Як працює стільниковий зв’язок, Бєлгород з дахів висоток

Бєлгородська область, Росія, травень 2014
Google Карти, Яндекс.Карти

Одного разу друг, який працює інженером у одного стільникового оператора, запропонував влаштувати екскурсію по висотках Бєлгорода і розповісти про те, як працює стільниковий зв’язок. Я, само собою, відмовитися від такого не міг, і цей огляд став найцікавішим, що мені доводилося бачити за останній час, не кажучи вже про те, що з цих дахів відкриваються неймовірно красиві види рідного міста. Перш ніж почати цю розповідь, хочу щиро подякувати Кирилові і за організацію цієї екскурсії, і за технічну консультацію в процесі написання цієї статті.

Першим дахом стала висотка на вулиці Костюкова поряд з житловим комплексом «Володимирський». Цей 18-поверховий будинок стоїть на пагорбі, таким чином будучи однією з найвищих точок міста.

У будь-якому місті дахи висотних будівель завжди уподобані операторами стільникового зв’язку — тут встановлено безліч антен.

Ці антени бувають двох типів. Панельні прямокутні, схожі за формою на пастилу — антени стільникового зв’язку, або «сектори». Через них ваш стільниковий телефон або модем зв’язується з керуючим блоком — базовою станцією. Звичайно кілька підключених до однієї базової станції секторних антен встановлено під різними кутами, щоб забезпечити зв’язком абонентів з усіх боків. Для оптимального покриття (як технічно, так і економічно), базові станції розставляють таким чином, що схема їх розташування нагадує бджолині стільники — звідси і термін «стільниковий зв’язок». У реальності, звичайно, ідеальні стільники виходять рідко, бо на їх розташування впливає безліч інших факторів, як то рельєф, можливість установки БС і кількість абонентів. Секторні антени встановлюються також і безпосередньо в будівлях, для забезпечення сигналу всередині них. Зокрема, indoor-сектора встановлені всередині різних бєлгородських ТРЦ (Сіті-Молі, Мега-Гріні, Ріо тощо), Інакше ваші мобільники не ловили б там мережу.

Кругла антена — радіорелейна (РРЛ). За допомогою таких антен здійснюється зв’язок між базовими станціями, якщо ніякого іншого зв’язку між ними немає. Таке з’єднання називається радіорелейним прольотом. При установці 2 антен дуже важливо, щоб вони були чітко спрямовані одна на одну (цей процес називається юстируванням), тому що при найменшому відхиленні сигнал стає гірше, зменшуючи пропускну здатність. Антени можуть бути різного діаметру (від 30 см до двох з половиною метрів) і працювати в різних частотних діапазонах (залежно від довжини прольоту, типу місцевості і вимог оператора).

Базовою станцією називається приміщення, в якому розташовується обладнання. Це може бути контейнер, вигородка в будівлі, зрідка — термошафа. У контейнер подається зовнішнє 3-фазне електропостачання на 380 вольт. Електрика потрапляє на вступній щит, від якого живляться споживачі змінного струму (кондиціонери і охоронно-пожежна сигналізація). Від ввідного щита заживлено ДБЖ (джерело безперебійного живлення), що перетворює змінний струм в постійний на 48 вольт, від якого працює більша частина обладнання базової станції. На фото — стійки обладнання та ІБП базової станції GSM.

Стійка GSM-івської базової станції всередині.

Джерело безперебійного живлення. У базової станції та обладнання транспортної мережі (внутрішніх блоків антен РРЛ, мультиплексорів та іншого) повинні бути різні джерела живлення, бо при відключенні живлення обладнання транспортної мережі повинно «протриматися» довше.

Базова станція є нижчим щаблем в мережевій ієрархії. Кілька десятків територіально пов’язаних станцій через кабель підключаються до BSC (Base Station Controller, контролер базових станцій), який здійснює контроль за їх працездатністю і багатьма процесами, такими як хендовер (перемикання абонента з однієї станції на іншу без розриву з’єднання), оновлення місця розташування і сигналізування, а також параметрами роботи. Шафа контролера.

Устаткування контролера.

