Все-симки.ру Звоним много и быстро
Следующим шагом стало кропотливое и длительное изучение софтварных уровней с целью дальнейшего увеличения количества звонков в случае их установки, потому что на данном этапе мы поняли, что уже получили максимум от “железного уровня” и достигли его максимальной эффективности.
Мы начали с простого исправления жестких кодов команды Osmocom. После нескольких проблемных форм стало очевидно, что ребята прекрасно справляются без нас.
Оптимизация стека Osmocom для массовых звонков заняла у нас несколько месяцев, потому что нам пришлось определить механизмы, лежащие в основе GSM, для каждой проблемы, которую мы обнаружили. Вот ключевые фразы, которые удалось найти:
- Исправлена ошибка, из-за которой BTS устанавливала низкий уровень усиления и базовая станция была очень слабой. Через несколько месяцев эта ошибка была официально исправлена.
- Исправлен дополнительный hardcode.ports в сервисе osmo-bts, который не позволял более чем одному BTS работать в одной системе [git].hardcode при выборе номера физического канала LimeSDR в сервисе osmo-trx [git].
- Жесткий порт в службе osmo-bts, который не позволял запускать более одного BTS [git] в одной системе.
- Жесткий код при выборе номера физического канала LimeSDR в сервисе osmo-trx [git].
- Подготовка сбалансированной конфигурации канала для двух BTS – чтобы не только было много активных вызовов (TCH), но и не возникало узких мест во время массовых настроек (SDCCH) [git]. Добавляется равномерное распределение абонентов в двух BTS – если в одной из них будет перевес, то потенциал вызовов не будет полностью использован в менее загруженной BTS (будут свободные голосовые каналы, в то время как в соседней BTS они будут отсутствовать) [git].
- Таймаут запроса пейджинга (своего рода пинг перед началом разговора) был уменьшен с 10 секунд до 3 секунд – во время сбора абонентов некоторые абоненты могут “упасть”. Эти отброшенные подписчики занимают каналы (поскольку запрос на пейджинг выполняется и для них), поэтому не все живые подписчики достигаются [git].
- Вызов осуществляется в 2 “шага”: сначала мы посылаем команду вызова тем, у кого наименьший last_seen (последний ответ ping), затем всем остальным [git].
- Исправлена ошибка в libosmocore, из-за которой одна команда не могла быть отправлена при более чем 75 вызовах из-за символьного кода размера буфера. Позже выяснилось, что проект libosmocore также отреагировал на сообщение и спустя некоторое время исправил ошибку [git].
- Изменен алгоритм распределения абонентов на более интеллектуальный. Распределение происходит в реальном времени на основе свободных каналов в BTS, и перед звонком все сначала пингуются с помощью механизма silent-call, чтобы узнать, кто жив, а кто уже отписался [git].
- Таймеры GSM “настроены” [git].
- Добавлена фильтрация телефонов с двумя ячейками [git].
- Увеличение количества вызовов с 44 до 72 за счет снижения скорости передачи данных голосового канала вдвое – с TCH/F(полная скорость) до TCH/H(половинная скорость) [git].
- Сетевая подсистема Linux (sysctl), активно используемая стеком Osmocom для межсервисного обмена данными (IPC), была “настроена” [git].
- Все входящие вызовы от абонентов вешаются – чтобы они не занимали ресурсы BTS [git].
- Реализован пул для более оптимальной отправки paging-запросов (GSM pinging) на основе абонентов, отброшенных до совершения вызова [git].
- Добавлена фильтрация технических GSM-устройств по IMEI (модемы, PoS-терминалы, IoT-устройства и т.д.) перед совершением вызова [git].
После всей этой оптимизации мы смогли обзвонить всех, кто находился в непосредственной близости от нас, за 72 штуки. Чтобы отправить нашу рассылку всем, кто находится поблизости, мы добавили SMS.
База данных SLite, которую Osmocom использует для хранения данных SMS, была простой точкой отказа. Теоретически, это приемлемо для типичной сети GSM до тех пор, пока пользователи не начинают отправлять SMS более нескольких раз в секунду.
Чтобы определить причину задержки, мы изучили каждый сервис Osmocom, который был активен в то время. Выяснение того, как нарушаются фундаментальные принципы, применяемые при разработке веб-приложений, в итоге оказалось очень “приятным”. В чуть более сложных проектах разработчики все еще несколько озабочены другими вопросами, такими как: освоение нескольких сотен страниц спецификаций GSM или избежание ошибок в реализации.
На изображении показана сборка BTS, состоящая из двух LimeSDR в 24-литровой сумке.
