Какой высоты бывают вышки мобильной связи и почему у них такой цвет?

Мобильный телефон для многих стал продолжением руки: ответить на звонок, написать сообщение, прочитать ленту в соцсетях. Согласно статистике, почти 50% людей проводят в смартфоне не меньше пяти часов в день. Но что происходит по ту сторону экрана? Как выглядит мобильная связь изнутри? От чего зависит качество и скорость? Эксперты МегаФона рассказали об особенностях свой работы корреспонденту "Толка".

Выездной контроль качества

Погрузиться в тонкости работы мобильной связи нам помогли в пресс-службе МегаФона, снарядив в помощь двух инженеров – Александра Иванова и Александра Исупова. У ребят как раз в этот день были запланированы выездные работы, и они рассказали нам о своих профессиональных секретах без отрыва от производства.

Сегодня в Барнауле из-за плотной застройки города наши базовые станции стоят уже на расстоянии практически 800 метров друг от друга, – сразу начинает инженер-измеритель Александр Иванов, как только мы отъезжаем от офиса компании. – Всего за связь в городе у нас отвечает больше 200 станций, и еще 500 "трудятся" на территории края. Когда МегаФон только запускался в Алтайском крае в 2006 году, наша сеть состояла всего из 50 вышек на весь регион, – рассказывает Исупов.

Одна из главных задач Александра – находить места, где качество связи и скорость работы мобильного интернета по каким-то причинам не устраивают абонентов. Для этого у него есть измерительный комплекс – чемодан со специальными телефонами, которые по ходу движения автомобиля записывают большой объем служебной информации для последующего анализа, а также специальная программа на ноутбуке.

Инженер тут же показывает, как это работает. Мы движемся по проспекту Ленина: здесь, как и в большинстве районов Барнаула, все хорошо, и наш путь по аналогии с автомобильным навигатором подсвечен зеленой полосой. Но если возникают какие-то проблемы, появляются более "опасные" цвета – желтый и красный.

 

Все знают, что, чем больше базовых станций, тем лучше голосовая связь и быстрее мобильный интернет, – говорит Александр. – Но есть у этого и обратная сторона – интерференция. Такое явление часто возникает в условиях плотной городской застройки, когда абонент попадает в зону действия двух соседних базовых станций с высоким уровнем сигнала. Волны от соседних антенн как бы нейтрализуют друг друга, в результате звонки могут "булькать" и обрываться. Абонент может думать, что это из-за плохого радиопокрытия, а на самом деле все ровно наоборот! На этапе строительства новой станции точно смоделировать поведение сети не всегда возможно, и наша задача как раз находить такие локации. Затем мы, например, можем незначительно уменьшить мощность передатчиков, и проблема исчезнет.

По мнению инженера, один из самых сложных районов Барнаула для инженеров-оптимизаторов – это площадь Сахарова. Здесь плотность застройки станциями МегаФона самая высокая, а значит, требуется максимально согласованная работы всех базовых станций.

Разные стандарты мобильной связи работают на своих частотах. Чем ниже частота – тем больше радиус действия одной базовой станции. Например, базовая станция 2G (900 МГц) в сельской местности может передавать сигнал на расстояние до 20 км. Дальность действия базовой станции 4G (2600 ГГц) намного меньше – всего около 500 м.

 

Телефонный звонок получает "пятерку"

Телефоны в чемодане Александра продолжают работать – таким образом инженеры компании проверяют качество связи, но уже с точки зрения восприятия живого человека. Устройства звонят на служебный номер и воспроизводят заранее подготовленный аудиофайл. Затем в режиме реального времени запись звонка сравнивается с эталоном.

Система ставит звонку "пятерку", если между записанным звонком и эталонным файлом минимальные расхождения. А вот если во время соединения были "бульканье", "кваканье", паузы или металлический оттенок, оценка за качество сильно снижается. Самое неприятное, если звонок вообще прервался. Для нас это повод более подробно разобраться в причинах, говорит Александр.

– И что это за причины?

– Телефон всегда обслуживается базовой станцией с самым сильным уровнем сигнала, но при этом "видит" сразу несколько соседних станций. По мере движения (как у нас сейчас с вами) сигнал одной станции снижается, а у другой – наоборот – увеличивается. И устройство автоматически "пересаживается" на новую вышку. Но это в идеальных условиях, на практике все сложнее. Например, началось точечное строительство новой многоэтажки, которая закрыла для нашего телефона видимость нужной ему базовой станции. Гаджет не может найти нужную ему станцию, и в результате происходит обрыв связи. Задача инженеров-оптимизаторов сети МегаФона как раз находить такие случаи и затем перенастраивать соседние станции нужным образом или давать рекомендации строить новые БС. Барнаул активно застраивается, поэтому работы нам хватает.

  Бетон и кирпич против

Вся территория города Барнаула, по словам инженера, уже давно полностью покрыта связью МегаФона. Это значит, что на улице у вас всегда будет ловить мобильный телефон. А вот внутри зданий качество связи может упасть, и причиной тому снова неумолимые законы физики.

Вы наверняка слышали термин "экранирование" сигнала и, наверное, замечали, что в разных частях дома скорость мобильного интернета может отличаться. Дело в том, что у каждого строительного материала своя как пропускная, так и отражающая способности. Например, современные сэндвич-панели с металлическим листом внутри почти на 70 – 90% отражают или задерживают радиосигнал, а кирпич – примерно на 30%. Поэтому внутри дома уровень сигнала всегда понижается, а в закрытых помещениях без окон типа ванной комнаты или кладовой он может доходить до минимальных отметок, – рассказывает Александр.

Зимой мобильная связь за городом работает лучше. Летом листья деревьев выступают естественным барьером на пути распространения сигнала. Поэтому, когда зимой лес сбрасывает листву, уровень сигнала от ближайшей базовой станции в деревнях и поселках повышается.

Особо остро ситуация с затуханием сигнала проявляется на примере торговых центров. Ни одна базовая станция оператора связи не может насквозь "прошить" такие большие помещения, да к тому же со сложной внутренней конструкцией. Здесь обеспечить надежную работу голосовой связи мобильного интернета может только установка небольших базовых станций внутри самого здания – такое оборудование связисты называют "индорным" от английского "indoor" (внутренний, в помещении).

Индорные БС почти ничем не отличаются от своих "старших братьев", однако их антенны значительно меньше по размеру. Это позволяет устанавливать их под потолком или внутри обшивки помещения. Мощность передатчика тоже ниже, поэтому внутри такого ТЦ, как "Галактика, установлено 40 передатчиков и смонтировано 65 антенн на 5 этажах, чтобы охватить все внутреннее пространство торгового центра.

Высота имеет значение

Наше путешествие по городу с Александром Ивановым закончилось, впереди меня ждет проверка работы одной из базовых станций МегаФона за городом.  Вместе с инженером по эксплуатации Александром Исуповым мы отправляемся в село Шахи, что в 30 км от Барнаула.

По дороге он рассказывает о "начинке" БС и пытается объяснить, как это работает и что там чаще всего ломается.

 

Простые пользователи всегда путают базовую станцию и антенно-мачтовое сооружение, или АМС. Сама базовая станция – это всего несколько компьютерных плат, которые размещаются на земле в специальном контейнере. Тут же стоят аккумуляторы на тот случай, если произойдёт отключение внешнего электропитания. А вот высотная красно-белая конструкция нужна исключительно для того, чтобы как можно выше поднять сами антенны. Чем больше высота, тем больше радиус действия одной вышки, но показатель высоты АМС тоже рассчитывается из оптимального качества покрытия территории.

Антенно-мачтовые сооружения (АМС) операторов связи бывают четырех основных видов: высотой 30, 40 75 и 90 метров. Иногда антенны операторов связи размещаются на мачтах РТПЦ (радиотелевизионный передающий центр), высота которых может превышать 200 метров.

Как объяснил Александр, все вышки связи окрашиваются в красно-белый цвет не просто так – это предписано международными требованиями к безопасности полетов. Если обратите внимание, то трубы ТЭЦ и заводов тоже красятся в контрастную бело-красную гамму, причем самый верхний сегмент должен быть красного цвета.

Благодаря аккумуляторам в случае отключения электроэнергии базовая станция может автономно проработать от аккумуляторных батарей до 12 часов, – продолжает Александр. – Но, если вышка узловая, т.е. от нее сигнал передается на несколько других базовых станций, ее уже нужно оснащать дизель-генераторной установкой. Тогда наш объект сможет проработать несколько дней даже в условиях длительного отключения питания. Естественно, генератор нужно периодически проверять, обслуживать, доливать топливо.

