Как мы устанавливали самую высотную базовую станцию в Восточной Европе
Недавно мы обеспечили высокоскоростным мобильным интернетом и мобильной связью верхние участки горнолыжных трасс Эльбруса. Теперь сигнал там доходит до высоты 5100 метров. И это был не самый простой монтаж оборудования — установка проходила в течение двух месяцев в сложных горноклиматических условиях. Расскажем, как это было.
Адаптация строителей
Важно было адаптировать строителей к высокогорным условиям. Заезд монтажников состоялся за двое суток до начала работ. Две ночевки в одном из домиков для альпинистов ни у кого не выявили склонности к горной болезни (тошнота, головокружение, одышка). На вторые сутки монтажники начали легкие работы по подготовке площадки. Дважды устраивались технологические перерывы продолжительностью 3–5 дней каждый, когда строители спускались на равнину. Повторная адаптация проходила легче и быстрее (хватало суток). Конечно же, резкие смены погоды диктовали свои условия. Например, приходилось дозакупать самонагревающиеся грелки, чтобы обеспечить нормальные условия работы для монтажников.
Подбор площадки
На этапе подбора площадки для строительства базовой станции в первую очередь пришлось учитывать специфические метеорологические условия высокогорья. В первую очередь, площадка должна продуваться. При этом не должно создаваться наветренных и подветренных снежных наносов, препятствующих доступу к площадке. Чтобы выполнить эти условия, важно выявить направление преобладающего ветра, со стороны которого чаще всего приходит воздушный поток в данную местность + его силу.
Многолетние метеонаблюдения дали вот такие усредненные значения розы ветров (%). Господствующее направление выделено красным.
В результате удалось подобрать небольшой уступ, к которому возможно добраться без особых затруднений в самый заснеженный период. Его высота — 3888 метров над уровнем моря.
Монтаж оборудования БС
Подъем материалов и оборудования производился на ратраках, поскольку колесная техника из-за начавшихся снегопадов была бесполезна. За световой день ратрак успевал подняться не более двух раз.
Более мелкое оборудование доставляли канатной дорогой. Работы начинали с восходом солнца. Предсказать погоду на склоне Эльбруса можно, но с небольшой долей вероятности. При самой ясной погоде над вершинами может появиться облачко (как говорят — Эльбрус шапку надел). Затем оно может или растаять, или через час превратиться в туман, снег, ветер. При ухудшении погоды важно вовремя укрыть инструмент и материалы, чтобы не раскапывать потом.
При проектировании «сайт» приподняли над землей почти на три метра, насыпав грунта. Это было сделано для того, чтобы площадку не заносило снегом и не возникала необходимость ее регулярной укатки ратраками.
Второй задачей было надежно закрепить конструкцию «сайта», так как скорость ветра на высоте размещения базовой станции достигает 140–160 км/час. Учитывая высоко расположенный центр массы, высоту конструкции и ее парусность, было принято решение не ограничиваться бетонированием трубостоек в шурф. Тем более что при разработке грунта для монтажа опор попадались очень твердые скальные породы, поэтому заглубиться удалось только на метр (в обычных условиях заглубление происходит на более чем два метра). Пришлось дополнительно монтировать пригрузы габионного типа (сетка с камнями — см. первое фото).
Параметры конструкции базовой станции на Эльбрусе получилось следующие: ширина основания — 2,5×2,5 метра (исходили из размеров термошкафа, в который надо было установить оборудование). Высота — 9 метров. Поднимали так высоко, чтобы была продуваемость станции и ее не заносило снегом. Для сравнения, равнинные базовые станции на такую высоту не поднимают.
Третьей задачей было обеспечить достаточную жесткость конструкции, необходимую для устойчивой работы радиорелейного оборудования при сильном ветре. Для этого конструкцию усилили тросовыми растяжками.
Не менее сложным оказалось обеспечение терморежима оборудования. В итоге все оборудование станции, которое осуществляет прием и передачу радиосигнала, было помещено в специальный защитный бокс, который обеспечивает бесперебойную работу станции в любых метеоусловиях. Подобные так называемые арктические контейнеры разработаны для суровых условий Заполярья — повышенных ветровых нагрузок и отрицательных температур. Они могут выдерживать температуры до -60 градусов при высокой влажности.
Не стоит забывать, что во время работы оборудование еще и нагревается, поэтому немало усилий было потрачено на обеспечение нормального теплорежима. Тут нам пришлось учитывать следующие факторы: сильно пониженное атмосферное давление (520 — 550 мм. рт. ст.) значительно ухудшает теплопередачу воздуха. Кроме того, технологические отверстия сразу же замерзают, а через любую щель в помещение набивается снег, поэтому невозможно применить теплообменные системы типа «фрикуллинг».
В итоге площадь утепления стен и режим работы термошкафа подбиралась опытным путем.
Пришлось также решать вопрос с контуром заземления и молниезащитой. Проблема такая же, как и у коллег северных регионов на мерзлоте. Только здесь мы имели голые скалы. Сопротивление контура слегка колеблется в зависимости от погоды, но всегда на 2–3 порядка выше допустимого. Поэтому пришлось вместе с электропитанием тянуть пятый провод до электроподстанции канатной дороги.
Технические характеристики базовой станции
С учетом пожеланий МЧС РФ, помимо базовой станции диапазона 3G проектом предусмотрели строительство БС 2G. В результате получили качественное покрытие UMTS 2100 МГц и GSM 900 мГц всего южного склона Эльбруса, в том числе основного маршрута восхождения до перегиба (5416 м) седловины.
По итогам работ на «сайте» были смонтированы две базовых станции распределенного типа, состоящие из блока обработки базовых частот (BBU) и выносного радиочастотного блока (RRU). Между блоками RRU и BBU используется интерфейс CPRI, обеспечивающий соединение двух модулей с помощью оптических кабелей.
Стандарт GSM — 900 мГц — DBS3900 производства компании Huawei (КНР).
Стандарт WCDMA — 2100 мГц — RBS 6601 производства фирмы Ericsson (Швеция).
Мощность передатчиков ограничена 20 Ваттами.
Запитана базовая станция от электросетей канатных дорог — альтернативы нет. При отключении электропитания оперативным персоналом гасится базовая станция 3G и остается только один сектор 2G, смотрящий в сторону Эльбруса. Это помогает всегда оставаться на связи, в том числе спасателям. Резервного питания хватает на 4–5 часов. При обеспечении доступа персонала для ремонта оборудования особых проблем возникать не должно, когда работает канатная дорога. В случае чрезвычайных ситуаций и повышенной срочности — обеспечивается подъем на снегоходах.
Автор: Сергей Елжов, технический директор МТС в КБР
