Выпуск #1/2022
М.Миньковский
СЕТИ TRACKSIDE В МЕТРО МЫ УМЕЕМ СТРОИТЬ ЛУЧШЕ ВСЕХ В МИРЕ
СЕТИ TRACKSIDE В МЕТРО МЫ УМЕЕМ СТРОИТЬ ЛУЧШЕ ВСЕХ В МИРЕ
Просмотры: 862
DOI: 10.22184/2070-8963.2022.101.1.36.40
СЕТИ TRACKSIDE В МЕТРО мы умеем строить лучше всех в мире
Рассказывает технический директор АО "МаксимаТелеком" М.Г.Миньковский
DOI: 10.22184/2070-8963.2022.101.1.36.40
Московский метрополитен выделяется среди мировых собратьев не только уникальным художественным оформлением станций. В столичной подземке впервые в мире пассажирам был предоставлен бортовой высокоскоростной общедоступный Wi-Fi. Осуществили это специалисты компании "МаксимаТелеком", которая сегодня развивает проекты и решения для отраслевой и городской цифровизации. Об истоках и развитии этого во многом уникального проекта журнал попросил рассказать одного из ведущих в стране специалистов по беспроводной связи на транспорте – технического директора АО "МаксимаТелеком" М.Г.Миньковского.
Михаил Генрихович, каким был ваш путь в сферу телекоммуникаций?
Я окончил в 1990 году Московский инженерно-физический институт по специальности "Физика твердого тела и квантовая электроника". Уже в студенческие годы начал работать в сфере информационных технологий. Работал в американских компаниях в качестве разработчика: сначала удаленно, потом в США, затем вернулся в Россию. С 1997 года в российском отделении компании Price Waterhouse (сегодня это Pricewaterhouse Coopers) занимался внедрением корпоративных информационных систем на предприятиях крупного бизнеса, стал одним из первых в стране сертифицированных консультантов по инфраструктуре ERP-системы SAP R3.
В 2000-м опять уехал в США, где работал в компании, занимавшейся хостингом Enterpise-приложений (в сегодняшней терминологии это SaaS). Но вскоре лопнул пузырь доткомов, а я как раз получил интересное предложение от ТНК-BP и вернулся в Россию. Внедрял в этой компании SAP R3.
Знакомство мое с миром телекома произошло в 2004 году, когда я перешел в МТС на должность руководителя департамента ИТ-архитектуры. Через два года мне предложили перейти из блока ИТ в Технический блок и возглавить департамент технологической архитектуры корпоративного центра МТС. Тут я глубоко окунулся в мир телекоммуникационных сетей и пришел к выводу, что мне эта сфера существенно интереснее того, чем занимался раньше. Особенно беспроводная связь, в области которой активно работаю по сей день. При этом надо отметить, что сегодня ИТ-принципы уже глубоко укоренились в телекоммуникациях.
Затем в составе большой команды Технического блока МТС я перешел в компанию "Ситроникс" (в составе той же АФК "Система"), где стал вице-президентом по новым технологиям. Занимался в основном планированием, управлением, контролем разработки новых продуктов. При этом мне хотелось быть ближе непосредственно к техническим разработкам, возможность чего предоставилась в 2012 году в связи с приобретением АФК "Система" компании "Энвижн Груп". В ней я стал директором центра новых технологий.
Когда вы пришли в АО "МаксимаТелеком"?
Это произошло в 2014 году. Мы в составе небольшой группы (примерно 10 человек) в инициативном порядке начали заниматься исследованием применимости различных технологий радиосвязи в специфических условиях метрополитена. В первую очередь нас интересовала возможность обеспечения доступа в интернет в движущихся составах подземки по технологии WLAN (Wi-Fi).
Мы исследовали разные технологии, проводили стендовое тестирование. Затем Московский метрополитен разрешил провести испытания на Каховской линии.
Одновременно акционеры формировали проект организации беспроводной связи как коммерческий на базе "МаксимаТелеком", которая была переформатирована под задачи на подземном транспорте. С лета 2014 года я полностью перешел в "МаксимаТелеком" на должность технического директора, которую занимаю и сегодня. Почти все участники инициативной группы также перешли в нашу компанию и большинство из них до сих пор в нашей команде.
Перед нами стояла задача с нуля создать в московском метро сеть типа Trackside Network (TSN), причем сеть должна была работать по принципу самоокупаемости.
Фактически речь идет о двух радиосетях. Первая из них соединяет с помощью радиоканала движущиеся в метро составы с опорной пакетной сетью, размещенной в тоннелях и на станциях метро, а другая – обеспечивает возможность подключения пользователей внутри вагонов к Wi-Fi.
Были ли в тот момент примеры подобных сетей в мире?
Пожалуй, единственным, более или менее близким, примером был метрополитен Сеула. Однако в нем связь "тоннель – поезд" осуществлялась с помощью технологии WiMAX со скоростью лишь пара десятков Мбит/с на состав. Для видеонаблюдения в вагонах не очень высокого качества ее пропускной способности было достаточно, для обеспечения всех заинтересованных пассажиров высокоскоростным доступом в интернет – нет.
Мы же решили пойти по пути использования радиосети типа "точка − многоточка" с поддержкой мобильности в диапазоне 5−6 ГГц с доработкой оборудования с учетом специфики связи в тоннеле.
Что потребовалось дорабатывать?
Начну с того, что на начальном этапе мы пробовали разные варианты. Проверяли в том числе и возможность использования Wi-Fi с поддержкой роуминга для связи "состав – тоннель", но получили неудовлетворительные результаты из-за ограничений в управлении параметрами передачи обслуживания между точками доступа при движении состава. В итоге для связи "тоннель − поезд" мы выбрали оборудование компании RADWIN, которая давно занимается беспроводным широкополосным доступом для городских сервисов. На ее оборудовании была запущена первая сеть в московском метро.
Позже вторым вендором стала итальянская компания FluidMesh, специализирующаяся в основном на технологии TSN. Недавно она вошла в состав корпорации Cisco. Добавлю, что нами были протестированы и другие вендоры, и к настоящему времени уже накоплен опыт работы с оборудованием и третьего производителя, которое мы в коммерческих сетях пока не используем, но готовы к этому.
К моменту начала нашего проекта ни у кого из вендоров не было опыта строительства сети в условиях метрополитена, так что мы стали пионерами. Естественно, что потребовались доработки.
Наши сети связи можно условно разбить на три слоя: активное и пассивное (антенные системы) оборудование связи; организация сети передачи данных на уровнях, непосредственно взаимодействующих с радиоканалом; ПО, обеспечивающее контроль и управление перечисленным выше. По всем трем блокам пришлось заниматься очень серьезными доработками.
Особенностей работы TSN в тоннелях метро очень много, все не перечислишь. Здесь и нестандартная для меш-сети "линейная" топология, где десятки базовых станций соединены строго последовательно (это сильно влияет на работу сигнализации в сети), и особые условия распространения сигнала в тоннелях, и сложности управления хендовером, последовательность и моменты срабатывания которого должны очень жестко контролироваться, и многое другое.
Очень большое влияние на работоспособность сети оказывает само движение составов, которые в зависимости от положения и интервалов могут экранировать отдельные базовые станции от других составов или конкурировать за ресурсы одной и той же БС.
Для создания хорошо работающей сети TSN требуется очень тщательное ее планирование. Мы совместно с нижегородской компанией "Радио Гигабит" разработали математические модели, с помощью которых наше ПО моделирует сети TSN в тоннелях и на открытых участках как на уровне радиоканала (Link Level Simulation), так и на системном уровне (System Level Simulation).
Конечно, доводка "железа" и системного ПО − это задача производителей. Все современные радио- и активные устройства сетей передачи данных управляются программно, поэтому большинство доработок касаются системного ПО. В этом процессе мы принимали и продолжаем принимать самое активное участие. Мы обнаруживаем проблему, формулируем задачу, программисты вендора готовят очередной релиз ПО. Затем мы совместно с производителем проводим тесты и измерения, обсуждаем результаты и принимаем решения о дальнейших шагах.
В сетевой части мы разработали самостоятельно целый ряд архитектурных решений, позволяющих упрощать пусконаладку и эксплуатацию сетей в составах. Там тоже множество тонкостей, приведу только один пример. Некоторые более старые типы составов в метро часто "пересобираются". Мы сделали такую архитектуру сети передачи данных внутри состава, которая обеспечивает независимость ее работоспособности от того, из каких вагонов собран поезд и в каком порядке они сцеплены. При включении питания сеть просто начинает работать.
Что касается слоя управления сетью, то тут весь объем разработок выполняется нашими силами. Например, одним из первых сюрпризов, с которым мы столкнулись, стало то, что управлять создаваемой вновь сетью с помощью имеющегося на рынке ПО не получается.
Стандартная система управления и провиженинга, рассчитанная на эксплуатацию стационарных сетей, не может достоверно различить ситуации неисправности и "штатной" недоступности устройства, что обесценивает все механизмы автоматической фиксации неисправностей и реагирования на них и приводит к ошибкам обновления версий и конфигураций. Мы построили свою систему на принципах, позволяющих отличать неисправность и временную недоступность, связанную с обесточиванием оборудования или выходом его из зоны покрытия.
