eng
Выпуск #9/2020
В. Трещиков
ОТ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ К РАДИОФОТОНИКЕ
ОТ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ К РАДИОФОТОНИКЕ
Просмотры: 809
DOI: 10.22184/1992-4178.2020.200.9.24.26
От волоконно-оптических транспортных систем связи к радиофотонике
Рассказывает генеральный директор ООО «Т8» В. Н. Трещиков
Московское ООО «Т8» смело можно отнести к наиболее инновационным российским компаниям сферы высоких технологий. Начав свою деятельность в 2004 году с монтажа и настройки волоконно-оптических систем передачи стороннего производителя, специалисты компании создали собственную платформу DWDM «Волга», успешно конкурирующую с продукцией самых именитых иностранных вендоров и по техническим характеристикам, и по параметрам надежности. На оборудовании «Т8» построено уже свыше 80 тыс. км DWDM-сетей. Успеха компания добилась и в области распределенной акустической сенсорики. Недавно в «T8» открылось компонентное направление. В кулуарах VI Международного форума «Микроэлектроника 2020» о новых разработках компании и стоящих перед российскими разработчиками высокотехнологичного оборудования проблемах нам рассказал генеральный директор ООО «Т8», ст. науч. сотр. ИРЭ РАН, к. ф.‑ м. н. Владимир Николаевич Трещиков.
Владимир Николаевич, что нового ваша компания представляет в демозоне форума?
Начну с того, что «Т8» сегодня работает в трех направлениях.
На первое место поставлю телекоммуникации – системы передачи по волоконно-оптическим линиям связи со спектральным разделением каналов (транспортные DWDM-системы) семейства «Волга». В этой сфере мы достигли хороших результатов, выйдя на лидирующие позиции в отрасли и заняв приблизительно 10% отечественного рынка систем передачи. Как и в любом транспорте, перед нами стоит задача передавать больше за единицу времени, на большее расстояние и дешевле.
Здесь мы представили новый компактный блок, который обеспечивает передачу по линии потока со скоростью 1,2 Тбит / с. На вход его можно подать 12 каналов по 100 Гбит / с каждый. На сегодня это рекордный показатель – подобное в мире могут производить всего порядка пяти компаний. И мы единственные, кто изготавливает такое оборудование в России. Чтобы лучше ощутить, что означает скорость 1,2 Тбит / с, приведу пример.
Объединенные в одну систему 25 таких блоков обеспечат возможность одновременного разговора всего населения планеты – по пять миллиардов с каждой стороны линии связи.
О такой пропускной способности мечтал выдающийся российский ученый в сфере волоконной оптики – академик РАН Е. М. Дианов. Очень жаль, что он ушел из жизни в прошлом году и немного не дождался такого триумфа отечественной промышленности.
Разобравшись досконально в использовании оптоволокна для целей связи, мы поняли, что можем использовать те же физические принципы для других применений. На форуме мы демонстрируем систему «Дунай», представляющую собой когерентный акустический сенсор, подключающийся к оптоволокну. Он имеет целый ряд применений. Например, вдоль различных магистральных трубопроводов обычно прокладывают оптический кабель технологической связи. Подключив к его волокну нашу систему, мы можем дистанционно засечь, в частности, попытки врезов в трубу или другого несанкционированного доступа.
Энергетикам такая система позволяет быстро найти место удара молнии в ЛЭП. «Дунай» вызывает большой интерес у заказчиков из разных отраслей.
Третье, наиболее новое направление нашей деятельности – радиофотоника. Это обработка электрических сигналов оптическими методами, хорошо проработанными в сфере телекоммуникаций.
Хотелось бы узнать, насколько глубокой является локализация в вашем оборудовании DWDM?
Не скрою, что нам приходится использовать преимущественно импортную элементную базу. К счастью, отечественные компоненты постепенно появляются, и мы обеими руками за это. Но происходит данный процесс очень медленно. Например, ПЛИСы, которые могли бы обеспечить работу систем такого класса, в России пока не выпускаются.
Наш вклад состоит в том, что мы создаем систему целиком: схемотехнику, трассировку плат, запускаем их. В основе нашего DWDM-оборудования лежат весьма сложные расчеты. Моделирование только одной скоростной цепи в представленном на стенде блоке занимает на очень мощном компьютере несколько дней, а таких цепей в нем огромное количество. Выполнять такую работу позволяет собранный нами научный потенциал: в «Т8» сегодня работают четыре доктора и 25 кандидатов наук и примерно 100 инженеров. Создана сильная научная школа.
Работаем мы и над созданием компонентов – преимущественно оптических. На своем производстве мы организовали несколько чистых комнат для их изготовления. Мы уже создали мультиплексор – компонент, объединяющий несколько десятков волокон (обычно 40), по каждому из которых идет сигнал на своей длине волны, в один групповой сигнал. Мы наладили его серийное производство, и уже свыше 800 шт. установили в свое оборудование. Завершается работа над модулятором.
Насколько в системах DWDM критичен вопрос обеспечения кибербезопасности?
Этот аспект я считаю одним из самых важных. Единственный способ обеспечения информационной безопасности страны – делать оборудование для критически важных сфер, а к ним, безусловно, относятся магистральные сети связи, самостоятельно.
Современные компоненты настолько сложны, настолько интеллектуальны, что очень непросто проверить, – а что у них внутри? Поэтому создание собственной ЭКБ – это решение задачи не только технологической независимости, но и информационной безопасности. Если системы управления, алгоритмы, находящиеся в основе работы оборудования, принадлежат иностранцам, то в час «Ч» такое оборудование попросту будет отключено. Ни у кого нет гарантии и от прослушки, возможности анализа передаваемой по нашим сетям связи информации.
Считаю, что такие соображения стали главной причиной запрета властями США использования у себя оборудования Huawei и последовавшего за ним отказа Китая от всего американского. У нас импортозамещение на первом этапе вылилось в замещение оборудования одних иностранных производителей (западных) на китайское. К счастью, сегодня приходит понимание, что единственный шанс обеспечить должную кибербезопасность – делать все самостоятельно.
Хотел бы добавить, что к списку угроз для российской сферы высоких технологий в последнее время добавился риск переманивания китайскими технологическими компаниями российских ключевых технических специалистов, чему, к сожалению, открыта зеленая улица. Считаю это реальной опасностью. Если все настоящие профессионалы перейдут к ним на работу, то произойдет потеря нашей технологической, а затем и национальной независимости. Надеюсь, что этого все же не произойдет и наши специалисты будут работать на благо своей страны.
Как работает система «Дунай»?
Принцип ее действия основан на исследовании состояния волоконно-оптической линии. Преимущество нашего решения в том, что оно использует стандартное одномодовое волокно – то, что широко применяется в связи. Кроме выполнения функции направляющей системы для передачи информации оно выступает в качестве чувствительного элемента: «чувствует» вибрацию, изменение температуры, удар молнии и др. В результате система показывает нам на карте, что произошло в какой-то точке. В нашем научном подразделении создана большая группа по данному направлению, возглавляемая доктором наук. Ею проделана большая работа в области нейросетей, искусственного интеллекта. Сегодня наша система научилась так обрабатывать сигналы, что степень распознавания события доведена практически до 100%. База машинного обучения «Дуная» постоянно пополняется на многих полигонах.
Одно из интересных применений – получение информации о несанкционированном открытии крышек люков кабельной канализации, в которой проложены оптические кабели.
Такая система работает, в частности, на линейных сооружениях связи компании «Ростелеком» в Санкт-Петербурге. Ранее перед проведением такого важного мероприятия, как Петербургский международный экономический форум, в отдельных районах эксплуатационникам приходилось люки заваривать. Введенная в промышленную эксплуатацию система четко различает такие события, как вскрытие люка и вибрация в результате проезда по нему даже тяжелого грузовика.
Чем специалисты «Т8» занимаются в области радиофотоники?
Напомню, радиофотоника – это способ обработки сигналов оптическими методами. Мы считаем ее весьма перспективной, поскольку частота света во много раз превосходит частоты передачи электрических сигналов – даже самых высоких диапазонов. Как следствие, все преобразования получаются линейными и открывается возможность реализации компактных широкополосных элементов, например, для осуществления сдвига частоты. Наличие в радиофотонном элементе оптического волокна позволяет передавать радиосигнал без оцифровки по волоконно-оптической линии на десятки километров практически без потерь. В результате системы существенно удешевляются.
Сегодня мы наблюдаем активную конкуренцию между традиционными методами СВЧ и радиофотоникой, и эта конкуренция позволяет достигать очень интересных результатов.
