Ученые из Красноярска создали систему моделирования гибридных сетей связи
Она способна объединить потоки данных со спутников и наземных вышек.
Современные системы связи имеют крайне разветвленную инфраструктуру. Она включает космические спутники, стратосферные платформы и наземные вышки. Для того чтобы вся эта сеть работала надежно, крайне важно организовать правильное распределение потоков данных, что сразу приведет к увеличению скорости работы и надежности сервисов.
Покрытие на всю страну
Большую работу в этом направлении проделали ученые Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва в городе Красноярске. Они разработали комплексную систему моделирования и проектирования гибридных инфокоммуникационных сетей, объединяющих наземный, стратосферный и космический сегменты. Специальные алгоритмы системы сами распределяют потоки данных внутри инфраструктуры, обеспечивая максимально возможное качество связи. В случае реального применения новая система может покрыть до 99% территории России.
«Наши ученые разработали семейство так называемых жадно-градиентных алгоритмов (ЖГА), которые помогают управлять этими потоками. Если раньше компьютеру требовалось до 42 секунд, чтобы найти оптимальный маршрут для данных в сети из тысячи элементов, то новые алгоритмы справляются с этой задачей всего за 13,8 секунды. Это почти в три раза быстрее, чем показатели стандартных библиотечных решателей», – цитирует ТАСС пресс-службу вуза.
Помех больше не будет
Важно, что специалистам удалось успешно решить так называемую проблему «частотных конфликтов». Она возникает в случае одновременной работы большого числа спутников и наземных станций. Они могут создавать друг для друга помехи. Специалисты разработали алгоритм, который распределяет частоты так, чтобы они не пересекались. Программа осуществляет функционал похожий на то, что делают диспетчеры в аэропортах, разводя самолеты по разным эшелонам, чтобы избежать столкновений. Система сначала пропорционально выделяет полосы частот в зависимости от загруженности каналов, а затем оптимизирует распределение с помощью генетического алгоритма.
Разработчики намерены продолжать совершенствовать свою систему. Руководитель проекта Константин Гаипов пояснил, что специалисты планируют исследовать возможности интеграциинейросетей в систему управления, а также полностью завершить создание программно-аппаратного комплекса, с помощью которого систему можно будет применять в реальной работе.
«Ожидается, что итоговый продукт позволит проектировать оптимальные сети связи для труднодоступных регионов, сокращая время и стоимость разработки новых телекоммуникационных сервисов за счет точного математического моделирования», - отметил Гаипов.
Где будет востребована система?
В России сформировался большой запрос на использование гибридных систем связи. Региональные власти и представители промышленности уже связывают тему гибридной связи с устранением цифрового неравенства, обеспечением интернета на зимниках, водных и железнодорожных маршрутах, а также с устойчивыми каналами связи для промышленности и экстренных служб.
Еще одно перспективное направление – это беспилотная среда. Гибридные сети нужны там, где дроны, роботизированная техника, IoT-датчики и удаленные производственные объекты работают вне стабильного наземного покрытия.
Опыт ученых из Красноярска
Важно также отметить, что ученые университета имени Решетнева обладают большим опытом в области разработки гибридных систем связи. В апреле прошлого года они сообщили об успешном создании системы, которая базируется на беспилотных аппаратах, двигающихся в стратосфере. Они ретранслируют сигнал и обеспечивают покрытие сетью для северных территорий Красноярского края.
В мае 2025 года краевые власти анонсировали планы по созданию в регионе новой инженерной школы, которая также будет специализироваться на развитии гибридной связи.
Иными словами, речь идет уже не просто о точечном проекте, который имеет исключительно теоретическое значение. В России положено начало процессу создания принципиально новой системы связи, которая может быть реализована на федеральном уровне. Она станет не только важным шагом для устранения цифрового неравенства, но и укрепит технологический суверенитет страны.
