Недавно NAG опубликовал очередную новость по проекту Terragraph от Facebook - запущен еще один локальный пилот сети 60 ГГц, теперь в Пуэрто-Рико. Наверняка, многим интересно: что вообще происходит с этим проектом, как развивается? Эта статья - авторская попытка проследить за Terragraph с момента его анонсирования в 2016 году и до марта 2020 года.
Пример общественных зон Wi-Fi на базе Terragraph. Источник: проект китайского оператора (название защищено NDA)
Вначале ремарка. Для всех, кто хоть что-то слышал про этот проект, не правда ли, удивительно, что корпорация с капитализацией в 600+ млрд. долларов уже четвертый год не может вывести Terragraph на уровень хотя бы коммерческого продукта?
Предположения таковы - Facebook замахнулась на монополизацию идеи, которая была давно известна по архитектуре первоначального интернета, а потому понятна рынку и без них, и при этом упустила темп, выбрав в проект не слишком активных технологических партнеров для производства базовых станций (сколь-нибудь массовое производство никто из них пока не наладил). Это, кстати, вторая мега-технологическая попытка Facebook после проекта Aquilla (2014-2016) с идеей раздачи интернета с гигантских дронов. Хотя тестовый дрон Aquilla довели до летной годности, сам проект свернули.
Что интересно, Facebook все-таки удалось брендировать под себя идею Terragraph, а вот захватить рынок - нет. Произошла "уберизация", - если так можно выразиться, термина Terragraph, который стал нарицательным для отрасли как синоним ячеистых сетей малой дальности на оборудовании 60 ГГц. По аналогии с сервисами такси, в разных странах независимые телеком-операторы стали строить аналогичные по концепции и даже более технологичные, чем в проектах Facebook, ячеистые сети 60 ГГц, называя их Terragraph-подобными (60 GHz Terragraph-like mesh networks).
Вначале предисловие. Для того, чтобы понять, почему возник проект Terragraph, стоит взглянуть на ситуацию с потребностями рынка в сфере широкополосного доступа (ШПД). Для операторов в развитых с точки зрения интернета странах (и России среди них), рост абонентской базы среди домохозяйств и малого бизнеса как драйвера бизнеса, уже довольно давно как практически исчерпан. В этих условиях, одной из следующих возможностей рассматривается повышение скорости подключения с введением более дорогих тарифов.
В разных странах и даже в разных регионах одной страны это могут быть разные цифры. Например, для российских городов-миллионников речь идет о подключениях на скорости 200/500/1000 Мбит/с. Соответственно, встает задача развития сетей, способных обеспечить физическую основу (уровни L1, L2) для введения новых супер-тарифов ШПД.
Если всем понятна необходимость развивать сетевое хозяйство, следующий вопрос - на каких физических каналах развивать сети в масштабах города? Первой пришла идея дотянуть оптическое волокно в каждый дом или малый офис (FTTH, Fiber-to-the-home). Это было бы отличным вариантом по надежности соединения, но концепция постройки FTTH является излишне затратной по капиталовложениям, а сама работа по массовой прокладке волокна на территории городской и пригородной застройки - растягивается на годы.
Брендированный автомобиль проекта Google Fiber. Источник: Google
В 2016 году про сложность, длительность и дороговизну внедрения FTTH стало ясно на общемировом уровне, когда в США был тихо свернут распиаренный и щедро финансируемый проект Google Fiber. Всего через год с момента запуска (2015), потренировавшись на внедрениях в Канзас-Сити, в Google осознали, что даже они со своими мега-ресурсами не смогут революционизировать укладку волокна так, чтобы это было быстро и дешево.
Как следствие, в Google решили вариант с раскопками максимально сократить, используя беспроводные подключения везде, где это возможно. В 2016 году в новостях о проекте было сказано, что Google купил оператора беспроводной связи Webpass для развертывания своей физической сети в 8 следующих городах проекта - Лос-Анджелесе, Сан-Диего, Сан-Хосе, Портленде, Фениксе, Чикаго, Джексонвилле и Тампе.
Очевидно, что вариантов "сэкономить" при прокладке волокна не так уж и много. Само волокно стоит копейки (или центы, что кому нравится). Основная доля расходов приходится на разнообразные "полевые работы", такие как вскрытие асфальта и выкапывание траншей, протяжку "воздушек", на аренду доступа к телекоммуникационным колодцам.
К примеру, в проекте FTTH для Сан-Франциско, обсуждаемом с 2017 года, речь шла о выделении средств в размере около 2 млрд долларов для города с населением 1 млн. человек, т.е. по 2 тыс. долларов за абонента. Стоимость работ по укладке оптики в траншею оценивали в 150 долларов за метр. На сегодняшний день, этот проект в Сан-Франциско так и не перешел в стадию масштабной реализации, а вместо FTTH стали внедрять беспроводные альтернативы, включая Terragraph.
В 2016 году, практически одновременно с осознанием реалий в Google Fiber, компания Facebook выступила с концепцией "беспроводного волокна Terragraph" в виде ячеистых сетей малого радиуса действия на основе дешевых базовых станций 60 ГГц c емкостью канала 1 Гбит/с.
Идея Terragraph - в дешевом широкополосном подключении домохозяйств и малых офисов, особенно в районах малоэтажной застройки, а также как основы для покрытия городских общественных территорий зонами Wi-Fi и 5G.
Сеть Terragraph в городской застройке - пример концепта. Источник: Facebook
Архитектура сети Terragraph выглядит как ячеистая сеть, покрывающая территорию мелкими сотами с длиной пролетов в среднем от 50 до сотни метров. Базовые станции 60 ГГц монтируются на опорах освещения, стенах и крышах зданий и иных сооружениях, и объединяются в группы с автономным управлением и распределением трафика.
Как показал пример Terragraph-подобной сети в центре Лондона, построенной Cambridge Communication Systems (CCS), районы многоэтажной застройки, особенно в исторической части городов, могут выиграть от внедрения таких сетей за счет отказа от уродливых "воздушек" (оптических кабелей, протянутых с крыши на крышу) и их замены на гигабитные терминалы 60 ГГц WiGig.
Для подключения домовых сетей в Лондоне применяется архитектура типа FWA (Fixed Wireless Access), в которых "уличные" базовые станции 60 ГГц передают сигнал стационарным клиентским терминалам, расположенным снаружи здания (CPE, Customer Premises Equipment). Далее, с этого терминала уже делается разводка "витой парой" внутри здания. Отметим, что Cambridge Communication Systems никак не связана с Facebook, и это показательный пример независимой реализации Terragraph-подобной сети для общественных зон Wi-Fi и пилотных внедрений 5G.
Оборудование Terragraph-подобной сети в Лондоне. Источник: CCS
Теперь о том, что пошло не так у Facebook изначально (как это видится автору). В качестве оборудования узлов Terragraph планировались базовые станции с фазированной антенной решеткой, которые имели бы круговое или секторное покрытие и в поле зрения каждой станции было бы 2-3 аналогичных устройства. Такие станции электронным сканированием находили бы ответные устройства, реализуя принцип самоорганизующейся и самовосстанавливающейся сети. При сбое коннекта в направлении какой-либо станции, запускалось бы повторное сканирование и переключение луча на соседние работоспособные станции. Однако в дальнейшем, в пилотных проектах Terragraph, от идеи сложных систем сканирования лучом отказались (по крайней мере, таких упоминаний больше нет), используя обычные радиолинки "точка-точка" (FWA).
В тех немногочисленных пилотах Terragraph, что прошли с 2018 года, используются станции WiGig, работающие в стандартах 802.11ad и 802.11ay с разделением радиочастот по времени TDD/TDMA. Радиолинки "точка-точка" соединяются друг с другом, образуя сеть уровня 3 (L3), которая может масштабироваться на больших географических территориях. Гибкость архитектуры обеспечивается программным обеспечением маршрутизации между конечными абонентами и точками обмена трафиком с магистральной сетью.
В 2019 году пилот Terragraph был запущен в Малайзии. Источник: YTL Communications
На 2020 год Facebook объявила, что кроме Пуэрто-Рико, намечены полевые испытания в Бразилии с операторами Claro и Vivo. Также планируются новые испытания в Афинах, где есть микроволновая исследовательская лаборатория Deutsche Telekom.
Кроме пилотных инсталляций с операторами в разных странах, у Facebook есть партнерское направление с производителями оборудования.
К началу 2020 года ситуация у большинства партнеров Facebook была следующая:
Два партнера, Nokia и Common Networks, тоже не слишком преуспели в сотрудничестве с Facebook. Роль Nokia - пассивна, никакой новой информации о Terragraph с 2018 года на сайте Nokia нет. Common Networks (стартап из Сан-Франциско) должен был заниматься тестовыми площадками Terragraph на территории США и некоторую активность они проявляют в пригороде Аламеды, но это не тянет даже на приличный пилот.
При работе над статьей, автора несколько разных людей предупреждали, что надо "аккуратнее" про оптические каналы, чтобы не задеть наш всеми уважаемый Ростелеком. А потому отдельная тема - как должны относиться к технологии Terragraph операторы-монополисты в сфере оптических кабельных сетей. Ведь Terragraph позиционируется как их антагонист, полностью беспроводная сеть, на порядок ускоряющая (в сравнении с FTTP/FTTH) сроки развертывания и снижающая расходы на подключение гигабитного интернета к потребителю.
Так вот, после первых внедрений оказалось, что в структуре Terragraph-подобной сети должны быть многочисленные узлы подключения к оптическим каналам (или магистральным радиорелейным линиям). Эти узлы Facebook называет DN (Distribution node). Получается, что технология Terragraph не ущемляет бизнес классических операторов, владеющих оптическими каналами, а даже наоборот, дает им новые ниши для развития.
Фрагмент карты Сан-Хосе в проекте Terragraph-подобной сети AT&T, красные точки - подключения к оптике. Источник: AT&T
Так, американская AT&T, занимающая на рынке оптических линий связи в США доминирующее положение, близкое к тому как Ростелеком в России, взялась строить Terragraph-подобную сеть на 1500 базовых станций диапазона 60 ГГц как транспортную основу для 5G в Сан-Хосе, городе-миллионнике в Калифорнии. AT&T говорит об одном 5-гигабитном подключении к оптике на 10 базовых станций 60 ГГц (или 10 Гбит на 20 станций).
Не везде и не всегда строить оптические магистрали для снабжения трафиком DN-узлов Terragraph экономически целесообразно, особенно если для прокладки кабеля есть ландшафтные (река, горы, территория заповедника, и т.д.), техногенные или законодательные преграды (охранные зоны исторической застройки и т.п.). В таких условиях в дополнение к оптике можно монтировать поверх Terragraph другую, крупно-ячеистую беспроводную транспортную сеть на радиорелейных станциях (РРС) диапазона 70/80 ГГц. Длина пролетов в сети 70/80 ГГц в среднем
3-5 км, с отдельными плечами до 10-15 км (в Terragraph - пролеты до 100 м в среднем), с коммутаторами 1/10GE в узлах РРС для обслуживания расположенных вблизи станций 60 ГГц и кабельных домовых сетей.
Terragraph обеспечивает зоны Wi-Fi; сеть РРС 70/80 ГГц - подключение Terragraph к магистральным каналам.
Источник: китайский проект (название защищено NDA)
Сеть израдиорелейных линий связи (РРЛ) диапазона 70/80 ГГц емкостью 10GE (с агрегацией каналов такие РРЛ дают до 40 Гбит/с) с коммутаторами L3, может дополнять оптику крупного оператора (например, Ростелеком) в масштабах целого города, обладая свойствами самонастройки с балансировкой загрузки и оптимизации путей трафика. К примеру, о российском прочтении концепции ячеистой сети L3 диапазона 70/80 ГГц можно узнать на сайте российского производителя РРЛ, компании "ДОК".
Ячеистые сети типа Terragraph - как в исполнении от Facebook, так и независимых операторов - показали набор преимуществ, что обещает дальнейшее развитие этой технологии:
Ждем от Facebook и других операторов дальнейшего развития проектов сетей Terragraph, а от читателей NAG - комментариев к статье.
Вам чужих денег жалко? Пусть закапывают. А вдруг прорыв случится :)))
Если только канализации во время закапывания :)
Воздушки рано или поздно запретят, процесс уже идет в Москве и Питере, далее - в регионах. Вот кабель закапывать - это действительно пробовано-перепробовано. Если уж Гугл со всем своим бюджетом обломался с раскопками и перешел на wireless, о чем говорить.
Как о чём? О проблемах прокладки в земле США. Вне них тем более гуглу класть не с руки.
О том, что мы живём в России и у нас не Google.
Вот именно что в России. Ваш проложенный кабель это для владельцев колодцев и опор - новая нефть.
https://nag.ru/news/newsline/106722/operatoryi-svyazi-prosyat-glavu-ekaterinburga-ne-povyishat-stoimost-opor.html
А уж радиочастоты для малого бизнеса тогда вообще из гелия-3.