Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Mnamo Agosti 2019, Urusi, kwa mara ya kwanza duniani (Ndiyo, ni kweli), ilifanya mradi wa kibiashara wa upunguzaji wa wireless wa kebo ya uti wa mgongo yenye uwezo wa 40 Gbit/s. Operator Unity, kampuni tanzu ya Norilsk Nickel, ilitumia chaneli kama hiyo kusambaza nakala rudufu isiyotumia waya ya kilomita 11 kote Yenisei.

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Mara kwa mara kwenye vyombo vya habari, ikiwa ni pamoja na HabrΓ©, wanaonekana maelezo juu ya rekodi za dunia zisizo na waya. Zinavutia kutoka kwa mtazamo wa maendeleo ya kiteknolojia, lakini hizi ni vipimo vya utafiti kila wakati. Na hapa kuna mradi halisi wa kibiashara, na sio katika hali ya Silicon Valley au chuo kikuu cha Uropa, lakini kwenye taiga kwenye Arctic Circle. Kwa kushangaza, ni nchi kubwa na hali ngumu ya kijiografia na hali ya hewa ambayo huunda masharti ya miradi ambayo hutoa maabara bora za utafiti kukimbia kwa pesa zao.

Ratiba ya rekodi za hivi majuzi zisizo na waya:

  • huenda 2013, 40 Gbit / s kwa kilomita 1 katika masafa ya majaribio ya GHz 240 kama jaribio la pamoja la wanasayansi kutoka Taasisi ya Teknolojia ya Karlsruhe, Radiometer Physics GmbH na Taasisi ya Fraunhofer ya Fizikia ya Jimbo Inayotumika. Masafa ya mawimbi hayapatikani kwa matumizi ya kibiashara.
  • huenda 2016: 6 Gbit / s kwa kilomita 37 katika masafa ya 70/80 GHz, timu sawa, lakini kama jaribio jipya la masafa yaliyotengwa kwa miradi ya kibiashara,
  • Novemba 2016: 20 Gbit / s kwa kilomita 13, Kituo cha utafiti cha Facebook Connectivity Lab,
  • Januari 2019, 40 Gbit / s kwa kilomita 1,4, Tovuti ya majaribio ya Deutsche Telekom kwenye vifaa vya serial Ericsson, mnamo Mei 2019, kuongeza viungo sawa kwenye tovuti hiyo ya majaribio hadi 8 mfululizo ilitoa takriban 100 Gbit/s,
  • Agosti 2019, 40 Gbit / s kwa kilomita 11, Opereta wa Norilsk "Umoja" kwenye vifaa vya serial vya DOK LLC (St. Petersburg).

Kwa hakika, huenda kusingekuwa na rekodi yoyote ya mawasiliano yasiyotumia waya katika Arctic Circle kama isingekuwa kwa kuteleza kwa barafu kwenye Yenisei. Asili ya mradi huo ni kama ifuatavyo - mnamo 2017, baada ya waendeshaji Watatu Kubwa kukataa kukuza mawasiliano kwa mwelekeo wa Taimyr, shirika la PJSC MMC Norilsk Nickel, kwa kutumia pesa zake, lilijenga urefu mkubwa (956 km) fiber-optic. uti wa mgongo (FOCL) kutoka Novy Urengy hadi Norilsk yenye uwezo wa 40 Gbit/s. Hii ni njia ngumu sana, kupita katika ardhi ngumu, na wajenzi wake walipokea tuzo za serikali kwa kazi hii.

Shida moja ya kufanya kazi ilikuwa kupitishwa kwa kebo ya macho ya gigabit 40 kwenye Yenisei kwa kukosekana kwa madaraja; iliamuliwa kukimbia kando ya mto, na kwa kuegemea, nyaya kadhaa ziliwekwa. Lakini kuteleza kwa barafu kunaharibu macho kwa urahisi. Kwa kuongezea, kuteleza kwa barafu kwenye Yenisei sio tukio la siku moja, na hakuna kazi ya ukarabati kwenye maji inaruhusiwa wakati huu wote kwa sababu ya hatari kubwa kwa watu.

Mbali na nyaya za ziada chini ya Yenisei, njia hiyo iliungwa mkono na chaneli ya redio isiyo na waya ya 1 Gbit/s kutoka minara ya mawasiliano pande zote za mto, huko Igarka na kijiji cha Priluki (kituo hiki cha redio kinaonekana. katika picha ya juu - sahani kubwa). Lakini ni nini 1 Gbit / s kutoa eneo lote la viwanda la Norilsk katika kesi ya uharibifu wa optics ... - machozi. Kwa hivyo, katika kipindi cha vuli-msimu wa baridi wa 2018-2019, Opereta wa Norilsk Unity, sehemu ya muundo wa PJSC MMC Norilsk Nickel, alianza kazi ya kubuni juu ya ujenzi wa chaneli isiyo na waya kwenye Yenisei na uwezo ambao sio duni kwa nyuzi- mstari wa macho.

Kwa mshangao wa wataalamu wa Umoja, hakuna chapa yoyote ya ulimwengu ya mawasiliano iliyokubali mapendekezo ya kusambaza vifaa kwa chaneli isiyo na waya ya gigabit 40 kwa umbali wa kilomita 11. Na hoja hapa ni mchanganyiko changamano wa uwezo wa juu wa kituo na masafa. Vifaa vya kisasa vya mfululizo vyenye uwezo wa 10 Gbit/s au zaidi kwa masafa ya 70/80 GHz vina kipengele kama masafa machache sana. Hii ni kutokana na ukweli kwamba pamoja na miradi changamano ya usimbaji kama vile QAM128 au QAM256 - na pekee ndiyo inaweza kutoa upitishaji wa 10 Gbit/s au zaidi - ni vigumu kutoa nguvu yoyote muhimu ya kisambazaji. Njia za kilomita 3-5 ni rahisi, lakini kwa kilomita 11 upunguzaji wa ishara unakuwa mkubwa sana na hakuna uhusiano katika kiwango cha 10GE unaweza kupatikana.

