5G антените ще бъдат издигани с дронове в стратосферата (видео)

Две британски компании разработват визионерска програма за реализиране на мечтата за свръхбърз 5G за всички навсякъде по света. Тя включва безжични антени, осигуряващи връзка от флота от стратосферни дронове с нулеви емисии, на височина 20 километра.

Тази концепция изисква малка част от разходите за изграждане и поддържане на наземна инфраструктура и има минимално въздействие върху околната среда поради своята водородна енергийна система с нулеви емисии, такъв флот може да направи революция в мобилните широколентови връзки.

Вече е тествана специална лека антена от 2048 елемента, която може да осигури зона на покритие с диаметър до 140 километра.

Концепцията

На борда на безпилотен самолет е поставен ретранслатор с активна фазирана антенна решетка (active electronically scanned array - AESA). Дронът се издига на 18 000 метра. На тази надморска височина той започва да кръжи над даден терен и може да прави това повече от седмица без кацане. Тайната на тази издръжливост се крие в системата за задвижване с водород, както и в свръхлеката композитна конструкция. Антената ще бъде мощна, огромна и същевременно лека - с площ от три метра и тегло само 120 кг. За да се намалят производствените разходи, се използват леко модифицирани горивни клетки на неназован автомобилен производител, а не оригинална конструкция. Те генерират до 49 киловата електричество, от които 20 киловата са предназначени за антената. Останалото отива за другото бордово оборудване и двигатели. Запасите от втечнен водород на борда са достатъчни за непрекъсната работа в продължение на девет дни.

_{Абонат е свързан с 4G LTE клетъчната мрежа чрез самолет, летящ на височина 13,7 километра над Бавария. Резултатите са впечатляващи: 70 мегабита в секунда за изтегляне и 20 за качване на данни. Връзката се осъществява на честота 2,1 гигахерца, а широчината на канала е 10 мегагерца. Кредит: Deutsche Telekom/Telekom.com}

Инженерен подвиг

Разработката е работа на две стартъп компании от Кеймбридж - Cambridge Consultants и Stratospheric Platforms Limited (SPL). Първата създава работещ прототип на антената, а втората разработва платформа с висока надморска височина (High-Altitude Platform - HAP) и комуникационна система, работеща в стратосферата.

Единичен HAP осигурява покритие на площ до 140 километра в диаметър, еквивалентно на разполагането на стотици съвременни земни мачти. Флот от около 60 HAP би могъл да покрие цяла Великобритания, осигурявайки равномерно географско покритие на върховите 5G скорости над 100 Gbps като цяло. С радикално по-ниски разходи, тази нова платформа има потенциал да запълни всички пропуски в покритието по света. Освен това, водородната енергийна система създава въздухоплавателни средства с дълготрайно ниско въздействие върху околната среда, с ниско ниво на шум, нула CO₂ и нула емисии на NOx.

Както беше обявено на 19 октомври 2020 г., SPL извърши първия си успешен тест с помощта на Deutsche Telekom. Очаква се разпространението на първата търговска услуга да започне в Германия през 2024 година.

Тестовете в реални условия се проведоха над Бавария. Безпилотната модификация H3Grob 520 на турбовинтовият разузнавателен самолет Grob G 52 бе превърнат в летяща базова станция, а качеството на връзката бе проверено с помощта на смартфон от земята.

_{Тестване на прототипа. Именно такава антена летя по време на тестовете над Бавария. В своята презентация разработчиците отбелязват, че тя може да бъде адаптирана към голямо разнообразие от честоти. Кредит: Cambridge Consultants}

При тестовете е използван умален прототип, а антената в пълен размер ще бъде поставена на квадратна основа със страна повече от три метра. В съобщение за пресата Cambridge Consultants твърди, че това ще бъде най-голямата търговска антена, която някога е летяла. Очевидно при такива размери на AESA размерите на носещия безпилотен самолет също ще бъдат значителни.

_{Компютърен модел на антена в пълен размер с площ от девет квадратни метра, в която се помещават 2048 приемо-предавателни елемента. Кредит: Cambridge Consultants}

Разработчиците на този оригинален начин за поставяне на базови станции трябва да решат много проблеми. Един от ключовите е самият дрон, за който все още няма дори прототип. Но британските инженери обещават да започнат първите въздушни тестове на цялата система през 2022 година. 

^{Според създателите й тази разработка ще бъде много изгодна. Само един дрон може да покрие голяма площ и да свърже нови клиенти. И когато натоварването се увеличи, честотната лента на мрежата лесно се увеличава с добавяянето на друг стратосферен дрон в необходимата зона. Кредит: Cambridge Consultants}

^{Cambridge Consultants building the world’s largest commercial airborne antenna from Cambridge Consultants on Vimeo.}

Трудно е да се каже доколко успешен ще е този подход за развитието на 5G мрежите, но има потенциал. При предаване на сигнал от голяма височина се премахва проблемът с препятствията по пътя му. Огромните антени ще позволят да фокусира лъча дори на разстояние около 20 километра до абоната, така че не би трябвало да има проблеми с качеството на сигнала.

„Преди четири години SPL се обърна към Cambridge Consultants с амбициозна визия - да направи революция в телекомуникациите като свързва абонатите от небето. Нашата роля, да проектираме и изградим тази „мега клетъчна кула в стратосферата“, ни позволи да правим пробив след пробив и сме доволни да развием тези иновации със SPL, по пътя към комерсиалното внедряване“, заявява Тим Фаулър (Tim Fowler), главен търговски директор в Cambridge Consultants. 

Източник: 

Cambridge Consultants building the world’s largest commercial airborne antenna, Cambridge Consultants

WELCOME TO THE FUTURE OF GLOBAL COMMUNICATIONS, SPL

Още по темата

16/07/2020

Животът

Хирурзи извършиха операция с помощта на 5G мрежата

27/04/2020

Скептик

Радиовълните не убиват птици. Откъде тръгнаха легендите за 5G?

30/03/2020

Човекът

Не, 5G не предизвика пандемията на коронавирус

18/07/2019

Технологии

5G мрежата: Как работи и дали е опасна?