In augustus 2019 voerde Rusland voor het eerst ter wereld (ja, het is waar) een commercieel project uit voor draadloze redundantie van een optische backbone-kabel met een capaciteit van 40 Gbit/s. Operator Unity, een dochteronderneming van Norilsk Nickel, gebruikte een dergelijk kanaal om een draadloze back-up van 11 kilometer over de Yenisei door te sturen.
Van tijd tot tijd verschijnen ze in de pers, ook op Habré . Ze zijn interessant vanuit het oogpunt van de technologische vooruitgang, maar het zijn altijd onderzoekstests. En hier is een echt commercieel project, en niet in de omstandigheden van Silicon Valley of een Europese universiteit, maar midden in de taiga op de poolcirkel. Verrassend genoeg is het een enorm land en moeilijke geografische en klimatologische omstandigheden die de voorwaarden scheppen voor projecten die de beste onderzoekslaboratoria waar voor hun geld geven.
Tijdlijn van recente draadloze records:
- kan 2013, op een experimentele frequentie van 240 GHz als een gezamenlijk experiment door wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology, Radiometer Physics GmbH en het Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics. Signaalfrequentie niet beschikbaar voor commercieel gebruik.
- kan 2016: in het 70/80 GHz-bereik, hetzelfde team, maar als een nieuw experiment met frequenties toegewezen voor commerciële projecten,
- November 2016: , Facebook Connectivity Lab onderzoekscentrum,
- januari 2019, , testsite van Deutsche Telekom op seriële Ericsson-apparatuur, in mei 2019, het opschalen van dezelfde links op dezelfde testsite naar 8 op rij leverde ongeveer 100 Gbit/s op,
- augustus 2019, , Norilsk-operator "Unity" op seriële apparatuur van DOK LLC (St. Petersburg).
In feite zou er misschien geen enkel record zijn geweest voor draadloze communicatie in de poolcirkel als er geen ijsverschuiving op de Yenisei was geweest. De achtergrond van het project is als volgt: in 2017, nadat de Big Three-operatoren weigerden communicatie in de richting van Taimyr te ontwikkelen, bouwde het bedrijf PJSC MMC Norilsk Nickel met eigen middelen een enorme glasvezelkabel (956 km) backbone (FOCL) van Novy Urengy tot Norilsk met een capaciteit van 40 Gbit/s. Dit is een heel moeilijke route, die door moeilijk terrein gaat, en de bouwers ervan ontvingen overheidsprijzen voor dit werk.
Een van de operationele problemen was de doorgang van een glasvezelkabel van 40 gigabit over de Yenisei bij gebrek aan bruggen; er werd besloten om langs de rivierbodem te lopen en voor de betrouwbaarheid werden er verschillende kabels aangelegd. Maar ijsdrift beschadigt gemakkelijk de optiek. Bovendien is ijsverstuiving op de Yenisei geen gebeurtenis voor één dag en zijn er gedurende deze hele tijd geen reparatiewerkzaamheden aan het water toegestaan vanwege het grote gevaar voor mensen.
Naast extra kabels aan de onderkant van de Yenisei werd de route ondersteund door een draadloos radiorelaiskanaal van 1 Gbit/cc telecommunicatietorens aan beide zijden van de rivier, in Igarka en het dorp Priluki (dit radiokanaal is zichtbaar op de bovenste foto - een grote schaal). Maar wat is 1 Gbit/s om de hele industriële regio van Norilsk te voorzien in geval van schade aan de optica... - tranen. Daarom begon Norilsk-operator Unity, onderdeel van de structuur van PJSC MMC Norilsk Nickel, in de herfst-winterperiode van 2018-2019 met ontwerpwerkzaamheden voor de aanleg van een draadloos kanaal over de Yenisei met een capaciteit die niet onderdoet voor die van glasvezel. optische lijn.
Tot verbazing van Unity-specialisten accepteerde geen van de telecommunicatiemerken ter wereld voorstellen om apparatuur te leveren voor een draadloos kanaal van 40 gigabit op een afstand van 11 km. En het punt hier is precies de complexe combinatie van hoge kanaalcapaciteit en bereik. Moderne seriële apparatuur met een capaciteit van 10 Gbit/s of meer voor het 70/80 GHz-bereik heeft als kenmerk een zeer beperkt bereik. Dit komt door het feit dat het met complexe coderingsschema's zoals QAM128 of QAM256 - en alleen zij kunnen een doorvoersnelheid van 10 Gbit / s of meer bieden - moeilijk is om enig significant zendvermogen te leveren. Routes van 3-5 km zijn eenvoudig, maar op 11 km wordt de signaalverzwakking buitensporig groot en kan er geen verbinding in de 10GE-standaard worden verkregen.
De uitdaging werd aangenomen door een binnenlandse ontwikkelaar uit St. Petersburg - . Ze had al radiobruggen ontwikkeld die voor het nodige bereik zorgden. En vóór dit project testten ze een 40 Gbit/s-kanaal in de vorm van vier gezamenlijk werkende 4 Gbit/s-radiobruggen op hun 10 km lange testlocatie, en waren ervan overtuigd dat het mogelijk was om een dergelijke capaciteit te verkrijgen. Maar in de praktijk heeft niemand in de telecommunicatie-industrie ooit geprobeerd om 4 parallel werkende radiobruggen van 4 Gbit/s op een afstand van 10 km samen te stellen.
Na weigeringen van wereldwijde merken te hebben ontvangen, was de klant, vertegenwoordigd door Edinstvo LLC, er ook niet zeker van dat huishoudelijke apparatuur het project aan zou kunnen. Daarom werd besloten om in eerste instantie als proeffase slechts één 10 Gbit/s-radiobrug over een afstand van 11 km te installeren. En als het zichzelf goed bewijst, schaal dan de taak op naar 4 parallel werkende radiobruggen.
Technisch gezien is het volstrekt onnodig om 40 Gbit/s in één kanaal te verzenden, zowel via de ether als via een optische kabel. Het is veel eenvoudiger om gegevens over meerdere parallelle 10 Gbit/s “threads” over te dragen. 10GE-netwerkapparatuur is goedkoper en toegankelijker dan 40GE-switches. Bovendien zorgen parallelle “threads” voor een grotere betrouwbaarheid voor het hele kanaal.
Maar er was een probleem dat, in tegenstelling tot een optische kabel, waarbij het signaal langs parallelle vezels elkaar op geen enkele manier beïnvloedt, radiokanalen wederzijdse interferentie ervaren, tot een volledige uitval van de communicatie. Dit wordt verholpen door verschillende polarisatie van het signaal te gebruiken en de signalen op frequentie te spreiden. Maar dit is gemakkelijker te zeggen, veel moeilijker om ‘in hardware’ te implementeren. Het team uit St. Petersburg maakte schakelingen met behulp van grote microgolfcircuits (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) op basis van galliumarsenide en had vertrouwen in hun schakeloplossing.
“Moderne radiobruggen van de 10GE-standaard over de hele wereld worden gemaakt met behulp van commerciële microgolfchips. Op dit gebied is het niet effectief om verticaal geïntegreerde ontwikkeling uit te voeren, wanneer alle technische processen in één bedrijf worden uitgevoerd - van het sputteren van microgolfchips tot het assembleren van componenten tot een eindproduct. Dit is ongeveer hetzelfde als hoeveel bedrijven computerborden maken op basis van chips van Intel en AMD. In tegenstelling tot in massa geproduceerde pc-borden vereist het opzetten van microgolfchips, het vervolgens versterken van het signaal en het naar de antenne sturen ervan echter speciale expertise, en dit is in feite het onderwerp van de knowhow van het bedrijf”, aldus Valery Salomatov, projectleider. zaakvoerder DOK LLC.
De pilot 10 Gbit/s radiobrug, model PPC-10G-E-HP, heeft een paar maanden (mei-juni 2019) met succes gewerkt aan torens langs de oevers van de Yenisei. Zomerregens zijn de moeilijkste tijd voor millimetergolfradiocommunicatie, omdat... regendruppels zijn vergelijkbaar met de golflengte (ongeveer 4 mm), wat een verzwakking van het signaal veroorzaakt. In de winter doet dit probleem zich niet voor, omdat... sneeuwvlokken, evenals mist en rook, zijn radiotransparant voor draadloze communicatie in het 70/80 GHz-bereik.
De 10 Gbit/s radiobrug van DOK LLC kon de weersomstandigheden en afstand aan, waarna de Unity-operator, op basis van statistieken over de beschikbaarheid van de communicatielijn, besloot om op te schalen naar 4 parallelle draadloze kanalen met een capaciteit van elk 10GE. De installatie werd uitgevoerd door specialisten van het bedrijf Edinstvo, die onafhankelijk de fijne kneepjes van de installatie uitvonden volgens de instructies voor de apparatuur. Eind juli 2019 kwam de radiobrug
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) via de Yenisei werd in aanwezigheid van het installatiesupervisieteam van het DOK-bedrijf geaccepteerd voor commerciële exploitatie.
Bron: www.habr.com