Производственный менеджмент на предприятиях РС, РВ и ТВ

Курс лекций   Производственный менеджмент на предприятиях РС, РВ и ТВ содержание   1.Основные принципы организации радиосвязи и вещания. 1.1.Требования, предъявляемые к системам радиосвязи и вещания.   В конце XIX века существующая проводная связь не могла удовлетворять быстрорастущие потребности промышленности, транспорта и судоходства, которые нуждались в беспроволочной связи. 7 мая 1895 года на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге русский ученый А.С.Попов продемонстрировал устройство для приема электромагнитных волн. Через несколько лет состоялись уже первые сеансы радиосвязи при снятии с камней броненосца “Генерал-адмирал Апраксин”. Рисунок -Упрощенная структурная схема радиолинии. Обозначения на схеме: С – сообщение (телефонное, телеграфное, телевизионное и т.д.); П- преобразователь сообщения в электрические сигналы (микрофон, телеграфный аппарат, передающая телевизионная камера и т.д.); ПРД – радиопередающее устройство; М – модулятор; СНЧ – синтезатор несущей частоты; УМК – усилитель модулированных колебаний; А - передающая антенна; Ф – фильтр (для выделения колебаний определенной частоты); Д – демодулятор; П- преобразователь электрических сигналов в сообщение (телефон, телеграфный аппарат, телевизионный приемник и т.д.). Требования, предъявляемые к системам радиосвязи и вещания: 1. Возможность обмена информацией любого пункта с любым другим. 2. Устойчивость связи и вещания в любых метеоусловиях. 3. Минимизация затрат на организацию связи и вещания и их эксплуатацию. 4. Доступность и простота в пользовании широкими группами потребителей. 5. Развитие и увеличение объемов передаваемой информации без изменения принципов организации связи и вещания. 6. Соответствие размещения средств радиосвязи размещению производительных сил. 1.2.Особенности организации радиосвязи и вещания. Радиосвязь организуется с целью передачи сообщения или обмена сообщениями между определенными абонентами или группами абонентов. К основным видам радиосвязи можно отнести: 1. коротковолновую радиосвязь, 2. радиорелейную радиосвязь, 3. спутниковую радиосвязь. Коротковолновая радиосвязь – это малоканальная радиосвязь, которая может быть организована на любые расстояния (до нескольких тысяч километров). Появление данного вида радиосвязи относится к началу 20-х годов прошлого века, когда было открыто свойство коротких волн обеспечивать связь на большие расстояния. Но в виду малой пропускной способности и низкого качества передачи сообщений на магистральных направлениях эти радиолинии используются в качестве резерва. Линии радиорелейной связи используют УКВ диапазон, который обладает преимуществом относительно коротковолнового диапазона – широкополосность. Но так как поверхностная волна этого диапазона распространяется только в пределах прямой видимости, радиорелейные системы связи основаны на ретрансляции сигналов посредством промежуточных станций. В России радиорелейные линии связи начали использовать с середины прошлого века и используются для передачи любых сообщений на магистральных направлениях и зоновых линиях связи. Спутниковая связь. Первый в истории запуск искусственного спутника земли был осуществлен в нашей стране 4 октября 1957 года. В настоящее время в основном используются активные спутниковые ретрансляторы, которые принимают сигнал с земного передатчика, усиливают его, преобразуют в другую полосу частот и излучают в направлении приемной земной станции. Спутниковые системы связи также используют УКВ диапазон и поэтому могут передавать сообщения, в том числе и телевизионное изображение, на большие расстояния. Некоторые исторические сведения о развитии радиосвязи в России: 1965 Выведен на высокоэллиптическую орбиту первый советский связной ИСЗ “Молния-1”, предназначенный для ретрансляции телевидения и телефонно-телеграфных сообщений. 1967 Начала действовать первая в мире распределительная система спутникового телевизионного вещания “Орбита”. Завершено сооружение в Москве уникальной радиотелевизионной башни из предварительно напряженного железобетона высотой 533 м (автор проекта Н.В.Никитин). 1976 Введена в действие первая в мире спутниковая система непосредственного вещания “Экран”. 1988 Введена в действие волоконно-оптическая линия связи Ленинград - Сосновый бор протяженностью 120 км. 1989 Начала работать спутниковая система “Москва - Глобальная”, обеспечивающая прием отечественных телевизионных программ на территории практически всех стран мира. 1991 Создано Министерство связи Российской Федерации – Федеральный орган, организующий и регулирующий работу телекоммуникационного комплекса страны. В Москве и Санкт-Петербурге введены в эксплуатацию первые в России сотовые сети радиосвязи. 1992 Принята программа развития системы спутниковой связи и вещания “Россия”, предусматривающая создание трех подсистем: фиксированной спутниковой службы, подвижной связи и непосредственного телевизионного вещания. 1993 Вступила в действие цифровая подводная волоконно-оптическая линия связи Дания – Россия (Копенгаген – Кингисепп), положившая начало участию России в создании глобального кольца цифровой связи. 1994 Государственная компания “Ротелеком” преобразована в одноименное акционерное общество, контрольный пакет акций которого закреплен за государством. Образована инвестиционная холдинговая компания “Связьинвест”. Выведен на орбиту спутник “Галс” для системы непосредственного телевизионного вещания. Запущен в космос спутник связи нового поколения “Экспресс”, отвечающий мировым стандартам. 1995 11 января утверждена президентская программа “Российский народный телефон”. 16 февраля введен в действие Федеральный закон “О связи”. Завершен первый этап создания мощных супермагистралей связи (Россия – Дания, Италия – Турция – Украина – Россия, Россия – Япония – Корея) на основе цифровых волоконно-оптических и радиорелейных линий связи и современного цифрового оборудования. 1996 В марте введена самая протяженная в мире (около 7,5 тыс. км) цифровая радиорелейная линия Москва – Хабаровск, пропускная способность которой составляет 11500 каналов. Реализация проекта позволила России замкнуть глобальное цифровое кольцо связи и выйти в мировое телекоммуникационное пространство. Обеспечен ввод первой очереди многопрограммного радиовещания системы “Рабита” через космический аппарат “Горизонт”. Особенности радиосвязи по сравнению с другими видами связи: 1. Возможность организации как ненаправленных, так и направленных систем связи. 2. Возможность организации связи с движущимися объектами. 3. Преодоление различных естественных препятствий. 4. Возможность комбинирования линий радиосвязи с проводными линиями. Радиовещание. Принципиальное отличие радиовещания от радиосвязи состоит в том, что в радиовещании информация передается в виде вещательной программы и только в одном направлении – от передающей вещательной радиостанции к приемным устройствам радиослушателей или зрителей. Первая вещательная радиостанция начала работать в Москве в 1922 году и имела мощность 12 кВт, но в это время это была самая мощная радиостанция в мире. Пробное телевизионное вещание было в Москве в 1931 году, а регулярное черно-белое телевизионное вещание с 1939 года. С 1948 года ведется телевизионное вещание в стандарте 625 строк. 2. Классификация и общая характеристика радиолиний. Радиоканал – это совокупность технических средств и среды распространения радиоволн, обеспечивающих преобразование сообщения в электрические сигналы, передачу их в виде электромагнитных колебаний и прием с обратным преобразованием. Один или несколько радиоканалов образуют соответственно одно- или многоканальную радиолинию. Радиолинии классифицируются по большому числу признаков: 1. По назначению: • международные • внутригосударственные 2. По потокам сообщений: • магистральные • зоновые • местные 3. По роду работы: • телефонные • телеграфные • телевизионные, и так далее по виду передаваемой информации 4. По направлению обмена: • односторонняя • двухсторонняя (передача и прием) 5. ul>  симплексная  дуплексная. При двухсторонней связи, если передача и прием осуществляются поочередно, то такая радиосвязь называется симплексной.   