Вопрос: Как организовать и рассчитать дистанционное питание сети?

Ответ (Р.Шуматов гл.инженер СКТВ "Теликс"):

Степень охвата дистанционным питанием коаксиального сегмента сети кабельного телевидения в первую очередь зависит от задач, стоящих перед сетью. Это обеспечение надежной работы магистральных и, возможно, некоторых домовых усилителей традиционных сетей с трансляцией только телевизионных программ или максимальный охват всех активных устройств, задействованных в двунаправленном обмене информацией между оператором и абонентом. При этом вопросы организации дистанционного питания должны решаться уже на этапе проектно-изыскательских работ с учетом состояния электроснабжения в каждом конкретном здании, особенно в зимнее время.

Места установки источников дистанционного питания (ИДП) для подачи напряжения в магистраль выбираются исходя из степени надежности электроснабжения здания (требования ВСН 60-89 для магистральных усилителей и источников дистанционного питания — II категория электроснабжения по классификации ПУЭ) и статистики по отключеньям электричества в домах, находящихся в зоне действия сети. Для интерактивных сетей в современных условиях II категории, как правило, недостаточно. Повысить надежность функционирования сети можно установкой дополнительного источника бесперебойного питания (UPS), либо второго ИДП на другом участке этой магистрали, обеспеченного питанием 220 В от другой трансформаторной подстанции (кабельного киоска). Такое решение — взаиморезервируемые источники дистанционного питания для сетей кабельного телевидения — предлагает польская фирма MIAP. В этом случае, место для установки ИДП выбирается в результате компромисса между степенью надежности электроснабжения конкретного здания и обеспечением требуемой величиной напряжения блока дистанционного питания усилителя (БДП) (обычно это диапазон 25—65 В). Инжекторы питания (магистральный пассив, предназначенный для подачи питания в линию), сплиттеры и ответвители предлагаются различными производителями оборудования — как известными брендами, так и малоизвестными фирмами азиатского происхождения. Однако, все оборудование представляет собой достаточно распространенный четырехпортовый конструктив (тип разъемов — 5/8”). При выборе усилителей нужно учесть тип разъемов: нельзя подавать дистанционное питание через обычные F-разъемы, должны использоваться типы PG11, 5/8 и т.п. Кроме того, целесообразно, чтобы конструктив домовых усилителей предполагал возможность замены блоков питания от сети 220 В на блоки дистанционного питания без замены всего усилителя.

Для расчета диаграммы напряжений и токов потребления по трассам подачи дистанционного питания в сетях кабельного телевидения необходимы следующие исходные данные:

- зависимость токов потребления активного оборудования сети (магистральные и домовые усилители) от напряжения;
- погонное сопротивление кабеля — сопротивление центрального проводника и экрана и/или их последовательное соединение (Loop Resistance);
- исходные данные из проекта либо реальные длины кабеля и его тип.

Зависимости токов потребления оборудования должны быть описаны в спецификациях производителей в графическом или в табличном виде. Если они отсутствуют, то в лабораторных условиях не составит большого труда снять эти характеристики самостоятельно. Для дальнейших расчетов необходимо учитывать максимальную мощность потребления усилителя со всеми возможными (предполагаемыми к установке) активными модулями (активные вставки усилителей обратного канала, модули системы мониторинга и т.п.).

Все расчеты можно провести с использованием Excel. Вначале нужно аппроксимировать кривые потребления. Затем, исходя из данных проекта (расчетная схема) и выбранных мест установки ИДП, составляется принципиальная схема, по которой в Excel и ведется расчет. Один из возможных вариантов — зависимость напряжения на БДП от напряжения на последующем БДП плюс падение напряжения на отрезке коаксиального кабеля, начиная от последнего усилителя в сторону ИДП. При расчете используются всем известные зависимости: закон Ома и законы Кирхгофа. Например, для рис.1:

U_A2= U_A3 + I_A3 x R₃;

U_A1 = U_A3 + I_A3 x R₃ + (I_A2 + I_A3) x R₂ = U_A4 + I_A4 x R₄;

U₀ = U_A3 + I_A3 x R₃ + (I_A2 + I_A3) x R₂ + (I_A1 + I_A2 + I_A3 + I_A4) x R₁;

где I_An = f(U_An) в соответствии с аппроксимированными кривыми потребления;

U_An — напряжение на блоке дистанционного питания усилителя;

U₀ — напряжение источника дистанционного питания;

R_n — сопротивление магистрального кабеля

В конце расчета с помощью команды "Сервис — Подбор параметра" устанавливается паспортное значение величины напряжения источника дистанционного питания (U0). Сопротивлением магистрального пассива можно пренебречь. В результате расчетов производится проверка нагрузочной способности источника дистанционного питания и величины напряжения на самом удаленном потребителе. Видно, что через магистральный кабель R1 протекает суммарный ток потребления всех усилителей: чем выше его сопротивление, тем выше падение напряжения на нем, тем больше ток потребляют усилители.

Рис. 1