През август 2019 г. в Русия за първи път в света (Да, това е вярно) беше извършен търговски проект за безжично резервиране на магистрални оптични кабели с капацитет 40 Гбит/с. Операторът „Единство“, дъщерна компания на Норилски никел, с помощта на такъв канал прокара 11-километров резервен безжичен канал през Енисей.
Периодично в пресата, включително и на Хабра, се появяват . Те са интересни от гледна точка на напредъка в технологиите, но винаги са именно изследователски тестове. А тук става въпрос за реален търговски проект, и не в условията на Силиконовата долина или европейски университет, а направо в тайгата на Полярния кръг. Както и да е, именно огромната страна, сложните географски и климатични условия създават предпоставки за проекти, които предлагат предимство на най-добрите изследователски лаборатории.
Хронология на последните рекорди в безжичната връзка:
- Май 2013, на експериментална честота 240 ГГц като съвместен експеримент на учените от Технологичния институт в Карлсруе, компанията Radiometer Physics GmbH и Фраунхоферския институт по приложна физика на твърдото тяло. Честотата на сигнала не е налична за търговско използване.
- Май 2016: в диапазона 70/80 ГГц, същият екип, но като нов експеримент на честоти, предназначени за търговски проекти,
- Ноември 2016: , изследователски център Facebook Connectivity Lab,
- Януари 2019, , тестова площадка на Deutsche Telekom с серийно оборудване на Ericsson, през май 2019 г., разширяването на същите връзки на същата площадка вече до 8 в ред доведе до около 100 Гбит/с,
- Август 2019, , Норилският оператор „Единство“ с серийно оборудване на ООО „ДОК“ (Санкт-Петербург).
Всъщност, нямаше да има никакъв рекорд за безжична връзка в условията на Полярния кръг, ако не беше ледоходът на Енисей. Предисторията на проекта е следната — през 2017 година, след като операторите от "голямата тройка" отказаха да развиват връзка в посока Таймир, корпорацията ПАО "ГМК Норилски никел" със собствени средства построи огромна по дължина (956 км) волоконно-оптична магистрала (ВОЛС) от Нови Уренгей до Норилск с капацитет 40 Гбит/с. Това е наистина сложна трасета, която преминава през труднопроходими местности, и строителите ѝ получиха правителствени награди за този труд.
Една от проблемите при експлоатацията — преминаването на 40-гигабитния кабел ВОЛС през Енисей в отсъствие на мостове, беше решено да се осъществи по дъното на реката, като за надеждност бяха положени няколко кабела. Но ледоходът лесно поврежда оптиката. Освен това, ледоходът на Енисей е събитие, което не трае само един ден, и никакви ремонтни работи на водата не са разрешени през това време поради високата опасност за хората.
Освен допълнителните кабели на дъното на Енисей, трасето е резервирано с безжичен радиорелейен канал от 1 Гбит/с от телекомуникационни кули от двете страни на реката, в Игарка и селото Прилуки (този радиоканал е видим на горната снимка — голямата чиния). Но какво представлява 1 Гбит/с за осигуряване на целия Норилски индустриален район в случай на повреждане на оптиката... — сълзи. Затова през есенно-зимния период на 2018-2019 година Норилският оператор "Единство", част от структурата на ПАО "ГМК Норилски никел", започна проектни работи за изграждане на безжичен канал през Енисей с капацитет, който не отстъпва на магистралата ВОЛС.
Към учудването на специалистите от «Единство», никой от световните телекомуникационни марки не прие предложения за доставка на оборудване за 40-гигабитен безжичен канал на разстояние от 11 км. Причината е именно сложната комбинация от висока капацитетност на канала и разстояние. Съвременото серийно оборудване с капацитет 10 Гбит/c и повече за диапазона 70/80 ГГц притежава особеността на изключително ограничено разстояние. Това се дължи на факта, че при сложни схеми на кодиране, като QAM128 или QAM256, — а само те могат да осигурят пропускателна способност 10 Гбит/c и повече, — е трудно да се осигури каквато и да е значителна мощност на предавателя. Разстояния от 3-5 км са лесни, но на 11 км загубата на сигнал става прекалено голяма и никаква връзка в стандарта 10GE не може да бъде получена.
