Беспроводное подземелье

Через станции подземки за год проходят десятки миллионов абонентов – именно поэтому операторы сотовой связи в России активно обеспечивают связью подземелья мегаполисов, зарабатывая только на этом в крупных городах не менее 3 млн. долларов в месяц каждый.

Звание самого скоростного транспорта в крупных мегаполисах все увереннее перехватывает метро.  Средняя скорость движения для Москвы и Санкт-Петербурга здесь составляет 60 км/час против 15-20 км/час  в постоянных пробках, которые можно встретить «на поверхности» и в рабочие, и в выходные дни. И даже в центре города  глубокой ночью. Конечно, связь в любом метро существовала с самого момента создания этой транспортной  системы – это все-таки стратегический объект. Это проводные (самые надежные), тщательно охраняемые линии  (на станциях терминалы для доступа к этой системе закрывают на специальный ключ), а также несколько систем  радиосвязи, одна из которых управляет движением поездов, другая предназначена для милиции, третья для  персонала и т.д. Однако сегодняшний наш рассказ о мобильной связи в метро для обычных людей.

Сотовая подземка
За рубежом связь в метро – стандартная услуга от операторов сотовой связи. Уже 2-3 года назад сигнал от специальных базовых станций сотовой связи был доступен практически во всех столицах европейских городов от Парижа и Барселоны до Берлина. Кроме того, в некоторых сабвеях можно получить бесплатный доступ по WiFi к специальным навигационным сайтам на разных языках мира (как в Париже), где можно найти интерактивные карты города и уточнить расписание движения транспорта.

В России сейчас ситуация с покрытием станций складывается вполне удачно – в небольших метрополитенах Новосибирска или  Самары связью покрыты практически все станции. На аналогичных объектах в Москве и Санкт-Петербурге  сотовая связь на каждой конкретной станции, с большой вероятностью, будет как минимум от одного  оператора связи. В Москве это МТС или «ВымпелКом», в Санкт-Петербурге – «МегаФон» или «ВымпелКом».

При проектировании объектов связи на станциях метрополитена операторы исходили из простого  принципа – связь  не должна прерваться ни на миг. Именно поэтому, спускаясь в подземку, особенно легко  заметить белые  квадратики антенн базовых станций, которые, расположены на своде эскалатора и в  межстанционных переходах. На  станциях такие квадратики из белого пластика тоже присутствуют, но их  стараются маскировать, чтобы не  портили архитектурный облик станций, построенных еще в прошлом веке.  Все это свидетельствует о том, что на  этой станции метро есть сотовая связь.

Типология строительства подземных сетей ограничена – есть два возможных варианта. Большая часть сетей строится по принципу «одна станция метро – одна БС». На некоторых станциях установлены БС еще и в верхних вестибюлях – таким образом, емкостной ресурс оборудования позволяет обеспечивать качественную связь без дополнительных мероприятий. По такой схеме работает сеть МТС в Москве, а в Санкт-Петербурге – сети всех операторов «Большой тройки». Есть и второй вариант – по топологии сети каждая базовая станция обслуживает не  одну, а несколько станций метро. На платформах установлены репитеры, которые получают  сигналы от пользователей и по скоростным каналам связи передают их в базовую сеть. Такая топология позволяет получить не просто сотовую сеть, а  систему динамического управления емкостью, которая может оперативно усиливать свои  ресурсы на наиболее сложных в данный момент направлениях. Подобная сеть есть у «ВымпелКома» и «МегаФона» в Москве.

Временами покрывают связью и тоннели, но это имеет смысл, только если география их прокладки крайне проста – длинные прямые участки, минимум поворотов и перепадов высот. Подобная картина наблюдается в московском метрополитене – к примеру, для тотального покрытия связью всех станций и тоннелей кольцевой линии в Москве (голосовая связь и передача данных по протоколу EDGE) компании МТС потребовалось 40 км излучающего кабеля, 80 км оптического кабеля, 12 репитеров на станциях, 7 – в тоннелях и 4 базовые станции. В компании «ВымпелКом» для покрытия тоннелей применяют аналоги излучающего кабеля с усилителями сигнала, выносные антенны. Правда, во время  движения поезда в тоннеле сигнал, проходя ряд усилителей, остается хорошим по показателю  мощности, но слышно там больше шума, чем голоса – стандартная «болезнь» подобных  систем (хотя в новых поездах типа «Русич» можно говорить во время движения – шумоизоляция там на высоте). А вот в метро Санкт-Петербурга от такого подхода решили отказаться – слишком сильный перепад высот, слишком много крутых поворотов, где связь просто терялась. Все операторы, присутствующие в питерской подземке попробовали свои варианты «подсветки» связью тоннелей на примере отрезка пути между двумя узловыми станциями метро: «Невский проспект» и «Сенная площадь», однако в дальнейшем реализация подобных проектов была приостановлена. Не покрывают тоннели в Санкт-Петербурге и из-за угрозы возможных наводнений – терять дорогое оборудование было бы крайне нежелательно.

