მსოფლიო რეკორდი უკაბელო მონაცემთა გადაცემაში: 40 გბიტი/წმ 11 კილომეტრზე

2019 წლის აგვისტოში რუსეთმა, პირველად მსოფლიოში (დიახ, მართალია), განახორციელა კომერციული პროექტი 40 გბიტი/წმ სიმძლავრის ოპტიკური კაბელის უსადენო სიჭარბისთვის. Operator Unity, Norilsk Nickel-ის შვილობილი კომპანია, გამოიყენა ასეთი არხი Yenisei-ზე 11-კილომეტრიანი უკაბელო სარეზერვო ასლის გასაგზავნად.

დროდადრო პრესაში, მათ შორის ჰაბრეზე, ისინი ჩნდებიან შენიშვნები უკაბელო მსოფლიო რეკორდების შესახებ. ისინი საინტერესოა ტექნოლოგიური პროგრესის თვალსაზრისით, მაგრამ ეს ყოველთვის კვლევითი ტესტებია. და აქ არის ნამდვილი კომერციული პროექტი და არა სილიკონის ველის ან ევროპული უნივერსიტეტის პირობებში, არამედ სწორედ ტაიგაში, არქტიკულ წრეზე. გასაკვირია, რომ ეს არის უზარმაზარი ქვეყანა და რთული გეოგრაფიული და კლიმატური პირობები, რაც ქმნის წინაპირობებს იმ პროექტებისთვის, რომლებიც საუკეთესო კვლევით ლაბორატორიებს აძლევენ ფულს.

ბოლო უკაბელო ჩანაწერების ვადები:

• შეიძლება 2013, 40 გბიტი/წმ 1 კმ-ზე ექსპერიმენტულ სიხშირეზე 240 გჰც, როგორც კარლსრუეს ტექნოლოგიური ინსტიტუტის, Radiometer Physics GmbH-ისა და ფრაუნჰოფერის ინსტიტუტის გამოყენებითი მყარი მდგომარეობის ფიზიკის მეცნიერთა ერთობლივი ექსპერიმენტი. სიგნალის სიხშირე არ არის ხელმისაწვდომი კომერციული გამოყენებისთვის.
• შეიძლება 2016: 6 გბიტი/წმ 37 კმ-ზე 70/80 გჰც დიაპაზონში, იგივე გუნდი, მაგრამ როგორც ახალი ექსპერიმენტი კომერციული პროექტებისთვის გამოყოფილ სიხშირეებზე,
• ნოემბერი 2016: 20 გბიტი/წმ 13 კმ-ზე, Facebook Connectivity Lab კვლევითი ცენტრი,
• იანვარი 2019, 40 გბიტი/წმ 1,4 კმ-ზე, Deutsche Telekom-ის სატესტო საიტი სერიულ Ericsson აღჭურვილობაზე, 2019 წლის მაისში, იგივე ბმულების მასშტაბირება ზედიზედ 8-მდე, მისცა დაახლოებით 100 გბიტ/წმ.
• აგვისტოს 2019, 40 გბიტი/წმ 11 კმ-ზე, ნორილსკის ოპერატორი "ერთობა" შპს DOK-ის სერიულ აღჭურვილობაზე (სანქტ-პეტერბურგი).

სინამდვილეში, არქტიკულ წრეში უსადენო კომუნიკაციის ჩანაწერი არ იქნებოდა, რომ არა იენისეის ყინულის დრიფტი. პროექტის ფონი შემდეგია - 2017 წელს, მას შემდეგ რაც დიდი სამმა ოპერატორმა უარი თქვა ტაიმირის მიმართულებით კომუნიკაციების განვითარებაზე, კორპორაცია PJSC MMC Norilsk Nickel, საკუთარი სახსრებით, ააშენა უზარმაზარი სიგრძის (956 კმ) ბოჭკოვანი. ხერხემალი (FOCL) Novy Urengy-დან ნორილსკამდე 40 გბიტი/წმ სიმძლავრით. ეს მართლაც რთული მარშრუტია, რომელიც გადის რთულ რელიეფზე და მისმა მშენებლებმა მიიღეს სახელმწიფო ჯილდოები ამ სამუშაოსთვის.

ერთ-ერთი საოპერაციო პრობლემა იყო 40 გიგაბიტიანი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გავლა იენიზეის გასწვრივ ხიდების არარსებობის შემთხვევაში; გადაწყდა მდინარის ფსკერზე გაშვება და საიმედოობისთვის რამდენიმე კაბელი დაიდო. მაგრამ ყინულის დრიფტი ადვილად აზიანებს ოპტიკას. უფრო მეტიც, იენიზეზე ყინულის დრეიფი არ არის მოვლენა ერთი დღის განმავლობაში და მთელი ამ ხნის განმავლობაში წყალზე სარემონტო სამუშაოები ხალხისთვის მაღალი საფრთხის გამო დაუშვებელია.

