Дешевый интернет посредством газовых труб

Российские изобретатели из ЗАО "Национальное РадиоТехническое Бюро" нашли новый простой и дешевый способ передачи информации на большие расстояния (на 100-150 км), а именно — по сетям трубопроводов различного назначения (газо-, нефте- и водопроводам).

На сегодня уже известны способы передачи информации в системах связи, в которых поступающую от источника информацию, например речевую, телеметрическую, преобразуют в электрический сигнал, этот сигнал вводят в линию связи, в качестве которой используют коаксиальные магистральные кабели, линии электропередач внутри шахт, силовые и телефонные кабели, по тросу из скважины или по грозовым тросам линий электропередач. Далее транспортируют по линии связи, принимают сигнал, выделяют его из помех, усиливают, ретранслируют при необходимости, преобразуют в выходной сигнал в удобную для потребителя форму.

Перечисленные методы связи используются на коротких линий связи, преимущественно, для передачи ведомственной информации. Аналогичные способы передач информации, в основном ведомственной, применяются в системах связи, использующих магистральные линии электропередач, в которых сложной задачей является отфильтровка мощного 50-герцового силового сигнала.

Для связи на большие расстояния сейчас используют радиоэлектронику, оптоволоконные кабели и телефонные линии.

Недостатком этого способа связи является то, что он ориентирован на систему радиосвязи и предусматривает использование в качестве линий связи только пространство между передающей и приемной антеннами, а также проводные (кабельные), волноводные и световодные линии связи. А сооружение и эксплуатация линий большой протяженности является сложным и дорогостоящим мероприятием.

Поэтому уже давно витают идеи, а как бы использовать радиоточки или, например, линии электросвязи, чтобы по ним пустить Интернет потребителю? Что-то подобное со связью через линии электропередач (когда потребитель подключается через обычные розетки) уже тестируется в РАО ЕЭС. Но для реализации этой программы нужно встраивать дорогостоящее оборудование по трансформации сигналов, идущих по проводам, а также потребителю необходимо будет покупать специальные устройства, которые позволяли бы компьютеру подключаться к сети через розетку.

Группа российских изобретателей: Никитин Вячеслав Андреевич, Панов Владимир Петрович и Приходько Виктор Владимирович решили найти более дешевый путь и реанимировать идею о связи по газопроводу, когда-то предложенную еще в советское время (В.Т. Сергованцев, В. А. Артемов, К.А. Конев и др. "Газопровод как канал связи в системах телемеханики". М.: Недра. 1984, гл. 1, с.4-7).

В этом способе в качестве линии связи используется цепь труба-земля (двухпроводная линия, одним проводом которой является труба газопровода, покрытая изоляцией, а другим — земля), по которой транспортируют электрический сигнал.

Применение способа передачи информации с использованием газопроводов, как готовых каналов связи большой протяженности, сеть которых покрывает всю Россию, в том числе северные и горные районы, тундры, болота и т.п. имеет большое значение и преимущество, особенно теперь, когда идет широкое распространение сети Интернет в российской глубинке. Тот прежний способ был предназначен в основном для организации ведомственной централизованной передачи данных, технического обслуживания средств управления и контроля линейной части магистральных газопроводов. Тогда в России просто никому не было дела и почти никто не знал о существовании Интернета, чтобы задуматься о более глобальной связи.

"Недостатком, препятствующем тому способу распространить связь на большие расстояния было то, что в нем в качестве линии связи можно использовать только трубопровод подземного заложения, в то время как существуют линии газопровода большой протяженности наземного расположения (в основном в наших северных районах, на Аляске, в пустынях и т.п.), для которых этот способ неприменим", говорят авторы, разработавшие новый метод связи. "Кроме того, нарушение и старение изоляции порождает как утечки тока, так и влияние блуждающих токов на сигнал; сам подземный трубопровод является электрохимической системой, находящейся под действием потенциала катодной защиты и естественного потенциала трубы по отношению к земле, что также усложняет передачу сигнала. И этот способ пригоден только для передачи сигнала низкочастотного диапазона от 3 до 1000 Гц (в зависимости от состояния изоляции и проводимости грунта для 3 Гц дальность передачи сигнала без ретрансляции составляет 10-60 км, для 1000 Гц — 1-5 км), что существенно ограничивает его применение."

