Как мы строили базовую станцию



    Термины «базовая станция» и «вышка сотовой связи» давно и прочно вошли в наш лексикон. И если средний пользователь вспоминает об этих вещах не так часто, то уж «сотовый телефон» по привычности явно входит в десятку лидеров. Сотовой связью ежедневно пользуются сотни миллионов людей, но очень мало кто из них задумывается о том, как обеспечивается эта самая связь. И из этого меньшинства очень немногие действительно представляют всю сложность и тонкость этого инструмента связи.

    С точки зрения большинства людей, установка базовой станции сотовой связи является весьма несложным делом. Достаточно повесить несколько антенн, подключить их к сети — и готово. Но такое представление в корне неверно. И поэтому мы решили рассказать о том, сколько тонкостей и нюансов возникает при монтаже базовой станции в условиях мегаполиса.

    Осторожно, трафик!

    Чтобы наглядно проиллюстрировать свой рассказ, мы подробно задокументировали процесс установки вышки сотовой связи на крыше здания в Москве, по адресу ул. Краснодонская, д.19, корп.2. Это двухэтажное отдельно стоящее административное здание. Мы выбрали именно этот пример потому, что на этой базовой станции не просто смонтирована маленький кронштейн для подвески антенн, а установлена 5-секционная вышка высотой 15 м. Но начнём по порядку.

    Подготовка и проектирование


    Работа по установке базовой станции начинается с поиска подходящего объекта. Когда он найден, с его владельцем заключается договор аренды. Определяется необходимое расположение антенн будущей станции, масса полезной нагрузки, и исходя из этого проектируются металлоконструкции. При этом учитывается несущая способность элементов конструкции самого здания.

    На каждую установленную базовую станцию оформляется комплект документации (толщиной почти 5 см). Помимо прочего, здесь указано множество параметров будущей конструкции: её расположение на объекте, габаритные размеры, общий вес, расположение точек опоры, потребляемые напряжение и мощность, и так далее.



    В этой папке собрана исчерпывающая информация:

    • Проектная документация,
    • Копии ведомостей, лицензий, сертификатов и заключений соответствия на все элементы, вплоть до гаек и краски,
    • Рабочая документация на оборудование, металлические конструкции, архитектурно-строительное решение, молниезащиту.
    • Санитарно-эпидемиологическое заключение о безопасности станции для жителей окружающих домов.

    Вернёмся к нашей вышке. После согласования и утверждения проекта, на заводе были изготовлены отдельно платформа и пять сегментов вышки. Поскольку в данном случае речь шла о довольно тяжёлой конструкции, то её необходимо было установить на несущие стены здания. Для этого в кровле были прорезаны отверстия и проведена установка опорных балок. Они играют роль свайного фундамента для платформы, на которую в дальнейшем было смонтировано оборудование станции и вышка с антеннами. Общий вес платформы составил 3857 кг.



    Профиль, размеры и количество балок, из которых собирается платформа, толщина стенок, протяжённость сварных швов, используемые метизы — все эти параметры рассчитываются исходя из массы полезной нагрузки, несущей способности стен здания, а также возможных ветровых нагрузок в данном регионе. Конечно, это далеко не единственные критерии, в первую очередь вышка должна обеспечить возможность установки приёмо-передающих антенн на необходимой высоте в зоне видимости соседних базовых станций. Кроме того, конструкция должна быть достаточно жёсткой, чтобы не сбивался луч релейной связи.



    Монтаж металлоконструкций


    Здание небольшое, отдельного выхода на крышу у него нет, поэтому бригаде монтажников приходится залезать по пожарной лестнице. Её нижняя часть отрезана, чтобы на крышу не лазили жители окружающих домов. К сожалению, это их не слишком останавливает, поэтому с крыш часто что-нибудь пропадает — запчасти, кабели, фидеры и т.д.

    Несмотря на то, что каждая станция оснащается сигнализацией, служба безопасности не всегда успевает приехать вовремя.

    На крыше уже установлена базовая станция другого сотового оператора, но её размеры не идут ни в какое сравнение с нашей.



    После монтажа платформы, подготавливаются площадки для установки первой секции вышки:











    После установки секции, начинается «закручивание гаек»:





    Установка вышки на шпильки делается для того, чтобы можно было компенсировать отклонения от вертикали в ходе монтажа и дальнейшей эксплуатации.