В результате у нас сегодня накоплен такой багаж ноу-хау, что любой компании в мире понадобятся годы, чтобы выйти на тот же уровень. Могу смело утверждать, что строить сети TSN наша команда умеет лучше всех в мире. Это подтверждается многочисленными обращениями к нам за консультациями из многих стран.
Добавлю, что ко всем базовым станциям в тоннелях протянуты наши волоконно-оптические линии, у нас почти 1 000 км собственных оптических кабелей только в московском метро. Сегодня наши сети TSN обеспечивают среднюю скорость соединения поезда с тоннелем более 200 Мбит/с, а пиковые скорости достигают значений в 500–700 Мбит/с.
Какие технологические задачи метрополитена решает ваша сеть?
Наша главная задача − предоставление сервиса Wi-Fi для пассажиров московского и петербургского метро (в северной столице мы запустились в 2017 году). За право размещения оборудования мы платим метрополитенам.
Поскольку мы построили в московском метро уникальную сеть, обеспечивающую полную связность, то у администрации метрополитена возникло естественное желание решать с ее помощью технологические задачи. Расскажу только о части из них.
Значительная часть метровагонов оборудована медиаэкранами, на которые мы обеспечиваем телевизионный стриминг в реальном времени − вещание городского ТВ-контента. Кроме того, у нас есть контракты на передачу телеметрической информации в противоположном направлении – из поезда. Наша сеть также может обеспечивать передачу данных с камер видеонаблюдения в вагонах для решения задач транспортной безопасности.
Путем обработки данных сети Wi-Fi можно оценивать загрузки вагонов в тот или иной момент времени. Корреляция между активностью в сети и загрузкой вагонов очень сложна, и закономерности меняются во времени и в зависимости от места. Чтобы решить эту непростую задачу мы применили алгоритмы машинного обучения. Сегодня пассажир, пользующийся приложением московского метро, может получить в режиме реального времени информацию, какое место на платформе занять, чтобы выбрать наименее загруженный вагон. Кроме того, система позволяет уточнить время до прибытия следующего поезда. Мы продолжаем совершенствование данной системы, помогая развивать важный городской сервис.
Отмечу также, что мы обеспечивали в составах сотовую связь для одного из операторов большой четверки через установленные в вагонах фемтосоты. В настоящее время этот проект завершен.
Может ли кейс вашего бизнеса в метро двух столиц быть распространен на метрополитены других российских миллионников?
Маркетинговые оценки показывают, что предполагаемые доходы от предоставления услуг Wi-Fi сегодня не позволяют выйти на уровень окупаемости в этих городах, поэтому такие сети могут строиться только при наличии заказа от метрополитенов для технологических применений. Но при наличии TSN, построенной по заказу, добавить пассажирский Wi-Fi уже гораздо проще и дешевле.
Что вы можете сказать о конкуренции сети Wi-Fi с сотовыми сетями в метро?
Вопрос, как ни странно, отчасти психологический. Сотовые операторы находятся в ментальном состоянии конкуренции с нашей сетью. Понятно почему: мы же предоставляем бесплатную услугу, а они зарабатывают на трафике, как и все последние десятилетия. Мы обеспечиваем городской сервис, востребованный пассажирами в поездках, с гарантированным уровнем качества.
А стоит задуматься, что было бы, если под землей не работала наша сеть? У нас в метро разрешено две полосы по 200 МГц – это больше, чем у всех сотовых операторов, вместе взятых.
На самом деле сети Wi-Fi очень сильно разгружают сотовые сети. По метрополитенам, к сожалению, таких данных у меня нет, но по усредненным данным в целом в мире не менее 70% всех данных, транслируемых по публичным радиосетям, передаются через Wi-Fi. А если учесть и частные сети Wi-Fi, то эта доля увеличится до 90%.
Со своей стороны рост качества сотовых сетей мы рассматриваем как стимул к улучшению нашей сети и поддержанию комфортного для пользователей уровня услуги. Именно поэтому мы сделали большую модернизацию в Москве в прошлом году.
Мы видим хорошие перспективы у конвергентного сервиса, при котором Wi-Fi дополняет сотовую сеть, одновременно разгружая ее, и давно обращаемся с этим к сотовым операторам. От этого выигрывали бы и операторы, и абоненты, получая стабильную и качественную связь в любой точке метро.
К сожалению, пока конвергентные сервисы мы с сотовыми операторами предлагали только в рамках спецпроектов − на ограниченное время. Впрочем, с одним из виртуальных операторов работа по организации бесшовного обслуживания в нашей сети (и не только в метро) ведется. Возможно, такой сервис появится в этом году и пользователи смогут его оценить.