На базовые станции тоже есть гарантия

Современные базовые станции, по словам инженера, представляют собой компьютер, только заточенный на выполнение строго определенных задач. Поэтому его можно настраивать удаленно, не покидая офиса. Выезжать на место приходится лишь в том случае, если БС не отвечает или проблема в другом элементе конструкции.

Удивительно, но некоторые станции стоят без поломок и любых проблем годами, а у других системная плата может выходить из строя как по часам раз в месяц. Почему так происходит, объяснить сложно – "начинка" у них одинаковая. Как и на любую сложную технику, на оборудование базовых станций распространяется гарантия завода-изготовителя. Поэтому часть вышедшей из строя техники нам меняют или чинят бесплатно.

В среднем за неделю бригады МегаФона выезжают на обслуживание станций примерно четыре раза. С наступлением зимы на антенны может налипать мокрый снег, из-за чего сильно страдает качество связи. В этом случае специалист оператора должен приехать на место, подняться на вышку и вручную удалить наледь.

Инженер-альпинист

Наконец, мы приехали на объект. Вышка стоит на окраине села и выглядит очень впечатляюще. Я еще раз оцениваю высоту вышки и радуюсь, что забираться наверх мне не нужно. Для Александра же это обычная работа: мой спутник уже выгрузил из багажника снаряжение и с привычной сноровкой начал его надевать.

 

Высота этой вышки всего 30 метров, в нашей сети есть АМС высотой 72 и даже 90 метров. Это только с земли кажется, что конструкция неподвижная. Если забраться почти на самый верх 90-метровой мачты (где расположены антенны), она раскачивается с амплитудой примерно в полметра. С непривычки очень страшно, но со временем привыкаешь. А теперь представьте, что в крае есть телевизионные вышки, у которых высота в 2 раза больше!

Чтобы показать вживую, какой вид открывается сверху, мы крепим на Александра камеру GoPro. Проходит минут 15, и наш герой уже наверху. Нам остается только с нетерпением ждать видео с самой верхотуры.

Радиофобия и благодарные селяне

По дороге обратно Александр рассказывает, как их и без того непростой работе мешают вандалы и радиофобы.

Злоумышленники периодически забираются на базовую станцию и срезают провода – думают, что там внутри медь. На самом деле в мобильной связи медные провода не используются, только волоконно-оптические кабели, в которых внутри ничего нет кроме стекла и пластиковой оплетки. А восстановление стоит приличных денег. Кроме того, пока мы будем работать над устранением последствий, часть абонентов может остаться без связи.

В России действуют одни из самых жестких требований к работе сетей мобильной связи. Согласно СанПин 2.1.8/2.2.4.1190-03 максимально допустимый уровень плотности электромагнитного излучения составляет 10 мкВт/см2. В других странах это значение может достигать 100 мкВт/см2 и даже выше.

Другая проблема последнего времени – радиофобия. Получить согласование жителей на установку новой базовой станции в черте города становится все сложнее. При этом за все время существования мобильной связи (а это почти 50 лет!) ученые не выявили ни одного случая негативного воздействия мобильной связи на здоровье человека. Если взять любой сертифицированный прибор для измерения, мы увидим, что фоновое излучение базовых станций в сотни раз меньше, чем от обычной СВЧ-печи или бытового фена, которыми мы пользуемся ежедневно.

С такими людьми мы чаще всего сталкиваемся в городах, крупных поселках. В сельской местности, наоборот, жители очень рады появлению быстрого мобильного интернета. У нас даже был случай, когда селяне по очереди охраняли еще не собранную вышку у себя в поселке, а после завершения строительства устроили нам настоящий праздник. И это понятно: если в городе в дом заходит несколько интернет-провайдеров, то в селах наш мобильный интернет – единственный способ посмотреть YouTube, скачать музыку, посидеть в социальных сетях.  

В условиях самоизоляции и перехода на удаленную работу мобильные мессенджеры, видеочаты и видеоконференции стали "заменителем" обычной оффлайн-жизни. По сравнению с прошлым годом мобильный трафик WhatsApp, Skype, Zoom и других приложений с поддержкой видеосвязи в сети МегаФона вырос на 38%.