Базовые станции: как все начиналось.
Вышки сотовой связи устанавливаются на открытой местности для того, чтобы на них можно было смонтировать базовые станции. Базовыми станциями называют совокупность приборов, отвечающую за прием, передачу и обработку сигнала сотовой связи.
Несмотря на то, что распространение мобильных способов общения в России идет интенсивным путем, многие города, села оказываются без этого вида коммуникаций.
Вышки операторов сотовой связи
Вышки сотовой связи используются вдали от городских массивов. В мегаполисах базовые станции размещают на крышах домов. Радиус их действия достигает 3-5 километров. А вокруг дорог, возле сельских поселений устанавливаются специальные вышки. Как правило, это бело-красные столбы, башни, на вершине которых смонтирована базовая станция. Когда на пути сигнала нет лесных массивов или железобетонных конструкций, вышки можно размещать на расстоянии 10-15 км друг от друга.
Поскольку рынок сдачи мачт в аренду растет, условия существования на нем быстро меняются.
Вышки сотовой связи МТС
Компания «МТС» занимает второе место по числу базовых станций среди крупных операторов сотовой связи в России. В 2016 году было установлено около 137 тысяч единиц. Эта компания первой стала сдавать свои вышки в аренду конкурентам и другим предприятиям, предлагая довольно льготные условия в виде отсутствия штрафов за досрочное расторжение контракта и отказа от скрытых и дополнительных платежей.
Вышки сотовой связи Билайн
Компания «Билайн» в 2016 году имела около 96 тысяч установленных базовых станций. Динамика их увеличения относительно скромная: в год появляется по 4,5 тысячи новых станций. Хотя именно установка новых вышек позволила компании предлагать 4G интернет во многих областях России.
Вышки сотовой связи Мегафон
По состоянию на 2016 год у компании «Мегафон» было установлено больше всего базовых станций: около 164 тысяч. В год эта компания увеличивает их число на 14-15 тысяч.
Вышка сотовой связи Теле2
Оператор «Теле 2» растет динамично. В 2016 году у него было около 96 тысяч базовых станций, что сравнимо по охвату с «Билайном». Это предприятие устанавливает или арендует по 12 тысяч новых вышек и станций в год. Есть основания полагать, что при таком темпе развития, этот оператор вскоре займет более прочное положение в четверке лидеров.
Как установить вышки сотовой связи, и какая цена?
Вышки сотовой связи используются там, где нет никаких иных вариантов размещения базовых станций. Даже вокруг деревень можно найти высокие конструкции, на которые смонтировать антенны будет дешевле, чем ставить вышку. Это могут быть трубы, элеваторы и другие варианты построек высокого типа.
Требования к установке вышки довольно непростые:
- высота оригинальной вышки должна составлять от 72 до 100 метров;
- желательно выбирать самое высокое место в округе, годятся любой холм, возвышенность;
- необходим доступ к электричеству. Если его нет, нужно устанавливать отдельный трансформатор;
- вышку надо устанавливать вблизи от населенных пунктов или дорог с большой пропускной способностью.
Интенсивность строительства вышек высока, например, в Подмосковье их устанавливают несколько десятков в течение теплого сезона.
Стоимость строительства одной вышки сотовой связи составляет около 5 миллионов рублей. В последнее время под такие конструкции принято арендовать землю не только у юридических, но и у физических лиц. Правда, ставки для частных землевладельцев являются чисто символическими - несколько сотен рублей в год.
Какая стоимость аренды вышки сотовой связи?
Большая четверка операторов сотовой связи владеет лишь 70% вышек. Даже такие компании, как «МТС», «Билайн», «Теле 2» и «Мегафон», арендуют часть мощностей у предприятий, которые специализируются на строительстве вышек. К ним относятся такие игроки, как:
- «Русская башня» (1,7 тысяч вышек);
- «Вертикаль» (1,6 тысяч вышек).
Аренда вышки сотовой связи стоит относительно недорого. У разных компаний цена может колебаться от 15 до 30 тысяч рублей в месяц.
