In augustus 2019 heeft Rusland voor de eerste keer ter wereld (ja, het is waar) een commercieel project uitgevoerd voor draadloze back-up van een hoofdoptische kabel met een capaciteit van 40 Gbit/s. De operator 'Eedinstvo', een dochteronderneming van Norilsk Nickel, heeft via zo'n kanaal een 11 kilometer lange draadloze back-up door de Jenissei geleid.
Periodiek verschijnen er in de pers, ook op Habr, Ze zijn interessant vanuit het oogpunt van technologische vooruitgang, maar het zijn altijd onderzoeksproeven. Maar hier hebben we een echt commercieel project, en niet onder de voorwaarden van Silicon Valley of een Europese universiteit, maar midden in de taiga op de Poolcirkel. Ongelooflijk genoeg creƫren juist het enorme land en de complexe geografische en klimatologische omstandigheden voorwaarden voor projecten die de beste onderzoekslaboratoria overtreffen.
Chronologie van de laatste wereldrecords in draadloze communicatie:
- Mei 2013, op een experimentele frequentie van 240 GHz als een gezamenlijke proef van wetenschappers van het Karlsruher Instituut voor Technologie, het bedrijf Radiometer Physics GmbH en het Fraunhofer Instituut voor toegepaste vaste-stoffysica. Deze frequentie is niet beschikbaar voor commercieel gebruik.
- Mei 2016: in het bereik van 70/80 GHz, hetzelfde team, maar als een nieuwe proef op frequenties die zijn toegewezen voor commerciƫle projecten.
- November 2016: , het onderzoekscentrum Facebook Connectivity Lab,
- Januari 2019, , proeflocatie van Deutsche Telekom met serieapparatuur van Ericsson, in mei 2019 leidde het opschalen van dezelfde lijnen op dezelfde locatie al tot zo'n 100 Gbit/s,
- Augustus 2019, , de Norilsk operator 'Eedinstvo' met serieapparatuur van LLC 'DOK' (St. Petersburg).
Eigenlijk zou er geen record van draadloze communicatie in de omstandigheden van de Poolcirkel zijn, als het niet voor de ijsbreking op de Jenissej was geweest. De achtergrond van het project is als volgt: in 2017, nadat de operators van de 'grote drie' weigerden de communicatie richting Tajmyra uit te breiden, bouwde de onderneming PAO āGMC Norilsk Nickelā op eigen kosten een enorme (956 km) glasvezelverbinding (VOLS) van Novo-Oerenja tot Norilsk met een capaciteit van 40 Gbit/s. Het is een echt complexe route die door moeilijk begaanbaar terrein gaat, en de bouwers hebben voor dit werk overheidsprijzen ontvangen.
Een van de problemen tijdens de exploitatie ā de overgang van de 40-gigabit VOLS-kabel over de Jenissej in de afwezigheid van bruggen ā is opgelost door deze over de bodem van de rivier te leggen, en voor de betrouwbaarheid zijn er meerdere kabels gelegd. Maar de ijsbreking kan de optische kabels gemakkelijk beschadigen. Bovendien duurt de ijsbreking op de Jenissej niet slechts Ć©Ć©n dag, en zijn er gedurende deze tijd geen reparatiewerkzaamheden op het water toegestaan vanwege de hoge gevaren voor mensen.
Naast de extra kabels op de bodem van de Jenissej, werd de route ondersteund door een draadloze radiorelay-kanaal van 1 Gbit/s vanaf telecommunicatietorens aan beide zijden van de rivier, in Igarka en het dorp Priloe. Dit radiokanaal is zichtbaar op de bovenste foto ā de grote schotel. Maar wat is 1 Gbit/s voor de hele industriĆ«le regio van Norilsk in het geval van schade aan de optiek ... ā slechts tranen. Daarom begon de Noorse operator āEedinstvoā, onderdeel van PAO āGMC Norilsk Nickelā, in de herfst-winterperiode van 2018-2019 met de projectwerkzaamheden voor de bouw van een draadloos kanaal over de Jenissej met een capaciteit die niet onderdoet voor de VOLS-verbinding.
Tot verrassing van de specialisten van "Eenheid" heeft geen van de wereldwijde telecommunicatie-topmerken het aanbod geaccepteerd voor de levering van apparatuur voor een 40-gigabit draadloze verbinding op een afstand van 11 km. Dit heeft te maken met de complexe combinatie van hoge kanaalcapaciteit en afstand. Moderne serie-apparatuur met een capaciteit van 10 Gbit/s en meer voor de frequentieband van 70/80 GHz heeft de eigenschap dat de afstand zeer beperkt is. Dit komt doordat het moeilijk is om enige significante zendvermogen te waarborgen bij complexe coderingsschema's, zoals QAM128 of QAM256 - alleen zij kunnen een doorvoersnelheid van 10 Gbit/s of meer bieden. Afstanden van 3-5 km zijn eenvoudig, maar op 11 km wordt het signaalverlies te groot en is er geen verbinding te krijgen in de 10GE-standaard.
