En agosto de 2019, Rusia llevó a cabo por primera vez en el mundo (sí, es cierto) un proyecto comercial de respaldo inalámbrico de un cable óptico troncal con capacidad de 40 Gbps. El operador 'Yedinstvo', una filial de Norilsk Nickel, utilizó este canal para realizar una copia de seguridad inalámbrica de 11 kilómetros a través del Yeniséi.
Periódicamente en la prensa, y en Habr también, aparecen . Son interesantes desde el punto de vista del progreso tecnológico, pero siempre se tratan de pruebas de investigación. Pero aquí hay un proyecto comercial real, y no en las condiciones de Silicon Valley o una universidad europea, sino directamente en la taiga del Círculo Polar. Curiosamente, es precisamente este vasto país, con sus complejas condiciones geográficas y climáticas, lo que crea las condiciones para proyectos que superan a los mejores laboratorios de investigación.
Cronología de los últimos récords en comunicaciones inalámbricas:
- Mayo de 2013, en una frecuencia experimental de 240 GHz como un experimento conjunto de científicos del Instituto Tecnológico de Karlsruhe, la empresa Radiometer Physics GmbH y el Instituto Fraunhofer de Física Aplicada de Sólidos. La frecuencia de la señal no está disponible para uso comercial.
- Mayo de 2016: en el rango de 70/80 GHz, el mismo equipo, pero como un nuevo experimento en frecuencias asignadas para proyectos comerciales,
- Noviembre de 2016: , laboratorio de investigación Facebook Connectivity Lab,
- Enero de 2019, , campo de prueba de Deutsche Telekom con equipos de producción de Ericsson, en mayo de 2019, la escalabilidad de los mismos enlaces en el mismo campo alcanzó aproximadamente 100 Gbps al colocar 8 en fila,
- Agosto de 2019, , el operador de Norilsk 'Yedinstvo' con equipos de producción de LLC 'DOK' (San Petersburgo).
En realidad, no habría habido ningún récord de comunicación inalámbrica en las condiciones del Círculo Polar Ártico si no hubiera sido por el deshielo en el Yenisé. La historia del proyecto es la siguiente: en 2017, después de que los operadores de la "gran trilogía" se negaran a desarrollar la comunicación en dirección a Taymyr, la corporación PJSC "GMK Norilsk Nickel" construyó, con fondos propios, una inmensa fibra óptica (WOLC) de 956 km de longitud desde Novo-Urengoy hasta Norilsk con una capacidad de 40 Gb/s. Esta es una ruta realmente complicada que pasa por terrenos difíciles, y sus constructores recibieron premios gubernamentales por este trabajo.
Uno de los problemas durante la operación fue la transición del cable de 40 gigabits de la WOLC a través del Yenisé en ausencia de puentes, por lo que se decidió colocarlo en el lecho del río, y para mayor seguridad se instalaron varios cables. Sin embargo, el deshielo daña fácilmente la fibra óptica. Además, el deshielo en el Yenisé no es un evento que dure solo un día, y ningún trabajo de reparación en el agua está permitido durante este tiempo debido al alto riesgo para las personas.
Además de los cables adicionales en el fondo del Yenisé, la ruta se reservó mediante un canal de microondas inalámbrico de 1 Gb/s desde torres de telecomunicaciones a ambos lados del río, en Igarka y el asentamiento de Priluki (este canal de radio se puede ver en la foto de arriba: un plato grande). Pero ¿qué es 1 Gb/s para garantizar toda la zona industrial de Norilsk en caso de daño a la fibra óptica? … lágrimas. Por lo tanto, en el periodo de otoño-invierno de 2018-2019, el operador norilskense "Yedinstvo", que forma parte de PJSC "GMK Norilsk Nickel", inició trabajos de diseño para construir un canal inalámbrico a través del Yenisé con una capacidad que no se queda atrás de la línea de la WOLC.
Para sorpresa de los especialistas de «Unificación», ninguna de las marcas mundiales de telecomunicaciones aceptó las ofertas para el suministro de equipos para un canal inalámbrico de 40 gigabits a una distancia de 11 km. El problema radica precisamente en la complicada combinación de alta capacidad del canal y distancia. El equipo moderno en serie con una capacidad de 10 Gbit/s o más para el rango de 70/80 GHz tiene una característica muy limitante en cuanto a distancia. Esto se debe a que, en los esquemas de codificación complejos, como QAM128 o QAM256, que son los únicos capaces de proporcionar un ancho de banda de 10 Gbit/s o más, es difícil asegurar una potencia del transmisor significativa. Distancias de 3-5 km son fáciles, pero a 11 km la atenuación de la señal se vuelve excesiva y no se puede obtener ninguna conexión en el estándar 10GE.
Un desarrollador nacional de San Petersburgo aceptó el desafío — . Ya tenían desarrollos de puentes de radio que garantizaban la distancia necesaria. Antes de este proyecto, habían probado un canal de 40 Gbit/s en forma de 4 puentes de radio que operaban conjuntamente a 10 Gbit/s en su campo de pruebas de 4 km y estaban seguros de que era posible alcanzar tal capacidad. Pero en la práctica, nadie en la industria de telecomunicaciones había intentado poner juntos 4 puentes de radio operando en paralelo a 10 Gbit/s a una distancia de 11 km.
Después de recibir negativas de las marcas mundiales, el cliente en la forma de LLC «Unificación» también no estaba seguro de que el equipo nacional pudiera manejar el proyecto. Por lo tanto, se decidió inicialmente instalar un solo puente de radio de 10 Gbit/s a 11 km como etapa piloto. Si funcionaba bien, se escalaría la tarea a 4 puentes de radio funcionando en paralelo.
Desde un punto de vista técnico, no es absolutamente necesario transmitir 40 Gbit/s en un solo canal, tanto por aire como por cable óptico. Es mucho más simple transmitir datos a través de varias 'hebras' paralelas de 10 Gbit/s. El equipo de red de estándar 10GE es más económico y accesible que los conmutadores de estándar 40GE. Además, las 'hebras' paralelas aportan una mayor fiabilidad a todo el canal.
Sin embargo, existía un problema: a diferencia del cable de fibra óptica, donde la señal en las fibras paralelas no se afecta entre sí, en los canales de radio surgen interferencias mutuas que pueden llegar hasta la completa pérdida de la comunicación. Para solucionar esto, se utilizan diversas polarizaciones de señal y se separan las señales por frecuencia. Pero esto es más fácil de decir que de implementar en 'hardware'. Los de San Petersburgo desarrollaron circuitos en grandes microchips de onda milimétrica (MMIC, Circuito Integrado Monolítico de Microondas) basados en arsenuro de galio y estaban seguros de su solución de circuitos.
«Los modernos puentes de radio estándar 10GE se fabrican en todo el mundo con microchips de onda milimétrica comprados. En esta área, no es efectivo llevar a cabo un desarrollo verticalmente integrado, donde todos los procesos tecnológicos se realizan en una sola empresa, desde la deposición de microchips de microondas hasta el ensamblaje de componentes en el producto final. Es aproximadamente lo mismo que muchas empresas hacen placas de computadora basadas en chips de Intel y AMD. Sin embargo, a diferencia de las placas masivas para PC, para ajustar microchips de microondas, amplificar la señal y enviarla a la antena se requiere una experiencia especial, y eso, en esencia, es el objeto del Know-How de las empresas», comentó Valery Salomatov, gerente de proyectos de LLC «DOK».
El puente de radio piloto de 10 Gbit/s modelo PPC-10G-E-HP funcionó con éxito en las torres a lo largo de las orillas del Yeniséi durante un par de meses (mayo-junio de 2019). Las lluvias de verano son el momento más complicado para la comunicación de radio en el rango de milímetros, ya que las gotas de lluvia son comparables a la longitud de onda (alrededor de 4 mm), lo que provoca una atenuación de la señal. En invierno, este problema no existe, ya que los copos de nieve, al igual que la niebla y el humo, son radio-transparentes para las comunicaciones inalámbricas en el rango de 70/80 GHz.
El puente de radio de 10 Gbit/s de LLC «DOK» logró superar las condiciones climáticas y la distancia, después de lo cual, basándose en las estadísticas de disponibilidad de la línea de comunicación, el operador «Yedinstvo» tomó la decisión de escalar a 4 canales inalámbricos paralelos con una capacidad de 10GE cada uno. La instalación fue realizada por especialistas de la empresa «Yedinstvo», quienes se familiarizaron con las sutilezas de la configuración según las instrucciones del equipo. A finales de julio de 2019, el puente de radio
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) a través del Yeniséi fue puesto en operación industrial en presencia del equipo de montaje jefe de la empresa «DOK».
Fuente: habr.com
