АФК «Система» разрабатывает систему сотовой связи с переносом емкости

Обеспечение мобильной связью населения в сельской местности, на отдаленных территориях или вдоль автотрасс является общемировой задачей. По разным оценкам, в таких местах проживает практически половина населения земного шара (около 3,5 млрд человек). Между тем решение пришло из России, где проблема цифрового неравенства из-за огромной территории и неравномерности ее заселения стоит особенно остро (о трудностях ее решения традиционными средствами см. материал с круглого стола на «Связь-Экспокомме-2013» от 15 мая 2013 г.). Одной из главных проблем в развитии сотовой связи и беспроводного широкополосного доступа является поиск экономически эффективных решений для обеспечения связью сельских районов и автомобильных трасс. Напомним, что протяжённость автомобильных дорог в России – более 600 тыс. км, из них сотовой связью покрыто только 20 %. Задача становится еще более актуальной в связи с реализацией федерального проекта создания системы экстренного реагирования при авариях «ЭРА ГЛОНАСС», предполагающего покрытие автотрасс сотовой связью (о самом проекте читайте в материале рубрики «ГЛОНАСС» от 2 марта 2011 г.).

Репитеры уже давно и широко используются для улучшения покрытия сотовой связи, но емкость базовой станции в этом случае снижается пропорционально их количеству. В «Интеллект Телеком» же разработали репитер с переносом емкости (Capacity Transfer Repeater, CTR), где перенос емкости обеспечивается за счет использования нерабочих частот других диапазонов. Топология решения для варианта покрытия магистрали с двухсекторными БС, которые «светят» вдоль, следующая: имеется стандартная базовая станция, соединенная с сетевым контроллером, на которой помимо двух приемопередатчиков, имеются еще шесть. Последние составляют блок ретрансляции сигналов, которые формируют каналы передачи данных с GSM-радиоинтерфейсом в диапазоне 5925 – 6425 МГц (по заказу возможны другие диапазоны частот 2,5/3,3/5,6/10,5 ГГц и т. д.). На следующей в цепочке базовых станций башне размещается ретранслятор CTR, состоящий из шести приемопередатчиков, два из которых перекодируют сигнал GSM с частот в диапазоне 6 ГГц на стандартный и формируют соответствующее покрытие трассы. Аналогичное звено ретрансляции реализуется с другими CTR, размещенными на следующих башнях. Таким образом, по цепочке от одной стандартной базовой станции можно перенести емкость на три «хопа» без потери емкости сети.

Сегодня в действующих сетях сотовой связи радиопокрытие транспортных магистралей обычно осуществляется по линейной схеме за счет последовательного размещения стандартных базовых станций с башнями высотой около 70 м на расстоянии друг от друга 15 – 20 км. В то же время при использовании только одной усовершенствованной базовой станции «BTS-R» и трех ретрансляторов CTR протяженность зоны покрытия магистрали может составить около 45 – 60 км, если связь осуществляется в одну сторону от базовой станции, и, соответственно, 90 – 120 км, если связь по трассе осуществляется в двух направлениях от «BTS-R». В этом случае базовые станции, связанные через волоконно-оптические, радиорелейные или другие каналы связи с контроллером базовых станций, могут размещаться вдоль магистралей на расстоянии до 90 – 120 км друг от друга, при этом от нескольких до десятков раз может сокращаться количество арендованных или собственных для оператора различного рода каналов связи, базовая станция – контроллер. Кроме того, за счет обеспечения одинаковых зон покрытия требуется практически в 4 раза меньшая мощность базовой станции из-за отсутствия потерь в кабелях, соединяющих передатчик BTS с антенной и антенну с приемником BTS. На питание репитера с переносом емкости требуется 150 – 300 Вт вместо 3 – 5 КВт для стандартной БС, что позволяет использовать возобновляемые источники энергии (солнечные панели, ветрогенераторы и т. д.) – это открывает перспективы создания полностью автономных БС – «голубой мечты» любого сотового оператора.

Система разработана с учётом  концепции Network Sharing. Предлагаемая схема организации сотовой связи дает возможность включить в сеть до 3 операторов связи. Такое решение позволяет каждому из трех операторов заменить 6 базовых станций GSM и 6 радиорелейных линий на 6 общих ретрансляторов, снизить энергопотребление на сайт в 5 – 7 раз, использовать облегченные мачты и значительно ускорять строительство сети в целом.

«Интеллект Телеком» и МТС уже заключили соглашение о строительстве опытной зоны в Кирове и Кировской области для тестирования системы связи на базе таких репитеров. Они способны работать не только в сетях 2G, но и в 3G, а также LTE. Ретранслятор CTR может быть размещен на антенных опорах и столбах освещения, работает в диапазоне температур от -40 ºС до +55 ºС. Первые испытания сети пройдут в июне 2013 года, тесты будут продолжаться до конца 2013 года. Основная цель данной работы – сравнение характеристик стандартных базовых станций с сетью, построенной на базе репитеров.  Инвестиции в создание опытной зоны составили 10 млн рублей. «Применение инновационной разработки «Интеллект Телеком» вместо базовых станций позволяет мобильному оператору снизить капитальные и операционные затраты в 2 – 3 раза, а потребление электроэнергии – в 5 – 7 раз, в частности, за счет использования солнечных батарей. При этом зоны покрытия сотовой связью и емкость сети сохраняются за счет применения радиоинтерфейса GSM для передачи данных в полосах частот трансляции, не относящихся к стандартным полосам 900/1800/1900 МГц. Это позволяет исключить использование радиорелейных линий или волоконно-оптических сетей для соединения базовых станций между собой»,  – отметил на пресс-конференции генеральный конструктор – научный руководитель «Интеллект Телеком» Юрий Громаков.

Генеральный конструктор – научный руководитель «Интеллект Телеком» Юрий Громаков (слева) и вице-президент МТС по операционным вопросам Александр Поповский (справа) на пресс-конференции в рамках «Связь-Экспокомм-2013»

Российское решение на базе CTR уже получило международное признание. В частности, исследовательской комиссией ИК-2 Международного союза электросвязи (МСЭ) было принято решение включить описание технологии CTR в перечень рекомендуемых технологий. Кроме того, исследовательской комиссией ИК-5 принято решение включить технологию РПЕ в Книгу лучших практик. Серьезную заинтересованность в технологии РПЕ проявляют Киргизия, Узбекистан, Азербайджан, Казахстан, Непал, Бангладеш, Индонезия, Бразилия, Аргентина, Уганда, Мали, Танзания, Мозамбик, Сенегал, Алжир, Ботсвана, ЮАР, Нигерия. В рамках регионального содружества в области связи (РСС) активно обсуждается возможность включения технологии РПЕ в региональные программы МСЭ по Узбекистану, Азербайджану, Киргизии, Армении и Казахстану на 2013 – 2014 гг. Наибольшую заинтересованность во внедрении технологии репитеров с переносом ёмкости выражают страны со слаборазвитой инфраструктурой и низкой плотностью населения, понимая, что это позволит им существенно сократить затраты на создание сети связи и снизить энергопотребление.

По словам Юрия Громакова, производство репитеров с переносом емкости будет организовано в Европе и странах ЮВА совместно с американской компанией National Instruments.