Nell'agosto 2019, in Russia, è stato realizzato per la prima volta al mondo (sì, è vero) un progetto commerciale per il backup wireless di un cavo ottico principale con una capacità di 40 Gbit/s. L'operatore 'Edinstvo', una controllata di Norilsk Nickel, ha utilizzato questo canale per implementare un backup wireless lungo 11 chilometri attraverso l'Enisej.
Periodicamente, nella stampa e su Habr, compaiono . Sono interessanti dal punto di vista del progresso tecnologico, ma si tratta sempre di test di ricerca. Qui invece abbiamo un vero progetto commerciale, non in una Silicon Valley o in un'università europea, ma direttamente nella taiga oltre il Circolo Polare Artico. Paradossalmente, è proprio un enorme paese con condizioni geografiche e climatiche complesse a creare le premesse per progetti che superano i migliori laboratori di ricerca.
Cronologia degli ultimi record nella comunicazione wireless:
- Maggio 2013, a una frequenza sperimentale di 240 GH, come esperimento congiunto degli scienziati del Tecnologisches Institut Karlsruhe, della Radiometer Physics GmbH e dell'Istituto Fraunhofer di fisica applicata dei solidi. La frequenza del segnale non è disponibile per l'uso commerciale.
- Maggio 2016: nella gamma 70/80 GH, la stessa squadra, ma come nuovo esperimento su frequenze assegnate per progetti commerciali,
- Novembre 2016: , centro di ricerca Facebook Connectivity Lab,
- Gennaio 2019, , campo di prova di Deutsche Telekom su attrezzature in serie Ericsson, a maggio 2019 lo scaling di questi stessi collegamenti nello stesso campo ha già raggiunto circa 100 Gbit/s disponendo 8 link affiancati,
- Agosto 2019, , operatore norilsk 'Edinstvo' su attrezzature di serie della 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 floe del fiume Yenisei. La storia del progetto è la seguente: nel 2017, dopo che gli operatori della "grande triade" si erano rifiutati di sviluppare la connessione verso la Taimyr, la corporation PJSC "GMC Norilsk Nickel" ha costruito a proprie spese un'enorme rete di fibra ottica (FOL) lunga 956 km da Novy Urengoy a Norilsk con una capacità di 40 Gbps. Si tratta di un percorso davvero complesso, che attraversa terreni difficili e i suoi costruttori hanno ricevuto riconoscimenti governativi per questo lavoro.
Uno dei problemi durante l'operazione è stato che è stato deciso di far passare il cavo in fibra ottica da 40 gigabit attraverso il fiume Yenisei senza ponti, ma attraverso il fondo del fiume, e per garantire la sicurezza sono stati posati diversi cavi. Tuttavia, il floe del fiume danneggia facilmente la fibra. Inoltre, il floe sul fiume Yenisei non è un evento che dura solo un giorno, e nessun lavoro di riparazione sull'acqua è consentito durante questo periodo a causa dell'elevato rischio per le persone.
Oltre ai cavi aggiuntivi sul fondo del fiume Yenisei, il percorso è stato riservato attraverso un canale radiotelefonico wireless da 1 Gbps da torri di telecomunicazione 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 rappresenta 1 Gbps per garantire l'intera area industriale di Norilsk in caso di danneggiamento della fibra... - lacrime. Pertanto, nella stagione autunnale-invernale 2018-2019, l'operatore norilskese "Edinstvo", parte della struttura della PJSC "GMC Norilsk Nickel", ha avviato i lavori progettuali per costruire un canale wireless attraverso il fiume Yenisei con una capacità non inferiore a quella della rete FOL.
Con sorpresa degli esperti di «Yedinstvo», nessuno dei marchi di telecomunicazioni mondiali ha accettato le proposte di fornitura di apparecchiature per un canale wireless da 40 gigabit a una distanza di 11 km. Il problema risiede nella complessità della combinazione tra alta capacità del canale e lunghezza. Le attuali apparecchiature in serie con capacità di 10 Gbit/s e superiore per la banda 70/80 GHz hanno come caratteristica la distanza estremamente limitata. Questo avviene perché, con schemi di codifica complessi come QAM128 o QAM256 — che sono gli unici in grado di fornire una larghezza di banda di 10 Gbit/s o più — è difficile garantire una potenza del trasmettitore significativa. Tratti di 3-5 km sono gestibili, ma a 11 km l'attenuazione del segnale diventa eccessiva e non è possibile ottenere alcuna connessione nel standard 10GE.
