мобильного интернета.
Прежде всего, мы усилили сеть 3G и запустили в эфир на всех городских базовых станциях по два передатчика в секторе. Но этого было мало. Добавив вторую несущую частоту, мы логически сконфигурировали передатчики 3G на параллельную работу. Таким образом, оба частотных канала в каждом секторе 3G объединялись в единый канал передачи данных, что позволило увеличить средние абонентские скорости 3G примерно в 2 раза. Это были многоэтапные программно-аппаратные модернизации базовых станций. Пришлось сначала выезжать на каждую позицию и вешать передатчики, а потом конфигурировать их. Но нам удалось реализовать это в Уфе к саммитам на 99% базовых станций 3G, увеличив как ёмкость сети, так и пропускную способность.
Также была ещё мысль на некоторых базовых станций 3G поэкспериментировать и запустить в эфир по третьему передатчику в секторе, сконфигурировав сразу три объединённых несущих частоты. Но именно потому, что эффект от включения проявился бы только после запуска большого количества станций, перед саммитами с подобным увеличением абонентских скоростей в 3 раза решили не рисковать, а запланировали применение этих настроек по «разгону» сети Уфы позже. Для тестов нужна более спокойная обстановка, ведь у базовых станций 3G будут задействованы все ёмкости и процессорные мощности, и поэтому важен более длительный контроль статистики с оборудования, прежде чем переводить все городские станции на следующий программно-аппаратный уровень.
Государственный концертный зал Башкортостан, служивший местом культурного досуга делегаций
Ещё в мобильной сети 3G мы настраивали не только download и скорости на «линиях вниз» (от базовых станций к абонентам), но и upload на «линиях вверх». Здесь важен был баланс сервиса, чтобы абоненты могли не только уверенно скачивать, но и закачивать свои видеоролики и фотографии в глобальную сеть. Для этого мы улучшили настройки «линий вверх» путём изменения времени отклика мобильной сети 3G Уфы на запросы абонентских терминалов. На всех городских базовых станциях 3G было введено уменьшение задержек при передаче данных, что в итоге немного подняло абонентские скорости в сторону сети 3G. Уменьшение задержек улучшило и стабильность работы мобильных приложений: веб-страницы интернета стали открываться немного быстрее, команда ping показала сокращение времени отклика.
Затем для улучшения покрытия 3G мы выполняли изменение наклонов антенн, загибая их, где это было необходимо, чтобы более чётко разграничить зоны покрытия городских станций. Это связано с характерным явлением «перезасвечивания» несколькими базовыми станциями одних и тех дальних зон обслуживания, что приводит к повышенному уровню помех в эфире. Ведь в 3G сетях радиоканалы общие, хотя и широкополосные, но не настолько, чтобы гарантировать уверенный сервис 3G в условиях повышенной интерференции секторов станций. По-существу, мы оптимизировали распределение мобильного трафика в зонах обслуживания между базовыми станциями, тем самым сокращая потенциальные отказы сети внутри зон и повышая помехоустойчивость системы в целом. В городской черте, особенно городов-миллионников, зоны «засвечивания» секторов базовых станций должны быть небольшими и ёмкими. После «загибания» антенн зоны секторов 3G стали более разграниченными, что привело к более компактному распределению абонентов по базовым станциям.
Зона дальнего «перезасвета» одного из высотных секторов городской базовой станции 3G
Также стоит отметить, что хотя в 3G сети мы много внимания уделяли настройкам передачи данных и старались в Уфе сделать всё, чтобы увеличить пропускную способность станций для этого трафика, стабильность сервиса голоса всегда оставалась под особым контролем. Передача голосового трафика в 3G сети у нас является приоритетной. В случае поступления голосовых вызовов ресурсы базовых станций 3G всегда отдаются сначала этому сервису и перераспределяются так, чтобы в первую очередь обеспечить абонентам возможность говорить, и только потом – качать данные. И здесь стоит отметить замеченную особенность из анализа трафика: в связи с повсеместным ростом в регионах, не только в Уфе, использования смартфонов, поддерживающих как технологию 2G, так и 3G, сейчас наблюдается перераспределение голосового трафика из сетей доступа 2G в 3G. Сети 3G постепенно начинают занимать доминирующее положение среди сетей 2G, 3G, и 4G.
