Базовые знания про базовую станцию

В конце прошлого года мы с вами уже погружались в основы интернета и мобильной связи.

Продолжим цикл познавательных статей, ненадолго сместив фокус от VAS-услуг на «истоки» родной телеком-отрасли.

Что такое Базовая станция?

Для начала: понятие «базовая станция» за время использования в русском языке сильно «размылось». Когда собеседник произносит «базовая станция» нужно уточнять, что он имеет ввиду. Кто-то подразумевает конкретную станцию конкретного диапазона, кто-то совокупность всех станций на одной площадке, кто-то только основной блок без антенн…

Само слово «базовая» можно трактовать, как «отправная, опорная». Не случайно «умные» пылесосы и дроны возвращаются на устройство, названное «базой», на него же мы кладём и современный стационарный телефон.

В мобильной связи базовая станция тоже служит некой отправной точкой для поступающего трафика, и её основная задача – обеспечить двунаправленный радиоканал необходимого качества между своими антеннами и антеннами смартфонов, находящихся в радиусе ее действия.

Вас может удивить, но абоненты не хотят таскать за собой провода, поэтому связь с ними возможна только по радиоканалу. Канал от базовой станции к смартфону называется «линия вниз» (DL- Down Link), а от смартфона к базовой станции - «линия вверх» (UL – UP Link). В стандарты обычно закладывается более высокая скорость DL, т.к. абоненты скачивают больше информации, чем отправляют в сеть.

Сама базовая станция может быть подключена к ядру сети разными способами: по оптическому кабелю, по радиоканалу или их комбинации.

Базовая станция – это не обязательно башня/вышка в поле. В городе обычно достаточно высотных сооружений для установки антенн на них, а само оборудование располагается в контейнере рядом, на чердаке, в подвале или ином техническом помещении.

Оборудование базовой станции может быть размещено даже на рекламном щите или фонарном столбе в специальном ящике – термошкафе ( который обеспечивает охлаждение летом и нагрев зимой, чтобы оборудование не перегрелось или не замерзло). Антенны и основной блок станции соединяет специальный, стойкий к уличным условиям кабель – фидер.

Антенн у базовой станции, как правило, три – они узконаправленные (секторные) с углом раскрытия 120 градусов. Размещением их по кругу в три стороны обеспечивается полный круговой (360) охват территории.

Если круговой охват в данной конкретной местности не нужен (зачем светить в пустое поле?), то секторных антенн можно установить две или одну. В местах массового скопления трафика (Зенит-Арена и фан-зоны во время ЧМ по футболу 2018) можно увеличить число секторных антенн (на жаргоне инженеров - «число секторов») до 4-6 штук, но не все типы станций поддерживают такое количество секторных антенн. Иногда в таких случаях приходится ставить дополнительные станции.

Поскольку операторы связи эксплуатируют сети трёх поколений (2G/3G/LTE), то все перечисленное оборудование умножаем на три: 9 секторных антенн, 9 фидеров, 3 основных блока.

Могут быть площадки, где одного или даже двух поколений нет: экономическая нецелесообразность (горный аул со столетними аксакалами), технические проблемы (башня или труба не выдерживает ветровой нагрузки на такое количество «обвеса») и т.п.

В обозримом будущем ожидается массовая замена основных блоков на один общий, куда будут подключены все секторные антенны всех стандартов - так называемый «гибрид». Плюсы такого решения: меньшее энергопотребление площадки, возможность в режиме онлайн в зависимости от нагрузки перераспределять частоты между поколениями. Минус - замена огромного парка оборудования по всей России – это очень дорого.

Пока «дальнобойность» (дальность связи) каждого поколения на фиксированных частотах не одинаковая. При условно равных параметрах и отсутствии помех быстрее затухают радиоволны большей частоты. Примерная дальность для поколений:

2G: до 30 км.

3G: до 7 км.

LTE: до 3 км.

В городе, где нормирование мощностей антенн строгое, «дальнобойность» всех стандартов урезают до сотен метров, поэтому станций в городе нужно очень много, чтобы обеспечить «бесшовное» покрытие.

Ознакомиться с еще бОльшим количеством полезной технической информации можно в группе Дружелюбный техблок на портале Пульс.

Подслушивал информацию у коллег-технарей Максим Герасимов.