Подводная связь по-русски: интервью Алексея Алясьева, «ХайТэк» (IVA Tech)

Данный текст — обработанная расшифровка видео-интервью, опубликованного на YouTube-канале Content Review.

Привет, сегодня мы поговорим о подводной связи. Тема очень интересная, объёмная, а разобраться в ней нам поможет Алексей Алясьев, заместитель генерального директора компании «ХайТэк».

- Алексей, здравствуйте, расскажите, откуда вы и с чем пришли.

- Меня зовут Алексей, заместитель генерального директора компании «ХайТэк». Я хотел бы рассказать о нашей разработке. Это достаточно интересное изделие -комплекс подводной радиосвязи. И я уверен, что про связь вам много что рассказывали, но про подводную связь не так часто услышишь, поэтому я могу рассказать подробнее.

- Давайте начнём с главного — зачем под водой нам какая-то особая связь?

- Смотрите, мы занимаемся проектом уже больше пяти лет и в последние десять лет средства связи шагнули очень далеко вперед, и вообще связь стала для нас нормой жизни. Планета у нас большая, океан занимает её большую часть, и есть такое физическое свойство: радиосвязь под водой не распространяется, поэтому под водой привычной нам связи нет. Ещё с конца 19 века под водой использовали связь, так как там работают водолазы, люди, которые обслуживают инженерную инфраструктуру, корабли и многое другое, но связи там нет. Поэтому раньше использовали простейшую кабельную телефонную связь. И сто лет это был единственный вариант для подводной работы.

Во времена Второй мировой войны радиосвязь использовалась везде, но под водой этой истории не было. Была единственная система сверхдлинных волн — это огромные передатчики размером с футбольное поле. С тех пор далеко это не ушло, радиосвязь примерно так и работает. Огромное антенны, мегаватты мощности, а доходили лишь маленькие пакеты данных. Инженерные объекты, задачи, выполняемые аквалангистами и военными водолазами, усложнялись, и кабель для этого не подходил. Под водой вообще сложно, опасно, и без связи нельзя гарантировать безопасность. Поэтому были большие усилия по разработке комплексов беспроводной связи.

Самый известный, распространённый вид связи — это гидроакустическая связь, ультразвук. Особенность распространения звуковых волн в воде в том, что скорость распространения в 5-6 раз выше, чем на воздухе, примерно полтора километра в секунду, поэтому и затухание не такое сильное, как на воздухе. Но при этом, если на воздухе мы можем крикнуть и нас за углом услышат, под водой есть преграды, а звуковая волна не так хорошо переотражается. Соответственно большинство видов связи под водой работают только в пределах прямой видимости.

Плюс, есть ещё много особенностей, связанных с самой водой. Вода в море, реке имеет разную плотность, температуру, примеси, которые могут ухудшить или прекратить распространения звуковой волны. Несмотря на все плюсы, нельзя позвонить из-под воды наверх, ты можешь остаться без связи со своим партнёром на расстоянии пяти метров, потому что разная плотность, температура воды для ультразвуковых вод становятся критичными. И поэтому последние десять, двадцать, тридцать лет с учётом развития на поверхности сейчас используются практически все диапазоны волн, то под водой все радиоинженеры знают, что радиоволны не распространяются. Работы особо много не было, у нас была команда энтузиастов, лет шесть назад мы собрались и начали это обсуждать. И были хорошие результаты по организации подземной связи. Это ещё один параллельный проект, он менее развит и известен, но тем не менее, началось все с подземной связи. Через толщу земли тоже можно передавать электромагнитные волны.

- Что касается того, что под землёй. Сейчас реализуются проекты частных сотовых сетей. Оборудование стало достаточно дешёвым, чтобы можно было по шахтам проложить не Wi-Fi зоны, а нормальный NB-IoT. Но под землёй эти комплексы достаточно дорогие, и для массового применения не очень удобны.

- Работа под землей, под водой — это работа очень затратная, но при этом она имеет высокую добавленную ценность для всех компаний. Поэтому стоимость оборудования заложена в себестоимость технических услуг, товаров или продуктов. Но важна и безопасность. Подземная история была связана с тем, что в этой работе бывают критические моменты: завалы и прочее, когда никак нельзя связаться. Есть наработки антенн, комплексов, которые через толщу среды, в зависимости от породы, могут передавать на сотни метров сигнал, чтобы хотя-бы понимать, жив человек или мертв.

Первые опыты натолкнули нас на мысль: "а давайте посмотрим, что там под водой". Сначала все было очень обнадеживающе, мы получили с нескольких сотен метров сигнал. Это нас удивило, но потом спустя несколько лет поиск оптимальных параметров антенн немного остудили наш пыл. Первые комплексы были на основе добротных ферритовых антенн. Компактная, но сложная конструкция с постройкой чистоты, регулировкой сердечника, антенной с механикой, которая сама двигается. Такая тематика превалировала. Потом мы нащупали тему, которой ни у кого нет, и осознали, что это новая эра.

- Вы почувствовали, что нашли миллиардную нишу? У меня другой вопрос. Кроме Капитана Немо, кому ещё эта связь нужна? Технологию придумать — это здорово, но кто ей будет пользоваться? Военным она нужна, а гражданским? Будет спрос?

- Смотрите, мы нащупали, начали смотреть и выяснять, как это сделать рабочей технологией, чтобы можно было организовывать реальную связь. Одно из ключевых преимуществ, которое закладывалось — это возможность организовать связь из-под воды с поверхностью. Сегодняшние истории, гидроакустика, она требует погружения антенны, кабеля. Если ты хочешь с поверхности разговаривать с водолазом, который находиться под водой, ты должен закинуть свою антенну и из воды у тебя должен идти кабель к твоему переговорному устройству. По факту это связь вода-вода, пресловутый кабель, который уже двести лет используется. Наш комплекс позволяет организовывать связь без погружения, позволяет быть водолазу свободным, как и командиру спуска. Они не на «шнурках», каждый имеет высокую мобильность. Сигнал распространяется сначала по воздуху, потом переходит в воду, и также обратно.

- А по воздуху как?

- Антенна. Она находится на водолазе и на командире спуска, но она не болтается. Вторая история — нет этих эффектов, которые в гидроакустике связаны с разной плотностью воды, препятствиями, которые мешают распространению сигнала. Комплекс новых свойств позволяет считать его уникальным. И на гражданке, в промышленности, где применение средств связи идёт быстрее, чем у военных, так как сложность работ, связанных с освоением океана и всех морских тематик, она увеличивается. Оборудование, контроль, ремонт, восстановление постоянно требуют значительных ресурсов, и с учётом того, что на поверхности все привыкли реагировать «онлайн», ты не можешь отпустить водолаза на какое-то время и ждать, чтобы он через тридцать-сорок минут всё рассказал, что там не так. Оперативность — это ключевой элемент, и можно будет наблюдать, понимать, что происходит прямо сейчас.

- Речь идёт о передаче голоса?

- На данный момент это передача голоса с учётом невысоких частот применяемого радиосигнала, и пока нет возможности запускать большой объём данных. Это порядка ста килобит, поэтому максимум — это телематические данные. Например, координаты, команды управления и голос.

- Это связано с тем, что под водой сложно использовать высокие частоты, или с тем, что приходится с поверхности, а на поверхности высокие частоты как раз не очень?

- На поверхности с высокими частотами все отлично, а вот под водой да, чем выше частота, тем меньше дальность передачи. Есть некий оптимум — низкие частоты далеко распространяются, но в них даже голос невозможно засунуть. Это пресловутая связь на длинных волнах для подводных лодок, но они не могут передавать голос. Они передают пакеты данных, которые отправляются несколько секунд или минут и содержат одно слово. Самая информативная связь с доступным голосом — это видео. Но под водой видео — тоже так себе история. Под водой плохо видно всё, и интерпретировать то, что ты реально видишь по видеоканалу, эффективнее, когда водолаз является экспертом и дублирует все это голосом. Но как правило, вся информация связана с безопасностью выполнения работ, чтобы можно было осознавать, что человек себя нормально чувствует, правильно выполняет задачу и готов вовремя вернуться.

- Вы сегодня привезли этот комплекс, и давайте, чтобы никто не уснул, вы будете показывать это на примерах.

- Здесь классика жанра. Всё, что под водой — это маска. Специальная, профессиональная маска для подводной работы, в которой рот водолаза свободен.

- Я могу надеть?

- Да, даже нужно надеть. Рот у вас свободен, нет загубника, а значит можно разговаривать.

- Зачем здесь какой-то провод?

- Этот провод как раз гарнитура связи. У вас есть наушники, в которых вы слышите, что вам говорят, они водоустойчивые. Микрофон встроен в маску, и есть танкетка, кнопка, на которую вы нажимаете и можете говорить. Это уже приёмопередатчик, а это наш разъём. Мы соединяемся. Комплекс представляет из себя достаточно нетривиальное устройство, так как все привыкли видеть коробочку в виде мобильного телефона. Станция представляет из себя круг с центральным блоком управления. Здесь та самая электромагнитная антенна заключена в ободе. И как раз этот размер и его геометрия позволяет работать под водой, принимать электромагнитный сигнал и сверху, и снизу. Несмотря на все положительные аспекты с точки зрения распространения, дальность распространения невелика, около восьмидесяти метров под водой.

- Так, а эта деталь, это что?

- Это экран управления.

- Устройство крепится на спину? Зачем тогда экран?

- Это технологический экран, чтобы перед тем, как начать работу, мы проверили уровень заряда и режим работы.

- Смотрите, это крепится на акваланг сзади?

- Да, крепление с помощью ремней. Оно универсальное, крепится и к одному, и к двум баллонам.

- Аккумулятор свой, да?

- Да, ЦАП, и аккумуляторы, которые стоят внутри. Это электромагнитная антенна, а это антенные элементы. Здесь два вида антенн — многовитковая и ферритовая для того, чтобы получить более всенаправленную диаграмму и чтобы качество приема было одинаковым. Несмотря на такой неказистый вид на поверхности, под водой она очень экономична. Размещаясь на баллонах имея нулевую плавучесть, ни веса, ни каких-либо физических ограничений не создаёт. Да, на поверхности это выглядит неловко, но водолазы на поверхности не работают. Мы пробовали выходить через торпедные аппараты, скрытые полости — для водолазов никаких проблем. Есть, конечно, ограничения для каких-то специальных водолазов, которым нужно все очень маленькое, надёжное и удобное. Они предвзято смотрят на эту историю, но те, кто реально работают, попробовали, и им всё нравится.

- К водолазам мы ещё вернёмся. Здесь две кнопки, что это?

- Кнопка включения и кнопка переключения режимов. Почему это комплекс? Помимо электромагнитной связи здесь есть классическая гидроакустическая связь. Антенна гидроакустической связи — это отдельный элемент, он может быть установлен.

- Это дополнительный резервный канал?

- Он может быть не резервным, а основным. С учётом того, что дальность электромагнитной связи до восьмидесяти метров, в случае необходимости большей дальности, можно использовать гидроакустику.

- С вашего позволения, я положу. Тяжело, сколько весит?

- Семь килограммов.

- Помимо баллонов водолазам нужно ещё семь килограммов на себе таскать?

- Давайте вспомним, что они просто свинец на себя вешают (чтобы легче погружаться, — прим. ред.). Поэтому, здесь вопрос не веса, а удобства. Гидроакустика, если это требуется, даёт возможность организовать связь на дальних расстояниях. Если в чистом море водолаз работает на больших или средних глубинах, когда нет никаких препятствий (для распространения сигнала, — прим. ред.), примерно понятно, что уровень прогретости воды одинаковый и гидроакустика вполне справляется, может передавать сигнал на сотни метров. В открытом море нет командира, который ходит по кораблю и следит за процессом. Все работы, связанные с повышенной мобильностью либо в порте, либо в прибрежной зоне, где есть шумы, пузырьки, грязь, что мешает работе гидроакустики. Электромагнитная связь там выручает. На дальних расстояниях в открытом море гидроакустика прекрасно работает, мы не спорим. Мы сами её добавили.

