Российское 10-Гбит оборудование для ячеистых сетей городского масштаба

Согласно терминологии, ячеистая сеть это сеть передачи данных, состоящая из равноправных узлов, имеющих множественные соединения друг с другом. Опорная беспроводная ячеистая (mesh) сеть предназначена для замены или резервирования 40- или 100-Гбит оптоволоконных колец и радиусов в масштабах города.

С помощью беспроводной ячеистой сети в городах с населением 100–200 тыс. человек и в городах-миллионниках можно быстро развернуть проекты «Умного города» и «Безопасного города» с системами видеонаблюдения, распознавания лиц, управления дорожным движением АСУДД и «Интернета вещей» (датчики, газоанализаторы, автоматы продажи билетов на транспорт и т. д.), сетями Гбит-доступа к Интернету в многоквартирные дома, бизнес-центры, промзоны, к предприятиям малого и среднего бизнеса и другим абонентам. Важно, что локальные сети доступа к местным абонентам можно также развернуть в беспроводном варианте 1–10 Гбит/с — на безлицензионном оборудовании «ДОК» модели MobiBridge 60 ГГц — без использования уродливых «воздушных кабелей» с крыши на крышу.

Ячеистая сеть на частоте 70–80 ГГц (E-диапазон) имеет топологию в виде сочлененных шестиугольников со сторонами размером 1–5 км. В каждом из узлов расположены в среднем по три радиолинка 10 Гбит/c (опционально 20–40 Гбит/c), работающих в режиме полного дуплекса (рис. 1).

Рис. 1. Пример топологии ячеистой сети для города с населением 900 тыс. человек

При такой топологии каждый узел, как правило, имеет три беспроводных канала по 10–40 Гбит/c к соседним узлам, а также возможность подключения к оптоволоконной сети оператора для обмена трафиком (при ее наличии в данном месте). Благодаря наличию альтернативных маршрутов для трафика надежность такой сети достигает 99,999%.

Трафик автоматически распределяется по узлам ячеистой сети по оптимальным маршрутам с помощью передовых алгоритмов маршрутизации. В частности, при добавлении нового узла нет необходимости переконфигурирования сетевого оборудования (маршрутизаторов, коммутаторов, серверов).

Децентрализованные беспроводные ячеистые сети устойчивы к авариям любых элементов в сети и имеют множество альтернативных маршрутов для трафика, при этом связность узлов автоматически обеспечивается по лучшему маршруту с динамическим перестроением в случае изменения пропускной способности каналов.

Появление новых узлов повышает пропускную способность сети ввиду появления новых маршрутов для трафика — каждый канал связи имеет емкость 10 Гбит/с (опционально 20–40 Гбит/с), общая суммарная емкость сети определяется количеством альтернативных маршрутов из одного узла сети в другой, достигая в сумме 100 Гбит/с и более.

В каждом узле используется граничный 10GE-маршрутизатор (Edge-router) на базе программного обеспечения с открытым кодом. Это маршрутизатор, расположенный на границе основной сети и предназначенный для обеспечения связи между сетью пользователя (многоквартирный дом, узел видеонаблюдения и т. п.) и опорной ячеистой сетью 70–80 ГГц. Маршрутизатор работает под управлением Linux, имеет 10-Гбит оптические входы от радиолинков и выход в обслуживаемую локальную сеть пользователя, обладает низким энергопотреблением и возможностью удаленного администрирования.

Компания «ДОК» особо подчеркивает отличия своей технологии от недорогих аналогов на Wi-Gig или Wi-Fi с полудуплексными протоколами семейства 802.хх. Радиолинки PPC-10G-E (рис. 2) компании «ДОК» являются полнодуплексными — таким образом, каждый линк способен передавать трафик со скоростью 10 Гбит/с в обоих направлениях. Технологии Wi-Fi или Wi-Gig являются полудуплексными — емкость такого канала будет распределяться между направлениями Up-link и Down-link.

Рис. 2. Радиолинк PPC-10G-E 10 Гбит/с компании «ДОК»

Важным преимуществом является то, что опорная сеть из радиомостов 70–80 ГГц компании «ДОК» способна работать с протоколами синхронизации Sync-E и протоколами точного времени PTP 1588v2, наличие которых является обязательным требованием для оборудования операторского класса при развертывании базовых станций 4G/5G.

Следует отметить, что пропускная способность сетей Wi-Fi или Wi-Gig значительно деградирует при последовательной передаче через несколько пролетов. В решении «ДОК» скорость передачи поддерживается постоянной, независимо от числа пролетов, используемых на маршруте. Радиолинки PPC-10G-E и Edge-маршрутизаторы разработаны именно для операторов, где особое внимание уделяется коэффициенту доступности 99,999% и надежности работы при любой загрузке трафиком, вплоть до 100%.

Особенности ячеистых сетей на оборудовании PPC-10G-E диапазона 70–80 ГГц:

• Cтандартный многоугольник mesh-сети имеет пролеты между узлами на расстоянии 3–5 км (максимально до 15 км по отдельным пролетам).
• Низкие задержки на большом числе пролетов.
• Низкий коэффициент ошибок BER (Bit Error Rate) 10^-9, лучше на 6 поряд­ков в сравнении с Wi-Fi и Wi-Gig.
• Упрощенное бесплатное лицензирование частот в России с подачей заявки в электронном виде.