    Вертикальность конструкции постоянно контролируется с двух точек с помощью теодолитов. Причём измерения проводятся отдельно для каждой секции вышки, и потом журнал измерений будет включён в комплект документов. Впоследствии проводится периодические измерения положения вышки, поскольку под собственным весом и весом оборудования может происходить небольшое спиралеобразное скручивание конструкции (до 50 мм на 72 м высоты).



    Аппаратный шкаф, подготовленный к установке на платформу:



    Итак, первая секция установлена и выровнена. Монтажники готовятся к приёму второй секции:



    Безопасности и комфортности работ уделяется очень большое внимание не только при монтаже, но и при дальнейшем обслуживании. Размер рабочих площадок подобран таким образом, чтобы у инженеров было достаточно места для работы. Установлены ограждения лестниц, проёмы в площадках на вышке закрываются люками, чтобы предотвратить случайное падение. Платформа поднята над плоскостью крыши, чтобы в зимнее время аппаратуру не заметало снегом и не блокировало льдом.

    Монтаж остальных секций вышки:







    Очередь аппаратного шкафа:







    Вышка смонтирована, произведены последние измерения с помощью теодолитов. Отклонения минимальны и строго в пределах допусков. Масса вышки составила 2827 кг, а общая масса всех металлоконструкций — 6684 кг.







    Цвета секций стандартные: нижняя и верхняя всегда красные, промежуточные чередуются с белым. На вершине вы можете видеть 4 штыря, являющихся продолжением рёбер вышки — это элементы молниезащиты.

    Аппаратура


    Следующим этапом стал монтаж всей необходимой аппаратуры и прокладка кабелей. Полный список установленного оборудования:



    В результате станция приобрела довольно величественный вид, особенно в сравнении с самим зданием:







    На станцию подаётся питание напряжением 380 В (3 фазы), которое потом преобразовывается в 48 В. Мощность взята с запасом — до 10 кВт. Питание подводится в отдельный шкафчик.



    Откроем дверцу аппаратного шкафа. В неё встроен кондиционер (сверху) и обогреватель (снизу).



    В шкафу в течение всего года поддерживается температура 18…20 градусов Цельсия. Это необходимо для бесперебойной работы оборудования и длительной службы аккумуляторов (они расположены внизу).



    Аккумуляторы предназначены для обеспечения работы станции в течение примерно суток в случае отключения внешнего питания.

    Сверху находится коммутационный блок и преобразователь напряжения.





    Передача информации между системными модулями и приёмо-передатчиками (о них ниже) осуществляется через оптоволоконные кабели. Вот так выглядит разъём в коммутационном блоке. Его ни в коем случае нельзя трогать руками, волокно очень чувствительно к повреждениям и загрязнению.



    Все базовые станции сотовой связи подключены к единой информационно оптоволоконной сети, протянутой по всей Москве. Белая бухта под аппаратным шкафом — это как раз кабель, через который подключена данная станция.



    Справа от шкафа расположены системные модули GSM, CDMA и LTE:







    Эти модули являются сердцем базовой станции, они принимают сигнал с антенн и осуществляют его преобразование и сжатие с дальнейшей пересылкой. Им не страшны осадки, все разъёмы герметизированы, а рабочий диапазон температур от +60 до -50.

    Под системными модулями расположены грозоразрядники, которые предотвращают выгорание аппаратуры в случае удара молнии:



    Справа над модулями расположены бухты оптоволоконного кабеля, с помощью которого они соединяются с приёмо-передатчиками на вышке.



    Перейдём к вышке. На ней установлены приёмо-передатчики отдельно для каждого диапазона (GSM, CDMA и LTE). Они усиливают сигнал от крайне малых значений до 115-120 дБ. Из аппаратного шкафа к ним подводится питание:





    Продолговатые вертикальные «ящики» — это и есть антенны. Сзади они экранированы, чтобы защитить обслуживающий персонал от электромагнитного излучения. Поднимемся на площадку.



    Приёмо-передатчик GSM:





    Приёмо-передатчик CDMA:





    Приёмо-передатчик LTE:



    По краям к приёмо-передатчику подключены оптоволоконные кабели, в центре — электропитание:



    Заземление выведено на вышку:



    Кабельные разъёмы и их заглушки на антенне:







    Принципиальная схема коммутации оборудования базовой станции:



    Мы уже упоминали о том, что проектирование и постройка базовой станции сотовой связи является совсем не таким простым делом, как кажется непосвящённым. Здесь множество нюансов, которые связаны и с конкретным местоположением станции. Например, передача радиосигнала над большой водной поверхностью ухудшается, хотя должно быть наоборот, ведь никаких препятствий нет. Но дело в том, что над поверхностью земли распространяется электромагнитное поле, а большой объём воды работает своеобразным конденсатором, над которым усиливаются помехи радиосигналу. И таких тонкостей множество, поэтому от профессионализма проектировщиков и монтажников напрямую зависит эффективность работы базовой станции. Например, от таких людей, как этот бригадир монтажников, высококлассный специалист-радиоинженер, и просто замечательный человек:

    «МегаФон» 97,65
    Компания
    Поделиться публикацией
    Комментарии 46
    • +8
      Интересно тут другое: как вышка Мегафона влияет на аппаратуру «другого оператора связи»? Конструкция в аккурат попадает в диаграмму направленности секторной антенны «другого оператора связи»…
      Тонкий корпоративный троллинг?
      • +1
        Разрешите добавить еще пару вопросов. Почему была выбрана именно эта «двухэтажка», хотя рядом есть высотное здание? На какую скорость ветра рассчитана мачта? Каким образом укреплялось место установки платформы на крыше?
        • 0
          Конкретное место выбирает отдел планирования радиосети, в соответствии с картой покрытия.
          Скорость ветра: фактически, всегда рассчитываем на первый ветровой район, исключения составляют АМС в области, заточенные под транспортные узлы, но их количество очень мало.
          Место монтажа разгрузочной рамы не укрепляется, на момент проектирования выполняется расчет несущей способности здания.
          Дальнейшего усиления не требуется.
      • +6
        Люди при работе с краном не в касках, ай-я-яй.
        • +4
          приятно видеть, что не только Билайн пишет о строительстве БС :)
          Какой порядок стоимости аренды места под такую вышку?
          Сколько времени и сколько человек требуется для монтажа?
          Получилось два закрытых шкафа и еще несколько системных модулей вне шкафов?
          Проблемы с местными жителями решает специальный отдел?:)
          • +3
            1) Стоимость аренды мы не можем разглашать.
            2) Сроки монтажа варьируются крайне широко, поскольку очень многое зависит от условий, выдвигаемых арендодателем. Бывает немало ограничений: по дням и времени суток, когда можно вести работы, по количеству людей, допускаемых на объект, по необходимости поддерживать чистоту на объекте и т.д.
            3) В данном конкретном случае монтаж занял около 4-5 дней, не считая подготовки фундамента вышки. Работала бригада из 3-5 человек.
            4) Да, два шкафа и несколько внешних модулей.
            5) Если вы имеет в виду воровство и вандализм, то выезд службы безопасности на объект осуществляется по получении сигнала от сигнализации, установленной на базовой станции.
            • 0
              Про проблемы с местными жителями, я имел ввиду мирно протестующих против установки гигантской антенны прямо у их окон (они же не отличают мачту от антенны и не знаю о диаграмме направленности).
          • 0
            Глядя на эти фотографии, я аж соскучился по временам, когда тоже связью занимался.
            • 0
              А вот вы прямо так — habrastorage.org/files/dbd/70d/f17/dbd70df1791b461eaa7dbdb7b0156049.jpg — оборудование там и оставляете? И никто из местных не навещает такой склад?
              • 0
                Ну что вы, фотография сделана в последний день монтажа. Шкафы, безусловно, закрывается на ключ, работает сигнализация с оповещением службы безопасности.
              • 0
                «Кабельные разъёмы и их заглушки на антенне»
                Заглушки использованных разъемов так и останутся там висеть, болтаясь на ветру и перестукиваясь?
                • 0
                  На данном объекте, возможно, останутся.
                • +1
                  А бывали случаи, что вышку построили, антенны закрепили, а за это время уже где-то на пути луча успели высотку построить? Вы как-то отслеживаете строительства между БСками?
                  • 0
                    Автор топика написал, что у них в Москве все БС подключены сразу на оптику. Да Вы и сами гляньте на фотку «в сборе» — тарелки не видно. Хотя если бы она была, то была диаметром 0,3 м.
                    • 0
                      Да, отслеживаем, и строительство зданий учитываем при планировании, проверяем прямую видимость между БС. Также могут мешать кроны деревьев. Все это находится в мониторинге и при возникновении помех производится перестройка.
                    • +2
                      Но дело в том, что над поверхностью земли распространяется электромагнитное поле, а большой объём воды работает своеобразным конденсатором, над которым усиливаются помехи радиосигналу.

                      Тогда я не понимаю как возможно событие из одной истории:

                      http://ithappens.me/story/12150
                      Давным-давно, в далёкой галактике, фидошный регион 2:46 (Украина и Молдова) начал собираться летом в Крыму на Тарханкуте. Было это ещё на заре мобильных телефонов, то есть покрытие не просто оставляло желать лучшего, а оставляло желать.

                      Первый или второй выезд совпадал с финалом чего-то эпохально-футбольного. То ли Кубок Европы, то ли мировой чемпионат — не помню уже. Ну, с утра фидошники-болельщики пытаются дозвониться в родные грады и веси, чтобы узнать результат. Связь никакая: один «пенёк» у многих показывается, но связи нет. У народа, многие из которых заканчивали профильные институты связи или соответствующие факультеты политехов, рождаются самые разные идеи, вплоть до запуска воздушного змея с привязанной мобилкой…

                      В разгар этого спора из палатки вылезает заспанный товарищ и интересуется, из-за чего весь этот шухер, который не даёт ему спокойно спать. Ему объясняют. Он достаёт свою «Моторолу». Результат тот же: один «пенёк» есть, связи нет. Товарищ пожимает плечами, прикуривает сигарету, заходит по колено в море, спокойно звонит в родной город, спрашивает, как дела в семье, заодно уточняет результат матча. Выходит из моря и, не обращаясь к онемевшей толпе, отстранённо произносит: «Вообще-то я мехмат заканчивал…» — после чего лезет в палатку досыпать. Связисты пристыженно расходятся.

                      На каких принципах это устроено?
                      • 0
                        Может быть он просто тупо приблизился к БС таким маневром?
                        • +4
                          Несколько поясню. Водная поверхность хорошо отражает сигнал, и вносит проблему интерференции прямого луча и отраженного. Причем чем выше приемная антена, тем интересне. Зайдя в воду он очевидно интерференцию убрал :)

                          masters.donntu.edu.ua/2004/kita/velichko/library/1/metoda.html (трасса и ее влияние на устойчивость уровня сигнала )
                      • 0
                        По краям к приёмо-передатчику подключены оптоволоконные кабели, в центре — электропитание:

                        Но кабели на том фото очень похожи не на оптику, а на коаксиалы-волноводы. Или это так получилась на фото чёрная полиэтиленовая гофра, надетая на кабели?
                        • 0
                          Вы правы. По краям — да, волноводы от RRU к антенне. Одна — приёмная, другая — передающая. Видимо, автору топика не очень чётко всё объяснили, и не вычитывали его материал.
                          • 0
                            Да, забыл дописать: почему-то не вижу непосредствено оптику. Не знаю, может оптика у Нокий прячется внутри электрокабеля, но у нас на Хуавеях и Эриксонах оптика — это отдельный шнурок диаметром около 5 мм.
                            • 0
                              Там скорее всего оптика в черном кабеле средней толщины, он в руке на одной из фото держит коннектор LC и у него черная защитная насадка. Там часть черных кабелей внешних оптических, часть внешних витых пар.

                              И непонятно еще, правда так все и останется? Ни какими профлистами не будут закрывать?
                        • 0
                          Заинтересовал аппаратный шкаф. Какие аккумуляторы там используются? Какие кондиционеры/обогреватели там используются? Какова их мощность? Сколько в среднем электроэнергии уходит на поддержание правильной температуры? Какие отклонения по температуре допустимы? Используется ли какое то утепление стенок шкафа?
                          • 0
                            1. Аккумуляторы свинцово-кислотные типа 6-GFM-170F (NARADA), напряжение одной батареи 12 В, ёмкость 170 Аh.
                            2. Кондиционер специализированный: напряжение питания 220 В, мощность потребления 915 Вт; мощность охлаждения 1500 Вт. Нагреватель: напряжение питания 220 В, мощность потребления 1000 Вт.
                            3. Температура в батарейном отсеке поддерживается в пределах + 15 — +25 гр.С, что обеспечивает требуемый температурный режим эксплуатации аккумуляторов.
                            4. Стенки шкафа утеплены отражающей изоляцией типа алюфом.