. Если у вас есть желание и два LimeSDR с достаточной мощностью, вы можете повторить это дома, поскольку весь исходный код доступен там и ссылки на него. Мы также создали сценарий CLI, который предлагает понятный интерфейс для всех базовых операций.
Как устроена сотовая связь 3g/4g
В нашу жизнь прочно вошла сотовая связь, которой уже нет равных. Сотовый телефон оказал огромное влияние на нашу жизнь, как и многие другие великие изобретения. Этот практичный способ связи не мог быть утрачен в течение долгого времени. Летающие автомобили, ховерборды и другие футуристические технологии представлены в фильме “Назад в будущее 2”.
В центре внимания сегодняшнего специального доклада kak_eto-sdelano будет структура и функционирование современной сотовой связи, а не ее будущее.
Я напросился в гости к инженерам нового федерального оператора Tele2 и провел целый день, изучая тонкости передачи данных по сотовым телефонам.
Но прежде чем я это сделаю, позвольте мне кратко рассказать о развитии сотовой связи.
Когда в 1946 году дебютировал первый мобильный радиотелефон для широкой публики, беспроводная связь уже была опробована на практике почти 70 лет назад. В 1957 году ученые Советского Союза разработали прототип мобильного радиотелефона. Впоследствии исследователи в других странах разработали аналогичные устройства с различными характеристиками. Западный мир определил и начал развивать современные принципы сотовой связи только в 1970-х годах [1].
Портативный сотовый телефон Motorola DynaTAC весом 1,15 кг, 22,5 x 17,5 x 3-75 см был создан Мартином Купером.
Сотовая связь уже была широко распространена в западных странах.
Громоздкие кирпичеобразные мобильники работавшие в форматах первого и второго поколений ушли в историю, уступив место смартфонам с 3G и 4G, лучшей голосовой связью и высокой скоростью интернета.
Поэтому в зоне предоставления связи (в зоне предоставления связи) образуются отдельные ячейки или соты, именно поэтому сотовая связь называется мобильной. Абонент получает одинаковый набор услуг от каждого сотового провайдера в пределах заранее установленных параметров. Это подразумевает, что абонент может свободно пользоваться услугами связи без ограничения своей территории.
При переезде очень важно, чтобы соединение оставалось нетронутым. Проще говоря, передача – это когда абонент устанавливает соединение, которое принимается соседними сотами, а он продолжает разговаривать или пользоваться социальными сетями.
Базовые станции и система коммутации – это две подсистемы, составляющие сеть. Схематически это выглядит следующим образом:
Базовая станция, обслуживающая три “десятки”, расположена в центре “соты”. Для передачи радиосигнала от базовой станции используются три секторные антенны, каждая из которых направлена на отдельную “соту”. Несколько антенн одной базовой станции одновременно направлены на одну “соту”. Для работы сотовой сети используются диапазоны частот 900 МГц и 1800 МГц. Базовая станция может также содержать устройства поколений связи 2G и 3G.
Компания решила отказаться от устаревших форматов в пользу новых, поэтому на вышках Tele2 установлено оборудование только третьего и четвертого поколения 3G/4G. Пользователи социальных сетей согласятся со мной, когда я скажу, что скорость Интернета стала решающим фактором. 100-200 кб/с недостаточно сегодня и будет недостаточно для таких людей, как мы с вами, через несколько лет.
Как правило, БС устанавливается на мачте, изготовленной специально для нее. В поле или на холме всегда можно было увидеть красно-белые башни БС. Вот что я вижу за своим окном.
Однако определение места для крупной конструкции в городских условиях может оказаться сложной задачей. В больших городах базовые станции устанавливаются на сооружениях. Сигналы сотовых телефонов могут быть уловлены каждым оператором на расстоянии до 35 км.
Антенны БС расположены на чердаке или в контейнерах на крыше.
Некоторые базовые станции расположены в неожиданных местах. Как выглядит крыша автостоянки?
Антенна БС состоит из нескольких секторов, каждый из которых принимает и передает сигналы в разных направлениях. Круглая антенна связывает БС и контроллер, а вертикальная антенна облегчает связь с телефонами.
Сектор может обслуживать до 72 вызовов одновременно, в зависимости от характеристик. БС может обслуживать до 432 вызовов и иметь 6 секторов. Для улучшения качества сотовые операторы, такие как Tele2, предпочитают устанавливать больше БС. Здесь используются новейшие технологии: базовые станции производства Ericsson и транспортная сеть Alcatel Lucent.
Подсистема коммутации получает сигнал от подсистемы базовой станции и устанавливает соединение с нужным абонентским направлением. Данные об абонентах хранятся в нескольких базах данных, которые являются частью подсистемы коммутации. Эта подсистема отвечает и за безопасность. Проще говоря, вы вручную соединяетесь с абонентом на коммутаторе.
В этом ящике хранится железный шкаф для одежды.
Помимо традиционных вышек существуют мобильные вышки. Они очень удобны во время фестивалей, концертов и стихийных бедствий. Однако они не получили широкого распространения из-за отсутствия правового регулирования.
Базовые станции имеют уникальную конструкцию, предназначенную для обеспечения наилучшего радиопокрытия на уровне земли. На высоте самолета сигнал не распространяется. Базовые станции сотовой связи уже присутствуют в самолетах некоторых авиакомпаний. Для подключения БС к сотовой сети на земле можно использовать спутниковый канал связи. Некоторые функции пульта управления включают возможность отключения звука голоса во время ночных полетов.
Чтобы узнать больше о том, как работает контроль качества сотовой связи, я посетил офис Tele2. Несколько лет назад такая комната была бы забита мониторами, отображающими состояние сети (перегрузки или сбои), но со временем потребность в таких мониторах уменьшилась.
Благодаря значительному развитию технологий одна комната в Москве теперь может контролировать всю сеть.
Немного фотографий из офиса Tele2.
Tele2 намерена присоединить Москву и окрестности (видео). Для меня присутствие здесь крайне важно, потому что в настоящее время я проживаю в этом районе. Как можно скорее я хочу увидеть эту сеть в своем районе.
Согласно планам компании на 2022 год, она развернет сеть 3G/4G для всех станций и будет использовать технологию LTE-callback (Lightning) для подключения новых абонентов.
G SM-модули третьего и четвертого поколения, или 3G/4g, снимаются с производства компанией Tele2. Это позволяет установить БС 3G/4g с более высокой частотой, что дает возможность обеспечить более надежную связь и высокоскоростной мобильный интернет (например, внутри МКАД).
Я покидаю офис компании вместе с инженерами Никифором и Владимиром и отправляюсь в одно из мест, где нам нужно измерить скорость связи. Никифор расположился перед мачтой, на которой находится генератор связи. Если присмотреться, то справа можно увидеть еще одну мачту с оборудованием различных сотовых операторов.
Фактически, поставщики услуг сотовой связи разрешают своим конкурентам устанавливать антенну на своих вышках. Такой обмен позволяет сэкономить много денег, ведь строить вышки и мачты очень дорого!
По дороге Никифора часто спрашивали, не шпион ли он. ).
Устройство имеет странный внешний вид, но по нему можно сделать вывод о чем угодно.
У специалистов компании немало работы, если учесть, что в Москве и области у компании более 7тыс. базовых станций: из них порядка 5тыс. 3G и около 2тыс. базовых станций LTE, а за последнее время количество БС увеличилось еще примерно на тысячу.
Всего за три месяца в Подмосковье было выведено в эфир 55% от общего количества новых базовых станций оператора в регионе. В настоящий момент компания обеспечивает качественное покрытие территории, на которой проживает более 90% населения Москвы и Московской области.
Кстати, в декабре сеть 3G Tele2 была признана лучшей по качеству среди всех столичных операторов.
Но я решил проверить связь Tele2 на себе, поэтому потратил 299 рублей (400 SMS/минут) на SIM-карту с самым дешевым тарифом “Очень черный”. Мой тариф Bilain, кстати, стоил на 100 рублей дороже.
Не отходя от кассы, я проверил скорость. 6,13 Мбит/с на прием и 2,57 Мбит/с на передачу. Это хороший результат для центра торгового центра, потому что он показывает, насколько хорошо соединение Tele2 может проходить через толстые стены большого торгового центра.
Сигнал приема на м. Третьяковская составляет 5,82 Мбит/с, а передачи – 3,22 Мб.
Кроме того, рядом со станцией метро “Красногвардейская” есть парки и скверы (прием: 6,22 Мбит/с, передача: 3,77 МБ). измеряется на выходе из метро. Если учесть, что это на окраине Москвы, то с этим можно примириться. В целом, это приличная связь для Москвы. Учитывая, что Tele2 только недавно дебютировал в Москве.
В Москве Tele2 работает стабильно. Я искренне надеюсь, что они посетят наш регион как можно скорее, чтобы я мог воспользоваться их услугами.
Вы теперь знаете, как работают мобильные телефоны!
Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите пишите мне – Аслан (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта http://ikaketosdelano.ru
Присоединяйтесь к нашим группам на Facebook, в контакте и одноклассниках.
Жми на иконку и подписывайся!
