17 MediaVision Д анная статья не является руко- водством к действию, а скорее преследует цель дать читателю самое общее представление о принципах ис- пользования радиочастот и получении соответствующих разрешений. Более полную и актуальную информацию читатель сможет найти на сайтах Ми- нистерства связи РФ (www.minsvyaz. ru), ФГУП «Главный радиочастотный центр» (www.grfc.ru) и Роскомнадзора (www.rsoc.ru). Статья содержит сведе- ния, которые являются действитель- ными на момент написания (февраль 2012 года). Вещание (распространение) теле- визионных программ в эфире про- изводится при помощи излучения и приема электромагнитных волн. Электромагнитная волна – это коле- бания электрического и магнитного полей, которые распространяются очень быстро – со скоростью света, то есть около 300 тыс. км/с. Основная характеристика электро- магнитных волн – частота. Она изме- ряется в герцах. Один герц – одно ко- лебание поля в секунду (в конкретной точке пространства). Для передачи сигналов телевидения используются частоты в миллионы герц. Один мил- лион герц называется «мегагерц» (со- кращенно – МГц). Электромагнитные волны высоких частот (от тысяч до миллиардов герц) называются радио- волнами. Для того чтобы передать сигнал, недостаточно радиоволн только одной частоты – исходя из законов физики может быть использована не одна ка- кая-то частота, а непрерывная ограни- ченная «с боков» группа частот, назы- ваемая «полосой частот». Например, полоса частот 502…510 МГц означает, что для передачи сиг- нала используются все радиоволны, которые попадают в этот частотный промежуток. Совокупность всех радиочастот на- зывается «радиочастотный спектр». Для сигналов разных типов нуж- ны полосы частот разного размера. Сколько именно – определяется уче- ными и инженерами, которые разра- батывают технологии. Например, для передачи сигнала одной группы про- грамм (мультиплекса) цифрового ра- дио необходима полоса шириной 1,7 МГц, а для передачи сигнала цифро- вого телевидения стандарта DVB-T2 могут использоваться полосы 5, 6, 7, 8 и 10 МГц. Для передачи принятого в России аналогового телевидения стандарта SECAM необходима полоса частот 8 МГц. Важная особенность радиочас- тот – невозможность их совместно- го использования на одной и той же территории. Например, если в одном городе поставить два телевизионных передатчика, которые будут работать в полосе частот 470…478 МГц (21-й телевизионный радиоканал), то эти передатчики будут мешать друг другу и зритель не увидит сигнал ни от пер- вого из них, ни от второго. В этом слу- чае говорят, что передатчики служат друг для друга помехой. Или что один передатчик является помехой другому. Однако если между такими пе- редатчиками расстояние будет зна- чительным, например, километров 300, то помехи не будет. Отсутствие помех одного передатчика на дру- гой называется электромагнитной совместимостью. Как определить, будут ли электромагнитно совмести- мы два передатчика? Для этой цели необходимо проводить специаль- ные расчеты электромагнитной сов- местимости. В настоящее время в России такими расчетами занима- ются предприятия Радиочастотной службы РФ, основное из которых – Александр Серов Радиочастотный спектр и полосы частот
4
Embed
Александр Серовpitri-tv.ru/pdf/Radiochastoty.pdfзывается «радиочастотный спектр». Для сигналов разных типов нуж-ны
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
17MediaVision
Д анная статья не является руко-водством к действию, а скорее
преследует цель дать читателю самое общее представление о принципах ис-пользования радиочастот и получении соответствующих разрешений. Более полную и актуальную информацию читатель сможет найти на сайтах Ми-нистерства связи РФ (www.minsvyaz.ru), ФГУП «Главный радиочастотный центр» (www.grfc.ru) и Роскомнадзора (www.rsoc.ru). Статья содержит сведе-ния, которые являются действитель-ными на момент написания (февраль 2012 года).
Вещание (распространение) теле-визионных программ в эфире про-изводится при помощи излучения и приема электромагнитных волн. Электромагнитная волна – это коле-бания электрического и магнитного полей, которые распространяются очень быстро – со скоростью света, то есть около 300 тыс. км/с.
Основная характеристика электро-магнитных волн – частота. Она изме-ряется в герцах. Один герц – одно ко-лебание поля в секунду (в конкретной точке пространства). Для передачи сигналов телевидения используются частоты в миллионы герц. Один мил-лион герц называется «мегагерц» (со-кращенно – МГц). Электромагнитные волны высоких частот (от тысяч до миллиардов герц) называются радио-волнами.