Никитин, Панов и Приходько решили доработать этот метод и развить его на уровне связи на большие расстояния.

Им удалось увеличить технико-экономическую эффективность передачи информации при использовании трубопровода газопровода (нефтепровода) в качестве линии связи благодаря возможности передачи сигнала по трубопроводу любого исполнения — подземного, насыпного заложения или подводного и надземного расположения, увеличению дальности передачи без промежуточного усиления сигнала, исключению зависимости качества передачи от состояния изоляции, переходу на более широкий диапазон частот, расширению области применения и расширению арсенала технических средств передачи информации.

Отличительная особенность их метода заключается в передаче сигнала информации не по двухпроводной (труба-земля), а по однопроводной линии (труба). В известном вышеупомянутом способе этого сделать нельзя, поскольку по линии связи передается электрический сигнал. В новом методе связи сигнал преобразуют в форму, пригодную для ввода и передачи по такой линии связи, а именно в переменное магнитное поле, пригодное для передачи сигнала в виде переменного магнитного потока по однопроводной линии (трубе), выполненной из ферромагнитного материала (трубной стали), являющейся магнитной цепью, направляющей магнитный поток по назначенному пути.

Помимо этого, перед вводом в линию, выполненную в виде трубопровода, преимущественно, газопровода или нефтепровода, из ферромагнитного материала переменный электрический сигнал в виде переменного электрического тока пропускают через входную индуктивность и создают переменное магнитное поле, пригодное для передачи сигнала по указанной ферромагнитной линии связи. Затем воздействуют им на ферромагнитную линию связи, при транспортировке сигнал индуктивно трансформируют по ферромагнитной линии связи. В месте приема сигнала воздействуют переменным, дошедшим до места приема магнитным полем на выходную индуктивность, взаимно индуктивно связанную по ферромагнитной линии связи с входной индуктивностью, а сигнал принимают с выходной индуктивности.

Также при необходимости ретрансляции по крайней мере части сигнала его после выделения из помех и усиления преобразуют, вводят в ферромагнитную линию связи, транспортируют и принимают сигнал в соответствии с действиями. осуществляемыми при передаче сигнала информации. При этом сигнал ретранслируют необходимое число раз по длине трубопровода таким же образом.

Кроме того, сигнал транспортируют с одной станции перекачки газа или нефти на другую станцию перекачки и ретранслируют его на этих же станциях.

Применение по данному способу уже имеющихся линий связи — трубопроводов газопроводов или нефтепроводов — дает значительную экономию средств при создании систем связи, поскольку отпадает необходимость в сооружении линий связи.

Например, как сообщают авторы нового метода, сейчас прокладка 1 км волоконно-оптического (световодного) кабеля стоит 5000 долларов без учета сопутствующего оборудования. Радиорелейная связь с дальностью действия 40 км обходится в 20000 долларов, стоимость сооружения мачты обходится в 1000 долларов на 1 м высоты, в среднем применяют мачты 30-40 м высоты. Стоимость радиорелейной связи на 100 км составит приблизительно 80000 долларов. Стоимость эксплуатации линий связи составляет 5-10% в год от стоимости сооружения.

По сравнению с этими способами, новый предложенный метод связи по трубопроводу, пригоден для передачи информации не только по трубопроводам подземного заложения, но и для трубопровода надземной, подводной и насыпной установки. А на передачу информации не влияют состояние изоляции трубопровода, расширяется диапазон частот передачи.

Оценки авторов метода показывают, что по заявляемому способу передача информационного сигнала без промежуточного усиления возможна на 100-150 км, при современных средствах приема, которые позволяют выделять сигналы мощностью 10-12 Вт.

А если развить сеть на базе отдельных участков такой связи, то появится возможность дешево и быстро подключать к Интернету даже самые отдаленные уголки России, где кроме электричества и газо- и нефтепроводов больше нет никаких коммуникаций.

SciTecLibrary