REŢEAUA NATIVE HARD PIPE: Soluţia transformării digitale a celor mai importante industrii

În contextul digitalizării ca tendinţă globală, reţelele de comunicaţii devin din ce în ce mai importante în procesul de transformare digitală la nivelul industriilor, potrivit unui comunicat de presă remis redacţiei. Provenind din tehnologia de comunicare prin comutarea circuitelor telefonice şi telegrafice, reţeaua NHP (Native Hard Pipe) de la Huawei a fost dezvoltată timp de decenii şi este utilizată pe scară largă în reţelele electrice, la nivelul căilor ferate, autostrăzilor şi în alte industrii care contribuie la economiile naţionale şi la bunăstarea oamenilor.

La nivelul industriei energetice, dezvoltarea echipamentelor de control al automatizării/IoT necesită o reţea mai avansată pentru a susţine un acces mai mare la servicii, asigurând în acelaşi timp lăţime de bandă şi latenţă. Între timp, pentru industria feroviară, creşterea vitezei trenurilor presupune modernizări ale reţelei pentru a garanta siguranţa şi consecvenţa operaţiunilor feroviare. Conexiunile moderne de reţea sunt esenţiale pentru a oferi experienţe sigure şi optimizate, iar acestea trebuie să devină fundamentul transformării digitale a industriilor, bazată pe soluţii ce oferă fiabilitate ridicată şi latenţă redusă.

Reţeaua NHP este facilitată de tehnologia optică de comunicaţii care se găseşte în reţeaua fixă. De la prima generaţie de tehnologii de operare la PCM/PDH şi apoi la SDH şi OTN, Huawei continuă să îmbunătăţească eficienţa transmisiei, să ofere o lăţime de bandă mai mare şi o latenţă mai mică şi să răspundă nevoilor unui număr din ce în ce mai mare de clienţi. Aflată acum la a cincea generaţie, această ultimă variantă a tehnologiei hard pipe se bazează pe unitate optică de servicii (OSU).

NHP permite o izolare fizică de 100% şi asigură zero interferenţe între diferite servicii, prin izolarea intervalelor de timp şi a lungimilor de undă. În cadrul Mobile World Congres 2022, Huawei a prezentat progrese tehnologice importante în sfera reţelelor de bază care permit unei transmisii pe o singură fibră să ajungă la 100 Tb/s, cu peste 100 de canale de lungime de undă, fiecare dintre acestea fiind, în mod natural, un hard pipe. În interiorul fiecărei lungimi de undă, pot fi susţinute 4.000 de servicii de înaltă calitate la 100 Gb/s, prin intermediul multiplexării cu diviziune în timp (TDM) a OSU - ceea ce înseamnă milioane de servicii per fibră în reţelele de bază.

Potrivit sursei citate, în plus, reţeaua NHP oferă conducte de tip hard pipe de la un capăt la altul pentru servicii de înaltă calitate, prin extinderea tehnologiei relevante de la reţelele centrale la reţelele de agregare şi de acces. Rezultatul evidenţiază trei aspecte tehnice:

- În primul rând, prin utilizarea OSU, pot fi susţinute simultan milioane de servicii, pentru a reduce semnificativ costul de comunicare justificat de fiecare serviciu.

- În al doilea rând, prin împărţirea reţelei de la un capăt la altul pentru OSU, serviciile pot traversa liber întreaga bază de date, având resurse garantate de reţea.

- În al treilea rând, agregarea pe dimensiuni orizontale reuneşte în mod eficient diferite tipuri de servicii şi ramuri de fibră optică, cu o arhitectură tip point-to-multipoint (P2MP).

O arhitectură P2MP permite economisirea de resurse de infrastructură de fibră optică şi eliminarea oricărei procesări electronice a semnalelor care necesită multă energie. Este, de asemenea, eficientă din punct de vedere energetic şi poate aborda şi efectua diverse tipuri de servicii necesare, toate în acelaşi timp, utilizând fibre diferite de acces în locaţii şi OSU diferite. Cu alte cuvinte, mai multe tipuri de servicii pot fi transmise simultan printr-o singură fibră optică fără interferenţe reciproce.

În cazul reţelelor electrice, putem anticipa trei transformări majore: de la centralizarea într-un singur punct la energie comună la nivel global, de la emisii reduse de carbon la emisii zero de carbon şi de la digitalizare la servicii inteligente. Acestea vor reprezenta provocări noi şi complexe pentru industria energiei electrice. În acelaşi timp, tehnologiile digitale, cum ar fi conştientizarea situaţională, Internet of Things (IoT) extins şi digital twin, sunt în plină expansiune. Tehnologia NHP ajută industria energiei electrice să finalizeze aceste transformări, astfel încât operatorii de reţele electrice să poată gestiona cu uşurinţă aceste noi servicii de la sediile lor centrale, într-un mod eficient din punct de vedere energetic.

Reţeaua de energie electrică găzduieşte mai multe reţele, cum ar fi cea de comunicaţii de distribuţie, responsabilă de automatizarea distribuţiei, reţeaua video de backhaul nesupravegheată şi reţeaua IoT care susţine energia distribuită. Cele mai multe dintre aceste reţele coexistă pe lângă cele ale clienţilor şi trebuie să fie gestionate independent. Însă, cu ajutorul tehnologii NHP, diferite reţele pot fi agregate în mod direct cu ajutorul reţelei optice de acces P2MP, eficientă din punct de vedere energetic. De asemenea, la fiecare unitate de dirijare/procesare, OSU-urile pot fi dirijate/procesate pe baza etichetelor lor unice, ceea ce înseamnă că sunt necesare mai puţine resurse de fibră optică pentru a face faţă tuturor reţelelor existente, în timp ce fiabilitatea este asigurată, ceea ce face ca reţeaua să fie semnificativ mai uşor de gestionat.

• Tehnologia NHP aplicată în sectorul feroviar

Conform sursei citate, o astfel de tehnologie poate fi aplicată şi în industria feroviară. Având în vedere cererea tot mai mare de comunicaţii feroviare şi cerinţele mai ridicate privind lăţimea de bandă şi latenţa, comunicaţiile fără fir evoluează de la GSM-R la LTE-R. În GSM-R, semnalele E1 sunt izolate fizic, în timp ce în LTE-R, semnalele Ethernet sunt transmise înapoi şi se bazează pe o reţea comună. Pentru a facilita transmisia fiabilă a serviciilor, reţeaua de transmisie trebuie să fie rezistentă. Din cauza implementării extinse a GSM-R în reţelele actuale, GSM-R şi LTE-R vor trebui să coexiste timp de cinci până la 10 ani în acest proces de transformare, iar modernizarea reţelelor trebuie să se desfăşoare corespunzător. Tehnologia OSU a NHP realizează izolarea fizică a serviciilor, asigurând în acelaşi timp o calitatea acestora (QoS). În plus, NHP adoptă o schemă de integrare de platformă, care poate gestiona simultan tehnologiile de comunicaţii fără fir GSM-R şi LTE-R, asigurând astfel o evoluţie fără probleme a reţelei de control a trenurilor. Prin intermediul tehnologiei NHP, industria feroviară poate fi sprijinită în procesul de tranziţie către viitoarea reţea, oferind o lăţime de bandă mai mare, o latenţă mai mică şi o eficienţă îmbunătăţită a operării şi întreţinerii reţelei.

Cea mai recentă tehnologie NHP bazată pe OSU a fost un subiect de discuţie important în industrie timp de peste trei ani. Aceasta a fost propusă pentru prima dată în cadrul reuniunii plenare a Uniunii Internaţionale a Telecomunicaţiilor (ITU) de la Geneva, în octombrie 2018. Versiunea preliminară a "Cerinţelor tehnice OSU" a fost aprobată în cadrul reuniunii Asociaţiei pentru standarde de comunicaţii din China (CCSA) din martie 2021. De asemenea, tehnologia a fost analizată pe larg şi de alte organizaţii de dezvoltare a standardelor la nivel mondial, cum ar fi Institutul Inginerilor Electrici şi în Electronică (IEEE) şi Comisia Electrotehnică Internaţională (IEC), precum şi de grupul de specificaţii industriale pentru reţelele fixe de generaţia a 5-a (F5G) din cadrul Institutului European de Standarde în Telecomunicaţii (ETSI). În prezent, tehnologia se află în stadiul de dezvoltare a standardelor, iar Huawei colaborează îndeaproape cu mai multe companii din industrie pentru a defini specificaţiile tehnologiei NHP bazate pe OSU.