Строительство одной из позиций в Ленинградской области
«Cапсан» ходит из Москвы в Санкт-Петербург приблизительно за 4 часа, «Аллегро» из Санкт-Петербурга в Хельсинки (Финляндия) за 3,5 часа. Скорость поездов – около 200 км/ч.
Изначально покрытие на этих маршрутах было таким же, как и на многих других железных дорогах: уверенный приём в крупных городах, практическое отсутствие мобильной связи или случайные базовые станции на пути между ними.
Нам предстояло построить непрерывное (бесшовное) покрытие мобильной сети 3G/2G на всем пути следования поездов Сапсан и Аллегро. Я отвечал за организационную и техническую части этого интересного проекта.
Техническое решение
Имея некоторый опыт совместной работы с операторами «большой тройки» мы обратились к ним по данному проекту, проработали варианты совместного сотрудничества, однако каких-либо взаимных договоренностей достигнуто не было. Нам необходимо было самостоятельно «нарастить», а где-то построить в «чистом поле» с нуля телеком-инфраструктуру мобильной связи 3G/2G вдоль ж/д трасс.
Планирование покрытия выполнялось таким образом, чтобы каждая новая базовая станция на трассах по возможности «накрывала» и ранее неохваченные населённые пункты. Понятное дело, получалось не везде, но мы постарались выбрать местоположение будущих башен ближе к прилегающим деревням и селам, везде, где можно было дополнительно обеспечить людей современной мобильной связью, а не ставить их в «линеечку» вдоль ж/д трасс. Таким образом наше покрытие проектировалось с учётом обеспечения связи 3G/2G во всех эксплуатируемых на трассах составах, в том числе и в Сапсан с Аллегро, и в поездах дальнего следования, и в электричках, а также в прилегающих населённых пунктах.
Одна из построенных базовых станций на трассе в Московской области
Необходимо отметить, что в отличие от типовых строек позиций, здесь требовалось более точное размещения цепи базовых станций. Одно некорректное местоположение башни, и на ж/д трассе будет «дыра» в покрытии, которую не закроешь потом никакой оптимизацией сети. Одна недоговорённость с арендодателем крыши или земельного участка вдоль трассы, и снова будет «дыра».
Смещения по трассе плановых точек были возможны, но минимальные. Впоследствии на ж/д трассах Москва – Санкт-Петербург, 650 км, и Санкт-Петербург – Выборг, 160 км, нам удалось договориться со всеми арендодателями по точкам, что указало нам планирование. К слову, покрытие на ж/д трассе Аллегро строилось вплоть до финской границы, но далее по тексту, для удобства географической привязки, будет указываться пограничный город Выборг.
Для обеспечения покрытия трасс были спроектированы как низкие крышные позиции, так и высотные башенные, всё ради создания сплошного покрытия со всех возможных точек. Для реализации башенной части проектируемой сети было решено обратиться к инфраструктурным операторам, компаниям «Русские Башни» и «Линк Девелопмент». Организация каналов связи транспортной сети для базовых станций 3G/2G планировалась на основе воздушных радиорелейных линий (РРЛ).
Сапсан
Аллегро
Строительство сети
Перейдя от теории к практике, в 2012 г. мы начали воплощать проект в жизнь. Были поданы регулятору частотные заявки на будущие базовые станции 3G и 2G. Стала выполняться закупка мобильного оборудования. Полным ходом пошла отрисовка чертежей и планировок будущих позиций. Одновременно с этим, инфраструктурными операторами получались согласования и оформлялись документы, необходимые для начала строительства башенных позиций по нашим координатам. В регионах развернулось широкомасштабное освоение целины вдоль ж/д трасс Сапсан и Аллегро.
В ходе реализации проекта удивительным образом проявлялась взаимовыручка компаний между собой. Так строительный Ген. подрядчик башенной инфраструктуры «ЭнергоПромРесурс» на тракторах «таскал» наши «Газели» и контейнеры, помогая преодолевать бездорожье и подстраховывая доставку «ВымпелКомовского» оборудования к башням, несмотря на то, что у нас не было прямых договорённостей. Работа в полях и лесах вдоль ж/д трасс продвигалась с «огоньком», хотя было очень не просто пробиваться к железной дороге через непроходимые болота и бездорожье. Каждый подъём новой башни и её запуск в эфир давался с большим трудом.
Тонущая техника на стройке позиции в Новгородской области
Конец 2012 г. прошел в наших четырех филиалах (а это Санкт-Петербургский, Новгородский, Тверской, и Московский) в борьбе за выполнение плана запуска намеченных позиций проекта в эфир. Был сильный мороз, были снегопады, в одной из областей была объявлена чрезвычайная ситуация, а где-то наши машины с базовыми станциями и антеннами взяли в снегу и долго не могли подойти к башням. Зима в тот год выдалась очень снежной. И не смотря на это, на географических картах следования поездов Сапсан и Аллегро, как на новогодней гирлянде, каждый день «вспыхивали» точки новых «островков» покрытия 3G/2G, улучшая покрытие на ж/д трассах, и закрывая «дыру» за «дырой». Мы завершили план 2012 г. и не останавливаясь перешли дальше к новым напряжённым запускам в эфир позиций плана 2013 г.