Производители и поставщики вышек сотовой связи
Большинство задач по строительству вышек сотовой связи можно решить силами российских компаний и поставщиков.
Есть несколько предприятий, которые зарекомендовали себя в этой сфере:
- ООО «Металл-Система»: компания производит башни, мачты, трубостойки для крепления базовых станций на крышах зданий.
- ООО «Алтайстройдиагностика» помогает построить вышку на основе мачты или башни с соблюдением всех технических и законодательных требований. Эксперты компании знают, как правильно установить опоры, обеспечить бесперебойную работу оборудования.
- Завод металлоконструкций «Спецстройкомплект» может произвести вышку по стандартным чертежам или с учетом пожеланий заказчика. Здесь можно заказать дополнительные опции для вышки: молниеотвод, площадку для технического персонала.
- Компания МКТЭК считается одним из самых дешевых производителей вышек сотовой связи. Монтируемые этой фирмой вышки имеют секционное строение. В зависимости от необходимой высоты мачты или башни можно выбрать разное количество секций. Это позволяет экономить средства тем заказчикам, которые планируют поставить вышку на возвышенности, и которым не нужна максимальная высота сооружения.
Общее количество предприятий в России, которые производят и поставляют оборудование для установки вышек сотовой связи, составляет несколько десятков компаний. Рынок развит настолько, что у потребителей есть возможность выбирать фирму, которая устроит их по срокам изготовления и монтажа вышки, по стоимости работ, по особенностям технического оснащения вышки.
Обслуживание вышек
Обслуживание вышек - дело недешевое. Оборудование приходится менять с неопределенной частотой. Одни вышки дольше работают в неизменном состоянии, другие быстро выходят из строя. Это зависит от типа оборудования, средней загрузки соты.
Иногда владельцы вышек заменяют оборудование на более современное. Сети формата 4G постепенно распространяются по всей России. За этой простой фразой стоит огромный труд по модернизации оборудования.
Простое обслуживание вышек без модернизации обходится примерно в 5% стоимости в год, то есть в 250 тысяч рублей.
Оператор МТС несомненно является лидером среди российских поставщиков услуг сотовой связи. Наибольшее число базовых станций, огромный диапазон территорий где доступен сервис, число активных абонентов – все это помогает фирме удерживать первую позицию на рынке. Немаловажно, чтобы даже в самом отдаленном населенном пункте все люди оставались на связи.
Карта покрытия связи МТС
Согласно карте зоны покрытия МТС по России на 2017 год охват оператора в сети 2G весьма велик. Почти в каждом уголке нашей страны можно воспользоваться сим-картой от оператора и совершить голосовой звонок.
Все меньше новых вышек открываются именно в данном формате – чаще их строят 3 и 4 поколения. Распространение территории доступности 3G от МТС довольно велико – охвачены почти все города и села, даже весьма небольшие.
В загородных поездках воспользоваться 3G сложнее, но все-таки определенные места охвачены сетью. Лучше перед поездкой уточнять на карте, доступен ли в месте пикника 3G или нет.
На карте зоны покрытия 4G от МТС видно, что в таком формате обслуживаются только крупные мегаполисы с большим количеством абонентов. Но ежегодно оператор расширяет диапазон и открывает внушительное число вышек, и все больше городов начинают работать в формате 4G.
Зона покрытия МТС в Москве и Московской области
В столице нашей необъятной родины МТС занимает лидерские позиции среди операторов. С каждым годом устанавливается большое количество новых вышек связи – все ради того, чтобы москвичи не испытывали трудностей при использовании услуг.
На карте территория распространения МТС на территории Московской области изображена точно, с учетом всех географических особенностей местности. Вы можете увидеть, что на данной территории представлены сети как второго, так третьего и четвертого поколений. Жителям Подмосковья, как и москвичам, доступны все современные достижения в области услуг связи.
