В России разработали базовую станцию 5G с радиофотонным модулем

В инжиниринговом центре НИЯУ МИФИ на основе открытого проекта Open 5GS создан макет базовой станции связи нового поколения.

Макет представляет собой двухканальную базовую станцию с радиофотонным антенным модулем. В ходе создания макета использовались технологии радиофотоники для спектрального уплотнения и объединения каналов передачи данных UpLink/Downlink.

Ученые и инженеры центра ведут разработку собственного стека аппаратных и программных модулей для активной антенной системы O-RU диапазонов sub-6 GHz и mm-Wave.В частности планируется создать собственные IP модули в соответствии со спецификацией O-RAN: модуль трансляции данных nFAPI, модули PHY, DDC/DUC, CFR/DPD, модули контроля и управления радиочастью.

Также в России впервые будут созданы полностью отечественные активные антенные модули, позволяющие реализовать технологию 5G. Интеллектуальная собственность разрабатываемых решений полностью остается в Российской Федерации.

Разработчики инжинирингового центра Национального исследовательского ядерного университета МИФИ готовы взять на себя часть работы по созданию отечественного оборудования для систем связи 5G. В частности, специалисты предлагают реализовать алгоритмы модуляции и демодуляции, антенных систем и блоков, а также компонентную базу в области СВЧ. Кроме того, центр предложил готовить квалифицированные кадры для реализации масштабной государственной задачи.

«Развитие отечественной инфраструктуры требует, в том числе, разработки собственных электронной-компонентной базы и IP ядер. Мы готовы взять на себя часть этой работы — по части «физики» и созданию компонентной базы именно в области СВЧ — усилителей мощности, малошумящих усилителей. У нашего центра уже есть опыт создания базовых станций GSM, 3G и 4G. Сейчас перед нами стоит задача усовершенствовать эту инфраструктуру и перейти в 5G. Также в МИФИ разработали шифратор потоковых магистральных линий связи 100 Гбит/с, который может быть использован в отечественной инфраструктуре сотовых сетей данных», — сообщил руководитель центра Владимир Клоков.

Один из первых реализованных проектов МИФИ был связан с построением прототипа базовой станции GSM на основе SDR UmTRX и OpenSourse проекта SW еще в 2013 году. С тех пор специалисты проделали большой путь — разработали собственное оборудование и к 2016 году наладили серийные поставки продукта. Позже внедрили собственный стек физического уровня, программный стек L2, начали улучшать его технические характеристики, переходить в стандарты связи из GSM в 3G и 4G.

«В МИФИ есть собственный технологический центр по созданию компонентной базы СВЧ, ресурс которого задействован в решении задач на каждом этапе разработки изделий. Благодаря этому мы успешно реализуем самые разные проекты», — добавил главный конструктор.

По словам Владимира Клокова, на помощь в решении задач по созданию отечественного оборудования для систем связи 5G могут прийти также и образовательные проекты.

«С 2018 года инжиниринговый центр стал активным участником образовательного процесса вуза. Сотрудники совмещают научную работу с преподавательской. Сейчас мы предлагаем три основных направления по организации подготовки кадров для рынка систем связи стандарта 5G+», — говорит Владимир Клоков.

Во-первых, ученые настаивают на создании и внедрении новых образовательных программ — информационные технологии и системы связи. Реализовывать их предлагается в рамках бакалавриата, магистратуры и аспирантуры. Перечень компетенций будущих профессионалов — цифровая обработка сигналов, уровень приложений baseband инфраструктуры, шифрование, схемотехника и микросхемотехника, аппаратное обеспечение.

Также предлагается создать курсы повышения квалификации и дополнительные образовательные программы в области телекоммуникационных систем. Допобразование, по мнению специалистов, необходимо внедрять в таких областях, как: цифровая обработка сигналов, алгоритмы шифрования, построение аппаратуры, методы тестирования и верификации.

В-третьих, ученые предлагают сделать НИЯУ МИФИ одним из ведущих сертифицированных центров в области систем связи 5G+. Здесь необходимо направить все силы на развитие метрологического обеспечения, а точнее — на разработку методик входного и выходного контроля для аппаратуры систем 5G+. Важно обеспечить выход на международные рынки образования в области телекоммуникационных систем.

Не менее важна в этом направлении разработка новых стандартов систем связи с применением перспективных технологий интегральной фотоники для технологий 6G.

Работа над созданием отечественного оборудования 5G в России началась в 2019 году. Тогда Минпромторг представил проект целевой программы «Развитие производства промышленной продукции сетей пятого поколения и интернета вещей в Российский Федерации на 2019-2024 годы». Она предусматривает выделение средств на создание в России оборудования и ПО для сетей 5G и интернета вещей.