В 2013 году на стройплощадках новых башен работа по проекту набрала полный ход и продвигалась уже более уверенно, несмотря на то, что весной начало «развозить» зимние дороги, а где-то дорог вообще не было. Так, одну из башен на трассе для подъёма в оптимальной точке была возможность установить только вертолётом, не было никаких подъездных дорог и перспективы их проложить. Оборудование к этой башне мы подвозили на автодрезинах по железной дороге, успешно преодолев все трудности с запуском в эфир.
Тренировка перед установкой башни вертолётом на трассе в Тверской области
В регионах наше «наступление» по трассам уверенно контролировалось техническими сотрудниками отделов планирования и строительства филиалов «ВымпелКома». Коллеги четко и методично выезжали в поля и леса, и мониторили статус строительства и запуска в эфир каждой новой башни.
Постепенно плановые сроки реализации инфраструктурной части проекта в 2013 г. выровнялись во всех четырёх географических областях, и процесс завершения строительства стал напоминать слаженный часовой механизм. Так Тверской филиал уверенно запускал в эфир башню за башней, Московский регион стремительно настигал коллег, показывая чудеса в скорости согласования решений, Новгородский филиал вырвался вперёд, финишировав первым, и ждал остальных коллег, Санкт-Петербургский филиал и «Русские Башни» решали с местными жителями вопрос о расположении последней башни. Все были на своих местах, все «держали» строй, и всё было очень ответственно. Все выкладывались на полную.
Подъем башни на трассе Аллегро, Ленинградская область
Наконец над ж/д трассами Сапсана и Аллегро поднялись последние башни. Мы «нарядили» антеннами оставшиеся башни, и запустили все базовые станции 3G/2G в эфир. Тем самым мы полностью выполнили возложенные на нас строительные обязательства. Вместе с коллегами в штабе тех. дирекции и в регионах мы завершили строительную часть проекта и обеспечили мобильной связью все 100% территории ж/д трассы Москва – Санкт-Петербург, 650 км, и ж/д трассы Санкт-Петербург – Выборг, 160 км. Строительный этап проекта был закончен, и можно было переходить к этапу комплексной настройки сети.
Измерения и настройки
Для оценки результатов строительства новой инфраструктуры и проверки скорости интернет-соединений абонента была организована целая исследовательская работа. В ходе анализа состояния сети по итогам строительства выяснилось, что стандартные шаблоны настройки мобильных сетей здесь не подходят. Поначалу даже нельзя было уверенно сказать, что же происходило с сервисами 3G и 2G абонента на скорости поезда свыше 200 км/ч. Дело в том, что на скоростях от 180 км/ч системные задержки сети (не имеющие ничего общего с эффектом Допплера, как часто считают) начинают оказывать заметное влияние на максимальную скорость интернет-соединений.
Кроме того, сеть 3G на трассах вела себя как «невидимка», «исчезая» и переводя наших абонентов в 2G сеть. Сеть 3G в Сапсане и Аллегро оказалась очень «капризной» в настройках. Стало ясно, что с настройками абонентского сервиса 3G/2G на ж/д трассах Сапсана и Аллегро надо разбираться основательно. Причиной «невидимости» сети в Сапсане была металлизация стеклопакетов этого «бронепоезда». Именно металлизированные стеклопакеты Сапсана особенно сильно ослабляли сигналы сети 3G «ВымпелКома», и плохо пропускали их во внутрь. С Аллегро – аналогичная история.
Мы начали «разгонять» абонентский сервис 3G на трассах, «перетачивая» сеть под металлизированные стеклопакеты и «бешенные» скорости поездов, движущихся свыше 200 км/ч (на одном из тестов мы зафиксировали скорость движения даже 240 км/ч). Для информации, Сапсан и Аллегро проносятся мимо одной нашей башни на трассе в среднем за 3 мин, это очень быстро, и так почти все 810 км от Москвы до Выборга. Наличия скоростного сервиса интернет-соединений в салонах поездов мы добивались кропотливым подбором параметров на базовых станциях и сетевых контроллерах, работая с внешним, уличным сигналом.
Запись драйв-теста абонентского сервиса 3G/2G в салоне Сапсана
Совместно с коллегами была проведена измерительная серия дорожных тестов на маршрутах различных поездов на трассах Москва – Санкт-Петербург и Санкт-Петербург – Выборг. И вскоре записи измерений о поведении сети глазами абонента стали складываться в единую «картину». Надо сказать, что в проекте применялся именно такой принцип настройки сети: сначала измеряли на выездах сервис 3G/2G построенной сети со стороны абонентских модемов и терминалов на скорости свыше 200 км/ч, а затем осуществляли контроль и настройку параметров со стороны сетевого оборудования. Сложность здесь была в том, что для проверки абонентского сервиса 3G/2G приходилось постоянно искать коллег, кто мог бы найти время и командироваться на поездах между двумя столицами с измерительным оборудованием. ВременнЫе возможности наших инженеров «гонять» на поездах с драйв-тестами были ограничены. Каждый выезд был на «вес золота»: его ждали, к нему готовились, результаты обсуждались коллективно, с последующими настройками что-то получалось сразу, от чего-то приходилось отказываться.
По результатам дорожных измерений было изменено и «переточено» немало настроек параметров инфраструктуры. Это напоминало решение большого дифференциального уравнения со многими неизвестными: изменять параметры базовых станций 3G/2G под скоростные поезда приходилось крайне осторожно. В итоге мы стали лучше понимать мобильные скорости абонентов, движущихся в поездах свыше 200 км/ч. Перебрав немало сетевых параметров, мы смогли сбалансировать и подобрать оптимальные настройки, «клонируя» опыт коллег филиалов на участках ж/д трасс между собой. Принцип масштабирования в большой компании здесь подходил как нельзя кстати.
Реализованная инфраструктура
Наконец покрытие сети 3G/2G на ж/д трассах было соптимизировано. Заменив на башнях антенны на узконаправленные с большим коэффициентом усиления, и отъюстировав лучи антенн строго на трассу, мы смогли «пробить» стеклопакеты сигналом 3G, хотя сигнал и потерял часть мощности на ослаблении в окнах. Таким образом, мы постарались настроить и сделать мобильную сеть более универсальной для всех составов: и для Сапсана с Аллегро, и для обычных поездов дальнего следования, и для электричек в том числе. Мы «разогнали» абонентские скорости в поездах Сапсан и Аллегро, отталкиваясь от оптимизации параметров нашей уличной сети 3G/2G.
Итоги
Общая протяженность нашего покрытия ж/д трасс Сапсана и Аллегро составляет 810 км. На ж/д трассах дополнительно построено 82 новых позиции 3G/2G и модернизировано 46 позиций 3G.
Вероятность обеспечения голосового сервиса 2G составляет сейчас 99% на территории трасс Сапсан (Москва – Санкт-Петербург) и Аллегро (Санкт-Петербург – Выборг), причём как внутри высокоскоростных поездов, так и во всех остальных составах. Измерения средней скорости передачи данных сервиса 3G показали 2,2 мбит/с во всех поездах без металлизации окон. При этом, вероятность предоставления сервиса 3G в обычных поездах без металлизации и в электричках составляет тоже 99%.
В прилегающих к трассам населённых пунктах, куда мы оптимально смогли поставить башни, указанные скорости интернета также достигаются. Тем самым был достигнут социально-значимый эффект проекта: улучшен 3G/2G сервис примерно в 60-ти населённых пунктах рядом с трассой Сапсан, и в 15-ти пунктах рядом с трассой Аллегро. И насколько видно из статистики с наших базовых станций, трафик в прилегающих деревнях и сёлах только прирастает, местные жители «распробовали» интернет.
Внутри поездов Сапсан и Аллегро также обеспечивается сервис передачи данных 3G, хотя металлизированные стеклопакеты будут в какой-то мере снижать средние скорости. По результатам измерений текущие скорости интернет-соединений 3G в подобных «бронепоездах» составляют 1,0 мбит/с. При этом вероятность предоставления сервиса 3G в таких поездах составляет 90%, а в остальных 10% случаев абонента уверенно «подхватывает» сеть 2G. Мне лично этого хватило, чтобы скачать и показать в дороге мультфильм моей маленькой дочке. Однако это не предел. Работы по улучшению сети продолжаются.
Сейчас построенные и соптимизированные сети 3G/2G на исследуемых ж/д трассах находятся в коммерческой эксплуатации и «собирают» трафик. Рост голосового трафика и трафика передачи данных превышает первоначальный прогноз, поэтому можно смело ожидать, что в перспективе проект выйдет на самоокупаемость.
Общая карта покрытия сети 3G/2G на маршрутах поездов Сапсан и Аллегро, протяжённость 810 км (осень 2013 г.)
В заключении хотелось бы поблагодарить всех коллег, принимавших участие в разработке, реализации и исследовании проекта, филиалы и региональные управления «ВымпелКома», инфраструктурных операторов и подрядчиков. Только благодаря слаженной работе коллег нам удалось оптимально охватить мобильной связью ж/д трассы высокоскоростных поездов и прилегающие к ним населённые пункты. Мы вложили в этот проект частичку своей души, и для многих из нас он стал любимым.
Автор: IanMenyaev