Зона доступности интернета
В современном мире при выборе оператора не последнюю роль играет качество поставляемого мобильного интернета. С каждым днем объем потребляемого пользователями трафика увеличивается. И причина этому – солидное количество игр, видео и приложений, адаптированных для использования на смартфонах.
Компании стараются улучшить скорость и объем предоставляемого трафика на своих тарифах. Увеличивается и зона покрытия интернета от МТС. Но скорость мобильного интернета не везде одинакова.
Все дело в том, что технические характеристики поставляемых услуг связи могут отличаться, в зависимости от загруженности сети, наличия вышек связи, и даже из-за рельефа местности. Но уже сейчас многие пользователи из крупных городов России могут пользоваться интернетом на максимальной скорости благодаря 4G.
Всегда перед поездкой в другой город, на природу уточняйте на нашем сайте, доступны ли те или иные сети на нужной вам территории. В самой неожиданной ситуации останетесь на связи со своими родными, близкими.
Введение
Один из первых вопросов, который возникает, когда вы занимаетесь подключением к мобильному интернету, это вопрос о местонахождении базовой станции выбранного вами оператора, чтобы направить в ее сторону свою антенну. Желательно узнать точные координаты вышки и рельеф до нее, чтобы понять, имеет ли смысл использовать вышку для приема сигнала. Сервисы и различные андроид-приложения не дают точных координат БС, т.к. основаны на измерениях и их математической обработке. Погрешность при этом может достигать нескольких километров.
Зачастую координаты вышки можно установить, изучая карты покрытия операторов, рельеф местности, карты Гугл и Яндекс, а также предоставляемые ими возможности просматривать фотографии и панорамы изучаемой местности. Надо сказать, что БС на карте можно найти не всегда. Причин тому может быть много - карты устарели, БС находится на крыше здания и ее просто не видно на карте, вышка имеет небольшие размеры и т.п.
Параметры БС неизвестны. Костромская обл
Задано: координаты 57.564243, 41.08345, деревня Кузьминка в Костромской области. Задача - определить точные координаты БС, к которой можно подключиться для приема 3 G -сигнала.
Будем рассматривать поиск БС по шагам.
Шаг 1. Анализ карт покрытия.
Воспользуемся известным сервисом https://yota-faq.ru/yota-zone-map/ , где представлены зоны покрытия четырех операторов, кроме Билайна. Отмечу здесь, что покрытие Билайна, представленное на их офсайте, использовать практически невозможно - там показывается, как правило, сплошное покрытие, не учитывающее рельеф местности.
Наиболее интересно с точки зрения подключения выглядят зоны покрытия Мегафона и МТС. Вы сами можете в этом убедиться, открыв сервис, вставив координаты в поисковую строку и переключая операторов.
Зона покрытия Мегафона:
Зона покрытия МТС:
Из анализа зоны покрытия Мегафона видим, что БС 3G вероятнее всего находятся в направлениях Красное, Сухоногово, Лапино (в данном масштабе карты Лапино не видно, это юго-запад, примерно там, где отметка Р-600).
Более интересна зона покрытия МТС. Здесь также рассматриваем направление на Сухоногово и Красное. Но Красное более интересный вариант, т.к. там есть покрытие 4G . Расстояние до Красного порядка 10 км, если МТС раздает 4G на частоте 1800 МГц, то есть все шансы установить связь с одной из БС МТС, которые находятся в этом населенном пункте.
Шаг 2. Изучение рельефа местности .
Рельеф до Красного непростой, но вполне пробиваемый. Для оценки рельефа воспользуемся сервисом https://airlink.ubnt.com . Если вы впервые на этом сайте, то вначале вам нужно будет пройти бесплатную процедуру регистрации. Открыв сервис, прокручиваем ползунок вниз до конца и в правом нижнем углу вводим исходные данные, как показано на следующем рисунке.
Я обычно вначале ввожу одинаковые координаты в оба окошка, а потом начинаю двигать лиловую метку в интересующие меня точки, где предположительно могут находиться БС. При этом в правом верхнем углу экрана отображается рельеф, луч прямой видимости и примерный размер зоны Френеля.
