В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Интерированный центр IT МФТИ

Сергей
Гаричев

Декан факультета радиотехники и кибернетики МФТИ, д.т.н.

Виктор
Классен

Генеральный директор ЗАО "Радиокомпания "Вектор", д.т.н., профессор

Юрий
Чекушкин

Зам. декана факультета радиотехники и кибернетики МФТИ по развитию

Факультет радиотехники и кибернетики МФТИ — один из старейших на физтехе — приложил много сил для выполнения программы развития МФТИ как национального исследовательского университета.

Ключевым проектом факультета является разработка, проектирование, строительство и эксплуатация интегрированного центра информационных и телекоммуникационных технологий (рис. 1). Здесь объединены следующие основные части:

спутниковый хаб iDirect Infinity 5IF (США, штат Вирджиния), имеющий возможность одновременной работы в С-, Ku-, Ка-дпапазонах, с пятью геостационарными ИСЗ;
гибридный суперкомпьютер на базе процессоров Intel и NVidia, "заточенный" под моделирование в области биоинформатики и фармакологии, геофизики и систем реального времени;
ситуационный центр с развитыми средствами 2D- и ЗD-визуализации, обработки и интерпретации результатов моделирования;
несколько высокотехнологичных лабораторий, организованных базовыми кафедрами факультета радиотехники и кибернетики.

Центр создается в основном на средства программы "Национальный исследовательский университет" МФТИ, а также на средства гранта Правительства РФ, полученного ведущим ученым Intel В.М. Пентковским (в настоящее время в создание центра вложено около 176 млн рублей).

При разработке и создании интегрированного центра информационных технологий мы преследовали три основные цели:

1) Учебная — студенты-старшекурсники должны научиться работать с "живой" аппаратурой, современного, высочайшего уровня антеннами (не только зеркальными, но и ФАР), передатчиками различных диапазонов, приемниками и усилителями, модемами, в том числе с рекордными скоростями передачи, с суперкомпьютерами, с различными устройствами и методами визуализации результатов моделирования и эксперимента.

Студенты должны научиться разрабатывать "типичные" варианты всех этих устройств, должны, как и в физтеховском курсе общей физики, пройти целый "лабник" — набор лабораторных работ, которые позволяют четко понять, как работают современный радиолокатор или устройство космической связи.

Другой набор учебных задач — довузовская подготовка школьников, олимпиады и т.д. силами физтеховской заочной физико-технической школы, имеющей соответствующий мандат от Минобразования, а также дистанционное чтение лекций (в дуплексном режиме и режиме мультикаста) ведущими профессорами мира; физтех планирует в ближайшее время привлечь (associate professor) более 400 профессоров из университетов, имеющих выдающиеся достижения в разных научных сферах. 2) Научная — студенты-старшекурсники, аспиранты и преподаватели должны разрабатывать в лабораториях, научно-образовательных центрах факультета радиотехники и кибернетики МФТИ новейшие антенны, в том числе активные цифровые ФАР, различные типы радиолокаторов, приемники и передатчики, особенно в диапазоне 30—300 ГГц, моделировать и оптимизировать их параметры на имеющихся и будущих суперкомпьютерах.

Спутниковый хаб iDirect позволяет создавать творческие коллективы — межуниверситетские, интернациональные, обеспечивает доступ к суперкомпьютерам удаленных пользователей, а также доступ к базе знаний физтеха. Научные семинары и коллоквиумы (межуниверситетские) очень просто организуются благодаря имеющемуся софту хаба (см. рис.). 3) Коммерческая — в первую очередь связана с вышеперечисленными учебной и научной. Ведь обучение на современном уровне — это серьезный бизнес. Ирландия, с которой физтех работает в рамках подписанной "Дорожной карты", объявила экспорт высшего образования задачей номер один. Новый современный инструментарий — симбиоз крупнейшего в Европе спутникового хаба iDirect и суперкомпьютера Intel — позволяет браться за выполнение многих прорывных НИОКР, тендеры на которые регулярно объявляет Правительство РФ. Наконец, предоставление традиционных услуг спутниковой связи тоже дает хороший доход для любого хаба, и в первую очередь в Ku-диапазоне.

