CC BY
9И. А. Кулешов
Кандидат военных наук, доцент, заместитель генерального директора по научной работе ПАО «Интелтех»;
С. А. Солозобов
Кандидат технических наук, доцент, начальник НИО ПАО «Интелтех»
A. И. Истомин
Кандидат военных наук, доцент, Оргкомитет ФИФА 2018
B. В. Шевченко
Кандидат военных наук, доцент, начальник лаборатории ПАО «Интелтех»
ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ УПРАВЛЕНИЯ
И УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТЕЙ РАДИОСВЯЗИ ЗА СЧЕТ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ
(По опыту XXII Олимпийских и XI Паралимпийских игр в Сочи)
АННОТАЦИЯ. Опыт организации радиосвязи на крупных международных соревнованиях является уникальным. Ограниченная территория — небольшого города с двумя локальными местами проведения соревнований в горном и прибрежном кластерах, большое количество участников соревнований — пользователей радиоэлектронными средствами, делегации из десятков стран мира, говорящие на разных языках и длительность соревнований — 18 дней XXII Олимпийские и 10 дней XI Паралимпийские игры. Как в этих условиях обеспечить устойчивое управление и построить сеть радиосвязи с достаточной пропускной способностью? Эти проблемы раскрывают авторы статьи.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: XXII Олимпийские, XI Паралимпийских игры, Сочи-2014, радиосвязь, радиосредства, организации связи, устойчивое управление, пропускная способность, сеть TETRA, абонентские трубки TETRA, резервирование средствами радиосвязи, базовые станции сети TETRA, аналого-цифровые радиосети Vertex и Hytera, зона покрытия базовых станций, ДМО, ТМО, ретрансляторы, нагрузка, вызовы, разговорные группы.
При подготовке и проведении XXII Олимпийских и XI Паралимпийских игр был получен уникальный опыт организации связи на крупных международных соревнованиях с применением передовой техники связи и современных технологий.
Учитывая горный характер местности, радиосредства были основным средством управления.
С помощью радиосвязи были решены следующие основные задачи:
1. Обеспечение устойчивого управления Международному Олимпийскому и Паралимпийскому комитетам, различным Международным федерациям спорта, Национальному Олимпийскому комитету Российской Федерации и других стран при подготовке и проведении соревнований, церемоний открытия и закрытия игр.
2. Обеспечение устойчивого и оперативного управления судьям на всех олимпийских и па-ралимпийских объектах при подготовке и проведении соревнований.
3. Обеспечение взаимодействия организаций, обеспечивающих подготовку и проведение Олимпийских и Паралимпийских игр (медицинских центров, транспортных и строительных организаций, служб охраны и безопасности, персонала, телерадиовещания, технологии и др.)
Особенность организации связи заключалась в том, что необходимо было обеспечить одновременную работу почти 40 тысяч радиоэлектронных средств из 88 стран, разных организаций и ведомств Российской Федерации на ограниченной территории. Эта особенность требовала грамотного планирования и использования частот,
обеспечения электромагнитной совместимости различных РЭС.
У Оргкомитета было много направлений функциональной деятельности (функций). В ходе подготовки и проведения спортивных соревнований необходимо было обеспечить связью 55 функций (спорта, протокола, телерадиовещания, СМИ, транспорта, технологии, награждений, аккредитации, экипировки, логистики, безопасности и т. д.). Эти функции отличались своей продолжительностью. Например, функция транспорта существовала с первого дня подготовки игр и до демонтажа объектов, а функция награждений — только во время проведения игр.
На организаторах игр лежала величайшая ответственность за обеспечение устойчивого, непрерывного и оперативного управления.
Для обеспечения управления была выбрана радиосеть стандарта TETRA. Почему именно TETRA? Сеть TETRA обладает следующими достоинствами:
1. Более высокая надежность системы по сравнению с сетями, имеющими отдельные коммутаторы и контроллеры БС. В случае выхода из строя одного или нескольких узлов или линий связи
общей телекоммуникационной сети, остальные устройства продолжают нормально функционировать.
2. Автономность узлов. БС с собственным контроллером может временно (в случае пропадания канала связи) или постоянно работать самостоятельно, предоставляю полный пакет услуг связи в зоне ее действия.
3. Оптимальная гибкость системы. Фактически, сеть TETRA это набор устройств в региональной ведомственной сети, работающих под управлением Windows XP. Это дает удобство управление сетью и позволяет быстро и с минимальными затратами изменять конфигурацию сети, оперативно добавляя новые БС и сервисы.
Абонентские трубки TETRA также уникальны и отличаются следующими преимуществами:
1. Высокая ВЧ мощность 1.8 Вт.
2. Расширенный диапазон частот 407— 473 МГц.
3. Степень защиты корпуса IP67.
4. Повышенная прочность корпуса и экрана.
5. Цветной дисплей высокого разрешения.
6. Полностью интегрированный Bluetooth.
7. Поддержка стандартных карт памяти Micro SD до 4 ГБ.
8. Высокая мощность динамика 1,2 Вт.
9. Дополнительные функции: «есть пострадавший», прямой связи, местоопределения.
Расчет специалистами Оргкомитета Сочи — 2014 ожидаемой нагрузки на сеть радиосвязи и пропускной способности сети радиосвязи те-тра [1], проведенный при подготовке соревнований, показал, что для устойчивого управления объектами на Олимпийских и Паралимпийских играх необходимо иметь большее количество радиоканалов.
Поэтому в радиосвязи применялось многократное (многоступенчатое) резервирование режимами TETRA и другими средствами радиосвязи. Переходы в различные режимы осуществлялись с помощью SMS руководителями объектов.
Построить в сжатые сроки разветвленную сеть подвижной радиосвязи, стационарную телефонную IP сеть в условиях гор и города непросто. Поэтому сети связи проектировали, строили и обслуживали несколько операторов, таких как: Ростелеком, Мегафон, РадиоТел, МС Спецтелеком и другие.
Для обеспечения сервисов радиосвязи Мин-комсвязи России были определены ответственные государственные организации. За обеспечение радиосвязи TETRA ответственным ведомством была назначена Россвязь. За обеспечение управление радиочастотным спектром — Роскомнадзор. Общее руководство сервисами осуществлял Оргкомитет и специально созданное подразделение Спектрум.
К началу Олимпийских Игр была подготовлена инфраструктура связи, состоящая из двух коммутаторов (ЦКУ-1 и ЦКУ-2), радио подсистемы (84 БС сети TETRA) и локальных аналого-цифровых радиосетей Vertex и Hytera, транспортной сети (ВОЛП), систем электроснабжения и жизнеобеспечения [1].
Сеть БС TETRA Краснодарского края и Олимпийских объектов представлена на карте выше.
В Горном кластере радиосвязь на Олимпийских объектах обеспечивалась с помощью 13 базовых станций внешнего (Outdoor) и 2-х станций внутреннего исполнения (Indoor).
В Прибрежном кластере, учитывая характер Олимпийских объектов — громадные спортивные дворцы — арены, с металлическими экранирующими стенами, были построены 9 БС с распределенными антенными системами вну-
три зданий и 5 БС внешнего исполнения. Такое решение позволяло обеспечить управление персоналом объектов с сохранением высокого уровня обслуживания при любых авариях на опорно-транспортной сети связи или на коммутаторе.
Схема размещения БС сети TETRA на Олимпийских объектах в Прибрежном кластере (Coastal Cluster) представлена ниже. На схеме показано: MMC — медиацентр, CVL — Прибрежная деревня, SCV — керлинг центр «Куб», OOV — Адлер Арена, OSV — ледовый дворец «Айсберг», BIV — ледовый дворец «Большой», MIV — ледовый дворец «Шайба», CES — Олимпийский стадион Фишт, UAC — центр аккредитации и выдачи иниформы.
Основным вопросом при планировании и строительстве сети радиосвязи был следующий, каким образом на ограниченной территории обеспечить пропуск большого разговорного трафика. Особенно актуально этот вопрос стоял во время церемоний открытия и закрытия игр.
Чтобы обеспечить передачу большого объема трафика по радиосетям специалистами радиосвязи были организованы следующие мероприятия.
1. Базовые станции сети TETRA на важных объектах имели по два приемо-передатчика, двойной комплект антенн и соответственно частот. Это позволяло увеличить в два раза пропускную способность базовой станции и уменьшить время ожидания разговора.
2. Наиболее важные олимпийские объекты, где проводилось много соревнований, было задействовано значительное количество обслуживающего персонала, находились в зоне покрытия нескольких базовых станций. Например, стадион в зоне финиша на горно-лыжном центре Роза Хутор находился в радиозоне следующих базовых станций:
— на старте ГЛЦ;
— на финише ГЛЦ;
— на комплексе Лаура (лыжно-биатлонный комплекс);
— Экстрим Парка.
Абонентские трубки сети TETRA в зависимости от места нахождения пользователя и соответственно уровня сигнала соединялись с той базовой станцией, сигнал от которой был больше. В случае сбоя или перегрузки на одной базовой станции, абонент автоматически соединялся с той базовой станцией, сигнал от которой был большим.
3. Широко применялись базовые станции внутреннего исполнения с распределенными антеннами. Они ставились на объектах в дополнение к базовым станциям внешнего исполнения, чтобы увеличить пропускную способность сети TETRA. Кроме этой задачи, решалась еще одна — увеличение зоны покрытия БС с целью обеспечения связи во всех помещениях здания. Особенно это было важно в медиацентрах, где работали телерадиовещатели и представители прессы, на стадионах «Шайба» и «Фишт».
К выходу БС внутреннего исполнения через антенные делители подключалось до 8 антенн, которые разносились по разным этажам и помещениям, чтобы обеспечить максимальный уровень сигнала БС во всех помещениях здания. Типовая схема соединения БС внутреннего исполнения с антеннами представлена на следующей схеме.
Для соединения БС внутреннего исполнения с 8 антеннами потребуется один делитель на 2 и четыре делителя на 4 направления.
Подобные схемы включения БС можно с успехом применять на различных пунктах управления администраций, силовых структур,
судах флота, закрытых объектах, предприятиях и организациях в повседневной деятельности, а также при проведении спортивных мероприятий национального и международного уровня.
Для повышения устойчивости управления в случае сбоев на сети, которая насчитывала до сотни базовых станций, планировался и отрабатывался режим «Full bеak» — переход БС к работе без коммутатора и связи с другими БС сети [2]. А такие случаи были. При этом абоненты объекта связывались между собой через одну БС. С целью сохранения целостности разговорных групп, чтобы не было их разрыва с помощью других БС, эти БС приходилось выключать.
Режим TMO (Trunk Mode Only)
Следующим видом резервирования в сети радиосвязи являлось обеспечение работы абонентов на наиболее важных олимпийских объектах через ДМО репитеры. ДМО репитеры — это устройства прямой связи на объекте. Они использовались в случае нарушения работы сети тетра и невозможности работы БС в режиме «Full bеak». Устанавливались такие репитеры в сайтах БС, их антенны выносились и устанавливались как
Рис. 1. Типовая схема соединния БС сети тетра внутреннего исполнения
с антеннами
можно выше на мачте этой же БС. На БС Экс-трим Парка было установлено 8 ДМО репитеров. Каждый репитер на своем рабочем канале, в случае аварии на БС, обеспечивал связь одной из разговорных групп: руководителей на объекте, заместителей руководителя, медикам, транспорту, спортсменам — два канала, безопасности и один канал — всем остальным функциям.
Уникальность абонентских трубок TETRA в том, что они позволяют абонентам работать между собой при нахождении вне зоны покрытия БС. При этом даже не используются ДМО репитеры. Это режим прямой связи. В этом случае абонентские трубки работают между собой как приемопередающие станции. Мощность абонентских станций достигает 1,8 Вт. Дальность связи определяется прямой видимостью между абонентами.
Надо отметить, что генеральную репетицию Церемонии открытия Олимпийских Игр команда объекта Фишт организовала, используя радиосредства TETRA в режиме прямой связи между абонентами. При этом работало 25 абонентских групп от 5 до 30 абонентов в каждой. Очень пригодились специально полученные частотные разрешения и предшествующие тренировки команды объекта.
Режим ДМО (Direct Mode Only)
Режим ДМО (режим прямой связи) предусмотрен для работы в труднодоступных местах (изолированных помещениях, подвалах и т. п.).
Многие пользователи впервые получали абонентские трубки TETRA и испытывали некоторые затруднения в их применении. Абонентов необходимо было обучить, как ими пользоваться.
При подготовке к соревнованиям был создан резерв из простых аналоговых радиосредств. Сеть связи на простых аналоговых радиосредствах менее подвержена сбоям.
При проведении соревнований по слалому или скоростному спуску на трассе находится сразу несколько спортсменов, стартующих друг за другом. На трассе при падении одного спортсмена необходимо немедленно, по надежным радиосредствам остановить соревнование. Чтобы следующий спортсмен не наехал на упавшего и не получил травму. С этой целью был подготовлен резерв из 100 аналоговых радиостанций Vertex и 400 аналого-цифровых радиостанций Hytera.
На горно-лыжном центре были созданы две радиосети на аналоговых радиосредствах:
— на радиостанциях Vertex (2 ретранслятора и 100 радиостанций);
— на радиостанциях Hytera (2 ретранслятора и 100 радиостанций).
На Русских горках, Санках и лыжно-биат-лонном комплексе были развернуты аналоговые радиосети с помощью радиостанций Hytera.
Абонентские станции Vertex и Hytera обеспечивали по 16 разговорных каналов.
Аналоговые радиосредства планировалось использовать и как мобильный резерв для обеспечения связи на любом соревновательном объекте в случае сбоя на сети TETRA.
И чтобы отдать должное простым и надежным аналоговым радиостанциям Vertex, следует отметить, что судьи на трассах горно-лыжного центра для проведения соревнований выбрали именно их.
Генеральным спонсором XXII Олимпийских и XI Паралимпийских игр в Сочи был сотовый оператор ОАО «Мегафон».
Каждому члену оргкомитета Сочи-2014, подавляющему большинству обеспечивающего персонала была предоставлена возможность бесплатного пользования сотовой связью ОАО «Мегафон». Эта связь была основной при подготовке соревнований.
С началом соревнований основным средством связи становилась сеть TETRA. С помощью нее велся служебный обмен пользователей. Сеть связи ОАО «Мегафон» была резервной и ею пользовались за пределами объектов и для СМС оповещения со специально выделенного Оргкомитету портала.
Но все же основной разговорный трафик был пропущен сетью TETRA. Было запрограммировано 2800 разговорных групп. Во время Олимпийских игр было совершено 1438250 групповых вызовов, во время Паралимпийских игр —
348504. Во время Олимпийских Игр среднее количество вызовов в сутки составляло 84600, а максимальное — 115000. Максимальная нагрузка на одну БС 17931 вызов в сутки [3].
Оборудование сети TETRA имело уникальное по возможностям оконечное оборудование. Радиообмен велся по разговорным группам. При вызове старшей станции все абоненты оставались на приеме и слушали распоряжение старшей станции. При ответе абонента сети он переходил в радионаправление и отвечал старшей станции. Разговорные группы формировались в зависимости от потребностей функций. Функция Спорт, например, имела 10 разговорных групп, функция Медицины — 3. При этом все функции для взаимодействия между собой имели 1-ю и 2-ю разговорные группы [3].
В настоящее время основными пользователями систем стандарта TETRA являются спортивные организации, транспортный сектор, государственные учреждения, силовые ведомства, аэропорты и производственный сектор.
Подобные сети связи используются в вооруженных силах иностранных государств. Имеются источники, свидетельствующие о том, что в МО США в настоящее время пересматривается концепция построения мобильной системы связи общего пользования армейского корпуса (MSE — Mobile Substriber Equipment) на основе применения trunking-технологии.
Командование сухопутных войск Италии в начале 90-х годов приняло решение о создании мобильной автоматизированной системы связи «Сотрин», обеспечивающей управление частями и подразделениями оперативно-тактического звена («армейский корпус — дивизия — бригада»). Система связи «Сотрин» позволяет обслуживать до 3000 мобильных и стационарных абонентов, размещенных на площади 150x250 км.
Таким образом, опыт многократного резервирования сетей и средств радиосвязи для устойчивого управления при проведении масштабных мероприятий является уникальным и может быть актуальным при проведении крупных мероприятий и операций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Проектная документация по объекту «Сеть радиосвязи стандарта «TETRA», включая абонентское оборудование (проектные и изыскательские работы, строительство)». Раздел 1. Пояснительная записка. 012109-01-ПЗ Том 1 ЗАО «РадиоТел» 2009.
2. Руководящий документ отрасли. Оборудование
транкинговых систем подвижной радиосвязи стандарта TETRA. Общие технические требования. РД 45.226-2001. Минсвязи России. 2002.
3. Презентация «Применение сети стандарта ТЕ-ТРА на Олимпийских и Паралимпийских играх». Оргкомитет Сочи — 2014.
