Как работает связь в Арктике?

В проекте «Краткий гид по Арктике», подготовленном совместно c Сибирским федеральным университетом, мы рассказываем о ресурсном, биологическом и культурном разнообразии Российской Арктики.

В арктических регионах целесообразно использовать два варианта речевой связи. Первый — это классическая радиотелефонная связь, когда человек набирает номер телефона привычным нам способом через код города — например, «8-499» — и таким образом связывается с людьми в других городах и странах. Второй вариант организации речевой или голосовой коммуникации — это транкинговая связь — возможность срочного вызова через диспетчерскую службу. На предназначенных для этого абонентских устройствах есть специальная кнопка для вызова дежурного диспетчера. В случае экстренной ситуации человек может нажать на такую кнопку, и его вызов будет оперативно передан в определенную инстанцию. Такого типа абонентское оборудование используется, как правило, на территориях, где присутствует зона обслуживания —радиопокрытие транкинговой связи. Арктические районы в первую очередь относятся к таким территориям.

Для того чтобы успешно использовать радиотелефонную связь и необходимое покрытие на территории Арктики, нужно применять радиотехнологии, которые способны обеспечивать радиопокрытие радиусом 50 километров от каждой базовой станции. При этом каждая такая вышка выполняет функции ретранслятора: она принимает сигналы от одного абонентского устройства, обрабатывает их, выделяет из шумов, усиливает и передает на другое устройство.

При более детальном рассмотрении задача по организации телекоммуникаций в отдаленных арктических регионах, конечно, оказывается более сложной. Так, одна из важнейших частей этой задачи — организация и доставка каналов связи в арктические регионы. Без этого люди в лучшем случае смогут общаться только между собой. Такую доставку можно осуществить, например, с помощью системы спутниковой или тропосферной связи, которые станут ретрансляторами отправляемых сообщений. Все зависит от того, как далеко в Арктику необходимо продвинуться. Для тропосферной связи расстояние между двумя станциями не превышает, как правило, 200–250 киломеров. В том случае, если расстояние больше, придется использовать цепочку станций тропосферной связи, а условия эксплуатации, особенно для станций в центре этой цепочки, сложно будет назвать комфортными. Для систем спутниковой связи серьезных ограничений по расстоянию на поверхности Земли нет, но есть свои отрицательные стороны.

Стационарные спутники связи в Арктике видны под малыми углами над горизонтом. И чем дальше на север, тем меньше этот угол. Поэтому приходится использовать комплексный подход, в котором задействовано несколько технологических решений. Ученые рассматривают и тестируют оба этих варианта в качестве основы для построения магистральных линий связи.

У технологии тропосферной связи присутствуют довольно серьезные исторические корни. Изначально в 1970-е годы была выстроена система связи «Север», у которой был участок вдоль реки Енисей. Именно такими системами был сформирован практически единственный канал связи с Большой земли на север. В 1990-е годы она прекратила свое существование: развитие спутниковой связи и распад СССР привело к тому, что станции начали закрывать одну за другой. Последняя из тропосферных станций «Горизонт-М» прекратила свою работу в 2003 году.

Развитие космических технологий поставило под сомнение целесообразность использования тропосферных линий связи в таком масштабе — очень активно шли работы по развертыванию систем спутниковой связи с использованием стационарных спутников. Искусственные спутники — ретрансляторы — и наземные станции спутниковой связи получили новую элементную базу, и началась эпоха доминирования цифровых технологий. Упростились методы выведения спутников на геостационарную орбиту, улучшилась точность их позиционирования в точках стояния, что позволило многократно увеличить число доступных для использования стационарных спутников. Появилась возможность применять их даже с очень компактными антенными системами — 0,7–1,2 метра.

К сожалению, в большинстве районов Арктики до сих пор отсутствует телекоммуникация. С 2017 года в Норильск было проложено оптоволокно, однако с помощью этого волокна удалось организовать телекоммуникацию только в Норильском промышленном районе. Вся остальная территория Красноярского края, около 2 миллионов километров, пока очень слабо покрыта системами связи.

У людей, которые живут в таких отдаленных районах, есть несколько весьма ограниченных возможностей коммуникации, и все они связаны с использованием зарубежных систем. Это прежде всего американская система Iridium, трафик внутри которой стоит достаточно дорого, не говоря уже о вызовах во внешние сети. Большинство людей не могут себе позволить пользоваться такими технологиями на повседневном уровне. Также проводились эксперименты с использованием отечественной системы «Гонец», однако эта система передает только текстовые сообщения, а ее спутник находится над потребителем непостоянно. 

К настоящему времени на территории Красноярского края развернута опытная зона системы широкополосного радиодоступа, которая ориентирована в том числе и на освоение арктических территорий. Сейчас она содержит 12 базовых станций. В течение 2019 года опытная зона будет расширяться, охватывая широкополосной связью новые территории. Технологии спутниковой связи должны послужить той палочкой-выручалочкой, которая позволит доставить широкополосный радиодоступ в самые удаленные места, где проживают малочисленные народы, преодолевая расстояния и не позволяя этим людям считать себя оторванными от цивилизации.