                            Для более подробного ответа на поставленные вопросы нужно дополнительное время.
                            • 0
                              Спасибо. Если вы еще поделитесь цифрой сколько примерно кВт*час набегает за год на поддержание такой температуры и как часто выполняется замена аккумуляторов, будет совсем замечательно.
                              • 0
                                Количество потребляемой кондиционером электроэнергии сильно зависит от многих факторов (типа и количества установленного оборудования, общей нагрузки на электропитающую установку, продолжительности и количества жарких дней, среднесуточной температуры и т.д.). Учитывая, что в климатическом шкафу установлена система климат-контроля (кондиционер, теплообменник) при температурах ниже 18 гр.С для компенсации выделенного оборудованием тепла используется более холодный воздух внешней среды. Поэтому кондиционер работает, как правило, при температуре внешней среды выше 18 гр.С. Среднее потребление такого типа кондиционера составляет около 1500 кВт/год.
                                Замена АКБ производится примерно 1 раз в 5-7 лет.
                                • 0
                                  Как правило, на Оутдорных БС, установленных для емкости потребление до 1000 квт*ч в месяц. Край это 1300-1500 полностью для всего шкафа.
                            • +1
                              Удивительная особенность современных строителей — как вижу на современном фото инженера с теодолитом, так ему всегда за 50 лет. На фотках времен БАМа и ранее — с теодолитом бегают молодые специалисты. Это тайное знание стало слишком сложным для молодежи или как?
                              • 0
                                У нас пару лет назад делали съемку местности под застройку — видел и молодых парней с этим прибором.
                                • 0
                                  Могу сделать для вас фото молодого инженера с теодолитом, если это поднимитет статус молодежи в ваших глазах. Кстати современные цифровые теодолиты много вычислений делают сами и гораздо проще в освоении их аналоговых собратьев.
                                  • 0
                                    Моя жена рассказывала — когда сдавала геодезию — ей показали хрень и спрашивают
                                    -«Что это?»
                                    (А сама говорит, что там всего две хрени есть — нивелир и теодолит, естественно она не помнит какая из них кто)
                                    -Н… н… теодолит?
                                    -Да, давай зачётку.
                                    • 0
                                      Наверное молодежь не с теодолитами бегает, а с нивелирами. Зачем с теодолитом бегать? А вот с нивелиром (точнее рейкой) убегаешься!
                                    • +1
                                      А чайник входит в начинку аппаратного шкафа? На сколько литров хватает мощности АКБ?
                                      • 0
                                        Аккумуляторы предназначены для обеспечения работы станции в течение примерно суток в случае отключения внешнего питания.

                                        Сутки? Держать три диапазона от 340 Ампер-часов? Как-то у вас невероятно экономичные базухи.
                                        Получается мощность 600 Вт на всех. У нас столько одна 3G потребляет. Не верю.
                                        • 0
                                          И правильно, что не верите. Часа 4-5 от силы. Еще важную роль играет состояние АКБ. Если отключение электоропитания надолго, то что бы оборудование дольше простояло на АКБ можно отключить 4G и 3G, оставив в работе только голос.
                                          • 0
                                            А голос, по-вашему в 3G не может идти?
                                            • 0
                                              Может конечно, но если для увеличения времени работы можно оставить 2G, то почему бы и нет?
                                              • 0
                                                Да это я к тому, что есть башни, на которых стоят только 3G & LTE передатчики (сам с такой мучаюсь, ибо вторая симка только 2G поддерживает и еле работает) :)
                                        • 0
                                          Интересно как окрестные жители отнеслись к появлению под окнами такого чуда
                                          • 0
                                            Вспоминается старая новость — по инициативе особо умных граждан, которым «вредные» поля от вышек связи мешали жить, оставили без сотовой связи целый город.
                                            • 0
                                              Вспоминается другая история — когда жители жаловались что после установки вышки с оборудованием у них ухудшилось самочувствие, заболела голова и стал хуже ловить телевизор. А когда стали проверять — выяснилось что оборудование на вышке еще не включили :)
                                          • +1
                                            Есть у меня один знакомый, обслуживает БС какого-то оператора. Когда он непринуждённо говорит, что что-то там чинил на 70 метрах высоты, у меня всё сжимается. Работа непростая.

                                            Так что спасибо за рассказ и привет монтажникам-высотникам.
                                            • 0
                                              Железо очень похоже на NSN, оно?
                                              • 0
                                                Оно самое. Странно, что в 2g/3g заложены не трехсекторные модули, которые можно было бы поднять к антеннам и сделать бесфидерное решение. Ну и 3g только два сектора, а lte 3. Непонятно, как и куда там аж 10 плинтов в век повсеместного включения по ip, и даже 2g через pwe умеет работать :-)
                                                • 0
                                                  С утра видимо плохо смотрю, поэтому «поднять к антеннам и сделать бесфидерное решение» следует читать как «снизить нагрузку на конструкцию».
                                              • 0
                                                Смотрю и глаз радуется, как всё аккуратно!

                                                P. S. А чайник включён в проектную документацию?

                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                Самое читаемое