वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए विश्व रिकॉर्ड: 40 किलोमीटर से अधिक 11 जीबीपीएस

अगस्त 2019 में, रूस ने, दुनिया में पहली बार (हाँ, यह सच है), 40 Gbit/s की क्षमता वाले बैकबोन ऑप्टिकल केबल के वायरलेस रिडंडेंसी के लिए एक वाणिज्यिक परियोजना शुरू की। नोरिल्स्क निकेल की सहायक कंपनी ऑपरेटर यूनिटी ने येनिसेई में 11 किलोमीटर के वायरलेस बैकअप को आगे बढ़ाने के लिए ऐसे चैनल का उपयोग किया।

वे समय-समय पर प्रेस में, हैबे पर भी, दिखाई देते हैं वायरलेस विश्व रिकॉर्ड पर नोट्स. तकनीकी प्रगति की दृष्टि से ये दिलचस्प हैं, लेकिन ये हमेशा शोध परीक्षण होते हैं। और यहां एक वास्तविक व्यावसायिक परियोजना है, और सिलिकॉन वैली या यूरोपीय विश्वविद्यालय की स्थितियों में नहीं, बल्कि आर्कटिक सर्कल पर टैगा में। हैरानी की बात यह है कि यह एक विशाल देश है और कठिन भौगोलिक और जलवायु परिस्थितियाँ ऐसी परियोजनाओं के लिए पूर्व शर्त बनाती हैं जो सर्वोत्तम अनुसंधान प्रयोगशालाओं को उनके पैसे के लिए प्रतिस्पर्धा करने का मौका देती हैं।

हाल के वायरलेस रिकॉर्ड की समयरेखा:

• 2013 मई, 40 Gbit/s प्रति 1 किमी कार्ल्स्रुहे इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, रेडियोमीटर फिजिक्स जीएमबीएच और फ्रौनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर एप्लाइड सॉलिड स्टेट फिजिक्स के वैज्ञानिकों द्वारा एक संयुक्त प्रयोग के रूप में 240 गीगाहर्ट्ज की प्रायोगिक आवृत्ति पर। सिग्नल फ़्रीक्वेंसी व्यावसायिक उपयोग के लिए उपलब्ध नहीं है।
• 2016 मई: 6 Gbit/s प्रति 37 किमी 70/80 गीगाहर्ट्ज़ रेंज में, वही टीम, लेकिन वाणिज्यिक परियोजनाओं के लिए आवंटित आवृत्तियों पर एक नए प्रयोग के रूप में,
• नवम्बर 2016: 20 Gbit/s प्रति 13 किमी, फेसबुक कनेक्टिविटी लैब अनुसंधान केंद्र,
• जनवरी 2019, 40 Gbit/s प्रति 1,4 किमी, सीरियल एरिक्सन उपकरण पर डॉयचे टेलीकॉम परीक्षण साइट, मई 2019 में, एक ही परीक्षण साइट पर समान लिंक को लगातार 8 तक स्केल करने से लगभग 100 Gbit/s प्राप्त हुआ,
• अगस्त 2019, 40 Gbit/s प्रति 11 किमी, डीओके एलएलसी (सेंट पीटर्सबर्ग) के सीरियल उपकरण पर नोरिल्स्क ऑपरेटर "यूनिटी"।

वास्तव में, यदि येनिसेई पर बर्फ का बहाव नहीं होता तो आर्कटिक सर्कल में वायरलेस संचार का कोई रिकॉर्ड नहीं होता। परियोजना की पृष्ठभूमि इस प्रकार है - 2017 में, बिग थ्री ऑपरेटरों द्वारा तैमिर की दिशा में संचार विकसित करने से इनकार करने के बाद, निगम पीजेएससी एमएमसी नोरिल्स्क निकेल ने अपने स्वयं के धन का उपयोग करके, एक विशाल लंबाई (956 किमी) फाइबर-ऑप्टिक का निर्माण किया। 40 Gbit/s की क्षमता के साथ नोवी उरेन्गी से नोरिल्स्क तक बैकबोन (FOCL)। कठिन भूभाग से होकर गुजरने वाला यह सचमुच कठिन मार्ग है और इसके निर्माणकर्ताओं को इस कार्य के लिए सरकारी पुरस्कार भी मिले।

परिचालन समस्याओं में से एक पुलों की अनुपस्थिति में येनिसी के पार 40-गीगाबिट फाइबर ऑप्टिक केबल का मार्ग था; इसे नदी के तल के साथ चलाने का निर्णय लिया गया था, और विश्वसनीयता के लिए, कई केबल बिछाए गए थे। लेकिन बर्फ का बहाव आसानी से प्रकाशिकी को नुकसान पहुंचाता है। इसके अलावा, येनिसी पर बर्फ का बहाव एक दिन की घटना नहीं है, और लोगों के लिए उच्च खतरे के कारण इस पूरे समय के दौरान पानी पर किसी भी मरम्मत कार्य की अनुमति नहीं है।

येनिसी के निचले भाग में अतिरिक्त केबलों के अलावा, मार्ग को इगारका और प्रिलुकी गांव में नदी के दोनों किनारों पर 1 Gbit/cc दूरसंचार टावरों के एक वायरलेस रेडियो रिले चैनल द्वारा समर्थित किया गया था (यह रेडियो चैनल दिखाई दे रहा है) शीर्ष फोटो में - एक बड़ी डिश)। लेकिन ऑप्टिक्स के क्षतिग्रस्त होने की स्थिति में पूरे नोरिल्स्क औद्योगिक क्षेत्र को प्रदान करने के लिए 1 Gbit/s क्या है... - आँसू। इसलिए, 2018-2019 की शरद ऋतु-सर्दियों की अवधि में, नोरिल्स्क ऑपरेटर यूनिटी, जो पीजेएससी एमएमसी नोरिल्स्क निकेल की संरचना का हिस्सा है, ने येनिसी में एक वायरलेस चैनल के निर्माण पर डिजाइन का काम शुरू किया, जिसकी क्षमता फाइबर से कम नहीं थी। ऑप्टिक लाइन.

यूनिटी विशेषज्ञों को आश्चर्यचकित करते हुए, दुनिया के किसी भी दूरसंचार ब्रांड ने 40 किमी की दूरी पर 11-गीगाबिट वायरलेस चैनल के लिए उपकरण की आपूर्ति के प्रस्ताव को स्वीकार नहीं किया। और यहाँ बात उच्च चैनल क्षमता और रेंज के जटिल संयोजन की है। 10/70 गीगाहर्ट्ज रेंज के लिए 80 जीबीपीएस या उससे अधिक की क्षमता वाले आधुनिक सीरियल उपकरण में बहुत सीमित रेंज जैसी सुविधा होती है। यह इस तथ्य के कारण है कि QAM128 या QAM256 जैसी जटिल एन्कोडिंग योजनाओं के साथ - और केवल वे 10 Gbit/s या अधिक का थ्रूपुट प्रदान कर सकते हैं - कोई भी महत्वपूर्ण ट्रांसमीटर शक्ति प्रदान करना मुश्किल है। 3-5 किमी के मार्ग आसान हैं, लेकिन 11 किमी पर सिग्नल क्षीणन अत्यधिक बड़ा हो जाता है और 10जीई मानक में कोई कनेक्शन प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

चुनौती सेंट पीटर्सबर्ग के एक घरेलू डेवलपर द्वारा स्वीकार की गई - डीओके कंपनी. उसने पहले ही रेडियो ब्रिज विकसित कर लिए थे जो आवश्यक रेंज प्रदान करते थे। और इस परियोजना से पहले, उन्होंने अपने 40 किमी परीक्षण स्थल पर 4 संयुक्त रूप से काम करने वाले 10 Gbit/s रेडियो पुलों के रूप में 4 Gbit/s चैनल का परीक्षण किया, और उन्हें विश्वास था कि ऐसी क्षमता प्राप्त करना संभव था। लेकिन व्यवहार में, दूरसंचार उद्योग में किसी ने भी 4 किमी की दूरी पर 10 Gbit/s के 11 समानांतर ऑपरेटिंग रेडियो पुलों को एक साथ रखने की कोशिश नहीं की है।

वैश्विक ब्रांडों से इनकार प्राप्त करने के बाद, एडिनस्टो एलएलसी द्वारा प्रतिनिधित्व किए गए ग्राहक को भी यकीन नहीं था कि घरेलू उपकरण परियोजना का सामना करेंगे। इसलिए, शुरुआत में पायलट चरण के रूप में 10 किमी पर केवल एक 11 Gbit/s रेडियो ब्रिज स्थापित करने का निर्णय लिया गया था। और यदि यह स्वयं को अच्छी तरह से साबित करता है, तो कार्य को 4 समानांतर ऑपरेटिंग रेडियो ब्रिजों तक बढ़ाएँ।

तकनीकी दृष्टिकोण से, एक चैनल में, हवा में और ऑप्टिकल केबल पर, 40 Gbit/s संचारित करना पूरी तरह से अनावश्यक है। कई समानांतर 10 Gbit/s "थ्रेड्स" पर डेटा स्थानांतरित करना बहुत आसान है। 10GE नेटवर्क उपकरण 40GE स्विच की तुलना में सस्ता और अधिक सुलभ है। इसके अलावा, समानांतर "थ्रेड्स" पूरे चैनल के लिए अधिक विश्वसनीयता प्रदान करते हैं।

लेकिन एक समस्या थी कि, एक ऑप्टिकल केबल के विपरीत, जहां समानांतर फाइबर के साथ सिग्नल किसी भी तरह से एक-दूसरे को प्रभावित नहीं करते हैं, रेडियो चैनल संचार की पूर्ण विफलता तक आपसी हस्तक्षेप का अनुभव करते हैं। सिग्नल के विभिन्न ध्रुवीकरण का उपयोग करके और आवृत्ति द्वारा संकेतों को फैलाकर इससे निपटा जाता है। लेकिन यह कहना आसान है, "हार्डवेयर में" लागू करना कहीं अधिक कठिन है। सेंट पीटर्सबर्ग टीम ने गैलियम आर्सेनाइड पर आधारित बड़े माइक्रोवेव माइक्रोसर्किट (एमएमआईसी, मोनोलिथिक माइक्रोवेव इंटीग्रेटेड सर्किट) का उपयोग करके सर्किटरी बनाई और अपने सर्किटरी समाधान में आश्वस्त थे।

“पूरी दुनिया में 10GE मानक के आधुनिक रेडियो ब्रिज वाणिज्यिक माइक्रोवेव चिप्स का उपयोग करके बनाए गए हैं। इस क्षेत्र में, लंबवत एकीकृत विकास करना अप्रभावी है, जब सभी तकनीकी प्रक्रियाएं एक ही कंपनी में की जाती हैं - माइक्रोवेव चिप्स को स्पटर करने से लेकर घटकों को तैयार उत्पाद में जोड़ने तक। यह लगभग वैसा ही है जैसे कई कंपनियां इंटेल और एएमडी के चिप्स पर आधारित कंप्यूटर बोर्ड बनाती हैं। हालांकि, बड़े पैमाने पर उत्पादित पीसी बोर्डों के विपरीत, माइक्रोवेव चिप्स स्थापित करने, बाद में सिग्नल को बढ़ाना और इसे एंटीना में फीड करने के लिए विशेष विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है, और यह, वास्तव में, कंपनी की जानकारी का विषय है, ”वालेरी सैलोमाटोव, परियोजना ने टिप्पणी की प्रबंधक डीओके एलएलसी।

पायलट 10 Gbit/s रेडियो ब्रिज मॉडल PPC-10G-E-HP ने कुछ महीनों (मई-जून 2019) तक येनिसी के किनारे टावरों पर सफलतापूर्वक काम किया। गर्मी की बारिश मिलीमीटर-वेव रेडियो संचार के लिए सबसे कठिन समय है, क्योंकि... बारिश की बूंदें तरंग दैर्ध्य (लगभग 4 मिमी) के बराबर होती हैं, जिससे सिग्नल कमजोर हो जाता है। सर्दियों में नहीं होती ये समस्या, क्योंकि... बर्फ के टुकड़े, साथ ही कोहरा और धुआं, 70/80 गीगाहर्ट्ज़ रेंज में वायरलेस संचार के लिए रेडियो पारदर्शी हैं।

DOK LLC के 10 Gbit/s रेडियो ब्रिज ने मौसम की स्थिति और दूरी का सामना किया, जिसके बाद, संचार लाइन की उपलब्धता के आंकड़ों के आधार पर, यूनिटी ऑपरेटर ने 4GE की क्षमता वाले 10 समानांतर वायरलेस चैनलों को स्केल करने का निर्णय लिया। इंस्टॉलेशन एडिनस्टो कंपनी के विशेषज्ञों द्वारा किया गया था, जिन्होंने उपकरण के निर्देशों के अनुसार सेटअप की जटिलताओं का स्वतंत्र रूप से पता लगाया। जुलाई 2019 के अंत में, रेडियो ब्रिज
येनिसी के माध्यम से 40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) को DOK कंपनी की स्थापना पर्यवेक्षण टीम की उपस्थिति में वाणिज्यिक संचालन के लिए स्वीकार किया गया था।

स्रोत: www.habr.com