Для наших координат имеем:
Проверка рельефа в других «подозрительных» направлениях показала, что рельеф там значительно хуже. Таким образом, мы определились с направлением и заодно выбрали оператора - МТС.
Шаг 3. Уточнение нашего выбора с помощью сервиса «Качество связи»
Сервис открывается по следующему адресу https://geo.minsvyaz.ru . В поисковой строке задаем название деревни Кузьминка, переключаем просмотр с 4-х окон в однооконный режим, масштабируем карту в удобный размер и получаем для оператора МТС:
Видим, что наш выбор правильный, т.к. согласно базе данных измерений пользователей этого сервиса в Красном действительно имеется хорошее покрытие 4G от МТС.
Увеличим масштаб этой карты и увидим, что наиболее вероятным местоположение вышки (или вышек) является улицы Советская и Окружная.
Шаг 4. Изучение местности с помощью карт Гугл и Яндекса.
Указанные карты обладают полезным инструментом для изучения местности - панорамами и фотографиями местности. У карт Гугл панорам различных местностей значительно больше, чем у Яндекса, поэтому чаще приходится пользоваться Гуглом, рассматривая панорамы. С другой стороны, у Яндекса больше фотографий, сделанных в различных местах, кроме того, обычно карты Яндекса для России более актуальны. В связи с этим приходится пользоваться обоими сервисами. Здесь использованы карты и сервисы Гугл.
Итак, мы выяснили, что нам нужно рассмотреть две улицы в Красном в поисках БС. Запускаем карты Гугл, вводим примерные координаты ул. Советской (или название улицы) и получаем:
Здесь включен режим просмотра улиц, нужная нам улица выделена синим цветом на карте. Получить панораму улицы можно кликнув мышкой в любой точке синей линии. Двигаясь таким образом вдоль улицы на север, у здания почты мы обнаруживаем первую БС:
И наконец невдалеке от пересечения Советской и Окружной улиц обнаруживается третья вышка, самая высокая из найденных:
Возвращаемся к карте и находим тень этой вышки в том месте, куда указывает фотография:
Отмечаем мышкой это место на карте и получаем точные координаты БС:
Подведем некоторые итоги нашего исследования. С помощью информации, полученной из анализа зон покрытия, пользовательских измерений силы сигнала в интересующей нас местности и изучения местности по фотографиям и панорамам, нам удалось найти три базовых станции и их точные координаты в городе, в котором мы никогда не бывали. Вопрос о том, какому оператору принадлежатнайденные БС, остается открытым, т.к. ответ на него требует дополнительного исследования. Проще всего проехать по маршруту и измерить параметры БС с помощью какого-нибудь андроид-приложения, которое выдает MNC , MCC и уровень сигнала. Некоторые из таких приложений представлены .
Параметры БС известны. Пригород Пензы
Как известно ряд андроид-приложений, а также интерфейс модема типа HiLink и программа MDMA могут давать параметры БС, с помощью которых известные сервисы и приложения могут выдавать приблизительные координаты БС, что позволяет облегчить поиск конкретных координат БС на картах. Обзоры некоторых из этих инструментов приведены в разделе « » на сайте Антэкс.
Рассмотрим конкретный пример с форума, пример основан на теме. Координаты пользователя
Существует множество способов определения местоположения, такие как спутниковая навигация (GPS), местоположение по беспроводным сетям WiFi и по сетям сотовой связи.
В данном посте мы попытались проверить, насколько хорошо работает технология определения местоположения по вышкам сотовой связи в городе Минске (при условии использования только открытых баз данных координат передатчиков GSM).
Принцип действия заключается в том, что сотовый телефон (или модуль сотовой связи) знает, каким приемопередатчиком базовой станции он обслуживается и имея базу данных координат передатчиков базовой станции можно приблизительно определить своё местоположение.
