Напередодні виставки DECT World 2025: про сучасний потенціал технології DECT NR+ на прикладі успішної співпраці Франції й Німеччини у галузі досліджень та розробок інноваційних рішень на базі DECT-2020 NR розповідають учасники семінару MERCI

Слово "DECT" у більшості з нас викликає …ну, максимум якісь спогади про дуже популярні колись домашні бездротові телефони. Втім це поняття охоплювало й охоплює не тільки одну лише телефонію, а цілий комплекс технологій, що дають змогу створювати найрізноманітніші комунікаційні рішення для найширшого спектра задач. За декілька ітерацій технології DECT накопичили величезний потенціал, котрий більш ніж переконливо демонструють сучасні системи на основі DECT NR+, принципово нової й на сьогодні найдосконалішої технології передачі радіосигналу.

Однією ж з найавторитетніших міжнародних організації, що наразі дуже активно розвиває й удосконалює DECT NR+, є безумовно франко-німецький консорціум MERCI. Фахівці MERCI з 2023 року займаються безпосередньо розробкою інноваційних рішень професійного рівня для приватних локальних мереж 5G на основі DECT-2020 NR (DECT NR+), а також інших рішень, що передбачають використання цієї технології.

За минулі два роки в рамках ініціатив MERCI успішно реалізована ціла низка нових проєктів, що демонструють широкі можливості DECT NR+ передусім у практичній площині. MERCI зокрема, як перший у світі дослідницький проєкт не-стільникового 5G-зв'язку, створив усі умови для тісної та дуже плідної співпраці між технічними спеціалістами підприємств, що працюють у сфері аудіо й розваг з їх колегами з сектору промислового Інтернету речей. І хоча сам проєкт MERCI планово завершений був минулого літа, його результати, що продемонстровані були на фінальному семінарі у центральному офісі компанії Sennheiser, продовжують привертати увагу фахівців з DECT у Європі та в усьому світі.

Доктор Андреас Вільчек, керівник консорціуму та керівник колективу німецьких фахівців, підсумовуючи період дослідницької діяльності MERCI, одним з найбільш проривних його результатів називає випуск у жовтні 2023 року компанією Nordic Semiconductor (асоційованим партнером MERCI) перших чипсетів та плат розробки для нових систем. А цьогоріч, всього через два роки на заключному семінарі проєкту спеціалісти MERCI продемонстрували весь спектр технологічних можливостей обладнання DECT NR+, що ефективно функціонує на основі саме тих початкових розробок. Це зокрема системи для автоматичного керування транспортними засобами і перша у світі система прямої трансляції об'єктноорієнтованого аудіо у MPEG-H та навіть повноцінних концертів. Тож нині DECT NR+ повною мірою відповідає не лише усім галузевим стандартам, а й найжорсткішим вимогам спеціалізованих аудіопроєктів, передусім за параметрами надійності та здатності забезпечувати стабільно низьку затримку у передачі сигналу.

"Втіленню у життя технології трансляції аудіо професійного ґатунку через мережі 5G передувало ціле десятиліття зосередженої дослідницької роботи великого колективу фахівців компанії Sennheiser, - розповідає Андреас Вільчек. - На жаль, майже всі результати тієї роботи й досі залишаються несвоєчасними з економічної чи з технічної точок зору, чи навіть з обох. Однак у проєкті MERCI з розвитку та удосконалення технології DECT NR+ справи пішли зовсім інакше. Ми, по-перше, продемонстрували й довели актуальність та вигідність DECT NR+, як ефективного рішення цілої низки задач, а по-друге, новими розробками на основі DECT NR+ значно розширили та оптимізували колекцію DECT-систем нашої компанії".

Учасники заключного семінару проєкту MERCI (зліва направо): д-р Вальтер Маттаух з Федерального міністерства економіки та захисту клімату, д-р Андреас Вільчек, генеральний керівник консорціуму та керівник колективу німецьких фахівців MERCI, Єнс Пільц, проєкт-менеджер MERCI, Жан Ауттерс, керівник колективу французьких фахівців MERCI, та д-р Анне Пелег-Рисаві, представник з німецької проєктної агенції DLR-PT

"Секрет видатного потенціалу DECT NR+ полягає в тому, що сама по собі технологія DECT NR+ - це абсолютно новий стандарт, - підкреслює проєкт-менеджер MERCI Єнс Пільц. - Усі попередні ітерації DECT, включно з DECT Evolution були фактично спробами якось адаптувати DECT до певних задач, втім через необхідність сумісності ніяк не змінювали і не удосконалювали саму базову технологію. На відміну від усіх попередніх рішень DECT NR+ починає саме з бази і не потребує більше зворотної сумісності зі старим обладнанням, а обмежується лише співіснуванням з ним. Довести ж до готовності DECT NR+ вдалося так швидко, бо для цього стандарту з самого початку відкритий доступ до досить ексклюзивного частотного діапазону DECT 1.9 ГГц, де функціонують навіть такі чутливі програми, як системи управління роботами".

Спікерами на семінарі MERCI виступили доктор Вальтер Маттаух, відповідальний за розвиток цифрових технологій у Міністерстві економіки та боротьби зі зміною клімату ФРН, Єнс Пільц та Жан Ауттерс, керівник колективу французьких фахівців MERCI. У своїх доповідях вони докладно розповіли про увесь процес розробки технології DECT NR+ від самого його початку і до сьогодні. Із завершальною доповіддю виступив Юссі Нуміннен, голова ETSI TC DECT, котрий запросив усіх учасників заходу ознайомитися з демонстраційними версіями останніх розробок MERCI.

Плати системи DECT NR+ виробництва Nordic Semiconductor у роботі

Нові можливості для приватних 5G-мереж

Навіть така попередня демонстрація DECT NR+ у реальній робочих прототипах дає повну уяву насамперед про ключову перевагу нової технології. У порівнянні з типовими на сьогодні мережами 5G на основі технології 3GPP, котрі, як відомо, створюють численні проблеми у плані продуктивності роботи, вартості сервісів та прав володіння, нова мережа 5G на базі DECT NR+ не лише працює продуктивніше, але й повністю усуває конфлікт між IT- (інформаційні технології) та OT- (операційні технології) складовими бізнесу. Простіше кажучи, DECT NR+ - це рішення, що надає можливість буквально кожному мати приватну 5G і користуватися нею абсолютно вільно, навіть за дуже щільного сусідства з іншими такими мережами, та без надмірних витрат чи будь-яких інших ускладнень для бізнесу.

Більш того, оскільки у галузі промислових систем зв'язку життєві цикли обладнання досить тривалі (у порівняння з апаратурою споживчого класу), зокрема й через висотку вартість виробничих ліній (і тому бездротові та мережеві технології нового покоління почали впроваджуватися у серійне виробництво лише нещодавно), технологія DECT NR+ на ринок виходить дуже вчасно.

"Серед інших, найбільш значущих переваг 5G на базі DECT NR+ - можливість організовувати компактні модульні мережі. Відповідно, й компанії-виробники обладнання мають змогу випускати дешевші й технологічно простіші системи, - пояснює Матіас Боге, доктор технічних наук та генеральний директор компанії R3 Solutions GmbH. - Приміром, якщо мережа 3GPP зі старту потребує декілька тисяч євро початкових інвестицій у складне й дороге обладнання, то комплект плат DECT NR+ коштуватиме лише кілька сотень. Та сьогодні це щось на кшталт бою Давида й Голіафа. З одного боку - великі телекомунікаційні компанії зі своїм стандартом 3GPP і численною апаратурою, а з другого - стандарт DECT NR+ з маленькими, та значно потужнішими платами, котрий до того ж підтримує вже вся Європа. І я дуже задоволений, що ми нарешті отримали цю дивовижну технологію".

Фахівці R3 Solutions та Götting розробили автомобільні комбіновані сканер і камеру, що взаємодіють у мережі DECT NR+

У рамках одного з експериментів спеціалісти компанії R3 Solutions та Götting інтегрували стандартний протокол DECT NR+ у застосунок, через котрий сканер взаємодіє з шасі камери, що автоматично обертається навколо актора, коли той рухається сценою. На сучасному ж автоматизованому виробництві аналогічний сканер може, наприклад, зупиняти машину, коли людина виходить із заздалегідь визначеної зони, або в межах визначеної зони надійно керувати одразу кількома невеликими платформами (замість кількох сканерів на кожній платформі, як це робиться сьогодні).

"Між іншим, у цьому проєкті не брала участь жодна з великих телекомунікаційних компаній. Учасниками були виключно малі й середні фірми, котрі активно працюють із європейськими технологіями та успішно розвивають на їх основі дійсно інноваційні рішення, за котрими навіть ми у наших проєктах не завжди встигаємо", - наголошує Єнс Пільц.

Перша у світі демо-станція ATEME для передачі об'єктноорієнтованого аудіо: на екрані – живий виступ групи та елементи керування для компонування аудіооб'єктів

Представники компанії ATEME на чолі з Жаном Ауттерсом продемонстрували в роботі унікальну систему імерсивного звучання, у котрій вперше у світі на основі DECT NR+ реалізована передача об'єктноорієнтованого аудіо у MPEG-H. Аудіосигнал, що його просто на сцені Sennheiser у форматі живого музичного концерту генерувала група Sonic Crusaders, через бездротову мережу й DECT NR+ передавався спочатку на консоль звукорежисера, а з неї - на віртуальний пристрій, користувач котрого має змогу як перекомпоновувати окремі аудіооб'єкти музичних композицій (вокал соліста, звучання клавішних тощо), так і на свій смак змінювати акценти звучання, спрямованість, висоту та інші параметри.

Передача аудіосигналу з мікрофона та клавіатури на консоль звукорежисера через мережу DECT NR+

"Так, це лише перша робоча версія DECT NR+. Втім, як свідчать реальні результати наших досліджень та експериментів, навіть у нинішньому своєму стані ця технологія вражає ефективністю і продуктивністю. Наступним же етапом її розвитку буде мініатюризація й інтеграція демонстраційних плат у системні модулі, що інтегруватимуться вже у нові серійні системи. Крім того, ми також розпочинаємо роботу з іншими виробниками плат, оскільки за сучасними виробничими стандартами їх обов'язково має бути більше одного", - додає Єнс Пільц.

Представники Університету прикладних наук Остфалії та Технічного університету Картахени (фахівці останнього вже встигли розробити й виготовити мініатюрні друковані плати DECT NR+)

Нові рішення для керування частотним діапазоном

Представники Університету прикладних наук Остфалії продемонстрували, як можна оцифрувати й автоматизувати процес взаємодії між службою розподілу частот регулюючого державного органу та користувачами бездротових систем, зокрема й тих, що працюють через DECT NR+. Робочий прототип нової системи дає змогу користувачеві бездротової апаратури ще на етапі планування заходу просто вказати на інтерактивній карті потрібну локацію, а також дату й час заходу. Контролюючий орган, зі свого боку, може відразу ж надати офіційне рішення на кожен конкретний такий запит, що значно спрощує та прискорює роботу RF-менеджерів усіх учасників заходу.

Університет прикладних наук Остфалії представив нове рішення для взаємодії між службою розподілу частот регулюючого державного органу та користувачами бездротових систем

Розумний облік даних з DECT NR+

Компанія Wirepas, що спеціалізується на IoT-додатках, продемонструвала технологію бездротової мережі на базі DECT NR+, яка надає величезну допомогу компаніям-операторам у вирішенні будь-яких задач з "розумного" обліку даних, передусім у густонаселених регіонах.

Смарт-система Wirepas для обліку даних

Технічний університет Картахени окрім розробки власних мініатюрних плат DECT NR+ також долучився до роботи з удосконалення функціоналу mesh-мережі та смартсистеми. Представники Університету показали компактний датчик вібрації для дистанційного моніторингу стану об'єкта.

Програмно кероване радіо

Інститут комунікаційних технологій Ганноверського університету імені Лейбніца (LUH) продемонстрував програмно керовану радіосистему, що здатна передавати дані в діапазоні від 3.8 до 4.2 ГГц, тобто у смузі частот, що сьогодні у Європі планується (плани у процесі обговорення) для приватних мереж. Рішення також наочно доводить, що технологія DECT NR+ прекрасно функціонує і поза межами діапазону 1.9 ГГц.

Демоверсія програмно керованої радіосистеми LUH, що здатна передавати дані в діапазоні від 3.8 до 4.2 ГГц

Що ж до безпеки даних, то у новій системі LUH всі вони можуть бути зашифровані на різних рівнях, розкриваючи лише "відправника" та "адресата".

"У найближчому майбутньому будь-які пристрої з підтримкою DECT NR+ матимуть режим пакетної передачі даних. Скажімо, система освітлення пересилатиме аудіодані. Таким чином значна кількість невеликих мереж зможе контактувати одна з одною чи об'єднуватися, а дані в них будуть зашифровані й надійно захищені", - уточнює Єнс.

Фахівці Інституту комунікаційних технологій Ганноверського університету імені Лейбніца також вже вивчають перспективи й особливості взаємодії локальних мереж DECT NR+ з великими мережами 5G через мобільні мережі 3GPP. За даними науковців, оскільки DECT NR+ наразі є альтернативною або додатковою технологією для мереж з доступом по радіоканалу, мобільні мережі 3GPP потенційно можуть використовуватися для розширення покриття DECT NR+ за межі визначеної локальної мережі.

Додамо також, що семінар MERCI і зокрема демонстраційна його частина спеціально проводився у справжньому промисловому середовищі, всі учасники отримали унікальну нагоду переконатися, що DECT NR+ з DECT-апаратурою попередніх ітерацій технології співіснує без найменших ускладнень. Навіть з урахуванням того, що відповідно до вимог стандарту DECT, усі пристрої DECT у мережі постійно сканують свої частоти в пошуках інших користувачів та задіюють такі функції, як перемикання частоти для передачі на вільній частоті.

Локальний і глобальний медіа- та музичний продакшн через DECT NR+

На основі тестової плати, розробленої фахівцями компанії RFmondial у рамках проєкту MERCI, інженери Sennheiser сконструювали бездротовий мікрофон DECT NR+. І хоча перший робочий комплект з передавача й приймача DECT NR+ наразі працює майже як звичайний бездротовий УВЧ-мікрофон, просто в іншому частотному діапазоні, до приймача DECT NR+ було підключено мобільний модем, що створює шлюз в інтернет через загальнодоступну стільникову мережу. А це інноваційне рішення, навіть у такому, технічно ще недосконалому варіанті дає змогу без проблем зберігати локальний аудіосигнал у хмарі. А оскільки він доступний через інтернет, аудіофайл можна редагувати звідки завгодно.

RFmondial та Sennheiser продемонстрували бездротовий мікрофон DECT NR+ та функцію завантаження аудіофайлів у хмару через мобільний модем з можливістю подальшої їх обробки та редагування

Ще одним потенційним варіантом застосуванням цієї розробки є звукорежисура у дистанційному режимі. Тобто, коли звукорежисер підключається до концерту чи репетиціях музичного гурту дистанційно просто зі свого ноутбука або смартфона і через канал зворотного зв'язку у хмарі професійно коригує звук. Такий робочий сетап, як зазначають фахівці, також є чи не ідеальною реалізацією концепції "DSP as a service" (DSP як послуга), адже дає змогу обробляти аудіофайли з оптимізацією та адаптацією рівнів.

"Обидві бездротові технології ми плануємо якомога повніше задіювати там, де вони найбільш ефективні для їх кінцевих користувачів саме зараз: DECT NR+ - там, де потрібна наднизька затримка сигналу, а мобільний зв'язок - скрізь, де потрібний передусім якісний канал доступу до Інтернету", - уточнює Єнс Пільц.

Ну а завершив семінар MERCI музичний гурт Sonic Crusaders, котрий зі сцени Sennheiser знову потішив учасників та гостей заходу невеличким концертом зі своїх найкращих хітів.

Американський гурт Sonic Crusaders не лише допоміг продемонструвати переваги технології DECT NR+ і зокрема передачу об'єктноорієнтованого аудіо у MPEG-H, а й завершив семінар захоплюючим мініконцертом

Більш докладно про всі переваги технології DECT NR+ та про подальший розвиток і реалізацію результатів дослідницької роботи MERCI, представники проєкту розкажуть на виставці DECT World 2025 у Мюнхені у листопаді. Тож слідкуйте за нашими наступними публікаціями.

Проєкт MERCI

Проєкт MERCI (скорочено від Media and Event production via Resilient Communication on IoT Infrastructure, тобто медіа- й івент-продакшн в інфраструктурі IoT через стійкий до збоїв зв'язок) фінансується спільно Федеральним міністерством економіки та клімату Німеччини, Міністерством економіки та фінансів Франції (MEFR) та банком bpi France. Основною метою MERCI є розробка інноваційних рішень для приватних мереж 5G на базі DECT-2020 NR або з їх використанням. Ця мета успішно досягається співпрацею між компаніями, що працюють у галузі медіа й розваг, а отже створюють і поширюють контент, та компаніями, що спеціалізуються на розробці й виготовленні систем для промислового Інтернету речей. Бізнес в обох цих галузях має схожі потреби й інтереси і, як показує практика, успішно співіснує чи навіть працює як єдине ціле. Офіційними партнерами консорціуму MERCI є зокрема компанії ATEME, RFmondial, R3 Solutions, Sennheiser, Vitec і Wirepas, а також Ганноверський університет імені Готфріда Вільгельма Лейбніца і Університету прикладних наук Остфалії. Серед асоційованих партнерів - Bayerischer Rundfunk, Bundesnetzagentur, DECT forum, Götting та Nordic Semiconductor.

https://franco-german-5g-ecosystem.eu/merci/
https://www.merci-5g.eu/

Технологія DECT NR+

DECT-2020 NR є офіційно визнаним ITU-R (Сектор радіозв'язку Міжнародної спілки електрозв'язку) міжнародним стандартом зв'язку IMT-2020 (5G) для URLLC (наднадійний зв'язок з низькою затримкою)та mMTC (масовий міжмашинний зв'язок), що забезпечує надійний широкосмуговий зв'язок. Як відкритий стандарт ETSI, що повною мірою відповідаю концепції подальшого розвитку 5G/6G, DECT-2020 NR сьогодні вважається однією з ключових рушійних сил, що мають потенціал для значного зміцнення економічного та технологічного суверенітету Європи. DECT-2020 NR буквально кожному надає можливість вільно користуватися приватними мережами 5G, навіть за дуже щільного їх сусідства, без будь-яких юридичних чи економічних обтяжень. Таким чином за рахунок швидкого впровадження нових, технічно більш простих, надійних та високорентабельних комунікаційних рішень сприятиме зростанню продуктивності бізнесу та загалом розвитку ключових галузей європейської промисловості. І проєкт MERCI покликаний сприяти цьому якомога дієвіше та ефективніше.