في أغسطس 2019، نفذت روسيا، ولأول مرة في العالم (نعم، هذا صحيح)، مشروعًا تجاريًا للتكرار اللاسلكي لكابل ضوئي أساسي بسعة 40 جيجابت / ثانية. استخدمت شركة Operator Unity، وهي شركة تابعة لشركة Norilsk Nickel، مثل هذه القناة لإرسال نسخة احتياطية لاسلكية بطول 11 كيلومترًا عبر نهر ينيسي.
ومن وقت لآخر تظهر في الصحافة، بما في ذلك حبري . إنها مثيرة للاهتمام من وجهة نظر التقدم التكنولوجي، لكنها دائمًا اختبارات بحثية. وهنا مشروع تجاري حقيقي، وليس في ظروف وادي السيليكون أو الجامعة الأوروبية، ولكن مباشرة في التايغا في الدائرة القطبية الشمالية. من المثير للدهشة أن هذا البلد الشاسع والظروف الجغرافية والمناخية الصعبة هي التي تخلق الظروف المسبقة للمشاريع التي تمنح أفضل مختبرات الأبحاث فرصة للحصول على أموالها.
الجدول الزمني للسجلات اللاسلكية الأخيرة:
- قد 2013, بتردد تجريبي قدره 240 جيجا هرتز كتجربة مشتركة أجراها علماء من معهد كارلسروه للتكنولوجيا وشركة Radiometer Physics GmbH ومعهد فراونهوفر لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية. تردد الإشارة غير متاح للاستخدام التجاري.
- قد 2016: في نطاق 70/80 جيجا هرتز، نفس الفريق، ولكن كتجربة جديدة على الترددات المخصصة للمشاريع التجارية،
- نوفمبر 2016: مركز أبحاث Facebook Connectivity Lab،
- يناير 2019, ، موقع اختبار Deutsche Telekom على معدات Ericsson التسلسلية، في مايو 2019، أدى توسيع نفس الروابط على نفس موقع الاختبار إلى 8 على التوالي إلى توفير حوالي 100 جيجابت/ثانية،
- أغسطس 2019, ، مشغل نوريلسك "Unity" على المعدات التسلسلية لشركة DOK LLC (سانت بطرسبرغ).
في واقع الأمر، ربما لم يكن هناك أي سجل للاتصالات اللاسلكية في الدائرة القطبية الشمالية لولا الانجراف الجليدي على نهر ينيسي. خلفية المشروع هي كما يلي - في عام 2017، بعد أن رفض المشغلون الثلاثة الكبار تطوير الاتصالات في اتجاه تيمير، قامت شركة PJSC MMC Norilsk Nickel، باستخدام أموالها الخاصة، ببناء شبكة ألياف ضوئية ضخمة بطول (956 كم) العمود الفقري (FOCL) من Novy Urengy إلى Norilsk بسعة 40 جيجابت/ثانية. هذا طريق صعب حقا، ويمر عبر تضاريس صعبة، وقد حصل بناةه على جوائز حكومية لهذا العمل.
كانت إحدى المشاكل التشغيلية هي مرور كابل ألياف ضوئية بسعة 40 جيجابت عبر نهر ينيسي في غياب الجسور، وتقرر تشغيله على طول قاع النهر، ومن أجل الموثوقية، تم وضع عدة كابلات. لكن انجراف الجليد يضر بالبصريات بسهولة. علاوة على ذلك، فإن انجراف الجليد على نهر ينيسي ليس حدثًا ليوم واحد، ولا يُسمح بأعمال الإصلاح على الماء طوال هذا الوقت بسبب الخطر الكبير على الناس.
بالإضافة إلى الكابلات الإضافية في قاع نهر ينيسي، تم دعم المسار بقناة ترحيل لاسلكية مكونة من أبراج اتصالات تبلغ سرعتها 1 جيجابت/سم مكعب على جانبي النهر، في إيجاركا وقرية بريلوكي (قناة الراديو هذه مرئية في الصورة العلوية طبق كبير). ولكن ما هو 1 جيجابت / ثانية لتوفير منطقة نوريلسك الصناعية بأكملها في حالة تلف البصريات... - الدموع. لذلك، في فترة الخريف والشتاء 2018-2019، بدأ مشغل Norilsk Unity، وهو جزء من هيكل PJSC MMC Norilsk Nickel، أعمال التصميم على بناء قناة لاسلكية عبر Yenisei بسعة ليست أقل من الألياف- الخط البصري.
ولمفاجأة المتخصصين في شركة Unity، لم تقبل أي من العلامات التجارية للاتصالات السلكية واللاسلكية في العالم مقترحات لتزويد المعدات لقناة لاسلكية بسعة 40 جيجابت على مسافة 11 كم. والنقطة هنا هي على وجه التحديد مزيج معقد من سعة القناة العالية ونطاقها. تتميز المعدات التسلسلية الحديثة بسعة 10 جيجابت/ثانية أو أكثر للنطاق 70/80 جيجاهرتز بميزة النطاق المحدود للغاية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع أنظمة التشفير المعقدة مثل QAM128 أو QAM256 - وهي وحدها القادرة على توفير إنتاجية تبلغ 10 جيجابت / ثانية أو أكثر - فمن الصعب توفير أي قوة إرسال مهمة. تعد الطرق التي يتراوح طولها من 3 إلى 5 كيلومترات سهلة، ولكن عند مسافة 11 كيلومترًا، يصبح توهين الإشارة كبيرًا للغاية ولا يمكن الحصول على اتصال بمعيار 10GE.
