способ увеличения скорости передачи информации по линии электроснабжения

Формула изобретения

Способ передачи информации по линиям электроснабжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости передачи информации, уменьшают влияние потребителей электроэнергии на параметры линии связи, для чего устройство ввода сигнала преобразовывает электрические колебания источника сигнала в электромагнитные поля со структурой, свойственной линии передачи, так на высоких частотах, для которых электромагнитное поле сигнала не взаимодействует с подстилающей поверхностью, ввод сигнала осуществляют посредством рупорного перехода, таким образом, что во всех проводниках в поперечном сечении одной линии электроснабжения сигналы синфазны.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение может быть применено в области передачи информации посредством электромагнитных волн, направляемых проводящими структурами сети электроснабжения.

Прототипом изобретения является способ передачи информации, использующий двухпроводную структуру сети электроснабжения в качестве направляющей для электромагнитных волн сигналов. Последние достижения в этой области учтены в комплексе технических решений стандарта «HomePlug AV» (США) [HomePlug Powerline Alliance, www.homeplug.org], [Современные методы организации «последней мили». Автоматика, связь, информатика. № 6, 2009 г., с.46-48]. Недостатком прототипа является то, что при совместном использовании одной направляющей структуры для передачи информации и электроэнергии канал электроснабжения сильно влияет на канал информационный. Влияние заключается в том, что потребители электроэнергии поглощают энергию информационных сигналов и вносят неоднородности в линию передачи. Эти факторы уменьшают величину и стабильность коэффициента передачи, а также ограничивают достижимую полосу частот линии передачи информации. Воздействие указанных факторов особенно сильно при современных технологиях отбора электроэнергии из сети, которые предполагают выполнение основных операций на частотах, значительно превышающих частоту промышленного тока. Наличие мощного высокочастотного генератора в составе блока питания требует установки между потребителем и сетью фильтра, уменьшающего проникновение в сеть возникающих помех. