Новое устройство обеспечит стабильный интернет в отдаленных российских районах

Статья опубликована в журнале «Автоматизированные системы управления и информационные технологии». Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Многие россияне, живущие в сельской местности, сталкиваются с нестабильным соединением, медленной загрузкой страниц и невозможностью работать или учиться онлайн. Особенно это стало актуально после пандемии, когда дистанционный формат образования и работы стал обыденностью. При этом, как показывает исследование, на момент 2024 года каждое десятое домохозяйство в стране вообще не имело доступа в сеть.

На рынке устройств мобильной связи, модемов в частности, есть много разных предложений. Но, как правило, онилибо слишком дорогие, либо не отличаются высокой производительностью и не обеспечивают стабильную скорость свыше 100 Мбит/с, а потому не могут предоставить хорошее качество услуг, таких как просмотр видео, загрузка и выгрузка крупных файлов, гейминг.

Ученые Пермского Политеха разработали уникальное устройство широкополосного доступа к сети, которое способно обеспечить стабильный и высокоскоростной интернет. Слово «широкополосный» происходит от термина в телекоммуникациях «ширина полосы пропускания» (bandwidth). Чем шире полоса, тем больше данных может передаваться за единицу времени.

— Для устройства была разработана принципиальная схема, печатная плата, корпус. Модем может работать в диапазоне 2600 МГц, поддерживает технологию MIMO 4×4, которая позволяет одновременно передавать и принимать данные по четырем независимым каналам.Также у оборудованияесть четыре порта для проводного подключения и столько же разъемов для внешних антенн. Кроме того, разработанный модем совместим с сетями 4G и 5Gи поддерживает современные стандарты связи: Wi-Fi 6 – более высокая скорость соединения (передачи данных), LTE-A Pro – улучшенная версия мобильной связи 4G, QAM256 – метод кодировки, который позволяет передавать больше информации за один раз, – рассказывает Сергей Тюрин, старший преподаватель кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ.

Особенность устройства в том, что оно обеспечивает высокую скорость передачи данных — до 4,6 Гбит/с на расстоянии 1 км от базовой станции и 100 Мбит/с на 20 км. Для сравнения: большинство современных модемов в России поддерживают скорость от 100 до 300 Мбит/с, но для 4G при удалении от станции на 10-20 км она падает до 1-10 Мбит/с.

Устройство может также работать с внешними антеннами, что позволяет гибко настраивать связь в зависимости от условий местности. В качестве антенн специалисты использовали собственные разработки — направленные антенны с усилением сигнала до 27 дБм, изготовленные из нержавеющей стали и спутниковых тарелок.

Для моделирования работы устройства использовались программные комплексы «MatLab link budget analysis» и «Google earth», чтобы воспроизвести реальные условия связи и проверить ее устойчивость на разных расстояниях.

— Использование антенн позволило значительно улучшить мощность и качество принимаемого сигнала, даже если пользователь находится далеко от вышки сотового оператора. Результаты вычислений показали, что устройство стабильно работает на расстоянии более 11 километров от базовой станции, — комментирует Сергей Тюрин.

Новое устройство предлагает вдвое большую скорость, чем самый дорогой модем Huawei (модель с поддержкой 5G стоит 71 500 рублей), но его цена значительно ниже: 15 000 рублей за 4G-версию и 22 000 за 5G. Это делает оборудование исследователей доступным для широкого круга пользователей.

Разработка ученых Пермского Политеха поможет жителям сельской местности и частного сектора, а также малому и среднему бизнесу, расположенным вне крупных городов, которым необходим надежный канал связи для онлайн-торговли, видеоконференций, облачных сервисов и других задач. Это может стать важным шагом в развитии цифровой инфраструктуры России повысить уровень жизни населения.

ПНИПУ

1445 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram