En agosto de 2019, Rusia, por primera vez en el mundo (sí, es cierto), llevó a cabo un proyecto comercial para la redundancia inalámbrica de un cable óptico troncal con una capacidad de 40 Gbit/s. El operador Unity, una filial de Norilsk Nickel, utilizó dicho canal para reenviar un respaldo inalámbrico de 11 kilómetros a través del Yenisei.
De vez en cuando aparecen en la prensa, incluido Habré, . Son interesantes desde el punto de vista del progreso tecnológico, pero siempre son pruebas de investigación. Y he aquí un verdadero proyecto comercial, y no en las condiciones de Silicon Valley o de una universidad europea, sino en la taiga del Círculo Polar Ártico. Sorprendentemente, es un país enorme y sus difíciles condiciones geográficas y climáticas crean las condiciones previas para proyectos que hacen que los mejores laboratorios de investigación compitan por su dinero.
Cronología de registros inalámbricos recientes:
- puede 2013, a una frecuencia experimental de 240 GHz en un experimento conjunto de científicos del Instituto Tecnológico de Karlsruhe, Radiometer Physics GmbH y el Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido. Frecuencia de señal no disponible para uso comercial.
- puede 2016: en el rango de 70/80 GHz, el mismo equipo, pero como un nuevo experimento en frecuencias destinadas a proyectos comerciales,
- noviembre 2016: , centro de investigación del Laboratorio de Conectividad de Facebook,
- enero 2019, , sitio de prueba de Deutsche Telekom en equipos Ericsson en serie, en mayo de 2019, escalando los mismos enlaces en el mismo sitio de prueba a 8 seguidos, se obtuvieron aproximadamente 100 Gbit/s.
- agosto 2019, , operador de Norilsk "Unity" en equipos de serie de DOK LLC (San Petersburgo).
De hecho, es posible que no hubiera habido ningún registro de comunicación inalámbrica en el Círculo Polar Ártico si no hubiera sido por la deriva del hielo en el Yenisei. Los antecedentes del proyecto son los siguientes: en 2017, después de que los tres grandes operadores se negaran a desarrollar las comunicaciones en dirección a Taimyr, la corporación PJSC MMC Norilsk Nickel, con sus propios fondos, construyó una red de fibra óptica de gran longitud (956 km). backbone (FOCL) de Novy Urengy a Norilsk con una capacidad de 40 Gbit/s. Esta es una ruta realmente difícil, que pasa por un terreno difícil, y sus constructores recibieron premios del gobierno por este trabajo.
Uno de los problemas operativos fue el paso de un cable de fibra óptica de 40 gigabits a través del Yenisei en ausencia de puentes, se decidió pasar por el fondo del río y, para mayor confiabilidad, se tendieron varios cables. Pero la deriva del hielo daña fácilmente la óptica. Además, la deriva del hielo en el Yenisei no ocurre durante un día y durante todo este tiempo no se permiten trabajos de reparación en el agua debido al gran peligro para las personas.
Además de cables adicionales en el fondo del Yenisei, la ruta estaba respaldada por un canal de retransmisión de radio inalámbrico de torres de telecomunicaciones de 1 Gbit/cc a ambos lados del río, en Igarka y en el pueblo de Priluki (este canal de radio es visible en la foto superior, un plato grande). Pero, ¿qué es 1 Gbit/s para proporcionar a toda la región industrial de Norilsk en caso de daños en la óptica?... - lágrimas. Por lo tanto, en el período otoño-invierno de 2018-2019, el operador de Norilsk Unity, que forma parte de la estructura de PJSC MMC Norilsk Nickel, comenzó los trabajos de diseño para la construcción de un canal inalámbrico a través del Yenisei con una capacidad no inferior a la de fibra. línea óptica.
Para sorpresa de los especialistas de Unity, ninguna de las marcas de telecomunicaciones del mundo aceptó propuestas para suministrar equipos para un canal inalámbrico de 40 gigabits a una distancia de 11 km. Y el punto aquí es precisamente la compleja combinación de alta capacidad y alcance del canal. Los equipos en serie modernos con una capacidad de 10 Gbit/s o más para el rango de 70/80 GHz tienen la característica de tener un alcance muy limitado. Esto se debe al hecho de que con esquemas de codificación complejos como QAM128 o QAM256, y solo ellos pueden proporcionar un rendimiento de 10 Gbit/s o más, es difícil proporcionar una potencia de transmisión significativa. Las rutas de 3 a 5 km son fáciles, pero a 11 km la atenuación de la señal se vuelve excesivamente grande y no se puede obtener ninguna conexión en el estándar 10GE.
