Холодный кабель: есть ли связь в Арктике
Развить Арктику без линии связи невозможно
Фото: arctic-club.com
Современная Арктика – это целый народнохозяйственный комплекс, функционирующий в круглосуточном режиме и приносящий колоссальные доходы стране. Но его работа невозможна без слаженного взаимодействия ряда компонентов, одним из которых являются системы связи. Связь – это, можно сказать, кровь Арктики. С ее помощью спасают терпящих бедствие людей и суда, обеспечивается обороноспособность северных рубежей страны, полноценная работа государственных и коммерческих структур, проводятся научные исследования, ведется мониторинг экологической обстановки и многое другое.
В Арктической Зоне Российской Федерации (АЗРФ), связь, к сожалению, пока есть далеко не везде. Несмотря на то, что ее территория составляет примерно 10 миллионов квадратных километров, современная телекоммуникационная инфраструктура есть только в таких городах, как Норильск, Якутск, Магадан, Архангельск, Мурманск, на остальных территориях она практически отсутствует.
«Развить Арктику без линии связи невозможно. Не будет навигации, обработки big data, поступающей благодаря исследованиям и мониторингу Арктики, не будет исследований. Линии связи в Арктике предоставят человечеству огромный пласт знаний о регионе в режиме онлайн», – говорит руководитель направления Data Science компании First Line Software Геннадий Носенко.
На государственном уровне исправить положение пытались еще в начале 2000-х: тогда началось создание российской оптической трансарктической подводной кабельной системы (R.O.T.A.C.S.), она должна была связать Северную Европу и Восточную Азию подводным оптико-волоконным кабелем через арктические моря. Но в 2013 году проект был свернут, затем его пытались возобновить, но безуспешно. Поэтому до недавнего времени связью в АЗРФ занимались частные компании, делавшие это для удовлетворения своих собственных потребностей. В 2017 году «Норильский никель» проложил оптоволоконную линию связи из Нового Уренгоя в Норильск. В январе 2019 года компания «Вымпелком» обеспечила связью стандарта 4G/LTE ОАО «Ямал СПГ», а также поселки Сабетта и Сеяха в Ямало-Ненецком автономном округе, построив радиорелейную линию длиной 420 километров.
Фото: svyaz.transneft.ru
Разный сигнал по разным линиям
Сейчас ситуация стала потихоньку меняться. Возобновление освоения колоссального потенциала АЗРФ, в котором серьезную роль будут играть цифровые технологии, диктует необходимость системного подхода в развитии телекоммуникационной инфраструктуры. Количество видов связи при этом не ограничено, поскольку каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, дополняя при этом друг друга в случае необходимости.
В советский период в Арктике возникла и стала развиваться система коротковолновой связи. Сохранилась она и сейчас. Пока ее применяют, главным образом, государственные структуры: МЧС, МВД, пограничники, военные, спасатели, РЖД и другие. Но в скором времени ей смогут воспользоваться и гражданские: специально для Арктики компания «Ратем» разработала КСС – Комплексную систему связи – сеть передатчиков, работающих на коротких волнах, с помощью которых можно будет звонить, отслеживать местоположение, обмениваться файлами, короткими и голосовыми сообщениями и аварийными оповещениями, вести переписку по электронной почте. Сейчас отдельные элементы системы проходят испытания в республике Коми. Серьезным недостатком КВ-связи является ее зависимость от погодных условий: известно, что на Северный и Южный полюса Земли оказывают негативное влияние магнитные бури, часто возникающие на Солнце. Они, в свою очередь, приводят к сильной ионизации атмосферы Земли, особенно в приполярных широтах. В такие периоды последняя уже не отражает, а поглощает короткие радиоволны, создавая серьезные помехи работе радиостанций.
В определенной степени, эта проблема решается использованием оптоволоконных кабелей. Российские компании «Ростелеком» и «ТрансТелеКом» уже ведут прокладку волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Они защищены, безопасны, не подвержены влиянию погодных условий, а также намного дешевле в эксплуатации. До 2022 года ВОЛС должны появиться на Чукотке. Проектом предусматривается прокладка двух линий связи: сухопутной (Омсукчан – Песчанка – Билибино – Певек) и подводной (из Петропавловска-Камчатского до Анадыря). Общая протяженность наземной ВОЛС – 1 400 км, длина подводной составит 2 260 километров. В случае успеха, доступ к Интернету и другие цифровые блага получат 32000 человек.
Фото: Keystone Press Agency, Global Look Press
Оптический кабель можно прокладывать и по океаническому дну. Сейчас компания «Супертел ДАЛС» реализует проект «Северное сияние» по прокладке по арктическому дну современных оптоволоконных линий связи от Финляндии до Китая по маршрутам Северного морского пути. Первая линия будет иметь протяженность 900 км. Этот масштабный проект полностью российский: начиная от деталей на всех участках и заканчивая программно-аппаратным комплексом. На ПМЭФ-2019 компании «МегаФон» и финский инфраструктурный оператор Cinia Oy объявили о создании международного консорциума для строительства первого трансарктического океанического оптоволоконного маршрута Хельсинки – Токио, который будет проходить по дну Северного Ледовитого океана. Длина нового канала связи – 10 600 км, скорость передачи данных – 66 терабайт в секунду. Однако здесь есть нюансы: в морском варианте прокладки кабеля он будет выходить на сушу всего в нескольких точках, оттуда его можно будет дотянуть в населенные пункты на расстоянии 50–100 км. Но прокладывать его дальше, например в отдаленные районы Якутии, по мнению экспертов, уже будет экономически невыгодно. Что касается подземного, то тут его прокладку могут сильно затруднить природные условия, вроде вечной мерзлоты и ландшафта.
