В рубрику "Коммутационно-распределительное оборудование, аксесуары" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций

Государственная сеть радиовещания на частотах ниже 30 МГц: состояние и необходимость модернизации

До последнего времени в области передающих устройств, применяемых в радиовещательных диапазонах на частотах ниже 30 МГц, проводилась политика постоянного увеличения их мощности. Однако с точки зрения энергопотребления и эксплуатационных затрат содержать сеть мощных и сверхмощных передатчиков, к тому же уже морально и физически устаревших, затруднительно. Кроме того, мощные и сверхмощные передатчики создают значительные взаимные помехи, что вызывает необходимость увеличивать мощность и у соседних с ними устройств

Юрий
Ковалгин

Завкафедрой СПбГУТ им. профессора М.А. Бонч-Бруевича

Валерий
Николаев

Генеральный директор ФГУП НПЦРРТ "Даймонд"

Результаты расчетов и накопленный опыт подсказывают, что наряду с мощными радиопередающими устройствами в определенных случаях более выгодными оказываются сети с большим числом маломощных передатчиков. Например, в регионах Дальнего Востока, Крайнего Севера, Сибири, где население проживает в городах и поселках, удаленных друг от друга на значительные расстояния, целесообразно устанавливать маломощные, автономные, необслуживаемые передатчики в непосредственной близости к пунктам проживания. Представляет также большой интерес идея создания в густонаселенных областях России в диапазоне средних волн высокоэффективных сетей синхронного радиовещания.

Для подтверждения этого тезиса приведем данные сравнительного анализа эффективности нескольких возможных вариантов построения такой государственной сети радиовещания, в частности сравним с точки зрения потребляемой суммарной мощности сети, содержащие:

мощные передатчики, работающие в режиме амплитудной модуляции (АМ);
мощные передатчики, работающие в цифровом формате DRM;
передатчики средней мощности, работающие в режиме АМ, но объединенные в синхронную сеть радиовещания;
передатчики средней и малой мощности, работающие в формате DRM и также объединенные в синхронную сеть радиовещания.

Анализ проведем на реальной действующей радиовещательной сети южной части Дальневосточного региона страны, ретранслирующей общенациональную программу "Радио России" на территорию Хабаровского и Приморского краев, Еврейского автономного округа (ЕАО) и Амурской области. В настоящее время эта территория охвачена радиовещанием за счет сверхмощных передатчиков, размещенных в Благовещенске (1200 кВт), Хабаровске (300 кВт), Комсомольске-на-Амуре (1200 кВт) и Охотске (100 кВт). При этом суммарная средняя мощность, которую они излучают, составляет 2800 кВт, а мощность, потребляемая от электросети, составляет около 6000 кВт.

Если эти мощные передатчики заменить на цифровые, работающие в формате DRM, сохранив размещение в тех же местах, то, как показывают наши расчеты, при обслуживании той же территории средняя мощность излучения может быть уменьшена до 470 кВт. Если к тому же учесть, что коэффициент полезного действия (КПД) современных передатчиков составляет около 75%, то потребляемая ими мощность от сети будет равна 470:0,75≈630 кВт, то есть уменьшится почти в 10 раз. Напомним, что данные передатчики работают 7200 часов в год, отсюда видно, сколь большая экономия электроэнергии может быть получена только за счет перехода на "цифру.

Увеличение эффективности синхронных сетей

А теперь оценим эффективность применения синхронных сетей для данного региона, включающего Амурскую область, ЕАО, Хабаровский и Приморский края. Здесь основная масса населения сосредоточена в крупных городах (Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре, Николаевск-на-Амуре, Владивосток, Уссурийск, Благовещенск, Биробиджан, Охотск), а также в городах и поселках, расположенных вдоль железной и автомобильной дороги и по течению рек Амур и Уссури. Заметим, что Хабаровский и Приморский края, Еврейский автономный округ (ЕАО) расположены в одном часовом поясе, что облегчает задачу создания для них единой радиопрограммы. Анализ показывает, что в нашем случае достаточно построить четыре сети синхронного радиовещания:

южную, включающую в себя Хабаровск, юг Хабаровского края, Приморский край;
северо-восточную, включающую города и поселки по нижнему от Хабаровска течению реки Амур;
западную, включающую ЕАО, Амурскую область;
северную, включающую западное побережье Охотского моря (табл. 1).

Итак, если для обслуживания данной территории выбрать передатчики, работающие в режиме АМ, то их общее число составит 20 штук с суммарной излучаемой средней мощностью, равной уже 445 кВт, что при коэффициенте полезного действия около 75% дает потребляемую от сети мощность, равную примерно 600 кВт.

