";123 Array
(
    [NAME] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов
    [~NAME] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов
    [TAGS] => микроэлектроника, запчасти и приводы, партнерства, андроидные
    [~TAGS] => микроэлектроника, запчасти и приводы, партнерства, андроидные
    [PREVIEW_TEXT] => 

На сегодняшний день в массовых навигационных и навигационно-связных модулях и аппаратуре, представленных на отечественном рынке, используется все больше отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ). В данной статье освещены результаты работ по созданию специализированной ЭКБ, модулей и возможности применения для антропоморфных и других роботов связных и навигационно-связных модулей. Приведены общие характеристики, внешний облик и габаритные размеры модулей. А также отражены прогнозы по разработке новых направлений и модулей.

[~PREVIEW_TEXT] =>

На сегодняшний день в массовых навигационных и навигационно-связных модулях и аппаратуре, представленных на отечественном рынке, используется все больше отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ). В данной статье освещены результаты работ по созданию специализированной ЭКБ, модулей и возможности применения для антропоморфных и других роботов связных и навигационно-связных модулей. Приведены общие характеристики, внешний облик и габаритные размеры модулей. А также отражены прогнозы по разработке новых направлений и модулей.

[PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 998 [TIMESTAMP_X] => 01.04.2024 13:11:51 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 576 [WIDTH] => 1024 [FILE_SIZE] => 60344 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz [FILE_NAME] => Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ORIGINAL_NAME] => Печать-Странчицыв-51.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => f57e973473cb403a19307273f32b52f1 [VERSION_ORIGINAL_ID] => [META] => [SRC] => /upload/iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [SAFE_SRC] => /upload/iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ALT] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов ) [~PREVIEW_PICTURE] => 998 [DETAIL_TEXT] =>

Разработка массовой навигационно-связной аппаратуры с использованием отечественной ЭКБ — возможно, и есть положительный результат этой работы. В докладе рассмотрена проблема создания навигационных и навигационно-связных модулей для массовой аппаратуры. Объем продаж навигационно-связных модулей за последние десять лет возрос более чем в 10 раз. Положительное влияние на российский рынок навигационных продуктов и услуг в 2021-2022 годах оказывали такие факторы, как активная промышленная эксплуатация систем «ЭРА-ГЛОНАСС», «ПЛАТОН» и сервисов мониторинга коммерческого транспорта.

Развитие коммерческих сервисов на базе ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» позволило дать дополнительные сервисы и услуги потребителям, а производителям аппаратуры — применять новые передовые технологии. Регулирование со стороны Министерства промышленности и торговли с помощью бальной системы, а также ежегодное повышение процента составляющих отечественных ЭКБ, позволило разработчикам аппаратуры обратить внимание на российскую электронику.

Основные сферы применения навигационных и навигационно-связных модулей (рис. 1):

  1. Автомобили.
  2. Роутеры и клиентское телекоммуникационное оборудование.
  3. Предприятия и промышленность.
  4. Телематика.
  5. Умные счетчики, здравоохранение, робототехника и т.д.


Рис. 1. Основные сферы применения навигационно-связных модулей

По данным исследования Transforma Insights, общее количество подключений устройств достигнет 28 миллиардов к 2030 году. GSMA Mobile Economy оценивает потенциал мирового рынка более чем в $1 триллион к 2025 году. По оценкам J’son & Partners Consulting, объем российского рынка в 2021 году составил 93,5 млрд рублей. По сравнению с 2020 годом количество подключенных устройств увеличилось на 16%, до 29,6 млн единиц. На Россию приходится лишь 1,2-1,5% от установленной глобальной базы устройств.

Анализ широкополосного трафика мобильных устройств сетей сотовой связи 2G, 3G и 4G LTE показывает востребованность каждого из модулей, хотя кто-то и может сказать об «устаревшем» модеме 2G. Тенденции потребления трафика в большом объеме, в части «стрима» видео, требует сетей с высокой пропускной способностью – 5G (глобальные и приватные сети 5G).

Основные направления по работе модулей (рис. 2):

  1. Данные.
  2. Голос.
  3. Видео.
  4. Интернет-трафик.


Рис. 2. Анализ широкополосного трафика мобильных устройств

Опираясь на маркетинговый анализ, постановления правительства РФ о мерах поддержки разработчиков ЭКБ и на общую мировую обстановку, можно сделать вывод о перспективности разработки отечественных навигационных и навигационно-связных модулей – линейки телематических модулей по разным направлениям. Ряд таких продуктов уже разработан и внесен в реестр отечественной продукции, также возникает потребность в разработке модулей с низким энергопотреблением (NB IoT, BLE, GNSS), новых поколений в части передачи трафика и связи (WiFi 6, 5G).

Любое проектирование состоит из ряда технических этапов:

  1. Тактико-технические характеристики (ТТХ) от конечного потребителя.
  2. ТТХ от разработчика комплекса.
  3. ТТХ от разработчика аппаратуры (блока).
  4. ТТХ от разработчика модуля.
  5. Техническое задание на СБИС/СБИС СнК.

Этапы  разработки любой навигационно-связной аппаратуры начинаются с ответа на вопрос: «А что нужно конкретному потребителю?». Грамотная «оцифровка» требования позволяет сделать комплекс, дальше блок, модуль и разработать СБИС и СБИС СнК.

Комплект СБИС для массового навигационного приемника (модуль ПРО-04М)

Прежде всего в АО «НИИМА «Прогресс» (входит в ГК «ЭЛЕМЕНТ») был разработан отечественный трех-системный навигационный приемник ПРО-04М, выполненный с использованием технологии 65 нм, построенный в виде «система в корпусе» (СвК). Поддерживает высокоточный режим RTK с фазовыми дифф.поправками (точность 1,5–2 см). По своим техническим характеристикам и габаритам ПРО-04М может конкурировать с приемниками ГЛОНАСС/GPS/GALILEO ведущих зарубежных компаний (ST Microelectronics, Ublox, MediaTek).

Увеличение спроса и применения в навигационной аппаратуре потребителя (НАП), позволит ликвидировать разницу в цене с импортными приемниками. Он может быть использован в таких массовых приборах как тахографы, устройствах взимания платы в системе «ПЛАТОН» и терминалах «ЭРА-ГЛОНАСС», которые являются самыми массовыми навигационно-связными приборами. Модуль ГНСС ПРО-04М разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «Произведено в России» и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработан 2G/3G модем (модуль ПН6280)

Кроме приемника, очень важная позиция в модулях и аппаратуре — это связной модем 2G/3G (GSM/GPRS/UMTS). По разным причинам работы по созданию модемов для систем сотовой связи в России были на низком уровне, в то же время мировые лидеры вели эффективные исследования и разработки в этой области на протяжении трех десятков лет.

В таких условиях самый короткий путь создания отечественного модема 3G — это лицензирование зарубежных IP и разработка модема сначала с использованием импортных чипов, а затем собственных чипов на лицензионных IP. Такой модем сейчас разработан в АО «НИИМА «Прогресс». Было поставлено в 2023 году более 500 тысяч модемов в тахографы.

