I augusti 2019 genomförde Ryssland, för första gången i världen (Ja, det är sant), ett kommersiellt projekt för trådlös redundans av en optisk stamkabel med en kapacitet på 40 Gbit/s. Operator Unity, ett dotterbolag till Norilsk Nickel, använde en sådan kanal för att vidarebefordra en 11 kilometer lång trådlös backup över Yenisei.
Då och då dyker de upp i pressen, bland annat på Habré . De är intressanta ur tekniska framstegs synvinkel, men det är alltid forskningstester. Och här finns ett riktigt kommersiellt projekt, och inte i Silicon Valleys eller ett europeiskt universitets förhållanden, utan mitt i taigan på polcirkeln. Förvånansvärt nog är det ett enormt land och svåra geografiska och klimatiska förhållanden som skapar förutsättningar för projekt som ger de bästa forskningslaboratorierna en springa för pengarna.
Tidslinje för senaste trådlösa poster:
- kan 2013, vid en experimentell frekvens på 240 GHz som ett gemensamt experiment av forskare från Karlsruhe Institute of Technology, Radiometer Physics GmbH och Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics. Signalfrekvensen är inte tillgänglig för kommersiellt bruk.
- kan 2016: i 70/80 GHz-intervallet, samma team, men som ett nytt experiment med frekvenser tilldelade för kommersiella projekt,
- November 2016: , Facebook Connectivity Labs forskningscenter,
- januari 2019, , Deutsche Telekoms testplats på seriell Ericsson-utrustning, i maj 2019, att skala samma länkar på samma testplats till 8 i rad gav cirka 100 Gbit/s,
- augusti 2019, , Norilsk operatör "Unity" på seriell utrustning från DOK LLC (St. Petersburg).
Faktum är att det kanske inte hade funnits något rekord för trådlös kommunikation i polcirkeln om det inte hade varit för isdriften på Yenisei. Bakgrunden till projektet är som följer - 2017, efter att de tre stora operatörerna vägrade att utveckla kommunikation i riktning mot Taimyr, byggde företaget PJSC MMC Norilsk Nickel, med egna medel, en enorm längd (956 km) fiberoptik ryggrad (FOCL) från Novy Urengy till Norilsk med en kapacitet på 40 Gbit/s. Det här är en riktigt svår rutt som går genom svår terräng, och dess byggare fick statliga utmärkelser för detta arbete.
Ett av de operativa problemen var passagen av en 40-gigabit fiberoptisk kabel över Yenisei i avsaknad av broar; det beslutades att löpa längs flodens botten, och för tillförlitligheten lades flera kablar. Men isdrift skadar lätt optiken. Dessutom är isdrift på Yenisei inte en händelse för en dag, och inget reparationsarbete på vattnet är tillåtet under hela denna tid på grund av den stora faran för människor.
Förutom ytterligare kablar på botten av Yenisei, backades rutten upp av en 1 Gbit/s trådlös radioreläkanal från telekommunikationstorn på båda sidor om floden, i Igarka och byn Priluki (denna radiokanal är synlig på det översta fotot - ett stort fat). Men vad är 1 Gbit/s för att ge hela Norilsk industriregion vid skador på optiken... - tårar. Under höst-vinterperioden 2018-2019 började Norilsk-operatören Unity, en del av strukturen för PJSC MMC Norilsk Nickel, därför designarbetet med att bygga en trådlös kanal över Yenisei med en kapacitet som inte är sämre än fiber- optisk linje.
Till Unity-specialisternas förvåning accepterade inget av världens telekommunikationsmärken förslag om att leverera utrustning för en 40-gigabit trådlös kanal på ett avstånd av 11 km. Och poängen här är just den komplexa kombinationen av hög kanalkapacitet och räckvidd. Modern seriell utrustning med en kapacitet på 10 Gbit/s eller mer för 70/80 GHz-området har en sådan funktion som en mycket begränsad räckvidd. Detta beror på det faktum att med komplexa kodningsscheman som QAM128 eller QAM256 - och bara de kan ge en genomströmning på 10 Gbit/s eller mer - är det svårt att tillhandahålla någon betydande sändareffekt. Rutter på 3-5 km är lätta, men vid 11 km blir signaldämpningen överdrivet stor och ingen anslutning i 10GE-standarden kan erhållas.
