Мы уже рассказали о проекте SCION, авторы которого стремятся переписать интернет-архитектуру с чистого листа с целью сделать её более защищенной и устойчивой. И это далеко не единственная инициатива подобного масштаба — не так давно международная группа инженеров предложила объединить микроволновые каналы связи с оптоволоконной инфраструктурой, чтобы сократить задержки передачи данных.
Однако не все убеждены в состоятельности новой концепции.
Что там с задержками
Даже небольшая задержка в сетях ухудшает пользовательский опыт. Еще в 2009 году Google посчитали, что промедление в 400 мс сокращает количество поисковых запросов на 0,7%. Одна из базовых причин возникновения задержек в сетях связана со средой передачи данных. Дело в том, что скорость распространения света в оптоволокне все же отличается от скорости в вакууме и даже воздухе. На практике принято считать, что 1600 км кабеля вносит задержку более 2,5 мс. Также свой отпечаток накалывают топографические и логистические особенности при прокладке линии. В большинстве случаев инженерам приходится еще и учитывать рельеф, искать обходные пути вокруг зданий, дорог и иных сооружений, что увеличивает протяжённость линков.
Чтобы минимизировать влияние оптоволоконной инфраструктуры на задержку, группа инженеров из Калифорнийского и Йельского университетов, а также Швейцарской высшей технической школы Цюриха предложила расширить её с помощью дополнительных радиорелейных каналов связи.
В чем идея
Специалисты предложили расширить инфраструктуру и передавать данные по двум сетям — микроволновым и оптоволоконным — параллельно. В своей научной работе они говорят об инфраструктуре на территории США. Так, инженеры составили предварительную карту, состоящую из 3 тыс. вышек, находящихся на удалении в 100 км друг от друга (стр. 6).
Радиоволны распространяются со скоростью, близкой к скорости света, вышки решат топографический вопрос, а объединение с «классической» сетевой инфраструктурой нужно, так как радиорелейная связь обладает меньшей пропускной способностью — особенно на дальних расстояниях. Она ограничена частотными ресурсами и возможностями технологии беспроводной модуляции.
Есть ли перспективы
По оценкам авторов идеи, плотная сеть радиорелейных вышек позволит сократить задержки на треть (по сравнению с текущими), но здесь есть нюансы. Микроволновые каналы связи ограничены визуальным горизонтом, поэтому с уплотнением сети могут возникнуть сложности. На качество передачи будет влиять погода. Хотя инженеры уже работают над механизмом подбора оптимальных маршрутов на лету.
В целом перестройка архитектуры сетей — нетривиальная задача, но если новый подход все же будет реализован, есть вероятность, что он останется нишевым. Например, технологию микроволновой передачи уже используют высокочастотные трейдеры. Они проводят на бирже тысячи сделок за секунду, и даже небольшая задержка может означать потерю денег. Возможно, технология найдет применение в киберспорте, а облачные провайдеры смогут предложить более качественные услуги в рамках своих SLA.
О работе интернет-провайдеров в нашем корп. блоге:
Комментарии (7)
mwf
04.05.2022 08:31На практике принято считать, что 1600 км кабеля вносит задержку в 1,5 мс.
А теперь считаем :)
И идём в текст оригинала.
Under perfect conditions, light requires roughly 5 ms to travel 1,000 miles (about 1,600 kilometers).
Лучше же привести реальную практическую цифру в оптоволокне - 7.5 мс.
Data over a fiber optic cable, for example, requires at least 7.5 ms to travel 1,000 miles.
drw
Простите меня за занудство, но 1600 км оптики вносят 2.5 мс задержки (так указано в вашем источнике), а на самом деле — ещё больше.
Это следует из принципа работы оптоволоконного кабеля: он хорошо «проводит» свет потому, что обладает больши́м углом полного отражения (из-за чего волокно можно гнуть, и лазерный луч будет «гнуться» вместе с ним). Угол этот определяется замедлением скорости света в среде, относительно вакуума, которое в документации проходит под кодовой кличкой «коэффициент преломления». У оптоволокна n>1.46, а значит, свет замедляется в >1.46 раз, и его скорость меньше 205 000 км/c (две трети от скорости микроволн). Что даёт задержку на каждые 1600 км трассы больше, чем в 7.8 мс, против 5 мс для радио.
У спутниковой связи, кстати, задержки на любом расстоянии больше 430 мс.
SlavikF
У спутниковой связи, кстати, задержки на любом расстоянии больше 430 мс.У спутникового Старлинка задержка - 40-50мс
drw
Точно, забыл про них, спасибо. Но это, наверное, в среднем? Мельбурн — Нью-Йорк по прямой ~60 мс, высота спутников 40мс, плюс задержка ретрансляторов, их несколько, ... >100 в итоге. Оправдаю себя: «с точностью до порядка» :)
SlavikF
У Старлинка фишка в том, что они — низко-орбитальные. Поэтому и задержка намного меньше.
Низкая орбита позволяет иметь низкую задержку, потому что спутники ближе к земле. Но из-за этого они «видят» намного меньшую площадь земли, поэтому их нужно в разы больше.
И ещё низко-орбитальные спутники живут меньше времени.
Сам я Старлинк не испытывал, но информация такая, что 40мс — это учитывается время и до спутника, и через ретранслятор, и по земле. То общая задержка 40-50мс.
drw
Ок, пусть 40 это все задержки скайлинка, но 60мс по прямой точно плюс, всего не меньше 100 мс. Иначе скайлинк работает на варп-телепортах (:
edo1h
спутники старлинка находятся очень низко (около 500 км). как я понимаю, идеология проекта такая: линки между спутниками + много наземных станций, трафик приземляется как можно ближе к месту назначения.
так что путь сигнала может увеличиться всего на каких-то пару тысяч километров, теоретически может получиться и меньше 100 мс в сумме.
но это всё теоретические рассуждения, линков между спутниками пока нет.