Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Цифровые системы оповещения. Возможности, преимущества и эффективность

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Цифровые системы оповещения
Возможности, преимущества и эффективность

Наверное, нет в мире более консервативной области деятельности человека, чем системы безопасности. И это, скорее всего, правильно: от добра добра не ищут. Однако сегодня, когда технический прогресс движется семимильными шагами, нельзя оставаться на старых позициях. Мир идет вперед и предъявляет к системам безопасности все новые и более высокие требования. И чтобы их решить, мы должны прибегать к новым цифровым технологиям
Э.Н. Сеген
Менеджер компании "АВС Электроникс"

Системы оповещения развивались от аналоговых, через полуцифровые к цифровым. Под аналоговыми системами, или системами оповещения первого поколения, следует понимать такое оборудование, которое ориентировано на передачу непрерывно изменяющегося звукового сигнала, и жесткий (то есть уже заданный на стадии производства или монтажа) алгоритм управления каналами его передачи. Основное преимущество аналоговых систем — простота, а недостаток — отсутствие гибкости оповещения и небольшое количество каналов передачи, или, по-другому, зон вещания.

Структура полуцифровых систем оповещения подобна аналоговым (те же входы, выходы и контрольные линии), но они используют цифровое управление, то есть такое, которое подразумевает свободное программирование с помощью компьютера каналов передачи аналогового сигнала между различными блоками системы. Благодаря этому полуцифровые системы эвакуации получили очень важное преимущество над аналоговыми системами — они могут автоматически менять шаблоны оповещения в зависимости от ситуации на объекте, чего требуют 4-я и 5-я категории норм пожарной безопасности. Однако количество каналов передачи по сравнению с аналоговыми системами у них получается ненамного больше.

Сегодня уже можно смело говорить о новом типе систем оповещения, в которых передача звуковых сигналов и сигналов управления внутри системы производится полностью в цифровом виде. Они совершенно лишены недостатков систем предыдущего поколения, предоставляют массу дополнительных удобств при построении систем оповещения о пожаре и трансляции звука, но имеют свои особенности работы.

Зачем нам цифровой звук?

С каждым годом требования к системам оповещения и трансляции звука во всем мире становятся жестче. В нашей стране при разработке систем оповещения пока работают старые нормы ПБ от 1993 г. Однако после все еще памятных пожаров последнего времени, приведших к гибели людей, НПБ стали дополнять новыми нормами, разработанными МЧС. Но самое главное — все чаще сам заказчик призывает проектировщиков закладывать в проект самые последние достижения в области систем безопасности.

Причем иногда требования заказчика даже выше общеевропейских норм, что говорит о нарастающей ответственности бизнеса перед потребителем. Более того, по всему миру все чаще строят здания-гиганты и даже комплексы зданий, при озвучивании которых требуется использование больших мощностей (например, офисные центры, гостиницы, аэропорты, спортивные объекты и др.), к тому же заказчик постоянно просит создать централизованное управление звуком, что даже на полуцифровых системах сделать трудно, поскольку требует децентрализованного расположения оборудования.

Чтобы всем было понятно последнее утверждение, необходимы пояснения, поскольку именно в вопросе распределения мощности чаще всего встречаются ошибки в проектах.

Почти реальный пример из жизни. Есть зона мощностью 900 Вт (линия 100 В). Казалось бы, ставим усилитель на 1000 Вт и дело в шляпе, но не тут-то было. Если в этой зоне установлено 150 однотипных динамиков по 6 Вт со средним расстоянием (или шагом установки) 5 м, то несложно прикинуть, что минимальная длина кабеля для их подключения составит 750 м, не считая расстояния до усилителя. А теперь внимание! Воспользовавшись известной формулой, несложно посчитать, что минимальное сечение медного кабеля для передачи этой мощности на расчетное расстояние с потерями не более 10% составит… около 50 кв. мм! Такого кабеля не существует! К тому же, если вы воспользуетесь для передачи такой мощности кабелем 2 квадрата (реальный случай), то более половины мощности усилителя на нем и рассеется, а следовательно, динамики будут работать менее чем вполовину мощности. Стоит ли городить огород?