გარდა დამატებითი კაბელების გარდა იენიზეის ბოლოში, მარშრუტს ამაგრებდა უკაბელო რადიო სარელეო არხი მდინარის ორივე მხარეს, იგარკაში და სოფელ პრილუკში, 1 გბიტი/კუბ.სმ-იანი სატელეკომუნიკაციო ანძებით (ეს რადიო არხი ჩანს. ზედა ფოტოზე - დიდი კერძი). მაგრამ რა არის 1 გბიტი/წმ, რომ უზრუნველყოს მთელი ნორილსკის ინდუსტრიული რეგიონი ოპტიკის დაზიანების შემთხვევაში... - ცრემლები. ამიტომ, 2018-2019 წლის შემოდგომა-ზამთრის პერიოდში, ნორილსკის ოპერატორმა Unity, PJSC MMC Norilsk Nickel-ის სტრუქტურის ნაწილი, დაიწყო საპროექტო სამუშაოები იენიზეის გასწვრივ უკაბელო არხის მშენებლობაზე, რომლის სიმძლავრეც არ ჩამოუვარდება ბოჭკოვან-ბოჭკოვან ნაწილს. ოპტიკური ხაზი.

Unity-ის სპეციალისტების გასაკვირად, არც ერთმა მსოფლიო სატელეკომუნიკაციო ბრენდმა არ მიიღო წინადადება 40 გიგაბიტიანი უკაბელო არხისთვის 11 კმ მანძილზე აღჭურვილობის მიწოდების შესახებ. და მთავარი აქ არის ზუსტად არხის მაღალი სიმძლავრისა და დიაპაზონის რთული კომბინაცია. თანამედროვე სერიულ აღჭურვილობას 10 გბიტი/წმ ან მეტი სიმძლავრით 70/80 გჰც დიაპაზონისთვის აქვს ისეთი ფუნქცია, როგორიცაა ძალიან შეზღუდული დიაპაზონი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ რთული კოდირების სქემებით, როგორიცაა QAM128 ან QAM256 - და მხოლოდ მათ შეუძლიათ უზრუნველყონ გამტარუნარიანობა 10 გბიტი / წმ ან მეტი - ძნელია რაიმე მნიშვნელოვანი გადამცემის სიმძლავრის მიწოდება. 3-5 კმ მარშრუტები მარტივია, მაგრამ 11 კმ-ზე სიგნალის შესუსტება ზედმეტად დიდი ხდება და 10GE სტანდარტში კავშირის მიღება შეუძლებელია.

გამოწვევა მიიღო ადგილობრივმა დეველოპერმა პეტერბურგიდან - კომპანია DOK. მან უკვე შეიმუშავა რადიოხიდები, რომლებიც უზრუნველყოფდნენ საჭირო დიაპაზონს. და ამ პროექტამდე მათ გამოსცადეს 40 გბიტ/წმ არხი 4 ერთობლივად მომუშავე 10 გბიტ/წმ რადიოხიდის სახით მათ 4 კმ საცდელ ადგილზე და დარწმუნებულნი იყვნენ, რომ შესაძლებელი იყო ასეთი სიმძლავრის მიღება. მაგრამ პრაქტიკაში, სატელეკომუნიკაციო ინდუსტრიაში არავის უცდია 4 კმ მანძილზე 10 პარალელური მოქმედი რადიოხიდის შეკრება 11 გბიტი/წმ.

გლობალური ბრენდებისგან უარის თქმის შემდეგ, მომხმარებელი, რომელსაც შპს „ედინსვო“ წარმოადგენს, ასევე არ იყო დარწმუნებული, რომ საშინაო ტექნიკა გაუმკლავდებოდა პროექტს. ამიტომ, თავდაპირველად გადაწყდა, რომ საპილოტე ეტაპად დაყენებულიყო მხოლოდ ერთი 10 გბიტ/წმ რადიოხიდი 11 კილომეტრზე. და თუ ეს კარგად დაამტკიცა, მაშინ დავალება გააფართოვეთ 4 პარალელურად მოქმედ რადიო ხიდამდე.

ტექნიკური თვალსაზრისით სრულიად არასაჭიროა 40 გბიტ/წმ სიჩქარის გადაცემა ერთ არხზე, როგორც ჰაერში, ასევე ოპტიკურ კაბელზე. ბევრად უფრო ადვილია მონაცემთა გადაცემა რამდენიმე პარალელურად 10 გბიტი/წმ „ძაფებზე“. 10GE ქსელის აღჭურვილობა უფრო იაფი და ხელმისაწვდომია ვიდრე 40GE კონცენტრატორები. გარდა ამისა, პარალელური "ძაფები" უზრუნველყოფს უფრო დიდ საიმედოობას მთელი არხისთვის.

მაგრამ იყო პრობლემა, რომ ოპტიკური კაბელისგან განსხვავებით, სადაც პარალელური ბოჭკოების გასწვრივ სიგნალი არანაირად არ მოქმედებს ერთმანეთზე, რადიო არხები განიცდიან ურთიერთჩარევას, კომუნიკაციის სრულ უკმარისობამდე. ეს განიხილება სიგნალის სხვადასხვა პოლარიზაციის გამოყენებით და სიგნალების სიხშირის მიხედვით გავრცელებით. მაგრამ ეს უფრო ადვილია სათქმელი, ბევრად უფრო რთული განხორციელება "ტექნიკაში". სანქტ-პეტერბურგის გუნდმა შექმნა სქემები დიდი მიკროტალღური მიკროსქემების გამოყენებით (MMIC, მონოლითური მიკროტალღური ინტეგრირებული წრე) გალიუმის არსენიდის საფუძველზე და დარწმუნებული იყო მათი მიკროტალღური ხსნარში.

„10GE სტანდარტის თანამედროვე რადიოხიდები მთელ მსოფლიოში მზადდება კომერციული მიკროტალღური ჩიპების გამოყენებით. ამ სფეროში არაეფექტურია ვერტიკალურად ინტეგრირებული განვითარების ჩატარება, როდესაც ყველა ტექნიკური პროცესი ხორციელდება ერთ კომპანიაში - მიკროტალღური ჩიპების დაფრქვევით დაწყებული კომპონენტების მზა პროდუქტში აწყობამდე. ეს დაახლოებით იგივეა, რაც რამდენი კომპანია აწარმოებს კომპიუტერულ დაფებს Intel-ისა და AMD-ის ჩიპების საფუძველზე. თუმცა, მასობრივი წარმოების კომპიუტერების დაფებისგან განსხვავებით, მიკროტალღური ჩიპების დაყენება, შემდგომში სიგნალის გაძლიერება და მისი ანტენის მიწოდება განსაკუთრებულ გამოცდილებას მოითხოვს და ეს, ფაქტობრივად, კომპანიის ნოუ-ჰაუს საგანია“, - თქვა ვალერი სალომატოვმა, პროექტმა. მენეჯერი შპს DOK.

პილოტი 10 გბიტი/წმ რადიოხიდის მოდელი PPC-10G-E-HP წარმატებით მუშაობდა იენიზეის ნაპირებზე კოშკებზე რამდენიმე თვის განმავლობაში (2019 წლის მაისი-ივნისი). ზაფხულის წვიმები ყველაზე რთული დროა მილიმეტრიანი ტალღის რადიო კომუნიკაციებისთვის, რადგან... წვიმის წვეთები შედარებულია ტალღის სიგრძესთან (დაახლოებით 4 მმ), რაც იწვევს სიგნალის შესუსტებას. ზამთარში ეს პრობლემა არ ხდება, რადგან... ფიფქები, ისევე როგორც ნისლი და კვამლი, რადიოგამჭვირვალეა უკაბელო კომუნიკაციებისთვის 70/80 გჰც დიაპაზონში.

შპს DOK-ის 10 გბიტ/წმ რადიოხიდი გაუმკლავდა ამინდის პირობებს და მანძილს, რის შემდეგაც, საკომუნიკაციო ხაზის ხელმისაწვდომობის სტატისტიკის საფუძველზე, Unity ოპერატორმა გადაწყვიტა 4 პარალელურად უკაბელო არხად სკალირება, რომელთა სიმძლავრე 10 GE იყო. ინსტალაცია განხორციელდა Edinstvo კომპანიის სპეციალისტების მიერ, რომლებმაც დამოუკიდებლად გაარკვიეს დაყენების სირთულეები აღჭურვილობის ინსტრუქციის მიხედვით. 2019 წლის ივლისის ბოლოს, რადიოხიდი
40 გბიტ/წმ (4x 10 გბიტ/წმ) Yenisei-ის გავლით მიღებულ იქნა კომერციული ექსპლუატაციისთვის DOK კომპანიის ინსტალაციის ზედამხედველობის ჯგუფის თანდასწრებით.

წყარო: www.habr.com