I augusti 2019 genomfördes det första kommersiella projektet i vÀrlden för trÄdlös reservkopiering av en optisk huvudledning med kapacitet pÄ 40 Gbit/s i Ryssland (ja, det Àr sant). Operatören "Edelweiss", ett dotterbolag till Norilsk Nickel, anvÀnde en sÄdan kanal för att bygga en 11 kilometer lÄng trÄdlös backup över Yenisei.
Ibland dyker det upp . De Àr intressanta ur ett teknologiskt framstegsperspektiv, men det handlar alltid om forskningsexperiment. HÀr handlar det om ett verkligt kommersiellt projekt, och inte under förhÄllandena i Silicon Valley eller pÄ ett europeiskt universitet, utan mitt i tajgan vid den arktiska cirkeln. OvÀntat nog Àr det just det stora landet och de svÄra geografiska och klimatmÀssiga förhÄllandena som skapar förutsÀttningar för projekt som Àr överlÀgsna de bÀsta forskningslaboratorierna.
Tidslinje för de senaste rekordens trÄdlösa kommunikation:
- Maj 2013, vid en experimentell frekvens pÄ 240 GHz som ett gemensamt experiment av forskare frÄn Karlsruhe Institute of Technology, Radiometer Physics GmbH och Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics. Signalfrekvensen Àr inte tillgÀnglig för kommersiellt bruk.
- Maj 2016: i omrÄdet 70/80 GHz, samma team, men som ett nytt experiment pÄ frekvenser avsedda för kommersiella projekt.
- November 2016: , forskningscentret Facebook Connectivity Lab,
- Januari 2019, , Deutsche Telekoms testbÀdd med serieutrustning frÄn Ericsson, i maj 2019 ledde skalning av samma lÀnkar till Ätta parallellkopplade till cirka 100 Gbit/s,
- Augusti 2019, , Norilskoperatören "Edelweiss" med serieutrustning frÄn LLC "DOK" (Sankt Petersburg).
För att vara Àrlig skulle det inte ha funnits nÄgot rekord för trÄdlös kommunikation under förhÄllandena i Arktis om det inte vore för islossningen pÄ Jenisej. Bakgrunden till projektet Àr följande: à r 2017, efter att operatörerna i "den stora trion" avstod frÄn att utveckla kommunikation mot Tajmyr, byggde företaget PAO "GMK Norilsk Nickel" för egna medel en enorm fiberoptisk huvudledning (VOLS) frÄn Novy Urengoy till Norilsk med en kapacitet av 40 Gbit/s. Det Àr verkligen en komplex strÀcka som gÄr genom svÄrframkomlig terrÀng, och byggarna fick statliga utmÀrkelser för sitt arbete.
Ett av problemen vid driften var att övergÄngen av den 40-gigabitiga VOLS-kabeln över Jenisej, i avsaknad av broar, beslutades att genomföra genom att lÀgga den pÄ flodbottens botten, och för reliabilitet lades flera kablar. Men islossningen kan lÀtt skada optiken. Dessutom Àr islossningen pÄ Jenisej en aktivitet som strÀcker sig över flera dagar, och inga reparationer fÄr utföras pÄ vattnet under denna tid pÄ grund av den höga risken för mÀnniskor.
Förutom de extra kablarna pĂ„ botten av Jenisej reserverades strĂ€ckan med en trĂ„dlös mikrovĂ„gskanal pĂ„ 1 Gbit/s frĂ„n telekommunikationstorn pĂ„ bĂ„da sidor av floden, i Igarka och byn Priluki (denna radiokanal syns pĂ„ den översta bilden â den stora parabolen). Men vad Ă€r 1 Gbit/s för att sĂ€kerstĂ€lla hela Norilsk industriomrĂ„de i hĂ€ndelse av skada pĂ„ optiken... â tĂ„rar. DĂ€rför inledde den norilsk operatören "Ettighet", som ingĂ„r i PAO "GMK Norilsk Nickel", projektarbeten för att bygga en trĂ„dlös kanal över Jenisej med en kapacitet som inte Ă€r underlĂ€gsen VOLS-huvudledningen under höst-vinterperioden 2018-2019.
Till förvĂ„ning för specialisterna pĂ„ "Enheten" hade inga av de globala telekommunikationsvarumĂ€rkena accepterat erbjudandena om leverans av utrustning för en 40-gigabit trĂ„dlös kanal pĂ„ ett avstĂ„nd av 11 km. Problemet ligger i den komplexa kombinationen av hög kanal kapacitet och avstĂ„nd. Moderna serietillverkade enheter med en kapacitet pĂ„ 10 Gbit/s och mer för frekvensbandet 70/80 GHz har den begrĂ€nsningen att de har ett mycket begrĂ€nsat avstĂ„nd. Detta beror pĂ„ att det Ă€r svĂ„rt att sĂ€kerstĂ€lla nĂ„gon betydande överföringskraft med komplexa kodningsscheman, sĂ„som QAM128 eller QAM256 â och det Ă€r endast dessa som kan ge en kapacitet pĂ„ 10 Gbit/s eller mer. AvstĂ„nd pĂ„ 3-5 km Ă€r hanterbara, men pĂ„ 11 km blir signaldĂ€mpningen för stor och det Ă€r omöjligt att upprĂ€tta nĂ„gon typ av kommunikation i standarden 10GE.
Utmaningen antogs av en inhemsk utvecklare frĂ„n Sankt Petersburg â . De hade redan utvecklat radiobroar som kunde sĂ€kerstĂ€lla den nödvĂ€ndiga rĂ€ckvidden. Innan det projektet testade de en 40 Gbit/s-kanal med fyra fungerande radiobroar pĂ„ 10 Gbit/s pĂ„ sin 4 km lĂ„nga testbana, och de var övertygade om att en sĂ„dan kapacitet var möjlig att uppnĂ„. Men i praktiken hade ingen inom telekommunikationsindustrin försökt sĂ€tta samman fyra parallellopererande radiobroar pĂ„ 10 Gbit/s över en distans av 11 km.
Efter att ha fÄtt avslag frÄn vÀrldens varumÀrken var bestÀllaren i form av LLC "Enheten" ocksÄ osÀker pÄ om inhemsk utrustning skulle klara projektet. DÀrför beslutades det att först installera endast en radiobro pÄ 10 Gbit/s pÄ 11 km som ett pilotprojekt. Om den fungerade bra, skulle uppgiften sedan skalas upp till fyra parallellopererande radiobroar.
Ur teknisk synvinkel Àr det inte alls nödvÀndigt att överföra 40 Gbit/s i en och samma kanal, bÄde trÄdlöst och via glasfiberkabel. Det Àr mycket enklare att överföra data via flera parallella "trÄdar" pÄ 10 Gbit/s. NÀtverksutrustning som följer standarden 10GE Àr billigare och mer tillgÀnglig Àn switchar som följer standarden 40GE. Dessutom ger parallella "trÄdar" större tillförlitlighet för hela kanalen.
Men det fanns ett problem: till skillnad frÄn fiberoptiska kablar, dÀr signalen genom parallella fibrer inte pÄverkar varandra, uppstÄr det ömsesidiga störningar i radiokanaler, vilket kan leda till fullstÀndig kommunikationsförlust. Detta motverkas genom att anvÀnda olika polariseringar av signalen och sprida ut signalerna över olika frekvenser. Men det Àr lÀttare sagt Àn gjort att realisera detta i "hÄrdvara". InvÄnarna i Sankt Petersburg utvecklade schematik för stora mikrovÄgsintegrerade kretsar (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) baserade pÄ galliumarsenid och var övertygade om sin tekniska lösning.
âModerna radiobridges i standarden 10GE tillverkas runt om i vĂ€rlden med köpta mikrovĂ„gsintegrerade kretsar. Det Ă€r ineffektivt att bedriva vertikalt integrerad utveckling inom detta omrĂ„de, dĂ€r alla teknikprocesser utförs av ett enda företag â frĂ„n sputtering av mikrovĂ„gschip till montering av komponenter i en fĂ€rdig produkt. Det Ă€r ungefĂ€r som mĂ„nga företag tillverkar datorplattor baserade pĂ„ chips frĂ„n Intel och AMD. Men till skillnad frĂ„n massproducerade PC-plattor krĂ€vs det sĂ€rskild expertis för att konfigurera mikrovĂ„gschip, förstĂ€rka signalen och sĂ€nda den till antennen, och det Ă€r faktiskt denna expertis som utgör företagens know-howâ, kommenterade Valery Salomatov, projektchef pĂ„ LLC âDOKâ.
Pilotradiobron 10 Gbit/s modellen PPC-10G-E-HP fungerade framgÄngsrikt pÄ torn lÀngs Jenisej i ett par mÄnader (maj-juni 2019). Sommarens regn Àr den mest utmanande tiden för millimetervÄgskommunikation, eftersom regndroppar Àr jÀmförbara med vÄglÀngden (ungefÀr 4 mm), vilket skapar signalförlust. PÄ vintern finns det inget sÄdant problem, eftersom snöflingor, precis som dimma och rök, Àr radiogenomskinliga för trÄdlös kommunikation i 70/80 GHz-bandet.
Radiobron pĂ„ 10 Gbit/s frĂ„n LLC âDOKâ hanterade vĂ€derförhĂ„llandena och avstĂ„ndet, och baserat pĂ„ tillgĂ€nglighetsstatistiken för kommunikationslinjen beslöt operatören âEdinstvoâ att skala upp till 4 parallella trĂ„dlösa kanaler, var och en med kapacitet pĂ„ 10GE. Installation utfördes av specialister frĂ„n företaget âEdinstvoâ, som sjĂ€lva satte sig in i instĂ€llningarna enligt instruktionerna till utrustningen. I slutet av juli 2019 antogs radiobron
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) över Jenisej togs i industriell drift i nĂ€rvaro av monteringschefs-teamet frĂ„n företaget âDOKâ.
KĂ€lla: habr.com
