Такие решения применяются как в обычных сетях LTE операторов сотовой связи, так и при создании Private LTE - закрытых корпоративных сетей предприятий.
С точки зрения мачтовой конструкции принципиальной разницы между этими сценариями нет. Задача мачты в обоих случаях одна - поднять антенное оборудование на требуемую высоту и обеспечить его работу в расчётных условиях эксплуатации.
При этом мобильность базовой станции предъявляет к мачте особые требования. Важно не только поднять оборудование на нужную высоту. Мачту необходимо доставить вместе с комплексом, быстро привести в рабочее положение, установить на неё антенны и радиомодули и в дальнейшем обеспечить возможность их обслуживания.
Где применяются мобильные базовые станции
Один из сценариев - Private LTE, частная сотовая сеть, создаваемая в интересах конкретного предприятия или организации. Такое решение может применяться на удалённом промышленном объекте, карьере или другой территории, где необходимо организовать собственную зону покрытия и ограничить доступ к сети.
Для удалённых объектов удобным решением может быть контейнерная базовая станция. Оборудование, система электропитания, климатическое оборудование и мачта объединяются в единый комплекс, который доставляется на место эксплуатации. В презентации ООО «Технологии связи» показан вариант контейнерной БС с установкой мачты на контейнере или рядом с ним.
Мобильные базовые станции применяются и в обычных сетях операторов сотовой связи. Характерный пример - крупные спортивные мероприятия, концерты и выставки. Большое количество людей резко увеличивает нагрузку на существующую сеть, поэтому оператор может временно развернуть дополнительные базовые станции и таким образом увеличить ёмкость сети на территории мероприятия.
Для таких задач используются комплексы на автомобильных шасси и прицепах. Подобные варианты мобильных БС также реализовывались с выдвижными мачтами.
Какая высота мачты нужна мобильной базовой станции
Технически мобильная базовая станция может быть оснащена достаточно высокой мачтой. В линейке выдвижных конструкций существуют решения высотой 20-25 м и более.
Однако по опыту реализованных нами проектов для мобильных базовых станций значительно чаще используются меньшие высоты - в районе 12-16 м. В отдельных проектах применялись мачты высотой 18 м. Более высокие мобильные конструкции также существуют, но встречаются значительно реже.
Такой диапазон нельзя считать обязательным стандартом для любой базовой станции. Требуемая высота определяется задачей конкретной радиосети.
Оператор связи располагает расчётом зоны покрытия и на его основании определяет необходимую высоту размещения антенн. Интегратор, выступающий комплексным поставщиком решения, получает эти требования от оператора либо согласовывает с ним предлагаемую конфигурацию.
Поэтому при выборе мачты мы не рассчитываем за оператора зону покрытия. Мы предоставляем техническую документацию и предлагаем конструкцию, позволяющую получить требуемую отметку размещения антенного оборудования.
Что устанавливается на мачте мобильной БС
Типичная базовая станция использует три секторные панельные антенны. Каждая из них формирует сектор примерно 120°, а три сектора позволяют организовать покрытие вокруг базовой станции без выраженных «мёртвых» направлений.
Конфигурация с шестью секторными антеннами также встречается, однако считать её стандартной для мобильной БС неправильно. Например, два комплекта по три антенны могут появиться при совместном использовании одной мачты двумя операторами.
Кроме секторных антенн на мачте обычно размещается дополнительное оборудование. В типовой конфигурации это могут быть:
- три секторные панельные антенны;
- два-три радиомодуля;
- небольшая радиорелейная антенна для организации канала связи с точкой;
- при необходимости - молниеприёмник, установленный выше антенного оборудования, с подключением к системе заземления.
По опыту наших проектов суммарная масса оборудования мобильной базовой станции на мачте обычно находится примерно в диапазоне 120-150 кг.
Антенны при этом не обязательно крепятся непосредственно к верхней части самой мачты. На мачту устанавливается дополнительная трубостойка, на которой размещаются элементы крепления секторных антенн. Поэтому фактическая верхняя отметка панельных антенн может находиться ниже верхней точки всей конструкции.
При проектировании учитывается не только масса оборудования, но и его габариты, ветровая площадь, расположение на трубостойках и ветровые условия района эксплуатации.
Почему для мобильной БС удобна выдвижная мачта
Главное преимущество выдвижной конструкции в составе мобильной базовой станции заключается не просто в её грузоподъёмности.