Поделитесь вашим мнением о перспективах сети 5G в метро.
Начну с того, что бытует мнение, что под землей можно было бы использовать те диапазоны частот, которые регулятор не разрешает задействовать на поверхности. На самом деле тут есть трудности, поскольку метрополитен выходит и на открытое пространство. Если разрешить использование таких частот только под землей, невозможно будет обеспечить качественную услугу.
Если говорить о воспринимаемом качестве 5G в диапазонах ниже 6 ГГц, то пользовательский опыт для пассажиров в сети пятого поколения может быть лучше, чем в 4G, несмотря на невозможность получения в тоннелях выигрышей от высоких порядков MIMO. Но это очень зависит от доступных диапазонов частот, с чем пока нет никакой ясности.
Может быть интересна и миллиметровая составляющая 5G, но не для пассажиров составов, а для организации связи "тоннель − поезд". Проблем с использованием данного диапазона на практике немало, но мы уже этот вопрос проработали, создали модель покрытия.
Перевод TSN в миллиметровые диапазоны позволит резко увеличить скорости передачи данных. Если объединить такой радиоканал с новыми поколениями Wi-Fi 6/6E в составах, либо попробовать "катать" в вагонах на базе уже имеющейся у нас инфраструктуры малые соты 5G в стандартных диапазонах, как мы делали с фемтосотами 3G, можно достигнуть гигабитных скоростей доступа к интернету для пассажиров. На такой базе можно будет также построить новые виды технологических сервисов, требующих высокой скорости и низкой латентности канала.
Сегодня услуги "МаксимаТелеком" не ограничиваются метро?
Да. В столице наша сеть Wi-Fi MT_FREE работает на магистральных маршрутах наземного городского транспорта. Проект охватывает свыше 2 000 единиц подвижного состава – автобусов, электробусов и трамваев.
Эта сеть является частью платформы цифрового города, включающего контроль за инфраструктурой общественного транспорта, передачу онлайн-видео с камер на подвижных единицах и стационарных объектах и многое другое. Мы также являемся единым оператором сетей публичного Wi-Fi по контракту с городом.
Очень много внимания сегодня мы уделяем системам объективного контроля. Например, сейчас с помощью нашей платформы ведется контроль объема снега, убираемого с московских улиц, который подрядчики привозят на снегоплавильные станции. Это технологически сложное решение, представляющее комбинацию системы видеонаблюдения, лазерного сканирования, датчиков, автоматизации бизнес-процессов и анализа данных с применением нейросетей. Такая платформа формирует "единую версию правды" для столичного руководства и создает единую среду доверия между всеми участниками: статистика по загруженности снегоплавильных пунктов и каждому кубометру утилизируемого снега доступна онлайн с детализацией до конкретного грузовика, доставившего снег.
Другой пример − организованный в одном из депо московского метрополитена объективный контроль прибывающих с линии составов. С помощью различных технологий (машинное зрение, тепловизионный и виброакустический анализ) выявляются различные отклонения в нормальной работе узлов и механизмов в поездах. Это позволяет перейти к предиктивному процессу ремонтов и обслуживания. Сейчас успешно завершены пилотные испытания платформы и в ближайшее время мы планируем перейти к ее полноценному запуску.
Еще одна платформа работает в городском наземном транспорте Москвы. Она охватывает автобусы, электробусы и трамваи, получая и анализируя данные с десятков бортовых систем и датчиков. Например, система видеонаблюдения и акселерометры помогают контролировать качество вождения. Модуль анализа данных автоматически выявляет безбилетников и анализирует пассажиропоток. Ведется мониторинг климатического оборудования, исправности дверей и других составляющих с использованием телеметрии. Эти данные формируют целостную картину по работе каждого транспортного средства, помогая соблюдать график и тактовость движения, обеспечивать предсказуемость, комфорт и высокое качество услуг для пассажиров.
Как вы оцениваете перспективы стандарта Wi-Fi 6E?
Этот стандарт отличается от Wi-Fi 6 тем, что используется дополнительный спектр в диапазоне 6 ГГц. Для конечных пользователей Wi-Fi особой срочности в его внедрении я пока не вижу, в том числе из-за низкого проникновения устройств с поддержкой новейших стандартов.
Новый стандарт в теории больше интересен сотовым операторам, как ни странно. В случае открытия в России данного диапазона для сетей Wi-Fi сотовые операторы могли бы, в том числе, переиспользовать эти частоты для работы своих сетей по поддерживаемым 3GPP технологиям LAA (Licensed Assisted Access). Стандарт этот полезный, но его внедрение требует решения множества регуляторных вопросов. В ближайшее время использования его в нашей стране я не ожидаю.
Спасибо за очень информативный рассказ.
С М.Г.Миньковским беседовал С.А.Попов.
Рассказывает технический директор АО "МаксимаТелеком" М.Г.Миньковский
DOI: 10.22184/2070-8963.2022.101.1.36.40
Московский метрополитен выделяется среди мировых собратьев не только уникальным художественным оформлением станций. В столичной подземке впервые в мире пассажирам был предоставлен бортовой высокоскоростной общедоступный Wi-Fi. Осуществили это специалисты компании "МаксимаТелеком", которая сегодня развивает проекты и решения для отраслевой и городской цифровизации. Об истоках и развитии этого во многом уникального проекта журнал попросил рассказать одного из ведущих в стране специалистов по беспроводной связи на транспорте – технического директора АО "МаксимаТелеком" М.Г.Миньковского.
Михаил Генрихович, каким был ваш путь в сферу телекоммуникаций?
Я окончил в 1990 году Московский инженерно-физический институт по специальности "Физика твердого тела и квантовая электроника". Уже в студенческие годы начал работать в сфере информационных технологий. Работал в американских компаниях в качестве разработчика: сначала удаленно, потом в США, затем вернулся в Россию. С 1997 года в российском отделении компании Price Waterhouse (сегодня это Pricewaterhouse Coopers) занимался внедрением корпоративных информационных систем на предприятиях крупного бизнеса, стал одним из первых в стране сертифицированных консультантов по инфраструктуре ERP-системы SAP R3.
В 2000-м опять уехал в США, где работал в компании, занимавшейся хостингом Enterpise-приложений (в сегодняшней терминологии это SaaS). Но вскоре лопнул пузырь доткомов, а я как раз получил интересное предложение от ТНК-BP и вернулся в Россию. Внедрял в этой компании SAP R3.
Знакомство мое с миром телекома произошло в 2004 году, когда я перешел в МТС на должность руководителя департамента ИТ-архитектуры. Через два года мне предложили перейти из блока ИТ в Технический блок и возглавить департамент технологической архитектуры корпоративного центра МТС. Тут я глубоко окунулся в мир телекоммуникационных сетей и пришел к выводу, что мне эта сфера существенно интереснее того, чем занимался раньше. Особенно беспроводная связь, в области которой активно работаю по сей день. При этом надо отметить, что сегодня ИТ-принципы уже глубоко укоренились в телекоммуникациях.
Затем в составе большой команды Технического блока МТС я перешел в компанию "Ситроникс" (в составе той же АФК "Система"), где стал вице-президентом по новым технологиям. Занимался в основном планированием, управлением, контролем разработки новых продуктов. При этом мне хотелось быть ближе непосредственно к техническим разработкам, возможность чего предоставилась в 2012 году в связи с приобретением АФК "Система" компании "Энвижн Груп". В ней я стал директором центра новых технологий.
Когда вы пришли в АО "МаксимаТелеком"?
Это произошло в 2014 году. Мы в составе небольшой группы (примерно 10 человек) в инициативном порядке начали заниматься исследованием применимости различных технологий радиосвязи в специфических условиях метрополитена. В первую очередь нас интересовала возможность обеспечения доступа в интернет в движущихся составах подземки по технологии WLAN (Wi-Fi).
Мы исследовали разные технологии, проводили стендовое тестирование. Затем Московский метрополитен разрешил провести испытания на Каховской линии.
Одновременно акционеры формировали проект организации беспроводной связи как коммерческий на базе "МаксимаТелеком", которая была переформатирована под задачи на подземном транспорте. С лета 2014 года я полностью перешел в "МаксимаТелеком" на должность технического директора, которую занимаю и сегодня. Почти все участники инициативной группы также перешли в нашу компанию и большинство из них до сих пор в нашей команде.
Перед нами стояла задача с нуля создать в московском метро сеть типа Trackside Network (TSN), причем сеть должна была работать по принципу самоокупаемости.
Фактически речь идет о двух радиосетях. Первая из них соединяет с помощью радиоканала движущиеся в метро составы с опорной пакетной сетью, размещенной в тоннелях и на станциях метро, а другая – обеспечивает возможность подключения пользователей внутри вагонов к Wi-Fi.
Были ли в тот момент примеры подобных сетей в мире?
Пожалуй, единственным, более или менее близким, примером был метрополитен Сеула. Однако в нем связь "тоннель – поезд" осуществлялась с помощью технологии WiMAX со скоростью лишь пара десятков Мбит/с на состав. Для видеонаблюдения в вагонах не очень высокого качества ее пропускной способности было достаточно, для обеспечения всех заинтересованных пассажиров высокоскоростным доступом в интернет – нет.
Мы же решили пойти по пути использования радиосети типа "точка − многоточка" с поддержкой мобильности в диапазоне 5−6 ГГц с доработкой оборудования с учетом специфики связи в тоннеле.
Что потребовалось дорабатывать?
Начну с того, что на начальном этапе мы пробовали разные варианты. Проверяли в том числе и возможность использования Wi-Fi с поддержкой роуминга для связи "состав – тоннель", но получили неудовлетворительные результаты из-за ограничений в управлении параметрами передачи обслуживания между точками доступа при движении состава. В итоге для связи "тоннель − поезд" мы выбрали оборудование компании RADWIN, которая давно занимается беспроводным широкополосным доступом для городских сервисов. На ее оборудовании была запущена первая сеть в московском метро.
Позже вторым вендором стала итальянская компания FluidMesh, специализирующаяся в основном на технологии TSN. Недавно она вошла в состав корпорации Cisco. Добавлю, что нами были протестированы и другие вендоры, и к настоящему времени уже накоплен опыт работы с оборудованием и третьего производителя, которое мы в коммерческих сетях пока не используем, но готовы к этому.
К моменту начала нашего проекта ни у кого из вендоров не было опыта строительства сети в условиях метрополитена, так что мы стали пионерами. Естественно, что потребовались доработки.
Наши сети связи можно условно разбить на три слоя: активное и пассивное (антенные системы) оборудование связи; организация сети передачи данных на уровнях, непосредственно взаимодействующих с радиоканалом; ПО, обеспечивающее контроль и управление перечисленным выше. По всем трем блокам пришлось заниматься очень серьезными доработками.
Особенностей работы TSN в тоннелях метро очень много, все не перечислишь. Здесь и нестандартная для меш-сети "линейная" топология, где десятки базовых станций соединены строго последовательно (это сильно влияет на работу сигнализации в сети), и особые условия распространения сигнала в тоннелях, и сложности управления хендовером, последовательность и моменты срабатывания которого должны очень жестко контролироваться, и многое другое.
Очень большое влияние на работоспособность сети оказывает само движение составов, которые в зависимости от положения и интервалов могут экранировать отдельные базовые станции от других составов или конкурировать за ресурсы одной и той же БС.
Для создания хорошо работающей сети TSN требуется очень тщательное ее планирование. Мы совместно с нижегородской компанией "Радио Гигабит" разработали математические модели, с помощью которых наше ПО моделирует сети TSN в тоннелях и на открытых участках как на уровне радиоканала (Link Level Simulation), так и на системном уровне (System Level Simulation).
Конечно, доводка "железа" и системного ПО − это задача производителей. Все современные радио- и активные устройства сетей передачи данных управляются программно, поэтому большинство доработок касаются системного ПО. В этом процессе мы принимали и продолжаем принимать самое активное участие. Мы обнаруживаем проблему, формулируем задачу, программисты вендора готовят очередной релиз ПО. Затем мы совместно с производителем проводим тесты и измерения, обсуждаем результаты и принимаем решения о дальнейших шагах.
В сетевой части мы разработали самостоятельно целый ряд архитектурных решений, позволяющих упрощать пусконаладку и эксплуатацию сетей в составах. Там тоже множество тонкостей, приведу только один пример. Некоторые более старые типы составов в метро часто "пересобираются". Мы сделали такую архитектуру сети передачи данных внутри состава, которая обеспечивает независимость ее работоспособности от того, из каких вагонов собран поезд и в каком порядке они сцеплены. При включении питания сеть просто начинает работать.
Что касается слоя управления сетью, то тут весь объем разработок выполняется нашими силами. Например, одним из первых сюрпризов, с которым мы столкнулись, стало то, что управлять создаваемой вновь сетью с помощью имеющегося на рынке ПО не получается.
Стандартная система управления и провиженинга, рассчитанная на эксплуатацию стационарных сетей, не может достоверно различить ситуации неисправности и "штатной" недоступности устройства, что обесценивает все механизмы автоматической фиксации неисправностей и реагирования на них и приводит к ошибкам обновления версий и конфигураций. Мы построили свою систему на принципах, позволяющих отличать неисправность и временную недоступность, связанную с обесточиванием оборудования или выходом его из зоны покрытия.
В результате у нас сегодня накоплен такой багаж ноу-хау, что любой компании в мире понадобятся годы, чтобы выйти на тот же уровень. Могу смело утверждать, что строить сети TSN наша команда умеет лучше всех в мире. Это подтверждается многочисленными обращениями к нам за консультациями из многих стран.
