무선 데이터 전송 세계 기록: 40km 이상 11Gbps

2019년 40월 러시아는 세계 최초로(네, 사실입니다) 11Gbit/s 용량의 백본 광케이블 무선 이중화 상용 프로젝트를 진행했습니다. Norilsk Nickel의 자회사인 Operator Unity는 이러한 채널을 사용하여 예니세이 전역에 XNUMXkm 무선 백업을 전달했습니다.

Habré를 포함하여 언론에 때때로 등장합니다. 무선 세계 기록에 대한 참고 사항. 기술 진보의 관점에서 볼 때 흥미롭지만 항상 연구 테스트입니다. 그리고 여기에는 실리콘 밸리나 유럽 대학이 아닌 북극권의 타이가에 있는 실제 상업 프로젝트가 있습니다. 놀랍게도 최고의 연구실이 돈을 벌 수 있는 프로젝트를 위한 전제 조건을 만드는 것은 거대한 국가와 어려운 지리적, 기후 조건입니다.

최근 무선 기록의 타임라인:

• 2013 수 있습니다, 40km당 1Gbit/s Karlsruhe Institute of Technology, Radiometer Physics GmbH 및 Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics의 과학자들이 공동 실험으로 240GHz의 실험 주파수에서 수행했습니다. 신호 주파수는 상업용으로 사용할 수 없습니다.
• 2016 수 있습니다: 6km당 37Gbit/s 70/80 GHz 범위에서는 같은 팀이지만 상용 프로젝트에 할당된 주파수에 대한 새로운 실험으로,
• 11월 2016: 20km당 13Gbit/s, 페이스북 커넥티비티 랩 연구센터,
• 1월 2019, 40km당 1,4Gbit/s, 직렬 Ericsson 장비의 Deutsche Telekom 테스트 사이트, 2019년 8월 동일한 테스트 사이트의 동일한 링크를 연속 100개로 확장하면 약 XNUMXGbit/s가 제공됩니다.
• 8월 2019, 40km당 11Gbit/s, DOK LLC(상트페테르부르크)의 직렬 장비에 있는 Norilsk 운영자 "Unity".

실제로 예니세이의 얼음 표류가 없었다면 북극권에서 무선 통신에 대한 기록은 없었을 것입니다. 프로젝트의 배경은 다음과 같습니다. 2017년 Big Three 운영자가 Taimyr 방향으로의 통신 개발을 거부한 후 PJSC MMC Norilsk Nickel 회사는 자체 자금을 사용하여 거대한 길이(956km)의 광섬유를 구축했습니다. Novy Urengy에서 Norilsk까지 40Gbit/s 용량의 백본(FOCL)을 제공합니다. 이것은 어려운 지형을 통과하는 정말 어려운 경로이며, 건설자들은 이 작업으로 정부 상을 받았습니다.

운영상의 문제 중 하나는 다리가 없는 예니세이를 가로질러 40기가비트 광섬유 케이블을 통과시키는 것이었고, 강바닥을 따라 달리기로 결정했고 신뢰성을 위해 여러 개의 케이블을 부설했습니다. 그러나 얼음 표류는 광학 장치를 쉽게 손상시킵니다. 더욱이 예니세이의 얼음 표류는 하루 동안의 행사가 아니며 사람들의 위험이 높기 때문에 이 기간 동안 물 위에서의 수리 작업은 허용되지 않습니다.

예니세이 바닥에 있는 추가 케이블 외에도 이가르카와 프릴루키 마을의 강 양쪽에 있는 1Gbit/cc 통신 타워의 무선 라디오 중계 채널로 경로가 지원되었습니다(이 라디오 채널은 볼 수 있음). 상단 사진-큰 접시). 하지만 광학 장치가 손상될 경우 노릴스크 산업 지역 전체에 제공할 수 있는 1Gbit/s는... - 눈물. 따라서 2018-2019년 가을-겨울 기간에 PJSC MMC Norilsk Nickel 구조의 일부인 Norilsk 운영자 Unity는 광섬유보다 열등하지 않은 용량을 갖춘 예니세이 전역의 무선 채널 구축에 대한 설계 작업을 시작했습니다. 광학 라인.

Unity 전문가들은 놀랍게도 세계 어느 통신 브랜드도 40km 거리에 11기가비트 무선 채널용 장비를 공급하겠다는 제안을 받아들이지 않았습니다. 여기서 중요한 점은 바로 높은 채널 용량과 범위의 복잡한 조합입니다. 10/70 GHz 범위에 대해 80 Gbit/s 이상의 용량을 갖춘 최신 직렬 장비는 범위가 매우 제한되어 있다는 특징을 가지고 있습니다. 이는 QAM128 또는 QAM256과 같은 복잡한 인코딩 방식을 사용하면 10Gbit/s 이상의 처리량만 제공할 수 있기 때문에 상당한 송신기 전력을 제공하기 어렵기 때문입니다. 3~5km의 경로는 쉽지만 11km에서는 신호 감쇠가 지나치게 커져 10GE 표준의 연결을 얻을 수 없습니다.

이 도전은 상트페테르부르크의 국내 개발자에 의해 받아들여졌습니다 - DOK 회사. 그녀는 필요한 범위를 제공하는 무선 교량을 이미 개발했습니다. 그리고 이 프로젝트 전에 그들은 40km 테스트 현장에서 4개의 공동 작업 10Gbit/s 무선 브리지 형태로 4Gbit/s 채널을 테스트했으며 그러한 용량을 확보하는 것이 가능하다고 확신했습니다. 그러나 실제로 통신 업계의 어느 누구도 4km 거리에서 10Gbit/s의 병렬 작동 무선 브리지 11개를 구성하려고 시도한 적이 없습니다.

글로벌 브랜드로부터 거절을 받은 Edinstvo LLC가 대표하는 고객은 국내 장비가 프로젝트에 대처할 수 있을지 확신하지 못했습니다. 따라서 처음에는 파일럿 단계로 10km에 걸쳐 11Gbit/s 무선 브리지 하나만 설치하기로 결정되었습니다. 그리고 이것이 잘 입증되면 작업을 4개의 병렬 작동 무선 브리지로 확장합니다.

기술적인 관점에서 볼 때, 무선 및 광케이블을 통해 하나의 채널에서 40Gbit/s를 전송하는 것은 전혀 필요하지 않습니다. 여러 개의 병렬 10Gbit/s "스레드"를 통해 데이터를 전송하는 것이 훨씬 쉽습니다. 10GE 네트워크 장비는 40GE 스위치보다 저렴하고 접근성이 높습니다. 또한 병렬 "스레드"는 전체 채널에 대해 더 큰 안정성을 제공합니다.

그러나 병렬 광섬유를 따라 신호가 서로 어떤 방식으로도 영향을 미치지 않는 광케이블과 달리 무선 채널은 상호 간섭을 경험하여 통신이 완전히 실패하는 문제가 있었습니다. 이는 신호의 서로 다른 편파를 사용하고 신호를 주파수별로 확산함으로써 처리됩니다. 그러나 이것은 말하기는 쉽지만 "하드웨어에서" 구현하는 것은 훨씬 더 어렵습니다. 상트페테르부르크 팀은 갈륨비소를 기반으로 한 대형 마이크로파 마이크로회로(MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 사용하여 회로를 만들었으며 회로 솔루션에 자신감을 갖고 있었습니다.

“전 세계 10GE 표준의 최신 무선 브리지는 상업용 마이크로파 칩을 사용하여 만들어집니다. 이 분야에서는 마이크로파 칩 스퍼터링부터 부품을 완제품으로 조립하는 것까지 모든 기술 프로세스가 한 회사에서 수행되는 수직 통합 개발을 수행하는 것은 비효율적입니다. 이는 Intel 및 AMD의 칩을 기반으로 컴퓨터 보드를 만드는 회사 수와 거의 같습니다. 그러나 대량 생산되는 PC 기판과 달리 마이크로파 칩을 설정하고 신호를 증폭하여 안테나에 공급하는 작업에는 특별한 전문 지식이 필요하며 이는 실제로 회사의 노하우의 주제입니다.”라고 프로젝트 Valery Salomatov는 말했습니다. 관리자 DOK LLC.

파일럿 10Gbit/s 무선 브리지 모델 PPC-10G-E-HP는 몇 달 동안(2019년 4월~70월) 예니세이 강변의 타워에서 성공적으로 작업했습니다. 여름 비는 밀리미터파 무선 통신에 가장 어려운 시기입니다. 빗방울의 파장(약 80mm)은 신호를 약화시킵니다. 겨울에는 이런 문제가 발생하지 않습니다. 왜냐하면... 안개와 연기뿐만 아니라 눈송이도 XNUMX/XNUMXGHz 범위의 무선 통신에 대해 무선 투명합니다.

DOK LLC의 10Gbit/s 무선 브리지는 기상 조건과 거리에 대처한 후 통신 회선 가용성에 대한 통계를 기반으로 Unity 운영자는 각각 4GE 용량을 갖춘 10개의 병렬 무선 채널로 확장하기로 결정했습니다. 설치는 장비 지침에 따라 설정의 복잡성을 독립적으로 파악한 Edinstvo 회사의 전문가가 수행했습니다. 2019년 XNUMX월 말, 무선교량
Yenisei를 통한 40Gbit/s(4x 10Gbit/s)는 DOK 회사의 설치 감독팀이 참석한 가운데 상업적 운영이 승인되었습니다.

출처 : habr.com