Опорные беспроводные сети 70/80 ГГц масштаба города
Сети с доступностью до 99,999% на основе РРС 10 Гбит/с имеют в десятки раз меньшую стоимость развертывания в сравнении с аналогичными по емкости сетями на оптике.
Компания «ДОК» предлагает операторам и городским властям услугу по построению городской широкополосной беспроводной опорной сети с доступностью до 99,999%.
Назначение сети:
- Опорная сеть для развертывания цифровых сервисов Safe City/Smart City в городах России,
- При ребре ячейки длиной 3 км доступность до 99,99%;
- Доступ местного бизнеса и граждан к высокоскоростному интернету,
- Беспроводное подключение домовых сетей и промзон,
- Основа для ячеистых сетей диапазона 60 ГГц (для покрытия общественных пространств и городского транспорта зонами Wi-Fi и каналами связи для станций 5G).
Принцип построения сети 70/80 ГГц
Беспроводная широкополосная сеть копирует принцип раннего Интернета, когда каждый узел имеет резервные пути для трафика.
Сеть строится как крупноячеистая структура на основе радиорелейных станций (РРС) топологии «точка-точка» PPC-10G емкостью 10 Гбит/с или 20 Гбит/с (10+10), с агрегацией до 40 Гбит/с. Действует как самостоятельная транспортная структура или в дополнение к оптическим магистралям в части покрытия территории города точками подключения (PoP, Point of Presense). Емкостью подключения в точке POP не менее 10 Гбит/с. Бизнес-клиенты и домовые сети могут быть подключены к магистральным РРС оптическим кабелем, витой парой или терминалами 60 ГГц малого радиуса действия. Терминалы 60 ГГц – операторского класса, имеют пропускную способность 1-10 Гбит/с Full Duplex и работают без использования протокола 802.11 (не Wi-Fi).
Топология ячеистой сети 70/80 ГГц предполагается в виде шестиугольников со стороной от 3 до 5 км (или со стороной от 1.5 км, зависит от классификации географического региона по таблице дождевых зон МСЭ, Международного Союза Электросвязи). В зависимости от условий местности, застройки и наличия потребителей, могут быть иные формы топологии ячеек на некоторых участках, включая единичные ответвления (“отростки”) для подачи трафика в определенные микрорайоны в режиме “точка-точка”. Максимальная длина сторон многоугольников или отростков — до 10 км.
| Размер стороны 6-угольника | 3 км | 5 км |
| Площадь покрываемой территории | 23 кв. км | 65 кв. км |
Крупные ячейки сети 70/80 ГГц позволяют накрыть город широкополосными беспроводными магистралями при сравнительно небольшом числе используемых радиорелейных станций. К примеру, для города уровня Санкт-Петерьурга (5+ млн жителей), занимающего с пригородами площадь около 1500 кв. км, потребуется примерно 40 ячеек с пролетами по 3 км, в которых используются порядка 150 комплектов радиорелейных станций PPC-10G. При детальной проработке проекта число РРС возможно еще сократить, поскольку некоторые пролеты РРС на границах города можно не монтировать, если там нет потребителей под емкость каналов связи 10 Гбит/с.
Характеристики ячеистой сети
Основные характеристики широкополосной беспроводной сети 70/80 ГГц:
- Стандартная конфигурация ячейки сети — шестиугольник;
- Коммутаторы 10GE/1GE в узлах ячейки;
- Дистанция между РРС в ячейке сети 1.5-5 км, максимальная до 10 км на базе “дальнобойной” модели РРС-10G-HP;
- Емкость используемых РРС: от 10 до 40 Гбит/с;
- В узлах ячеек могут использоваться модели РРС-10G-L2 со встроенным коммутатором 4x10GE;
- К магистральной оптической сети оператора связи станции РРС-10G подключаются по оптике;
- К локальным и домовым сетям (оборудование последней мили) РРС-10G подключаются через коммутатор по оптике, витой паре или отдельными терминалами 60 ГГц малого радиуса действия (до 200м ).
Преимущество ячеистой магистральной сети в том, что она устойчива к отказам по каждой отдельной линии. Это достигается самоорганизацией сети и динамической маршрутизацией. Если происходит отказ конкретной РРС или насыщение емкости отдельного канала, то система сама распознаёт этот факт и запускает трафик по альтернативному маршруту.
