Высокочастотная связь (ВЧ-связь) по линиям электропередачи (ЛЭП) — это уникальный и жизненно важный вид коммуникаций, который вот уже много десятилетий остается главным «кровеносным руслом» для передачи информации в энергетической отрасли. Несмотря на развитие оптоволоконных линий связи, ВЧ-каналы продолжают играть ключевую роль в обеспечении безопасности и управления энергосистемами. В данной статье мы подробно рассмотрим, как организуется телефонная связь по ВЧ-каналам, какое оборудование использовалось в 2021 году и как исторически развивалась эта технология.
Что такое ВЧ-связь по ЛЭП?
Согласно определению, ВЧ-связь (высокочастотная связь) — это вид связи, предусматривающий использование в качестве каналов связи проводов и кабелей высоковольтных линий электропередач постоянного или переменного токов напряжением 35 кВ и выше. Проще говоря, вместо того чтобы прокладывать отдельные коммуникационные кабели, для передачи данных используются сами провода, по которым передаются тысячи вольт электричества.
Как передается телефонный сигнал по ВЧ-каналам?
Чтобы понять принцип телефонной ВЧ-связи, необходимо обратиться к основам физики звука. Обычный человеческий голос производит колебания воздуха в полосе частот 300–3200 Гц. Именно поэтому для передачи звука по обычному телефонному каналу необходима выделенная полоса в пределах от 0 до 4 кГц, где звуковые колебания преобразовываются в электромагнитные.
В высоковольтных сетях этот низкочастотный голосовой сигнал «накладываеться» на высокочастотную несущую, которая способна преодолеть огромные расстояния по проводам ЛЭП, минуя помехи и шумы от высокого напряжения. На приемной стороне происходит обратный процесс демодуляции, и абонент слышит чистый голос.
Основные задачи ВЧ-связи в энергетике
В основном, каналы ВЧ-связи используются для нужд электростанций и подстанций. Телефонная связь здесь — лишь вершина айсберга. ВЧ-каналы решают критически важные задачи:
- Организация голосовой связи: телефонная и диспетчерская связь для оперативного управления энергосистемами.
- Передача данных: технологическая связь, включая телемеханику, АСУ ТП, технологическое видеонаблюдение, коммерческий учет электроэнергии (АИИС КУЭ / АСКУЭ) и мониторинг оборудования.
- Релейная защита и противоаварийная автоматика (РЗА и ПА): организация работы систем РЗА, передача дискретных команд ускорения и блокировки защит, а также передача токового сигнала дифференциально-фазной защиты линии (ДФЗЛ).
Оборудование и технологии 2021 года
К 2021 году технологии ВЧ-связи шагнули далеко вперед от аналоговых систем прошлого. Современная аппаратура позволяет использовать частотный ресурс максимально эффективно. Одним из ярких примеров является продукция Научно-производственной фирмы «Модем», такая как аппаратура цифровой ВЧ-связи ЦВК-16 (включая ревизию 5) и ЦВК-16 РЗПА.
Эта аппаратура предназначена для организации телефонных каналов, каналов телемеханики и передачи данных межмашинного обмена по высокочастотным каналам связи на базе ЛЭП в стандартной полосе 4 кГц.
Смешанный режим работы
Настоящим прорывом стало внедрение так называемого «смешанного режима работы». Например, аппаратура ССТМ ES100 от ООО НПФ «Мультиобработка» позволяет получить новые свойства уже выделенных частот ВЧ трактов. Если раньше на смену старой аппаратуре типа АСК, АВС приходили узкоспециализированные решения, то теперь в той же полосе в 4 кГц можно одновременно получить:
- Качественный телефонный канал для диспетчерской связи.
- Канал передачи данных по протоколам МЭК 101/104 на скоростях 9600 Бит/сек и выше (для телемеханики и АСКУЭ).
На рынке также широко представлена комбинированная и специализированная аппаратура (включая устройства присоединения), которую можно найти в специализированных магазинах, таких как ТЕХКЛЮЧИ.РФ. В 2021 году специалисты компаний вроде ПКЦ «Стройтранскомплекс» активно завершали работы по автоматизации технологических процессов с применением именно таких современных решений.
Альтернатива и исторический контекст
Интересно, что ВЧ-связь применяется не только на ЛЭП. Современные ВЧ радиокоммуникационные системы являются достойной альтернативой спутниковой связи в удаленных районах. Радиотелефонная система ВЧ-связи позволяет осуществлять вызовы от и к мобильным трансиверам, находящимся в полевых условиях, прямым набором номера и обеспечивает автоматическое подсоединение к телефонным сетям с коммутацией сообщений или к частным абонентским линиям.
Не стоит забывать и об истории. Технологии защиты и ВЧ-связи активно развивались еще в годы войн (как шифровалась связь в те годы — отдельная тема для изучения), но базовый принцип выделения полосы в 4 кГц для передачи голоса остался неизменным и лег в основу цифровых стандартов XXI века.
Телефонная ВЧ-связь в 2021 году — это уже не просто «голос по проводам». Это сложная, высокотехнологичная цифровая экосистема, объединяющая голосовую диспетчерскую связь, телемеханику и критически важную релейную защиту в одних и тех же высоковольтных каналах. Благодаря современным модемам и аппаратуре типа ЦВК-16 и ССТМ ES100, энергетики могут выжимать максимум из выделенной полосы частот, обеспечивая надежную и безопасную работу энергосетей.