Теперь немного о том, что такое передатчик в понимании OpenCellID и каким образом наполняется база данных OpenCellID. Эта БД наполняется различными способами, наиболее простой - это установка на смартфон приложения, которое записывает координаты телефона и обслуживающую базовую станцию, а затем отсылает на сервер все измерения. На сервере OpenCellID происходит вычисление приблизительного местоположения базовой станции на основании большого числа измерений (см. рисунок ниже). Таким образом, координаты беспроводной сети вычисляются автоматически и являются очень приблизительными.
Карта Участники OpenStreetMap
Теперь перейдем к вопросу о том, как использовать эту базу данных. Есть два варианта: использовать сервис перевода Cell ID в координаты, который предоставляется сайтом OpenCellID.org , либо выполнять локальный поиск. В нашем случае локальный способ предпочтительней, т.к. мы собираемся проехать по 13-километровому маршруту, и работа через веб будет медленной и неэффективной. Соответственно нам необходимо скачать базу данных на ноутбук. Это можно сделать, скачав файл cell_towers.csv.gz c сайта downloads.opencellid.org .
База данных представляет собой таблицу в CSV-формате, описанном ниже:
- код страны; - код оператора; - код зоны; - идентификатор передатчика; - долгота передатчика; - широта передатчика.
Все сотовые модули поддерживают следующие команды: AT+CREG, AT+COPS (обслуживающая базовая станция), AT+CSQ (уровень сигнала от базовой станции). Некоторые модули позволяют узнать кроме обслуживающего передатчика также и соседние, т.е. выполнять мониторинг базовых станций с помощью команд AT^SMONC для Siemens и AT+CCINFO для Simcom. У меня в распоряжении был модуль SIMCom SIM5215Е.
Соответственно мы воспользовались командой AT+CCINFO, ее формат приведен ниже.
Нас интересуют следующие параметры:
- индикатор обслуживающего передатчика; - индикатор соседнего передатчика; - код страны; - код оператора; - код зоны; - идентификатор передатчика; - мощность принимаемого сигнала в дБм.
Мониторинг работает – можно ехать.
Маршрут пролег в западной части Минска по ул. Матусевича, пр. Пушкина, ул. Пономаренко, ул. Шаранговича, ул. Максима Горецкого, ул. Лобанка, ул. Кунцевщина, ул. Матусевича.
Карта Участники OpenStreetMap
Запись лога велась с интервалом в 1 секунду. Выполняя преобразование CellID в координаты, выяснилось что 6498 обращений к базе данных OpenCellID были результативными, а 3351 обращений не нашли соответствий в БД. Т.е. hit rate для Минска составляет примерно 66 %.
На рисунке ниже показаны все передатчики, которые встречались в логе и были в БД.
Карта Участники OpenStreetMap
На рисунке ниже показаны все обслуживающие передатчики, которые встречались в логе и были в базе данных. Т.е. подобный результат можно получить на любом сотовом модуле или телефоне.
Карта Участники OpenStreetMap
Как видим, в один из моментов нас обслуживал передатчик, находящийся за транспортной развязкой на пересечении ул. Притыцкого и МКАД. Скорее всего, это загородная базовая станция, обслуживающая абонентов на расстоянии в несколько километров, что ведет к значительным ошибкам в определении местоположения по Cell ID.
Поскольку наш SIMCom SIM5215Е в каждый момент времени показывает не только обслуживающий передатчик, но также соседние и уровни сигнала от них, то попробуем рассчитать координаты аппарата на основании всех данных, имеющихся в конкретный момент времени.
Расчет координат абонента будем выполнять как взвешенное среднее координат передатчиков:
Latitude = Sum (w[n] * Latitude[n]) / Sum(w[n])
Longitude = Sum (w[n] * Longitude[n]) / Sum(w[n])
Как известно из теории распространения радиоволн, затухание радиосигнала в вакууме пропорционально квадрату расстояния от передатчика до приемника. Т.е. при удалении в 10 раз (например, с 1 км до 10 км) сигнал станет в 100 раз слабее, т.е. уменьшится на 20 дБ по мощности. Соответственно вес при каждом слагаемом определяется как:
w[n] = 10^(RSSI_in_dBm[n] / 20)
Здесь мы допустили, что мощность всех передатчиков одинаковая, это допущение ошибочно. Но ввиду отсутствия информации о мощности передатчика базовой станции приходится идти на заведомо грубые допущения.