Рисунок Положительные моменты симплексной связи: передатчик и приемник могут размещаться в одном месте, и используется одна частота. Отрицательный – низкий КПД – 50%. Симплексная связь используется, как правило, при наличии небольших информационных потоков. Для объектов с большой нагрузкой характерна дуплексная связь – это двухсторонняя радиосвязь, при которой связь между радиостанциями осуществляется одновременно. Рисунок При дуплексной связи передатчик и приемник могут располагаться в непосредственной близости друг от друга, если мощность передатчика не более 5 кВт. В других случаях они располагаются на большом расстоянии. Для координации их работы организуется радиобюро, к которому по соединительным линиям подключаются абоненты. Оператор радиобюро коммутирует определенных абонентов с определенными передающими и приемными радиосредствами. Рисунок 6. По используемому диапазону частот. Сейчас используются 9 диапазонов частот (длин волн). Таблица   7. По характеру распространения радиоволн различных диапазонов  Длинные волны ДВ (с длиной волны 3000 м и выше) – это волны части километрового и мириаметрового диапазонов. Отличительная особенность этих волн – способность поверхностной волны огибать землю. Поэтому напряженность поля значительна на больших расстояниях (1500…2000 км). “-” Но требуются передатчики большой мощности, так как пространственные волны вследствие небольшой частоты отражаются от ионосферы и сильно поглощаются землей. Также недостатком является необходимость строить высокие антенны (несколько сотен метров) и невозможно разместить в этих диапазонах большое число каналов. “+” Но можно организовать надежную связь. Поэтому в этих диапазонах работают мощные радиостанции для всемирной радиосвязи, имеющие стратегическое значение. Они могут обеспечивать бесперебойную радиосвязь с объектами на любом удалении (в том числе с подводными лодками в погружении). В этом диапазоне созданы службы передачи точных частот, службы времени и используются для других научно-исследовательских целей.   Cредние волны (3000 м – 100 м) – часть километрового и гектометровый диапазон. (Распространение волн в этом диапазоне может осуществляться поверхностным и пространственным лучом.) В дневные часы пространственные волны практически отсутствуют, так как сильно поглощаются атмосферой с большой степенью ионизации. Поэтому связь на этих волнах днем осуществляется только поверхностной волной и имеет небольшую дальность распространения (1000…1500 км). Дальность может увеличиться вечером и ночью, так как поглощение ионосферой уменьшается, пространственная волна отражается и в точке приема накладывается на поверхностную. Но если фазы этих волн оказываются противоположными, то такое явление называется замиранием. Это явление чаще наблюдается на коротких волнах этого диапазона. Для борьбы с ним используют разнесенный прием и автоматическую регулировку усиления. Другой недостаток – большой уровень атмосферных и промышленных помех. Но диапазон очень широко используется во многих странах для организации радиовещания (синхронное радиовещание). Короткие волны (100 – 10 м) декаметровый диапазон. Поверхностная волна сильно поглощается землей, дальность распространения не превышает 100 км. Для связи используется пространственная волна. Принципы распространения этих волн будут рассмотрены позднее. Связь на КВ остается пока основным видом межконтинентальной связи, для радиовещания в труднодоступные районы страны и для всех других стран. УКВ (длина волны короче 10 м) метрового, дециметрового, сантиметрового, миллиметрового, децимиллиметрового диапазона.В течение многих лет использование УКВ ограничивалось прямой видимостью между антеннами передатчика и приемника, так как эти волны не могут огибать выпуклости земной поверхности. Степень же ионизации атмосферы недостаточна для отражения этих волн. (Они могут отражаться только в период высокой солнечной активности и то лишь для нижней частоты метрового диапазона 7…10 м). Поэтому для осуществления дальней связи в этом диапазоне необходимо устанавливать промежуточные ретрансляторы или поднимать антенны на большие высоты. Первый принцип используется в РР системах передачи. Для увеличения зоны обслуживания ТВ вещания используются антенны на высоких башнях. Останкинская телебашня – 525 м. Достоинство передача широкополосного сигнала. 8. По виду модуляции: • АМ – амплитудная модуляция, • ЧМ – частотная модуляция, • ФМ – фазовая модуляция, • ИМ – импульсная модуляция, • Частный случай ЧМ и ФМ – частотная манипуляция. 9. По количеству каналов: • Малоканальные радиолинии – СВ, ДВ, КВ диапазонов, простейшие радиолинии. • Многоканальные радиолинии – УКВ диапазона, радиолинии с использованием ИСЗ. 10. По времени действия: • радиолинии, обеспечивающие круглосуточную радиосвязь; • радиолинии с ограниченным временем работы по расписанию. 11. По способу ретрансляции: • прямые; • ретрансляционные радиолинии. 3.Организация радиолиний декаметрового диапазона волн. 3.1. Особенности организации радиолиний в декаметровом диапазоне. Декаметровый диапазон волн – это волны с длиной – 100…10 м, иначе называется “Короткие волны”, по значению частот – это высокие частоты: 3…30 МГц. Особенности распространения коротких волн: 1. Энергия поверхностной волны сильно поглощается земной поверхностью, дальность распространения не превышает 100 км и практически не используется. 2. Пространственная волна обладает способностью отражения от верхних слоев атмосферы и поэтому подвержена влиянию изменения ее состояния, что существенно сказывается на особенностях распространения этих волн. Рассмотрим строение газообразной оболочки земли, которая называется атмосферой. Она подразделяется на 3 основных слоя: • тропосфера; • стратосфера; • ионосфера. Ионосфера– это ионизированный слой малой плотности. Под воздействием ультрафиолетового излучения солнца нейтральные молекулы расщепляются на ионы и электроны, концентрация которых на различных высотах различна, что и влияет на отражение коротких волн. Степень ионизации существенно зависит от активности солнца, которая изменяется со средним периодом 11,3 года (по данным, начиная с 1750 года). Изменение солнечной активности представлено на рисунке 2. Ионосфера неоднородна и представляет совокупность ионизированных слоев или областей, возникших под влиянием солнечной радиации и плавно переходящих одна в другую, представленных на рисунке 3. Слой “F” имеет максимальную электронную концентрацию и является основной отражающей областью. Днем это область как бы расщепляется на 2 слоя “F” и “F”, из которых “F” обладает лучшей отражающей способностью. Ночью ионизация в области “F” ослабевает, но частично сохраняется. Выше области “F” электронная концентрация быстро убывает. В области “E” ионизация происходит, в основном, от мягкого рентгеновского излучения Солнца. Рисунок 2 – Изменение солнечной активности Рисунок 3 – Строение ионосферы Высокая ионизация слоя “E” наблюдается в экваториальных областях, и в этих областях слой “E” обладает отражающей способностью. В средних и Высоких широтах данный слой обладает в основном поглощающей способностью, кроме “E - образования” – облаков с повышенной ионизацией. Ионизация области “D” в основном обусловлена рентгеновским излучением Солнца. Ионизация максимальна в полдень и быстро падает, когда Солнце скрывается за горизонтом. Этот слой обладает в основном отражающей способностью, но во время солнечных вспышек резко возрастает ионизация этого слоя. Это приводит к внезапным ионосферным возмущениям, следствием которых является полное нарушение коротковолновой связи на освещенной половине земного шара на срок от нескольких минут до нескольких десятков минут. Таким образом, разные слои ионосферы в разное время суток обладают разной отражающей способностью в разных географических территориях. Поэтому состояние ионосферы нужно постоянно исследовать. Самым распространенным способом исследования является вертикальное зондирование передатчиком, посылающим частотные импульсы вертикально вверх. За сеанс зондирования снимается полная высотно-частотная характеристика, важнейшими параметрами которой являются критические частоты и высоты слоев. Высота слоя, от которого произошло отражение, определяется по времени возврата отраженного импульса. Критическая частота – это наиболее высокая частота, отраженная от данного слоя. Обозначение: например, fE – критическая частота слоя “E”. Все частоты, меньшие по значению критической частоты данного слоя, отражаются от этого слоя, а все частоты, большие уходят к следующему слою и, если они по значению меньше критической частоты следующего слоя, отражаются от данного слоя и возвращаются на землю. Частоты, большие по значению критической частоты слоя “F”, не отражаясь, уходят в космическое пространство. Изложенный принцип отражения частот представлен на рисунке 4. Рисунок 4 – Вертикальное зондирование Критические частоты, определенные при вертикальном зондировании, использовать практически невозможно, поэтому на базе критических частот определяются максимально применимые частоты (МПЧ) – это максимальная частота, которая отражается от слоя при определенном наклоне луча по отношению к горизонту. То есть, когда сообщение передается на определенное расстояние. Рисунок 5 Расстоянием скачка называется то расстояние, на котором сигнал может быть принят при однократном отражении от слоя. При отражении от слоя “F” максимальное расстояние скачка – 3000 – 4000 км. Например, при отражении от слоя Fи длине скачка 3000 км, значение максимально-применимой частоты определяется по следующей зависимости: МПЧ (3000 F) = 3,5 f F Значение МПЧ зависит от времени суток, сезона года, географической широты точки отражения и солнечной активности. (Обычно значение МПЧ выше в летние месяцы, чем в зимние.) На рисунке 6 изображено суточное изменение значения МПЧ. Волны с длиной – 10-25 м – получили название дневных, 35-100 м – ночные волны, а волны с длиной 25-35 м – лучше распространяются в часы полуосвещенности. На практике используется не максимально применимые частоты, а оптимальные рабочие частоты (ОРЧ), которые на 15% ниже МПЧ. ОРЧ = 0,85 МПЧ. Рисунок 6 – Изменение МПЧ за сутки То есть, на практике уменьшается значение применимой частоты, так как состояние ионосферы постоянно изменяется и для организации связи или вещания необходим запас на возможность отражения волны. На многих станциях мира ведется вертикальное зондирование, что дает возможность строить прогнозные карты глобального распределения критических частот на несколько месяцев вперед, которые используются для расчета МПЧ и ОРЧ. Классическим видом ионосферного распространения коротких волн является односкачковый вариант, когда волна, отразившись от слоя, возвращается к Земле. Но распространение может быть и двухскачковым (рисунок 7). Волна после первого скачка отражается от Земли и приходит в точку “B” после повторного отражения от слоя “F”. Теоретически отражение может быть многоскачковым вплоть до полного огибания Земли. Рисунок 7 – Двухскачковый вариант распространения коротких волн Ограничена не только максимальная длина одного скачка, но и минимальная, поскольку преломление радиоволны может наблюдаться лишь при углах больших некоторого критического (). Этим объясняется существование “зоны молчания” (ЗМ)(рисунок 8). Рисунок 8 Существование “зоны молчания” можно пояснить на графике изменения напряженности поля сигнала для поверхностной и пространственной волны, представленного на рисунке 9. ЗНП – зона неуверенного приема ЗУП – зона уверенного приема Рисунок 9 – График изменения напряженности поля сигнала В декаметровом диапазоне может наблюдаться явление замирания, так как волна распространяется расширяющимся лучом в пределах угла (). Разные участки одной и той же волны отражаются при различной глубине проникновения и поэтому достигают поверхность земли в разных точках (рисунок 9). Рисунок 10 В точке приема “B” появляются лучи, которые распространяются путем однократных или многократных отражений. На приемную антенну воздействует несколько колебаний с разными амплитудами и фазами, что приводит к замираниям (резкое возрастание или падение амплитуды). Для борьбы с этим явлением используется разнесенный радиоприем на несколько антенн, расположенных на расстоянии, кратном длине используемой волны. Этот диапазон широко используется для: • магистральной (резервные каналы) и Зоновой связи; • подвижной ведомственной связи; • звукового радиовещания для удаленных районов. 3.2. Уравнение устойчивой связи При использовании декаметрового диапазона параметры тракта обладают непостоянством из-за постоянно изменяющегося состояния ионосферы. Но для устойчивости характера связи изменение параметров на приемном конце должно быть компенсировано изменением параметров передающего устройства. Аналитическое выражение, устанавливающее взаимосвязь параметров устройств радиолинии в соответствии с параметрами окружающей среды, называется уравнением устойчивости. Первым этапом вывода уравнения устойчивости является определение критерия устойчивости. В качестве такого критерия может быть выбрано соотношение уровня сигнала и помехи на входе приемного устройства, которое называется коэффициентом помехозащищенности приема - П (1). (1) (2) П- коэффициент помехозащищенности приемной антенны (2). U и U - в полосе пропускания на входе приемника; E и E - возле приемной антенны. Из (1) и (2): (3) t - промежутки времени, когда сигнал не принят или принят с ошибками. Рисунок 11 – График изменения напряженности поля Из теоремы Котельникова: (4) S – вероятность ошибочного приема; T – период наблюдения. S - для коммерческой связи. S - для передачи данных. n – кратность разнесения. Если подставить (3) в (4), то: (5) (6) P = (7)   Рисунок Из (6) и (7): (8) Полученное уравнение называется уравнением устойчивости радиосвязи, которое уравнивает параметры окружающей среды - с параметрами используемых технических средств - P, П, П, , . 3.3 Волновое расписание При организации радиолиний декаметрового диапазона в течение суток необходимо менять используемую длину волны или частоту, учитывая особенности распространения этих волн (смотри раздел 3.2). Используя данные радиопрогнозов и опыт эксплуатации, можно определить, какие волны должны применяться в то или иное время. Под волновым расписанием понимают распорядок работы радиолинии на различных волнах в течение суток. Для составления волнового расписания необходимо предварительно определить оптимальные рабочие волны по следующей последовательности: 1. Определяются географические координаты пунктов связи, трасса радиолинии и длина трассы. 2. Определяется количество скачков () и длина одного скачка (). , (1) где - длина трассы радиолинии; - максимальная длина одного скачка – 4000 км. При расстоянии между пунктами связи до 4000 км получаем односкачковый вариант организации связи. Рисунок 12. Односкачковый вариант организации связи При расстоянии между пунктами связи более 4000 км можно получить два и большее количество скачков. Например, при расстоянии 6000 км: А длина одного скачка: Рисунок 13. Двухскачковый вариант 3. Определяются координаты точек отражения. 4. По базисному времени (в точке передачи) определяется местное время в точках отражения. Если трасса ориентирована вдоль меридиана, то местное время во всех точках одинаково. А, если трасса ориентирована вдоль широты, то местное время во всех точках будет разным и при изменении расстояния на 1000 км местное время меняется на 1 час. 5. По графикам радиопрогнозов определяется значение ОРЧ (оптимальная рабочая частота) для каждой из точек отражения для различных значений базисного времени. 6. Определяются значения ОРЧ для всей радиолинии в целом по минимальному значению ОРЧ всех точек отражения для каждого значения времени. Выбирается минимальное значение, так как частота должна отразиться, учитывая изменяющееся состояние ионосферы. Пример. Таблица 1 - Определение значений ОРЧ (ОРВ) ОРВ – оптимальная рабочая волна, которая определяется по формуле (2): , (2) где - значение длины волны; c – скорость света, c = ; f – значение частоты в Гц. 7. Строится график ОРВ радиолинии. Рисунок 14. График оптимальной рабочей волны за сутки Значение оптимальной рабочей волны изменяется непрерывно. Практически использовать такие постоянно изменяющиеся значения волны невозможно. Поэтому используется некоторое количество фиксированных волн, близких по значению к оптимальному, при соблюдении условия: так как волна должна отразиться от ионосферы, состояние которой постоянно изменяется. Для составления волнового расписания задаются определенным количеством фиксированных рабочих волн, обычно: . Рассчитываются рабочие волны по следующей зависимости: (3) . , где n – заданное количество рабочих волн; - значение оптимальной рабочей волны, соответственно – максимальное или минимальное, определяемое по таблице 1. В данном примере = = Рассчитанные значения рабочих волн откладываются на графике оптимальной рабочей волны. Рисунок 15. Волновое расписание Абсциссы точек пересечения рабочих волн с оптимальной волной соответствуют времени перехода с одной рабочей волны на другую. Волновое расписание записывается в форме таблицы (таблица 2). Таблица 2 - Волновое расписание для круглосуточной работы радиолинии Эффект от составления волнового расписания: 1. Уменьшаются взаимные помехи между радиоканалами, то есть можно увеличить количество одновременно работающих каналов. 2. Увеличивается устойчивость радиосвязи и вещания. 3. Уменьшается мощность используемых передатчиков, то есть уменьшаются затраты на эксплуатацию радиолиний.   4. Организация систем связи с использованием искусственныхспутников земли (ИСЗ) 4.1 Принципы организации спутниковых систем связи Первые ИСЗ запущен в СССР 4 октября 1957 года. Достоинства спутниковых систем связи (ССС): • возможность передачи любых видов информации, в том числе широкополосных (телевизионное изображение), так как спутниковые системы связи организуются в широкополосном диапазоне УКВ. • гибкость в организации связи на больших территориях, так как можно переместить наземные пункты связи, если они находятся в зоне видимости данного спутника, принцип организации связи при этом не изменится. • возможность организации межконтинентальной связи, так как один спутник может охватывать большие территории. Недостатки ССС: • большие единовременные затраты на спутник, его запуск на орбиту, наземное оборудование; • эффективна организация этих систем при организации связи на большие расстояния; • невозможность выделения сигнала в промежуточном пункте. Организация ССС в сантиметровом диапазоне: 1-10 ГГц. Варианты построения ССС: 1. Связь двух приемо-передающих станций через один ИСЗ (рисунок 1). Рисунок 1 Это наиболее простой вариант спутниковой связи. Недостаток – ограниченная дальность передачи сообщения – 12 тыс. км. 2. Разновидностью предыдущего варианта является система спутниковой связи с многостанционным доступом (МСД) – рисунок 2. Рисунок 2 Если спутник находится в зоне радиовидимости нескольких земных станций, то возможна их работа через один спутниковый ретранслятор. Чтобы станции не создавали взаимных помех, возможно использование трех способов разделения сигналов земных станций: • частотный, • временной, • кодовый. При частотном разделении за каждой станцией закрепляется своя пара частот (приемная и передающая). При временном разделении каждой станции выделяется определенный временной интервал для поочередной передачи сигналов. При кодовом способе кодированные сигналы нескольких станций передаются одновременно в одной полосе частот, а приемники земных станций выделяют только тот сигнал, код которого совпадает с кодом, заложенным в данной станции. 