Как решить проблему узких мест в сети

Борис Мейсел (Boris Maysel) – вице-президент по работе со стратегическими клиентами Siklu Communication

Компания Siklu собирается сломать существующую парадигму и продемонстрировать, как обеспечить полнодуплексную связь с использованием оборудования E-band диапазона на скоростях до 10 Гбит/с и на расстояниях до 10 км.

Широкополосная связь идет в малозаселенную (фермерскую) Америку! Этим летом FCC объявила победителей аукциона поставщиков услуг CAF II, которые получат более $1,5 млрд на увеличение количества и улучшение качества широкополосной связи сельской Америки. FCC рекомендовал провайдерам услуг сосредоточиться на решениях, которые обеспечивают низкую задержку сигнала и гигабитные скорости передачи данных. Но даже тем провайдерам, которые, в итоге, обеспечат пропускную способность в десятки или сотни Мбит/с для конечного пользователя, совершенно точно потребуется мульти-гигабитный транспорт.

Транспортная инфраструктура является узким местом сети. Значительная часть транспортной инфраструктуры, в частности в сельских районах, приходится на традиционную беспроводную связь в лицензированных диапазонах частот с использованием установленного на радиомачтах оборудования, на базе которого строятся бэкхолы сетей доступа.

Это оборудование использует узкие полосы шириной в 25-50 МГц и, как правило, способно обеспечить скорость лишь в несколько сотен Мбит/с, что явно недостаточно для удовлетворения нынешних требований к пропускной способности. На очень высокой модуляции вы всё же можете получить 1 Гбит/с в сантиметровом диапазоне, но каналы будут узкими, а оборудование - дорогостоящим. Когда дело доходит до показателя стоимости за Мбит/с, то технология миллиметровых волн опережает технологию более длинных длин волн с большим отрывом.

Наиболее распространенными полосами, применяемыми в местностях с низкой плотностью абонентов, а иначе говоря, в сельской Америке, являются частоты 6, 11 и 18 ГГц:

Рисунок 1: Количество линий связи, развернутых в традиционных диапазонах частот. (Источник: FCC)

Но главная проблема – наличие спектра в этих полосах. Поскольку несколько поставщиков услуг обслуживают практически одни и те же районы и используют одни и те же мачты, то доступных каналов в лицензируемых диапазонах нет.

Какова длина пролёта на открытой местности?

Когда мы говорим о сельской связи, мы обычно представляем себе одну мачту, стоящую где-то там, в середине зеленого поля, и вокруг нее видны лишь голубые небеса на горизонте. Но действительно ли это так?

Рисунок 2: Распределение линков, развернутых в полосе 18 ГГц по величине пролётов.

В США зарегистрировано 26 538 линий связи в полосе 18 ГГц, и 80% из них – менее 10,5 км (6,5 миль). Есть более 77 тысяч линков, развернутых в полосе 11 ГГц, и из них 80% находятся на расстоянии 20 км (12,5 миль) или меньше.

Рисунок 3: Распределение линков, развернутых в полосе 11 ГГц по величине пролётов.

Решение – в использовании многополосных линий связи.

Большинство наших устройств связи (телефоны, домашние маршрутизаторы и спутниковое оборудование) работают в нескольких частотных диапазонах. Причина в том, что разные полосы имеют разные физические свойства, и использование нескольких диапазонов позволяет коммуникационным устройствам выжать лучшее от каждого диапазона с точки зрения емкости.

Давайте применим тот же принцип к радиостанциям. Ранее мы заявляли, что большинство традиционных диапазонов от метровых до сантиметровых длин волн перегружены, нет доступных каналов, и, как следствие, они не будут обеспечивать требуемую пропускную способность. Поэтому вопрос: какой диапазон мы должны использовать?

E-band – это единственный диапазон, который может обеспечить достаточную емкость.

Миллиметровая волна сегодня является самой модной технологией в телекоммуникационной отрасли из-за того, что ни один другой спектр не может поддерживать скорость передачи данных на уровне 10 Гбит/с Full Duplex. Наряду с традиционными производителями беспроводного оборудования, такие интернет-компании, как Facebook и Google, определили эту технологию как очередную большую цель в области телекоммуникаций. Однако, это обычно связано с плотной городской средой и небольшими расстояниями.

Это парадигма, которую мы и собираемся сломать!

Давайте применим тот же принцип к радиостанциям. Ранее мы заявляли, что большинство традиционных диапазонов от метровых до сантиметровых длин волн перегружены, нет доступных каналов, и, как следствие, они не будут обеспечивать требуемую пропускную способность. Поэтому вопрос: какой диапазон мы должны использовать?

Рисунок 4: Емкость канала E-band диапазона в дождевой зоне K@ с доступностью 99%.

Как показано на рисунке, радио E-band будет обеспечивать скорость в 10 Гбит/с на дистанции почти в 10 км (6 миль) при доступности 99%.

Что означает доступность 99%? Это означает, что в течение 362 дней в году линк будет обеспечивать пропускную способность, как указано на диаграмме. Например, работая на расстоянии 10 км (6 миль), линия связи будет обеспечивать скорость в 10 Гбит/с не менее 362 дней в году.

Это весьма неплохо, но доступность 99%, вероятно, недостаточна для операторов, и клиенты заметят перебои. Требуется более высокая доступность – до уровня 99,999%.

Решение? Разверните радио E-диапазона на 10 Гбит/с поверх существующей линии сантиметрового диапазона, которая не подвержена затуханию из-за сильного дождя и может обеспечить более высокую доступность на больших расстояниях. Это приводит нас выводу применения многодиапазонной системы, способной обеспечивать мультигигабитную пропускную способность в пределах нескольких миль.

Рисунок 5: Двухдиапазонная реализация линков с использованием традиционных и E-band диапазонов.

Как работает такая система?

При сильном дожде, когда полоса E-диапазона может испытывать перебои, трафик будет перенаправлен с радио E-диапазона на радиостанцию сантиметрового диапазона - практически без потери трафика. Когда это кратковременное нарушение исчезает, часто в течение нескольких секунд, система переключит трафик обратно на более высокую пропускную способность E-диапазона. При таком подходе связь будет иметь доступность 99,999%, в то время как 99% времени связь будет на уровне 10 Гбит/с Full Duplex!

Нужны ли 10 Гбит/с линки? Подумайте еще раз: есть две причины для развертывания сегодня 10-гигабитных каналов. Во-первых, это будущее вашей сети. Даже если вам не нужны 10 Гбит/с сегодня, то они будут нужны завтра. Разница затрат между развертыванием сети с более высокой пропускной способностью E-band диапазона уровня 10 Гбит/с и сети предыдущего поколения, которую потребуется менять через 3-5 лет и которую вы будете строить фактически дважды, существенна

Вторая причина развертывания 10 Гбит/с сети сегодня проста. Если вы хотите предоставить гигабитный доступ конечным пользователям, вам нужны магистрали в 10 Гбит/с. Понятно, что потребителям, а также компаниям, нужны гигабитные соединения. Операторы связи знают об этом и уже сейчас предлагают своим потенциальным клиентам доступ к гигабитным сетям

Радиостанции Siklu реализуют передачу с задержкой менее 50 мс, поддерживают связь с разными пороговыми значениями и в различной конфигурации без какого-либо дополнительного сетевого оборудования. Наше решение Overbuild поддерживает эту функциональность, которая уже встроена в радиостанции E-band диапазона.

Дополнительный поток доходов

Если вы являетесь поставщиком услуг, вы можете использовать двухдиапазонное решение для увеличения пропускной способности вашего существующего бэкхола и транспортной сети. Если вы являетесь продавцом телекоммуникационных услуг в целом, то вы можете увеличить пропускную способность в 10 раз по сравнению с существующим транспортом и помочь провайдерам в подключении их сетей доступа к сетям с гигабитными скоростями.

Перейдите по ссылке и получите более подробную информацию о решении Siklu Overbuild.

Источник: https://www.siklu.com/