Ускоренная информатизация общества на рубеже веков выдвигает новые требования к системам звукового радиовещания. Наряду с использованием традиционных технических средств в длинноволновом (ДВ), средневолновом (СВ) и коротковолновом (КВ) диапазонах внедряются спутниковые системы аналогового и цифрового радиовещания.
Переход к цифровой обработке сигналов в современных информационных системах позволяет достичь нового уровня, как по качеству программ, так и по их универсальности и энергетическим характеристикам.
В зависимости от мощности передатчиков и диапазона рабочих частот, передатчики с амплитудной модуляцией (АМ) обеспечивают вещание для населения не только России, но и многих стран мира.
Состояние передающей сети АМ-вещания в настоящее время оставляет желать лучшего из-за несоответствия передающих устройств современным требованиям:
— отсутствия режима однополосной передачи;
— невозможности регулировки уровня несущей, позволяющей улучшить условия электромагнитной совместимости и уменьшить энергопотребление,
— отсутствия устройств автоматического обслуживания;
— низкого коэффициента полезного действия, не превышающего 50%, по сравнению с современными передатчиками, имеющими КПД 85-90%;
— отсутствия режима передачи специальных цифровых сигналов, подвергающихся спектральному сжатию по методу MPEG.
Следует учесть и физическую изношенность около 60% передатчиков, находящихся в эксплуатации. Перечисленные выше причины и физическая изношенность, а также и «старение» передающих устройств, низкая эффективность из-за малого КПД передатчиков требуют полной модернизации радиовещательных сетей ДВ-, СВ- и КВ-диапазонов.
Испытания современного передающего оборудования при передаче цифровых сигналов с современными методами модуляции, проведённые во Франции, в США и в России в период 2005-2007 гг., показали, что при приёме сигналов на специальные цифровые приёмники есть возможность уменьшить мощность излучения передатчиков на порядок. Это означает, что и экономия на электроэнергии возрастёт на порядок. Учитывая огромный парк бытовых приёмников, рассчитанных на аналоговый сигнал с амплитудной модуляцией (АМ), в настоящее время ведутся работы по созданию специальной приставки к ним, позволяющей принимать сигналы цифрового вещания. Эта приставка будет доступна по цене для широких слоёв населения.
Таким образом, можно сформулировать два основных направления модернизации сети звукового радиовещания в ДВ-, СВ- и КВ-диапазонах.
Первое — это постепенная плановая замена выработавших свой срок мощных передатчиков современными с повышенным КПД.
И второе — с появлением на рынке современных цифровых передатчиков целесообразно заменять ими парк передатчиков с амплитудной модуляцией, в первую очередь в сети радиовещания, обслуживающей дальнее зарубежье.
Цифровое радиовещание в ДВ-, СВ- и КВ-диапазонах:
Успешное внедрение в эксплуатацию системы цифрового радиовещания (ЦРВ) по проекту «Эврика-147» и ее модификаций в УКВ диапазонах (88…108, 217…230, 1450…1470 и 2310…2300 МГц) привели специалистов к выводу о необходимости внедрения цифровых методов передачи в хорошо известных специалистам длинноволновом, средневолновом и коротковолновом диапазонах.
С учетом того, что у населения планеты в 2004 году находилось более двух миллиардов приемников, обеспечивающих прием удаленных радиовещательных станций этих диапазонов, работы по внедрению цифровой технологии в указанных диапазонах представляются весьма актуальными.
При разработке систем ЦРВ с целью использования радиоканалов, отведенных аналоговому вещанию, были приняты следующие условия:
— совместимость с однополосными аналоговыми радиовещательными сигналами, что позволит принимать цифровые и аналоговые сигналы на имеющиеся у населения сравнительно дешевые приемники, модернизированные с помощью специально установленных плат;
— отсутствие помех для аналоговых радиовещательных сигналов при одновременной передаче обоих видов сигналов через один передатчик;
— возможность использования существующего парка передатчиков и антенно-фидерных устройств.
Предусматривается возможность передачи в общем цифровом потоке совместно с радиовещательными сигналами различной дополнительной информации (о погоде, курсе валют, электронной почты и т.п.). В системе должны быть предусмотрены дополнительные группы несущих сигналов, по которым передаются служебная и коммерческая информация (номер и содержание программы, метеосводки, курсы валют и т.п.). Окончательный вывод в пользу одночастотных или многочастотных систем пока не сделан, однако сравнением систем установлено, что приемник в одночастотной системе значительно сложнее. В таком приемнике решающая схема должна работать на скорости до 600 х 106 операций в секунду, в то время как в многочастотной системе достаточна скорость обработки сигналов 50 х 106 операций в секунду. Учитывая огромный парк приёмников в мире, это обстоятельство может стать решающим.
Результатами испытаний в России систем цифрового вещания в ДВ-, СВ-, КВ-диапазонах явилось следующее:
1. Испытания цифровых систем радиовещания в СВ-диапазоне проводятся с 2006 года. В них участвовали: Главный центр управления сетями радиовещания и магистральной радиосвязи (ГЦУРС); ООТ «Октод» (бывший Октябрьский радиоцентр); Московская радиовещательная сеть (МРВС) с участием специалистов НИИР.
В течение 2005 — 2007 годов проводились измерения и регулировка некоторых параметров аппаратуры (приёмников, задающего генератора), с целью согласования отдельных блоков между собой.
Работоспособность системы при передаче цифровых сигналов подтверждена проведёнными тестовыми испытаниями. Эти испытания выявили необходимость тщательного согласования характеристик передатчика и антенно-фидерного тракта.
При соответствующем согласовании антенны с передатчиком и хорошо настроенных приёмниках цифровое радиовещание в средневолновом диапазоне весьма перспективно.
2. Из радиоцентра Подмосковья ЦРР-1 14-15 ноября 2007 года специалистами ГЦУРС и фирмы Thomcast (Франция) была организована ретрансляция программы «Голос России» на Европу в полосах частот 9, 12 и 17 МГц. Радиосигналы принимались в Германии, Англии и Франции. Качество модулированного аналогового сигнала на выходе цифрового приёмника было вполне удовлетворительным
3. В период 13-15 декабря 2007 г. в Японии в процессе проведения выставки производителей радиоаппаратуры были проведены испытания российского передатчика «Пурга» в различных режимах настройки с использованием более эффективных антенн.
Целью испытаний было проверить возможности использования существующего парка радиопередающих устройств, методик проведения измерений и поддержания эксплуатационных характеристик в допустимых нормах.
Результаты испытаний вполне удовлетворительные.
Для внедрения систем цифрового вещания необходимо:
— разработать частотные планы, предусматривающие использование многочастотных и одночастотных сетей, а также совместную работу аналоговых и цифровых сетей;
— разработать пакет регламентирующих документов, регулирующих условия доступа к ресурсу спектра;
— разработать перспективный план перераспределения полос частот, высвобождающихся в результате перехода от аналогового к цифровому радиовещанию;
— подготовить проекты рекомендаций в МСЭ-Р;
— изготовить опытные образцы, провести эксперименты в различных условиях распространения радиоволн;
— разработать стандарты и организовать производство радиопередающего и приёмного оборудования;
— ввести в действие новую систему с учетом переходного периода от одной системы к другой.
Эти задачи предлагается решать путём организации испытаний в опытных зонах. К настоящему времени российские фирмы ООТ «Октод» (Москва), АООТ «МАРТ» (Санкт-Петербург), и ряд других фирм накопили определённый опыт по модернизации существующего парка передающих и антенно-фидерных устройств для обеспечения качественной передачи цифровых сигналов в ДВ-, СВ- и КВ-диапазонах. Целесообразно также активизировать работу по созданию приёмников для приёма цифровых сигналов, либо специальных недорогих приставок к имеющимся у населения приёмникам. Переход на цифровое вещание в ДВ-, СВ- и КВ-диапазонах позволит сделать качественный скачок в радиовещании, а экономические затраты быстро окупятся только за счет экономии электроэнергии, потребляемой радиопередатчиками.