В результате получаем более подробную картину местоположений.
Карта Участники OpenStreetMap
По итогу маршрут оказался неплохо прочерчен за исключением выброса в сторону развязки на МКАД, по ранее описанной причине. Кроме того, со временем база данных координат будет наполнятся, что также должно повысить точность и доступность технологии определения местоположения по Cell ID.
Спасибо за внимание. Вопросы и комментарии приветствуются.
Оператор связи МТС будет продавать личные базовые станции своим абонентам - физическим лицам. Корпоративным клиентам такие устройства МТС устанавливает еще с 2010 года. Данные миниатюрные базовые станции (БС) называются фемтосотами и служат для создания качественного приема сети внутри помещений (indoor-покрытие). Сначала компания станет продавать фемтосоты в Москве, в дальнейшем будет рассмотрена и вся Россия.
На фото - фемтосота МТС:
Данный проект реализован из-за претензий государственных регулирующих органов к качеству мобильной связи в мегаполисе (после недовольства качеством связи в Москве Д. Медведевым). При этом, как видно, МТС собирается частично решить проблему за счет своих абонентов . Ведь будет весьма кстати в ответ на претензию клиента предложить ему купить личную базовую станцию.
Продажа портативных «домашних» БС в Москве должна начаться осенью этого года. Затем, уже в декабре, оператор проанализирует выгодность проекта и примет решение о целесообразности их продажи по всей стране.
Фемтосота по своим размерам сопоставима с привычным нам роутером, и обойдется абоненту примерно в 6 000 руб. (кстати, это более чем в раза 3 дороже среднего Wi-Wi-роутера). Подключение индорной базовой станции достаточно простое, потому абонент сможет сделать его самостоятельно. Однако для этой цели вам будет необходим качественный доступ в интернет, т.к. голосовой трафик и передачу данных с мобильных телефонов мини БС передает в «общую сотовую сеть МТС» через широкополосный интернет. Иначе она работать не будет.
Фемтосота поддерживает сеть третьего поколения (3G) и в состоянии обслуживать площадь до 300-400 кв.м. Данные БС станут особенно востребованы в зданиях с толстыми стенами, подвалах, новостройках и во всех тех помещениях, где по тем или иным причинам есть проблемы с покрытием сотовой сети МТС. При этом фемтосота прямо влияет на объем голосового и интернет-трафика, генерируемого абонентами - он повышается не менее чем на 20%. К сожалению, неизвестно, насколько такая «домашняя» базовая станция может быть вредна для здоровья человека, ведь она является высокочастотным излучателем, который находится в непосредственной близости от вас.
Учитывая опыт МегаФона, который уже пробовал продавать фемтосоты частным клиентам в ряде регионов России, данные мини-базовые станции могут стать крайне нишевым товаром. Очень и очень мало людей готовы расстаться с 6 000 руб., чтобы сделать за оператора его работу и, тем самым, еще и дополнительно привязать себя к нему (неплохая маркетинговая идея в свете старта переносимости номера от одного оператора к другому). Было бы куда логичнее предлагать фемтосоты как дополнительный сервис фиксированных провайдеров интернета. В Москве этим могла бы заняться та же МГТС, которая, кстати, сейчас проводит модернизацию своей сети, переводя дома на оптоволокно. Стоило бы включить такую индорку в комплект с «даримым» роутером МГТС, и сотовая связь от МТС могла бы заработать на полную во всех московских квартирах.
От себя хочется лишь добавить, что я скорее за этот проект, чем против. Ведь платить за индорную БС вас никто не заставляет, зато всегда есть быстрый, пусть и недешевый вариант решить у себя проблему со связью, т.к. ждать такой справедливости от МТС, порой, приходится годами.