تم قبول التحدي من قبل مطور محلي من سانت بطرسبرغ - . لقد طورت بالفعل جسورًا لاسلكية توفر النطاق اللازم. وقبل هذا المشروع، قاموا باختبار قناة بسرعة 40 جيجابت/ثانية على شكل 4 جسور راديوية تعمل بشكل مشترك بسرعة 10 جيجابت/ثانية في موقع الاختبار الخاص بهم بطول 4 كم، وكانوا واثقين من إمكانية الحصول على هذه السعة. ولكن من الناحية العملية، لم يحاول أحد في صناعة الاتصالات على الإطلاق إنشاء 4 جسور راديوية متوازية تعمل بسرعة 10 جيجابت/ثانية على مسافة 11 كم.
بعد أن تلقى رفضًا من العلامات التجارية العالمية، لم يكن العميل، الذي تمثله شركة Edinstvo LLC، متأكدًا أيضًا من أن المعدات المحلية ستتعامل مع المشروع. ولذلك، تقرر في البداية تركيب جسر راديوي واحد فقط بسرعة 10 Gbit/s على مسافة 11 km كمرحلة تجريبية. وإذا أثبتت نفسها بشكل جيد، فقم بتوسيع المهمة إلى 4 جسور راديوية متوازية تعمل.
ومن الناحية التقنية، ليس من الضروري على الإطلاق إرسال 40 جيجابت/ثانية في قناة واحدة، سواء عبر الهواء أو عبر كابل ضوئي. من الأسهل بكثير نقل البيانات عبر عدة "سلاسل" متوازية بسرعة 10 جيجابت/ثانية. تعد معدات الشبكة 10GE أرخص ويمكن الوصول إليها بسهولة أكبر من محولات 40GE. بالإضافة إلى ذلك، توفر "الخيوط" المتوازية موثوقية أكبر للقناة بأكملها.
ولكن كانت هناك مشكلة تتمثل في أنه، على عكس الكبل البصري، حيث لا تؤثر الإشارة على طول الألياف المتوازية بأي شكل من الأشكال على بعضها البعض، فإن قنوات الراديو تواجه تداخلًا متبادلاً، حتى الفشل التام في الاتصال. ويتم التعامل مع ذلك باستخدام استقطابات مختلفة للإشارة ونشر الإشارات حسب التردد. ولكن من الأسهل القول، وأكثر صعوبة في التنفيذ "في الأجهزة". صنع فريق سانت بطرسبرغ دوائر باستخدام دوائر دقيقة كبيرة تعمل بالموجات الدقيقة (MMIC، دائرة متكاملة متجانسة للميكروويف) تعتمد على زرنيخيد الغاليوم وكانوا واثقين من حلول الدوائر الخاصة بهم.
"يتم تصنيع جسور الراديو الحديثة بمعيار 10GE في جميع أنحاء العالم باستخدام رقائق الميكروويف التجارية. في هذا المجال، من غير الفعال إجراء تطوير متكامل رأسياً، عندما يتم تنفيذ جميع العمليات الفنية في شركة واحدة - من رش رقائق الميكروويف إلى تجميع المكونات في المنتج النهائي. وهذا هو تقريبًا نفس عدد الشركات التي تصنع لوحات الكمبيوتر بناءً على شرائح من Intel وAMD. ومع ذلك، على عكس لوحات الكمبيوتر ذات الإنتاج الضخم، فإن إعداد شرائح الميكروويف، ومن ثم تضخيم الإشارة وتغذيتها إلى الهوائي يتطلب خبرة خاصة، وهذا، في الواقع، هو موضوع المعرفة الفنية للشركة، "علق فاليري سالوماتوف، المشروع مدير DOK LLC.
نجح نموذج الجسر الراديوي التجريبي بسرعة 10 جيجابت/ثانية PPC-10G-E-HP في العمل على الأبراج على طول ضفاف نهر ينيسي لمدة شهرين (مايو-يونيو 2019). تعتبر أمطار الصيف من أصعب الأوقات بالنسبة للاتصالات اللاسلكية ذات الموجات المليمترية، لأن... قطرات المطر قابلة للمقارنة مع الطول الموجي (حوالي 4 ملم)، مما يؤدي إلى إضعاف الإشارة. في الشتاء لا تحدث هذه المشكلة، لأن... تعتبر رقاقات الثلج، وكذلك الضباب والدخان، بمثابة شفافية لاسلكية للاتصالات اللاسلكية في نطاق 70/80 جيجا هرتز.
تعامل الجسر اللاسلكي بسرعة 10 جيجابت/ثانية من DOK LLC مع الظروف الجوية والمسافة، وبعد ذلك، بناءً على إحصائيات حول توفر خط الاتصال، قرر مشغل Unity توسيع نطاقه إلى 4 قنوات لاسلكية متوازية بسعة 10GE لكل منها. تم إجراء التثبيت من قبل متخصصين من شركة Edinstvo، الذين اكتشفوا بشكل مستقل تعقيدات الإعداد وفقًا للتعليمات الخاصة بالمعدات. في نهاية يوليو 2019، جسر الراديو
تم قبول 40 جيجابت/ثانية (4x10 جيجابت/ثانية) عبر Yenisei للتشغيل التجاري بحضور فريق الإشراف على التثبيت من شركة DOK.
المصدر: www.habr.com