В МИЭМ НИУ ВШЭ создан Научно-исследовательский институт телекоммуникаций

© iStock

Цель института — проведение фундаментальных и прикладных исследований в области разработки, анализа и применения технологий связи с целью их последующей коммерциализации, а также подготовка инженеров-разработчиков для отрасли телекома.

В МИЭМ НИУ ВШЭ создан Научно-исследовательский институт телекоммуникаций (НИИТ МИЭМ НИУ ВШЭ), цель которого — проведение фундаментальных, прикладных исследований и опытно-конструкторских работ в области разработки, анализа и применения технологий связи с целью их последующей коммерциализации, а также подготовка инженеров-разработчиков для отрасли телекоммуникаций и связи.

О целях, задачах, стратегии и структуре нового научно-исследовательского подразделения рассказал директор НИИТ МИЭМ НИУ ВШЭ профессор Евгений Кучерявый, который возглавил институт с 17 октября 2024 года.

Евгений Кучерявый

О современных задачах в телеком-отрасли

Телекоммуникационная область за последние десятилетия радикально изменилась. Сегодня перед специалистами стоят сложные комплексные задачи в обеспечении связи не только между людьми, но и между устройствами и системами, которые напрямую не управляются человеком, — например, всевозможными сложными, в том числе автономными роботизированными системами и платформами наземного, воздушного, подводного и космического применения. В этом смысле связь сегодня — намного более широкое понятие, чем еще относительно недавно, и объединяет с научной и образовательной точек зрения очень широкий спектр областей знания и практики, включая, например, искусственный интеллект (ИИ) и его доверенные модели.

Кратно выросло значение телекоммуникационной отрасли в целом, как для бизнеса, так и для государства, причем зачастую на критическом уровне. Уход с российского рынка практически всех лидирующих производителей телекоммуникационного оборудования для мобильных и фиксированных сетей связи дает новый импульс к развитию отечественных производителей, которых сегодня немалое число, они становятся критическим звеном для решения государственных задач и оптимизации бизнес-процессов многочисленных индустриальных заказчиков. Для оперативного вывода на рынок своих продуктов ожидаемого качества производителям необходимо ускорить разработку собственных решений, требующих серьезного и комплексного научно-исследовательского подхода. Перед научными организациями сегодня открыто окно возможностей, чтобы предложить свои разработки для индустрии, с тем чтобы они были внедрены в продукты, которые будут функционировать непосредственно для обеспечения работы сетей связи в России.

Планируемая научно-исследовательская деятельность, коммерческая составляющая

В нашем случае коммерческими продуктами станут разработанные нами технологии, доведенные до УГТ-6 (УГТ — уровень готовности технологии. — Ред.), в виде лицензии или набора патентов, ноу-хау, макета, опытного образца, чтобы заказчик далее имел возможность выводить эти разработки в серийное производство.

Уже сейчас сотрудники института обладают немалым заделом, ведь связные технологии являются одной из основных, базовых образовательных дисциплин в МИЭМ. У нас есть высококвалифицированные специалисты, ученые в этой области, целый ряд лабораторий, которые в той или иной степени занимаются телекоммуникационными задачами. Сейчас настает тот критический момент, когда изолированные друг от друга векторы исследований пора собирать в единое направление, чтобы обеспечить системный подход к решению современных задач обеспечения связи.

Помимо существующих, в ближайшее время будут созданы новые лаборатории, что в совокупности позволит покрыть практически весь спектр задач, стоящих перед телекоммуникационным рынком в России, от эксплуатации на современном технологическом уровне до разработки новых технологий, которые придут на рынок через несколько лет, другими словами, от прикладных до научных задач. Консолидировать научно-исследовательскую работу в области телекома, выстроить правильное взаимодействие между лабораториями, научными группами — те задачи, которые мы решаем уже сейчас. 

В конечном счете это поможет нам усилить коммерческие предложения для различных секторов промышленности, индустрии связи, государства. Формирование собственного актуального коммерческого предложения — стратегическая цель, стоящая перед новым подразделением. 

Еще одно научно-исследовательское направление — задачи, поступающие из реального сектора экономики. Многим компаниям, занимающимся разработками в области мобильной связи, достаточно тяжело и дорого самостоятельно решать наукоемкие задачи. Зачастую и экономически, и организационно целесообразно сформулировать подобную задачу и передать ее на исполнение в университет. Очевидно, что в рамках работ сотрудники института не будут реализовывать, например, «боевой код» для базовой станции, но будут разрабатывать сложные алгоритмы и протоколы, проводить оценку их функционирования в различных условиях, определенных как международными стандартами, так и заказчиками. На сегодняшний день среди наших партнеров — ведущие телеком-компании YADRO, T2, а также ряд компаний, работающих в таких областях, как, например, интернет вещей и индустриальный интернет вещей. 

Связь нового поколения — стратегическое направление исследований

В профильных СМИ на сегодня есть некоторый хайп относительно сетей шестого поколения, 6G, поскольку в мире стандартов пока нет, а есть лишь общее понимание основных характеристик и целевых сценариев использования сетей этого поколения. Очевидно, применения технологий 6G пока тоже нет, но есть изолированные лабораторные макеты и демонстраторы будущих компонент сравнительно ранней готовности, которые, ожидается, станут частью семейства стандартов 6G, но не гарантированно, поскольку, повторюсь, стандартов пока нет. В конце 2023 года 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной связи, например 4G и 5G) подтвердил намерения по разработке стандартов мобильной системы шестого поколения — 6G. На встрече 3GPP в марте 2024 года в Маастрихте (Нидерланды) был определен график стандартизации 6G. Первый релиз набора стандартов 6G ожидается к концу 2028 года или началу 2029 года. Утвержденный график предусматривает начало коммерческого развертывания сетей 6G в 2030 году. Следовательно, тестироваться компоненты 6G, разработанные в соответствии со стандартами 3GPP, начнут не ранее 2027 года.