Модуль ПН6280 разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «произведено в России», и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.1) (ПР1603 / ПР1603Б / ПР1603Н / ПР1603НБ)

Потребность рынка в невысокой скорости передачи данных, более надежном соединении в сетях LTE и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила шагнуть в сторону одних из передовых стандартов и приступить к изучению модулей 4-го поколения сотовой связи. У разработчиков аппаратуры есть разные потребности, например, в модуле 4G Cat. 1, который работает в сетях 2G/4G. Дополнение его различными комбинациями с модулями Bluetooth и ГНСС позволяет решать обширный круг задач. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 3).

ПР1603, ПР1603Б, ПР1603Н, ПР1603НБ — серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.1. Стандарт Cat.1, предназначенный для приложений M2M и IoT.

В соответствии со стандартом LTE Cat.1, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 5 Мбит/с и скорость нисходящего канала 10 Мбит/с. Стандарт GSM/GPRS/EDGE также поддерживается в полном объеме.

Серия модулей ПР1603 идеально подходит для случаев, когда не требуется высокая скорость передачи данных, но требуется стабильное и надежное подключение к сети LTE.

Модули серии ПР1603 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: промышленные контроллеры, POS, М2М телематика.


Рис. 3. Внешний вид и размеры модуля ПР1603НБ

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.4) (ПР1803/ПР1803Н на базе системы RTOS и ПР1803НЛ/ПН1803Н на базе операционной системы Linux)

Потребность рынка в передаче большого количества данных, более высоких скоростях и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила объединить все предыдущие технологии и разработать модуль 4-го поколения сотовой связи 4G Cat. 4, который работает в сетях 2G/3G/4G. Объединение технических решений в области GSM и ГНСС позволяют получить миниатюрный и комбинированный модуль. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 4).

ПР1803, ПР1803Н – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.4.

В соответствии со стандартом LTE Cat.4, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 50 Мбит/с и скорость нисходящего канала 150 Мбит/с. Стандарты UMTS (HSPA+/HSUPA) и GSM/GPRS/EDGE также поддерживаются модулями серии ПР1803.

Модули серии ПР1803 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: роутеры, системы безопасности, POS, М2М телематика.


Рис. 4. Внешний вид и размеры модуля ПР1803Н

Линейка навигационных и телематических модулей развивается, появляются новые потребности, технические решения и спрос у заказчиков. Также разработаны модули: 2G+GNSS+BT, модуль BT 5,0 и модуль WiFi+BT. В планах есть развитие продуктовой линейки в таких направлениях как 4G Automotive, BT 5.3 (5.4), WiFi 6 (7) и, конечно, 5G + V2X (C-V2X).

«После ухода из РФ главных зарубежных инвесторов и телекоммуникационных вендоров о быстром появлении в стране сетей 5G можно забыть», — так считают, наверное, многие эксперты, но мы видим только открывающиеся возможности. Динамика рынка отображена на графике ниже (рис. 5). 


Рис. 5. Динамика рынка 5G

5G — дорогой стандарт, он требует строительства дорогих базовых станций, создания дорогой инфраструктуры. В этом вопросе бизнесу не справиться без государства. Однако недавние события изменили приоритеты на ближайшие несколько лет. Есть мнение, что сейчас фокус сместился на LTE. И это оправданно.

5G — больше про промышленное использование, технологии нового поколения и т. п. А для массового потребителя достаточно LTE. Современное оборудование — это не только «железо», но и ПО, которое требует обновления, гарантии и техподдержки производителя. Параллельный импорт, к сожалению, не решает этих вопросов в полном объеме, но тенденция адаптации купленных РИД позволяет в несколько этапов решать проблемы и создавать новое оборудование.

Считаю, что развитие промышленных сетей 5G в пилотных зонах, на предприятиях и в вузах — первый шаг к освоению технологии. Применение модулей у абонентов позволит прогонять трафик большого объема на высоких скоростях, что крайне важно для передачи видео и быстрого отклика, в частности для применения в антропоморфных роботах.

На «борту» каждого телематического устройства находится модем, который осуществляет передачу и прием данных, таким образом в «воздухе» много открытой информации, что может быть очень опасно для объектов и элементов критической инфраструктуры. Вопросы закрытия и шифрования информации являются важными и им уделяется много внимания.

Как можно делать доверенными как сим-карту, так и модем? Пример реализации на модеме изображен на слайде ниже (рис. 6).


Рис. 6. Пример применения DTLS ГОСТ

Таким образом, мы видим много перспектив развития модулей навигации, связи как уже разработанных, так и разрабатываемых. Пути решения проблем в части безопасности находятся на стадии их реализации. Совместная работа по отладке и доводке продукции — это тяжелый труд и большой путь, но я искренне верю в то, что мы сможем его все вместе пройти!

[~DETAIL_TEXT] =>

Разработка массовой навигационно-связной аппаратуры с использованием отечественной ЭКБ — возможно, и есть положительный результат этой работы. В докладе рассмотрена проблема создания навигационных и навигационно-связных модулей для массовой аппаратуры. Объем продаж навигационно-связных модулей за последние десять лет возрос более чем в 10 раз. Положительное влияние на российский рынок навигационных продуктов и услуг в 2021-2022 годах оказывали такие факторы, как активная промышленная эксплуатация систем «ЭРА-ГЛОНАСС», «ПЛАТОН» и сервисов мониторинга коммерческого транспорта.

Развитие коммерческих сервисов на базе ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» позволило дать дополнительные сервисы и услуги потребителям, а производителям аппаратуры — применять новые передовые технологии. Регулирование со стороны Министерства промышленности и торговли с помощью бальной системы, а также ежегодное повышение процента составляющих отечественных ЭКБ, позволило разработчикам аппаратуры обратить внимание на российскую электронику.

Основные сферы применения навигационных и навигационно-связных модулей (рис. 1):

  1. Автомобили.
  2. Роутеры и клиентское телекоммуникационное оборудование.
  3. Предприятия и промышленность.
  4. Телематика.
  5. Умные счетчики, здравоохранение, робототехника и т.д.


Рис. 1. Основные сферы применения навигационно-связных модулей

По данным исследования Transforma Insights, общее количество подключений устройств достигнет 28 миллиардов к 2030 году. GSMA Mobile Economy оценивает потенциал мирового рынка более чем в $1 триллион к 2025 году. По оценкам J’son & Partners Consulting, объем российского рынка в 2021 году составил 93,5 млрд рублей. По сравнению с 2020 годом количество подключенных устройств увеличилось на 16%, до 29,6 млн единиц. На Россию приходится лишь 1,2-1,5% от установленной глобальной базы устройств.

Анализ широкополосного трафика мобильных устройств сетей сотовой связи 2G, 3G и 4G LTE показывает востребованность каждого из модулей, хотя кто-то и может сказать об «устаревшем» модеме 2G. Тенденции потребления трафика в большом объеме, в части «стрима» видео, требует сетей с высокой пропускной способностью – 5G (глобальные и приватные сети 5G).

Основные направления по работе модулей (рис. 2):

  1. Данные.
  2. Голос.
  3. Видео.
  4. Интернет-трафик.


Рис. 2. Анализ широкополосного трафика мобильных устройств

Опираясь на маркетинговый анализ, постановления правительства РФ о мерах поддержки разработчиков ЭКБ и на общую мировую обстановку, можно сделать вывод о перспективности разработки отечественных навигационных и навигационно-связных модулей – линейки телематических модулей по разным направлениям. Ряд таких продуктов уже разработан и внесен в реестр отечественной продукции, также возникает потребность в разработке модулей с низким энергопотреблением (NB IoT, BLE, GNSS), новых поколений в части передачи трафика и связи (WiFi 6, 5G).

Любое проектирование состоит из ряда технических этапов:

  1. Тактико-технические характеристики (ТТХ) от конечного потребителя.
  2. ТТХ от разработчика комплекса.
  3. ТТХ от разработчика аппаратуры (блока).
  4. ТТХ от разработчика модуля.
  5. Техническое задание на СБИС/СБИС СнК.

Этапы  разработки любой навигационно-связной аппаратуры начинаются с ответа на вопрос: «А что нужно конкретному потребителю?». Грамотная «оцифровка» требования позволяет сделать комплекс, дальше блок, модуль и разработать СБИС и СБИС СнК.

Комплект СБИС для массового навигационного приемника (модуль ПРО-04М)

Прежде всего в АО «НИИМА «Прогресс» (входит в ГК «ЭЛЕМЕНТ») был разработан отечественный трех-системный навигационный приемник ПРО-04М, выполненный с использованием технологии 65 нм, построенный в виде «система в корпусе» (СвК). Поддерживает высокоточный режим RTK с фазовыми дифф.поправками (точность 1,5–2 см). По своим техническим характеристикам и габаритам ПРО-04М может конкурировать с приемниками ГЛОНАСС/GPS/GALILEO ведущих зарубежных компаний (ST Microelectronics, Ublox, MediaTek).

Увеличение спроса и применения в навигационной аппаратуре потребителя (НАП), позволит ликвидировать разницу в цене с импортными приемниками. Он может быть использован в таких массовых приборах как тахографы, устройствах взимания платы в системе «ПЛАТОН» и терминалах «ЭРА-ГЛОНАСС», которые являются самыми массовыми навигационно-связными приборами. Модуль ГНСС ПРО-04М разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «Произведено в России» и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработан 2G/3G модем (модуль ПН6280)

Кроме приемника, очень важная позиция в модулях и аппаратуре — это связной модем 2G/3G (GSM/GPRS/UMTS). По разным причинам работы по созданию модемов для систем сотовой связи в России были на низком уровне, в то же время мировые лидеры вели эффективные исследования и разработки в этой области на протяжении трех десятков лет.

В таких условиях самый короткий путь создания отечественного модема 3G — это лицензирование зарубежных IP и разработка модема сначала с использованием импортных чипов, а затем собственных чипов на лицензионных IP. Такой модем сейчас разработан в АО «НИИМА «Прогресс». Было поставлено в 2023 году более 500 тысяч модемов в тахографы.

Модуль ПН6280 разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «произведено в России», и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.1) (ПР1603 / ПР1603Б / ПР1603Н / ПР1603НБ)

Потребность рынка в невысокой скорости передачи данных, более надежном соединении в сетях LTE и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила шагнуть в сторону одних из передовых стандартов и приступить к изучению модулей 4-го поколения сотовой связи. У разработчиков аппаратуры есть разные потребности, например, в модуле 4G Cat. 1, который работает в сетях 2G/4G. Дополнение его различными комбинациями с модулями Bluetooth и ГНСС позволяет решать обширный круг задач. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 3).

ПР1603, ПР1603Б, ПР1603Н, ПР1603НБ — серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.1. Стандарт Cat.1, предназначенный для приложений M2M и IoT.

В соответствии со стандартом LTE Cat.1, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 5 Мбит/с и скорость нисходящего канала 10 Мбит/с. Стандарт GSM/GPRS/EDGE также поддерживается в полном объеме.

Серия модулей ПР1603 идеально подходит для случаев, когда не требуется высокая скорость передачи данных, но требуется стабильное и надежное подключение к сети LTE.

Модули серии ПР1603 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: промышленные контроллеры, POS, М2М телематика.


Рис. 3. Внешний вид и размеры модуля ПР1603НБ

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.4) (ПР1803/ПР1803Н на базе системы RTOS и ПР1803НЛ/ПН1803Н на базе операционной системы Linux)

Потребность рынка в передаче большого количества данных, более высоких скоростях и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила объединить все предыдущие технологии и разработать модуль 4-го поколения сотовой связи 4G Cat. 4, который работает в сетях 2G/3G/4G. Объединение технических решений в области GSM и ГНСС позволяют получить миниатюрный и комбинированный модуль. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 4).

ПР1803, ПР1803Н – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.4.

В соответствии со стандартом LTE Cat.4, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 50 Мбит/с и скорость нисходящего канала 150 Мбит/с. Стандарты UMTS (HSPA+/HSUPA) и GSM/GPRS/EDGE также поддерживаются модулями серии ПР1803.

Модули серии ПР1803 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: роутеры, системы безопасности, POS, М2М телематика.


Рис. 4. Внешний вид и размеры модуля ПР1803Н

Линейка навигационных и телематических модулей развивается, появляются новые потребности, технические решения и спрос у заказчиков. Также разработаны модули: 2G+GNSS+BT, модуль BT 5,0 и модуль WiFi+BT. В планах есть развитие продуктовой линейки в таких направлениях как 4G Automotive, BT 5.3 (5.4), WiFi 6 (7) и, конечно, 5G + V2X (C-V2X).

«После ухода из РФ главных зарубежных инвесторов и телекоммуникационных вендоров о быстром появлении в стране сетей 5G можно забыть», — так считают, наверное, многие эксперты, но мы видим только открывающиеся возможности. Динамика рынка отображена на графике ниже (рис. 5). 


Рис. 5. Динамика рынка 5G

5G — дорогой стандарт, он требует строительства дорогих базовых станций, создания дорогой инфраструктуры. В этом вопросе бизнесу не справиться без государства. Однако недавние события изменили приоритеты на ближайшие несколько лет. Есть мнение, что сейчас фокус сместился на LTE. И это оправданно.

5G — больше про промышленное использование, технологии нового поколения и т. п. А для массового потребителя достаточно LTE. Современное оборудование — это не только «железо», но и ПО, которое требует обновления, гарантии и техподдержки производителя. Параллельный импорт, к сожалению, не решает этих вопросов в полном объеме, но тенденция адаптации купленных РИД позволяет в несколько этапов решать проблемы и создавать новое оборудование.

Считаю, что развитие промышленных сетей 5G в пилотных зонах, на предприятиях и в вузах — первый шаг к освоению технологии. Применение модулей у абонентов позволит прогонять трафик большого объема на высоких скоростях, что крайне важно для передачи видео и быстрого отклика, в частности для применения в антропоморфных роботах.

На «борту» каждого телематического устройства находится модем, который осуществляет передачу и прием данных, таким образом в «воздухе» много открытой информации, что может быть очень опасно для объектов и элементов критической инфраструктуры. Вопросы закрытия и шифрования информации являются важными и им уделяется много внимания.

Как можно делать доверенными как сим-карту, так и модем? Пример реализации на модеме изображен на слайде ниже (рис. 6).


Рис. 6. Пример применения DTLS ГОСТ

Таким образом, мы видим много перспектив развития модулей навигации, связи как уже разработанных, так и разрабатываемых. Пути решения проблем в части безопасности находятся на стадии их реализации. Совместная работа по отладке и доводке продукции — это тяжелый труд и большой путь, но я искренне верю в то, что мы сможем его все вместе пройти!

[DETAIL_PICTURE] => Array ( [ID] => 999 [TIMESTAMP_X] => 01.04.2024 13:11:51 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 675 [WIDTH] => 1200 [FILE_SIZE] => 105849 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89 [FILE_NAME] => Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ORIGINAL_NAME] => Печать-Странчицыв-51.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 5a8d6852494d90a57f9e8e7022b1a3a1 [VERSION_ORIGINAL_ID] => [META] => [SRC] => /upload/iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [SAFE_SRC] => /upload/iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ALT] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов ) [~DETAIL_PICTURE] => 999 [DATE_ACTIVE_FROM] => 11.03.2024 [~DATE_ACTIVE_FROM] => 11.03.2024 [ID] => 435 [~ID] => 435 [IBLOCK_ID] => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 [IBLOCK_SECTION_ID] => 8 [~IBLOCK_SECTION_ID] => 8 [DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [TIMESTAMP_X] => 01.04.2024 13:11:51 [~TIMESTAMP_X] => 01.04.2024 13:11:51 [ACTIVE_FROM_X] => 2024-03-11 00:00:00 [~ACTIVE_FROM_X] => 2024-03-11 00:00:00 [ACTIVE_FROM] => 11.03.2024 [~ACTIVE_FROM] => 11.03.2024 [LIST_PAGE_URL] => / [~LIST_PAGE_URL] => / [DETAIL_PAGE_URL] => /components/niima-progress-besprovodnaya-svyaz-i-setevye-tekhnologii-dlya-antropomorfnykh-robotov/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /components/niima-progress-besprovodnaya-svyaz-i-setevye-tekhnologii-dlya-antropomorfnykh-robotov/ [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [CODE] => niima-progress-besprovodnaya-svyaz-i-setevye-tekhnologii-dlya-antropomorfnykh-robotov [~CODE] => niima-progress-besprovodnaya-svyaz-i-setevye-tekhnologii-dlya-antropomorfnykh-robotov [EXTERNAL_ID] => 435 [~EXTERNAL_ID] => 435 [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [IBLOCK_CODE] => news_s1 [~IBLOCK_CODE] => news_s1 [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [LID] => s1 [~LID] => s1 [NAV_RESULT] => [NAV_CACHED_DATA] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 11.03.2024 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( [SECTION_META_TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [ELEMENT_META_TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов ) [FIELDS] => Array ( [NAME] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [TAGS] => микроэлектроника, запчасти и приводы, партнерства, андроидные [PREVIEW_TEXT] =>

На сегодняшний день в массовых навигационных и навигационно-связных модулях и аппаратуре, представленных на отечественном рынке, используется все больше отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ). В данной статье освещены результаты работ по созданию специализированной ЭКБ, модулей и возможности применения для антропоморфных и других роботов связных и навигационно-связных модулей. Приведены общие характеристики, внешний облик и габаритные размеры модулей. А также отражены прогнозы по разработке новых направлений и модулей.

[PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 998 [TIMESTAMP_X] => 01.04.2024 13:11:51 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 576 [WIDTH] => 1024 [FILE_SIZE] => 60344 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz [FILE_NAME] => Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ORIGINAL_NAME] => Печать-Странчицыв-51.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => f57e973473cb403a19307273f32b52f1 [VERSION_ORIGINAL_ID] => [META] => [SRC] => /upload/iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [SAFE_SRC] => /upload/iblock/10d/5evpxi8rsukb835xf2q7z2zupthwa0oz/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ALT] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов ) [DETAIL_TEXT] =>

Разработка массовой навигационно-связной аппаратуры с использованием отечественной ЭКБ — возможно, и есть положительный результат этой работы. В докладе рассмотрена проблема создания навигационных и навигационно-связных модулей для массовой аппаратуры. Объем продаж навигационно-связных модулей за последние десять лет возрос более чем в 10 раз. Положительное влияние на российский рынок навигационных продуктов и услуг в 2021-2022 годах оказывали такие факторы, как активная промышленная эксплуатация систем «ЭРА-ГЛОНАСС», «ПЛАТОН» и сервисов мониторинга коммерческого транспорта.

Развитие коммерческих сервисов на базе ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» позволило дать дополнительные сервисы и услуги потребителям, а производителям аппаратуры — применять новые передовые технологии. Регулирование со стороны Министерства промышленности и торговли с помощью бальной системы, а также ежегодное повышение процента составляющих отечественных ЭКБ, позволило разработчикам аппаратуры обратить внимание на российскую электронику.

Основные сферы применения навигационных и навигационно-связных модулей (рис. 1):

  1. Автомобили.
  2. Роутеры и клиентское телекоммуникационное оборудование.
  3. Предприятия и промышленность.
  4. Телематика.
  5. Умные счетчики, здравоохранение, робототехника и т.д.


Рис. 1. Основные сферы применения навигационно-связных модулей

По данным исследования Transforma Insights, общее количество подключений устройств достигнет 28 миллиардов к 2030 году. GSMA Mobile Economy оценивает потенциал мирового рынка более чем в $1 триллион к 2025 году. По оценкам J’son & Partners Consulting, объем российского рынка в 2021 году составил 93,5 млрд рублей. По сравнению с 2020 годом количество подключенных устройств увеличилось на 16%, до 29,6 млн единиц. На Россию приходится лишь 1,2-1,5% от установленной глобальной базы устройств.

Анализ широкополосного трафика мобильных устройств сетей сотовой связи 2G, 3G и 4G LTE показывает востребованность каждого из модулей, хотя кто-то и может сказать об «устаревшем» модеме 2G. Тенденции потребления трафика в большом объеме, в части «стрима» видео, требует сетей с высокой пропускной способностью – 5G (глобальные и приватные сети 5G).

Основные направления по работе модулей (рис. 2):

  1. Данные.
  2. Голос.
  3. Видео.
  4. Интернет-трафик.


Рис. 2. Анализ широкополосного трафика мобильных устройств

Опираясь на маркетинговый анализ, постановления правительства РФ о мерах поддержки разработчиков ЭКБ и на общую мировую обстановку, можно сделать вывод о перспективности разработки отечественных навигационных и навигационно-связных модулей – линейки телематических модулей по разным направлениям. Ряд таких продуктов уже разработан и внесен в реестр отечественной продукции, также возникает потребность в разработке модулей с низким энергопотреблением (NB IoT, BLE, GNSS), новых поколений в части передачи трафика и связи (WiFi 6, 5G).

Любое проектирование состоит из ряда технических этапов:

  1. Тактико-технические характеристики (ТТХ) от конечного потребителя.
  2. ТТХ от разработчика комплекса.
  3. ТТХ от разработчика аппаратуры (блока).
  4. ТТХ от разработчика модуля.
  5. Техническое задание на СБИС/СБИС СнК.

Этапы  разработки любой навигационно-связной аппаратуры начинаются с ответа на вопрос: «А что нужно конкретному потребителю?». Грамотная «оцифровка» требования позволяет сделать комплекс, дальше блок, модуль и разработать СБИС и СБИС СнК.

Комплект СБИС для массового навигационного приемника (модуль ПРО-04М)

Прежде всего в АО «НИИМА «Прогресс» (входит в ГК «ЭЛЕМЕНТ») был разработан отечественный трех-системный навигационный приемник ПРО-04М, выполненный с использованием технологии 65 нм, построенный в виде «система в корпусе» (СвК). Поддерживает высокоточный режим RTK с фазовыми дифф.поправками (точность 1,5–2 см). По своим техническим характеристикам и габаритам ПРО-04М может конкурировать с приемниками ГЛОНАСС/GPS/GALILEO ведущих зарубежных компаний (ST Microelectronics, Ublox, MediaTek).

Увеличение спроса и применения в навигационной аппаратуре потребителя (НАП), позволит ликвидировать разницу в цене с импортными приемниками. Он может быть использован в таких массовых приборах как тахографы, устройствах взимания платы в системе «ПЛАТОН» и терминалах «ЭРА-ГЛОНАСС», которые являются самыми массовыми навигационно-связными приборами. Модуль ГНСС ПРО-04М разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «Произведено в России» и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработан 2G/3G модем (модуль ПН6280)

Кроме приемника, очень важная позиция в модулях и аппаратуре — это связной модем 2G/3G (GSM/GPRS/UMTS). По разным причинам работы по созданию модемов для систем сотовой связи в России были на низком уровне, в то же время мировые лидеры вели эффективные исследования и разработки в этой области на протяжении трех десятков лет.

В таких условиях самый короткий путь создания отечественного модема 3G — это лицензирование зарубежных IP и разработка модема сначала с использованием импортных чипов, а затем собственных чипов на лицензионных IP. Такой модем сейчас разработан в АО «НИИМА «Прогресс». Было поставлено в 2023 году более 500 тысяч модемов в тахографы.

Модуль ПН6280 разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «произведено в России», и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.1) (ПР1603 / ПР1603Б / ПР1603Н / ПР1603НБ)

Потребность рынка в невысокой скорости передачи данных, более надежном соединении в сетях LTE и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила шагнуть в сторону одних из передовых стандартов и приступить к изучению модулей 4-го поколения сотовой связи. У разработчиков аппаратуры есть разные потребности, например, в модуле 4G Cat. 1, который работает в сетях 2G/4G. Дополнение его различными комбинациями с модулями Bluetooth и ГНСС позволяет решать обширный круг задач. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 3).

ПР1603, ПР1603Б, ПР1603Н, ПР1603НБ — серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.1. Стандарт Cat.1, предназначенный для приложений M2M и IoT.

В соответствии со стандартом LTE Cat.1, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 5 Мбит/с и скорость нисходящего канала 10 Мбит/с. Стандарт GSM/GPRS/EDGE также поддерживается в полном объеме.

Серия модулей ПР1603 идеально подходит для случаев, когда не требуется высокая скорость передачи данных, но требуется стабильное и надежное подключение к сети LTE.

Модули серии ПР1603 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: промышленные контроллеры, POS, М2М телематика.


Рис. 3. Внешний вид и размеры модуля ПР1603НБ

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.4) (ПР1803/ПР1803Н на базе системы RTOS и ПР1803НЛ/ПН1803Н на базе операционной системы Linux)

Потребность рынка в передаче большого количества данных, более высоких скоростях и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила объединить все предыдущие технологии и разработать модуль 4-го поколения сотовой связи 4G Cat. 4, который работает в сетях 2G/3G/4G. Объединение технических решений в области GSM и ГНСС позволяют получить миниатюрный и комбинированный модуль. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 4).

ПР1803, ПР1803Н – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.4.

В соответствии со стандартом LTE Cat.4, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 50 Мбит/с и скорость нисходящего канала 150 Мбит/с. Стандарты UMTS (HSPA+/HSUPA) и GSM/GPRS/EDGE также поддерживаются модулями серии ПР1803.

Модули серии ПР1803 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: роутеры, системы безопасности, POS, М2М телематика.


Рис. 4. Внешний вид и размеры модуля ПР1803Н

Линейка навигационных и телематических модулей развивается, появляются новые потребности, технические решения и спрос у заказчиков. Также разработаны модули: 2G+GNSS+BT, модуль BT 5,0 и модуль WiFi+BT. В планах есть развитие продуктовой линейки в таких направлениях как 4G Automotive, BT 5.3 (5.4), WiFi 6 (7) и, конечно, 5G + V2X (C-V2X).

«После ухода из РФ главных зарубежных инвесторов и телекоммуникационных вендоров о быстром появлении в стране сетей 5G можно забыть», — так считают, наверное, многие эксперты, но мы видим только открывающиеся возможности. Динамика рынка отображена на графике ниже (рис. 5). 


Рис. 5. Динамика рынка 5G

5G — дорогой стандарт, он требует строительства дорогих базовых станций, создания дорогой инфраструктуры. В этом вопросе бизнесу не справиться без государства. Однако недавние события изменили приоритеты на ближайшие несколько лет. Есть мнение, что сейчас фокус сместился на LTE. И это оправданно.

5G — больше про промышленное использование, технологии нового поколения и т. п. А для массового потребителя достаточно LTE. Современное оборудование — это не только «железо», но и ПО, которое требует обновления, гарантии и техподдержки производителя. Параллельный импорт, к сожалению, не решает этих вопросов в полном объеме, но тенденция адаптации купленных РИД позволяет в несколько этапов решать проблемы и создавать новое оборудование.

Считаю, что развитие промышленных сетей 5G в пилотных зонах, на предприятиях и в вузах — первый шаг к освоению технологии. Применение модулей у абонентов позволит прогонять трафик большого объема на высоких скоростях, что крайне важно для передачи видео и быстрого отклика, в частности для применения в антропоморфных роботах.

На «борту» каждого телематического устройства находится модем, который осуществляет передачу и прием данных, таким образом в «воздухе» много открытой информации, что может быть очень опасно для объектов и элементов критической инфраструктуры. Вопросы закрытия и шифрования информации являются важными и им уделяется много внимания.

Как можно делать доверенными как сим-карту, так и модем? Пример реализации на модеме изображен на слайде ниже (рис. 6).


Рис. 6. Пример применения DTLS ГОСТ

Таким образом, мы видим много перспектив развития модулей навигации, связи как уже разработанных, так и разрабатываемых. Пути решения проблем в части безопасности находятся на стадии их реализации. Совместная работа по отладке и доводке продукции — это тяжелый труд и большой путь, но я искренне верю в то, что мы сможем его все вместе пройти!

[DETAIL_PICTURE] => Array ( [ID] => 999 [TIMESTAMP_X] => 01.04.2024 13:11:51 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 675 [WIDTH] => 1200 [FILE_SIZE] => 105849 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89 [FILE_NAME] => Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ORIGINAL_NAME] => Печать-Странчицыв-51.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 5a8d6852494d90a57f9e8e7022b1a3a1 [VERSION_ORIGINAL_ID] => [META] => [SRC] => /upload/iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [UNSAFE_SRC] => /upload/iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [SAFE_SRC] => /upload/iblock/b2b/faghm9s74rols2ggvjpjfch3tx45ii89/Pechat_Stranchitsyv_51.jpg [ALT] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов ) [DATE_ACTIVE_FROM] => 11.03.2024 ) [PROPERTIES] => Array ( [AUTHOR] => Array ( [ID] => 9 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Автор статьи [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => AUTHOR [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => 1635 [VALUE] => Чикваркин Иван Борисович, начальник отдела разработки навигационно-связной аппаратуры АО «НИИМА «Прогресс», i.chikvarkin@i-progress.tech [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [~VALUE] => Чикваркин Иван Борисович, начальник отдела разработки навигационно-связной аппаратуры АО «НИИМА «Прогресс», i.chikvarkin@i-progress.tech [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Автор статьи [~DEFAULT_VALUE] => ) [AU_PHOTO] => Array ( [ID] => 10 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Автор фото [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => AU_PHOTO [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => 1636 [VALUE] => НИИМА «Прогресс»; Midjourney [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [~VALUE] => НИИМА «Прогресс»; Midjourney [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Автор фото [~DEFAULT_VALUE] => ) [IMG_MAIN] => Array ( [ID] => 11 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Картинка для Главной [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => IMG_MAIN [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => F [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Картинка для Главной [~DEFAULT_VALUE] => ) [MAIN_THEME] => Array ( [ID] => 12 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Главная тема [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => MAIN_THEME [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => L [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [VALUE_ENUM_ID] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Главная тема [~DEFAULT_VALUE] => ) [MAIN_SECT] => Array ( [ID] => 13 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => В своём разделе [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => MAIN_SECT [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => L [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [VALUE_ENUM_ID] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => [~NAME] => В своём разделе [~DEFAULT_VALUE] => ) [VIDEO_YOU] => Array ( [ID] => 14 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Видео youtobe [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => VIDEO_YOU [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Видео youtobe [~DEFAULT_VALUE] => ) ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( [AUTHOR] => Array ( [ID] => 9 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Автор статьи [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => AUTHOR [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => 1635 [VALUE] => Чикваркин Иван Борисович, начальник отдела разработки навигационно-связной аппаратуры АО «НИИМА «Прогресс», i.chikvarkin@i-progress.tech [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [~VALUE] => Чикваркин Иван Борисович, начальник отдела разработки навигационно-связной аппаратуры АО «НИИМА «Прогресс», i.chikvarkin@i-progress.tech [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Автор статьи [~DEFAULT_VALUE] => [DISPLAY_VALUE] => Чикваркин Иван Борисович, начальник отдела разработки навигационно-связной аппаратуры АО «НИИМА «Прогресс», i.chikvarkin@i-progress.tech ) [AU_PHOTO] => Array ( [ID] => 10 [TIMESTAMP_X] => 2024-04-16 13:42:26 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Автор фото [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => AU_PHOTO [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 1 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => a:0:{} [HINT] => [PROPERTY_VALUE_ID] => 1636 [VALUE] => НИИМА «Прогресс»; Midjourney [DESCRIPTION] => [VALUE_ENUM] => [VALUE_XML_ID] => [VALUE_SORT] => [~VALUE] => НИИМА «Прогресс»; Midjourney [~DESCRIPTION] => [~NAME] => Автор фото [~DEFAULT_VALUE] => [DISPLAY_VALUE] => НИИМА «Прогресс»; Midjourney ) ) [IBLOCK] => Array ( [ID] => 1 [~ID] => 1 [TIMESTAMP_X] => 16.04.2024 13:42:26 [~TIMESTAMP_X] => 16.04.2024 13:42:26 [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [LID] => s1 [~LID] => s1 [CODE] => news_s1 [~CODE] => news_s1 [API_CODE] => [~API_CODE] => [REST_ON] => N [~REST_ON] => N [NAME] => Статьи [~NAME] => Статьи [ACTIVE] => Y [~ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [LIST_PAGE_URL] => [~LIST_PAGE_URL] => [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/#SECTION_CODE#/#ELEMENT_CODE#/ [~DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/#SECTION_CODE#/#ELEMENT_CODE#/ [SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/#SECTION_CODE# [~SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/#SECTION_CODE# [CANONICAL_PAGE_URL] => [~CANONICAL_PAGE_URL] => [PICTURE] => [~PICTURE] => [DESCRIPTION] => [~DESCRIPTION] => [DESCRIPTION_TYPE] => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text [RSS_TTL] => 24 [~RSS_TTL] => 24 [RSS_ACTIVE] => Y [~RSS_ACTIVE] => Y [RSS_FILE_ACTIVE] => N [~RSS_FILE_ACTIVE] => N [RSS_FILE_LIMIT] => [~RSS_FILE_LIMIT] => [RSS_FILE_DAYS] => [~RSS_FILE_DAYS] => [RSS_YANDEX_ACTIVE] => N [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => N [XML_ID] => furniture_news_s1 [~XML_ID] => furniture_news_s1 [TMP_ID] => 6cfbdd5e02a2f38f8bf51afa68b2792c [~TMP_ID] => 6cfbdd5e02a2f38f8bf51afa68b2792c [INDEX_ELEMENT] => Y [~INDEX_ELEMENT] => Y [INDEX_SECTION] => Y [~INDEX_SECTION] => Y [WORKFLOW] => N [~WORKFLOW] => N [BIZPROC] => N [~BIZPROC] => N [SECTION_CHOOSER] => L [~SECTION_CHOOSER] => L [LIST_MODE] => [~LIST_MODE] => [RIGHTS_MODE] => S [~RIGHTS_MODE] => S [SECTION_PROPERTY] => N [~SECTION_PROPERTY] => N [PROPERTY_INDEX] => N [~PROPERTY_INDEX] => N [VERSION] => 1 [~VERSION] => 1 [LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [SOCNET_GROUP_ID] => [~SOCNET_GROUP_ID] => [EDIT_FILE_BEFORE] => [~EDIT_FILE_BEFORE] => [EDIT_FILE_AFTER] => [~EDIT_FILE_AFTER] => [SECTIONS_NAME] => Разделы [~SECTIONS_NAME] => Разделы [SECTION_NAME] => Раздел [~SECTION_NAME] => Раздел [ELEMENTS_NAME] => Статьи [~ELEMENTS_NAME] => Статьи [ELEMENT_NAME] => Статья [~ELEMENT_NAME] => Статья [EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [~EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SERVER_NAME] => roboticsworld.ru [~SERVER_NAME] => roboticsworld.ru ) [SECTION] => Array ( [PATH] => Array ( [0] => Array ( [ID] => 8 [~ID] => 8 [CODE] => components [~CODE] => components [XML_ID] => [~XML_ID] => [EXTERNAL_ID] => [~EXTERNAL_ID] => [IBLOCK_ID] => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [SORT] => 250 [~SORT] => 250 [NAME] => Компоненты [~NAME] => Компоненты [ACTIVE] => Y [~ACTIVE] => Y [DEPTH_LEVEL] => 1 [~DEPTH_LEVEL] => 1 [SECTION_PAGE_URL] => /components [~SECTION_PAGE_URL] => /components [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [IBLOCK_CODE] => news_s1 [~IBLOCK_CODE] => news_s1 [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [GLOBAL_ACTIVE] => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y [IPROPERTY_VALUES] => Array ( [SECTION_META_TITLE] => Компоненты [ELEMENT_META_TITLE] => Компоненты ) ) ) ) [SECTION_URL] => /components [META_TAGS] => Array ( [TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [BROWSER_TITLE] => НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов [KEYWORDS] => [DESCRIPTION] => ) )

НИИМА «Прогресс»: беспроводная связь и сетевые технологии для антропоморфных роботов

На сегодняшний день в массовых навигационных и навигационно-связных модулях и аппаратуре, представленных на отечественном рынке, используется все больше отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ). В данной статье освещены результаты работ по созданию специализированной ЭКБ, модулей и возможности применения для антропоморфных и других роботов связных и навигационно-связных модулей. Приведены общие характеристики, внешний облик и габаритные размеры модулей. А также отражены прогнозы по разработке новых направлений и модулей.

Разработка массовой навигационно-связной аппаратуры с использованием отечественной ЭКБ — возможно, и есть положительный результат этой работы. В докладе рассмотрена проблема создания навигационных и навигационно-связных модулей для массовой аппаратуры. Объем продаж навигационно-связных модулей за последние десять лет возрос более чем в 10 раз. Положительное влияние на российский рынок навигационных продуктов и услуг в 2021-2022 годах оказывали такие факторы, как активная промышленная эксплуатация систем «ЭРА-ГЛОНАСС», «ПЛАТОН» и сервисов мониторинга коммерческого транспорта.

Развитие коммерческих сервисов на базе ГАИС «ЭРА-ГЛОНАСС» позволило дать дополнительные сервисы и услуги потребителям, а производителям аппаратуры — применять новые передовые технологии. Регулирование со стороны Министерства промышленности и торговли с помощью бальной системы, а также ежегодное повышение процента составляющих отечественных ЭКБ, позволило разработчикам аппаратуры обратить внимание на российскую электронику.

Основные сферы применения навигационных и навигационно-связных модулей (рис. 1):

  1. Автомобили.
  2. Роутеры и клиентское телекоммуникационное оборудование.
  3. Предприятия и промышленность.
  4. Телематика.
  5. Умные счетчики, здравоохранение, робототехника и т.д.


Рис. 1. Основные сферы применения навигационно-связных модулей

По данным исследования Transforma Insights, общее количество подключений устройств достигнет 28 миллиардов к 2030 году. GSMA Mobile Economy оценивает потенциал мирового рынка более чем в $1 триллион к 2025 году. По оценкам J’son & Partners Consulting, объем российского рынка в 2021 году составил 93,5 млрд рублей. По сравнению с 2020 годом количество подключенных устройств увеличилось на 16%, до 29,6 млн единиц. На Россию приходится лишь 1,2-1,5% от установленной глобальной базы устройств.

Анализ широкополосного трафика мобильных устройств сетей сотовой связи 2G, 3G и 4G LTE показывает востребованность каждого из модулей, хотя кто-то и может сказать об «устаревшем» модеме 2G. Тенденции потребления трафика в большом объеме, в части «стрима» видео, требует сетей с высокой пропускной способностью – 5G (глобальные и приватные сети 5G).

Основные направления по работе модулей (рис. 2):

  1. Данные.
  2. Голос.
  3. Видео.
  4. Интернет-трафик.


Рис. 2. Анализ широкополосного трафика мобильных устройств

Опираясь на маркетинговый анализ, постановления правительства РФ о мерах поддержки разработчиков ЭКБ и на общую мировую обстановку, можно сделать вывод о перспективности разработки отечественных навигационных и навигационно-связных модулей – линейки телематических модулей по разным направлениям. Ряд таких продуктов уже разработан и внесен в реестр отечественной продукции, также возникает потребность в разработке модулей с низким энергопотреблением (NB IoT, BLE, GNSS), новых поколений в части передачи трафика и связи (WiFi 6, 5G).

Любое проектирование состоит из ряда технических этапов:

  1. Тактико-технические характеристики (ТТХ) от конечного потребителя.
  2. ТТХ от разработчика комплекса.
  3. ТТХ от разработчика аппаратуры (блока).
  4. ТТХ от разработчика модуля.
  5. Техническое задание на СБИС/СБИС СнК.

Этапы  разработки любой навигационно-связной аппаратуры начинаются с ответа на вопрос: «А что нужно конкретному потребителю?». Грамотная «оцифровка» требования позволяет сделать комплекс, дальше блок, модуль и разработать СБИС и СБИС СнК.

Комплект СБИС для массового навигационного приемника (модуль ПРО-04М)

Прежде всего в АО «НИИМА «Прогресс» (входит в ГК «ЭЛЕМЕНТ») был разработан отечественный трех-системный навигационный приемник ПРО-04М, выполненный с использованием технологии 65 нм, построенный в виде «система в корпусе» (СвК). Поддерживает высокоточный режим RTK с фазовыми дифф.поправками (точность 1,5–2 см). По своим техническим характеристикам и габаритам ПРО-04М может конкурировать с приемниками ГЛОНАСС/GPS/GALILEO ведущих зарубежных компаний (ST Microelectronics, Ublox, MediaTek).

Увеличение спроса и применения в навигационной аппаратуре потребителя (НАП), позволит ликвидировать разницу в цене с импортными приемниками. Он может быть использован в таких массовых приборах как тахографы, устройствах взимания платы в системе «ПЛАТОН» и терминалах «ЭРА-ГЛОНАСС», которые являются самыми массовыми навигационно-связными приборами. Модуль ГНСС ПРО-04М разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «Произведено в России» и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработан 2G/3G модем (модуль ПН6280)

Кроме приемника, очень важная позиция в модулях и аппаратуре — это связной модем 2G/3G (GSM/GPRS/UMTS). По разным причинам работы по созданию модемов для систем сотовой связи в России были на низком уровне, в то же время мировые лидеры вели эффективные исследования и разработки в этой области на протяжении трех десятков лет.

В таких условиях самый короткий путь создания отечественного модема 3G — это лицензирование зарубежных IP и разработка модема сначала с использованием импортных чипов, а затем собственных чипов на лицензионных IP. Такой модем сейчас разработан в АО «НИИМА «Прогресс». Было поставлено в 2023 году более 500 тысяч модемов в тахографы.

Модуль ПН6280 разработки АО «НИИМА «Прогресс» получил сертификат СТ-1, подтверждающий статус «произведено в России», и внесен в реестр 719 и 878 ПП РФ.

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.1) (ПР1603 / ПР1603Б / ПР1603Н / ПР1603НБ)

Потребность рынка в невысокой скорости передачи данных, более надежном соединении в сетях LTE и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила шагнуть в сторону одних из передовых стандартов и приступить к изучению модулей 4-го поколения сотовой связи. У разработчиков аппаратуры есть разные потребности, например, в модуле 4G Cat. 1, который работает в сетях 2G/4G. Дополнение его различными комбинациями с модулями Bluetooth и ГНСС позволяет решать обширный круг задач. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 3).

ПР1603, ПР1603Б, ПР1603Н, ПР1603НБ — серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.1. Стандарт Cat.1, предназначенный для приложений M2M и IoT.

В соответствии со стандартом LTE Cat.1, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 5 Мбит/с и скорость нисходящего канала 10 Мбит/с. Стандарт GSM/GPRS/EDGE также поддерживается в полном объеме.

Серия модулей ПР1603 идеально подходит для случаев, когда не требуется высокая скорость передачи данных, но требуется стабильное и надежное подключение к сети LTE.

Модули серии ПР1603 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: промышленные контроллеры, POS, М2М телематика.


Рис. 3. Внешний вид и размеры модуля ПР1603НБ

Разработана серия модулей 4G LTE (Cat.4) (ПР1803/ПР1803Н на базе системы RTOS и ПР1803НЛ/ПН1803Н на базе операционной системы Linux)

Потребность рынка в передаче большого количества данных, более высоких скоростях и возможности объединения в одном модуле ряда технических решений позволила объединить все предыдущие технологии и разработать модуль 4-го поколения сотовой связи 4G Cat. 4, который работает в сетях 2G/3G/4G. Объединение технических решений в области GSM и ГНСС позволяют получить миниатюрный и комбинированный модуль. Внешний вид и габариты получились сравнимыми с иностранными аналогами (рис. 4).

ПР1803, ПР1803Н – серия модулей беспроводной связи на базе стандарта LTE Cat.4.

В соответствии со стандартом LTE Cat.4, модули могут поддерживать скорость восходящего канала до 50 Мбит/с и скорость нисходящего канала 150 Мбит/с. Стандарты UMTS (HSPA+/HSUPA) и GSM/GPRS/EDGE также поддерживаются модулями серии ПР1803.

Модули серии ПР1803 поддерживают сетевые протоколы TCP/IP, UDP/IP, HTTP/FTP.

Поддержка до пяти APN и до пяти сокетов, одновременно.

Поддержка двух SIM-карт.

Прием/передача голоса в цифровом стандарте VoLTE.

Основные области применения: роутеры, системы безопасности, POS, М2М телематика.


Рис. 4. Внешний вид и размеры модуля ПР1803Н

Линейка навигационных и телематических модулей развивается, появляются новые потребности, технические решения и спрос у заказчиков. Также разработаны модули: 2G+GNSS+BT, модуль BT 5,0 и модуль WiFi+BT. В планах есть развитие продуктовой линейки в таких направлениях как 4G Automotive, BT 5.3 (5.4), WiFi 6 (7) и, конечно, 5G + V2X (C-V2X).

«После ухода из РФ главных зарубежных инвесторов и телекоммуникационных вендоров о быстром появлении в стране сетей 5G можно забыть», — так считают, наверное, многие эксперты, но мы видим только открывающиеся возможности. Динамика рынка отображена на графике ниже (рис. 5). 


Рис. 5. Динамика рынка 5G

5G — дорогой стандарт, он требует строительства дорогих базовых станций, создания дорогой инфраструктуры. В этом вопросе бизнесу не справиться без государства. Однако недавние события изменили приоритеты на ближайшие несколько лет. Есть мнение, что сейчас фокус сместился на LTE. И это оправданно.

5G — больше про промышленное использование, технологии нового поколения и т. п. А для массового потребителя достаточно LTE. Современное оборудование — это не только «железо», но и ПО, которое требует обновления, гарантии и техподдержки производителя. Параллельный импорт, к сожалению, не решает этих вопросов в полном объеме, но тенденция адаптации купленных РИД позволяет в несколько этапов решать проблемы и создавать новое оборудование.

Считаю, что развитие промышленных сетей 5G в пилотных зонах, на предприятиях и в вузах — первый шаг к освоению технологии. Применение модулей у абонентов позволит прогонять трафик большого объема на высоких скоростях, что крайне важно для передачи видео и быстрого отклика, в частности для применения в антропоморфных роботах.

На «борту» каждого телематического устройства находится модем, который осуществляет передачу и прием данных, таким образом в «воздухе» много открытой информации, что может быть очень опасно для объектов и элементов критической инфраструктуры. Вопросы закрытия и шифрования информации являются важными и им уделяется много внимания.

Как можно делать доверенными как сим-карту, так и модем? Пример реализации на модеме изображен на слайде ниже (рис. 6).


Рис. 6. Пример применения DTLS ГОСТ

Таким образом, мы видим много перспектив развития модулей навигации, связи как уже разработанных, так и разрабатываемых. Пути решения проблем в части безопасности находятся на стадии их реализации. Совместная работа по отладке и доводке продукции — это тяжелый труд и большой путь, но я искренне верю в то, что мы сможем его все вместе пройти!

11.03.2024
Чикваркин Иван Борисович, начальник отдела разработки навигационно-связной аппаратуры АО «НИИМА «Прогресс», i.chikvarkin@i-progress.tech
Фото: НИИМА «Прогресс»; Midjourney

Мы рекомендуем:

Российская микроэлектроника может получить более 200 млрд рублей в 2024 году

«Без прорывных технологий и продуктов невозможно движение в будущее на уровне мировых лидеров»

«Без прорывных технологий и продуктов невозможно движение в будущее на уровне мировых лидеров»

«Безотходный» наноматериал предвещает революцию в передаче энергии

«Безотходный» наноматериал предвещает революцию в передаче энергии

«Без прорывных технологий и продуктов невозможно движение в будущее на уровне мировых лидеров»

«Без прорывных технологий и продуктов невозможно движение в будущее на уровне мировых лидеров»

«Безотходный» наноматериал предвещает революцию в передаче энергии

«Безотходный» наноматериал предвещает революцию в передаче энергии