60 гигагерц. Сложно придумать более неудобный диапазон для радиосвязи. Кроме затухания в осадках, которое увеличивается с ростом частоты, заметно более существенную роль тут играет затухание в кислороде, причем пик этого затухания приходится как раз на 60 ГГц - см. графики.
Парадокс в том, что выше по частоте, на 70-80 гигагерцах каналы получаются более протяженными! Но нет худа без добра: по этой причине практически по всему миру диапазон 60 ГГц не лицензируется. Россия здесь – не исключение: вы можете использовать оборудование 60 ГГц без оформления частот, правда это относится только к каналам точка-точка. По состоянию на 2023 год, точка-многоточка 60 ГГц в России находится в серой зоне. Впрочем на практике, даже работая в точке-точке, вы почти наверняка попадёте в серую зону, но об этом позже.
Тут стоит упомянуть еще одно (неочевидное) преимущество высоких частот: антенны даже небольших размеров имеют гигантское усиление. Так, 16-сантиметровая тарелка на 60 гигагерцах имеет усиление 38 дБи. Для сравнения в 5 гигагерцах такое усиление имеет тарелка 1.8 метра. За высокий коэффициент усиления придется расплатиться трудностью юстировки (ширина главного лепестка у вас часто будет меньше 1 градуса) и дополнительными требованиями к монтажным конструкциям (ничего не должно качаться от ветра).
Легальное использование 60 ГГц в России
Применение 60 ГГц в РФ регулируется решением ГКРЧ № 11-13-06-1 от 20 декабря 2011 с дополнениями № 17-40-03 от 10 марта 2017 и № 21-59-04/14 от 2 августа 2021. Согласно приложению, вы можете работать в диапазоне 57…64 ГГц и использовать оборудование с шириной диаграммы направленности не более 2 градусов, мощностью передатчика не более 10 дБм, ЭИИМ не более 55 дБм и шириной канала не более 2500 МГц.
На рынке не так много компаний, выпускающих оборудование 60 ГГц. Самое доступное по цене оборудование выпускают Mikrotik и Ubiquity. Их железо базируется на стандартах 802.11ad и 802.11ay. Стандарты эти, в свою очередь, произошли от WiGig.
Уместным будет взглянуть на распределение каналов, принятое в стандарте WiGig и перекочевавшее в ad/ay. Эту нумерацию каналов вы будете встречать при настройке оборудования, построенного на 802.11ad/ay. Для простоты будем рассматривать только каналы шириной 2.16 ГГц.
Вот что говорит Википедия о доступности каналов в разных странах:
Как можно заметить из таблицы и обобщенного решения ГКРЧ, в России легально можно использовать каналы 1, 2, 3. По несчастливому стечению обстоятельств эти каналы имеют самое высокое затухание в кислороде и обеспечивают явно не те дальности, о которых мы мечтаем.
Про дальности, о которых мы мечтаем
Давайте прикинем разницу в дальности связи в зависимости от номера канала. Использовать будем юбиковский UISP Design Center, выберем airFiber 60 LR, и чтобы цифры нам не казались совсем уж оптимистичными, запустим дождь с интенсивностью 8 мм/ч.
Глядя на эти результаты, нельзя забывать, что такого рода калькуляторы дают довольно слабое представление о доступности канала. Мы внесли дополнительное затухание, «включив» дождь 8 мм/ч. Но что, если в вашем регионе случаются более интенсивные осадки? Готовы ли вы к драматическому падению скорости или даже к пропаданию канала во время дождя? Совет тут такой: если ваш канал используется для предоставления сервисов, критичных к перебоям, то никогда не ориентируйтесь на красивые цифры. Так, максимальная дальность airFiber 60 LR по даташиту – 12+ км. Будет ли это устройство работать на пролете 12 км? Однозначно будет, но вот незадача: не все 365 дней в году. Если хотите стабильности, смотрите какова максимальная интенсивность дождя в вашем регионе, вводите эти данные в калькулятор и потом еще возьмите запас «на непредвиденные расходы».
В любом случае цифры наглядно демонстрируют, что надо выбирать самый верхний канал, доступный в оборудовании, хотя это и противоречит действующим нормам. Именно так частенько и поступают операторы, руководствуясь при этом двумя соображениями: 1) Кусок спектра между 64 и 71 ГГц не распределен, а значит помехи создавать официально некому, и жалобы получать тоже не от кого. 2) Контролировать спектр в диапазоне 60 ГГц – задача практически невыполнимая. Есть ощущение, что измерения в этом диапазоне с целью отлова «нелегалов» не проводятся вовсе.
Про осадки
Теперь про главный бич каналов 60 ГГц – осадки. Как упоминалось выше, вообще-то наш главный враг – кислород, но он присутствует всегда и при нормальном давлении обеспечивает стабильное ослабление сигнала. Совсем другая история – осадки. Чем больше интенсивность осадков, тем больше ослабление сигнала. Все устройства имеют адаптивную модуляцию и во время дождя (тумана, града, снегопада) начнут её понижать. Однако при недостаточном бюджете линии, канал может рваться. Если вам нужна стабильность, используйте антенны бОльшего диаметра, не стройте длинные пролеты, критически подходите к расчетам в калькуляторах вендоров. Также помните о том, что снег и лед, вместе или по отдельности, прекрасно забивают сетчатые рефлекторы, особенно на наклонных пролетах. Скопившиеся осадки в рефлекторе практически гарантированно приводит к пропаданию связи. С сетчатым рефлектором по возможности используйте кожухи. У UBNT они доступны как аксессуар; предусмотрительные пользователи Микротика используют кожухи от Jirous. Или выбирайте такую конструкцию, где снегу скапливаться негде. Взгляните, например, на рефлектор в устройтве cnWave V3000 от Cambium Networks. Здесь гладкое зеркало размещается почти вертикально, а излучающая плоскость облучателя находится снизу.
Какие можно сделать выводы?
1. Оборудование V-band 60 ГГц вполне пригодно для построения надежных каналов и может использоваться в качестве операторского.
2. С нашей стороны было бы некорректно рекомендовать вам нарушать действующие нормы, но принцип «выше канал – больше дальность/доступность» вам необходимо помнить.
3. Ваш главный враг – осадки. Помните о дополнительном затухании сигнала во время тумана, дождя, снега и града, а также о возможности скопления льда или снега в рефлекторах.
4. Больше антенна – лучше доступность канала или дальность.
5. Оборудование 60 ГГц на любой вкус вы всегда можете приобрести в Аладисе: Mikrotik, Ubiquity, Cambium Networks.