El desafío fue aceptado por un desarrollador nacional de San Petersburgo: . Ya había desarrollado puentes de radio que proporcionaban el alcance necesario. Y antes de este proyecto, probaron un canal de 40 Gbit/s en forma de 4 puentes de radio de 10 Gbit/s que funcionan conjuntamente en su polígono de pruebas de 4 km y estaban seguros de que era posible obtener dicha capacidad. Pero en la práctica nadie en el sector de las telecomunicaciones ha intentado nunca montar 4 puentes de radio que funcionen en paralelo con una velocidad de 10 Gbit/s a una distancia de 11 km.
Después de recibir rechazos de marcas globales, el cliente representado por Edinstvo LLC tampoco estaba seguro de que los equipos nacionales pudieran hacer frente al proyecto. Por lo tanto, como etapa piloto se decidió instalar inicialmente sólo un puente inalámbrico de 10 Gbit/s a lo largo de 11 km. Y si da buenos resultados, entonces amplíe la tarea a 4 puentes de radio que funcionen en paralelo.
Desde un punto de vista técnico, es completamente innecesario transmitir 40 Gbit/s en un canal, tanto por aire como por cable óptico. Es mucho más fácil transferir datos a través de varios “hilos” paralelos de 10 Gbit/s. Los equipos de red 10GE son más baratos y accesibles que los conmutadores 40GE. Además, los "hilos" paralelos proporcionan una mayor confiabilidad para todo el canal.
Pero surgió el problema de que, a diferencia del cable óptico, donde la señal a lo largo de fibras paralelas no se afecta de ninguna manera entre sí, los canales de radio experimentan interferencias mutuas, hasta el fracaso total de la comunicación. Esto se soluciona utilizando diferentes polarizaciones de la señal y difundiendo las señales por frecuencia. Pero esto es más fácil de decir, mucho más difícil de implementar “en hardware”. El equipo de San Petersburgo creó circuitos utilizando grandes microcircuitos de microondas (MMIC, circuito integrado monolítico de microondas) basados en arseniuro de galio y confiaba en su solución de circuitos.
“Los puentes de radio modernos del estándar 10GE en todo el mundo se fabrican utilizando chips de microondas comerciales. En esta área, es ineficaz llevar a cabo un desarrollo integrado verticalmente, cuando todos los procesos técnicos se llevan a cabo en una sola empresa, desde la pulverización de chips de microondas hasta el ensamblaje de componentes para obtener un producto terminado. Esto es aproximadamente lo mismo que muchas empresas fabrican placas de computadora basadas en chips de Intel y AMD. Sin embargo, a diferencia de las placas de circuito impreso producidas en serie, para montar chips de microondas, amplificar posteriormente la señal y enviarla a la antena se necesitan conocimientos especiales, y esto, de hecho, es el tema del know-how de la empresa”, comentó Valery Salomatov, responsable del proyecto. gerente DOK LLC.
El puente de radio piloto de 10 Gbit/s modelo PPC-10G-E-HP funcionó con éxito en torres a lo largo de las orillas del Yenisei durante un par de meses (mayo-junio de 2019). Las lluvias de verano son la época más difícil para las comunicaciones por radio por ondas milimétricas, porque... Las gotas de lluvia tienen una longitud de onda comparable (aproximadamente 4 mm), lo que provoca un debilitamiento de la señal. En invierno este problema no ocurre, porque... Los copos de nieve, así como la niebla y el humo, son radiotransparentes para las comunicaciones inalámbricas en el rango de 70/80 GHz.
El puente de radio de 10 Gbit/s de DOK LLC hizo frente a las condiciones climáticas y a la distancia, tras lo cual, basándose en las estadísticas sobre la disponibilidad de la línea de comunicación, el operador de Unity decidió ampliarlo a 4 canales inalámbricos paralelos con una capacidad de 10 GE cada uno. La instalación fue realizada por especialistas de la empresa Edinstvo, quienes de forma independiente descubrieron las complejidades de la instalación según las instrucciones del equipo. A finales de julio de 2019, el puente de radio
Se aceptó para el funcionamiento comercial 40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) a través del Yeniséi en presencia del equipo de supervisión de instalación de la empresa DOK.
Fuente: habr.com