- Возвращаясь к тому, что вы все сами сделали. Вы, так понимаю, попытаетесь прокатиться на ниве импортозамещения. В том или ином виде комплексы подводной связи у нас использовались всегда, но российских разработок не было, поэтому все покупалось за рубежом, правильно?

- Свои разработки всегда были и есть, но последние двадцать лет в России массово используется импортная гидроакустическая связь. Есть в мире не так много производителей подводной связи, пять-семь производителей. Есть несколько крупных игроков — американских, японских, итальянских. И в России в том числе наиболее популярен один из американских производителей. С учётом специфики, больших проблем не было, пока не случились санкции. Вся история с гидроакустикой — двойного значения, как ни крути. Даже простой водолаз не может пользоваться гидроакустической системой, так как она требует разрешения на ввоз, вывоз. Поэтому тут появились проблемы поставками, с комплектующими. При этом мы не стремились кого-то замещать, изначально концепция была другая. Но так как мы «на одной поляне», это и подводная связь, и обеспечение безопасности. Мы начали понимать, что нам нужно заменять импортную гидроакустику, где она есть. Мы сейчас активно этим занимаемся.

- Но компонентная база — это главный бич нашей индустрии связи. Когда «РосТех» говорит, что через два года будем строить мобильные сети исключительно на отечественном оборудовании, хочется засмеяться в голос. У вас в этом комплексе какая степень локализации своего производства? Насколько я понимаю, главный процессор пока не свой.

- Всё, что касается механики — понятно. Что касается электроники — ещё пять лет назад мы закладывали основу, сейчас мы ее модернизируем. Часть электроники в любом случае импортная, есть китайские, другие компоненты. Но сейчас уже мейнстрим — наличие российских деталей, это очень важно. Мы изучаем и видим, что мы можем использовать многое из отечественных разработок.

- Сейчас чей процессор стоит?

- Китайский.

- А может ли стоять тот же самый «Байкал» или «Эльбрус»?

- «Эльбрус» точно нет, «Байкал» где-то рядом, то есть процессор менее мощный, на уровне микроконтроллеров. Поэтому сейчас мы посмотрели российские разработки. Следующий этап — это подбор компонентов, чтобы работа с программным обеспечением, переделка настроек была минимальной.

- Насколько удорожает производство переход на отечественную компонентную базу? Насколько я понимаю, у нас всё есть.

- Есть нюансы. Есть изделия, в которых это не принципиально. Для нас затраты по компонентной базе незначительные, потому что общий объем других элементов занимает большую долю. Поэтому удорожание процессоров с десяти до тридцати долларов характера в себестоимость изделий не внесёт.

- А сколько все это стоит?

- Сейчас комплекс без маски стоит от шестисот тысяч рублей. Дальше зависит от наличия гидроакустики, от маски, можно, например, ставить импортные маски. По аккумуляторам можно посмотреть. Гарантийное, сервисное обслуживание, многие другие нюансы.

- Стоп, цена начинается от шестисот тысяч, а процессор стоит десять долларов. За что тогда остальная цена?

- Это условная цена. Тут вопрос не в процессоре, процессор это один из элементов. Большая сложность этой истории состоит в самой антенне и обработке сигнала с антенны. Применение управляющего процессора, того или другого, ключевой роли не сыграет. Вопрос в софте, который там работает, и конструкции, которая используется. Это изделие для профессиональной работы. Многие вещи, которые в России используется в промышленности, в авиации — они сильно не удорожаются. Многие применяют российскую электронику несмотря на то, что она дорогая с точки зрения небольших партий. Самолёты, поезда, электрические и атомные станции — везде во многом используется современная российская электроника. При этом стоимость электричества или поездки у нас дешевле, чем в Европе. Вопрос стоимости профессиональных изделий лежит не в той плоскости. Компоненты могут стоить в два-три раза дороже, но при этом само изделие будет надёжней, доступней. Гарантийный период у них двадцать лет, потому что вы строите какой-то комплекс не как iPhone, который уже через год надо менять. Там ставится оборудование на двадцать лет эксплуатации. Например, генераторы и прочее для управления. Из-за этого и происходит импортозамещение. Уходит техника Советского Союза, приходит новая. Сейчас что, ставить импортную? Когда начнётся ремонт, тебе её просто не заменят или запретят. Мы все привыкли, что вся потребительская электроника китайская. Но при этом, американцы используют в потребительской электронике китайскую компонентную базу.

- Американцы, конечно, сейчас «поддавливают». Есть другой хороший пример — наша авиационная промышленность. Как бы ее ни ругали, как бы ни боялись летать, на ней всё-таки летают. Среднемагистральный МС-21 уже практически готов. Смогли же заменить за несколько лет композиты. Кстати, про композиты. Что-то тяжеловато, не стоит ли заменить материалы?

- Композиты как раз с учётом того, что стоимость материала большая, не используются. Их вклад в структуру цены будет значителен. На самом деле вес принципиального характера здесь не носит. Ну, снизим мы на килограмм или полтора, принципиально ничего не изменится.

- В потребительской электронике одна из самых больших проблем — это аккумулятор. И я говорю, вот вы снизите на килограмм вес, увеличите аккумулятор на этот килограмм. Станет лучше, верно?

- Опять же, увеличим стоимость корпуса — увеличим аккумулятор и его стоимость. А зачем? У нас сейчас батарея рассчитана на один рабочий день, восемь часов заложено. Водолаз работает под водой сорок минут, после сорока минут у него отдых несколько часов. Циклы другие, не надо как у нас, чтобы постоянно сидеть, чтобы батарейка не села. Два раза в день спустился и всё.

- Смотрю на кабель, на нём написано: «Made in Japan». Мы кабели сделать не можем?

- Иногда не можем. Не всё можем.

- А когда мы сможем всё?

- Может всё и не надо, нужно хотя-бы основное, поэтому не знаю. Провокационный вопрос — «когда всё?». До девяноста процентов у нас всё своё, остальное по мелочи. Проблема российской компонентной базы — о ней мало кто знает. Используем мы здесь японский провод, ещё какие-то прокладки, разъёмы, потому что все знают, что это все хорошее. Если тебе нужно быстро сделать комплекс, то ты не имеешь времени на изучение каких-то параллельных историй, пускай российских. Когда ты уже начинаешь заниматься организацией производства, начинаешь конкретно просчитывать сроки поставки, логистику, авансы в долларах, рублях, евро, взаимодействуешь с профессионалами, что выпускают кабели, разъёмы. Есть российские производители с сертификатами, с проверками.

- Как я понимаю, ваша компания разрабатывает не только подводные комплексы. Что у вас ещё интересного есть?

- У нас компания специфическая, то есть компания изначально была как интегратор — это IT оборудование, поставка, развёртывание комплексов. Инженерия пуско-наладка, и такой своей разработки не было. Пять лет назад мы создали RND и начали развивать несколько проектов.

- Помимо подводного комплекса, RND, что ещё родилось?

- У нас есть большой проект по разработке систем видеоконференцсвязи, в последнее время он стал актуальным.

- Слава Богу, актуальность уходит, надеемся, все здоровы.

- Видеоконференцсвязь плотно вошла в нашу жизнь.

- Но это очень конкурентный рынок на самом деле, и мне кажется, что наши российские компании с видеоконференцсвязью запоздали.

- Помимо этого есть большой проект по разработке процессора для ускорения расчёта нейронных сетей для искусственного интеллекта. Мы начали проект пять лет назад, тогда ещё ажиотажа с нейросетями не было. В профессиональной среде тренд уже был сформирован, потому мы позаботились о том, на чём работает вся эта история.

- Я правильно понимаю, эти маленькие сопроцессоры, которые стоят в том числе в iPhone?

- Да, аналог именно такого, который применяется для работы с нейронными сетями.

- И он уже готов?

- Да.

- Принесёте?

- Принесём в ближайшее время. Изготовили опытные образцы, сейчас они тяжело едут из Тайваня.

- Алексей, когда доедут — приходите, расскажем, что такое тендерные процессоры. Спасибо большое, Алексей.

- Спасибо вам.

//
Присоединяйтесь к нашему каналу в Telegram, группам ВКонтакте и Facebook!
comments powered by Disqus