В транспортном или сложенном состоянии высота конструкции может составлять порядка 3,5-4 м. Антенны, радиомодули, релейное и другое оборудование устанавливаются при опущенной мачте. При контейнерном исполнении монтажник может работать с крыши контейнера, при необходимости используя небольшую стремянку.
После установки и подключения оборудования мачта выдвигается до рабочей высоты.
Это особенно существенно потому, что даже работа на высоте от 10 м уже требует соответствующей организации высотных работ. При использовании выдвижной конструкции значительная часть таких операций исключается.
То же преимущество сохраняется и во время эксплуатации. Если необходимо заменить антенну, радиомодуль или другое оборудование, не нужно отправлять специалиста на высоту 12-16 м. Мачта опускается, оборудование обслуживается на доступной высоте, после чего конструкция снова поднимается в рабочее положение.
Мачта приезжает на объект уже собранной
Второе важное преимущество мобильного исполнения - отсутствие необходимости собирать мачтовую конструкцию непосредственно на объекте.
Выдвижная мачта перевозится как часть готового комплекса. В зависимости от типа мобильной базовой станции транспортное положение может быть различным.
После доставки необходимо лишь перевести конструкцию в рабочее положение предусмотренным механизмом.
Получается достаточно простая последовательность:
Если проектом предусмотрены аутригеры или оттяжки, они устанавливаются в соответствии с конструкцией комплекса.
Контейнерная базовая станция
В контейнерном исполнении мачта может перевозиться горизонтально сверху контейнера. На месте эксплуатации специальная система направляющих или салазок позволяет перевести её из транспортного положения в вертикальное.
При этом сам контейнер становится частью системы установки мачты. Его масса используется в качестве пригруза, обеспечивающего устойчивость конструкции.
В зависимости от конкретного проекта дополнительно могут применяться аутригеры, увеличивающие опорный контур.
Контейнерное исполнение особенно удобно для удалённых объектов: на площадку доставляется практически готовый комплекс с телекоммуникационным оборудованием, системой электропитания и климатическим оборудованием. В презентации показаны реальные контейнерные исполнения с выдвижными мачтами.
Мобильная БС на прицепе или автомобильной платформе
Другой распространённый вариант - размещение комплекса на прицепе или автомобильной платформе.
В транспортном положении мачта располагается горизонтально - непосредственно на платформе либо сбоку от неё. После прибытия на объект специальный механизм переводит её в вертикальное положение.
После этого устанавливается антенно-радиооборудование и мачта выдвигается на рабочую высоту.
В зависимости от проекта в качестве платформы может использоваться прицеп, автомобильное шасси, КУНГ или другое мобильное основание. В реализованных проектах применялись как автомобильные, так и прицепные комплексы.
Мобильная базовая станция на санях
Для некоторых удалённых объектов применяется ещё один вариант - размещение базовой станции на санях.
Здесь компоновка может принципиально отличаться от автомобильного или контейнерного исполнения: мачта может перевозиться уже в вертикальном положении.
Именно для такого решения небольшая транспортная высота выдвижной мачты особенно удобна. При длине секции порядка 3-3,5 м конструкция остаётся достаточно компактной.
Сами сани и размещённый на них контейнер или шкаф с оборудованием одновременно образуют основание и необходимый пригруз для мачты.
Пригруз, аутригеры и оттяжки
Мобильную мачту нельзя рассматривать отдельно от платформы, на которой она установлена.
Контейнер, прицеп, КУНГ, шкаф с оборудованием или другое основание имеют значительную собственную массу. В мобильном исполнении эта масса используется как пригруз, обеспечивающий устойчивость поднятой мачты с антенным оборудованием при воздействии ветра.
Конкретная конструкция может дополняться аутригерами. Они увеличивают опорный контур мобильного комплекса и одновременно могут использоваться как точки крепления оттяжек.
При этом оттяжки не являются обязательным элементом любой мобильной базовой станции.
Например, небольшая стальная выдвижная мачта при соответствующем расчёте может работать с типичной нагрузкой мобильной БС без оттяжек. В других проектах заказчик предпочитает дополнительно использовать аутригеры и оттяжки.
Стальная или алюминиевая мачта
Для мобильных базовых станций применяются как алюминиевые выдвижные мачты CT-A3xx, так и стальные выдвижные мачты CT-S3xx.
Универсального правила «для мобильной БС нужно использовать только алюминий» или «только сталь» нет.
В нашей практике встречаются оба варианта. Одни операторы и интеграторы выбирают алюминиевые конструкции, другие - стальные. Например, в одном из недавних проектов для мобильных базовых станций одного сотового оператора была изготовлена серия из 11 стальных мачт.
Поэтому материал конструкции является одним из параметров проекта и может определяться требованиями самого оператора или интегратора. Производитель мачты может предложить несколько технически допустимых вариантов.
В существующей линейке решений для мобильных БС представлены как алюминиевые CT-A3xx, так и стальные CT-S3xx. В презентации приведены, в частности, исполнения на базе CT-A3-4-3500, CT-A3-5-3500, CT-S3-5-3500 и CT-S3-6-5000.
Ручной или электрический подъём
Выдвижение мачты может выполняться с помощью ручной лебёдки либо электрического привода.
При ручном варианте значительных физических усилий от монтажника не требуется - секции последовательно выдвигаются лебёдкой. В электрическом исполнении подъём выполняется с пульта управления.
Для типичной мобильной мачты высотой порядка 12-15 м непосредственно процесс выдвижения занимает примерно 3-5 минут. На фоне общего времени, необходимого для развёртывания и запуска всей базовой станции, это небольшая величина.
Электрический привод также не создаёт существенной дополнительной нагрузки на систему электропитания комплекса. Для подъёма мачты требуется мощность 1,8 кВт в течение нескольких минут. После выхода мачты на рабочую высоту постоянного электропитания для удержания конструкции не требуется.
Сама мобильная БС в любом случае располагает значительно более мощной системой электроснабжения, поскольку питание необходимо телекоммуникационному оборудованию, системам кондиционирования и вентиляции.
Мачта должна быть рассчитана на ветер в рабочем положении
Возможность быстро опустить выдвижную мачту не означает, что при ухудшении погоды мобильная базовая станция должна постоянно складываться.
Такой сценарий для мобильных БС обычно не предусматривается.
Поэтому при проектировании производителю необходимо знать параметры размещаемого оборудования и условия эксплуатации. По этим данным проверяется работа конструкции в требуемой конфигурации.
Интеграция мачты в мобильный комплекс
ООО «Технологии связи» производит мачтовые конструкции, но не производит сами автомобили, прицепы, КУНГи, контейнеры или сани.
Поэтому практически каждый такой проект предполагает взаимодействие с интегратором, который создаёт мобильную базовую станцию в целом.
Стандартная выдвижная мачта при необходимости адаптируется под конкретную платформу. Могут изготавливаться дополнительные проушины, крепления, элементы фиксации и другие детали, необходимые для интеграции.
Работа обычно начинается ещё до выпуска окончательных чертежей. Стороны обсуждают компоновку, обмениваются предварительными схемами и эскизами. После согласования общей механики разрабатываются точные чертежи с посадочными размерами. Они согласовываются с интегратором, после чего мачта изготавливается в окончательном исполнении.
При этом интегратор далеко не всегда приходит с окончательно сформированным механическим решением.
В нашей практике были проекты, когда заказчик первоначально предлагал собственную схему установки и считал её окончательной. Наши инженеры предлагали другой вариант, исходя из особенностей мачты и удобства последующей эксплуатации. После нескольких итераций обсуждения заказчик в итоге принимал предложенное решение.
Это нормальный процесс.
Что в итоге представляет собой типичная мачта мобильной БС
Несмотря на большое количество возможных исполнений, по опыту реализованных проектов можно выделить достаточно характерную конфигурацию.
Это выдвижная мачта рабочей высотой 12-16 м, на которой размещаются три секторные панельные антенны, радиомодули, небольшая радиорелейная антенна и при необходимости дополнительное оборудование. Суммарная масса размещаемого оборудования обычно составляет порядка 120-150 кг.
Мачта может быть алюминиевой CT-A3xx или стальной CT-S3xx, устанавливаться на контейнере, прицепе, автомобиле, КУНГе или санях, работать с оттяжками либо без них - в зависимости от конкретного проекта.
Но принцип остаётся одним.
Именно сочетание транспортной готовности, быстрого развёртывания и возможности обходиться без постоянных высотных работ делает выдвижную мачту удобным решением для мобильных базовых станций LTE и Private LTE.