Связь без границ: ученые создали алгоритм для обеспечения связи в местах без доступной инфраструктуры

Не облако, а «туман»: почему туман-архитектура — это прорыв

Доступ к интернету давно стал не роскошью, а базовым правом. Но что делать, если ты живёшь за полярным кругом, в горах Алтая или в тайге, где даже мобильная вышка - мечта? До недавнего времени ответ был прост: терпеть. Но теперь благодаря разработке российских учёных всё меняется.

Учёные Санкт-Петербургского университета телекоммуникаций (СПбГУТ) представили инновационный алгоритм на основе технологии распределенного дезагрегированного тумана (DD-FOG) - решение, способное кардинально изменить ландшафт связи в труднодоступных зонах России и за ее пределами.

Авторы проекта - кандидат технических наук, доцент, исполняющий обязанности декана факультета инфокоммуникационных сетей и систем СПбГУТ Василий Елагин и старший преподаватель кафедры инфокоммуникационных систем СПбГУТ Илья Тарабанов.

Традиционные облачные центры работают отлично при условии, что есть стабильная связь и мощные каналы передачи данных. Но в условиях отсутствия постоянного сигнала они беспомощны. DD-FOG предлагает принципиальный иной подход: вместо того, чтобы отправлять всё в далёкое облако, данные обрабатываются непосредственно рядом с пользователем - в «тумане» (тумане), состоящем из локальных, распределённых микросервисов.

Это не просто перенос схемы ближе к границе сети - это умный, адаптивный механизм. Алгоритм использует нейросетевые модели, которые в мгновение ока анализируют нагрузку, качество сигнала и тип трафика. На основе данных он автоматически решает: переместить сервис, масштабировать его, передать сервис соседнему узлу или временно отключить – всё ради сохранения устойчивости связи.

Разработанный алгоритм позволяет быстрее настраивать умные поверхности, при этом сокращает расходы на сложную процедуру оценки канала. Это упростит внедрение таких поверхностей без изменения текущих стандартов связи. Благодаря им дачники получат устойчивый интернет, офисные работники избавятся от обрывов видеозвонков, врачи смогут проводить телемедицинские консультации без помех, умные дома станут надёжнее, а спасатели останутся на связи в зонах катастроф. В дальнейшем мы планируем испытать наш алгоритм на разрабатываемом прототипе такой поверхности

Илья Буртаков

участник проекта, лауреат стипендии Президента РФ, младший научный сотрудник лаборатории беспроводных сетей №17 ИППИ РАН

Три основных преимущества - и одна общая концепция

Первое преимущество - поддерживать связь там, где ее не было. В Арктике, на Дальнем Востоке, в Сибири - там, где прокладка кабеля стоит миллионы, а обслуживание - ежедневная борьба с природой. DD-FOG позволяет создавать «островки» связи, которые не зависят от централизованной занятости.

Второе - разгрузка облаков. Каждый запрос, который обрабатывается локально, имеет низкую нагрузку на центральные серверы. Это экономит пропускную способность, увеличивает время отклика, что особенно важно для телемедицины, образования и служб неотложной помощи.

Третье - энергоэффективность и адаптивность  Система сама по себе под воздействием погодных условий, а также мобильности пользователей (например, в маршрутных автобусах или экспедициях). Она не требует постоянного высокого энергопотребления и идеально подходит для работы на солнечных батареях или генераторах.

Цифровой разрыв - не приговор, а задача

Для миллионов россиян, живущих за пределами крупных городов, сегодняшний уровень связи - это «иногда работает». DD-FOG меняет реальность. Представьте себе: врач в селе может провести прием с профильным специалистом в Москве; школьник получает доступ к онлайн-курсам; спасатели  координируют действия при лесных пожарах или наводнениях без перебоев.

Это не теория. Это практический шаг к реализации национальных проектов «Цифровая экономика» и «Развитие Арктики». И самое главное - государство не обязано строить тысячи новых вышек. Достаточно установить несколько компактных, автономных узлов — и система образует надёжную сеть.

Безопасность, суверенитет и экспортные знания

Здесь речь идет не только о комфорте. Стратегическая устойчивость связи - вопрос национальной безопасности. При возникновении природных или техногенных катастроф, в условиях гибридной угрозы, когда основные соединения могут быть скомпрометированы, система DD-FOG останется работоспособной потому, что она не имеет стандарта «слабого звена».

Технология DD-FOG идеально подходит для стран с географическими, малонаселенными территориями - таких как Канада, Австралия, Центральная Азия, Африка и страны Латинской Америки. Как только будет создана коммерческая модель, включающая мощное ПО, будут налажены поставки автономного оборудования и подготовка местных специалистов – Россия станет не просто поставщиком технологий, а экспортером инноваций будущего: решение мирового уровня, которое обеспечивает отмену цифровой изоляции там, где традиционная инфраструктура невозможна.

Что дальше? От эксперимента — к реальности

На данном этапе разработка находится на стадии прототипа. Но уже ясно: это не очередной научный отчёт. Это готовый инструмент. Требуется лишь внедрить пилотные проекты в регионы (например, в Якутии, Чукотке, на Сахалине); обеспечить серийное производство узлов; интегрировать систему в федеральные программы цифровизации.

Санкт-Петербургские учёные не просто написали код. Они создали инструмент равенства - возможность жить, работать, учиться и лечиться в любом даже самом отдалённом уголке нашей огромной страны.