Сколтех Базовые станции 5G

Основные статьи:

• Развитие сетей 5G в России
• 5G (пятое поколение мобильной связи)

2023

Представлена российская базовая станция с одновременной поддержкой 4G и 5G

4 мая 2023 года Сколковский институт науки и технологий («Сколтех») сообщил о создании базовой станции с одновременной поддержкой сетей 4G и 5G.

Как отметили в пресс-службе Национальной технологической инициативы (НТИ), созданное специалистами «Сколтеха» решение включает в себя доработанное программное обеспечение 5G/LTE, а также первые прототипы приемо-передающего устройства и другие модули. Разработчики отмечают, что наличие действующих образцов первой отечественной базовой станции 5G позволило обеспечить поддержку сразу двух протоколов связи.

Сколковский институт науки и технологий

По словам директора проектного центра беспроводных технологий «Сколтеха» Дмитрия Лаконцева, «доработки затронули все элементы – от нашего программного обеспечения, которое управляет сетью, до радиомодулей». В начале мая 2023 года он также отметил, что впереди еще «много работы».

По нашей оценке, первую версию продукта, пригодного для тестирования в реальных сетях, мы сможем представить осенью этого [2023] года. Следующим этапом будет плотная работа с операторами. Мы приложим все усилия, чтобы довести решение до состояния, когда оно будет работать стабильно, если не сказать – идеально. Замечу, что разработкой отечественной базовой станции LTE мы занимаемся в инициативном порядке. Госфинансирование проекта предусмотрено дорожной картой развития отрасли, но пока не доведено до «Сколтеха», - добавил Лаконцев (цитата по «РИА Новости»).

27 апреля 2023 года состоялось тестирование образца новой базовой станции, который показал стабильную скорость передачи данных на уровне 100 МБит/с. Разработка «Сколтеха» поддерживает полосу частот 2500–2690 МГц (LTE Band 7), этот диапазон широко используется отечественными сетями 4G. В «Сколтехе» добавили, что по согласованию с другими операторами станцию можно будет адаптировать и для других полос частот.^[1]

Создание первой российской базовой станции 5G

Институт «Сколтех» в середине апреля 2023 года объявил о создании первой отечественной базовой станции пятого поколения (5G). Проект реализован при поддержки Фонда национальной технологической инициативы (НТИ).

Как сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу фонда, базовая станция разработана в соответствии с международными стандартами 3GPP и OpenRAN, она поддерживает ключевые сервисы технологии пятого поколения связи. По словам разработчиков, пиковая скорость мобильного интернета при использовании оборудования составляет 1,4 Гбит в секунду. Решение «Сколтеха» поддерживает диапазон 4,4-4,99 ГГц.

Базовая станция 5G

По словам представителей Фонда НТИ, для создания станции был сформирован Лидирующий исследовательский центр, в рамках которого 39 месяцев велось создание программно-аппаратного комплекса для сетей 5G. Общий бюджет разработки составил 342 млн рублей, из которых 300 млн рублей были получены в форме государственного гранта. В 2022 году решение прошло всестороннее тестирование при участии операторов «большой четверки», запуск проекта запланирован на 2023-2024 гг.

К апрелю 2023-го «Сколтех» участвует в развертывании сети 5G в метрополитене Москвы, в создании частных 5G-сетей для крупнейших российских корпораций, в двух проектах в сфере беспилотного транспорта и «запуске опытных зон с нашим оборудованием в реальных сетях операторов в крупнейших городах России». В Фонде НТИ считают, что технология «обладает экспортным потенциалом». Утверждается, что несколько «дружественных стран уже проявили интерес к проекту».

Мы рассматриваем нашу разработку как платформу, аналогичную тем, что используются при создании современных автомобилей. Она очень мощная, но гибкая, поэтому легко переносится на разные модификации оборудования, сделанного нашими производственными партнёрами, - заявил профессор, руководитель Центра компетенций НТИ на базе «Сколтеха» Дмитрий Лаконцев.[2]

2022: Использование в тестировании решения 5G OpenRAN

Ассоциация организаций по развитию открытых сетей связи «Открытые сетевые технологии» (Ассоциация «Открытые сетевые технологии») 7 сентября 2022 года сообщила о завершении первого этапа лабораторного тестирования базовой станции 5G под управлением разработанного в Сколтехе программного обеспечения с поддержкой открытой архитектуры (OpenRAN). В ходе тестирования к сети 5G были подключены смартфоны разных производителей, скорость загрузки превысила 1 Гбит/с, совершены голосовые и видеозвонки, выполнена интеграция с ядром сети и базовой станцией стороннего вендора.

