Введение. Учебник для техникумов и колледжей

СЕТИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

 

 

Учебник для техникумов и колледжей

железнодорожного транспорта

 

Под общей редакцией профессора

В.А.Кудряшова

 

 

МОСКВА

 

 

УДК 656 254 (075 32)

ББК 39.278

К 889

 

К 889 Кудряшов В.А., Канаев А.К., Кузнецов В.Е. Сети электросвязи. Уче-

бник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта/

Под ред. В.А.Кудряшова. – М.: Маршрут, 2007. – с.

 

Книга предназначена в качестве учебника для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта специальности 2009 «Эксплуатация средств связи». Рассмотрены вопросы построения Единой сети электросвязи (ЕСЭ) России, место и роль в ней ведомственной сети связи железнодорожного транспорта. Излагаются вопросы особенностей конструкции, строительства и эксплуатации современных кабельных линий связи. Большое внимание уделено защите кабельных линий от мешающих и опасных влияний, защите кабелей от коррозии.

Книга будет полезна для специалистов, связанных со строительством, ремонтом и эксплуатацией кабельных линий связи на железнодорожном транспорте.

УДК 656 254 (075 32)

ББК 39.278

Учебник написали: канд. техн. наук проф. В.А.Кудряшов – введение, гл. 1; канд. техн. наук, доцент А.К.Канаев – гл.2; канд. техн. наук доцент В.Е.Кузнецов – гл. 3.

 

ISBN

 

 

© Коллектив авторов, 2007

© УМЦ по образованию на железнодорожном

транспорте, 2007

© Издательство «Маршрут», 2007

 

 

Введение

 

Одним из основных элементов всякой сети связи являются электромагнитные системы (линии связи), которые в настоящее время, в основном, являются кабельными.

Появление линий связи (воздушных и кабельных) относится к середине XIX века и связано с именами русских ученых П.Л.Шиллинга и Б.С.Якоби. Первый кабель для прокладки под водой был создан в 1812 году П. Л. Шиллингом при разработке им системы взрыва мин. Им также было предложена и осуществлена прокладка кабеля в деревянных желобах для организации телеграфной передачи между крайними помещениями Адмиралтейства в Петербурге. Первая кабельная линия связи относительно большой протяженности (27,2 км) была спроектирована и построена вдоль железной дороги С.-Петербург – Царское Село в 1843 году Б.С.Якоби.

Однако уровень техники того времени не позволял делать кабели с хорошими электрическими свойствами. Поэтому кабельная линия для телеграфной передачи, проложенная между Петербургом и Москвой, в связи с постройкой первой магистральной железной дороги, просуществовала всего два года, а затем была заменена воздушной линией связи. Воздушная линия для телефонной передачи между Петербургом и Москвой была построена в 1898 г.

В начальный период становления электросвязи на железных дорогах основными были воздушные линии связи (ВЛС), которые сегодня используются в редких случаях. На таких линиях для передачи сигналов используются стальные, медные или биметаллические провода диаметром 3-5 мм, подвешенные на деревянных или железобетонных опорах. Примерно с 1960 года на железнодорожном транспорте стали строить кабельные линии связи (КЛС) с использованием симметричных кабелей различной конструкции и медными жилами диаметром 0,5 – 1,2 мм. В настоящее время на железных дорогах находят применение ВЛС и КЛС (симметричные, коаксиальные и волоконно-оптические), радио и радиорелейные (РРЛ), волноводные и спутниковые, ультразвуковые и инфракрасные линии связи.

Сложные проблемы возникли при строительстве ВЛС в пределах крупных железнодорожных узлов с быстро растущей и разветвленной сетью местной телефонной связи, а также при необходимости строительства переходов через судоходные реки, прокладке пучка проводов по железнодорожным мостам и тоннелям. Решением этой проблемы было создание телефонного кабеля местной связи с числом жил в пределах 10 – 500.

Проблема же телефонного кабеля дальней связи оставалась еще нерешенной долгие годы. Только в конце 50-х годов XX века началось активное внедрение симметричных кабелей связи, предназначенных для высокочастотных систем передачи с диаметром жил 1,2 мм, а для железнодорожных кабелей – 1,05 мм. В железнодорожных кабелях были предусмотрены также жилы для передачи сигналов систем автоматики и телемеханики.

Однако в условиях огромных территорий нашей страны вопросы рационального использования линий связи становились все более актуальными. И чем длиннее строились воздушные и кабельные магистрали, тем острее стоял вопрос об увеличении эффективности использования линий связи, об увеличении дальности передачи, о снижении затрат на строительство и эксплуатацию линейного хозяйства. Начались поиски путей увеличения дальности передачи.

Первые опыты по организации дальней телефонной связи по проводам в нашей стране относятся к концу 20-х годов ХХ века. В Ленинградской научно-испытательной станции Народного комиссариата почт и телеграфов (НКПиТ) под руководством профессора П.А. Азбукина (впоследствии профессора Ленинградского и Омского институтов инженеров железнодорожного транспорта) велась разработка установок высокочастотного телефонирования. Первая в СССР одноканальная аппаратура высокочастотной связи по проводам была простроена по заказу НКПС и испытана на участке Ленинград-Бологое. Работы по увеличению дальности связи и по созданию многоканальных систем велись в Центральной лаборатории проводной связи (ЦЛПС).

Большое затухание телефонных сигналов в воздушных и кабельных линиях связи, сложная конструкция кабелей с трубчато-стеклянной изоляцией жил мешали увеличению дальности связей. В 1918 году П.А.Азбукин предложил использовать в кабеле воздушно-бумажную изоляцию и звездную скрутку жил. Это совместно с открытием американцем М. Пупином метода снижения затухания за счет включения катушек индуктивности в провода позволило увеличить дальность непосредственной передачи до 100 км по кабельной и до 600 км по воздушной линии связи. Но для междугородней телефонной связи в пределах нашей страны этого было мало. Задачу увеличения дальности за счет применения промежуточных дуплексных усилителей («телефонных трансляций», как тогда их называли) удалось решить В.И. Коваленкову. За счет этого в начале 20-х годов была построена первая на железной дороге линия дальней телефонной связи Москва-Петроград с трансляцией на станции Бологое.

Не прекращались работы и по созданию высокочастотной многоканальной аппаратуры. Первые высокочастотные системы появились в конце 20-х годов. Это были трехканальные системы ОСА-405, ОСА-406, ОСА-407, разработанные в отделе специальной аппаратуры ЦЛПС, а затем на заводе «Красная Заря» в Ленинграде под руководством В.Н. Листова. Первая на железнодорожном транспорте дальняя телефонная связь с использованием аппаратуры ОСА-407 с организацией трех высокочастотных и одного низкочастотного канала была открыта на участке Ростов - Тихорецкая в 1928 году.

К началу первой пятилетки сеть дальней телефонной связи на железных дорогах достигала протяженности 41 700 км, а к началу 1931 года – 71 000 км. В основном это были воздушные линии связи крюкового профиля со стальными проводами

Важнейшей задачей по развитию связи в тридцатые годы стала реконструкция воздушных линий, заключающаяся в замене линий крюкового профиля на линии траверсного профиля. На реконструируемых линиях связи, начиная с 1936 года, производилась подвеска бронзовых и биметаллических проводов. К 1940 году общая протяженность цветных цепей на железнодорожных линиях составляла 36 тыс. километров.

Много для становления дальней связи на железнодорожном транспорте сделал В.А.Новиков. В 1934 – 1940 г.г. под его руководством были построены телефонные магистрали Москва-Свердловск, Москва-Куйбышев и другие, которые были оборудованы высокочастотной аппаратурой и телефонными усилителями. Уникальной, сверхдальней магистралью (свыше 9000 км), построенной в 1936-1940 г.г., была магистраль Москва-Хабаровск-Уссурийск с использованием трехканальных систем CS и CN (английской фирмы) и отечественной аппаратурой СМТ-35. Проектирование магистрали осуществляли «Мосгипротранс» и «Киевгипротранс», а в пусконаладочных работах принимали участие С.Л.Дюфур, В.И.Кацалапенко, И.С.Пехов, А.М.Погодин, А.Б. Фельдман. К 1940 году была установлена магистральная связь между НКПС и всеми управлениями железных дорог.

В связи с увеличение количества аппаратуры на крупных станциях по предложению В.А.Новикова в 1935 году началось строительство на них домов связи. Эта система организации связи существует и в настоящее время.

Работы по защите линий связи железных дорог от влияния со стороны высоковольтных линий электропередач, начатые в свое время инженерами Ф.Х.Чираховым (1916 г.), Д.С.Пашенцевым (1926 г.), Е.Н.Петринским (1927 г.), продолжили в научно-исследовательском институте сигнализации и связи НКПС (НИИСиС) инженеры А.А.Снарский, И.С.Грачев, Н.Н.Ильин, Б.З.Слуцкий, Б.Б.Халезов, И.М.Ершов. В тридцатые годы учеными Н.А.Баевым, К.Е.Кульбацким, В.А.Новиковым, П.А.Акульшиным, В.И.Коваленковым были разработаны теоретические основы передачи сигналов по проводам на дальние расстояния.

Электрификация железных дорог по системе постоянного тока привела к необходимости защиты линий связи от мешающего влияния тяговых токов. Работы в этом направлении проводили инженеры В.А.Соловьев, Н.М.Фетисов, М.А.Чернышев.

Защита покровов кабелей от коррозии блуждающими токами стала предметом теоретических и экспериментальных исследований П.А.Азбукина, И.М.Ершова, М.И.Михайлова, Л.Д.Разумова.

Переход на электрическую тягу по системе переменного тока вызвал необходимость коренной реконструкции линий связи с переходом на электрифицированных участках от воздушных линий к кабельным. Основы теоретических работ в этой области были заложены в трудах В.В.Выходцева, И.В.Павлова, А.А.Снарского.

Освоение нашей промышленностью производства кабелей для междугородней связи и начало строительства кабельных магистралей привело к необходимости проведения исследований в области снижения взаимных влияний кабельных цепей и разработки методов симметрирования кабелей. В этом направлении много сделали И.И.Гроднев, В.Н.Кулешов, В.З.Малышев, В.О.Шварцман и другие.

В настоящее время железнодорожный транспорт оснащен самыми совершенными устройствами автоматики, телемеханики, связи и вычислительной техники. Четкое и бесперебойное действие этих устройств в значительной степени зависит от надежности работы направляющих систем – линий связи.

Тенденцией в развитии современных электромагнитных систем является переход от металлических кабелей к волоконно-оптическим кабелям. Этот новый вид направляющих систем позволяет обеспечивать передачу всех видов информации с огромными скоростями и больших количествах. Особенности конструкции, строительства и содержания ВОК рассматриваются в другом курсе. Здесь будут рассмотрены лишь металлические кабели связи.

Бурное развитие систем связи в нашей стране требовало создания Единой Системы Электросвязи (ЕСЭ) России. Это было вызвано увеличивающимся потоком информации, требующимся для работы государственных органов управления народным хозяйством, развитием банковского дела, созданием крупных корпораций, для удовлетворения бытовых и культурных потребностей населения, развитием межмашинного обмена информацией, появлением информационных технологий.

Наряду с созданием ЕСЭ развиваются и входящие в нее ведомственные сети в том числе и сети связи железнодорожного транспорта. На железных дорогах телекоммуникационные системы стали использоваться не только для передачи управляющей информации в системах административного управления, но и как непосредственные составляющие элементы технологических процессов автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ).

Основным направлением развития телекоммуникаций сегодня считается создание Глобального информационного общества, основой которого станет Глобальное информационное пространство. Глобализация связи и ее персонализация – основные взаимосвязанные проблемы, успешно решаемые в настоящее время. Дальнейшая эволюция телекоммуникационных технологий, наращивание количества услуг будут идти по пути увеличения скорости передачи, интеллектуализации сетей, обеспечения мобильности пользователей.

Высокие скорости передачи необходимы для интеграции различных видов информации в мультимедийных приложениях, при организации связи между локальными сетями, для передачи изображений, в том числе и телевизионных.

С появлением и развитием новых отраслей информационной индустрии существенно возрастает влияние информационных технологий на научно-технический и интеллектуальный потенциал общества. Начало XXI века рассматривается как период перехода к информационному обществу, требующий для своего развития создания глобальной информационно-коммуникационной инфраструктуры.

Не последнюю роль в этом процессе играет информатизация железнодорожного транспорта. По степени оснащенности современными техническими средствами и системами телекоммуникаций железнодорожный транспорт стал сегодня одной из передовых отраслей в стране. Создана современная телекоммуникационная система на основе цифровых систем передачи и коммутации, волоконно-оптических линий связи и спутниковых каналов.

Единая информационная среда транспортного комплекса, обеспечивающая равноправный доступ к информации как для операторов перевозок, так и для их клиентов, создает необходимые предпосылки для здоровой конкуренции на рынке транспортных услуг. Взаимоувязанная информационная среда является необходимым условием для эффективной работы планируемых в перспективе логистических центров на базе инфраструктуры железнодорожного транспорта, которые помогут ускорить организацию мультимодальных и комбинированных перевозок грузов и пассажиров.