3. Подготовка сети 4G
Сети 4G, в отличие от сетей 3G и 2G – это полноценные широкополосные системы передачи данных, в которых создатели беспроводных стандартов связи совместно с производителями телеком-оборудования учли многие несовершенства технологий 3G и 2G, причём с большим запасом. Мобильная технология 4G получилась настолько мощная и гибкая, что в случае её дальнейшего поэтапного развития в нашей стране в том виде, в котором это позволяет делать стандарт, можно сказать, что это надолго. Лишь бы хватило всем ресурсов: у регуляторов – свободного частотного спектра 4G, у операторов – ёмкости базовых станций и инфраструктуры, а у абонентов – процессорной мощности мобильных терминалов и аккумуляторов.
Торгово-развлекательный комплекс Гостиный двор, радушно открывший свои двери всем жителям и гостям города в дни мероприятия
В сети 4G Уфы ключевым моментом подготовки стало ускоренное строительство и запуск в эксплуатацию новых базовых станций. Прежде всего, мы добивались в Уфе повсеместного сплошного покрытия технологии «четвертого поколения». И здесь важна была точность размещения позиций. С точки зрения создания сплошного покрытия мобильной сети при неточном выборе места строительства базовой станции, впоследствии может образовываться «дыра», которую не закроешь затем никакими настройками, сколько не крути углы поворота антенн на соседних станциях. Учитывать это важно и нужно ещё на этапе планирования. И в первую очередь это критично для 4G сетей высокочастотного диапазона 2600 МГц, так как географическое размещение станций напрямую влияет на непрерывность сервиса высокоскоростного интернета 4G.
Говоря о настройках 4G необходимо сказать, что мы решили выставить на базовых станциях более высокие пороги удержания абонентов от случайных «пересаживаний» из 4G в 3G сеть. Изучая статистику трафика с базовых станций 4G, мы заметили несколько повышенное число «соскоков» абонентских смартфонов и планшетов в 3G сеть, хотя к саммитам уличное покрытие сети 4G было реализовано в Уфе практически повсеместным. Таким способом мы постарались ввести дополнительные поддерживающие условия для сохранения абонентских терминалов в сети 4G и убрать лишние межсистемные переходы туда-обратно. Позже по статистике было констатировано увеличение трафика в сети 4G Уфы по результатам применённой настройки.
Реконструированный железнодорожный вокзал, встречавший гостей со всех регионов страны
Кроме интернета, в сети 4G был также крайне важен контроль настроек станций для поддержания голосового сервиса. Эта группа настроек является критичной для случая поступления и инициации в 4G сети голосовых вызовов, особенно во время передачи данных. Вследствие исторических ограничений стандарта LTE нынешняя построенная сеть 4G Уфы открыта пока только для передачи данных. Для голосового сервиса в городе открыты мобильные сети 3G и 2G. Однако первые голосовые звонки в коммерческой сети 4G на основе технологии Voice over LTE уже были проведены в нашей компании в другом пилотном городе. Но в Уфе перед саммитами с подобной глобальной модернизацией сети 4G экспериментировать пока не стали – это задел на будущее. Сначала нужно накопить достаточный опыт эксплуатации и поддержки Voice over LTE. Таким образом, мобильная сеть 4G Уфы была подготовлена на основе классической схемы: при поступлении голосовых вызовов абонентские терминалы временно переводились из 4G в 3G и 2G сети, и в обеих сетях поддерживались соответствующие условия. В ходе подготовки мобильной сети к мероприятию проверке корректных настроек переходов между сетями 4G–3G/2G–4G мы уделили немало времени.
В целом можно сказать, что технология 4G для этого миллионного города ещё только набирает обороты активного использования. В Уфе наблюдается уверенный рост 4G трафика передачи данных. Значит, стандарт становится всё более востребованным у абонентов: в городе много мобильных пользователей интернета, особенно среди молодежи. И это хорошо. Наши базовые станции 4G подготовлены к нагрузке для массового использования новой технологии.
4. Измерения сетей 4G/3G/2G
Построив по спецпроекту практически все недостающие базовые станции 4G/3G/2G, и оптимально настроив сеть на пропуск трафика, мы отправились «в поля» тестировать результаты проделанной работы. Важно было посмотреть стабильность голосового сервиса и абонентских скоростей передачи данных во всех режимах, чтобы затем, при необходимости, выполнить финишную оптимизацию сети. В течение недели автомобиль с комплексом измерительного оборудования на борту ездил по дорогам Уфы, включая дорогу в аэропорт, и собирал статистику. Маршруты наших измерений охватывали как городские проспекты и шоссе, так и все значимые улицы, особенно в центральной части города, а также территории, примыкающие к объектам саммитов.
Измерительная лаборатория сетей 4G/3G/2G, выполнявшая дорожные тесты в Уфе
В ходе дорожных тестов была собрана бесценная информация о нашем покрытии в Уфе и о логических ошибках конфигурирования некоторых базовых станций, а также выделен ряд рекомендаций по дальнейшим «тонким» настройкам сетей 4G/3G/2G. В результате работа по подготовке мобильной сети не прекращалась рабочей группой вплоть до первого дня саммитов, так как выяснилось, что было ещё что донастраивать. Нам хотелось обойтись без «генеральских» эффектов на мероприятии и достойно завершить нашу часть подготовительной работы.
Найденная «перепутка» монтажа секторов одной из базовых станций 3G после измерений: серый сектор ошибочно сконфигурирован в направлении малинового сектора, малиновый сектор – в направлении серого сектора
По итогам применения на базовых станциях 4G/3G/2G всех запланированных настроек были получены следующие результаты на измерениях. Средняя скорость передачи данных в 4G сети на территории всего города составила 16,67 Мбит/с. Средняя скорость передачи данных в 3G сети составила 7,15 Мбит/с. В 3G и 2G сетях доля отказов установленных голосовых соединений снизилась до 0,54 %, а доля неуспешных установлений голосовых соединений сократилась до 2,91 %. По результатам всех сделанных программно-аппаратных модернизаций в Уфе средняя скорость сервиса передачи данных стала выше 5 Мбит/с. Этого вполне достаточно для комфортного использования большинства интернет-сервисов, в том числе и для просмотра видео. А средняя доля срывов голосовых соединений стала ниже порога чувствительности 5%, что в целом говорит об устойчивом обеспечении в сети мобильного голосового сервиса.
Результаты
В рамках спецпроекта подготовки мобильной сети Уфы к саммитам ШОС и БРИКС были построены практически все запланированные базовые станции 4G/3G/2G. Мы выполнили запуски новых базовых станций и завершили строительство задуманного объёма инфраструктуры за две недели до саммитов. Выбранная стратегия форсирования строительства впоследствии оказалось верной, так как через день после окончания нашего монтажа и запусков в эфир, доступ на все объекты, связанные с мероприятием ШОС и БРИКС, был закрыт или серьёзно ограничен. А в дни саммитов были запрещены все работы на мобильной сети Уфы по оптимизации абонентского трафика. Разрешалось только проводить аварийно-восстановительные работы в случае возникновения серьёзных проблем или критических перегрузок.
Участвуя в подготовке города к международным саммитам ШОС и БРИКС, мы были рады внести свой посильный вклад в это мероприятие. Всю напряжённую неделю саммитов наша соптимизированная мобильная сеть проработала без сбоев и обеспечила бесперебойный сервис как гостям, так и жителям города. Проблем с перегрузками на базовых станциях 4G/3G/2G не наблюдалось, мобильный трафик распределялся в сети равномерно.
Исторический вид на центр Уфы с высоты птичьего полёта
Однако не всё было гладко в ходе реализации спецпроекта. Например, мы так и не смогли разместить на одной стратегической крыше в центре Уфы наши станции с антеннами, получив отказ хозяев. И никакие доводы о саммитах нам не помогли. Пришлось перенастраивать удалённые базовые станции, «добивая» до объекта с дальних точек. Это почти никак не сказалось на абонентах в данном месте во время мероприятия, так как здесь существовал небольшой запас по покрытию, но, к сожалению, не по ёмкости.
Существовали и технические несостыковки: что-то в ходе строительства базовых станций «заводилось» не сразу, вскрывались ошибки интеграции с существующей сетью, проводился кропотливый поиск «багов» в некорректно прописанных, как правило устаревших, конфиг-файлах. Однако это был творческий процесс для всех участников подготовки сети Уфы.
Работа была довольно интенсивной и напряжённой, приходилось ускоряться с подготовкой требуемых подсистем, строительством новых позиций, и развёртыванием инфраструктуры. Одновременно с этим было очень интересно выполнять спецпроект в этом гостеприимном городе западных и восточных культур, ведь многое определяет человеческий фактор.
После всех выполненных настроечных работ в Уфе можно было констатировать об улучшении городского покрытия 4G/3G/2G как на объектах саммитов ШОС и БРИКС, так и в тех местах, где маловероятно ожидалось присутствие важных гостей, но где жизнь города «бурлит» своим чередом. Проведённая модернизация мобильной сети позволила улучшить сервис предоставляемых услуг в городе. И это повлияло, в итоге, на дальнейший рост в Уфе мобильного трафика передачи данных.
В заключении хотелось бы поблагодарить всех коллег, принимавших участие в подготовке сети по спецпроекту: тех. дирекцию Уфы и наших подрядчиков, управление Приволжского региона, планировщиков и оптимизаторов сетей доступа из Штаба тех. дирекции компании. Нашими общими усилиями задача была выполнена.