Тестирование прошло в июне 2022 года в Федеральном центре исследований и разработок сетевых решений оператора «МегаФон» в Санкт-Петербурге. Был создан стенд, демонстрирующий мультивендорную (gNodeB, 5GC) автономную сеть 5G операторского класса.Как с помощью EvaProject и EvaWiki построить прозрачную бесшовную среду для успешной работы крупного холдинга

В ходе тестирования проводилась проверка функциональности, работоспособности и основных показателей производительности программного обеспечения, а также возможностей работы в мультивендорной сети. Были показаны особенности конфигурирования и запуска ПО и его соответствие парадигме развертывания открытых сетей радиодоступа 5G OpenRAN.

Базовая станция 5G, которая управлялась разработанным в Сколтехе ПО, была реализована на аппаратной платформе, состоящей из обычных серверов на базе процессоров Intel, доступных на российском рынке. В качестве приемопередающего устройства (O-RU) использовалось решение компании Foxconn для полосы частот 4,8 – 4,99 ГГц, которая рассматривается в качестве одного из вариантов для развертывания сетей пятого поколения в России. Отечественные аналоги этого оборудования активно разрабатываются и будут доступны на рынке уже в самом ближайшем будущем. Кроме того, в тестовом стенде использовалась программно-аппаратная часть (сервер ядра сети, сервер точного времени и базовая станция – все операторского класса) одного из крупных зарубежных вендоров, полноценно эмулирующая реальную операторскую сеть.

Результаты первого этапа испытаний опытных образцов программного обеспечения признаны успешными: подтверждена работоспособность ПО. Успешно проведены проверки:

• подключения смартфонов различных производителей (Huawei, OnePlus, Xiaomi) с sim-картами одного из операторов;
• передачи данных в нисходящем канале, пропускная способность более 1200 Мбит/c.;
• голосового и видеозвонков (VoNR, ViNR) с использованием ядра сети Сколтеха;
• интеграции с ядром сети и базовой станцией крупного зарубежного вендора.

Отечественное программное обеспечение для сети радиодоступа от Сколтех было протестировано в Федеральном центре исследований и разработок сетевых решений ПАО «Мегафон» в Санкт-Петербурге, при этом в испытаниях активно участвовало несколько операторов связи, входящих Ассоциацию. Такой формат совместного лабораторного тестирования стал возможен после разработки соответствующей нормативной базы Ассоциации и согласованной методологии. Разработанные в Ассоциации процедуры совместного тестирования подтвердили свою эффективность, так как позволяют избежать дублирования, ускорить процессы тестирования отечественного телекоммуникационного оборудования и одновременно получить заключение всех заинтересованных участников, - сообщил президент Ассоциации «Открытые сетевые технологии» Андрей Ушацкий.

Испытания показывают, что наше программное обеспечение для сети радиодоступа вскоре будет готово для использования в реальной сети оператора. Таким образом у отрасли наконец-то появилась отечественная альтернатива иностранным решениям для пятого поколения. С программным обеспечением, созданным на основе стандартов OpenRAN, можно быстро собрать и запустить полнофункциональную базовую станцию 5G. Купив мощные сервера и приемопередающий модуль, оператор получит полноценный аналог продукции иностранных вендоров. Даже если не получится приобрести самые производительные компоненты, базовая станция все равно будет выполнять свои функции, пусть и не с максимальной эффективностью. Очень важно и то, что этой разработкой мы заложили крепкую основу для создания отечественных решений для сетей LTE и 5G – современных базовых станций с высокой степенью локализации, - прокомментировал Дмитрий Лаконцев, руководитель Центра компетенций НТИ по технологиям беспроводной связи и интернета вещей на базе Сколтеха.

Протокол с результатами первого этапа лабораторного тестирования был согласован и подписан участниками процесса. До конца 2022 года запланирован следующий этап совместного тестирования решения Сколтех, подготовка к которому уже начата.

2020: Получение свидетельства о госрегистрации ПО для базовой станции 5G

Сколтех 18 декабря 2020 года сообщил о получении свидетельства о госрегистрации ПО для базовой станции 5G.

Программное обеспечение на декабрь 2020 года работает на базовой станции в пилотной зоне 5G «МТС Сколтех». В заявке в Роспатент особо отмечено, что ПО соответствует спецификациям и рекомендациям консорциума 3GPP, а также открытым международным стандартам OpenRAN. В соответствии с требованиями мобильных операторов программный стек базовой станции поддерживает самые современные алгоритмы, протоколы и методы обработки данных и каналов их передачи. Решение может работать во всех потенциально доступных полосах частот для 5G: как ниже 6 ГГц, так и в миллиметровом диапазоне. Кроме того, для запуска и работы программное обеспечение позволяет использовать большой ассортимент процессоров и платформ общего назначения. На середину декабря 2020 годареализована поддержка архитектур ARM и x86, обсуждается также адаптация ПО к отечественным процессорам.

Всего Сколтех получил три сертификата о государственной регистрации для:

1. ПО стека протоколов уровня L2, в котором реализованы все основные функции управления базовой станцией, такие как: управления и распределения радиоресурсов, включая коммутацию транспортных и логических каналов, динамическое распределение ресурсов, исправление и коррекцию ошибок и обмен данными между модулем управления CU и распределенным модулем DU (сертификат выдан 13 ноября 2020 года).
2. ПО стека протоколов 5G уровня L3 NSA, в котором реализованы функции базовой станции по взаимодействию с ядром сети оператора мобильной связи в неавтономном режиме (NSA – Non-Standalone). Речь идет о работе поверх уже существующей сети 4G, что критически важно для быстрого развертывания сетей 5G на территории РФ (сертификат выдан 10 декабря 2020 года).
3. ПО стека протоколов 5G уровня L3 SA, в котором реализованы функции базовой станции по взаимодействию с ядром сети оператора мобильной связи в автономном режиме (SA – Standalone). Сети SA позволяют наиболее полно реализовать преимущества технологии 5G такие как сверхвысокие скорости передачи данных и низкая гарантированная задержка сигнала.

Кроме того, это решение открывает большой потенциал для создания неоператорских (частных) сетей 5G в России, в том числе для обеспечения связью объектов критической инфраструктуры (сертификат также выдан 10 декабря 2020 года).

Государственная регистрация ПО – это очередной этап реализации проекта Сколтеха и его технологических партнеров по созданию платформы для серийного производства российских базовых станций пятого поколения. Срок завершения проекта – конец 2022 года.

Разработанное нами программное обеспечение для базовых станций 4/5G не имеет аналогов в РФ. А поддержка открытых международных стандартов OpenRAN – это возможность коммерциализировать наше решение не только на российском, но и на глобальном рынке. Государственная регистрация прав на эту разработку позволяет нам с полной ответственностью заявлять, что это именно отечественный софт. Это особенно важно в свете правительственного требования использовать при строительстве сетей 5G исключительно российское оборудование. За «железо» в проекте отвечают наши технологические партнеры – компании «Элтекс» и «Радио Гигабит». Как и мы, они движутся в соответствии с дорожной картой и уже разработали макет базовой станции 5G. Мы рассчитываем, что в 2021 году вместе с операторами начнем тестировать опытные образцы БС, что позволит учесть пожелания игроков рынка и создать основу для будущего спроса на наше решение, сказал Дмитрий Лаконцев, руководитель Центра компетенций НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и интернета вещей

2019: Запуск базовой станции в рамках тестовой зоны 5G

12 сентября 2019 года компания РВК сообщила, что Сколковский институт науки и технологий запустил первую базовую станцию в рамках создания опытной зоны 5G для российских разработчиков оборудования на территории ИЦ Сколково

Радиооборудование базовой станции (БС) работает в диапазоне 4,8–4,99 ГГц в соответствии с разрешением на использование частот, которое было выдано Государственной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ) для создания пилотной зоны сетей связи 5G.

ЦК НТИ были проведены первые успешные тесты БС на 5G-смартфонах Huawei Mate 20X, во время которых удалось достичь скорость более 300 Мбит/с (в полосе 50 МГц). В ближайшие дни начнутся испытания работы базовой станции с использованием решений отечественных производителей. Будет тестироваться оборудование транспортной сети («T8», ЭЛТЕКС) и ядро сети (НТЦ ПРОТЕЙ, «ИскраУралТел»).

Базовая станция поддерживает полосы до 50 МГц и технологию MIMO 4x4. Подключение абонентских устройств к ядру сети, также развернутого в рамках создания опытной зоны 5G, обеспечивает опция Non-Standalone (NSA). NSA использует сеть 4G для первичного подключения абонентского устройства с дальнейшим переходом на New Radio в режиме EN-DC.

Этот запуск – небольшой, но важный шаг в нужном направлении. У Сколтеха появился полноценный испытательный стенд для технологии 5G на текущем этапе ее развития. Наши цели – найти зарубежные решения, которые можно будет лицензировать в исходных кодах, а также провести отладку именно отечественного оборудования. Это первая в России открытая тестовая зона, развернутая в интересах российских разработчиков и производителей, а не конкретного иностранного вендора, прокомментировал руководитель Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» при Сколтехе Дмитрий Лаконцев

До конца 2019 года функционал базовых станций 5G будет расширен. Они будут поддерживать ширину полосы до 100 МГц и MIMO до 8х8.

Примечания