Мы начали свой блог на Хабрахабре с нашего первого и основного проекта — сказал о том, как четыре года назад построили первую в мире бесплатную сеть Wi-Fi на подвижном составе московского метрополитена.
Получив первый опыт построения транспортной сети Wi-Fi, наша команда реализовала проект еще раз, но на этот раз для жителей Северной столицы.
ТО ЖЕ-ТО ЖЕ, НО РАЗНЫЕ
Архитектуру сети в петербургском метро мы сделали практически такой же, как в Москве.Таким же образом подвижной состав в тоннелях движется в зоне непрерывного радиопокрытия, создана внутрипоездная сеть и развернута стационарная инфраструктура.
Однако при планировании и проектировании сети Санкт-Петербурга мы:
- точно рассчитал радиопокрытие туннелей;
- изменился состав и функции активного оборудования;
- мы использовали оборудование нового поколения (прошло, конечно, четыре года);
- виртуализировали больше услуг, чем в Москве;
- использовались антенны отечественной разработки и производства.
Но обо всем по порядку.
ИЗМЕРЬТЕ СЕМЬ РАЗ
Когда мы планировали сеть в Москве, в мире не было проверенной математической модели расчета распространения радиоволн в туннелях, применимой в наших условиях.Радиопланирование осуществлялось полуэмпирическим методом.
Мы разработали собственный инструмент, позволяющий рассчитать оптимальное размещение базовых станций в туннелях и с его помощью осуществили планирование радиосети в Санкт-Петербурге.
Как мы разрабатывали математическую модель Совместно с нашим партнером ЗАО «РадиоГигабит» мы разработали математическую модель распространения радиосигналов в туннелях в диапазоне частот 3-6 ГГц (кстати, и в других диапазонах тоже).
На основе модели мы написали программу расчета, которая:
- на входе он получает полный массив данных, описывающих тоннели метро: геометрия тоннелей и станций (форма и размеры в сечении, кривизна в горизонтальной и вертикальной плоскостях), материалы стен и потолка тоннеля на каждом участке.
, наличие или отсутствие разделения путей, ответвлений и стоянок/тупиков, объектов в тоннеле, влияющих на распространение сигнала (например, гидрозатворов, светофоров, другого оборудования) и т.п.
;
- позволяет задать целевую точность расчета (сметный расчет может быть выполнен быстро, тогда как точный расчет для проекта занимает несколько дней на достаточно мощном суперкластере) и другие параметры;
- позволяет задать характеристики используемого радиооборудования и антенн, а также цели сети, которых вы хотите достичь;
- позволяет задавать расписания и скорости поездов, а также их размеры/геометрию;
- на основании всего вышеизложенного провести моделирование (математическое моделирование) работы сети в тоннеле (причём не только на канальном уровне, но и с учётом системных эффектов, таких как движение поездов, экранирующих антенны и друг друга при определённых условиях).
условия);
- вывести целевую компоновку БС, при которой достигаются заявленные целевые параметры сети.
- Мы разработали теоретическую модель распространения сигналов в туннелях и модели системного уровня.
- Мы создали несколько измерительных систем для проведения натурных измерений и калибровки/корректировки модели.
- Мы провели несколько итераций измерений и уточнений модели, пока она не начала выдавать данные, полностью соответствующие результатам измерений.
В свое время при планировании сети в Москве у нас были лишь примерные правила размещения БС (максимальные и минимальные расстояния и т.п.
), которыми мы пользовались.
Мы провели испытания в туннелях для проверки сделанных предположений и по результатам внесли некоторые корректировки в эти правила.
Теперь мы знаем (обследовав нашу сеть в Москве с помощью нашего нового инструмента планирования), что многие решения по развертыванию, принятые в начале проекта, не были оптимальными.
Сейчас мы бы многие БС настроили по-другому и в целом увеличили бы их количество примерно на 15%.
Мы планируем постепенно модернизировать сеть в Москве, оптимизируя радиопокрытие.
В Санкт-Петербурге мы получили целевую оптимальную компоновку БС, которая позволила реально получить заданные целевые показатели скорости и качества сигнала в каналах связи сразу после запуска сети.
ЧЕМ МЕНЬШЕ ТЕМ ЛУЧШЕ
При планировании сети в Санкт-Петербурге мы постарались сократить количество активного оборудования, а также использовать только оборудование, поддерживающее удаленный мониторинг.Это помогло нам сократить эксплуатационные расходы.
Мы отказались от использования в туннелях и коммутационных узлах медиаконвертеров, преобразующих оптические сигналы в электрические и наоборот. Вместо этого они перешли на полностью оптическое соединение, что потребовало базовых станций нового типа и более современных коммутаторов.
Благодаря более тщательному проектированию мы сократили количество активного оборудования за счет того, что теперь один коммутатор на 2,5-3 станции.
В Москве на каждые две станции приходится пара стрелок.
Все эти изменения помогли нам сэкономить бюджет проекта, что тоже было одной из важных задач.
Кроме того, была увеличена пропускная способность канала между коммутаторами станции и ядром.
И если в Москве это два георезервированных канала по 1 Гбит/с, то в Санкт-Петербурге пропускная способность каждого из них увеличена до 10 Гбит/с.
Улучшить качество сети помогли специально разработанные для нас антенны зеленоградской компании «Дельта Сателлит».
Благодаря им нам не только удалось существенно снизить стоимость антенных систем, но и добиться улучшения характеристик радиотракта по сравнению с достигнутыми в Москве.
Также мы изменили внутрипоездную сеть: теперь все вагоны соединены между собой двумя резервными каналами по 1 Гбит/с (в Москве, напомню, резервный канал имеет пропускную способность 100 Мбит/с).
