En agosto de 2019, en Rusia por primera vez en el mundo (sí, es cierto), completaron un proyecto comercial para la redundancia inalámbrica de un cable óptico troncal de 40 Gb / s. El operador de Unity, una subsidiaria de Norilsk Nickel, a través de dicho canal envió una copia de seguridad inalámbrica de 11 kilómetros a través del Yenisei.
De vez en cuando en la prensa, y en Habré, incluso, hay
notas sobre los récords mundiales de comunicaciones inalámbricas . Son interesantes desde el punto de vista del progreso tecnológico, pero estas son siempre pruebas de investigación. Y aquí hay un proyecto comercial real, y no en las condiciones de Silicon Valley o una universidad europea, sino en la taiga del Círculo Polar Ártico. Sorprendentemente, pero es un país enorme, con condiciones geográficas y climáticas difíciles que crean los requisitos previos para proyectos que dan posibilidades a los mejores laboratorios de investigación.
Cronología de los últimos registros inalámbricos:
- Mayo de 2013 , 40 Gbit / s por 1 km a una frecuencia experimental de 240 GHz como experimento conjunto de científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe, Radiometer Physics GmbH y el Instituto Fraunhofer de Física Aplicada de Estado Sólido. La frecuencia de la señal no está disponible para uso comercial.
- Mayo de 2016 : 6 Gb / s a 37 km en la banda de 70/80 GHz, el mismo equipo, pero como un nuevo experimento en frecuencias asignadas para proyectos comerciales,
- Noviembre de 2016 : 20 Gbps por 13 km, Facebook Connectivity Lab Research Center,
- Enero de 2019 , 40 Gbit / s por 1,4 km , el campo de entrenamiento de Deutsche Telekom en el equipo serial de Ericsson, en mayo de 2019, al escalar los mismos enlaces en el mismo campo de entrenamiento a 8 seguidos, se obtuvieron unos 100 Gbit / s,
- Agosto de 2019 , 40 Gbit / s por 11 km , operador de Unity Norilsk en equipos en serie de DOK LLC (San Petersburgo).
De hecho, no podría haber habido un registro inalámbrico en las condiciones del Círculo Polar Ártico si no hubiera sido por la deriva de hielo en el Yenisei. Los antecedentes del proyecto son los siguientes: en 2017, después de que los tres grandes operadores se negaron a desarrollar comunicaciones en la dirección de Taimyr, el MMC Norilsk Nickel PJSC, utilizando sus propios fondos, construyó una enorme red troncal de fibra óptica (FOCL) (956 km) Novy Urengya a Norilsk con una capacidad de 40 Gb / s. Esta es una pista realmente difícil, que atraviesa terrenos difíciles, y sus constructores recibieron premios del gobierno por este trabajo.
Uno de los problemas durante la operación: el paso de un cable FOCL de 40 gigabits a través del Yenisei en ausencia de puentes, se decidió correr a lo largo del fondo del río, y se colocaron varios cables para mayor confiabilidad. Pero la deriva del hielo daña fácilmente la óptica. Además, la deriva de hielo en el Yenisei no es un evento para un solo día, y no se ha permitido ningún trabajo de reparación en el agua todo este tiempo debido al alto peligro para las personas.
Además de cables adicionales en la parte inferior del Yenisei, la ruta estaba reservada por un canal inalámbrico de retransmisión de radio de 1 Gbit / cc de torres de telecomunicaciones a ambos lados del río, en Igarka y el pueblo de Priluki (este canal de radio es visible en la foto superior, una placa grande). Pero, ¿qué es 1 Gbit / s para proporcionar a toda la región industrial de Norilsk en caso de daños a la óptica ... - lágrimas. Por lo tanto, en el período otoño-invierno de 2018-2019, el operador de Norilsk Unity, que forma parte de la estructura de PJSC MMC Norilsk Nickel, comenzó a trabajar en la construcción de un canal inalámbrico a través del Yenisei con una capacidad no inferior al enlace de fibra óptica.
Para sorpresa de los especialistas de Unity, ninguna de las marcas de telecomunicaciones del mundo aceptó la oferta de suministrar equipos para un canal inalámbrico de 40 gigabits a una distancia de 11 km. Y el punto aquí está en la compleja combinación de alta capacidad y rango del canal. Los equipos en serie modernos con una capacidad de 10 Gb / sy más para el rango de 70/80 GHz tienen una característica como un rango muy limitado. Esto se debe al hecho de que con esquemas de codificación complejos como QAM128 o QAM256, y solo ellos pueden proporcionar un ancho de banda de 10 Gb / so más, es difícil garantizar una potencia de transmisión significativa. Las rutas de 3-5 km son fáciles, pero a 11 km la atenuación de la señal se vuelve innecesariamente grande y no se puede obtener ninguna conexión en el estándar 10GE.
La llamada fue aceptada por un desarrollador nacional de San Petersburgo, la
compañía DOK . Ella ya tenía el desarrollo de puentes de radio, que proporcionaban el alcance necesario. Y antes de este proyecto, probaron un canal de 40 Gbit / s en forma de 4 puentes de radio de 10 Gbit / s que operan conjuntamente en su sitio de prueba de 4 km, y estaban seguros de que se podría obtener dicha capacidad. Pero en la práctica, nadie en la industria de las telecomunicaciones ha intentado juntar 4 puentes de radio que operen simultáneamente a 10 Gb / s a una distancia de 11 km.
Habiendo recibido rechazos de marcas globales, el cliente representado por Unity LLC tampoco estaba seguro de que los equipos domésticos pudieran hacer frente al proyecto. Por lo tanto, al principio se decidió poner como fase piloto solo un puente de radio de 10 Gbit / s por 11 km. Y si se recomienda bien, entonces ya escala la tarea a 4 puentes de radio operativos paralelos.
Desde un punto de vista técnico, es completamente opcional transmitir 40 Gbit / s en un canal, tanto por aire como a través de un cable óptico. Es mucho más fácil transferir datos a través de varias "cadenas" paralelas de 10 Gb / s. La red 10GE es más barata y más económica que los conmutadores 40GE. Además, los "hilos" paralelos brindan una mayor confiabilidad para todo el canal.
Pero había un problema en eso, a diferencia de un cable óptico, donde la señal a lo largo de fibras paralelas no se afecta entre sí de ninguna manera, los canales de radio causan interferencia mutua hasta una falla de comunicación completa. Están luchando con esto aplicando una polarización diferente de la señal y extendiendo las señales en frecuencia. Pero es más fácil decirlo, es mucho más difícil de implementar "en hardware". Petrogrado hizo circuitos en grandes circuitos de microondas (MMIC, circuito integrado de microondas monolítico) basados en arseniuro de galio y confiaba en su solución de circuitos.
“Los modernos puentes de radio estándar 10GE en todo el mundo están hechos en circuitos de microondas comprados. En esta área, es ineficiente llevar a cabo un desarrollo verticalmente integrado cuando todos los procesos técnicos se llevan a cabo en una sola compañía, desde la deposición de chips de microondas hasta el ensamblaje de componentes en un producto terminado. Esto es casi lo mismo que muchas empresas fabrican placas de computadora basadas en chips de Intel y AMD. Sin embargo, a diferencia de las placas madre masivas para PC, se necesita experiencia especial para configurar chips de microondas, luego amplificar la señal y alimentarla a la antena, y esto, de hecho, es el tema del Know-How de las empresas ", comentó Valery Salomatov, gerente de proyecto LLC DOK.
El puente de radio piloto PPC-10G-E-HP de 10 Gb / s funcionó con éxito en torres a lo largo de las orillas del Yenisei durante un par de meses (mayo-junio de 2019). Las lluvias de verano son el momento más difícil para las comunicaciones por radio de ondas milimétricas, ya que las gotas de lluvia son proporcionales a la longitud de onda (aproximadamente 4 mm), lo que provoca la atenuación de la señal. En invierno, tal problema no ocurre porque Los copos de nieve, así como la niebla y el humo, son transparentes para la comunicación inalámbrica en la banda de 70/80 GHz.
Un puente de radio de 10 Gbit / s de DOK LLC hizo frente a las condiciones climáticas y la distancia, después de lo cual, en función de las estadísticas de disponibilidad de la línea de comunicación, el operador de Unity decidió escalar en 4 canales inalámbricos paralelos con una capacidad de 10GE cada uno. La instalación fue realizada por especialistas de la compañía "Unity", quienes de forma independiente descubrieron las complejidades del ajuste de acuerdo con las instrucciones para el equipo. A finales de julio de 2019, el puente de radio
40 Gbit / s (4 × 10 Gbit / s) a través del Yenisei se pusieron en operación comercial en presencia del equipo de supervisión de instalación de la compañía DOK.