Как мы измерили качество сервисов передачи данных беспроводного интернета на M8 «Холмогоры»

Привет, Хабр!

Меня зовут Борис, работаю на должности Архитектора беспроводных систем связи. Представляю компанию Avotel, входящую в группу компаний Аквариус. Занимаюсь архитектурами различных систем от сотовой связи и промышленных беспроводных до привычных пользователю Wi-Fi, Bluetooth и т.д. Задачи приходится решать разные, не поверите, даже из смежных областей. Хочется поделиться своим накопленным багажом, хотя времени катастрофически не хватает. Поехали!

В начале лета 2024 года мы получили предложение от правительства Ярославской области проверить качество сервисов передачи данных, предоставляемых сотовыми операторами, на автотрассе М8 «Холмогоры». Выражаясь на профессиональном сленге – провести драйв-тест в границах области.

Рутинная задача для отдела качества сотового оператора или специализирующихся на подобных сервисах компаний, для нас стала небольшим вызовом – готового комплекса для проведения таких измерений у нас не было.

Стандартно подобный измерительный комплекс состоит из следующих компонентов:

 ·       специализированного программного обеспечения, позволяющего собирать, синхронизировать и сохранять измерения;

·       измерительного приемника – сканера, при помощи которого оценивают покрытие сотовой сети;

·       измерительных терминалов, которые позволяют оценить предоставляемые сервисы – качество голосовой связи, скорость передачи данных и прочее;

·       GPS-приемника, осуществляющего геопривязку измерений.

У нас в наличии не было главного – измерительного терминала. Как правило, это смартфон или сотовый модем, чаще всего определенной модели со специализированной прошивкой, совместимой с измерительным ПО. Обычно их продают те же компании, что и производят измерительное ПО. Но вот беда — после известных событий 2022 года эти компании официально ушли с российского рынка и покупка их продукции стала если и не невозможной, то очень долгой и затратной. При таких вводных предстояло придумать обходной путь, чем мы и занялись.

Помогли нам коллеги из компании Avotel, производящие сумматоры. Сумматор – это устройство позволяющие объединять несколько каналов связи в один. Это с одной стороны увеличивает общую пропускную способность, а с другой повышает надежность – если один из каналов связи вдруг откажет, другие продолжат свою работу.

Для наших целей подошла модель Avotel A4S3-04, позволяющая объединить до 4 каналов сотовой связи.

К сожалению, подружить сумматор с имеющимся у нас измерительным ПО напрямую не получилось. Его пришлось препарировать при помощи коллег из Avotel и вычленить одну из основных частей сумматора – модемную плату. Она, к слову сказать о пресловутом импортозамещении, была полностью спроектирована Avotel и производится у нас с максимальным применением российских комплектующих. И вот уже эту плату с модемами, подключив к компьютеру через USB интерфейс, удалось подружить с измерительным ПО.

Далее рутинная работа по тестированию платы в составе измерительного комплекса – совместимость с остальными частями, проверка управления модемами платы при помощи измерительного ПО, создание и проверка скриптов, ответственных за измерения и т.д.

Спустя две недели, тесты на столе успешно пройдены. Надо опробовать комплекс в тестовом драйв-тесте. И снова проблема – просто так плату в машину не кинуть, лабораторного блока питания в машине тоже нет. А главное абсолютно нет времени, чтобы из платы сделать оконченный продукт: поместить в хороший корпус, установить плату питания – создать красивый тестовый образец.

Пришлось собирать Франкенштейна. Корпусом для нашей платы послужил обычный инструментальный кейс, купленный в ближайшем хозяйственном магазине. В качестве источника питания использовался гигантской емкости пауэр-банк. Применение пауэр-банка позволило исключить проблемы, связанные с возможными скачками напряжения бортовой сети автомобиля.

Пробный драйв-тест в целом оказался успешным: комплекс подняли, измерения провели, на основе результатов скорректировали скрипты. Мы в ожидании дня «Д».

Пару слов о методике. В основу мы положили официальные методики ГКРЧ и Министерства Цифрового Развития и скорректировали их с учетом пожеланий заказчика. Отдельным требованием с его стороны было время проведения драйв-теста: с 16:00 пятницы – видимо на этот промежуток времени приходится ЧНН на автотрассе М8. Также учли и пожелание о местоположении абонентских терминалов – чудо чемоданчик разместили на заднем сидении автомобиля.

Дополнительная задача – определить список каналов, на которых работают операторы в Ярославской области. Это необходимо для корректного измерения покрытия приемником. Помимо общих для всех регионов диапазонов частот, выделенных для каждого оператора, есть еще и каналы, уникальные для каждого региона. Это обусловлено как историческим распределением частот на заре появления сотовых сетей, так и стратегией развития сотового оператора в конкретном географическом районе. Просто так померить, сидя в Москве, мы не могли, поэтому пришлось привлекать на помощь информацию из различных открытых источников.

Сам драйв-тест прошел довольно скучно, т.к в монотонном движении со скоростью 60 км/ч веселого немного. Комплекс показал себе с хорошей стороны, стабильно отработав всю дорогу. Проблемы при измерениях были, но внешнего характера и поделать с ними мы ничего не смогли.

По результатам драйв-теста были найдены места с недостаточным покрытием сети, но каких-либо проблем связанных с недостаточной емкостью мы не обнаружили.

Ну а что же наш комплекс, вернее его оригинальная часть? В планах от прототипа перейти к опытному образцу, максимально переиспользуя имеющеюся у нас в наличии компонентную базу для производства сумматоров Avotel, и организовать его опытную эксплуатацию у одного из операторов.