Терагерцовые амбиции: как Россия строит сети шестого поколения

Россия сделала неожиданный рывок в гонке за связь будущего, начав разработку сетей шестого поколения (6G) с использованием частотного диапазона выше 100 ГГц — шаг, который многие эксперты считают преждевременным на фоне нерешенных проблем с 5G. Власти заявили о планах создать инфраструктуру, способную передавать данные со скоростью до 1 Тбит/с, что в 100 раз превышает возможности текущего стандарта. Идея кажется амбициозной, учитывая, что коммерческие сети пятого поколения в стране до сих пор существуют лишь в виде пилотных зон, а частоты 3,4–3,8 ГГц, используемые globally для 5G, заняты военными. Но здесь кроется главная хитрость: терагерцовый диапазон (100 ГГц — 10 ТГц), выбранный для 6G, пока не зарезервирован ни под какие службы, что дает России шанс обойти конкурентов на неосвоенной территории.

Лаборатории Сколтеха и МИЭМ НИУ ВШЭ уже продемонстрировали первые успехи: в феврале 2025 года им удалось достичь скорости 12 Гбит/с в субтерагерцовом диапазоне. Это в 20 раз быстрее текущих показателей 5G, но до заявленного терабита ещё далеко. Секрет таких результатов — в уникальных фотонных интегральных схемах, разработанных совместно с МФТИ. Ученые используют графеновые антенны толщиной в атом, которые могут менять геометрию в реальном времени, подстраиваясь под помехи. Технология напоминает оригами из наномира, где каждый сгиб увеличивает эффективность сигнала.

Финансирование проекта выглядит сюрреалистично на фоне санкций: 87 млрд рублей из федерального бюджета плюс 30 млрд от «Ростеха» до 2030 года. Деньги направят не только на оборудование, но и на подготовку кадров — в Сколтехе запустили магистерскую программу «Перспективные телекоммуникации», где студентов учат проектировать квантовые повторители и алгоритмы машинного обучения для сетевой оптимизации. Парадокс в том, что эти же выпускники, возможно, никогда не увидят 5G в родных городах: развертывание шестого поколения планируется сначала в Москве, Санкт-Петербурге и десяти наукоградах, тогда как сельские территории останутся в эре 4G.

Ключевой вызов — энергопотребление. Терагерцовые волны требуют в 5 раз больше энергии, чем миллиметровые диапазоны 5G. Решение нашли в гибридных системах: базовые станции будут получать питание по лазерным каналам из космоса — совместный проект Роскосмоса и РЖД предусматривает запуск спутников с солнечными панелями площадью с футбольное поле. Другая идея — «спящие» ретрансляторы, активирующиеся только при приближении пользователя. Это напоминает светлячков в темноте: миллиарды микроустройств загораются лишь когда нужно, сокращая общие затраты.

Кибербезопасность станет новой головной болью. Сети 6G, в отличие от предшественников, изначально проектируются с учетом квантового взлома — все данные будут шифроваться алгоритмами на основе свойств запутанных фотонов. Но здесь возникает дилемма: такие системы требуют охлаждения до -269°C, что делает смартфоны похожими на переносные криокамеры. Инженеры НИИ радио предлагают компромисс — одноразовые ключи, генерируемые при помощи квантовых точек в дисплеях гаджетов. Каждый тап по экрану создает уникальный шифр, исчезающий после использования.

Международное сотрудничество остается туманным. Китай согласился делиться наработками в обмен на доступ к арктическим спутниковым станциям, но сделка напоминает парижскую рулетку — обе стороны понимают, что технологии устареют раньше, чем будет подписан финальный протокол. Европейские компании вроде Nokia осторожно предлагают «академическое партнерство», что на практике означает доступ к исследованиям без передачи ноу-хау. Ответ России — создание открытой базы данных 6G-патентов, где 30% разработок уже помечены грифом «для дружественных наций».

Потенциальные приложения выглядят футуристично даже для западных стандартов. Речь о голографических операционных, где хирург из Новосибирска сможет управлять нанороботами в крови пациента из Венесуэлы с задержкой 0.01 мс. Или о «цифровых двойниках» целых городов, где каждая трещина в асфальте будет отслеживаться в реальном времени. Но самый необычный проект — нейроинтерфейсы для ШИМ-дисплеев, устраняющие мерцание за счет индивидуальной подстройки под ритм мозга пользователя. Технология, разработанная в Сколтехе, уже тестируется на добровольцах и может сделать экраны физически безопасными для зрения.

Эксперты сомневаются в сроках: заявления о коммерческом запуске к 2035 году выглядят оптимистично, учитывая, что 70% компонентов для базовых станций всё ещё импортируется из Азии. Но в этом есть и преимущество — Россия может избежать ошибок 5G, сразу создавая сети с квантовой защитой и распределённым ИИ. Как заметил один из разработчиков: «Мы строим лифт на десятый этаж, минуя пятый. Риск упасть выше, но вид с крыши того стоит». Остаётся надеяться, что лифтовая шахта окажется прочнее санкционных стен.

Источник: planetavto.ru

Комментарии: