Em agosto de 2019, na Rússia, foi realizado pela primeira vez no mundo (sim, é verdade) um projeto comercial de backup sem fio de um cabo óptico de backbone com capacidade de 40 Gbit/s. O operador 'Edinstvo', uma subsidiária da Norilsk Nickel, criou um canal sem fio de 11 quilômetros através do Yenisei.
Periodicamentе, na imprensa, incluindo o Habr, aparecem . Elas são interessantes do ponto de vista do progresso tecnológico, mas sempre se tratam de testes de pesquisa. Aqui temos um projeto comercial real, e não nas condições do Vale do Silício ou de uma universidade europeia, mas diretamente na taiga do Círculo Polar. Para nossa surpresa, é exatamente um país tão vasto, com condições geográficas e climáticas complexas, que cria as condições para projetos que superam os melhores laboratórios de pesquisa.
Cronologia dos últimos recordes de comunicação sem fio:
- Maio de 2013, em uma frequência experimental de 240 GHz como um experimento conjunto de cientistas do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, da Radiometer Physics GmbH e do Instituto Fraunhofer de Física Aplicada de Materiais Sólidos. A frequência do sinal não está disponível para uso comercial.
- Maio de 2016: na faixa de 70/80 GHz, a mesma equipe, mas como um novo experimento em frequências destinadas a projetos comerciais.
- Novembro de 2016: , centro de pesquisa do Facebook Connectivity Lab,
- Janeiro de 2019, , campo de teste da Deutsche Telekom com equipamentos de produção da Ericsson; em maio de 2019, a ampliação dos mesmos links no mesmo campo já levou a cerca de 100 Gbit/s.
- Agosto de 2019, , o operador de Norilsk 'Edinstvo' com equipamentos em série da LLC 'DOK' (São Petersburgo).
Na verdade, não haveria nenhum recorde de comunicação sem fio nas condições do Círculo Polar Ártico se não fosse pela deriva de gelo no Yenisei. A história do projeto é a seguinte: em 2017, depois que os operadores da 'grande tríade' se recusaram a desenvolver a comunicação na direção de Tajmyr, a corporadora PAO 'GMK Norilsk Nickel' construiu, com recursos próprios, uma vasta rede de fibra óptica (WOLC) de 956 km de extensão de Novo Urengoy a Norilsk, com capacidade de 40 Gbps. Este é um trajeto realmente complexo, passando por terrenos de difícil acesso, e seus construtores receberam prêmios do governo por esse trabalho.
Um dos problemas durante a operação foi que a passagem do cabo WOLC de 40 Gbps pelo Yenisei, na ausência de pontes, foi resolvida ao ser colocada no fundo do rio, com a adição de vários cabos para garantir a segurança. No entanto, a deriva de gelo facilmente danifica a fibra óptica. Além disso, a deriva de gelo no Yenisei não é um evento de um único dia, e nenhum trabalho de reparo na água é permitido durante todo esse período devido ao alto risco para as pessoas.
Além dos cabos adicionais no fundo do Yenisei, a rota foi respaldada por um canal de micro-ondas sem fio de 1 Gbps a partir de torres de telecomunicações em cada lado do rio, em Igarka e na aldeia de Priluki (este canal de rádio é visível na foto acima — uma grande antena). Mas o que é 1 Gbps para garantir toda a área industrial de Norilsk em caso de dano à fibra … — é como lágrimas. Portanto, no período de outono e inverno de 2018-2019, o operador de Norilsk 'Edinstvo', que faz parte da PAO 'GMK Norilsk Nickel', iniciou trabalhos de projeto para construir um canal sem fio através do Yenisei com uma capacidade equivalente à da rede WOLC.
Para surpresa dos especialistas da "Eedinstvo", nenhum dos grandes nomes das telecomunicações globais aceitou as propostas para a fornecimento de equipamentos para um canal sem fio de 40 gigabits a uma distância de 11 km. O desafio reside exatamente na combinação complexa de alta capacidade do canal e da distância. Equipamentos de série modernos com capacidade de 10 Gbit/s ou mais para a faixa de 70/80 GHz possuem a particularidade de ter uma distância bastante limitada. Isso ocorre porque, com esquemas de codificação complexos como QAM128 ou QAM256 — e apenas estes podem fornecer largura de banda de 10 Gbit/s ou mais — é difícil garantir uma potência de transmissor significativa. Percursos de 3-5 km são fáceis, mas em 11 km a atenuação do sinal se torna excessivamente alta e nenhuma conexão no padrão 10GE pode ser estabelecida.
A chamada foi atendida por um desenvolvedor nacional de São Petersburgo — . Eles já tinham desenvolvido pontes de rádio que garantiam a distância necessária. Antes deste projeto, testaram um canal de 40 Gbit/s com 4 pontes de rádio trabalhando em conjunto, com 10 Gbit/s cada, em seu campo de teste de 4 km, e estavam confiantes de que era possível alcançar tal capacidade. Mas, na prática, ninguém na indústria de telecomunicações jamais havia tentado conectar 4 pontes de rádio operando em paralelo de 10 Gbit/s a uma distância de 11 km.
Após receber recusas das marcas globais, o cliente, representado pela LLC "Eedinstvo", também não estava seguro de que o equipamento nacional conseguiria lidar com o projeto. Portanto, foi decidido inicialmente instalar, como etapa piloto, apenas uma ponte de rádio de 10 Gbit/s a 11 km. E se ela se mostrasse eficaz, então ampliar a tarefa para 4 pontes de rádio operando em paralelo.
Do ponto de vista técnico, não é absolutamente necessário transmitir 40 Gbit/s em um único canal, seja por meio de rádio ou de cabos óticos. É muito mais simples transmitir dados através de várias "linhas" paralelas de 10 Gbit/s. Equipamentos de rede padrão 10GE são mais baratos e mais acessíveis do que comutadores padrão 40GE. Além disso, as linhas paralelas conferem maior confiabilidade a todo o canal.
Mas havia um problema: ao contrário do cabo óptico, onde o sinal em fibras paralelas não interfere umas nas outras, os canais de rádio enfrentam interferências mútua que podem levar à falha total de conexão. Isso é combatido usando diferentes polarizações do sinal e separando os sinais por frequência. No entanto, isso é mais fácil de dizer do que de implementar "na prática". Os engenheiros de São Petersburgo desenvolveram circuitos em grandes microchips de micro-ondas (MMIC, Circuito Integrado de Micro-ondas Monolítico) baseados em arsenieto de gálio e estavam confiantes em sua solução técnica.
"Os modernos pontes de rádio padrão 10GE são produzidos em todo o mundo com microchips de micro-ondas comprados. Neste setor, é ineficaz realizar um desenvolvimento verticalmente integrado, onde todos os processos tecnológicos são realizados em uma única empresa — desde a deposição de chips de micro-ondas até a montagem dos componentes em um produto final. É semelhante a várias empresas que fazem placas de computador com chips da Intel e AMD. No entanto, ao contrário das placas de PC em massa, a configuração de chips de micro-ondas, a amplificação subsequente do sinal e a transmissão para a antena requerem uma expertise especial, e esse é, na verdade, o cerne do Know-How das empresas", comentou Valery Salomátov, gerente de projetos da LLC "DOK".
A ponte de rádio 10 Gbit/s modelo PPC-10G-E-HP operou com sucesso em torres ao longo das margens do rio Yenisei por alguns meses (maio-junho de 2019). As chuvas de verão são o período mais difícil para comunicação de rádio na faixa milimétrica, pois as gotas de chuva são comparáveis ao comprimento de onda (cerca de 4 mm), o que causa atenuação do sinal. No inverno, esse problema não ocorre, pois flocos de neve, assim como névoa e fumaça, são rádio transparentes para a comunicação sem fio na faixa de 70/80 GHz.
A ponte de rádio de 10 Gbit/s da LLC "DOK" enfrentou as condições climáticas e as distâncias, levando a operadora "Edinstvo" a decidir expandir para 4 canais sem fio paralelos com capacidade de 10GE cada, com base em estatísticas de disponibilidade da linha. A instalação foi realizada por especialistas da empresa "Edinstvo", que entenderam por conta própria as nuances da configuração seguindo as instruções do equipamento. No final de julho de 2019, a ponte de rádio
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) através do Yenisei foi colocada em operação industrial na presença da equipe de instalação da empresa "DOK".
Fonte: habr.com
