Трафик уходит в небо: станции 5G разместят в атмосфере
Российские конструкторы нашли способ значительно увеличить зону покрытия базовых станций сотовой связи пятого поколения. Они предлагают размещать их на высоте 9–14 км на специальных привязных платформах. Решение снизит стоимость инфраструктуры 5G и обеспечит сверхскоростным интернетом даже самые удаленные и малонаселенные уголки России. Специалисты профильного НИИ радио считают технологию перспективной. Независимые эксперты отмечают, что при практическом воплощении разработчики столкнутся с рядом технических проблем. Некоторые мобильные операторы сказали «Известиям», что готовы испытать опытные образцы оборудования.
Полет мысли
Российские конструкторы разработали проект геостационарной атмосферной сети Skynet. С ее помощью планируется обеспечить доступ к связи стандарта 5G во всех, даже самых малонаселенных и удаленных районах страны. Идея специалистов заключается в том, чтобы поднять базовые станции сети на высоту от 9 до 14 км. Это в разы увеличит зону покрытия сигнала. По расчетам инженеров, в таком случае на всю страну будет достаточно всего 600 висящих в небе платформ с передающим оборудованием.
— Мы разрабатываем технологию подъема базовых станций с оптоволокном для максимального увеличения площади покрытия с минимальными затратами. Это даст безлимитный интернет по минимальным тарифам. Сеть Skynet позволит покрывать связью 5G обширные территории без наземной кабельной инфраструктуры и сетей питания, — сказал «Известиям» гендиректор конструкторского бюро «Гиронавтика» Сергей Кузиков.
Площадь покрытия стандартной базовой станции ограничена, рассказали разработчики. С развитием технологий увеличивается мощность и пропускная способность оборудования, но падает дальность распространения сигнала. Наземная вышка обеспечивает связь современных стандартов только в зоне прямой видимости. Сейчас в центре мегаполиса радиус действия станций 5G не превышает 200 метров.
Поэтому, чтобы начать практическое использование технологий пятого поколения, нужно установить гораздо больше передатчиков, чем требовалось для предыдущих стандартов. Это делает инфраструктуру 5G очень дорогой. Экономически оправданно устанавливать ее только там, где сконцентрировано достаточное количество абонентов. Но в России с ее огромной территорией есть множество малонаселенных мест, которые тем не менее нуждаются в современных коммуникациях.
Решить эту проблему можно, увеличив зону покрытия станций. Тогда их понадобится меньше, что снизит затраты. На оптимальной высоте, которая может варьироваться от 9 до 15 км, сигнал распространяется в радиусе 100 км.
Для того чтобы поднять туда оборудование, конструкторы разработали привязные аэродинамические платформы. Это устройства с винтами с изменяемой геометрией, способные работать в различных режимах. Сначала они поднимают станцию на нужную высоту, как вертолет, затем переключаются и начинают улавливать энергию высотных ветров — непрерывного течения воздуха в стратосфере, которое обеспечивает электричеством всю платформу. Конструкторы уже поднимали в небо прототипы своих устройств.
Кабель из света
Когда базовая станция принимает сигнал с телефонов абонентов, она должна передать его дальше на магистральные оптоволоконные линии, которые опоясывают всю планету. Сегодня, чтобы доставить данные с нужной скоростью, станция должна быть соединена с магистралью по проводу. В районах с развитой инфраструктурой, где проложены кабели связи, к ним легко подключить оборудование, расположенное в атмосфере. Однако везде проложить проводную связь невозможно, поэтому ученые предлагают передавать оптический, то есть световой сигнал от одной базовой станции к другой прямо сквозь воздух.
— Атмосфера прозрачнее оптоволокна, скорость сигнала на 50% выше, а стоимость модулей атмосферной световой связи на порядок дешевле прокладки кабельной линии, — сказал Сергей Кузиков.
По словам разработчиков, кроме базовых станций сотовых операторов на платформы можно устанавливать оборудование для видеомониторинга, навигации, цифрового вещания и других сервисов.
Гибридное будущее
Государство заинтересовано в любых инструментах, которые позволят предоставлять услуги связи по всей стране. Аэроплатформы — перспективная технология, ее тестируют по всему миру в разных вариациях, и в будущем она существенно удешевит связь по сравнению со спутниковой, рассказал «Известиям» гендиректор подведомственного Минцифры НИИ радио Олег Иванов.
— Сейчас технология молодая и неотработанная. Рано говорить о построении сетей связи на ее основе. У описанного проекта пока низкая надежность. Например, есть риск обрыва оптоволокна длиной до 14 км. Давать проекту объективную оценку можно только после результатов проектных исследований. Также нужны натурные эксперименты и опытные зоны. В любом случае тема интересная, и мы готовы подключаться к такого рода разработкам, — сказал Олег Иванов.
В ближайшей перспективе наиболее эффективным будет комбинирование технологий стандартной наземной связи, спутниковой связи и аэросвязи, пояснил специалист. Это так называемые гибридные сети — комплекс разных решений, который позволит пользователю подключаться к наиболее эффективному каналу на данный момент.
Характеристики оптических каналов, энергогенерирующих частей, приемо-передающего оборудования на практике могут оказаться не такими, как при теоретических расчетах, обращает внимание генеральный директор компании «Перспективные технологии» Игорь Ящук.
— Изменение конфигурации Сети должно быть как экономически, так и практически доказано на жизненном опыте. Испытывать судьбу методом проб и ошибок для операторов связи чревато потерей абонентов. Ни один маркетинговый отдел «большой четверки» не станет рисковать, внедряя новые технологии, не проверенные временем. При частичном использовании технологии становится вопрос, насколько ее возможно интегрировать в существующую систему и возможно ли это вообще, — сказал Игорь Ящук.
Некоторые представители «большой четверки» сотовых операторов, к которым обратились «Известия», проявили к проекту осторожный интерес.
— Наш интерес к данной технологии будет напрямую зависеть от ее экономической эффективности. Пока проект находится в стадии разработки, делать какие-либо выводы преждевременно, — говорится в ответе компании «МегаФон».
В компании МТС заявили, что готовы к испытаниям оборудования.
— Сможем оценить и рассмотреть возможности применения после получения от разработчика образца для испытаний, — сказали в пресс-службе МТС.
«Известия» также направили запросы в Tele2 и «ВымпелКом» (владелец торговой марки «Билайн»), однако они воздержались от комментариев.
Над проектом сети Skynet работают инженеры конструкторского бюро «Гиронавтика» совместно с учеными Санкт-Петербургского федерального исследовательского центра РАН и Института проблем управления РАН.