Для того чтобы передать сигнал, недостаточно радиоволн только одной частоты – исходя из законов физики может быть использована не одна ка-
кая-то частота, а непрерывная ограни-ченная «с боков» группа частот, назы-ваемая «полосой частот».
Например, полоса частот 502…510 МГц означает, что для передачи сиг-нала используются все радиоволны, которые попадают в этот частотный промежуток.
Совокупность всех радиочастот на-зывается «радиочастотный спектр».
Для сигналов разных типов нуж-ны полосы частот разного размера. Сколько именно – определяется уче-ными и инженерами, которые разра-батывают технологии. Например, для передачи сигнала одной группы про-грамм (мультиплекса) цифрового ра-дио необходима полоса шириной 1,7 МГц, а для передачи сигнала цифро-вого телевидения стандарта DVB-T2 могут использоваться полосы 5, 6, 7, 8 и 10 МГц. Для передачи принятого в России аналогового телевидения стандарта SECAM необходима полоса частот 8 МГц.
Важная особенность радиочас-тот – невозможность их совместно-
го использования на одной и той же территории. Например, если в одном городе поставить два телевизионных передатчика, которые будут работать в полосе частот 470…478 МГц (21-й телевизионный радиоканал), то эти передатчики будут мешать друг другу и зритель не увидит сигнал ни от пер-
вого из них, ни от второго. В этом слу-чае говорят, что передатчики служат друг для друга помехой. Или что один передатчик является помехой другому.
Однако если между такими пе-редатчиками расстояние будет зна-чительным, например, километров 300, то помехи не будет. Отсутствие помех одного передатчика на дру-гой называется электромагнитной совместимостью. Как определить, будут ли электромагнитно совмести-мы два передатчика? Для этой цели необходимо проводить специаль-ные расчеты электромагнитной сов- местимости. В настоящее время в России такими расчетами занима-ются предприятия Радиочастотной службы РФ, основное из которых –
Александр Серов
Радиочастотный спектр и полосы частот
18 Апрель 2012 www.mediavision-mag.ru
ФГУП «Главный радиочастотный центр», расположенный в Москве.
По результатам расчетов сов-местимости составляется особый документ, называемый частотно-территориальным планом. Частотно-территориальный план определяет, на какой территории и какую частоту можно использовать. Частотно-тер-риториальный план входит в состав
экспертизы электро-магнитной совмести-мости и разрешения на использование ра-диочастот, о которых речь ниже.
Радиосвязь нужна всем: помимо теле-видения, она исполь-зуется для передачи голосовой информа-ции (например, для сотовой связи), раз-личных данных и т.п. Для того чтобы одна категория станций не мешала другой, ис-пользование радио-частотного спектра
регулируется государством. По сути дела, радиочастотный спектр явля-ется ограниченным природным ресур-сом и его необходимо регулировать, чтобы обеспечить электромагнитную совместимость разных передатчиков. Говоря простым языком, государство принимает меры, чтобы передатчики не мешали работать друг другу.
Основные документы, которые ре-гулируют использование радиочас-тотного спектра, это Закон о связи и так называемый «Регламент радио-связи».
Условились, что все, кто пользуется радиочастотным спектром, разделя-ются на три большие группы: граждан-ские, правительственные и военные. Регламент радиосвязи распределяет
весь радиочастотный спектр на участ-ки, которые используются каждой из этих групп раздельно или совместно. Например, развитие сотовой связи в России достаточно длительное вре-мя было ограничено тем, что частот-ные участки, разработанные в со- ответствии со стандартом LTE, были выделены для военных нужд. В на-стоящей же статье речь идет только о гражданских пользователях радио-частотного спектра.
Кроме этого, задачи, для которых необходимо использование радиочас-тотного спектра, подразделяются на так называемые «службы». Например, телевидение относится к «радиовеща-тельной службе», а инструменты ис-следования космоса при помощи ра-диочастот – к «радиоастрономической службе». Перечень служб приводится в Регламенте радиосвязи.
Важно понимать, что мало разрабо-тать новую технологию (или купить и использовать передатчик, сделанный для работы по новой технологии), эта технология должна получить разреше-ние на использование, то есть разре-шение на использование радиочастот-ного спектра в определенной полосе частот. Фактически, это означает, что перед использованием любая новая технология, предполагающая исполь-зование радиочастотного спектра, должна быть одобрена государством, что оформляется соответствующим разрешением.
Такое разрешение имеет название «Разрешение на использование полос радиочастот» и выдается Государст-венной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ), в которую входят представи-тели Правительства РФ, вооружен-ных сил и спецслужб. Разрешения на использование полос радиочастот делятся на два вида – обобщенные и частные. Эти термины являются полу-официальными.