Строительство сетей проходит обычно в два этапа. Во-первых, выбор необходимого оборудования и  монтаж. Бригады специалистов могут осуществлять  монтажные и тестовые работы в метро только в ночное  время – в среднем  у монтажников есть не более 3-4 часов в сутки, когда можно тянуть кабели, ходить по  тоннелям и монтировать антенны в вестибюлях, на эскалаторах – для улучшения приема. Обычно на каждой  станции работают только специально проверенные люди, 2-3 бригады из 3-4 человек; работы  непосредственно на платформе можно проводить с самого закрытия метро, в подсобных помещениях –  круглосуточно, а вот в тоннелях – только начиная с двух часов ночи, когда отключается электричество с   контактного рельса, который приводит в действие поезда.
Плюс ко всему, в метро, первые станции которого были построены в 50-х годах прошлого века, просто не были предусмотрены коммуникации, необходимые для работы сотового оборудования, – не хватает нагрузки электрических сетей, сложно прокладывать кабельную инфраструктуру. При строительстве старых станций технические помещения были весьма и весьма скромными по объему, поэтому  сейчас все оборудование компаний-конкурентов размещается буквально «впритирку» – на особенно загруженных станциях операторов, пришедших позже всех, «выставляют наружу».

При  работе оборудование, естественно, излучает тепло, но современных систем кондиционирования в  метро нет – так и случаются перегревы. На новых станциях метро (в Москве это «Трубная», «Сретенский бульвар», «Славянский бульвар», «Строгино»), кстати, ситуация не лучше – на подсобных помещениях по-прежнему экономят, что никак не улучшает надежность работы связи в подземке.

Особенности подземного трафика
Качество связи в метро хорошее, уровень сигнала базовой станции почти всегда выше, чем на поверхности в  городе, – ведь расстояние от трубки до передающих антенн в метро заметно меньше. Единственное, что способно  помешать разговору, так это шум поездов. Во время перехода между станциями возможно перемещение и из соты в соту (передача абонента от одной базовой станции к другой).

А вот статистика потребления услуг связи в метро совсем другая, нежели на поверхности. В столичной подземке лидируют SMS и GPRS-трафик – говорить со станций невозможно из-за ужасного шума поездов. В Санкт-Петербурге ситуация несколько иная – из-за наличия на большинстве станций защитных дверей, голосовой трафик, по мнению операторов, будет только лидировать.
Также радует то, что пока в метро перегрузок сотовых сетей не бывает – на любой станции можно свободно позвонить или отправить SMS. Обычно пропускная способность БС на «обычных» станциях составляет от 2 до 4 тысяч абонентов в час, на кольцевых или пересадочных – в два-три раза больше. Однако в часы пик нагрузка, конечно, увеличивается – к примеру, по статистике столичного метрополитена, ветки метро сейчас перегружаются на подъезде к пересадочным станциям, за 2-4 перегона до кольцевой линии наполнение составляет свыше 90 тысяч человек в час в одном направлении. Не все из них, безусловно, являются пользователями одной сотовой сети, но системный трафик от постоянных регистраций пользователей, которые прибывают в каждом новом поезде, сильно влияет на нагрузку базовой сети.

Активно в метрополитене запускают и сети третьего поколения, как, например, в подземках Великобритании или Японии. Подобные проекты вынашивают и российские операторы связи – запустить HSDPA в столичном метро. В идеале это поможет предоставить абонентам канал со скоростью до 1-1,5 Мбит/с, причем эти показатели могут быть выше тех, что «на поверхности» в 2-3 раза – это обусловлено низким уровнем зашумленности сигнала в метро и отсутствием стороннего антенного и экранирующего оборудования под землей. Видимо, за быстрым Интернетом теперь будут спускаться и в метро.

Кроме операторов сотовой связи, в подземелье можно найти и WiFi-сети. Некоторые из них служебные (по ним передаются данные с камер видеонаблюдения), но есть и для коммерческого доступа. К примеру – проект «Комстар-ОТС» в столичном метро, коммерческая эксплуатация которого началась в марте 2007 г. На центральном пересадочном узле в Москве компания установила оборудование для беспроводного доступа в сеть Интернет. Центральные станции столичной подземки были выбраны ввиду наибольшего пассажиропотока и «зависающих» пользователей – именно там чаще всего назначают встречи, а значительное количество пассажиров метро не только имеет мобильные устройства с беспроводным адаптером WiFi для подключения к Интернету, но и время, чтобы ими воспользоваться.

На каждой из трех станций узла организовано по три точки доступа, они покрывают связью соответственно центральный зал и две платформы. Остальные 12 хотспотов рассредоточены по переходам и эскалаторам, чтобы пользователь и там находился в зоне прямой видимости точки доступа. На станциях же хотспоты, помещенные в защитные серые короба, можно увидеть рядом с табло времени. Подземный сегмент беспроводной сети соединяется с глобальным Интернетом с помощью скоростного канала  связи со скоростью 2 Мбит/с.

Стоимость такого доступа – вполне стандартная для Москвы: 6 долларов в час при покупке карты предоплаты и 5 долларов – при заказе кода через «премиальную» SMS (действует только для абонентов МТС, которые должны отправить пустое текстовое сообщение на короткий номер). Ограничения по трафику нет, да оно и не нужно: на пиковой скорости 128-256 кбит/с (именно такой канал связи получит каждый пользователь) много данных за час не взять.

Текст: Михаил Камишин