Устойчивость сети к возможным отказам отдельных РРС обеспечивается резервными путями трафика:
- При использовании трех РРС в каждом узле ячейки обеспечивается доступность Интернета на уровне 99,99 – 99,999%;
- Устойчивость сети к отказам растет по мере наращивания числа ячеек — за счет появления резервных маршрутов для трафика;
- Сеть на базе РРС 10 Гбит/с 70/80 ГГц устойчива к сильному дождю, так как стороны ячеек расходятся в разных направлениях и их длина превышает типичный дождевой фронт осадков ливневого типа. Моросящие осадки и снег любой интенсивности работе сети 70/80 ГГц практически не препятствуют.
Снижение пропускной способности радиолинков 70/80 ГГц бывает только при дожде. Ни снег, ни туман, ни дым или песчаные бури не влияют на передачу. При топологии с тремя направлениями из одного узла – экспериментально доказано, что надежность повышается в десятки раз (99,99% и выше) по сравнению с одиночным радиолинком “точка-точка” (99,9%).
В ячеистой структуре сети на РРС 70/80 ГГц возможны фигуры и с двумя РРС в узле, а также одиночные ответвления радиолинков «точка-точка» 10 Гбит/с.
Пример связности в точке Point-of-Presence сети
В общем случае, в каждом из узлов ячеистой структуры на базе РРС 70/80 ГГц возможно подключение к оптическим магистралям оператора 10GE или 40GE, а также к локальным беспроводным и кабельным сетям (домовым сетям), обеспечивающем доступ к Интернету домохозяйств, общественных пространств с зонами Wi-Fi и местных бизнес-клиентов уровня СМБ.
Транспортной основой для создания зон Wi-Fi в общественных местах (в будущем — зон 5G) могут быть ячеистые сети малого радиуса действия. Терминалы располагаются на опорах освещения, зданиях и иных местных сооружениях. В части предоставления доступа к интернету для домохозяйств и малых офисов ячеистые сети 60 ГГц выглядят перспективным направлением ввиду невысокой стоимости оборудования и малого времени, требуемого на развертывание сети.
Компания «ДОК» предлагает поставки терминалов 60 ГГц собственного производства со встроенным маршрутизатором уровня L2+
- Скорось передачи данных 1-10 Гбит/c
- Порты 2x SFP+ 10GE и 3x 1000-Base-T 1GE
- Один порт 1000-Base-T имеет функцию PoE
Почему ячеистые сети востребованы
Раньше было сложно строить ячеистые сети на оптике, поскольку было дорого прокладывать оптические кабели в три стороны из каждого узла. Еще одна причина — технологии динамической маршрутизации были дороги и слабо доступны. Конфигурация сети из ячеек с резервными путями трафика при реализации в оптике была слишком сложной дорогой, хотя все её старательно рисовали на буклетах.
С появлением радиолинков на 10, 20 и 40 Гбит/c это стало не просто возможно, а экономически гораздо более выгодно. Мы ожидаем ,что магистральные ячеистые сети на базе РРС будут востребованы как сейчас, так и в будущем, поскольку стоимость беспроводного оборудования на город уже в десятки раз меньше стоимости прокладки оптики. При этом, в составе сети можно комбинировать и уже проложенную оптику и новые радиолинки. Скорость развертывания инфраструктуры будет во много раз быстрее, чем строительство только оптики.
Пример из мировой практики:
С 2018 года Google заморозил проект Google Fiber по подаче оптики в каждый дом в городах США и купил для этой цели оператора беспроводных радиолинков. Теперь в этом проекте Google устанавливает в основном радиолинки. Революция началась, магистрали передачи данных становятся беспроводными.
Подробнее с оборудованием для городских сетей, операторов связи, провайдеров интернета и корпоративного использования ДОК можно ознакомиться в буклетах:
- Буклет “Оборудование для городской беспроводной сети с ячеистой архитектурой” (PDF, 9 МБ)
- Буклет “Радары и радиорелейные линии для нефтегазовой отрасли” (PDF, 3.5 МБ)
- Буклет “Радиорелейные линии 10-40 Гбит/c для операторов связи” (PDF, 8 МБ)
- Буклет по связи на 60 ГГц для транспортной отрасли (PDF, 9.6 МБ)