Оптичний магістральний мультиплексор (пристрій, що комбінує кілька різних потоків даних для передачі по одній лінії зв’язку).

BSC це серйозний транспортний вузол з купою радіорелейного, оптичного устаткування, критичний до якості електроживлення, через що на випадок перебою з живленням обладнується серйозними акумуляторами (на фото) або ДГУ (дизельним генератором).

Ядром мережі в окремо взятому місті чи регіоні, з яким з’єднані контролери базових станцій, є MSC (Mobile Switching Centre, центр мобільної комутації) — автоматична телефонна станція або комутатор. Саме MSC визначає, куди направляти дзвінки, а також обробляє дзвінки з зовнішніх мереж (міської, інших операторів) і посилає інформацію про тривалість розмов і замовлених послугах у білінговий центр. Багаторівнева структура мережі необхідна для більш рівномірного навантаження — адже якби MSC, наприклад, повинен був здійснювати функцію хендовера та інші функції контролера базових станцій, навантаження на нього виросла б в рази. Для прокладених між регіонами опорних мереж використовуються оптоволоконні кабелі, що дозволяють моментально передавати величезні потоки даних.

Звичне вам слово «сімка» походить від англійського скорочення SIM (Subscriber Identity Module, модуль ідентифікації передплатника). Кожна карта має IMSI (International Subscriber Identification Number, міжнародний розпізнавальний номер абонента, той найдовший номер, який написаний на ній дрібними цифрами). Коли ви включаєте телефон, він передає цей номер на БС, звідки він потім іде на BSC і далі на MSC. MSC запрошує операторську базу даних (HLR) про наявність такого абонента, і про те, чи можна йому надавати послуги зв’язку (чи заплатив він, чи підключені вони), а потім прописує його в VLR — часовий базі даних абонентів, що знаходяться в зоні дії даного MSC (це включає як і абонентів даної мережі, так і роумерів — абонентів інших мереж, у даний момент підключених до неї).

GSM (спочатку походить від Groupe Spécial Mobile) — розроблений в Європі стандарт мобільного зв’язку, що фактично став світовим (хоча існують і інші стандарти, наприклад популярний в Америці CDMA). Цей стандарт був орієнтований в першу чергу на голосову передачу даних. Мережі третього покоління (UMTS), які іноді для свідчення спадкоємності називають 3GSM і в яких використовується протокол HSDPA, що значно збільшує швидкість передачі, вже більше заточені саме під дані, хоча за відсутностю GSM-мережі через 3G все ж можна зробити дзвінок. Що ж стосується LTE, мережі 4 покоління, то вона повністю оптимізована для високошвидкісної передачі даних (хоча в російських реаліях багато залежить від розвитку в операторів т. зв. «транспортної мережі» — сукупності ресурсів і можливостей по передачі великих обсягів інформації та розподілу цих обсягів по базових станціях).

На фото нижче — базова станція LTE. У разі відключення електрики акумуляторів вистачить ще на 5 годин роботи.

Великою перешкодою для розвитку швидкісного мобільного інтернету в Росії є дефіцит радіочастот. Не можна просто встановити обладнання і почати обслуговування, потрібно спочатку отримати дозвіл на використання частоти. Однак, частоти, необхідні для розгортання таких мереж, часто бувають зарезервовані Міністерством оборони відповідно до стандартів 60—70 років минулого століття, коли обладнанню потрібні були широкі діапазони. Виділення («конверсія») таких частот для цивільного використання — процедура дорога і складна як технічно, так і бюрократично. Крім того, аж до грудня 2013 року в Росії за законом частоти виділялися тільки під конкретні технології, і якщо компанія отримувала частоту, на якій їй дозволялося надавати послуги GSM-зв’язку, вона не мала права використовувати цю ж частоту для LTE. Через це, наприклад, Теле2, яка не отримала свого часу окремої частоти для 3G і 4G, довгий час не могла почати надавати послуги швидкісного мобільного інтернету.

Відвернемося трохи від технічного боку, і подивимося по сторонах. З цього будинку місто видно як на долоні. Подивимося в самий центр. В середині — будинок міської адміністрації. Через нього визирає Преображенський собор. Видно діорама «Вогняна дуга» і художній музей, парк імені Леніна.

Пам’ятник князю Володимирові звідси здається зовсім крихітним.

Корпуси БєлДУ.

Вокзал і міський пляж.

«Технолог», далеко видно райони Старе Місто і Крейда.

Внутрішній двір ЖК «Володимирський».

Треба зафігачити лук.

І звичайно, панорами. Бєлгород, яка краса!

З великим наближенням (на жаль погода була не ідеальною, хоч і світило сонце, повітря було затягнуто серпанком, не зважаючи на задертий контраст, видно не дуже добре.

Якщо дивитися з цього ж даху в південну сторону. Південна половина міста в народі має назву «Харківської гори», чи просто «гори».

Наступним об’єктом, який ми відвідали, стала 70-метрова стільникова вишка недалеко від БДТУ.

На вишці розташовуються антени, а в металевих будках — обладнання базових станцій. Сама вишка оточена парканом з колючого дроту, щоб туди не лазили.

Щоб залізти на вишку, потрібно бути в хорошій фізичній формі. Я, хоч і ходжу весь час в спортзал, під кінець почав втомлюватися. А Кирил, який сам здоровенний качок, запропонував уявити, як лізти на неї, ще й тягнучи на собі важке обладнання.

Але взагалі сам процес залізання неабияк доставив. Це чудово. Ніякої страховки немає — тримайтеся міцніше.

Невживана радянська радіорелейна антена, встановлена ​​ще в 1970-і роки, яку надто складно демонтувати через її вагу і габарити, тому вона продовжує тут висіти. Ця конкретна вишка досить стара і була побудована ще в ті часи, однак, більшість вишок, які нам зустрічаються, з’явилися вже під час бурхливого розвитку в Росії стільникового зв’язку.

Монтаж таких вишок зазвичай здійснюється за допомогою гелікоптера. На місце на довгомірних тягачах привозяться зібрані частини конструкції вагою 2—3 тонни кожна, після чого машина їх підіймає, а монтажники закріплюють. Червоно-біле розфарбування, що збільшує видимість конструкції для літальних апаратів, є вимогою, прописаною в інструкції по експлуатації цивільних аеродромів РФ. Таке розфарбування наноситься на всі висотні конструкції, щогли і заводські труби.

Нагорі вишки, як і на висотках, встановлено червоні вогні світлового огородження, потрібні для тих же цілей, що й розфарбування, але в темний час доби.

Антени.

Як правило, на одній вишці знаходиться обладнання відразу кількох компаній. Сама вишка, при цьому, може належати лише одному операторові (а інші платять оренду), або декільком, або взагалі належати якійсь іншій організації, яка не займається послугами зв’язку, а лише здає об’єкт в оренду. З недавнього часу в Росії стало з’являтися також і спільне використання базових станцій.

Вишка трохи хитається на вітрі — так і має бути.

Високо.

Все сильніше хочеться стати бейсером.

Споруджуваний мікрорайон Новий-2 і гаражі зверху нагадують трущоби якого-небудь латиноамериканського міста. Окремий гаражний кооператив поряд з житловим масивом — це такий чисто радянський винахід, на заході викликає подив.

Вулиця Губкіна, Харгора.

Трохи віддалік у середині видно корпуси БДТУ. Праворуч удалині міський пляж. Угорі ліворуч — висотка, на якій ми щойно були.

Рухаємося далі. Наступна мета — недавно побудована «свічка» на Водстрої (Щорса, 8Б). Мабуть, найкошерніший дах Бєлгорода в плані видів.

Загальний вид з даху будівлі. У самій лівій частині — початок району Болховець і західна промзона (жовта пляма на горизонті — кар’єр цементного заводу). Район Лівобережжя, центр Хоркіної (синя будівля), БєлДУ, парк Перемоги, забудований котеджами район Супрунівка, залізниця, район «Салют», дві міські телевежі, вулиця (правильніше було б назвати її проспектом) Щорса, ТЦ «Сфера», Первомайський район.