Каждое новое поколение связи работает как основное на рынке примерно 10 лет. Четвертое поколение — примерно с 2010 по 2020 год, пятое поколение — с 2021-го по 2030-й. Очевидно, 30-е годы станут эпохой 6G. Последующее поколение мы, скорее всего, увидим не ранее 2040-х годов. Уже сейчас можно найти немалое количество научных статей, посвященных технологиям систем связи седьмого поколения — 7G.

© iStock

Для сетей 6G разработка новой электронной компонентной базы (ЭКБ) является наиважнейшей задачей, особенно при реализации высокочастотных радиоинтерфейсов, которые в предыдущих поколениях мобильной связи не использовались. Когда компоненты разработаны до определенного уровня, начинается следующий этап — решение задач, связанных с обеспечением взаимодействия компонентов между собой и построением системы связи. Задачи разработки протоколов, архитектур сети, сценариев взаимодействия решаются параллельно и как раз становятся частью стандартов 3GPP.

При разработке нового поколения связи есть огромное количество задач, обладающих высокой степенью привлекательности с научно-исследовательской точки зрения. Наш институт уже активно включен в процесс разработки ЭКБ и макетов в области 6G. Научный задел для нас как для научно-исследовательского института в этом смысле имеет огромное значение. Имеющийся у нас научный потенциал позволяет нам конвертировать разработки в патенты, РИД, которые университет сможет предлагать на рынке заинтересованным компаниям в виде лицензий. Необходимо отметить, что оборудование пятого поколения на рынке присутствует, но при решении задач, связанных с применением 5G, научная составляющая существенно меньше технической, поскольку все предварительные этапы разработки и внедрения технологии в целом в мире уже состоялись.

Подготовка инженеров-разработчиков, новая магистерская программа, опора на аспирантов

По ряду направлений подготовки специалистов, связанных с обеспечением работы систем связи, в России в последние десятилетия образование инженеров-разработчиков современного оборудования было ограничено, а в стенах университетов зачастую готовились инженеры эксплуатации существующего оборудования. Сейчас новые реалии, и компании требуют от университетов достаточного количества квалифицированных выпускников, которые могут заниматься именно разработкой систем связи.

Инженер-программист, подготовленный по существующим на сегодня образовательным лекалам, решает поставленную задачу в сравнительно узких рамках с точки зрения компаний — разработчиков систем связи. В основном это софтверная реализация ранее разработанных протоколов и алгоритмов, а вот разработчиков, создающих эти протоколы и алгоритмы и понимающих, что такое система связи, выдающих задачи программистам, катастрофически не хватает. Их подготовка — важнейшее направление нашей деятельности. Именно с этой целью уже в следующем учебном году мы планируем открытие магистерской образовательной программы, которая будет готовить разработчиков именно для отрасли телекома в интересах отечественных производителей соответствующего оборудования.

Инженер-выпускник должен понимать, как работает сеть связи в целом, как работает каждый компонент сети связи в отдельности и каким образом эти компоненты между собой взаимодействуют, а также каким образом появление новых компонентов будет влиять на работоспособность сети, которая до этого работала хорошо. Компонентная база обновляется постоянно, сменяются поколения связи, эти изменения никак не должны отражаться на работоспособности системы. 

Мы создали научно-исследовательский институт внутри образовательного учреждения. Поэтому кадры института — не только его ученые и исследователи, но и студенты, которых мы уже привлекаем к работе над проектами, решению практических и научно-исследовательских задач, а лаборатории и мастерские, в свою очередь, станут частью образовательного процесса.

Очень важным связующим звеном в научно-исследовательском, организационном и поколенческом контексте становятся аспиранты, которых мы трудоустраиваем в рамках нашей образовательной, научной и коммерческой деятельности. Они будут заниматься научно-практическими разработками, обучением студентов и решать исследовательские задачи. Мы рассчитываем, что институт уже к концу следующего года будет насчитывать несколько десятков аспирантов. Аспирантское звено вкупе с более старшим и опытным звеном профессорско-преподавательского состава имеет огромную значимость, поскольку не только поможет нам сделать более качественной подготовку инженеров-разработчиков, но и позволит обеспечить одновременную работу нескольких научно-исследовательских групп и лабораторий, работающих с разными задачами. Индустрия, ученые и студенты часто живут в разных мирах, нам же важно поместить их в единый мир, единое рабочее и информационное пространство. Очень важно, чтобы каждый студент, решая ежедневно рабочие задачи, видел перед собой работающие ролевые модели профессионалов, и того, как стать ученым, как работает индустрия, как взаимодействовать с аспирантами и ППС, как работают бизнес-процессы у индустриального заказчика, и того, как дальше двигаться профессионально в компании, взаимодействуя с практикующими представителями из реального сектора. 

Евгений Крук, научный руководитель НИИТ

«Мир современных технологий — мир киберфизических систем — целиком базируется на наличии устойчивой связи. Поэтому объединение широкого спектра направлений в МИЭМ, так или иначе представляющих телекоммуникационную область, — неизбежный и необходимый этап развития института как передового центра цифровых технологий. В каком-то смысле это и возвращение МИЭМ к самому себе, поскольку одна из важнейших задач, стоящих сегодня, — подготовка инженеров, способных в полном объеме обеспечивать работу систем связи, реализованных на отечественных разработках и отечественном оборудовании. С другой стороны, существующий научно-исследовательский потенциал МИЭМ, его ученые, лаборатории, студенты — тот задел, который позволяет нам включиться в решение важнейших научных задач, стоящих сегодня перед телеком-отраслью в России».