Модернизация сетей проводного вещания

 

Введение

Более семидесяти лет в нашей стране существует проводное вещание.

В настоящее  время параллельно с бурно  развивающимися другими информационными  услугами, телевидение, эфирное УКВ  радиовещание, проводное вещание  представляет собой одну из крупнейших информационных систем России. Роль сети ПВ в оповещении населения остается главенствующей на перспективу.

Для формирования такой массовой сети ПВ была разработана  методика экономических и инженерных расчетов линий и трансляционных сетей, определены государственные  и отраслевые стандарты, создана  необходимая техническая база.

С переходом  России на рыночные отношения, ПВ столкнулось  с рядом сложнейших экономических  и юридических проблем, к решению  многих и которых оно оказалось  не готовым. В настоящее время  на сетях ПВ часть линейных и станционных  сооружений физически и морально изношены, оборудование выработало свой ресурс и требует замены на более  современное и энергоёмкое. В  последние годы началась замена оборудования, в основном па городских узлах  ПВ. В сельской местности начался  перевод подачи программ ПВ с наземных сетей на эфирное вещание с  использованием УКВ-ЧМ радиостанций и  приёмников с фиксированной частотой.

В силу уменьшения популярности проводного радио, на рынке  происходит и уменьшение спроса и  как следствие отказ от услуги ПВ.

В отдельных  регионах страны, особенно с низкой плотностью населения, ПВ практически  прекратило свое существование.

Тенденция к сокращению охвата населения ПВ, вызвало серьёзное беспокойство ГО и МЧС, и острые дискуссии среди  специалистов.

Для кардинального  изменения ситуации с государственным  радиовещанием нужна государственная  программа поддержки и целевого финансирования. Но в то же время нельзя бездействовать в ожидании правительственных решений.

Есть  небезосновательное мнение, что  в  условиях создания глобального информационного  пространства проводному вещанию, в  том виде, в котором оно существует сейчас может не найтись места, если ему не придать новое качество предоставляемых услуг.

Представляется  что подобные рассуждения  преждевременны, ибо пока ПВ будет оставаться самым  дешевым, доступным, привычным для  населения средством массовой информации, а так же средством локального оповещения при чрезвычайных ситуациях, необходимость его существования  не вызывает сомнения.

Основные критерии сохранения количества абонентов

- поддержание должного уровня качества.

- реклама - пропагандирование услуг связи.

- работа с организациями и населением - популяризация проводного 

- вещания как средства оповещения.

- техническое перевооружение, включающее в себя:

- фровизацию трактов звукового вещания

- Внедрение передовых технологий для управления и контроля над сетью, т.е. осуществление мониторинга.

 

Основные задачи

- Перевод тракта подачи программ и управления на цифровой               формат.

- Внедрение системы мониторинга состояния распределительной              сети и управления ТП с использованием для связи ЦСПВ–ТП               собственной опорной цифровой сети

- создание эффективно действующей системы централизованного            оповещения населения при угрозе, возникновении и ликвидации             чрезвычайных ситуаций.

 

 

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Краткое описание радиотрансляционной сети

 

Структура городской радиотрансляционной  сети. Рисунок 1

 

ЦСПВ - центральная  станция проводного вещания. (Одна на город).

Основные  функции: Управление, контроль ОУС и  ТП, подача программ на ОУС (осуществляется по физическим соединительным линиям или по телефонным каналам).

ОУС - опорно-усилительная станция. (10-15 в городе с миллионным населением).

Основные  функции: Усиление первой программы, формирование 2-й и 3-й программ (частоты 78 и 120 кГц, соответственно). Напряжение первой программы  на выходе опорно-усилительной станции - 960 В. Суммарная мощность усилителей может достигать десятков киловатт. От одной ОУС может питаться от одной трансформаторной подстанции до тридцати.

 

 

 

МФ - магистральная  фидерная линия.

Как правило, воздушная. Биметаллический провод, подвешенный на трубостойках, установленных  на крышах домов, обеспечивает соединение ОУС и ТП.

 

ТП - трансформаторная подстанция проводного вещания. (35-50 в  городе с миллионным населением).

Обеспечивает  понижение напряжения сигнала первой программы до 240 В и раздачу  его в распределительные фидерные линии (до 10 на одну ТП). Как правило, имеет 2 МФ от разных ОУС (основной и  резервной). Имеется аппаратура управления и контроля параметров. Абонентская  нагрузка до 10000 абонентских точек (иногда до 30000).

 

РФ - распределительная  фидерная линия.

Как правило, воздушная. Биметаллический провод, подвешенный на трубостойках, установленных  на крышах домов. Одна ТП имеет до 10РФ, реже 12. Абонентская нагрузка на 1РФ - до 1000 абонентских точек (реже - до 3000 точек).

АТ - абонентский  трансформатор.

Обеспечивает  понижение напряжения первой программы  до 30 В, позволяет подключать от 50 до 200 абонентских точек. Как правило, устанавливается один на подъезд.

 

Абонентская точка.

Обычная радиорозетка с громкоговорителем  или трехпрограммным приемником.

Практически все помещения ГРТС - отапливаемые и охраняемые. ОУС и ЦСПВ имеют  резервное электроснабжение. Существует, отлаженная годами, служба эксплуатации линейных сооружений. Среднее время устранения повреждений - не более 2х часов, в исключительных случаях - не более суток (ночью на крышах работы запрещены). Техногенные порывы воздушных фидеров - редкое явление.

 

1.2  Принципы построения сетей проводного вещания

Системой проводного вещания называется комплекс устройств, предназначенный для доведения вещательных программ по проводам большому числу слушателей. Проводное вещание осуществляют с помощью узлов проводного вещания (УПВ). Оборудование УПВ делится на станционное, линейное и абонентское. Станционные устройства служат для усиления сигнала источника программы до требуемого значения, а также для преобразования его в удобную для передачи форму. Станции содержат усилительные, передающие и другие радиотехнические устройства. Линейное оборудование, образующее распределительную проводную сеть, состоит из различных линий (воздушных, кабельных, составных) и линейных трансформаторов. Абонентская (приемная) часть состоит из абонентских устройств (АУ), включающих громкоговорители, абонентскую проводку, ограничительные резисторы.

УПВ классифицируются по способу  питания распределительных сетей, принципу построения и числу передаваемых программ. УПВ, в котором распределительная  сеть питается от усилительных устройств, сосредоточенных в одном станционном  сооружении, построены по централизованной схеме. В этих УПВ упрощается задача энергоснабжения станции и обслуживания оборудования. Эксплуатация одной крупной  станции экономически более выгодна. Недостатки схемы — сложность  распределительной сети и меньшая  ее эксплуатационная надежность. При  децентрализованном построении УПВ  мощные усилительные устройства в пределах обслуживаемой территории рассредоточены в различных районах на нескольких усилительных станциях. Питание распределительной сети от нескольких источников повышает ее надежность, так как выход из строя одной станции приводит к нарушению работы лишь части системы ПВ. Построение распределительной сети проще. Недостатки — сложная организация энергоснабжения и большая стоимость станционных сооружений.

По принципу построения различают  одно-, двух- и трехзвенные сети

проводного вещания (рис. 2).

Структурная схема одно - (а), двух – (б),  и трёхзвенной (в) сети проводного вещания.  Рисунок 2

 

Однозвенными называют сети, у которых АУ подключаются непосредственно  к распределительным проводным  линиям (РПЛ). В этом случае от источника  вещательных программ (ИВП) через  соединительную линию (СЛ) сигнал поступает  на "вход мощного усилителя (МУ), питающего  распределительную сеть. В однозвенных  сетях распределительные линии  состоят из абонентских линий (АЛ).

Номинальное напряжение звуковой частоты на входе АУ равно 30 В.

Двухзвенная сеть включает линии более высокого напряжения (в городах 240 или 120 В) — распределительные  фидеры РФ, с помощью которых энергию  вещательных сигналов можно передавать на далекие расстояния. К каждому  распределительному фидеру абонентские  линии подключают через понижающие абонентские трансформаторы АТ.

Трехзвенная сеть содержит дополнительные звенья: высоковольтные магистральные фидеры МФ, номинальное  рабочее напряжение на которых равно 480, 680 или 960В, и трансформаторные подстанции ТП. Фидерные линии с высоким номинальным  напряжением вещательного сигнала  включают для уменьшения потерь в  распределительных сетях ПВ. ТП предназначены  для понижения напряжения, поступающего с МФ на распределительные шины РФ, до 240 или 120 В.  Применение той или  иной схемы или сети ПВ зависит  от величины и конфигурации обслуживаемой  территории, количества и распределения  по территории абонентских устройств, экономических и эксплуатационных показателей. Различают городские  и сельские однопрограммные и  многопрограммные УПВ.

Рекомендуют следующее построение городской сети ПВ: централизованная система (рис 1.2) с однозвенной сетью  для небольших населенных пунктов, отдельных зданий (санатории, дома отдыха и т. п.) и промышленных предприятий; централизованная система с двухзвенной  сетью для небольших городов  с населением 50—100 тыс. чел. и числом абонентов 10—20 тыс.;  децентрализованная система (рис 1.3) с двухзвенной (или  трехзвенной) сетью для городов  с населением до 150—200 тыс. чел.; децентрализованная система с трехзвенной сетью  во всех городах с населением свыше 200—250 тыс. чел.  Система имеет  возможность резервирования, т. е. каждая ТП  получает питание от двух ОУС. При повреждении одного МФ, ТП автоматически  переключается на резервный МФ.

Построенная таким образом  система проводного вещания, при  соблюдении правил эксплуатации и проведении регулярных капитальных ремонтов соединительных линий, обеспечивает достаточно высокую  надежность передачи информации  Тип распределительной сети выбирают на основе технико-экономического сравнения вариантов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Структурная схема централизованной системы ПВ. Рисунок 3

 

При проектировании городских  сетей ПВ следует учитывать следующие  особенности: магистральные фидеры трехзвенной сети подключают к мощному вещательному усилителю через фидерный повышающий трансформатор, нагрузкой МФ служит трансформаторная подстанция ТП; нагрузка одного МФ составляет 10—20 тыс. АУ, длина каждого МФ в среднем 1,7—7,6 км; распределительные фидеры по величине затухания и нагрузки должны мало отличаться друг от друга, длина каждого РФ 1,5—6 км; нагрузка на один РФ в городах с малой плотностью населения составляет 500 АУ, в городах с большой, плотностью населения — 1500—2000 АУ, оптимальное число РФ, питаемых от каждой ОУС или ТП, 6—10; суммарное затухание напряжения в распределительной сети от выхода мощного вещательного усилителя до розетки, установленной у абонента на частоте 1000 Гц, не должно превышать 4 дБ, при этом для МФ допустимое затухание, 1—2 дБ, для РФ — 2—3 дБ и для АЛ—1 дБ;  линии звукофикации улиц строят в тех случаях, когда мощные громкоговорители нельзя включить в общую сеть, затухание напряжения по длине линий уличной звукофикации не должно превышать 6 дБ;  неравномерность частотной характеристики распределительной сети в рабочем диапазоне частот (60—9500 Гц для линий первого класса, 100—6000 Гц для линий второго класса) не должна превышать 4 дБ.

В городе Владивосток число  ОУС равняется десяти. Для большинства  городов среднее число ОУС  не превышает пяти, среднее число  магистральных рабочих фидерных линий, выходящих из одной ОУС, равно  трем и лишь в отдельных случаях  — шести. В городах с децентрализованной трехзвенной сетью ПВ средняя  установочная мощность низкочастотных усилителей ОУС 15 кВт.

Мощные усилительные устройства в пределах обслуживаемой территории рассредоточены на нескольких усилительных станциях, называемых опорными ОУС. Подача программ на все ОУС, дистанционное  управление и контроль за их работой  и работой трансформаторных подстанций ТП осуществляются с центральной  станции проводного вещания ЦСПВ по соединительным линиям СЛ и соединительным линиям технического контроля СЛТК, в  качестве которых используют телефонные пары городской телефонной станции (ГТС).

Распределительная сеть в  городах выполняется на базе воздушных  линий, изготовленных из стальных или  биметаллических проводов. Магистральные  фидерные линии в подавляющем  большинстве случаев однородные. Лишь в отдельных случаях в  разрыв МФ включают кабельные вставки. Для повышения эксплуатационной надёжности, улучшения качественных показателей, а также с эстетической точки зрения воздушные лини заменяют кабельными сетями и линиями. Поскольку  сети ПВ в городах построены, переводить их на кабель будут постепенно при  реконструкции сети. Магистральные кабельные линии очень дороги, поэтому при проектировании новых кабельных сетей ПВ применяют двухзвенные кабельные сети.