«В каких-то районах вполне можно укладывать оптику прямо в ягель, тонкий бронированный кабель во мху утонет и там останется. Где-то в условиях изрезанной береговой линии, с руслами северных рек, оптику прокладывать проблематично», – отмечает независимый эксперт Алексей Шалагинов.
Кроме того, оба варианта очень затратны с точки зрения финансов.
Очень хорошо могут проявить себя новейшие системы спутниковой связи. Сейчас у России есть группировка телекоммуникационных спутников, находящихся на геостационарной орбите (ГСО). Но их лучи накрывают Землю по касательной, предельная широта для них – 76 градусов. Поэтому до многих регионов АЗРФ сигнал со спутников на ГСО попросту не доходит, оставляя без связи и Северный морской путь. Системы Globalstar и Inmarsat также не работают выше 70 градусов северной широты. Голосовую связь обеспечивает Iridium, но она работает неустойчиво.
Фото: twitter.com
Изменить сложившуюся ситуацию должна новейшая отечественная система спутниковой связи «Экспресс-РВ», которая заработает с 2024 года. Четыре космических аппарата будут выведены на высокоэллиптические орбиты, что по замыслу ее разработчиков из ФГУП «Космическая связь» позволит на 100% покрыть всю территорию РФ, в том числе Арктическую зону и Северный морской путь.
«Концептуально для современного потребителя система «Экспресс-РВ» будет незначительно отличаться от систем на геостационарной орбите. Используются те же диапазоны частот и похожие платформы космических аппаратов. Отличие в том, что появляется возможность обеспечить связью любой движущийся объект в любой точке Российской Федерации, включая акватории омывающих ее морей и арктический регион», – говорит Евгений Буйдинов, Заместитель генерального директора по развитию и эксплуатации систем связи ФГУП «Космическая связь».
Специально для удаленных северных районов разрабатывается низкоорбитальная спутниковая система «Скиф», предназначенная для обеспечения интернетом со скоростью до 15 Гбит/с. В период с 2021 по 2022 год ГК «Роскосмос» планирует запустить пять аппаратов с радиолокационной аппаратурой: аппарат «Обзор-Р», два метеорологических аппарата «Метеор-М» и два аппарата «Кондор-ФКА». Их главной задачей будет обеспечивать информацией Севморпуть. Но спутники обходятся очень дорого и имеют слабую помехозащищенность.
Фото: ЯСИА
Новое и хорошо забытое старое
Кроме традиционных спутников, КВ-станций и ВОЛС, есть и новейшие разработки. В 2019 году группа специалистов из Санкт-Петербургского политехнического университета под руководством профессора Сергея Макарова, предложила использовать метеорную связь, рассчитанную на применение в приполярных регионах. Принцип работы таков: радиоволны отражаются от ионизированных следов в атмосфере, которые образуются при сгорании мелких метеоров. Передача информации происходит в короткие промежутки времени – около 0,5 секунды, после чего след распадается и нужно ждать пролета следующего метеора. В день фиксируется около 700 метеорных потоков с интервалом в 40 секунд. Как считают университетские ученые, таким образом можно передавать текстовые и голосовые сообщения. В отличие от КВ-станций и спутников, метеорная связь не подвержена влиянию погоды и не требует серьезных затрат.
«Данный вид связи вполне может заменить резервные радиоканалы передачи информации на промышленных объектах Крайнего Севера. В случае успешного проведения промышленных испытаний и подтверждения требуемых технических характеристик, устройства для передачи сообщений с помощью метеорной связи могут значительно повысить безопасность работ в Арктике и расширить возможности по ее освоению», – говорит директор Политехнической школы ТюмГУ Михаил Писарев.
Для военных и гражданских нужд может быть использована тропосферная связь, широко применявшаяся на Севере в советское время. Это вид передачи информации, использующий явления отражения, рефракции электромагнитной волны тропосферой. Стиль распространения волны определён частотой. Сигнал передается по дециметровым и сантиметровым диапазонам. Сейчас про этот вид связи вспомнили. Так, на международном военно-техническом форуме «Армия-2020» была продемонстрирована малогабаритная система тропосферной связи «Гроза», которая способна обеспечить помехозащищенную передачу данных со скоростью до 50 Мбит/с без прямой видимости между антенными постами. «Гроза» предназначена для быстрого развертывания в удаленных районах, местах чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий.
Все вышеизложенное четко показывает, что руководство страны осознает необходимость развития телекоммуникаций на русском Севере и делает все возможное для этого. К тому же не за горами появление новых видов связи, основанных на совершенно других принципах, чем существующие, которые также найдут свое применение. Идет большая и серьезная работа, так что Арктика без связи не останется.
***
Максим Майоров, специально для GoArctic
