Зачем на сотовых станциях нужны GPS-приёмники?

У большинства из нас термин GPS ассоциируется с навигацией в пространстве. В путешествиях, командировках, да и в своём городе благодаря спутниковому навигатору мы без труда можем найти путь к конкретному месту с точностью до нескольких метров. Но приёмники GPS можно встретить и на сотовых станциях, которым уж точно не грозят какие-то путешествия. Зачем на стационарных объектах нужен приёмник спутникового сигнала?

Как я уже не раз рассказывал, сотовая сеть представляет собой множество элементов, взаимодействующих друг с другом. Это и знакомые нам сотовые станции, создающие покрытие, так и центральные объекты: контроллеры базовых станций и коммутаторы. Для качественного обслуживания абонентов вся сотовая сеть должна быть засинхронизирована, то есть элементы должны работать в такт друг с другом.

На практике это означает, что часы на всех сотовых станциях и центральных элементах должны быть синхронны, иными словами, показывать одинаковое время. А так как передача данных в современных сотовых сетях осуществляется на очень высоких скоростях, то и синхронность должна быть обеспечена до миллисекунд.

В эпоху 2G, когда транспортные сети, связывающие станции друг с другом, строились на временном разделении проблем в синхронизации не было. Сама кадровая структура потока позволяет обеспечить достаточно точную синхронизацию. Но этот метод передачи не эффективен и уходит в прошлое. Сейчас подавляющее большинство объектов связано по IP-протоколу где уже нет чёткой кадровой структуры. Эффективность как раз и достигается за счёт возможности передавать в любое время. Это нужно для минимизации задержек и максимального использования всего ресурса.

Но и в случае с IP-сетями можно обеспечить достаточную синхронизацию для работы сетей сотовой связи, в том числе и 4G. Ответ в специальном протоколе синхронизации времени IEEE1588. Принцип его работы основан на отправке специальных широковещательных синхронизационных пакетов от главного сервера, которые распространяются между всеми элементами сотовой сети. По этим пакетам подстраиваются часы на каждой из станций.

Но есть некоторые задачи, требующие сверхточной синхронизации, например, когда один и тот же частотный спектр используется сетями разных поколений одновременно. В этом случае и используют GPS-приёмники, которые кроме функции определения местоположения выполняют также функцию синхронизации.

В этом случае спутник используется в качестве единого задающего источника, по которому уже подстраиваются все станции. Использованием GPS-синхронизации достигается наивысшая степень точности. Кроме того, этот способ лишён недостатков, связанных с нарушением работы элементов наземной инфраструктуры, например, промежуточных маршрутизаторов или линий связи.

Поэтому GPS нужен не только для путешествий, но и для работы, в том числе другого оборудования!