Добавлю, что ко всем базовым станциям в тоннелях протянуты наши волоконно-оптические линии, у нас почти 1 000 км собственных оптических кабелей только в московском метро. Сегодня наши сети TSN обеспечивают среднюю скорость соединения поезда с тоннелем более 200 Мбит/с, а пиковые скорости достигают значений в 500–700 Мбит/с.
Какие технологические задачи метрополитена решает ваша сеть?
Наша главная задача − предоставление сервиса Wi-Fi для пассажиров московского и петербургского метро (в северной столице мы запустились в 2017 году). За право размещения оборудования мы платим метрополитенам.
Поскольку мы построили в московском метро уникальную сеть, обеспечивающую полную связность, то у администрации метрополитена возникло естественное желание решать с ее помощью технологические задачи. Расскажу только о части из них.
Значительная часть метровагонов оборудована медиаэкранами, на которые мы обеспечиваем телевизионный стриминг в реальном времени − вещание городского ТВ-контента. Кроме того, у нас есть контракты на передачу телеметрической информации в противоположном направлении – из поезда. Наша сеть также может обеспечивать передачу данных с камер видеонаблюдения в вагонах для решения задач транспортной безопасности.
Путем обработки данных сети Wi-Fi можно оценивать загрузки вагонов в тот или иной момент времени. Корреляция между активностью в сети и загрузкой вагонов очень сложна, и закономерности меняются во времени и в зависимости от места. Чтобы решить эту непростую задачу мы применили алгоритмы машинного обучения. Сегодня пассажир, пользующийся приложением московского метро, может получить в режиме реального времени информацию, какое место на платформе занять, чтобы выбрать наименее загруженный вагон. Кроме того, система позволяет уточнить время до прибытия следующего поезда. Мы продолжаем совершенствование данной системы, помогая развивать важный городской сервис.
Отмечу также, что мы обеспечивали в составах сотовую связь для одного из операторов большой четверки через установленные в вагонах фемтосоты. В настоящее время этот проект завершен.
Может ли кейс вашего бизнеса в метро двух столиц быть распространен на метрополитены других российских миллионников?
Маркетинговые оценки показывают, что предполагаемые доходы от предоставления услуг Wi-Fi сегодня не позволяют выйти на уровень окупаемости в этих городах, поэтому такие сети могут строиться только при наличии заказа от метрополитенов для технологических применений. Но при наличии TSN, построенной по заказу, добавить пассажирский Wi-Fi уже гораздо проще и дешевле.
Что вы можете сказать о конкуренции сети Wi-Fi с сотовыми сетями в метро?
Вопрос, как ни странно, отчасти психологический. Сотовые операторы находятся в ментальном состоянии конкуренции с нашей сетью. Понятно почему: мы же предоставляем бесплатную услугу, а они зарабатывают на трафике, как и все последние десятилетия. Мы обеспечиваем городской сервис, востребованный пассажирами в поездках, с гарантированным уровнем качества.
А стоит задуматься, что было бы, если под землей не работала наша сеть? У нас в метро разрешено две полосы по 200 МГц – это больше, чем у всех сотовых операторов, вместе взятых.
На самом деле сети Wi-Fi очень сильно разгружают сотовые сети. По метрополитенам, к сожалению, таких данных у меня нет, но по усредненным данным в целом в мире не менее 70% всех данных, транслируемых по публичным радиосетям, передаются через Wi-Fi. А если учесть и частные сети Wi-Fi, то эта доля увеличится до 90%.
Со своей стороны рост качества сотовых сетей мы рассматриваем как стимул к улучшению нашей сети и поддержанию комфортного для пользователей уровня услуги. Именно поэтому мы сделали большую модернизацию в Москве в прошлом году.
Мы видим хорошие перспективы у конвергентного сервиса, при котором Wi-Fi дополняет сотовую сеть, одновременно разгружая ее, и давно обращаемся с этим к сотовым операторам. От этого выигрывали бы и операторы, и абоненты, получая стабильную и качественную связь в любой точке метро.
К сожалению, пока конвергентные сервисы мы с сотовыми операторами предлагали только в рамках спецпроектов − на ограниченное время. Впрочем, с одним из виртуальных операторов работа по организации бесшовного обслуживания в нашей сети (и не только в метро) ведется. Возможно, такой сервис появится в этом году и пользователи смогут его оценить.
Поделитесь вашим мнением о перспективах сети 5G в метро.
Начну с того, что бытует мнение, что под землей можно было бы использовать те диапазоны частот, которые регулятор не разрешает задействовать на поверхности. На самом деле тут есть трудности, поскольку метрополитен выходит и на открытое пространство. Если разрешить использование таких частот только под землей, невозможно будет обеспечить качественную услугу.
Если говорить о воспринимаемом качестве 5G в диапазонах ниже 6 ГГц, то пользовательский опыт для пассажиров в сети пятого поколения может быть лучше, чем в 4G, несмотря на невозможность получения в тоннелях выигрышей от высоких порядков MIMO. Но это очень зависит от доступных диапазонов частот, с чем пока нет никакой ясности.
Может быть интересна и миллиметровая составляющая 5G, но не для пассажиров составов, а для организации связи "тоннель − поезд". Проблем с использованием данного диапазона на практике немало, но мы уже этот вопрос проработали, создали модель покрытия.
Перевод TSN в миллиметровые диапазоны позволит резко увеличить скорости передачи данных. Если объединить такой радиоканал с новыми поколениями Wi-Fi 6/6E в составах, либо попробовать "катать" в вагонах на базе уже имеющейся у нас инфраструктуры малые соты 5G в стандартных диапазонах, как мы делали с фемтосотами 3G, можно достигнуть гигабитных скоростей доступа к интернету для пассажиров. На такой базе можно будет также построить новые виды технологических сервисов, требующих высокой скорости и низкой латентности канала.
Сегодня услуги "МаксимаТелеком" не ограничиваются метро?
Да. В столице наша сеть Wi-Fi MT_FREE работает на магистральных маршрутах наземного городского транспорта. Проект охватывает свыше 2 000 единиц подвижного состава – автобусов, электробусов и трамваев.
Эта сеть является частью платформы цифрового города, включающего контроль за инфраструктурой общественного транспорта, передачу онлайн-видео с камер на подвижных единицах и стационарных объектах и многое другое. Мы также являемся единым оператором сетей публичного Wi-Fi по контракту с городом.
Очень много внимания сегодня мы уделяем системам объективного контроля. Например, сейчас с помощью нашей платформы ведется контроль объема снега, убираемого с московских улиц, который подрядчики привозят на снегоплавильные станции. Это технологически сложное решение, представляющее комбинацию системы видеонаблюдения, лазерного сканирования, датчиков, автоматизации бизнес-процессов и анализа данных с применением нейросетей. Такая платформа формирует "единую версию правды" для столичного руководства и создает единую среду доверия между всеми участниками: статистика по загруженности снегоплавильных пунктов и каждому кубометру утилизируемого снега доступна онлайн с детализацией до конкретного грузовика, доставившего снег.
Другой пример − организованный в одном из депо московского метрополитена объективный контроль прибывающих с линии составов. С помощью различных технологий (машинное зрение, тепловизионный и виброакустический анализ) выявляются различные отклонения в нормальной работе узлов и механизмов в поездах. Это позволяет перейти к предиктивному процессу ремонтов и обслуживания. Сейчас успешно завершены пилотные испытания платформы и в ближайшее время мы планируем перейти к ее полноценному запуску.
Еще одна платформа работает в городском наземном транспорте Москвы. Она охватывает автобусы, электробусы и трамваи, получая и анализируя данные с десятков бортовых систем и датчиков. Например, система видеонаблюдения и акселерометры помогают контролировать качество вождения. Модуль анализа данных автоматически выявляет безбилетников и анализирует пассажиропоток. Ведется мониторинг климатического оборудования, исправности дверей и других составляющих с использованием телеметрии. Эти данные формируют целостную картину по работе каждого транспортного средства, помогая соблюдать график и тактовость движения, обеспечивать предсказуемость, комфорт и высокое качество услуг для пассажиров.
Как вы оцениваете перспективы стандарта Wi-Fi 6E?
Этот стандарт отличается от Wi-Fi 6 тем, что используется дополнительный спектр в диапазоне 6 ГГц. Для конечных пользователей Wi-Fi особой срочности в его внедрении я пока не вижу, в том числе из-за низкого проникновения устройств с поддержкой новейших стандартов.
Новый стандарт в теории больше интересен сотовым операторам, как ни странно. В случае открытия в России данного диапазона для сетей Wi-Fi сотовые операторы могли бы, в том числе, переиспользовать эти частоты для работы своих сетей по поддерживаемым 3GPP технологиям LAA (Licensed Assisted Access). Стандарт этот полезный, но его внедрение требует решения множества регуляторных вопросов. В ближайшее время использования его в нашей стране я не ожидаю.
Спасибо за очень информативный рассказ.
С М.Г.Миньковским беседовал С.А.Попов.
Отзывы читателей