Институтом «Сколтех» при поддержке Фонда НТИ разработана первая базовая станция мобильной связи стандарта 5G. Как сообщает ТАСС, ещё до конца года разработчики обещают выпустить до 100 единиц. Также подчёркивается, что отдельные дружественные России страны уже проявили интерес к разработке.

Источник изображения: Baatcheet Films/unsplash.com

Как заявили журналистам в пресс-службе фонда, трёхлетний проект создания первого производственного образца станции связи пятого поколения завершён успешно. Подчёркивается, что исполнителем работы стал «Сколтех», поддерживаемый Фондом НТИ. Известно, что разработка осуществлялась в рамках программы «Цифровая экономика» — последняя курируется Минцифры.

Базовая станция соответствует международным стандартам 3GPP и OpenRAN, поддерживаются ключевые сервисы в рамках технологии 5G. Как заявляют сами разработчики, станция «Сколтеха» сравнима по своим возможностям с современными зарубежными образцами, пиковая скорость составляет 1,4 Гбит/с. Станция способна работать в диапазоне 4,4-4,9 ГГц, хотя наиболее популярные частоты для 5G в мире находятся в диапазоне 3,4–3,8 ГГц, но в России его используют военные системы связи и передавать в гражданское пользование его по-прежнему не планируется. Тем не менее, указанный для российской базовой станции диапазон поддерживается многими смартфонами, включая iPhone 14, а в «Сколтехе» отмечают, что технические возможности обеспечивают экспортный потенциал разработки — уже есть интерес со стороны нескольких стран.

Как сообщают в Фонде НТИ, специально для реализации проекта был создан т.н. Лидирующий исследовательский центр, 39 месяцев создавался современный программно-аппаратный комплекс для сетей связи пятого поколения. По последним данным, бюджет проекта разработки составил 342 млн рублей, из них 300 млн выделило государство в виде гранта. Основными элементами отечественного решения стали образцы модулей, производство которых будет организовано в России промышленным партнёром проекта, а также программное обеспечение — станции будут выпускаться по заказу мобильных операторов и других заинтересованных сторон. Известно, что уже готова партия станций для создания пилотной сети, а до конца 2023 года будет выпущено 100 станций. Решение уже прошло тестирование с участием трёх операторов связи «большой четвёрки» в прошлом году — под контролем ассоциации «Открытые сетевые технологии». Уже ведутся переговоры о развёртывании пилотных зон на основе нового решения, их запуск должен состояться в 2023-2024 гг.

Как поясняет ТАСС, в Минцифры уже сообщали, что министерство намерено организовать пилотное тестирование отечественных станций связи 5G в городах-миллионниках, уже сегодня отдельные зоны с доступом к связи пятого поколения работают в экспериментальном режиме на небольших территориях.

Ещё в январе текущего года отечественные мобильные операторы заключили форвардные контракты на сумму 100 млрд рублей. До 2030 года должно быть поставлено около 75 тыс. базовых станций. При этом уже с 2028 года российские операторы связи должны будут закупать только отечественные решения.

Учёные из «Сколтеха» придумали оптический транзистор, переключаемый одним фотоном. Они получили патент на способ переключения одним единственным фотоном при комнатной температуре такого макроскопического состояния света, как поляритонный бозе-эйнштейновский конденсат. Конкурирующие разработки осуществимы либо при глубоко криогенных температурах, либо требуют для работы десятков или сотен тысяч фотонов. Реакция на один фотон — это предел технологии.

Сегодня главная проблема для оптических компьютеров — быстрых как скорость света и холодных как окружающая их среда — это невозможность непосредственного влияния светового сигнала на другой световой сигнал (модулирование, переключение и тому подобное). По крайней мере, это утверждение справедливо, если сравнивать фотоны с электронами.

Небольшое количество электронов в виде слабого тока способно переключить состояние транзистора и привести к усилению тока. Фотоны так не могут. Одиночный фотон и даже пучок фотонов не способны повлиять на оптический сигнал большей интенсивности, что сводит на нет тему энергоэффективности.

Представленный в 2019 году учёными «Сколтеха» и компании IBM оптический транзистор, работающий при комнатной температуре, для переключения состояния требовал от 10 до 100 тыс. фотонов. Но именно эта разработка стала базовой для новой технологии, которая позволила создать условия для переключения оптического «транзистора» всего лишь одним единственным фотоном.

По большому счёту, как признаются учёные, «детектирование неуловимого явления однофотонного переключения в нашем новом эксперименте стало возможным благодаря одновременному повышению чувствительности и устранению шума». На деле эксперимент строился на множестве теоретических и практических изысканий, чуть подробнее о которых можно узнать на сайте «Сколтеха» в соответствующем пресс-релизе.

Данная работа удостоилась публикации в журнале Nature. В перспективе она открывает путь к оптическим вычислениям и более быстрой электронике, которая также не будет страдать от тепловыделения. Это обеспечит как бурный рост производительности вычислителей, так и значительное сокращение потребления энергии. Остаётся вопрос, как скоро это произойдёт? Ответа на него пока нет.

«Сколтех» и подведомственный Минцифры Научно-исследовательский институт радио (ФГБУ НИИР) хотят выделить около 23 млрд руб. на исследования технологий для производства оборудования для сетей связи 5G Advanced/6G. Соответствующая инициатива утверждена правительственной «дорожной картой» «Современные и перспективные сети мобильной связи на период до 2030 года».

Источник изображения: Dylan Carr / unsplash.com

С уходом западных производителей телекоммуникационного оборудования в России возникла угроза «технологической ямы» в области мобильной связи. Поэтому приоритетной задачей считается разработка российских базовых станций стандартов 4G и 2G. Однако «Сколтех» и ФГБУ НИИР хотят изыскать 23 млрд руб. на фундаментальные и прикладные исследования технологий, необходимых для создания оборудования стандартов 5G Advanced/6G.

В аппарате вице-премьера Дмитрия Чернышенко присутствие проекта в правительственной дорожной карте подтвердили, но отметили, что источники и объёмы его финансирования пока не утверждены, пишет «Коммерсант». Предполагается также, что 50 % средств инициаторы должны будут изыскать самостоятельно, но неясно, откуда они возьмутся. Согласно документу, в период с 2023 по 2030 гг. участники проекта разработают до 1 тыс. прототипов оборудования и ПО для сетей 5G Advanced/6G. Для этого потребуется участие более чем тысячи специалистов, но такого кадрового резерва у авторов проекта тоже нет. Есть идея привлекать инженеров из дружественных государств и даже договорённость с китайскими специалистами.

Мобильные операторы, однако, восприняли идею скептически, поскольку в отношении перспективных стандартов мобильной связи до сих пор нет ответов на основополагающие вопросы: выделение частот и технические требования к оборудованию. Кроме того, сейчас имеет смысл бросить все ресурсы на разработку и производство оборудования стандартов 4G и 2G — возможно, с использованием открытой архитектуры OpenRAN и резервированием ресурсов под будущие стандарты связи.