De uitdaging werd opgenomen door een lokale ontwikkelaar uit St. Petersburg - . Ze hadden al eerder radioverbindingen ontwikkeld die de vereiste afstand konden waarborgen. Voor dit project testten ze een kanaal van 40 Gbit/s met 4 samenwerkende radioverbindingen van elk 10 Gbit/s op hun 4 km - testterrein, en ze waren ervan overtuigd dat het mogelijk was om zo'n capaciteit te behalen. Maar in de praktijk heeft niemand in de telecommunicatie-industrie ooit geprobeerd om 4 parallel werkende radioverbindingen van 10 Gbit/s op een afstand van 11 km te installeren.
Na afwijzingen van wereldmerken was de klant, in de persoon van LLC "Eenheid", ook niet zeker of de binnenlandse apparatuur het project aan kon. Daarom werd besloten om aanvankelijk slechts Ć©Ć©n radioverbinding van 10 Gbit/s op 11 km als proeffase te installeren. En als deze goed zou presteren, dan zou de taak opgeschaald worden naar 4 parallel werkende radioverbindingen.
Technisch gezien is het helemaal niet noodzakelijk om 40 Gbit/s in Ć©Ć©n kanaal over te dragen, zowel via de lucht als via glasvezelkabel. Het is veel eenvoudiger om gegevens over meerdere parallelle "draadjes" van 10 Gbit/s te verzenden. Netwerkapparatuur volgens de 10GE-standaard is goedkoper en toegankelijker dan switches volgens de 40GE-standaard. Bovendien bieden parallelle "draadjes" meer betrouwbaarheid voor het hele kanaal.
Maar er was een probleem: in tegenstelling tot glasvezelkabels, waar het signaal op parallelle vezels elkaar niet beĆÆnvloedt, hebben radiokanalen te maken met wederzijdse interferentie tot het punt van volledige verbinding uitval. Dit wordt aangepakt door verschillende polarisaties van het signaal toe te passen en signalen over frequenties te spreiden. Maar dit is gemakkelijker gezegd dan gedaan "in hardware". De mensen uit Sint-Petersburg ontwikkelden de schakelingen op grote MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) op basis van galliumnitride en waren overtuigd van hun technische oplossing.
"Moderne radiobruggen van de 10GE-standaard worden wereldwijd gemaakt op basis van commerciĆ«le MMIC's. In deze sector is het ondoeltreffend om een verticaal geĆÆntegreerde ontwikkeling te voeren, waarbij alle technologieprocessen binnen een bedrijf worden uitgevoerd ā van het spuiten van de MMIC's tot de assemblage van componenten tot een eindproduct. Dit is vergelijkbaar met hoe veel bedrijven computerplaten maken op basis van chips van Intel en AMD. Echter, in tegenstelling tot de massaproductie van PC-platen vereist de afstemming van MMIC's, de daaropvolgende versterking van het signaal en het aansteken daarvan in de antenne speciale expertise, en dat is eigenlijk het terrein van de Know-how van de bedrijven," merkte Valery Salomatov, projectmanager van LLC "DOK", op.
De pilot-radiobrug van 10 Gbit/s model PPC-10G-E-HP heeft succesvol gewerkt op torens aan de oevers van de Jenisej gedurende een paar maanden (mei-juni 2019). Zomerse regenbuien zijn de moeilijkste tijd voor radiocommunicatie in het millimetergolfbereik, omdat de regendruppels vergelijkbaar zijn met de golflengte (ongeveer 4 mm), wat leidt tot signaalverzwakking. In de winter doet dit probleem zich niet voor, omdat sneeuwvlokken net als mist en rook radiotransparant zijn voor draadloze communicatie in het bereik van 70/80 GHz.
De radiobrug van 10 Gbit/s van LLC "DOK" ging goed om met de weersomstandigheden en de afstand, waarna op basis van de beschikbaarheidsstatistieken van de communicatielijn door de operator "Eenheid" werd besloten om te schalen naar 4 parallelle draadloze kanalen van elk 10GE. De installatie werd uitgevoerd door specialisten van het bedrijf "Eenheid", die zelf de fijne kneepjes van de afstelling doorgronden volgens de instructies voor de apparatuur. Eind juli 2019 werd de radiobrug
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) over de Jenisej werd in bedrijf genomen in aanwezigheid van het montage-team van LLC "DOK".
Bron: habr.com