Обаждането прие роден разработчик от Санкт Петербург — . Тя вече имаше разработки на радиомостове, които осигуряваха необходимото разстояние. А преди този проект те тествали канал от 40 Гбит/c във вид на 4 съвместно работещи радиомоста по 10 Гбит/c на своя 4 км — полигон, и бяха уверени, че такава капацитетност е възможно да се постигне. Но на практика, никой никога в телекомуникационната индустрия не е опитвал да постави 4 паралелно работещи радиомоста по 10 Гбит/c на разстояние от 11 км.
Получавайки откази от световните марки, клиентът под формата на ООД «Единство» също не беше сигурен, че родното оборудване ще се справи с проекта. Затова решението беше в началото да се постави само един радиомост от 10 Гбит/c на разстояние от 11 км в качеството на пилотен етап. А ако той се представи добре, вече да се мащабира задачата до 4 паралелно работещи радиомоста.
От техническа гледна точка напълно не е задължително да се предават 40 Гбит/c в един канал, както по въздуха, така и по оптичния кабел. Много по-просто е да се предават данни по няколко паралелни „нишки“ от 10 Гбит/c. Мрежовото оборудване от стандарт 10GE е по-евтино и достъпно, отколкото комутаторите от стандарт 40GE. Освен това, паралелните „нишки“ придават по-голяма надеждност на целия канал.
Но имаше проблем в това, че за разлика от оптичния кабел, където сигналът по паралелните влакна не влияе един на друг, при радиоканалите възникват взаимни смущения, които могат да доведат до пълен провал на комуникацията. С това се борят, прилагайки различна поляризация на сигнала и разпределяйки сигналите по честота. Но това е по-лесно да се каже, отколкото да се реализира „в железото“. Питерците разработиха схемотехника на големи СВЧ-микросхеми (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) на основата на арсенид на галия и бяха уверени в своя схемотехнически подход.
„Современните радиомостове стандарта 10GE в целия свят се произвеждат на закупени СВЧ-микросхеми. В тази сфера не е ефективно да се провежда вертикално интегрирано разработване, когато всички технологични процеси се изпълняват в една фирма — от нанасянето на СВЧ-чиповете до сглобяването на компонентите в готово изделие. Това е приблизително като множество фирми, които произвеждат компютърни платки на базата на чипове от Intel и AMD. Въпреки това, за разлика от масовите платки за персонални компютри, за настройването на СВЧ-чиповете, последващото усилване на сигнала и подаването му в антената е нужна специална експертиза и това, всъщност, е предмет на Ноухау на компаниите“, коментира Валерий Саломатов, мениджър проекти в ООО „ДОК“.
Пилотният радиомост 10 Гбит/c модел PPC-10G-E-HP успешно работи на кулите по бреговете на Енисей в продължение на два месеца (май-юни 2019). Летните дъждове са най-трудното време за радиовръзка в милиметровия диапазон, тъй като капките дъжд са съизмерими с дължината на вълната (около 4 мм), което води до отслабване на сигнала. През зимата такъв проблем не съществува, тъй като снежинките, както и мъглата и дима, са радиопрозрачни за безжичната връзка в диапазона 70/80 ГГц.
Радиомостът 10 Гбит/c от ООО „ДОК“ се справи с метеорологичните условия и разстоянието, след което на база статистиката за наличност на линията за свързване операторът „Единство“ взе решение за мащабиране в 4 паралелни безжични канала с капацитет 10GE всеки. Монтажът изготвиха специалисти от компанията „Единство“, които сами успяха да се запознаят с нюансите на настройката съобразно инструкциите за оборудването. В края на юли 2019 година радиомостът
40 Гбит/c (4х 10 Гбит/c) през Енисей беше приет в промишлена експлоатация в присъствието на шеф- монтажната екип от компанията „ДОК“.
Източник: habr.com