Автомобили оснащены более современными точками доступа Cisco AIR-CAP2702i с поддержкой 802.11ac и MIMO 3x4, что позволяет обеспечить повышенное качество обслуживания современных пользовательских устройств.
СМЕНА ПОКОЛЕНИЙ
Еще одним важным изменением является использование нового оборудования радиосвязи между поездами и туннелями.За время, прошедшее с момента запуска сети в Москве, сменились поколения транспортной техники.
Сейчас доступны устройства с гораздо более высокой производительностью, чем четыре года назад. В проекте метро Санкт-Петербурга мы использовали оборудование компании Fluidmesh, разработанное в Италии.
Как и в проекте в Москве, оборудование построено на базе чипов Wi-Fi. Но если в Москве используют чипсеты стандарта 802.11n, то в Санкт-Петербурге используют чипсеты нового стандарта 802.11ac, поддерживающего более широкие полосы частот (а значит и скорости передачи данных).
Кроме того, модифицированные антенные системы Санкт-Петербурга обеспечивают поддержку режима MIMO 2x2 лучше, чем антенные системы московской сети.
За счет этого, а также за счет оптимального радиопланирования максимальная пропускная способность канала поезд-тоннель увеличилась со 120 Мбит/с в Москве до 500 Мбит/с в Санкт-Петербурге.
Если углубиться в технологию, то следует отметить, что коммуникационное оборудование, которое мы используем в Москве, существенно модифицирует стандартный уровень управления доступом к среде передачи (уровень MAC), преобразуя полудуплексный протокол Wi-Fi TDD в синхронный TDM. протокол.
Это приводит, в том числе, к статическому разделению пропускной способности между восходящим и нисходящим каналами связи на участке поезд-туннель, а также к необходимости организации временной синхронизации всех базовых станций сети с использованием отдельных аппаратных источников синхронизации.
Аппаратное обеспечение Fluidmesh также модифицирует протокол Wi-Fi, чтобы улучшить его производительность для нашей модели использования.
Не забывайте, что стандарт Wi-Fi — это, прежде всего, протокол доступа множества абонентов к общей сети, а не протокол организации связи между небольшим количеством абонентов в движении (мобильный PmP-транспорт).
Но технология Fluidmesh сохраняет принцип динамического распределения емкости между нисходящими и восходящими каналами и не требует синхронизации времени, что упрощает структуру сети и повышает эффективность использования емкости канала.
Еще одним важным преимуществом выбранного оборудования является сетевая архитектура.
Fluidmesh позволяет построить пакетную сеть по ячеистому принципу, организовав транспортный протокол с использованием MPLS-подобной маркировки пакетов.
Такой подход упрощает настройку и управление, а также полностью позволяет избежать ряда проблем, характерных для стандарта Ethernet, возникающих в сетях с перемещающимися клиентами с роумингом (хэндоверами), например, проблемы обновления таблиц MAC-адресов (MAC-обучение).
Благодаря, в том числе, новой архитектуре, в Санкт-Петербурге латентность (задержка) в сети в несколько раз меньше, чем в Москве, а уровень потери пакетов при движении поезда между базовыми станциями очень низкий (почти нулевой).
).
ВИРТУАЛИЗИРУЙТЕ ТОГДА
Новым для петербургской сети является виртуализация некоторых сетевых сервисов (ИТ-уровень в Москве виртуализирован с самого начала).Вместо выделенного контроллера точки доступа в головном автомобиле мы использовали промышленные компьютеры и виртуальный контроллер.
С точки зрения управления сетью Wi-Fi в подвижном составе ничего не изменилось, но появились другие возможности:
- пользовательский и рекламный контент в Санкт-Петербурге может храниться (кэшироваться) в самом поезде на серверах в головных вагонах, это позволило ускорить доступ абонентов к часто необходимым единицам контента и разгрузить канал связи поезд-тоннель;
- Теперь в каждом поезде, в каждом головном вагоне установлено испытательное устройство (тот же промышленный ПК :).
С его помощью мы сможем автоматически измерять параметры каналов и передавать в центр управления сетью гораздо более объективную и точную информацию о работе железнодорожной сети.
Это может значительно улучшить рабочие процедуры и повысить удобство использования;
- и, наконец, в случае аварийной ситуации в сети мы можем активировать более детальные нагрузочные и другие тесты, чтобы быстрее локализовать и устранить аварийную ситуацию.
БЫСТРЕЕ, ГЛУБОКЕ, МОЩНЕЕ (сеть, конечно, сеть)
Мы растем и учимся на своих ошибках, а также совершенствуемся и расширяем свои компетенции.
Наши решения становятся все более продуманными и технологичными, и мы уже можем с уверенностью сказать, что когда речь идет о построении беспроводных сетей в сложных условиях, для нас не существует невыполнимых задач.
Но коммуникация как таковая уже давно не является услугой сама по себе, а лишь выступает в качестве транспорта для все более сложных клиентских и технологических сервисов и различных других больших и не очень больших данных.
Мы активно работаем в этом направлении.
У нас уже есть ряд интересных решений, которые мы создали и активно используем, и в следующих постах мы расскажем о них.
Также у нас есть открытые вакансии Проверь их Здесь Теги: #Беспроводные технологии #Сетевые технологии #wi-fi #сеть #метро #mt_free #MaximaTelecom
-
5 Основных Правил Типографики
19 Oct, 24 -
Советы По Управлению Вашим Доменным Именем
19 Oct, 24 -
Между Первой И Второй Линией Техподдержки
19 Oct, 24 -
Подключенный Volvo На Mwc 2014
19 Oct, 24 -
День Рождения Сэмюэля Морса
19 Oct, 24
