Высокочастотные модемы МВЧ-1 для работы по высоковольтным ЛЭП Печать
Статьи
03.01.2009 15:21

Нам удалось получить для тестирования пару высокочастотных модемов МВЧ-1 производства ООО "Энергокомплекс" (г. Воронеж). Это готовые устройства, не требующие настройки, подключаемые непосредственно к фильтрам присоединения и к оконечному оборудованию передачи данных (устройства телемеханики, компьютеры и др.). В инструкции к модему сказано: "МВЧ-1 предназначен для организации одного цифрового дуплексного канала передачи данных на скорости 9600 бит/с по высоковольтным линиям электропередач 35 кВ и 110 кВ".

В таблице 1 приведены технические характеристики, взятые из Руководства по эксплуатации.

Таблица 1

Диапазон рабочих частот 300...1000 кГц
Шаг установки частоты 1 кГц
Полоса канала 12 кГц
Выходная мощность передатчика 300 мВт
Чувствительность приемника 4 мВ
Затухание в линии при отсутствии помех 60 дБ
Масса МВЧ-1 не более 4 кГ
Габаритные размеры корпуса 300х230х133 мм

Конструктивно модемы выполнены в пластмассовых корпусах, собранных из двух половинок. На половинках корпуса есть канавка для уплотнительной резинки, но самой резинки почему-то нет. Лицевая панель снабжена индикацией питания, передачи, приема, а также светодиодами, отображающими активность по линиям порта RS-232 - TxD и RxD. Для проверки работоспособности модема имеется кнопка "Тест" со светодиодным индикатором. При нажатии на кнопку модем переходит в режим локального шлейфа, после чего автоматически переходит обратно в рабочий режим. Внешний вид модема представлен на рисунке 1.

Внешний вид модема МВЧ-1

Рисунок 1. Внешний вид модема МВЧ-1.

На нижней части корпуса размещены: розетка питания (220 В), сетевой выключатель, предохранитель, высокочастотный разъем СР-50 (BNC) для подключения к фильтру присоединения и 7-контактный разъем 2РМ18КУН7Г1В1 (можно только догадываться, чем не угодили стандартные разъемы DB-9) для подключения оконечного оборудования данных (ООД). К тыльной части корпуса прикреплено металлическое основание для крепления модема на стену или панель.

Внутри корпуса модема расположены линейный фильтр, трансформатор блока питания, плата стабилизатора (на которой, по-видимому, расположен и выходной усилитель передатчика) и плата цифровой обработки сигнала с двумя микропроцессорами. К сожалению, в цепях передачи и приема линейного фильтра использованы обычные неэкранированные провода. Такими же проводками малого сечения с тонкой изоляцией выполнен монтаж цепей питания 220 В. Думается, что такая копеечная экономия на проводниках в устройствах, которые должны надежно работать в условиях электроподстанций, вряд ли уместна. Ничего не сказано в документации и о наличии гальваноразвязки по интерфейсу RS-232.

Устройство модема МВЧ-1

Рисунок 2. Внутреннее устройство модема МВЧ-1.

Для проведения пробных испытаний модемы были включены между собой на 75-омный эквивалент линии с затуханием в 19 дБ. Для установления соединения модемов между собой требуется несколько секунд. При этом на передней панели процесс "рукопожатия" отображается светодиодами ПРД и ПРМ. После успешного соединения светодиоды должны гореть. В качестве ООД использовались два компьютера. Для тестировании качества связи между компьютерами осуществлялся обмен файлами. Никаких проблем не возникло, связь была устойчивая, без ошибок.

Имеющимися у нас приборами (милливольтметр В3-38Б и спектр-анализатор R&S) были произведены измерения. Выходной уровень передатчика модема составляет около 5,5 вольт на нагрузке 75 Ом. Ширина полосы составила 14,4 и 13,2 кГц (при заявленной 12 кГц). Скриншоты измерений спектра для обоих модемов представлены на рисунке 3. Пик, видимый в районе 567 кГц модему не принадлежит (вероятно, это радиостанция на средних волнах).

Для проверки чуствительности приемника был добавлен Т-образный удлиннитель с затуханием 37 дБ. Суммарное затухание канала составило 56 дБ. Модемы полностью сохранили работоспособность, качество связи не пострадало.

Спектр модема 440 кГц Спектр модема 482 кГц

Рисунок 3. Спектры модемов МВЧ-1.

Для проведения полевых испытаний мы установили модемы на двух подстанциях на территории города. В качестве ООД использовались два портативных компьютера. Тракт представляет собой ВЛ 110 кВ длиной около 9 км с четырьмя отпайками. Схема включения "фаза-земля". Затухание ВЧ-тракта на частотах модемов составляет порядка 19-20 дБ. Модемы успешно связались, тестовая передача файлов прошла без ошибок. При добавлении к тракту удлиннителя на 37 дБ установить устойчивую связь не удалось. На лицевой панели МВЧ-1 на локальной и удаленной стороне периодически мигали индикаторы "Прием", что согласно "Руководства по эксплуатации", говорит об отсутствии подтверждения о наличии приема на удаленном модеме. При возврате к исходному затуханию модемы автоматически восстановили соединение.

Для имитации помехи на одной из подстанций параллельно модему был включен ВЧ-канал связи на базе аппаратуры АСК-1С, работающий по этой же фазе на соседних частотах 468-472/428-432 кГц. Во время ведении переговоров по этому каналу происходили сбои в передаче информации между компьютерами. Фиксировалось появление ошибок при передаче файлов (ошибки не фатальные и не приводящие к разрыву соединения), однако индикация на модемах МВЧ-1 показывала наличие устойчивой связи. 

Подводя итоги, можно предположить, что при расстоянии между объектами до 15 км (возможно даже, до 20 км в идеальном случае) данная технология организации канала телемеханики при помощи модемов МВЧ-1 будет вполне работоспособной. При должном подходе, разумеется (предварительный просчет, измерение АЧХ тракта, помехи и т.д.). Следует заметить, что в "Руководстве по эксплуатации" ничего не говорится о максимально допустимом уровне сигнала (помехи) на входе тракта приема модема. Теоретически, возможен выход из строя модема, в случае его включения параллельно с мощной ВЧ-аппаратурой связи. Хотелось бы также иметь возможность получения диагностической информации о состоянии канала (уровень сигнала, соотношение сигнал/шум, количество ошибок, пропадание несущей и т.п.).

Шкодин А. В., Близгарев А. В.

Обновлено 06.07.2011 16:00