Cпасибо за интересный рассказ. С В. Н. Трещиковым беседовали Ю. С. Ковалевский и С. А. Попов
Рассказывает генеральный директор ООО «Т8» В. Н. Трещиков
Московское ООО «Т8» смело можно отнести к наиболее инновационным российским компаниям сферы высоких технологий. Начав свою деятельность в 2004 году с монтажа и настройки волоконно-оптических систем передачи стороннего производителя, специалисты компании создали собственную платформу DWDM «Волга», успешно конкурирующую с продукцией самых именитых иностранных вендоров и по техническим характеристикам, и по параметрам надежности. На оборудовании «Т8» построено уже свыше 80 тыс. км DWDM-сетей. Успеха компания добилась и в области распределенной акустической сенсорики. Недавно в «T8» открылось компонентное направление. В кулуарах VI Международного форума «Микроэлектроника 2020» о новых разработках компании и стоящих перед российскими разработчиками высокотехнологичного оборудования проблемах нам рассказал генеральный директор ООО «Т8», ст. науч. сотр. ИРЭ РАН, к. ф.‑ м. н. Владимир Николаевич Трещиков.
Владимир Николаевич, что нового ваша компания представляет в демозоне форума?
Начну с того, что «Т8» сегодня работает в трех направлениях.
На первое место поставлю телекоммуникации – системы передачи по волоконно-оптическим линиям связи со спектральным разделением каналов (транспортные DWDM-системы) семейства «Волга». В этой сфере мы достигли хороших результатов, выйдя на лидирующие позиции в отрасли и заняв приблизительно 10% отечественного рынка систем передачи. Как и в любом транспорте, перед нами стоит задача передавать больше за единицу времени, на большее расстояние и дешевле.
Здесь мы представили новый компактный блок, который обеспечивает передачу по линии потока со скоростью 1,2 Тбит / с. На вход его можно подать 12 каналов по 100 Гбит / с каждый. На сегодня это рекордный показатель – подобное в мире могут производить всего порядка пяти компаний. И мы единственные, кто изготавливает такое оборудование в России. Чтобы лучше ощутить, что означает скорость 1,2 Тбит / с, приведу пример.
Объединенные в одну систему 25 таких блоков обеспечат возможность одновременного разговора всего населения планеты – по пять миллиардов с каждой стороны линии связи.
О такой пропускной способности мечтал выдающийся российский ученый в сфере волоконной оптики – академик РАН Е. М. Дианов. Очень жаль, что он ушел из жизни в прошлом году и немного не дождался такого триумфа отечественной промышленности.
Разобравшись досконально в использовании оптоволокна для целей связи, мы поняли, что можем использовать те же физические принципы для других применений. На форуме мы демонстрируем систему «Дунай», представляющую собой когерентный акустический сенсор, подключающийся к оптоволокну. Он имеет целый ряд применений. Например, вдоль различных магистральных трубопроводов обычно прокладывают оптический кабель технологической связи. Подключив к его волокну нашу систему, мы можем дистанционно засечь, в частности, попытки врезов в трубу или другого несанкционированного доступа.
Энергетикам такая система позволяет быстро найти место удара молнии в ЛЭП. «Дунай» вызывает большой интерес у заказчиков из разных отраслей.
Третье, наиболее новое направление нашей деятельности – радиофотоника. Это обработка электрических сигналов оптическими методами, хорошо проработанными в сфере телекоммуникаций.
Хотелось бы узнать, насколько глубокой является локализация в вашем оборудовании DWDM?
Не скрою, что нам приходится использовать преимущественно импортную элементную базу. К счастью, отечественные компоненты постепенно появляются, и мы обеими руками за это. Но происходит данный процесс очень медленно. Например, ПЛИСы, которые могли бы обеспечить работу систем такого класса, в России пока не выпускаются.
Наш вклад состоит в том, что мы создаем систему целиком: схемотехнику, трассировку плат, запускаем их. В основе нашего DWDM-оборудования лежат весьма сложные расчеты. Моделирование только одной скоростной цепи в представленном на стенде блоке занимает на очень мощном компьютере несколько дней, а таких цепей в нем огромное количество. Выполнять такую работу позволяет собранный нами научный потенциал: в «Т8» сегодня работают четыре доктора и 25 кандидатов наук и примерно 100 инженеров. Создана сильная научная школа.
Работаем мы и над созданием компонентов – преимущественно оптических. На своем производстве мы организовали несколько чистых комнат для их изготовления. Мы уже создали мультиплексор – компонент, объединяющий несколько десятков волокон (обычно 40), по каждому из которых идет сигнал на своей длине волны, в один групповой сигнал. Мы наладили его серийное производство, и уже свыше 800 шт. установили в свое оборудование. Завершается работа над модулятором.
Насколько в системах DWDM критичен вопрос обеспечения кибербезопасности?
Этот аспект я считаю одним из самых важных. Единственный способ обеспечения информационной безопасности страны – делать оборудование для критически важных сфер, а к ним, безусловно, относятся магистральные сети связи, самостоятельно.
Современные компоненты настолько сложны, настолько интеллектуальны, что очень непросто проверить, – а что у них внутри? Поэтому создание собственной ЭКБ – это решение задачи не только технологической независимости, но и информационной безопасности. Если системы управления, алгоритмы, находящиеся в основе работы оборудования, принадлежат иностранцам, то в час «Ч» такое оборудование попросту будет отключено. Ни у кого нет гарантии и от прослушки, возможности анализа передаваемой по нашим сетям связи информации.
Считаю, что такие соображения стали главной причиной запрета властями США использования у себя оборудования Huawei и последовавшего за ним отказа Китая от всего американского. У нас импортозамещение на первом этапе вылилось в замещение оборудования одних иностранных производителей (западных) на китайское. К счастью, сегодня приходит понимание, что единственный шанс обеспечить должную кибербезопасность – делать все самостоятельно.
Хотел бы добавить, что к списку угроз для российской сферы высоких технологий в последнее время добавился риск переманивания китайскими технологическими компаниями российских ключевых технических специалистов, чему, к сожалению, открыта зеленая улица. Считаю это реальной опасностью. Если все настоящие профессионалы перейдут к ним на работу, то произойдет потеря нашей технологической, а затем и национальной независимости. Надеюсь, что этого все же не произойдет и наши специалисты будут работать на благо своей страны.
Как работает система «Дунай»?
Принцип ее действия основан на исследовании состояния волоконно-оптической линии. Преимущество нашего решения в том, что оно использует стандартное одномодовое волокно – то, что широко применяется в связи. Кроме выполнения функции направляющей системы для передачи информации оно выступает в качестве чувствительного элемента: «чувствует» вибрацию, изменение температуры, удар молнии и др. В результате система показывает нам на карте, что произошло в какой-то точке. В нашем научном подразделении создана большая группа по данному направлению, возглавляемая доктором наук. Ею проделана большая работа в области нейросетей, искусственного интеллекта. Сегодня наша система научилась так обрабатывать сигналы, что степень распознавания события доведена практически до 100%. База машинного обучения «Дуная» постоянно пополняется на многих полигонах.
Одно из интересных применений – получение информации о несанкционированном открытии крышек люков кабельной канализации, в которой проложены оптические кабели.
Такая система работает, в частности, на линейных сооружениях связи компании «Ростелеком» в Санкт-Петербурге. Ранее перед проведением такого важного мероприятия, как Петербургский международный экономический форум, в отдельных районах эксплуатационникам приходилось люки заваривать. Введенная в промышленную эксплуатацию система четко различает такие события, как вскрытие люка и вибрация в результате проезда по нему даже тяжелого грузовика.
Чем специалисты «Т8» занимаются в области радиофотоники?
Напомню, радиофотоника – это способ обработки сигналов оптическими методами. Мы считаем ее весьма перспективной, поскольку частота света во много раз превосходит частоты передачи электрических сигналов – даже самых высоких диапазонов. Как следствие, все преобразования получаются линейными и открывается возможность реализации компактных широкополосных элементов, например, для осуществления сдвига частоты. Наличие в радиофотонном элементе оптического волокна позволяет передавать радиосигнал без оцифровки по волоконно-оптической линии на десятки километров практически без потерь. В результате системы существенно удешевляются.
Сегодня мы наблюдаем активную конкуренцию между традиционными методами СВЧ и радиофотоникой, и эта конкуренция позволяет достигать очень интересных результатов.
Cпасибо за интересный рассказ. С В. Н. Трещиковым беседовали Ю. С. Ковалевский и С. А. Попов
Отзывы читателей