3. Связь оконечных земных станций через два ИСЗ с использованием наземной ретрансляции (рисунок 3). Рисунок 3 Такой вариант обеспечивает большую дальность передачи сигналов, но сигнал проходит длительное время через пункты наземного переприема. Поэтому данный вариант может использоваться только для подачи программ вещания. 4. Связь через два ИСЗ без наземного переприема (рисунок 4).   Данный вариант построения ССС используется для организации межконтинентальной связи. Комплексы ССС: 1. земной – наземные станции; 2. космический – спутники связи; 3. управления – АСУ ССС. 1)Земные станции могут быть стационарными и мобильными, а также: • приемо-передающими, используемыми в системе связи. • только приемными, которые используются в системе звукового и телевизионного вещания. • только передающие, которые используются в системе звукового и телевизионного вещания или как абонентские станции в спутниковой службе спасения и передающие сигналы “SOS” при аварии. 2)Космический комплекс – это группировка спутников, находящихся на орбите, присущей данной орбите связи. Число спутников определяется видами орбит и назначением данной системы связи (их количество от одного до нескольких десятков). 3)Комплекс управления. В системе управления имеется несколько разнесенных пунктов управления (основной и резервный). Центр управления осуществляет планирование ССС, направлений связи с учетом требуемых зон обслуживания. Центр управления принимает все сигналы, которые выдаются бортовым комплексом управления, анализирует их и выдает необходимые команды управления на спутник. 4.2 Классификация ССС Классифицировать ССС можно по следующим признакам: 1. По способу ретрансляции сигнала 2. ;По виду используемых орбит 3. ;По назначению линий связи; 4. По числу земных станций, работающих на один ретранслятор. По способу ретрансляции сигнала ССС делятся на: 1. системы с активным ретранслятором. 2. системы с пассивным ретранслятором. При пассивной ретрансляции бортовой ретранслятор – это металлизированная сфера, от которой сигнал отражается. Отсутствие на борту аппаратуры уменьшает стоимость линии связи, увеличивает надежность работы ретранслятора, но сигнал только отражается и не усиливается, чтобы на приемном конце выделить этот слабый сигнал от помехи, надо уменьшить полосу пропускания, то есть уменьшается число каналов. В качестве пассивного ретранслятора может быть использована Луна, но пропускная способность уменьшается, так как расстояние до Луны большое и сигнал сильно затухает, отраженный от Луны луч имеет многолучевой характер, так как поверхность Луны неровная. Еще один недостаток – связь круглосуточная невозможна, так как Луна находится не в одной точке относительно Земли. Активные ретрансляторы используются для передачи больших объемов информации. Устанавливается приемо-передающее оборудование, обеспечивающее усиление сигнала, то есть пропускная способность увеличивается, но ограниченность энергоресурсов (солнечные батареи используются), меньшая надежность по сравнению с пассивным ретранслятором, так как любое оборудование имеет меньшую надежность, чем пустая сфера. Виды используемых орбит: 1. эллиптическая 2. круговая Эллиптическая орбита Период обращения спутника – 12 часов. Над северным полушарием – 8-9 часов. Спутник постоянно движется относительно земли, следовательно, надо на неземных станциях иметь аппаратуру наведения систем и слежения за спутником (синхронно должно быть). Для организации круглосуточной связи надо три спутника. Круговая орбита Круговая орбита, находящаяся в области экватора Земли, называется геостационарной. Направления движения ИСЗ и Земли совпадают. Период обращения = 24 часам, следовательно, ИСЗ постоянно в одной точке относительно Земли. Достоинства этой орбиты: • простота системы слежения за спутником, это упрощенное наземное оборудование, следовательно, уменьшаются затраты. • возможность организации круглосуточной связи на охватываемой спутником территории (охватывается примерно 1/3 земного шара), если запуск 3 спутника, то глобальная связь вокруг земли. Недостатки: • не охватывает приполярные районы • требуется большая мощность ракетоносителя для вывода спутника на орбиту. По назначению ССС могут быть: 1. многофункционными (для передачи всех видов сообщений) 2. специализированными (для звукового и телевизионного вещания, гражданской авиации, военной связи и других). По числу земных станций, работающих на один ретранслятор:   1. ССС с двумя станциями, которые могут быть обе приемо-передающими или приемная и передающая 2. ССС с многостанционным доступом (МСД). 4.3 Характеристика современных ССС ССС как составная часть взаимосвязи начали развиваться с 1965 года. С запуском на эллиптическую орбиту спутника “Молния”. Для приема и передачи в сообщении ССС была создана сеть наземных станций - система “Орбита”. В 1971 году был запущен спутник “Молния-2”. Он использовал более высокий диапазон частот – 4-6 ГГц, следовательно, более высокое качество передачи и возможность принимать сигналы цветного телевидения. В 1976 году запущены спутники “Радуга” и “Экран” серии стационар, то есть спутники использовали стационарную орбиту. Используются до сих пор. Основное преимущество (по сравнению с “Молнией”) – использование стационарной орбиты (не движется), следовательно, не требуется аппаратура слежения за спутником, занимает меньшую площадь и проще в обслуживании. Спутники “Экран” и наземные установки используются для организации системы непосредственного вещания (НТВ). В настоящее время используются спутники серии “стационар”: “Горизонт”, “Радуга”, “Экран”. Спутники нового поколения на геостационарной орбите: “Экспресс”, “Гомс”, “Ямал”. Перспективы развития ССС 1. Предполагается увеличение пропускной способности, увеличение количества символов, увеличение излучаемой мощности бортовых ретрансляторов, следовательно, увеличение каналов до 25-30 тыс., идущих по спутниковым системам. 2. Предполагается полная автоматизация обслуживания и управления. 3. Совершенствование методов передачи информации. Например, внедрение цифрового вещательного телевидения со скоростью передачи от 16 до 32 Мбит/с. 4. Применение на спутниках высоконаправленных антенн в сочетании с коммутацией сигналов на борту спутника, что приведет к упрощению земных станций. Они будут компактными и дешевыми. 5. Организация РРЛС (радиорелейных линий связи) 5.1. Общие принципы построения и классификация РРЛ 5.2. Характеристика оборудования РР станций 5.3. Определение оптимальных ТЭ параметров РРЛ 5.1. Общие принципы построения и классификация РРЛ Первая РРЛ была построена в США в 30-х годах XX века между Нью-Йорком и Филадельфией, которая состояла из 6 промежуточных станций. В РРЛ используется УКВ (так как используется широкий спектр частот). В России впервые РРЛ построили в начале 50-х годов. Достоинства РРЛ: 1. Возможность передачи любой информации (возможность передачи широкополосной информации). 2. Относительная простота сооружений линий при незначительных затратах на их строительство и эксплуатацию (по сравнению с воздушными и кабельными линиями связи). 3. Легкость решения задач развития и реконструкции сетей. 4. Компактность конструкции (экономия на плате за площадь). 5. Малая потребляемая мощность, и малое использование цветных линий связи. (Промежуточные станции находятся в пределах прямой видимости. Мощность передатчиков – несколько десятков ватт.) 6. Возможность создания мобильных систем связи, которые позволяют быстро изменить конфигурацию сети. (Станцию РР связи можно поместить в авто, например, военные). РРЛ представляет собой совокупность станций, которые в соответствии с выполняемыми функциями делятся на ОРС, УРС и ПРС. ОРС (оконечная РР станция), с которой начинается и заканчивается линейный тракт передачи сигналов. Здесь производится преобразование сигналов, поступающих по соединительным линиям от потребителей (МТС, междугородняя телевизионная аппаратная, междугородняяя вещательная аппаратная, другие ведомства). ПРС (промежуточная РР станция). Происходит ретрансляция сигнала, то есть переприем с усилением. При необходимости на любой промежуточной станции могут выделяться какие-либо каналы. Часто ПРС совмещается с телевизионными ретрансляторами, на которые из общего потока сообщений выделяются сигналы программ телевизионного и звукового вещания, и данные ретрансляторы сразу же осуществляют телевизионное и звуковое вещание на находящиеся по близости населенные пункты. УРС (узловые РР станции) располагаются на пересечении крупных пунктов РРЛ. Все остальные функции РР станций (УРС) совпадают с ПРС. На оконечных и узловых станциях всегда имеется технический