Moscow, July 2013

Перспективные подходы к обеспечению арктических регионов коммуникационными и

телеметрическими сервисами

Александр Герасимов

2

Присутствие в Арктике: зачем?

Ограничения:• Экстремальные климатические

условия

• Чрезвычайно высокая стоимость доставки грузов

• Надежность – критичное требование к оборудованию

Новые пути решения:• Интеллектуальные системы дистанционного

автоматического управления

• Кардинальное упрощение аппаратной части, модульность ее построения

• Энергоэффективность, вплоть до энергетической нейтральности

Добыча полезных ископаемых

Транзит грузов

Обеспечение связи и наблюдения

3

Изменение роли информационно-коммуникационных систем

Роль информационных систем – вспомогательная:• информационная поддержка

исполняемых вручную производственных и бизнес-процессов

• низкая эффективность использования ресурсов

Роль информационной экосистемы – основная:• Информационная экосистема - это сумма программных моделей

объединенных в пулы физических ресурсов и логики их автоматического взаимодействия

• Стремящаяся к 100% эффективность использования ресурсов за счет возможности их получения и высвобождения по требованию и логики взаимооптимизации взаимодействия ресурсов

Источник: OpenNebula.org

Как есть

Слабо информационно

взаимодействующие между собой

ресурсы

Как будет

Объединенные в пулы

разнообразные физические

ресурсы

4

Существующие площадки для моделирования таких экосистем

Семейство проектов FIRE:

• Более 2000 разнообразных устройств IOT: подвижные платформы, элементы систем освещения и т.п.

• Точки доступа WiFi и small cells LTE как устройства IoT

• Тестовые среды SDN

• Облачные сервисы

• Доступ по требованию, встроенные средства, упрощающие описание формируемой тестовой среды

Источник: FIRE Project

5

Требования устройств к характеристикам канала - разнообразны

Ключевые требования телеметрии и телеуправления:

Высокая доступность канала (малое время отклика)

Низкая задержка сигнала Источник:

Dortmund University

6

Спутниковая связь не может обеспечить эти потребности

Ограниченная пропускная способность и дороговизна ресурса

Неприемлемо высокая задержка сигнала – более 500 мс

Высокая стоимость специализированного абонентского оборудования

7

Стратосферные платформы

Одним из возможных решений этой задачи является создание в дополнение к сетям наземной проводной и беспроводной связи постоянно действующих коммуникационных платформ в стратосфере, на высоте около 20 км, обладающих наилучшим соотношением по площади покрытия и задержке сигнала

8

Традиционный подход: 20 лет неудач

Неразрешимые проблемы:

• Затраты энергии – до 1МВт в пике

• Автоматическое управление нежестким объектом

• Оборудование наблюдения с требуемой зоной покрытия

Идея:

• Ограниченное количество «суперплатформ» - масса до 150 тонн, объем – до 2 млн. куб. м., длина – до 300 м.

• Обязательная стабилизация в определенной точке или патрулирование в ограниченном районе, скорость до 200 км/ч

• Огромная зона покрытия – до 5,5 млн. кв. морских миль (в 20 раз больше чем у AWACS), дорогостоящее оборудование на борту

• Время активной работы без обслуживания – сопоставимое со спутниками (до 10 лет)

Hale-D

ISIS

9

Новый подход к развитию наземных сетей

Переход от не взаимодействующих

между собой статичных

проводных и беспроводных сетей

доступа к единой конвергентной

адаптивной инфраструктуре

доступа на базе PON, WiFi и small cells LTE с

единым сквозным SDN-управлением

Традиционная базовая станция стандарта GSM

Базовая станция по технологии «small cells» LTE (вверху) и точка доступа WiFi

(внизу)

10

Новый подход к глобальной беспроводной связи

Google

Facebook

SpaseX

Virgin

Общий подход:

Глобальное покрытие (как GPS/GLONASS)

Вне государственный статус

Простота и дешевизна платформ

Массовость

11

Google: Project Loon

• Отказ от удержания позиции, управление изменением высоты полета

• Энергетическая нейтральность, дешевизна и простота конструкции платформ, массовость

• Сложная система управления сетью: адаптация конфигурации сети под местоположение платформ, а не наоборот, как обычно

12

Россия: предпосылки

Сильные позиции российских интернет-компаний: Yandex, Rambler, ВКонтакте и пр.

Сильные позиции в сфере создания программных продуктов виртуализации и автоматического управления

Школа конструирования аппаратов легче воздуха

13

И еще про советскую школу авиаконструирования

Амфибия вертикального взлета и посадки ВВА-14

Наиболее перспективный вид транспорта

21 веке

Тов. Р. Л. Бартини

14

Спасибо за внимание!

Вопросы?