Utmaningen antogs av en inhemsk utvecklare från St. Petersburg - . Hon hade redan utvecklat radiobryggor som gav den nödvändiga räckvidden. Och innan det här projektet testade de en 40 Gbit/s kanal i form av 4 gemensamt fungerande 10 Gbit/s radiobroar på sin 4 km testplats, och var övertygade om att det var möjligt att få sådan kapacitet. Men i praktiken har ingen inom telekombranschen någonsin försökt sätta ihop 4 parallellt fungerande radiobryggor på 10 Gbit/s på ett avstånd av 11 km.
Efter att ha fått avslag från globala varumärken var kunden, representerad av Edinstvo LLC, inte heller säker på att inhemsk utrustning skulle klara projektet. Därför beslutades det att till en början installera endast en 10 Gbit/s radiobro över 11 km som pilotsteg. Och om det visar sig väl, skala sedan uppgiften till fyra parallella radiobryggor.
Ur teknisk synvinkel är det helt onödigt att sända 40 Gbit/s i en kanal, både via luften och över en optisk kabel. Det är mycket lättare att överföra data över flera parallella 10 Gbit/s "trådar". 10GE-nätverksutrustning är billigare och mer tillgänglig än 40GE-switchar. Dessutom ger parallella "trådar" större tillförlitlighet för hela kanalen.
Men det fanns ett problem att, till skillnad från en optisk kabel, där signalen längs parallella fibrer inte påverkar varandra på något sätt, upplever radiokanaler ömsesidig störning, upp till ett fullständigt kommunikationsfel. Detta hanteras genom att använda olika polarisering av signalen och sprida signalerna efter frekvens. Men detta är lättare att säga, mycket svårare att implementera "i hårdvara". St. Petersburg-teamet tillverkade kretsar med hjälp av stora mikrovågsmikrokretsar (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) baserade på galliumarsenid och var säkra på sin kretslösning.
"Moderna radiobryggor av 10GE-standarden över hela världen tillverkas med kommersiella mikrovågschips. Inom detta område är det ineffektivt att bedriva vertikalt integrerad utveckling, när alla tekniska processer utförs i ett företag - från sputtering av mikrovågschips till montering av komponenter till en färdig produkt. Det är ungefär detsamma som hur många företag som tillverkar datorkort baserade på chips från Intel och AMD. Men till skillnad från masstillverkade PC-kort kräver det speciell expertis att sätta upp mikrovågschips, att därefter förstärka signalen och mata den till antennen, och detta är i själva verket ämnet för företagets Know-How”, kommenterade Valery Salomatov, projekt. chef DOK LLC.
Piloten 10 Gbit/s radiobromodell PPC-10G-E-HP arbetade framgångsrikt på torn längs Jenisejs stränder under ett par månader (maj-juni 2019). Sommarregn är den svåraste tiden för millimetervågsradiokommunikation, eftersom... regndroppar är jämförbara med våglängden (ca 4 mm), vilket orsakar en försvagning av signalen. På vintern uppstår inte detta problem, eftersom... snöflingor, liksom dimma och rök, är radiotransparenta för trådlös kommunikation i 70/80 GHz-området.
Radiobryggan på 10 Gbit/s från DOK LLC klarade väderförhållandena och avståndet, varefter Unity-operatören, baserat på statistik om kommunikationslinjens tillgänglighet, bestämde sig för att skala in 4 parallella trådlösa kanaler med en kapacitet på 10GE vardera. Installationen utfördes av specialister från Edinstvo-företaget, som självständigt räknade ut krångligheterna i installationen enligt instruktionerna för utrustningen. I slutet av juli 2019, radiobryggan
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) via Yenisei accepterades för kommersiell drift i närvaro av installationsövervakningsteamet från DOK-företaget.
Källa: will.com