Парк Перемоги та центральна частина міста, Супрунівка.

Вулиця Щорса.

Дві міські телевежі — стара (ліворуч) і нова. Вночі вони красиво підсвічуються. На них потрапити дуже і дуже складно (якщо ви тільки не Вадим Махоров ).

Вулиці Плеханова і Горовця.

Західна промзона (цементний завод, Енергомаш, БєлАЦІ).

Один з недоліків Бєлгорода полягає в тому, що тут практично повністю відсутні історичні пам’ятки, що робить його малоцікавим для туристів. Дореволюційні будівлі точково зустрічаються в центрі, але вони з усіх боків оточені сучасними. Тут немає жодної старовинної вулиці, які є в містах кшталт Тули, Ярославля або Владимира, хіба що пара вулиць зі сталінською архітектурою. Зараз весь центр забудовується склобетоновими висотками, а інші райони повністю складаються з таких ось багатоповерхівок. Панельні будинки на передньому плані характерні для 80-х років, ті що далі — типова сучасна архітектура бєлгородських спальних районів.

Будова керамічного облицювання домів. Окрім нових будинків, його часто застосовують для реставрації будівель епохи Хрущова і Брежнєва — квадратні будівлі, які вже через два роки після побілки починають виглядати облізло, будучи облицьованими, виглядають цілком собі сучасно і естетично.

Вентиляція.

На закінчення ми піднялися на дах колишнього заводу «Електроконтакт». За радянським часом завод виробляв різне електрообладнання, але в дев’яностих роках закрився через нерентабельність. Зараз у його будівлях розташовуються офіси і крамниці, цехи використовуються як склади або пустують.

На даху однієї з будівель встановлені радіощогли.

Затишний такий дах.

Поруч знаходиться одна з міських визначних пам’яток, дерев’яний храм святих мучениць Віри, Надії, Любові та матері їх Софії. У 2009 році епічно згорів, але з того часу відбудовано заново.

Дахи цехів нагадують вулиці покинутого селища. Цікаво, як можна туди потрапити?

Вулиця Горького і кільце Щорса-Корольова-Горького.

Не побоюся сказати, що в пізнавальному плані це була найцікавіша екскурсія з моменту відвідування Зони відчуження 6 років тому. Найбільше у світі я обожнюю індустріальні інсайдерські екскурсії, коли можна подивитися на те, що знаходиться поруч із нами, тісно пов’язане з нашим життям, але при цьому залишається маловідомим і закрито людині з вулиці.

* * *

Побував у Дубовому (передмістя Бєлгорода на південь від Харгори). Привіт, Настя:-)

Такий тихий і приємний спальний райончик. Більшу частину його займають котеджі.

Цього року тут нарешті запрацював гірськолижний комплекс, який будувався дуже довго (правда, судячи по відгуках, запрацював швидше умовно).

Якщо ввечері прийти на пішохідний міст над приватним сектором, що розділяє північну і південну частини міста, можна зустріти повелительку кіз. Чи можна її вносити в список міських божевільних?

Прогулянкові човни на Везелці.

Чому сучасні випускники всі такі габаритні? Я в 17 років важив 55 кілограмів, а тут подивишся — прямо дядьки і тітки якісь. Напевно, винні голодні дев’яності, у які ми росли :-)

Зазвичай вид призахідного за бєлгородський університет сонця асоціюється з J:Морсовскою піснею «Паветра», але в цей момент було дивно усвідомлювати, що літо ще навіть не почалося, хоча «Весна» «Воплів Відоплясова», яка міцно прив’язалася до минулого квітня, сюди теж уже якось не пасувала... Було б цікаво зрозуміти, звідки в мене таке бажання прив’язувати до всього саундтреки.

З тобою літаю я там, де літо, там, де літо,
Там, де душа моя, ллється через край.
З тобою літаю я там, де літо, там, де літо,
Там, де душа моя понесе мене за небокрай.

З нами літо бавилось і сміялось,
З нами літо ділилось своїм теплом,
А під вечір так непомітно вкривалось
Синє небо золотом і вином ©

...Моє місто.