персонал, который следит за работой оборудования, обслуживает (выполняет техническое обслуживание – ремонт и профилактику), а также осуществляет контроль и управление с помощью системы телеобслуживания ближайшими промежуточными станциями, которые, как правило, автоматизированы. Для проведения профилактических и ремонтных работ организуется аварийно-профилактическая служба, которая оснащается необходимым оборудованием и транспортными средствами для проведения профилактики и ремонтных работ на автоматизированных промежуточных станциях. Рисунок а ликвидацию аварии отводится 4,5 часа. Диапазон используемых частот Используются дециметровый и сантиметровый диапазоны. Ведется разработка оборудования, которое будет использовать миллиметровый диапазон. Это позволяет увеличить количество каналов в оборудовании, уменьшить габариты оборудования, уменьшить потребление электроэнергии. Протяженность пролетов между соседними станциями зависит от рельефа местности и высоты установки антенн. h, h- высота подвеса приемной и передающей антенны. Данные РРЛ называются РРЛ прямой видимости. Кроме РРЛ прямой видимости, имеются тропосферные РРЛ. В 50-х годах был открыт эффект дальнего распространения УКВ волн. Особенности передачи сигнала по тропосферным линиям: 1. Рассеивание УКВ может происходить от нижних или верхних слоев атмосферы. При рассеивании от верхних слоев протяженность пролета может быть увеличена до 1000 км. При этом антенны можно располагать на подставках, непосредственно на земле. С учетом других особенностей расстояние между соседними станциями используют от 200 до 400 км. 2. Вследствие значительного рассеивания энергии сигнала мощность передатчика нужно увеличить до 10кВт. Применяются антенны с большим коэффициентом усиления и чувствительностью приемника. 3. Принимаемые сигналы подвержены быстрым и медленным замираниям. Быстрые замирания обусловлены многолучевым характером распространения радиоволн. Для борьбы с быстрыми замираниями применяется разнесенный радиоприем. Медленные замирания связаны с изменением метеорологических условий на трассе. Для борьбы с этим явлением организуется канал образования связи, с помощью которого можно изменить частоту организации связи. 4. Замирание сказывается на передаче широкополосного сигнала, то есть искажается спектр и форма сигнала. Поэтому количество каналов, которое организуется на тропосферных линиях, не превышает 120. Классификация РРЛ: 1. По условиям распространения 2. По емкости ствола 3. По назначению 4. По способу передачи сигнала По условиям распространения: 1. Прямой видимости 2. Тропосферные По емкости ствола: 1. Большой емкости (в 1м стволе 600 и более каналов). Используется для организации магистральной РР связи большой протяженности. 2. Средней емкости (от 60 до 600 каналов). Используется для внутризоновых РРЛ. 3. Малоканальные РРЛ (от 6 до 60 каналов тональной частоты). Используется для организации местных соединительных линий. По назначению: 1. Магистральные 2. Зоновые 3. Местные По способу передачи сигнала / по способу разделения каналов: 1. ЧРК – ЧМ 2. ВРК – ИМ ЧРК – ЧМ используется при большой емкости ствола, так как каждому каналу дается своя частота. Достоинство – в данном случае можно использовать такую же каналообразующую аппаратуру, как и на кабельных линиях связи, что позволяет соединить РРЛ и кабельные без демодуляции сигнала. ВРК – ИМ. Требования к параметрам каждого канала уменьшаются, так как сигналы передаются не вместе, а поочередно. Этот способ можно использовать только на малоканальных РРЛ производственного назначения (например, вдоль ж/д, нефтепроводов, электропередач). 5.2. Характеристика оборудования РР станций В состав каждой РР станции входит следующее оборудование: 1. Приемно-передающая аппаратура. 2. Антенно-фидерное устройство. 3. Антенные опоры с сигнальным освещением мачты. 4. Аппаратура телеуправления и телесигнализации. 5. Каналообразующее оборудование. 6. Средства энергоснабжения. В необходимых случаях станции могут оборудоваться жилыми помещениями. Не все перечисленное оборудование может размещаться в техническом здании либо в контейнерах, которые расположены на мачте рядом с антенной. Приемо-передающее оборудование На внутризоновых РРЛ применяется оборудование системы “Курс” – 2 или 8 (количество символов, которое может организовать данное оборудование). На магистральных РРЛ применяется Р-600, “Восход” – (1320), “Дружба” – (1920 – количество каналов). Перечисленное оборудование потребляет большое количество электроэнергии + низкая надежность. “Электроника - связь” – 11Ц – более надежная и меньше потребляет электроэнергии (Ц - цифровая). Приемо-передающее оборудование на тропосферных линиях функционально не отличается от оборудования РРЛ прямой видимости. Мощность передатчика до 10 кВт. Используются “Горизонт” – 60, ТР – 120, которые позволяют организовать расстояние между промежуточными станциями до 400 км, и ДТР – 12 – до 700 км. Антенны На магистральных и внутризоновых РРЛ применяются рупорно-параболические двухзеркальные и перископические антенны. На малоканальных – применяются однозеркальные параболические антенны. Рупорная антенна – представляет собой рупор. Иначе называется пирамидальная. Самостоятельно антенна используется редко. Чаще входит в состав зеркальных антенн, в которых в качестве отражателя или рефлектора используется металлическое зеркало в форме параболоида, в фокусе которого на конце волновода закреплен рупорный облучатель. Однозеркальная антенна Двухзеркальная антенна Данные зеркальные антенны имеют большой коэффициент усиления и большой коэффициент направленного действия. Двухзеркальная антенна имеет более узкую диаграмму направленности с малыми боковыми лепестками. Двухзеркальная антенны удобна тем, что конструкция позволяет располагать приемо-передающую антенну непосредственно за зеркалом в контейнере, уменьшая этим длину волновода. Недостаток этой антенны – часть энергии, отражаясь от зеркала, попадает обратно в волновод, что уменьшает эффективность передачи энергии сигнала и приводит к искажениям. От этого недостатка освобождены рупорно-параболические антенны. Перископическая: В качестве фидеров на РР станциях используются: 1. Дециметровый диапазон – используется коаксиальный кабель. 2. Сантиметровый диапазон – волноводы с перпендикулярным, круглым и эллиптическим сечением. Антенные опоры. На тропосферных РРЛ антенны располагаются на земле на специальных подставках. Для РРЛ прямой видимости требуется специальные опоры, которые очень дорогостоящие. Это могут быть металлические башни или железобетонные башни. На магистральных РРЛ чаще всего используются железобетонные башни, так как они должны быть рассчитаны на установку большого количества антенн. На малоканальных РРЛ устанавливаются металлические мачты более простой конструкции. Оборудование энергопитания состоит из первичного резервного и гарантированного источника питания. На оконечных и узловых станциях в качестве первичного источника питания применяется внешний источник. Это линии электропередач. Промежуточные станции часто находятся далеко от таких внешних источников, поэтому они оснащены собственными дизельэлектростанциями, которых может быть две: одна – основная, вторая – резервная. Гарантированный источник питания – аккумуляторы батареи. 5.3 Определение оптимальных ТЭ параметров РРЛ Для обеспечения высокой надежности работы РРЛ применяется резервирование приемо-передающего оборудования. Применяются две системы резервирования: 1. Постанционная 2. Поучастковая 1. Система предусматривает для каждого рабочего комплекта приемо-передающего оборудования наличие резервного. При аварии происходит автоматическая замена на резервное оборудование. Недостаток – большой объем оборудования и длительное время перехода на резервное (несколько секунд). 2. Поучастковая система – на каждом направлении связи имеется постоянный включенный резервный ствол. При отсутствии аварии ствол не нагружен. Переход на него осуществляется за несколько миллисекунд, если даже уровень шума в рабочем стволе превысит определенное допустимое значение. В этом случае требуется меньший объем оборудования, так как на один резервный ствол приходится 3-4 рабочих ствола. - капитальные затраты на оконечную станцию; - капитальные затраты на узловую станцию; - капитальные затраты на промежуточную станцию; L – длина всей РРЛ; - расстояние между узловыми станциями; - расстояние между промежуточными станциями; 2 – количество оконечных станций. Количество узловых участков всегда на 1 больше, чем узловых станций. Соотношение капитальных затрат на узловую станцию и капитальных затрат на промежуточную станцию имеет вид: Исходя из соотношений: На практике А = 1,17 1,2. q – затраты на 1 км РРЛ. = + (Р, Т) + (, ) + (k , ) + ( ), где - условно постоянные затраты, которые идут на строительство дорог, подведение линий электропередач, то есть затраты, не зависящие от используемого оборудования; (Р, Т) – затраты на приемо-передающее оборудование, которые зависят от мощности передатчика (Р) и срока службы (Т); (,) – затраты на антенну, которые зависят от коэффициента усиления () и высоты антенны (); (k , ) – затраты на опору, которые зависят от коэффициента жесткости опоры (k) и высоты опоры (); ( ) – затраты на фидер, которые зависят от высоты опоры (), следовательно, чем выше опора, тем длиннее фидер. - постоянная составляющая; q~ - переменная составляющая. По находим . Организация сети звукового вещания 1.Задачи и требования, предъявляемые к вещанию Под вещанием подразумевается передача различного рода вещательных программ одновременно большому количеству слушателей или зрителей. Вещание классифицируется по следующим признакам: 1. По видам передаваемых программ. 2. По используемым средствам передачи.   Требования, предъявляемые к вещанию: 1. Высокое качество содержания и использования программ вещания. 2. Высокое качество передачи программ вещания. 3. Возможность приема программ вещания на всей территории. 4. Минимальные затраты материалов, трудовых и денежных ресурсов на организацию и эксплуатацию систем вещания.   Задачи вещания: 1. Создание содержательных вещательных программ. 2. Доведение этих программ до каждого слушателя. Отрасль связи занимается решением этих задач, и для этих целей занимается разработкой технических средств вещания, их строительства и эксплуатации. 2. Сеть звукового вещания – вторичная сеть взаимоувязанных сетей связи, которая может быть представлена в виде блочной структуры. Рисунок ИФП – источник формирования программ вещания (относится к радиокомпаниям); СП – сеть подачи программ вещания – совокупность оборудования и линий, по которым программы вещания подаются от ИФП до передающей сети, если передающая сеть находится на значительном удалении от ИФП; СПВ – сеть проводного вещания; ПРД – передающая сеть вещания – совокупность радиовещательных станций, которые должны обеспечить требуемую напряженность поля сигнала в пределах установленной территории; ПРМ – приемная сеть – совокупность приемных устройств, которые обеспечивают прием программ вещания по эфиру или по проводам, а также совокупность радиотрансляционных узлов и линейных сооружений сети проводного вещания; ТП – обеспечивает трансляцию с мест событий; РВА – радиовещательная аппаратная. В ней находится пульт звукорежиссера; КРА – коммутационно-распределительная аппаратная. В ней определяется, куда дальше должна пойти программа вещания; МКЗВ – междугородний канал звукового вещания; РВС – радиовещательные станции; ИП – индивидуальное приемное устройство. 3. Наибольший удельный вес по стоимости оборудования приходится на ПРД в единой сети вещания. Главное требование к организации передающей сети – обеспечить возможность уверенного приема программ вещания в любом населенном пункте на заданной территории. При этом , где - напряженность поля сигнала; - напряженность граничного поля. Для организации вещания в соответствии с установленными требованиями, необходимо иметь каналы в различных диапазонах. Особенности диапазона СВ За счет появления возможности отражения пространственной волны (ночью), чтобы не наводить помехи на соседние государства в приграничных районах, используются направленные антенны, ограничивается мощность передатчика и ограничивается ширина полосы передаваемых частот. ПДСВ – передатчик длинных и средних волн вещательный. ПДСВ-150 – мощность передатчика 150 кВт. 501000 кВт, как правило, мощность. Антенны: АРРТ – антенна с регулируемым распределением тока. Если менять положение точки заземления, меняется распределение тока в антенне и меняется диаграмма направленности антенны. Диапазон КВ Можно организовать вещание на значительном расстоянии, так как используется пространственная волна, при относительно небольшой мощности передатчика. ПКВ – передатчик коротковолновый вещательный. ПКВ-100; 50500 кВт. СГД – РА – синфазная горизонтальная диапазонная с А – периодичным рефлектором. СГД – РА 4/4; 4/8; 8/16. Первая цифра – количество этажей в антенне, вторая – количество вибраторов. - кратно длине волны – кратно половине длины волны Антенны строятся на определенную длину волны. Количество антенн должно соответствовать количеству используемых волн в течение суток. Переключение происходит с помощью коммутатора с одной антенны ПРД на другую. Количество вибраторов и этажей влияет на коэффициент направленного действия и на усиление передаваемых сигналов. Диапазон УКВ Может быть организовано большое количество каналов вещания, так как диапазон широкий. Полностью задействован для вещания диапазон метровых волн. Основная часть отводится для телевизионного вещания и небольшая – для звукового вещания. В диапазоне метровых волн организуется МВ – ЧМ. Так как в этом диапазоне сказываются промышленные помехи, следовательно, для борьбы применяется частотная модуляция. Применяются передатчики: “Дождь” – 2; 4 (4 кВт по каждой программе) “Мед” – 3 – 15 кВт по каждой программе Антенны поднимаются на большую высоту и называются “Штырь-вибраторы”. 4. Оптимальный радиус вещания имеет смысл определять для диапазона СВ и ДВ, так как в этом диапазоне вещание можно организовать за счет использования поверхностной волны на большие расстояния. Чем меньше будут использованы передачи, тем большую территорию можно охватить вещанием. При решении оптимизации радиуса вещания, необходимо исходить из напряженности на границе вещания: , где - напряженность поля сигнала; - напряженность граничного поля. - мощность передатчика, - радиус вещания. и t – коэффициенты, которые зависят от используемого диапазона и рельефа местности, в которой организуется вещание и определяются по специальным таблицам. , где - условно постоянные затраты, которые не зависят от мощности передатчика; l – коэффициент, зависящий от используемого диапазона и определяемый по справочникам; - удельные капитальные затраты на 1 кВт мощности передатчика, зависящий от типа используемого передатчика, может определяться по специальным справочникам. Удельные затраты на 1 км S зоны вещания: , так как вещание - на территории окружности.   ( не зависит от ) 5. ля выявления общих закономерностей размещения вещательных станций, рассмотрим идеализированный случай при соблюдении следующих условий: 1. Ни одна из частей территории не обладает приоритетом в размещении средств вещания. 2. Требуется сплошное покрытие заданной территории требуемой напряженности поля. Зона вещания станций – правильная окружность. - расстояние между соседними станциями четырехугольной (1) и треугольной (2) сетки. Соотношение количества станций: А, В, С – станции, которые могут работать в одночастотном канале. Вокруг этих станций в вершинах малых треугольников располагаются станции, которые могут работать только в разных каналах. - радиус мешающего влияния станции В на станцию А и наоборот. D – расстояние между станциями большого треугольника. и - максимальная напряженность. Если Е=0, то помех не будет. Если Е0, то - напряженность помехи. Следовательно, определение количества малых треугольников на территории больших треугольников, следовательно. количество частотных каналов определим: D = R + d = - сигнала - помехи - формула для определения необходимого числа частотных каналов при организации вещания на заданную территорию. - защитное отношение. Чем больше будет установлено, тем больше предъявляемые требования к качеству вещания и потребуется большее количество каналов для заданной территории. 6. Синхронное радиовещание – передача несколькими станциями одной программы одновременно на одной частоте и на одну территорию. Используется одна частота. Цель организации данного вещания – экономия частотных каналов. Синхронное вещание используется в диапазоне средних волн. Достоинства: 1. Экономия частотных каналов. 2. Высокое равномерное качество вещания по всей территории за счет создания равномерной напряженности поля сигнала (при наложении полей соседних станций). 3. Возможность использовать передатчики оптимальной мощности: P = 10 20 кВт. Опорная станция может располагаться в центре территории большей мощности = 1501000 кВт. Недостаток: 1. Необходимы устройства синхронизации работы передающей станции, приемники эталонной частоты, устройства сравнения частот, на что идут значительные затраты. Синхронизация бывает: 1. Частотная 2. Фазовая При частотной синхронизации осуществляется подстройка передатчиков относительно эталонной частоты передаваемой опорной станции не реже 1 раза в сутки. В определенное время суток передача прекращается, все станции настраиваются на прием несущей частоты опорной станции.   Фазовая синхронизация предполагает наличие автоподстройки частоты, которая непрерывно подстраивает частоту каждой станции к опорной частоте при смещении ее фазы. В настоящее время применяются квантовые генераторы несущих частот, которые обеспечивают коэффициент нестабильности частот: , который обеспечивает высокое качество подстройки. - для частотной синхронизации, - для фазовой синхронизации. 7. Сеть подачи программ вещания – комплекс технических средств, состоящий из станционного оборудования и междугородних каналов звукового вещания, предназначен для подачи вещательных программ от пунктов формирования до передающих вещательных станций и узлов проводного вещания. СППВ строится по радиально-узловому принципу и подразделяется на: • магистральную • зоновую • внутрирайонную Магистральная сеть организуется для подачи программ центрального вещания в краевые области и республиканские центры, а также для межреспубликанского обмена программами.   Зоновые сети доводят программы центрального и областного вещания до районных центров.   Внутрирайонные сети для подачи программ вещания до населенных пунктов района. По используемым техническим средствам сети подачи можно подразделить на: • направленные • ненаправленные. Направленные СП организуются по кабельным, РР линиям с использованием ИСЗ и направленным линиям коротковолновой связи. Ненаправленные СП используют эфирные каналы вещания во всех диапазонах с использованием ненаправленных антенн. Рисунок - Схема организации магистральной сети подачи с использованием КЛС ОМВА – оконечная междугородняя вещательная аппаратная. В ней создаются каналы звукового вещания с помощью специального оборудования. АВ 2/3 – аппаратная вещательная, которая сдваивает или страивает каналы тональной частоты. МКЗВ – междугородний канал звукового вещания. СУ – сетевой узел. СУ устанавливается на пересечении крупных пучков магистральных линий связи. УМВА – узловая междугородняя вещательная аппаратная, которая служит для контроля за прохождением программы вещания, или для выделения этой программы вещания в другом направлении. При организации РРЛ и с использованием ИСЗ отличается техническими средствами. Краткая характеристика предприятий радиосвязи и радиовещания 1. Виды предприятий радиосвязи и радиовещания 2. ТЭ характеристика предприятий радиосвязи и радиовещания Федеральное государственное унитарное предприятие “Российская телевизионная и радиовещательная сеть” (РТРС) создано в августе 2001 г.   ФГУП «РТРС» образовано путем слияния федеральных государственных унитарных предприятий «Главный центр телевидения и радиовещания» и «Главный центр управления сетями радиовещания и магистральной радиосвязи» и выделения из федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания» организаций, осуществляющих распространение и трансляцию телерадиосигнала.   Организационную основу ФГУП «РТРС составляют: Генеральная дирекция ФГУП «РТРС» - управляющее подразделение; Филиалы ФГУП «РТРС» - Региональные центры, обслуживающие группы субъектов РФ, и Радиотелевизионные передающие центры, действующие на территориях отдельных регионов РФ.     РТРС обеспечивает:    вещание общероссийских и региональных телерадиопрограмм на всей территории Российской Федерации;    информационное присутствие России в странах ближнего и дальнего зарубежья путем вещания в них государственных радиопрограмм;   равный доступ к информации при проведении избирательных кампаний;    развитие региональных теле- и радиокомпаний благодаря созданию единого рынка контента.   Вещание общероссийских телевизионных и радиопрограмм ведется через Федеральный центр распределения телерадиопрограмм (ФЦРТ), расположенный в Москве, и через региональные передающие центры РТРС, образующие наземную передающую сеть.   Доставка сигналов телевизионных и радиопрограмм из Москвы в регионы производится по спутниковым и наземным каналам связи.   Наземное вещание телевизионных и радиопрограмм в регионах России осуществляют 77 республиканских, краевых, региональных, территориальных и областных радиотелепередающих центров (РТПЦ), которые являются региональными филиалами РТРС.   Территория России имеет большую протяженность с запада на восток и насчитывает несколько часовых поясов. Для выполнения государственной задачи по доставке телевизионных и радиопрограмм в любую точку страны, РТРС осуществляет ее со сдвигом во времени по зонам вещания А, Б, В, Г и М.   Развитие   Системный, государственный подход РТРС предполагает формирование в России современной, гибкой, технически и экономически эффективной сети доставки и трансляции государственных и коммерческих телерадиопрограмм.   Это позволит обеспечить население России качественным и доступным многопрограммным вещанием, сформировать единое информационное пространство страны.     Для этого РТРС совершенствует Единый производственно-технический комплекс (ЕПТК), позволяющий решить четыре основные задачи:    получение телевизионных и радиопрограмм по наземным и спутниковым каналам от вещателей;  коммутацию и технический контроль качества программ;  доставку телевизионных и радиопрограмм по наземным и спутниковым каналам в регионы;   трансляцию телевизионных и радиопрограмм в регионах.   Основу ЕПТК образуют ФЦРТ, и управляемые им единый коммутационный центр и единая транспортная платформа.   Транспортная платформа включает в себя спутниковый и наземный сегменты (каналы сбора и доставки телерадиопрограмм).   Все элементы ЕПТК используют международные стандарты вещания DVB.   Важнейшей задачей РТРС является осуществление перехода телерадиовещания в цифровой формат по единому общефедеральному плану.       РТРС активно участвует в создании региональных сетей спутникового цифрового телерадиовещания, закладывая тем самым основы будущей интерактивной телекоммуникационной среды для передачи информации в интересах широкого круга пользователей.     Цифры:    В Российской Федерации трансляция телерадиопрограмм осуществляется посредством: 15 922 телевизионных и 4 123 радиовещательных передатчиков. Из них: - 11 021 (68,7%) телепередатчиков принадлежат РТРС - 3 457 (21,7%) телепередатчиков принадлежат другим организациям, но находятся на обслуживании РТРС и размещены на её объектах - 1 992 (48%) радиопередатчиков принадлежат РТРС - 1 705 (41%) радиопередатчиков принадлежат другим организациям, но находятся на обслуживании РТРС и размещены на её объектах. Таким образом, на государственной сети РТРС установлено: - 14 478 телепередатчиков (90,9% от общего количества) - 3 697 радиопередатчиков (89,6% от общего количества)    Доля РТРС на рынке наземного эфирного вещания в России составляет около 80 процентов.  В эксплуатационно-техническом обслуживании предприятия находится свыше 8 000 антенно-мачтовых сооружений, из них 7 163 антенные опоры высотой более 30 метров. Высота 703 опор превышает стометровую отметку, включая Останкинскую (540 м) и Шуховскую (150м) телебашни в Москве, Санкт-Петербургскую (301 м), Новороссийскую (261 м) и другие.    Федеральную наземную передающую сеть РТРС обслуживают более 20 000 сотрудников.  Охват населения Российской Федерации телевизионными программами составляет:  одной программой - 98,3%, двумя программами – 96,2%,  тремя программами – 73,1%, четырьмя программами – 62,3%  пятью программами – 33,0%.   Аудитория мощного радиовещания на зарубежные страны, осуществляемого техническими средствами РТРС, составляет 109 млн. человек.    Услугами телерадиопередающих центров (РТПЦ) в России пользуются около 900 телевизионных вещательных компаний (20% – государственных, 80% – негосударственных) и более 500 радиовещательных станций (27% – государственных и 73% – коммерческих), в том числе все общефедеральные телевизионные и радиоканалы.     Справочная информация:   По данным Роспечати, среднестатистическая российская семья из четырех человек проводит перед телевизором 3 часа 36 минут в день, слушает радио 3 часа 48 минут, тогда как на чтение газет и журналов она тратит 18 минут в день, на пользование Интернетом и на просмотр видео - по 6 минут, прослушивание музыкальных дисков 18 минут. Общий объём телевещания в 2005 году составил 120 536 часов и увеличился по сравнению с 2004 годом на 8 612 часов 23 минуты.       «Организация работы предприятия радиосвязи и радиовещания - ФГУП «РТРС»»   Основные производственные функции ФГУП «РТРС»: •        Организация передающей сети радио и телевизионного вещания во всех диапазонах волн; •        Передача программ центрального, республиканского или областного вещания на заданной территории; •        Организация магистральных и зоновых линий радиосвязи (преимущественно в диапазоне коротких волн).   Состав основных производственных подразделений филиала ФГУП «РТРС» представлен на рисунке. Рисунок -  Состав основных производственных подразделений филиала СРЦ (Сибирский региональный центр) ФГУП «РТРС»   Радиостанция и радиоцентр выполняют одинаковые функции, отличаются они только суммарной мощностью установленных передатчиков. (Больше суммарная мощность в радиоцентре)    • Основная функция радиоцентра (радиостанции) – создание передающих каналов вещания в диапазонах длинных, средних и коротких волн, а также передающих каналов радиосвязи (преимущественно в диапазоне коротких волн). Организационно - производственная  структура  передающей радиостанции (радиоцентра) представлена на рисунке.   Рисунок - Организационно - производственная  структура  передающей радиостанции (радиоцентра) Обозначения на схеме: ЛЭП1 и ЛЭП2  - линии электропередач с напряжением 1000в или 500в; ТП – трансформаторная подстанция, в которой установлен понижающий трансформатор; РУ – распределительное устройство, позволяющее переключить энергопотребляющие устройства на различные источники питания; ДЭ- дизельная электростанция. Собственный источник питания, который постоянно поддерживается в рабочем состоянии; Зал ПРД - зал передатчиков, в котором расположены передатчики радиовещания и радиосвязи; Сист. охл. – система охлаждения подключается к залу передатчиков (водная или воздушная); Ант. ком. – антенный коммутатор используется для соединения передатчиков с фидерными линиями, идущими к антеннам; Ант. поле – антенное поле, где находятся антенны; СОМ – сигнальное освещение мачт; с.л. – соединительные линии; РБ – радиобюро; КРА – коммутационно-распределительная аппаратная;  Дисп.сл. – диспетчерская служба осуществляет коммутацию соединительных линий от РБ с передатчиками радиосвязи и соединительных линий от КРА – с радиовещательными передатчиками; Служба ТЛФ связи – служба телефонной связи организуют телефонную связь по всей территории передающего радиоцентра; Лаборатория – производственная лаборатория выполняет следующие функции:                         Контроль качества работы оборудования;                         Измерение характеристик оборудования;                         Модернизация оборудования;                         Внедрение новой техники. Ламповая – помещение для хранения радиоламп и запасных частей, в котором должны поддерживать постоянные условия хранения: температура и влажность. Мастерская – для выполнения мелкого ремонта оборудования, ремонта  помещений, изготовления производственной мебели.   Рядом с территорией передающего радиоцентра располагается жилой поселок, где проживает обслуживающий персонал, т.к. передающие радиоцентры выносят подальше от населенных пунктов, чтобы не оказывать вредное влияние на организм людей излучением мощных передатчиков. Адм.-хоз. комплекс – административно-хозяйственный комплекс используется как подсобное хозяйство жителями поселка.   Основное оборудование – передатчики располагаются в техническом здании. Типовые вещательные передатчики: ПДВ, ПСВ, ПКВ. Например:       Шторм (ПДСВ – 150);       Гром (ПКВ – 100);       Вьюга (ПКВ -250).   Типовые передатчики радиосвязи: ПКМ. Например:  Снежинка (ПКМ – 1);  Циклон (ПКМ – 5);  Молния (ПКМ - 15, ПКМ – 20);  Пурга (ПКМ – 100).   Антенные устройства Для организации  вещания  используются  синфазные  горизонтальные  диапазонные антенны типа СГД-РА с апериодическим рефлектором (в диапазоне  коротких  волн) (рисунок - а) и  антенны - мачты  с регулируемым распределением тока типа АРРТ (в  диапазоне  длинных  и  средних  волн) (рисунок - б). а)  б)  Рисунок -  Антенны для организации вещания   Антенна типа СГД-РА имеет мачты (опоры) металлические разной высоты. Для каждой антенны в расчетах учитывать:                3 мачты высотой более 100м;                2  мачты высотой менее 100м.     Антенна-мачта типа АРРТ опор не имеет, и в расчетах они дополнительно не учитываются.                               Для  организации  линий  магистральной  радиосвязи  используются  диапазонные  направленные  передающие  антенны типа  РГД - ромбические  горизонтальные  двойные, обеспечивающие  возможность  работы  во  всем  коротковолновом  диапазоне. Используются мачты (опоры) деревянные или асбесто-цементные высотой до 50 м. Рисунок - Ромбическая антенна В острых углах ромба, в связи с большой силой натяжения стального провода, устанавливается по две мачты. Поэтому в расчетах учитывается на каждую антенну по 6 опор.  Обслуживание оборудования выполняет:                сменный персонал;                внесменный персонал.   Сменный персонал выполняет функции текущего обслуживания оборудования (передатчиков):  готовит передатчики к работе;  включает передатчики;  настраивает на определенную волну;  наблюдает за работой передатчиков;  выключает передатчики;  делает отметки в журнале.   Внесменный персонал выполняет планово-профилактическое обслуживание всего оборудования. Созданы три специализированные бригады по обслуживанию однотипного оборудования:  передатчиков;  антенных сооружений и антенного оборудования;  систем энерго- и водоснабжения.      Численность работников  сменного персонала рассчитывается по формуле:   Чсм  = ,        шт. ед. ,                      где «n» изменяется в зависимости от количества передатчиков на радиоцентре; Нi - норматив на текущее обслуживание в человеко-часах на передатчико-час определенной мощности; tпер.i - время работы по расписанию передатчика определенной мощности за месяц в передатчико-часах; Фр.в -  среднемесячный фонд рабочего времени на одного ра­ботника; котп – коэффициент, учитывающий резерв времени на отпуска, при 24-дневном среднем отпуске для работников радиоцентра – 8%, т.е. котп = 1,08.    Для расчета  численности внесменного персонала, осуществляющего планово-профилактическое обслуживание оборудования, устанавливается норматив обслуживания в человеко-часах на единицу оборудования, аппаратуры, сооружений в месяц. Поэтому расчет численности внесменного персонала выполняется по формуле: Чвн  = ,           шт.ед.,                          где Нi - норматив на планово-профилактическое обслуживание и ремонт в человеко-часах в месяц на единицу оборудования, аппа­ратуры, сооружений; Аi - количество единиц оборудования, аппаратуры, сооружений.   Расчет объема продукции Продукцией радиопредприятия является полезный результат его производственной деятельности по обеспечению бесперебойной рабо­ты передающих и приемных радиоканалов для передачи или приема по ним разного рода телеграфных, фототелеграфных, телефонных сообщений, программ радиовещания и телевидения. Объем продукции передающего радиоцентра в натуральном вы­ражении Qнат, определяется отдельно по радиовещанию и радиосвязи с учетом среднесуточной загрузки передающего  канала, оборудован­ного передатчиком определенной мощности, и числа дней в году, так как передатчики используют ежедневно: Qнат = 365 • q ср.сут.    , кан.-ч,                  где Qнат  - объем продукции по передатчику определенной мощности  за год, кан. - ч; qср. сут – среднесуточная загрузка передающего канала, оборудованного передатчиком определенной мощности. Единицей измерения объема продукции в натуральном выражении  по передатчикам является канало-час. При расчете количества канало-часов необхо­димо учитывать режим, в котором работает передатчик: если передатчик работает по одному каналу, ко­личество канало-часов в сутки равно среднесуточной загрузке этого канала; если передатчик работает по нескольким телеграфным или телеграфным каналами, количество канало-часов в  сутки равно сумме среднесуточной загрузки по всем каналам. Кроме того, в объем продукции передающего радиоцентра включается обслужи­вание сложных антенно-мачтовых сооружений, к которым относятся: АРРТ; СГД 4/8 РА; СГД 4/4 РА; РГД: Qнат.ант = 365• q ср.сут.ант , ч,                       где Qнат.ант. - объем продукции по сложной антенне определенного типа; q ср.сут.ант. - среднесуточная загрузка сложной антенны опре­деленного типа, ч. При расчете объема продукции за обслуживание сложных ан­тенно-мачтовых сооружений нужно иметь в виду условия прохождения коротких волн на радиотрассах. Поэтому на передающих радиоцентрах по данному азимуту сооружают комплект, состоящий из нескольких антенн типа СГД-РА или РГД, для того, что­бы, применяя каждую в соответствующий период времени, обеспечить круглосуточную бесперебойную работу коротковолновых радиовеща­тельных передатчиков для передачи программ вещания или организации магистральной радиосвязи. Количество часов работы в год комплекта из нескольких антенн определяется по времени действия за год передатчика, с которым используется весь данный комплект антенн. Таким образом, количество антенн не учитывается Коммутационно-распределительная аппаратная (КРА) Функции КРА:       координация работы и коммутация источников программ вещания и передающих радиостанций;       контроль качества прохождения программ вещания от студии до передающих устройств.   Схема соединения КРА с источниками программ вещания и передающими станциями представлена на рисунке. Рисунок - Схема соединения КРА с источниками программ вещания и передающими станциями   Обозначения на схеме: РВА – радиовещательная аппаратная (формируются программы местного вещания); МТС – междугородная телефонная станция; ОМВА – оконечная междугородная вещательная аппаратная (выделяются из общего потока сообщений программы центрального вещания, поступающие по сети подачи); ВПП – выносной приемный пункт (принимаются программы вещания из соседних городов); ПРД – передающие радиостанции.   ЦЕХ РТПС РТПС – радиотелевизионная передающая станция Функции РТПС: 1.                Обслуживание: •        телевизионных передающих станций; •        МВ-ЧМ радиовещательных станций; •         телевизионных ретрансляторов. 2.                Обеспечение передачи: •        центральных и местных телевизионных программ; •        телевизионных программ других городов; •        центральных и местных радиовещательных программ.   Организационно-производственная структура цеха РТПС  Основным производственным подразделением является участок УКВ передатчиков, где находятся:  передатчики телевизионного вещания и звукового сопровождения, например: «Зона», «Ильмень», АТРС 50/5;   передатчики программ звукового вещания в УКВ диапазоне, например: «Дождь», «Мед». назад