В то же время при использовании цифровых передатчиков, работающих в формате DRM, для организации данных четырех сетей их потребуется лишь 16 со средней суммарной излучаемой мощностью, равной лишь 60 кВт и потребляемой от электросети мощностью 80 кВт. Это меньше действующего сегодня значения (2800 кВт) более чем в 30 раз. Размещение передатчиков для этого наиболее эффективного варианта показано на рис. 1, 2, 3 и 4. Дополнительный выигрыш в энергопотреблении может быть получен также за счет применения антенных сооружений, обеспечивающих направленное излучение энергии передатчика на территории, где проживает основное население. В качестве примера представлены два варианта реализации западной сети синхронного радиовещания (рис. 4 и 5). Видно, что применение антенн с оптимальной направленностью излучения позволяет охватить вещанием заданную территорию, используя меньшее число передатчиков при меньшей средней излучаемой мощности. Из сопоставленных данных следует, что вся синхронная сеть западного района Дальнего Востока, ретранслирующая программу "Радио России", может быть построена на пяти передатчиках вместо шести, работающих на антенну типа "наклонный луч" с эллипсовидной диаграммой направленности. В данном случае дополнительная экономия электроэнергии составляет 3 кВт.

Для небольших населенных пунктов с низкой плотностью, где нет постоянно проживающего населения, удобно применение маломощных, полностью автономных, необслуживаемых передатчиков. Пример такого передатчика, выполненного по современной технологии, представлен на рис. 6. Промышленный коэффициент полезного действия этого передатчика составляет 75%, масса – 21 кг, габариты – 183x237x543 мм. Он рассчитан на непрерывную, круглосуточную работу и имеет все виды защиты, в том числе и от попадания молнии в антенну.

Преимущества цифрового радиовещания в формате DRM

Итак, применение сетей синхронного радиовещания и переход на цифровое радиовещание в формате DRM позволяет:

при меньших излучаемых мощностях обеспечить заданную напряженность поля в зонах обслуживания и существенно улучшить отношение сигнал-помеха при радиоприеме;
сократить расходы на содержание технических средств;
повысить надежность сети радиовещания как в случаях возможных аварий отдельных передатчиков, так и при действии помех, создаваемых пространственным лучом мощных дальних радиопередатчиков, работающих в совмещенном канале;
существенно сократить эксплуатационные расходы на содержание за счет применения в таких сетях необслуживаемых передатчиков с дистанционным контролем их работоспособности и параметров качества;
максимально автоматизировать все процессы, связанные с их обслуживанием, что позволит получить дополнительную экономию финансовых средств;
уменьшить помехи, создаваемые зарубежным радиостанциям, работающим в совмещенных каналах.

Но есть и ряд практических задач, которые следует решить при построении таких сетей, а именно:

обеспечить каналами подачи радиовещательной программы каждый передатчик;
разработать новый частотный план на основе функционирования большого числа маломощных радиостанций, распределенных по обслуживаемой территории.

Практическая реализация сетей синхронного радиовещания требует создания семейства автономных, необслуживаемых, высоконадежных передающих устройств с низким энергопотреблением на различные уровни мощности излучения для диапазона СВ. Разработка линейки таких передатчиков выполнена ФГУП НПЦРРТВ "Даймонд". Определенное число подобных передающих устройств, изготовленных данным предприятием по новейшим современным технологиям, уже установлено на ряде радиоцентров. Эти передатчики работают в круглосуточном необслуживаемом режиме на антенны типа "наклонный луч". Возможна их работа и в режиме DRM. Однако для их серийного производства необходима финансовая поддержка государства.

Заметим, что переход на цифровой формат имеет и ряд других, очень важных с потребительской точки зрения преимуществ, о чем уже неоднократно говорилось на страницах данного журнала (см., например, ВС № 5, 6 2007).

Будущее за цифровым радиовещанием

На основании всего изложенного можно сделать следующие выводы:

1. Действующие на сегодняшний день аналоговые радиовещательные сети малоэффективны, требуют существенных дополнительных затрат на поддержание работоспособности и содержание большого числа обслуживающего персонала.

2. Радиоприем в диапазонах ДВ, СВ и КВ при АМ сопровождается большим уровнем атмосферных и индустриальных помех, при этом звуковой сигнал является монофоническим, имеет узкую полосу частот – 4,5 или в лучшем случае 10 кГц, что делает условия прослушивания некомфортными, мало привлекательными для слушателей в ситуации, когда в радиовещание уже активно внедряются форматы многоканальной стереофонии вместо обычной двухканальной.

3. Основная часть дохода, получаемого от распространения радиовещательного сигнала в действующих аналоговых сетях, тратится на оплату электроэнергии. Более эффективными по всем показателям являются сети, построенные на цифровых передатчиках, работающих в формате DRM.

4. Существенный выигрыш в технико-экономических показателях получается за счет построения синхронных сетей радиовещания с использованием высокоэффективных цифровых передатчиков, работающих в формате DRM. Важно, что при этом радиоприем не сопровождается помехами радиоканала, становится возможной передача программ высококачественного стереофонического радиовещания с полосой частот каждого звукового канала 40…15000 Гц, что создает комфортные условия для слушателей. Возможен также в дальнейшем плавный переход к режиму E (DRM+), что позволит заменить аналоговое радиовещание с ЧМ в диапазоне ОВЧ на цифру в формате DRM, а следовательно, реализовать передачу сигналов многоканальной стереофонии без дополнительных затрат, связанных с переходом к новому вещанию. Это даст возможность на единой технологической платформе организовать высококачественное цифровое стереофоническое радиовещание в диапазонах ДВ, СВ, КВ и МВ, тo есть перейти к цифровому радиовещанию, как того требует концепция развития.

Опубликовано: -2010
Посещений: 15543

Статьи по теме

Автор