Аппаратные возможности

Укажем на основные аппаратные возможности IT-центра:

антенны С-диапазона (11,3 м), Ku-диапазона (7,3; 2,4; 1,8 м), Ка-диапазона (4,8; 1,2 м);
передатчики всех диапазонов мощностью до 150 Вт;
модемы iDirect 3 100 (скорость в прямом канале до 17 Мбит/с, скорость в обратном канале до 5,9 Мбит/с, топология STAR); iDirect 5 300 (скорость в прямом канале до 17 Мбит/с, скорость в обратном канале до 7,9 Мбит/с, топология STAR, SCPC); CDM 570L (скорость до 2 Мбит/с, топология SCPC); Newtec EL478 (скорость до 160 Мбит/с, топология SCPC);
анализаторы спектра Anritsu Spectrum Master с общим диапазоном от 100 кГц до 43 ГГц;
гибридный суперкомпьютер Intel + NVidia на 50 Тфлоп;
средства визуализации — 6 проекционных видеокубов Delta DVS (разрешение 4200x2100), система обратной проекции для трехмерного моделирования AMS — RP75 и система видеоконференцсвязи Tan db erg.

Реальность и планы на 2013 год

Возможность на самом современном оборудовании экстракласса проводить для старших курсов лабораторные работы по технологиям спутниковой связи сегодня реализована в виде набора VSAT-оборудования и измерительных приборов, полученных радиотехническим факультетом для студенческого КБ по гранту Минобразования. Недавно более 8 тыс. российских средних школ были подключены к сети Интернет через VSAT-станции — сегодня часть этих школ подключена через хаб iDirect к физтеху, планируется работа физтехшколы с использованием новых технологий. В настоящее время (осенний семестр 2012 г.) В.В. Кондратьев, д.т.н., из ситуационного центра на физтехе через спутник "Ямал" читает курс лекций "Современный бизнес-инжиниринг для физтехов" не только для физтехов, но и для старшекурсников КГТУ им. А.Н. Туполева (города Казань и Чистополь).

Научные исследования больше связаны с С- и Ка-диапазонами. По С-диапазону на базе относительно небольшой антенны 11,3 м предполагается силами студентов и аспирантов факультета спроектировать радиолокатор с облучающей ФАР (схема гибридной зеркальной антенны) для наблюдения за мусором в ближнем космосе. Дело в том, что в связи с засорением космоса возникла опасность столкновений действующих аппаратов с мусором. Для решения технических проблем по безопасности ИСЗ нужны постоянные наблюдения за фрагментами космических конструкций, ракет и т.д. Близка к этому и относительно новая задача наблюдения за низкоорбитальными "наноспутниками".

В Ка-диапазоне относительно большая антенна 4,8 м вместе с хабом будет использоваться для исследования распространения радиоволн, тестирования различных аппаратных решений в национальной программе РСС-ВСД (обеспечение ШПД для физических абонентов в сочетании с услугой спутникового вещания). Возможность спутникового хаба управлять многими тысячами VSAT-станций позволяет подключиться к физтеховским суперкомпьютерам и другим университетам, моделировать основные узлы современных радиоэлектронных систем, проводить межуниверситетские научные семинары.

Коммерческая составляющая проекта предполагает предоставление услуг видеоконференцсвязи, дистанционного образования, организацию облачных вычислений, доступ к суперкомпьютеру, доставку интернет-контента. Кроме того, выпускаемые в сборочном цехе ЗАО "Радиокомпания "Вектор" мобильные комплексы спутниковой связи (см. статью в настоящем каталоге), по умолчанию подключены к хабу МФТИ; программа дистанционного зондирования Земли с помощью беспилотного летательного аппарата в лазерном диапазоне, поддержанная фондом "Сколково", тоже ориентируется на использование возможностей интегрированного центра МФТИ.

Опубликовано: Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2013
Посещений: 6381

Статьи по теме

Автор