Выход, конечно, есть. Разбивать зону на несколько шлейфов, использовать динамики с высокой чувствительностью (SPL), включив их на меньшую мощность, а также максимально сократить расстояние между акустическими системами и усилителем, что возможно только при децентрализации системы

Применение цифровых систем оповещения для таких объектов является технически более простой задачей, поскольку все связи между блоками системы изначально разрабатывались под принцип децентрализации, а это позволяет экономить на оборудовании, или, точнее сказать, на объеме оборудования, монтажных работах и материалах, а также снизить общую мощность системы.

Однако при передаче цифрового звука есть свои нюансы.

Передача цифрового сигнала

Теория превращения аналогового сигнала в цифровой была разработана еще в начале прошлого века, но только сравнительно недавно появились элементная база и электронные носители, позволившие теории перерасти в практику. Одна из проблем развития цифровых систем оповещения — каналы передачи цифровой информации. Все разработанные на то время протоколы не позволяли передавать информацию на большие расстояния. С появлением Ethernet стало понятно, что это оптимальный канал передачи цифровых сигналов, а современные процессоры и скоростные сети позволяют решать эту задачу с высоким качеством и скоростью. Официально на сегодня протокол передачи цифровых аудиосигналов не утвержден, но де-факто большинство производителей отдали свое предпочтение стандарту CobraNet, тем более что он себя уже отлично зарекомендовал в профессиональном аудио.

Технология CobraNet позволяет передавать цифровой аудиосигнал в высоком качестве, без шума, помех, наводок и других искажений звука, неизбежно возникающих в обычных аналоговых кабельных сетях. При этом распределять сигнал по 64 каналам протокола Fast Ethernet 100 Base — TX/FX , используя кабель CAT5 или оптическое волокно.

Качество звука цифровых систем несопоставимо с аналоговыми. Современные системы позволяют передавать звук с качеством выше, чем у CD: разрядность 24 бита и частота дискретизации 48 кГц, что позволяет обеспечить отношение сигнал/шум более 90 дБ, в то время как лучшие показатели аналоговых систем — 60 дБ. Следовательно, подытожив вышесказанное, можно сказать, что по сравнению с аналоговыми каналами передачи звука цифровые более качественные и помехоустойчивые. Но только ли в этом их преимущество?

Преимущества цифровых систем

На уровне "железа" о любой цифровой системе оповещения можно сказать, что это большая — от 16 звуковых каналов и выше — свободно программируемая матрица. По большому счету для систем оповещения столько не нужно. Достаточно будет и двух звуковых линий для одновременной передачи двух сообщений, как требуют 5-я или 4-я категории НПБ. Однако это уже другой уровень оборудования. Заложенные в них возможности позволяют объединять в одной системе и оповещение о пожаре или чрезвычайным ситуациям, многоканальную трансляцию музыкальных и речевых программ. В частности, при использовании цифровой системы в ней сразу одновременно могут работать несколько операторов, которые будут делать объявления через центральный процессор в разные зоны, без ожидания и не мешая друг другу. Другими словами, строя одну систему, мы автоматически получаем и другую. Но и это еще не все.


Одним из ключевых отличий цифровых систем оповещения разных производителей друг от друга является программное обеспечение. Каждый производитель разрабатывает его самостоятельно, поэтому не все используют дополнительные возможности, которые предоставляет цифровая обработка, но в целом (возможно, в будущем) это доступно всем системам, а именно: наличие инструментов динамической и пространственной обработки сигнала. При этом их набор впечатляет: компрессоры, гейты, многоканальные параметрические эквалайзеры, кроссоверы, полосовые и режекторные фильтры, линии задержки и даже такие нетривиальные функции, как автоматическая настройка АЧХ звуковой системы в конкретном помещении или автоматическая регулировка уровня громкости в зависимости от уровня окружающего шума для каждого выходного канала в отдельности. Если учесть, что таких каналов может быть сотни, то несложно представить, сколько это будет устройств в пересчете на аналоговый сигнал — несколько огромных стоек.

