V srpnu 2019 byl v Rusku poprvé na světě (ano, je to pravda) realizován komerční projekt bezdrátového zálohování optického kabelu o kapacitě 40 Gb/s. Operátor „Jedinstvo“, dceřiná společnost Norilského niklu, prostřednictvím tohoto kanálu zrealizoval 11kilometrovou bezdrátovou zálohu přes Jenisej.
Pravidelně se v médiích, včetně serveru Habr, objevují . Jsou zajímavé z pohledu technologického pokroku, ale vždy jde o výzkumné testy. A tady jde o skutečný komerční projekt, a to ne za podmínek Silicon Valley nebo evropské univerzity, ale přímo v tajze na Polárním kruhu. Jak překvapivé, ale právě obrovská země, složité geografické a klimatické podmínky vytvářejí předpoklady pro projekty, které předčí nejlepší výzkumné laboratoře.
Chronologie posledních rekordů v bezdrátové komunikaci:
- Květen 2013, na experimentální frekvenci 240 GHz jako společný experiment vědců z Technologického institutu Karlsruhe, společnosti Radiometer Physics GmbH a Fraunhoferova institutu pro aplikovanou fyziku pevných látek. Frekvence signálu není dostupná pro komerční použití.
- Květen 2016: v pásmu 70/80 GHz, stejný tým, ale jako nový experiment na frekvencích vyhrazených pro komerční projekty,
- Listopad 2016: , výzkumné centrum Facebook Connectivity Lab,
- Leden 2019, , polygon Deutsche Telekom na sériovém vybavení Ericsson, v květnu 2019 škálování stejných spojení na stejném polygonu už na 8 v řadě dalo přibližně 100 Gb/s,
- Srpen 2019, , Norilský operátor „Jedinstvo“ na sériovém vybavení LLC „DOK“ (Petrohrad).
Vlastně by žádný rekord v bezdrátové komunikaci v podmínkách Polárního kruhu ani nemusel existovat, kdyby nebylo odtoku ledu na Jeniseji. Příběh projektu je následující: v roce 2017, poté co operátoři "velké trojky" odmítli rozvíjet komunikaci směrem k Tajmyru, společnost PAO "GMK Norilský nikl" na vlastní náklady postavila obrovsky dlouhou (956 km) optickou trasu (VOLS) z Nového Urengoe do Norilsku s kapacitou 40 Gb/s. Je to skutečně slohá trasa, která prochází těžko přístupným terénem, a její stavitelé za tuto práci obdrželi státní ocenění.
Jedním z problémů při provozu bylo rozhodnutí přejít přes Jenisej se 40-gigabitovým kabelem VOLS bez mostů tak, že byl položen na dno řeky, a pro spolehlivost bylo uloženo několik kabelů. Ale odtok ledu snadno poškodí optiku. Navíc odtok ledu na Jeniseji trvá daleko ne jeden den a žádné opravy na vodě nebyly po celou tuto dobu povoleny kvůli vysokému nebezpečí pro lidi.
Kromě dalších kabelů na dně Jeniseje byla trasa rezervována bezdrátovým radioreléovým kanálem 1 Gb/s z telekomunikačních věží na obou stranách řeky, v Igarki a v obci Priluki (tento rádiový kanál je viditelný na horní fotografii — velká parabola). Ale co je to 1 Gb/s pro zajištění celého norilského průmyslového regionu v případě poškození optiky … — slzy. Proto na podzim a zimu roku 2018-2019 začal norilský operátor "Jedinstvo", který je součástí PAO "GMK Norilský nikl", projektové práce na výstavbě bezdrátového kanálu přes Jenisej s kapacitou, která se vyrovná rozloze VOLS.
K překvapení specialistů společnosti „Jedinstvo“ nikdo z globálních telekomunikačních značek nepřijal nabídky na dodávku vybavení pro 40gigabitový bezdrátový kanál na vzdálenost 11 km. Důvodem je složité spojení vysoké kapacity kanálu a jeho vzdálenosti. Moderní sériové vybavení s kapacitou 10 Gbit/s a více pro frekvenční pásmo 70/80 GHz má vlastnost velmi omezeného dosahu. K tomu dochází, protože u složitých schémat kódování, jako je QAM128 nebo QAM256 — a jen ta mohou poskytnout propustnost 10 Gbit/s a více — je obtížné zajistit jakoukoli významnou sílu vysílače. Trasy 3-5 km jsou snadné, ale na 11 km se útlum signálu stává příliš velkým a žádné spojení v standardu 10GE není možné získat.
Výzvy se ujal tuzemský vývojář ze Sankt-Petěrburgu — . Ta již měla vývoj rádiových můstků, které zajišťovaly potřebnou vzdálenost. A před tímto projektem testovali kanál 40 Gbit/s ve formě 4 spolupracujících rádiových můstků po 10 Gbit/s na svém 4 km — polygonu, a byli si jisti, že takovou kapacitu lze dosáhnout. Ale v praxi nikdo v telekomunikačním průmyslu nikdy nezkoušel sestavit 4 paralelně pracující rádiové můstky po 10 Gbit/s na vzdálenosti 11 km.
Po odmítnutí ze strany globálních značek neměl objednatel, jménem LLC „Jedinstvo“, také jistotu, že domácí vybavení zvládne projekt. Proto bylo rozhodnuto nejprve nasadit jako pilotní fázi pouze jeden rádiový můstek 10 Gbit/s na 11 km. A pokud se osvědčí, rozšířit úkol na 4 paralelně pracující rádiové můstky.
Z technického hlediska není vůbec nutné přenášet 40 Gbit/s v jednom kanálu, ať už vzduchem či optickým kabelem. Mnohem snazší je přenášení dat po několika paralelních „vláknech“ 10 Gbit/s. Síťové vybavení standardu 10GE je levnější a dostupnější než přepínače standardu 40GE. Kromě toho paralelní „vlákna“ poskytují větší spolehlivost celému kanálu.
Existoval však problém v tom, že na rozdíl od optického kabelu, kde signál na paralelních vláknech navzájem neovlivňuje jeden druhého, u rádiových kanálů dochází k vzájemným rušení až k úplnému výpadku spojení. S tím se bojuje pomocí různých polarizací signálu a rozdělením signálů podle frekvence. Ale to se snadno říká, mnohem obtížněji se to realizuje "v hardwaru". Lidé z Petrohradu vytvořili schémata na velkých mikrovlnných integrovaných obvodech (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) na bázi arsenidu gallia a byli si jisti svým technickým řešením.
"Moderní rádiové mosty standardu 10GE po celém světě se dělají na zakoupených mikrovlnných obvodech. V této oblasti není efektivní vést vertikálně integrovaný vývoj, když všechny technologické procesy probíhají v jedné firmě — od nanášení mikrovlnných čipů až po montáž komponentů do hotového výrobku. Je to přibližně tak, jak řada firem vyrábí počítačové desky na bázi čipů od Intelu a AMD. Nicméně, na rozdíl od masových desek pro PC, pro nastavení mikrovlnných čipů, následné zesílení signálu a jeho dodání do antény je zapotřebí zvláštní odborníci, a to je vlastně předmět Know-How firem," komentoval Valerij Salomatov, projektový manažer společnosti "DOK".
Pilotní rádiový most 10 Gbit/s model PPC-10G-E-HP úspěšně fungoval na věžích podél břehů Jeniseje několik měsíců (květen-červen 2019). Letní deště jsou nejtěžší dobou pro rádiovou komunikaci v milimetrovém pásmu, protože kapky deště jsou srovnatelné s délkou vlny (asi 4 mm), což způsobuje slábnutí signálu. V zimě se tento problém nevyskytuje, protože sněhové vločky, stejně jako mlha a kouř — jsou pro bezdrátovou komunikaci v pásmu 70/80 GHz radioprůhledné.
Rádiový most 10 Gbit/s od společnosti "DOK" se vypořádal s povětrnostními podmínkami a vzdáleností, na základě statistiky dostupnosti linky operátor "Jednotnost" přijímal rozhodnutí o rozšíření na 4 paralelní bezdrátové kanály o kapacitě 10GE každý. Montáž prováděli odborníci společnosti "Jednotnost", kteří si sami poradily s jemnostmi nastavení podle instrukcí k zařízení. Na konci července 2019 byl rádiový most
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) přes Jenisej byl přijat do průmyslového provozu za účasti šéf-montážního týmu od společnosti "DOK".
Zdroj: habr.com