Changamoto hiyo ilikubaliwa na mtengenezaji wa ndani kutoka St. Kampuni ya DOK. Tayari alikuwa ametengeneza madaraja ya redio ambayo yalitoa anuwai inayofaa. Na kabla ya mradi huu, walijaribu kituo cha 40 Gbit / s kwa namna ya madaraja 4 ya redio ya 10 ya Gbit / s ya kufanya kazi kwa pamoja kwenye tovuti yao ya majaribio ya kilomita 4, na walikuwa na uhakika kwamba inawezekana kupata uwezo huo. Lakini katika mazoezi, hakuna mtu katika sekta ya mawasiliano ya simu aliyewahi kujaribu kuweka pamoja madaraja 4 ya redio ya uendeshaji sambamba ya 10 Gbit / s kwa umbali wa kilomita 11.

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Baada ya kupokea kukataliwa kutoka kwa chapa za kimataifa, mteja, aliyewakilishwa na Edinstvo LLC, pia hakuwa na uhakika kuwa vifaa vya nyumbani vitashughulikia mradi huo. Kwa hiyo, iliamuliwa awali kusakinisha daraja moja tu la redio la Gbit/s 10 zaidi ya kilomita 11 kama hatua ya majaribio. Na ikiwa inajidhihirisha vizuri, basi punguza kazi hiyo kwa madaraja 4 ya redio ya uendeshaji sambamba.

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Kutoka kwa mtazamo wa kiufundi, sio lazima kabisa kusambaza 40 Gbit / s katika chaneli moja, juu ya hewa na juu ya kebo ya macho. Ni rahisi zaidi kuhamisha data juu ya "nyuzi" kadhaa za 10 Gbit/s. Vifaa vya mtandao vya 10GE ni vya bei nafuu na vinapatikana zaidi kuliko swichi za 40GE. Kwa kuongeza, "nyuzi" zinazofanana hutoa kuegemea zaidi kwa kituo kizima.

Lakini kulikuwa na tatizo kwamba, tofauti na cable ya macho, ambapo ishara pamoja na nyuzi sambamba haiathiri kila mmoja kwa njia yoyote, njia za redio hupata kuingiliwa kwa pande zote, hadi kushindwa kabisa kwa mawasiliano. Hii inashughulikiwa kwa kutumia polarization tofauti ya ishara na kueneza ishara kwa mzunguko. Lakini hii ni rahisi kusema, ni ngumu zaidi kutekeleza "katika vifaa". Timu ya St. Petersburg ilifanya mzunguko kwa kutumia microcircuits kubwa za microwave (MMIC, Monolithic Microwave Integrated Circuit) kulingana na gallium arsenide na walikuwa na ujasiri katika ufumbuzi wao wa mzunguko.

"Madaraja ya kisasa ya redio ya kiwango cha 10GE ulimwenguni kote yanatengenezwa kwa chips za microwave za kibiashara. Katika eneo hili, haifai kufanya maendeleo yaliyounganishwa kwa wima, wakati michakato yote ya kiufundi inafanywa katika kampuni moja - kutoka kwa kunyunyiza chips za microwave hadi kukusanya vipengele kwenye bidhaa iliyokamilishwa. Hii ni takriban sawa na jinsi makampuni mengi yanavyotengeneza bodi za kompyuta kulingana na chips kutoka Intel na AMD. Walakini, tofauti na bodi za PC zinazozalishwa kwa wingi, kuweka chips za microwave, na baadaye kukuza ishara na kuilisha kwa antenna kunahitaji utaalam maalum, na hii, kwa kweli, ni mada ya Know-How ya kampuni, "alisema Valery Salomatov, mradi huo. Meneja wa DOK LLC.

Mfano wa daraja la redio la 10 Gbit/s PPC-10G-E-HP ulifanikiwa kufanya kazi kwenye minara kando ya kingo za Yenisei kwa miezi kadhaa (Mei-Juni 2019). Mvua za kiangazi ndio wakati mgumu zaidi kwa mawasiliano ya redio ya mawimbi ya milimita, kwa sababu... matone ya mvua yanalinganishwa na urefu wa wimbi (karibu 4 mm), ambayo husababisha kudhoofika kwa ishara. Katika msimu wa baridi, shida hii haifanyiki, kwa sababu ... vipande vya theluji, pamoja na ukungu na moshi, ni uwazi wa redio kwa mawasiliano yasiyotumia waya katika masafa ya 70/80 GHz.

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Rekodi ya ulimwengu ya usambazaji wa data isiyo na waya: Gbps 40 zaidi ya kilomita 11

Daraja la redio la 10 Gbit/s kutoka DOK LLC lilikabiliana na hali ya hewa na umbali, baada ya hapo, kulingana na takwimu za upatikanaji wa laini ya mawasiliano, operator wa Unity aliamua kuongeza katika njia 4 za waya zisizo na waya zenye uwezo wa 10GE kila moja. Usanikishaji huo ulifanywa na wataalam kutoka kampuni ya Edinstvo, ambao waligundua kwa uhuru ugumu wa usanidi kulingana na maagizo ya vifaa. Mwisho wa Julai 2019, daraja la redio
40 Gbit/s (4x 10 Gbit/s) kupitia Yenisei ilikubaliwa kwa uendeshaji wa kibiashara mbele ya timu ya usimamizi wa usakinishaji kutoka kwa kampuni ya DOK.

Chanzo: mapenzi.com

Kuongeza maoni