Интеграция с системами безопасности

Аналоговые системы оповещения интегрируются с другими подсистемами безопасности очень тяжело, поскольку количество используемых "сухих" контактов у них невелико: у лучших моделей — порядка десяти. Цифроанало-говые системы показывают значительно более успешный результат интеграции, предлагая около сотни "сухих" контактов. И только цифровые системы оповещения могут практически слиться с любой системой здания, предоставляя пользователю порядка тысячи контактов. Например, оператор может с кнопок микрофонной панели не только выбирать зоны, но и включать освещение, отопление, открывать двери — в общем, управлять практически любыми системами здания, которые предусматривают дистанционное управление.

Ложка дегтя

Чудес не бывает, хотя очень хочется. При всех вышеописанных достоинствах цифровых систем оповещения они не лишены недостатков, которые пока сдерживают их массовое развитие и доминирование на рынке.

Во-первых, ценовой фактор. Обходятся они пока значительно дороже полуцифровых систем и оправдать свою стоимость могут только на очень больших объектах или там, где их возможности не могут быть дублированы аналоговыми системами. Например, крупные спортивные объекты, заводы, транспортные узлы, офисные центры и другие подобные объекты.

Во-вторых, система резервного питания. Видимо, от того что изначально цифровые звуковые системы были разработаны для профессионального аудио, у некоторых представленных на рынке систем плохо продумана система резервного питания. Наверняка со временем производители учтут и исправят все недостатки, но пока (поскольку этот пункт четко прописан в НПБ) проектировщикам придется поискать обходные пути решения подобных проблем.

В-третьих, и это пока самая главная проблема, — сами линии передачи цифрового сигнала, а именно сеть Ethernet. Если в системах предыдущего поколения передача сигнала производилась по пассивному элементу — медному проводу, то сеть Ethernet — это активная среда, где используются дополнительные устройства (сетевые коммутаторы, которые между собой могут соединяться как медным, так и оптическим кабелем). На сегодня никаких регламентированных требований к сетям передачи данных для систем оповещения нет, поэтому по большому счету проектировщик и заказчик устанавливают это оборудование только на свой страх и риск. В общем, налицо яркий пример, когда законодательство не поспевает за техническим прогрессом.

Перспективы развития

Пока законодатели думают над новыми стандартами, производитель не может стоять на месте и стремится собственными усилиями соответствовать требованиям заказчиков. Говоря о дальнейшем развитии цифровых систем оповещения, перспективным представляется создание решений на базе сразу двух параллельных сетей Ethernet. Если одна сеть выйдет из строя, система автоматически перейдет на дублера, сохраняя целостность связей, и сообщит о поломке оператору.

В цифровых системах оповещения необходимо также предусматривать дублирование системы резервного питания. Причем питание, которое используется для основных блоков, может применяться и для питания сетевых коммутаторов, ведь понятно, что раз они работают в системе безопасности, то атрибуты этих систем должны распространяться и на них.

В России все ощутимее спрос на современные цифровые системы оповещения, несмотря на все сложности внедрения. Если, скажем, в Европе развитие рынка цифровых систем оповещения стимулируется нормативно (введены стандарты на наличие 2 линий вещания, 2 линий сети и 2 линий питания), то в нашей стране требования устанавливаются пока на уровне заказчика. Но и это уже немало. А утверждение стандартов и нормативов рано или поздно произойдет, поскольку ведется активное строительство спортивных объектов. Для таких объектов цифровые системы — оптимальный выбор по соотношению "цена/качество".

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #2, 2011
Посещений: 12935

  Автор

Сеген Э. Н.

Сеген Э. Н.

Менеджер компании "АВС Электроникс"

Всего статей:  3

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций