En août 2019, la Russie a réalisé pour la première fois au monde (Oui, c'est vrai) un projet commercial de sauvegarde sans fil d'un câble optique principal à capacité de 40 Gbit/s. L'opérateur « Unité », une filiale de Norilsk Nickel, a utilisé un tel canal pour établir une sauvegarde sans fil de 11 kilomètres à travers l'Enisey.
De temps en temps, la presse, y compris sur Habr, publie . Elles sont intéressantes en termes de progrès technologique, mais ce sont toujours des tests de recherche. Ici, il s'agit d'un projet commercial réel, non pas dans la Silicon Valley ou dans une université européenne, mais en pleine taïga, au-delà du cercle polaire. Étonnamment, c'est précisément ce pays vaste, avec ses conditions géographiques et climatiques difficiles, qui crée les conditions pour des projets qui surpassent les meilleurs laboratoires de recherche.
Chronologie des derniers records de communication sans fil :
- Mai 2013, à une fréquence expérimentale de 240 GHz en tant qu'expérimentation conjointe des chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe, de la société Radiometer Physics GmbH et de l'Institut Fraunhofer de physique appliquée des solides. La fréquence du signal n'est pas accessible à un usage commercial.
- Mai 2016: dans la gamme de 70/80 GHz, la même équipe, mais comme nouvelle expérimentation à des fréquences réservées aux projets commerciaux,
- Novembre 2016: , centre de recherche Facebook Connectivity Lab,
- Janvier 2019, , site de test de Deutsche Telekom avec du matériel de série Ericsson, en mai 2019, l'extension des mêmes liaisons sur le même site jusqu'à 8 en série a donné environ 100 Gbit/s,
- Août 2019, , l'opérateur norvégien « Unité » avec du matériel de série de LLC « DOC » (Saint-Pétersbourg).
En réalité, il n'y aurait peut-être pas eu de record de communication sans fil dans les conditions du cercle polaire si ce n'était pour la glace flottante sur l'Ienisseï. L'historique du projet est le suivant : en 2017, après que les opérateurs de la « grande trilogie » aient refusé de développer la communication vers le Taïmyr, la société PJSC « GMK Norilsk Nickel » a financé la construction d'une énorme ligne de fibre optique (LFO) longue de 956 km reliant Novy Ourengoy à Norilsk, avec une capacité de 40 Gbit/s. C'est un tracé réellement complexe traversant un terrain difficile, et ses constructeurs ont reçu des récompenses gouvernementales pour ce travail.
L'un des problèmes d'exploitation était de faire passer le câble de 40 gigabits de la LFO à travers l'Ienisseï en l'absence de ponts. Il a été décidé de le faire passer par le fond de la rivière, et pour plus de fiabilité, plusieurs câbles ont été installés. Cependant, la glace flottante endommage facilement la fibre optique. De plus, le phénomène de glace flottante sur l'Ienisseï ne dure pas qu'une journée, et aucun travail de réparation sur l'eau n'est autorisé pendant cette période en raison du grand danger pour les personnes.
En plus des câbles supplémentaires au fond de l'Ienisseï, la ligne était réservée par un canal radio sans fil de 1 Gbit/s depuis les tours de télécommunication de chaque côté de la rivière, à Igarka et au village de Prilouki (ce canal radio est visible sur la photo en haut - la grande parabole). Mais que représente 1 Gbit/s pour assurer l'ensemble du district industriel de Norilsk en cas de dommage à la fibre optique… - des larmes. C'est pourquoi, durant la période automne-hiver 2018-2019, l'opérateur de Norilsk « Edinstvo », faisant partie de la structure de PJSC « GMK Norilsk Nickel », a lancé des travaux de conception pour construire un canal sans fil à travers l'Ienisseï avec une capacité équivalente à celle de la LFO.
À la surprise des experts d'« Unité », aucune des grandes marques de télécommunications mondiales n'a accepté les propositions de fourniture d'équipements pour un canal sans fil de 40 gigabits à une distance de 11 km. Cela est dû à la combinaison complexe de la haute capacité du canal et de la portée. L'équipement moderne en série, d'une capacité de 10 Gbit/s ou plus pour la bande de 70/80 GHz, présente la particularité d'avoir une portée très limitée. Cela se produit parce qu'avec des schémas de codage complexes, tels que QAM128 ou QAM256 — les seuls capables de fournir une bande passante de 10 Gbit/s ou plus — il est difficile d'assurer une puissance d'émission significative. Les tracés de 3 à 5 km sont faciles, mais à 11 km, l'atténuation du signal devient excessivement élevée et il est impossible d'obtenir une connexion conforme au standard 10GE.
Le défi a été relevé par un développeur local de Saint-Pétersbourg — . Ils avaient déjà développé des ponts radio qui assuraient la portée nécessaire. Avant ce projet, ils avaient testé un canal de 40 Gbit/s sous la forme de 4 ponts radio fonctionnant ensemble à 10 Gbit/s sur leur site d'essai de 4 km, et étaient convaincus qu'il était possible d'atteindre une telle capacité. Mais en pratique, personne dans l'industrie des télécommunications n'avait jamais essayé de mettre en place 4 ponts radio fonctionnant parallèlement à 10 Gbit/s sur une distance de 11 km.
Après avoir reçu des refus de marques mondiales, le client, représenté par la société « Unité », n'était pas non plus convaincu que l'équipement national pourrait réussir le projet. Il a donc été décidé de commencer par installer, en tant qu'étape pilote, un seul pont radio de 10 Gbit/s à une distance de 11 km. Et si cela réussit, alors d'agrandir le projet à 4 ponts radio fonctionnant parallèlement.
D'un point de vue technique, il n'est pas du tout nécessaire de transmettre 40 Gbit/s dans un seul canal, aussi bien par voie aérienne que par câble optique. Il est beaucoup plus simple de transmettre des données sur plusieurs « fils » parallèles de 10 Gbit/s. L'équipement réseau conforme au standard 10GE est moins cher et plus accessible que les commutateurs au standard 40GE. De plus, les « fils » parallèles ajoutent une plus grande fiabilité à l'ensemble du canal.
Cependant, il y avait un problème : contrairement aux câbles optiques, où le signal dans des fibres parallèles n'affecte pas les autres, les canaux radio souffrent d'interférences mutuelles qui peuvent aller jusqu'à une rupture complète de la communication. On lutte contre cela en appliquant différentes polarités de signal et en séparant les signaux par fréquence. Mais il est plus facile de le dire que de le réaliser concrètement. Les ingénieurs de Saint-Pétersbourg ont conçu des circuits sur de grandes microcircuits à ondes millimétriques (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) à base d'arséniure de gallium et étaient convaincus de leur solution de conception.
« Les ponts radio modernes de norme 10GE dans le monde entier sont fabriqués à partir de microcircuits à ondes millimétriques achetés. Dans ce domaine, il est inefficace de mener un développement intégré verticalement, où tous les processus techniques sont réalisés par une seule entreprise, de la déposition des puces à ondes millimétriques à l'assemblage des composants en un produit fini. C'est à peu près comme de nombreuses entreprises fabriquent des cartes informatiques basées sur des puces d'Intel et d'AMD. Cependant, contrairement aux cartes pour PC de masse, la configuration des puces à ondes millimétriques, le renforcement ultérieur du signal et sa transmission à l'antenne nécessitent une expertise particulière, et c'est ce qui constitue en fait le savoir-faire des entreprises », a commenté Valery Salomatov, responsable de projets chez LLC « DOK ».
Le pont radio pilote de 10 Gbit/s modèle PPC-10G-E-HP a fonctionné avec succès sur des tours le long des rives de l'Yeniseï pendant quelques mois (mai-juin 2019). Les pluies d'été représentent le moment le plus difficile pour la communication radio dans la gamme millimétrique, car les gouttes de pluie sont comparables à la longueur d'onde (environ 4 mm), ce qui provoque une atténuation du signal. En hiver, ce problème n'existe pas, car les flocons de neige, tout comme le brouillard et la fumée, sont radio-transparents pour les communications sans fil dans la gamme de 70/80 GHz.
Le pont radio de 10 Gbit/s de LLC « DOK » a réussi à faire face aux conditions météorologiques et à la distance, après quoi, sur la base des statistiques de disponibilité de la ligne de communication, l'opérateur « Edinstvo » a décidé de passer à 4 canaux sans fil parallèles, chacun d'une capacité de 10GE. L'installation a été réalisée par des spécialistes de l'entreprise « Edinstvo », qui se sont débrouillés avec les subtilités de la configuration en suivant les instructions du matériel. À la fin de juillet 2019, le pont radio.
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) à travers l'Yeniseï a été mis en service industriel en présence de l'équipe de montage en chef de l'entreprise « DOK ».
Source : habr.com