Частное разрешение выдается кон-кретной организации (юридическому лицу) на использование конкретной полосы радиочастот для конкретной задачи. Например, ОАО «ХХХХХ» по-лучает разрешение на использование полосы радиочастот 478…486МГц для организации мобильного телевидения по технологии (стандарту) DVB-H в го-роде Н…ске.
Обобщенное разрешение на ис-пользование радиочастот издается в отношении неограниченного количест-ва пользователей. Например, на всей территории России разрешается ис-пользование полосы частот 470…862 МГц для передачи сигналов аналого-вого телевидения.
На технико-юридическом языке это называется «распределить полосу частот», то есть, говорят: «для пред-приятия Х распределена полоса час-тот такая-то для того-то».
Но мало иметь распределение полос радиочастот для того, чтобы использовать передатчик. Давайте рассмотрим пример цифрового теле-видения. Для цифрового телевидения в России распределена полоса радио-частот 470…862 МГц. Но для работы одного мультиплекса цифрового те-левидения не нужна вся эта полоса, а требуется всего лишь 8 МГц.
Чтобы распределить всю выде-ленную обобщенным разрешением полосу частот между желающими, эта полоса делится на маленькие «полоски» частот, которые называ-ются «частотными присвоениями» или «частотными номиналами». Что же касается телевидения, то в нем эти участки называются дополни-тельно «частотными каналами» или «радиоканалами».
В табл. 1 приведены частотные каналы, используемые на террито-рии России. Обратите внимание, что группы частотных каналов для удоб-ства сгруппированы в так называемые «диапазоны», которые нумеруются римскими цифрами.
Каким образом распределяется по-лоса частот между пользователями? То есть, как получить тот или иной частотный канал для организации ве-щания?
Во-первых, необходимо отметить, что для развития цифрового телеви-дения на территории России обоб-щенное разрешение ГКРЧ пока от-сутствует. Иными словами, прежде Полоса радиочастот и частотные каналы
19MediaVision
чем получить частотный канал, необ-ходимо получить частное разрешение ГКРЧ (по состоянию на февраль 2012 года). Для развития цифрового эфир-ного телевидения в настоящий мо-мент выдано одно частное разреше-ние ГКРЧ для ФГУП «РТРС», которое занимается строительством сети для вещания первого мультиплекса обя-зательных бесплатных телевизионных каналов. Для аналогового телевиде-ния обобщенное разрешение ГКРЧ существует.
Если разрешение ГКРЧ есть, то можно приступать ко второй стадии: получению экспертизы электромаг-нитной совместимости (ЭМС), кото-рую проводит ГРЧЦ на платной осно-ве. Экспертиза ЭМС будет содержать условия использования радиочастот-ного спектра, которые необходимо соблюдать. В частности, это частот-но-территориальный план, о котором шла речь выше.
Для того чтобы провести эксперти-зу и получить ее заключение, необ-ходимо оформить частотную заявку по форме, которую можно найти на сайте ГРЧЦ. В этой заявке указыва-
ются: название юридического лица, название населенного пункта и коор-динаты точки установки передатчика, характеристики передатчика и пере-дающей антенны, а также другие све-дения, необходимые для проведения расчетов электромагнитной совмес-тимости. В случае если экспертиза подтвердила, что частотный канал использовать можно, выдается поло-жительное заключение экспертизы, содержащее частотно-территориаль-ный план. Если же экспертиза пока-зала, что указанный передатчик будет мешать другим, заключение будет от-рицательным.
После получения положительного заключения экспертизы необходимо получить документ «Разрешение на использование радиочастот», кото-рый и дает право пользоваться радио-частотным спектром при соблюдении ряда условий, главным из которых является регистрация радиоэлектрон-ного средства (передатчика). Регис-трация радиоэлектронных средств и выдача разрешений на использование радиочастот производится органами Роскомнадзора РФ.
Таблица 1. Частотные каналы для наземного телевидения
20 Апрель 2012 www.mediavision-mag.ru
Разрешение на использование ра-диочастот может содержать и ряд неоче-видных на первый взгляд требований, поэтому к изучению этого документа необходимо подходить максимально ответственно. В частности, в разреше-нии может быть требование выполне-ния процедуры экспериментального подтверждения электромагнитной сов-местимости с другими передатчиками (в том числе военными). Такая процеду-ра называется «натурные испытания» и может быть весьма дорогостоящей.
Рассмотрим для примера частот-но-территориальный план, который приводится в разрешении на использо-вание радиочастот для цифрового те-левизионного передатчика стандарта DVB-T (табл. 2).
Частотно-территориальный план яв-ляется в настоящий момент частью №3 разрешения на использование радио-частот для передатчика DVB-T. В части №1 содержатся сведения о юридичес-ком лице, а в части №2 – сведения об особенностях использования радио-частот (например, необходимость про-ведения натурных испытаний).
В частотно-территориальном плане, как мы видим, шесть колонок. Первая из них содержит название населенного пункта, где устанавливается передатчик, географические координаты места уста-новки передатчика. Географические ко-ординаты, разрешенные и фактические, должны совпадать с точностью до по-грешности измерений (около дуги в 6”), в противном случае организация, экс-плуатирующая передатчик, может быть подвергнута штрафу, так как подобное несовпадение координат является ад-министративным правонарушением.
Во второй колонке разрешения при-водятся особые условия использова-
ния частот, а именно – указываются частоты и населенные пункты, которые в момент выдачи разрешения были распределены для работы в одночас-тотной сети цифрового телевидения.
Третья колонка приводит среднюю разрешенную мощность в полосе 8 МГц, которую необходимо исполь-зовать. Превышать эту мощность нельзя, так как в этом случае сигнал передатчика будет распространять-ся за границы расчетной зоны и мо-жет помешать другим передатчикам. Кстати, координаты необходимо соб-людать по этой же причине.
Следующая колонка показывает, ка-кова должна быть эффективная излу-чаемая мощность всей станции (ЭИМ). Эффективная излучаемая мощность – это мощность передатчика плюс уси-ление антенны. В данном случае пере-датчик 100 ватт, то есть его мощность относительно 1 Вт составит 20 дБ. По-скольку разрешенная ЭИМ составляет 31 дБ, то для вещания можно исполь-зовать антенну с коэффициентом уси-ления 11 дБ.
В следующей колонке приводится шифр излучения, которое передается в эфир передатчиком. Расшифровка его приводится в Регламенте радиосвязи, упоминавшемся выше.
Следующая колонка – поляризация антенны. Это техническая характерис-тика антенны, соблюдение которой не-обходимо для выполнения расчетной электромагнитной совместимости. В наземном телевидении может исполь-зоваться горизонтальная (Г) или верти-кальная (В) поляризация.
И последняя колонка – высота раз-мещения антенны над уровнем земли. Эта высота также должна соблюдать-ся, чтобы выполнялись расчеты ЭМС.
Если высота будет меньше, то это не нарушит совместимость, но приведет к тому, что зона распространения сиг-нала сократится, а значит, передатчик будет работать не с той эффектив-ностью, которая была заявлена при получении экспертизы в ГРЧЦ. Это не очень хорошо, потому что в итоге ра-диочастотный спектр остается «недо-использованным».
Сразу должен предупредить, что разрешение на использование радио-частот еще не дает права оказывать на его основе услуги. Для этого необходи-мо пройти процедуру лицензирования в Роскомнадзоре и получения там же разрешения на эксплуатацию соору-жения связи. Описание этих процедур выходят за рамки настоящей статьи, интересующиеся смогут найти необхо-димую информацию на сайте Роском-надзора (www.rsoc.ru).
Кроме того, для оказания услуг по трансляции телевизионных программ у заказчика услуги (телекомпании) должна быть вещательная лицензия. В случае если необходима лицензия на вещание в больших городах или на ТВ-вещание в цифровом формате, она мо-жет быть получена только на конкурс-ной основе. На сайте ГРЧЦ в разделе «Справочная информация» можно найти диаграммы, иллюстрирующие последовательность действий для по-лучения лицензий и разрешений.
Кроме того, необходимо иметь в виду, что все лицензии, экспертизы и разрешения, которые выдаются госу-дарственными органами предприяти-ям связи, имеют ограниченный срок действия, который указывается на ти-тульных листах этих документов. За соблюдением этих сроков необходимо внимательно следить.
Наименование, географические
координаты пункта установки передатчика
Номер ТВ-канала/SFN
Мощность передатчика, кВт (в полосе
8 МГц)
ЭИМ, макс., дБВт
Обозначение излучения
Поляризация антенны
Высота подвеса передающей антенны над
уровнем земли, м
Волчанск, Свердловская область, 59N5609
60E0510
37sverdlov_serov_37
0,1 31 8M00x7FWX Г 30
Таблица 2. Частотно-территориальный план РЭС телевизионного вещания DVB-T