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
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
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
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
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
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
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
1.3 Система трёхпрограммного проводного вещания
Исследования показали, что по сетям ПВ в отведенном диапазоне частот (30Гц…..130кГц) можно организовать лишь три канала звукового вещания.
Частотное уплотнение сетей проводного вещания большим числом каналов вещания приводит к увеличению переходных помех между ними.
Первая программа передается сигналами звуковых частот, при чем их мощность у абонента достаточна для работы абонентского устройства в пассивном режиме, что необходимо для обеспечения оповещения населения при массовом обесточивании домов.
При организации трехпрограммного проводного вещания на сети ПВ создают три канала: один в диапазоне звуковых частот (I) и два на несущих частотах 78 и 120 кГц (II и III). Расположение каналов в системе ТПВ приведено на рис. 4.
Расположение каналов в
Чтобы уменьшить паразитное излучение сети ПВ и не создавать помех радиоприему, сигналы в высокочастотных (II и III) каналах передаются сравнительно небольшим напряжением. Значительное удаление несущих частот друг от друга и от диапазона звуковых частот позволило применить в приемных устройствах простые, сравнительно дешевые фильтры и уменьшить помехи от низкочастотного (I) канала на высокочастотные.
При выборе
числа программ были учтены возможности
воздушных сетей
Структурная схема трехзвенной сети ТПВ показана на рис. 4. Сигналы трех программ, поступающие на ЦСПВ, усиливаются аппаратурой предварительного усиления (ПУ) и по СЛ передаются на усилительные станции (ОУС, БС). На ОУС кроме оконечного усилителя (ОУ) установлены передатчики II и III каналов ТПВ (ПТПВ), номинальное выходное напряжение которых 120 В.
Структурная схема трехзвенной сети ТПВ. Рисунок 5
С выходов усилителей и передатчиков сигналы всех трех программ через устройства подключения передатчиков (УПП) подаются в сеть ПВ. На трансформаторной подстанции (ТП) устанавливают обходные устройства (ОУТОП), которые служат для обхода фидерных трансформаторов по II и III каналам и согласования магистральных и распределительных фидеров на частотах II и III каналов, а также заграждающие фильтры (ЗФМ и ЗФР). С выхода ТП сигналы подаются в РФ, к которым через абонентский трансформатор (AT) подключаются абонентские сети. Напряжение ВЧ сигналов на входе АУ должно быть не менее 0,25 В. Таким образом, максимально допустимое затухание в сети ТПВ amin = 20lg (120/0,25) =54 дБ. Примерный вид диаграмм уровней вещательных сигналов трактов ТПВ показан на рис. 6. Если напряжение в абонентской сети хотя бы по одному ВЧ каналу окажется недостаточным, для обхода AT по высокой частоте используют обходные устройства (ОУА). Были разработаны AT типа ТА и ТАМ, которые имеют меньшие затухание и входное сопротивление на высоких частотах ввиду уменьшения индуктивности рассеяния трансформаторов (аналогичные им AT типа ТАМУ выпускаются промышленностью). При использовании таких трансформаторов применения обходных устройств не требуется.
Диаграммы уровней вещательных сигналов трактов ТПВ. Рисунок 6
Слушатели ПВ могут пользоваться однопрограммными (ОГ) и трехпрограммными (ТГ) громкоговорителями. Кроме индивидуальных трехпрограммных громкоговорителей на сети ТПВ могут применяться групповые приемные устройства (ГПТВ), включаемые на входе абонентской (домовой) сети (трехпарного кабеля), которая оборудуется переключателями программ (П). В этом случае три программы принимают на обычные однопрограммные громкоговорители.
1.4 Телеуправление и телеконтроль на узлах проводного вещания
Технологический
процесс управления станционным
оборудованием на таких узлах
проводят с помощью средств
Управление
оборудованием опорных
Посылка команд и получение квитанций об их исполнения происходит по линии ТУ-ТС между ЦУС и каждой ОУС Резервная лилия управления может быть использована для телефонной связи с ОУС.
Управление ОУС осуществляется при помощи стативов ТУС: командных
(ТУС-K), устанавливаемых на ЦУС и рассчитанных на управление десятью ОУС, и исполнительных (ТУС-И), устанавливаемых на каждой ОУС.
На ПУУС размещены элементы, общие для всех ОУС: тастатура выбор ОУС или группы ОУС, тастатура команд, шифратор команд.
Тастатура выбора ОУС представляет собой два ряда кнопочных переключателей — набор десятков и набор единиц.
При наборе
«номера ОУС » в стативе
ТУС-К срабатывает
Тастатура команд имеет 30 кнопок, отдельных для каждой команды. Команда представляет собой комбинацию трех частот из семи, входящих в спектр телефонного канала (300-3400 Гц). При нажатии одной из кнопок - команда через шифратор команд, имеющий 30 входов по числу команд и семь выходов по числу частот, образующих команду, подается питание на три до семи генераторов, имеющих частоты, соответствующие данной команде.
Сформированная
команда через усилитель
Дешифратор команд обеспечивает срабатывание исполнительного реле соответствующего данной команде.
Аппаратура
ТУ-ТС заканчивается контактами дополнительных
реле. Команды и квитанции
На рис. 8 показано взаимодействие станционных объектов узла ПВ с использованием комплекса аппаратуры ТУ-ТС. На ЦУС оператор имеет список команд и квитанций с указанием контролируемого объекта (например, команда № 1 — включение l-гo усилителя I программы, команда № 2 — выключение этого усилителя и т. д.)
Принцип построения системы ТУ-ТС. Рисунок 8
По исполнении команды на ЦУС посылается определенная частота квитанции, которая зажигает на табло, в вертикальном ряду, соответствующем данной ОУС, сигнальную лампочку, которая свидетельствует о том, что посланная команда выполнена.
Канал ТУ-ТС непрерывно контролируется пилот-сигналом, передаваемым с ОУС на ЦУС с заданной частотой по рабочей и резервной линиям.
При нормальном состоянии контролируемых объектов по линиям ТУ-ТС идет сигнал определенной частоты, который зажигает на табло лампочку «Норма».
При самопроизвольном изменении состояния аппаратуры на какой-либо ОУС частота пилот-сигнала изменяется, и в зависимости от категории изменения на ЦУС поступает вместо сигнала «норма» сигнал «изменение» или «авария» с указанием номера ОУС.
Оператор, желая узнать, что произошло на данном ОУС, должен послать определенную команду (№ 30) «опрос состояния». При подаче этой команды в аппаратуре ТУС-И запускается обходное пересчетное устройство, обеспечивающее последовательное подключение шифратора квитанций ко всем контролируемым Объектам аппаратуры. На ЦУС последовательно идут квитанции, составляющие собой комбинации трех частот. В аппаратуре ТУС-К квитанции принимаются фильтрами квитанции. Нагрузками фильтров являются реле контакты, которых образуют дешифратор квитанций. На табло загорятся соответствующие лампочки, по которым оператор может судить о состоянии контролируемой аппаратуры, например, включена или выключена то или иное оборудование.
Телеконтроль уровней программ на выходах усилителей и передатчиков ЦУС осуществляется четырьмя сравнителями путем сравнения контролируемых напряжений с эталонным, за которое принято напряжение на выходе усилителей ЦУС. Контролируемые программы поступают с ОУС на ЦУС по линии обратного контроля. Контроль четырех программ осуществляется путем уплотнения линий обратного контроля во времени.
Принцип уплотнения показан на рис.98. Уплотнение осуществляется с помощью многощеточного кольцевого коммутатора.
Принцип уплотнения линий обратного контроля. Рисунок 9
На данный момент разработаны и внедряются новые принципы телеуправления, телеконтроля, телесигнализации на компьютерной основе, ТП – Центр, которые являются более функциональными и совершенными.
1.5 Центральная станция проводного вещания
Центральная станция проводного вещания организуется на узлах ПВ с децентрализованным питанием распределительной сети в крупных городах.
Функции ЦСПВ следующие:
1) получение программ звукового вещания от источников программ;
2) усиление
уровней программ до
3) выбор и распределение программ на ОУС (УС);
4) дистанционное
управление и непрерывный
5) телеизмерения
и автоматический контроль
Реализовать возложенные функции можно с помощью схемы, приведенной на рис. 9. При использовании аппаратуры из комплекса ТУ-ТС на ЦСПВ оборудуют два рабочих места дежурного персонала: рабочее место управления ОУС и рабочее место управления ТП.
Обязательным оборудованием рабочего места управления ОУС является пульт управления усилительными станциями ПУУС. К ПУУС подключают источники программ, которыми могут быть:
Структурная схема ЦСПВ. Рисунок 10
Соединительные
линии от КРА, ЦА, междугородных телефонных
станций или радиоприемных
Выходы усилителей подключены к стативам выходной коммутации и контроля (ВКК). Стативы ВКК служат для подачи программ на ОУС, автоматического контроля коэффициента передачи тракта ЦСПВ-ОУС. Команды для телеуправления ОУС, сформированные на ПУУС, подаются на стативы телеуправления и телесигнализации командные ТУС-К. Число стативов ВКК и ТУС-К зависит от числа управляемых ОУС.
Рабочее место управления ТП состоит из пульта контроля и телефонной связи ПКТС и стативов управления и контроля трансформаторных подстанций УКТП-3. Все органы управления и контроля сосредоточены на ПКТС. Дублировать операции контроля и телеуправления ТП можно с помощью стативов УКТП-3. Для акустического контроля на ЦСПВ имеются громкоговорители.
1.6 Опорная усилительная станция
Опорная
усилительная станция оборудуется
при трехзвенной
Структурная схема ОУС. Рисунок 11
Число и номинальная мощность усилителей ПВ определяется из условий:
- обеспечения питания всех подключенных к данной ОУС рабочих МФ и одного из резервных с наибольшей нагрузкой;
- градаций мощностей усилителей;
3) включения
усилителей на раздельные
Число усилителей
на ОУС не должно превышать четырех.
Передатчики ПТПВ устанавливаются
по одному на каждую дополнительную программу,
резервирование передатчиков не применяется,
мощность передатчиков определяется входным
сопротивлением линий ПВ, а также
градацией мощностей
Мощность усилителей и передающих устройств распределяется с помощью стативов выходной коммутации. Телеуправление и телеконтроль аппаратуры ОУС производятся по СЛ.
На узлах ПВ с децентрализованным питанием двухзвенной распределительной сети вместо ОУС оборудуются усилительные станции УС.
Структурные
схемы ОУС и УС имеют одинаковый
принцип построения и отличаются
лишь аппаратурой выходной коммутации
и номинальной мощностью
1.7 Трансформаторная подстанция
Трансформаторная подстанция предназначена для понижения напряжения, поступающего с МФ до 120 или 240В и подачи сигналов звукового вещания в РФ. Структурная схема ТП приведена на рис. 1.11 Основным оборудованием подстанции являются статив трансформаторной подстанции (СТП) и СТР. К каждому СТП подводится два МФ напряжением 960 в. Контакторы К1 и К2 обеспечивают подключение только одного из подведенных к ТП магистральных фидеров что достигается использованием поляризованного реле. С выхода СТП напряжение 240 в. сигналов звукового вещания поступает на вход СТР. К СТР можно подключить до 10 РФ. В нем имеются элементы защиты РФ. Также в СТР находится встроенный прибор для замера линий. Упрощенные трансформаторные подстанции с односторонним питанием и групповые приемники ТПВ к станциям узлов ПВ не относятся.

- Модернизация сетей энергоснабжения общежития №4 ОАО «Гродно Азот» по 2-му переулку
- Модернизация сети передачи данных Витебской области
- Модернизация сети связи
- Модернизация системы водоотведения и очистка бытовых сточных вод в поселке Гжель Раменского района
- Модернизация системы очистки выбросов на ОАО «Татхимфармпрепараты»
- Модернизация системы технологической радиосвязи на участке Инта - Воркута Северной железной дороги
- Модернизация телекоммуникационной системы связи
- Модернизация привода вращения шаровой мельницы
- Модернизация привода лифта грузоподъемностью 630кг
- Модернизация привода лифта грузоподъемностью 630кг
- Модернизация производства и переработки мяса птицы в ООО «Баевское» Шпаковского района
- Модернизация промышленно-отопительной котельной
- Модернизация путевой рельсосварочной машины
- Модернизация рекламно-информационного сайта ОАО «СКБ-Банка» для улучшения качества обслуживания клиентов