Как провести связь третьего и четвертого поколения туда, где в ходу лишь 2G из-за того, что горы мешают прямой видимости базовых станций, а для установки дополнительных БС нет необходимых энергомощностей? Наш эксперт Константин Кильбер расскажет о соответствующем опыте компании МТС – на примере установки активного ретранслятора для радиорелейной линии в маленьком поселке в Республике Адыгея в 2015 году. Итак, передаем слово нашему специалисту.
Задача перед нами стояла непростая: обеспечить максимальную пропускную скорость от базовой станции в поселке Гузерипль, Республика Адыгея. Это такое место у подножия Главного Кавказского хребта, на высоте 670 метров над уровнем моря, с населением чуть более 100 человек.
Главной проблемой стали горы – они мешали прямой видимости радиорелейных станций (РРС), которые являются транспортной составляющей для базовых станций. Ранее был построен пассивный ретранслятор (без активного оборудования): две радиорелейные антенны, соединенные между собой волноводом. Сигнал от радиорелейной станции (РРС 1) приходит на одну антенну, через волновод сигнал попадает на вторую антенну, далее сигнал идет на вторую часть радиорелейной станции (РРС 2). Пропускная способность радиорелейной линии с пассивным ретранслятором составляла не более 30 Мбит/с, что для современной связи очень мало. При таком раскладе может работать только базовая станция 2G, а вот с 3G и LTE уже возникают сложности.
Чтобы исправить ситуацию, понадобился активный ретранслятор на солнечных батареях, так как с энергомощностями в горах большая проблема. Что такое активный ретранслятор? По сути, это два приемопередатчика, с помощью которых увеличивается пропускная способность радиорелейной линии. За счет увеличения скорости (пропускной способности) мы можем пользоваться интернетом и смотреть видео. Вот как выглядит схема монтажа ретранслятора в сеть.
Представляет собой активный ретранслятор конструкцию из двух солнечных панелей, двух аккумуляторов на 12 вольт и двух антенн, блока приемо-передатчика и компактного бокса, внутри которого размещаются контролеры и АКБ. Внешнего электропитания активным ретрансляторам не требуется, что позволяет размещать их там, где есть проблемы с энергоснабжением и где нерентабельно протягивать новую линию ЛЭП. Устройство потребляет всего 5 Ватт. Получается, что аккумулятор даже без зарядки может проработать полмесяца. У устройства есть контролер, который следит, чтобы аккумулятор не перезарядился (он делает ему отсечку) или не ушел в глубокий заряд. Солнышко вышло – пошел заряд. Это позволяет сохранить аккумулятор от выхода из строя. Получается, здесь есть две независимые системы энергоснабжения, которые работаю параллельно. Живучесть устройства очень хорошая.
Если говорить о панельных антеннах, то желательно, чтобы они были хорошего качества. Есть несколько видов антенн, в частности, поликристалл и монокристалл. Самые продуктивные – монокристаллические. Они чуть-чуть дороже, но КПД у них выше, порядка 22%-в. Им нужно перпендикулярное направление солнечного света. При рассеянном свете у них производительность падает, и зарядка происходит не так интенсивно, как при прямых лучах.
В итоге после установки активного ретранслятора пропускная способность в п. Гузерипль выросла в 10 раз – с 30 Мбит/с до 300 Мбит/с. Жители были, конечно, очень рады. Это позволило подключить и категорию «VIP-клиентов» – которым нужен выход в интернет с высокой скоростью.
Еще одна отличительная особенность активного ретранслятора – его установка не требует больших человеческих ресурсов. Хотя нужно лишь понимать, что устанавливаются они, как правило, в малолюдных местах, так что важно позаботиться об антивандальном обустройстве. Конечно, совсем от вандалов не уберечься. Взламывают даже хорошо защищенные базовые станции, чего уж говорить про активный ретранслятор. В п. Гузерипль мы поставили небольшую башенку (16м) и огородили ее железным забором с колючей проволокой.
Если говорить о надежности активных ретрансляторов, то достаточно сказать, что мы установили наше оборудование 1 июня 2015 года, и до сих пор оно работает без нареканий. Пережили и зиму, и лето, весну и осень – и ни разу аварийно-восстановительная бригада туда не выезжала. Это значит, что, во-первых, инженеры все качественно сделали, во-вторых – оборудование доказало свою надежность, а в-третьих – никаких взломов не произошло.
Если говорить о недостатках устройства, то их немного. Например, оно не поддерживает дистанционный контроль параметров. То есть нельзя посмотреть удаленно – работает ретранслятор или нет. Судить приходится по скорости – если она «упала» или связь вообще пропала, то активный ретранслятор вышел из строя. Еще один минус – возможное «загрязнение» панелей. Либо от грязи, либо от налипания снега. То есть полностью оставлять без присмотра такое оборудование пока нельзя – хотя бы раз в три месяца нужно наведываться, протирать панели и смотреть общее физическое состояние. Но плюсов, безусловно, больше. Особенно окупаемость, если учесть, что нам не нужно тянуть линии электропередачи – а это удовольствие очень дорогое.
Монтаж активных ретрансляторов
Есть два способа монтажа. Первый вариант — монтаж квадратной или треугольной железной конструкции высотой 1-2 м на железобетонном основании. Оборудование и антенны размещается на металлической конструкции. Этот способ более экономный.
Второй вариант предполагает строительство башни в местах, где сложно добиться прямой видимости из-за рельефа или растительности. Вот посмотрите небольшое любительское видео с монтажа ретранслятора в поселке Гузерипль.
Для большей надежности работы сети мы делаем параллельно и активный ретранслятор, и пассивный. Получается, что радиорелейная станция работает на двух стволах РРЛ. Когда все работает исправно, то сеть работает через активный ретранслятор, а второй пассивный – в резерве. Если по какой-то причине активный ретранслятор вышел из строя, то сигнал переходит на параллельный ствол – где работает пассивный ретранслятор. В случае перехода на резервный ствол скорость передачи, естественно, падает с 300 Мбит/с до 30 Мбит/с, пока не будет восcтановлен активный ретранслятор. К слову, наша аварийно-восстановительная бригада располагает всеми запасными частями (ЗИП) для ремонта ретрансляторов. Вплоть до солнечных панелей, самого приемопередатчика и аккумуляторов. Как правило, кроме приемопередатчика и аккумулятора выходить из строя там нечему. У солнечных батарей наработка на отказ составляет больше 20 лет.
Получив позитивный опыт, мы решили и дальше внедрять активные ретрансляторы. Закупили около 20 комплектов, 6 из них уже запустили: в Краснодарском крае и в Республики Северная Осетия — Алания. Впереди запуск других комплектов.
