Ad agosto 2019, in Russia, è stato realizzato il primo progetto commerciale al mondo (sì, è vero) per il backup wireless di un cavo ottico principale con una capacità di 40 Gbit/s. L'operatore 'Yedinstvo', una sussidiaria di Norilsk Nickel, ha utilizzato questo canale per eseguire un backup wireless di 11 chilometri attraverso il fiume Enisej.
Periodicamente, si possono trovare sulla stampa, incluso su Habr, . Queste sono interessanti dal punto di vista del progresso tecnologico, ma si tratta sempre e solo di test di ricerca. Qui, però, abbiamo un vero progetto commerciale, e non in condizioni della Silicon Valley o in un'università europea, ma proprio nella taiga al Circolo Polare Artico. Incredibilmente, è proprio in un paese così vasto, con condizioni geografiche e climatiche complesse, che nascono progetti capaci di superare i migliori laboratori di ricerca.
Cronologia degli ultimi record delle comunicazioni wireless:
- Maggio 2013, a 240 GHz in un esperimento congiunto tra il Karlsruhe Institute of Technology, Radiometer Physics GmbH e il Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics. La frequenza del segnale non è disponibile per uso commerciale.
- Maggio 2016: nella gamma di 70/80 GHz, la stessa squadra, ma come nuovo esperimento su frequenze allocate per progetti commerciali.
- Novembre 2016: , centro di ricerca Facebook Connectivity Lab,
- Gennaio 2019, , campo di prova Deutsche Telekom su attrezzature di serie Ericsson, a maggio 2019 la scalabilità dei medesimi collegamenti sullo stesso campo ha già raggiunto circa 100 Gbit/s con 8 in fila.
- Agosto 2019, , operatore Norilsk 'Edinstvo' su attrezzature di serie di LLC 'DOK' (San Pietroburgo).
In effetti, non ci sarebbe stato alcun record di comunicazione wireless nelle condizioni del Circolo Polare Artico se non fosse stato per il ghiaccio che galleggia sull'Enisej. La storia del progetto è la seguente: nel 2017, dopo che gli operatori del "grande trio" si erano rifiutati di sviluppare la connessione verso il Tajmyr, la corporazione PJSC "GMK Norilsk Nickel" ha costruito a proprie spese un'enorme rete di fibra ottica (WOLС) lunga 956 km da Novo Urenjoy a Norilsk con una capacità di 40 Gbit/s. Si tratta di un percorso davvero complesso, che attraversa un terreno difficile, e i suoi costruttori hanno ricevuto riconoscimenti dal governo per questo lavoro.
Uno dei problemi durante l'operazione è stata la transizione del cavo WOLС a 40 gigabit attraverso l'Enisej in assenza di ponti, ed è stato deciso di farlo passare sul fondo del fiume, inoltre sono stati posati più cavi per garantire la sicurezza. Tuttavia, il ghiaccio galleggiante può facilmente danneggiare la fibra ottica. Inoltre, il ghiaccio che galleggia sull'Enisej non è un evento che dura solo un giorno, e nessun lavoro di riparazione in acqua è consentito durante questo periodo a causa dell'alta pericolosità per le persone.
Oltre ai cavi aggiuntivi sul fondo dell'Enisej, la tratta è stata riservata tramite un canale radio senza fili da 1 Gbit/s dalle torri delle telecomunicazioni su entrambi i lati del fiume, a Igarka e nel villaggio di Priluki (questo canale radio è visibile nella foto in alto - grande parabola). Ma cosa significa 1 Gbit/s per garantire l'intero distretto industriale di Noril'sk in caso di danni alla fibra ottica… - lacrime. Perciò, nel periodo autunnale-invernale 2018-2019, l'operatore di Noril'sk "Edinstvo", che fa parte della struttura di PJSC "GMK Noril'sk Nickel", ha avviato i lavori progettuali per la costruzione di un canale wireless attraverso l'Enisej con una capacità pari a quella della dorsale della VOLS.
Con sorpresa degli specialisti di «Единства», nessuno dei marchi di telecomunicazioni mondiali ha accettato le offerte per la fornitura di attrezzature per un canale wireless da 40 gigabit a una distanza di 11 km. Il problema è legato alla difficile combinazione di alta capacità del canale e distanza. L'attrezzatura moderna in produzione con capacità di 10 Gbit/s o superiore per le bande di 70/80 GHz presenta la caratteristica di avere una portata assai limitata. Questo accade perché, con schemi di codifica complessi come QAM128 o QAM256, che possono fornire capacità di 10 Gbit/s o superiore, è difficile garantire una potenza significativa del trasmettitore. Percorsi di 3-5 km sono facili, ma a 11 km l'attenuazione del segnale diventa eccessiva e non è possibile stabilire alcuna connessione secondo lo standard 10GE.
La sfida è stata accettata dallo sviluppatore locale di San Pietroburgo — . Aveva già realizzato sviluppi di ponti radio che garantivano la distanza necessaria. Prima di questo progetto, avevano testato un canale da 40 Gbit/s con 4 ponti radio funzionanti insieme a 10 Gbit/s su un poligono di 4 km, ed erano certi che una capacità del genere fosse realizzabile. Tuttavia, nella pratica, nessuno nella industria delle telecomunicazioni aveva mai provato a installare insieme 4 ponti radio funzionanti in parallelo da 10 Gbit/s su una distanza di 11 km.
Ricevendo rifiuti da marchi globali, il cliente rappresentato da LLC «Единство» non era certo nemmeno che l'attrezzatura domestica fosse in grado di gestire il progetto. Pertanto, si decise inizialmente di installare un solo ponte radio da 10 Gbit/s su 11 km come fase pilota. E se avesse funzionato bene, allora si sarebbe ampliato il progetto a 4 ponti radio funzionanti paralleli.
Dal punto di vista tecnico, non è affatto necessario trasmettere 40 Gbit/s su un singolo canale, sia in wireless che su fibra ottica. È molto più semplice trasmettere dati su più "filamenti" paralleli da 10 Gbit/s. L'hardware di rete standard 10GE è meno costoso e più accessibile rispetto agli switch standard 40GE. Inoltre, i "filamenti" paralleli offrono una maggiore affidabilità per l'intero canale.
Ma c'era un problema: a differenza della fibra ottica, dove il segnale su fibre parallele non influisce l'uno sull'altro, nei canali radio si verificano interferenze reciproche che possono portare a un completo guasto della comunicazione. Questo viene affrontato utilizzando diverse polarizzazioni del segnale e separando i segnali per frequenza. Ma è più facile a dirsi che a farsi "in hardware". I tecnici di San Pietroburgo hanno realizzato circuiti su grandi microchip a microonde (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) basati su arsenico di gallio e erano sicuri della loro soluzione circuitale.
«I ponti radio moderni standard 10GE sono realizzati a livello mondiale con microchip RF acquistati. In questo settore, non è efficiente perseguire uno sviluppo verticalmente integrato, dove tutti i processi tecnologici sono eseguiti da una sola azienda — dalla deposizione dei chip RF all'assemblaggio dei componenti in un prodotto finito. È simile al modo in cui molte aziende producono schede madri basate su chip Intel e AMD. Tuttavia, a differenza delle schede madri per PC di massa, la configurazione dei chip RF, il successivo amplificamento del segnale e l'alimentazione verso l'antenna richiede una competenza particolare, e questo, in effetti, è il know-how delle aziende», ha commentato Valeriy Salomatov, project manager di LLC «DOK».
Il ponte radio pilota 10 Gbit/s modello PPC-10G-E-HP ha funzionato con successo su torri lungo le rive del fiume Enisey per alcuni mesi (maggio-giugno 2019). Le piogge estive sono il periodo più complesso per le comunicazioni radio nella gamma millimetrica, poiché le gocce d'acqua sono paragonabili alla lunghezza d'onda (circa 4 mm), il che provoca un'attenuazione del segnale. In inverno non si verifica tale problema, poiché i fiocchi di neve, così come la nebbia e il fumo, sono trasparenti per le comunicazioni wireless nella gamma 70/80 GHz.
Il ponte radio da 10 Gbit/s della ООО «ДОК» ha affrontato le condizioni meteorologiche e la distanza, dopodiché, basandosi sulle statistiche di disponibilità della linea, l'operatore «Единство» ha deciso di espandere a 4 canali wireless paralleli ognuno con una capacità di 10GE. L'installazione è stata effettuata da specialisti della compagnia «Единство», che hanno gestito autonomamente le complessità della configurazione seguendo le istruzioni per l'attrezzatura. Alla fine di luglio 2019, il ponte radio
40 Gbit/s (4 x 10 Gbit/s) attraverso l'Enisej è stato messo in esercizio commerciale alla presenza della squadra di installazione della compagnia «ДОК».
Fonte: habr.com