La sfida è stata accettata da uno sviluppatore domestico di San Pietroburgo — . Avevano già sviluppato ponti radio che garantivano la distanza necessaria. Prima di questo progetto, hanno testato un canale da 40 Gbit/s composto da 4 ponti radio funzionanti in parallelo da 10 Gbit/s sul loro campo di prova di 4 km, e erano certi che fosse possibile ottenere tale capacità. Tuttavia, nella pratica, nessuno nell'industria delle telecomunicazioni aveva mai provato a installare insieme 4 ponti radio funzionanti in parallelo da 10 Gbit/s a una distanza di 11 km.
Ricevuti i rifiuti dai marchi mondiali, il cliente, rappresentato da LLC «Yedinstvo», non era certo che le apparecchiature domestiche avrebbero potuto gestire il progetto. È stata quindi presa la decisione di cominciare con un solo ponte radio da 10 Gbit/s a 11 km come fase pilota. Se questo si dimostrasse efficace, si sarebbe ampliato il progetto per includere 4 ponti radio funzionanti in parallelo.
Dal punto di vista tecnico, non è affatto necessario trasmettere 40 Gbit/s in un unico canale, sia tramite wireless che tramite cavo ottico. È molto più semplice trasmettere i dati attraverso più «filamenti» paralleli da 10 Gbit/s. Le apparecchiature di rete standard 10GE sono più economiche e accessibili rispetto agli switch standard 40GE. Inoltre, i filamenti paralleli offrono una maggiore affidabilità per l'intero canale.
Tuttavia, esisteva un problema: a differenza della fibra ottica, dove il segnale sui fili paralleli non influisce l'uno sull'altro, nei canali radio ci sono interferenze reciproche che possono portare a un completo guasto della comunicazione. Si affronta questo problema applicando diverse polarizzazioni del segnale e separando i segnali per frequenza. Ma è più facile a dirsi che a realizzarsi "in hardware". I progettisti di San Pietroburgo hanno sviluppato schemi su grandi microchip a microonde (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) basati su arsenico di gallio e erano certi della loro soluzione progettuale.
"I moderni ponti radio standard 10GE sono realizzati in tutto il mondo utilizzando microchip a microonde acquistati. In questo settore non è efficiente sviluppare in modo verticalmente integrato, con tutti i processi tecnologici eseguiti da un'unica azienda, dalla deposizione dei chip a microonde all'assemblaggio dei componenti nel prodotto finale. È un po' come molte aziende realizzano schede madri basate su chip Intel e AMD. Tuttavia, a differenza delle schede di massa per PC, la configurazione dei chip a microonde, l'amplificazione successiva del segnale e la sua trasmissione all'antenna richiedono una particolare esperienza, e questo è, in effetti, il know-how delle aziende", ha commentato Valery Salomatov, project manager di LLC "DOK".
Il ponte radio da 10 Gbit/s modello PPC-10G-E-HP ha funzionato con successo sulle torri lungo le rive dell'Enisej per un paio di mesi (maggio-giugno 2019). Le piogge estive sono il periodo più difficile per le comunicazioni radio nella banda millimetrica, poiché le gocce di pioggia sono della stessa dimensione dell'onda (circa 4 mm), il che provoca un indebolimento del segnale. In inverno non ci sono problemi simili, poiché i fiocchi di neve, così come la nebbia e il fumo, sono radio-trasparenti per le comunicazioni wireless nella banda 70/80 GHz.
Il ponte radio da 10 Gbit/s di LLC "DOK" ha affrontato le condizioni meteorologiche e la distanza, dopo di che, sulla base delle statistiche sulla disponibilità della linea di comunicazione, l'operatore "Edinstvo" ha deciso di scalare a 4 canali wireless paralleli, ciascuno con una capacità di 10GE. L'installazione è stata eseguita da specialisti della società "Edinstvo", che hanno affrontato autonomamente le complessità della configurazione seguendo le istruzioni per l'apparecchiatura. A fine luglio 2019, il ponte radio da
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) attraverso l'Enisej è stato messo in esercizio industriale alla presenza del team di montaggio capo della società "DOK".
Fonte: habr.com
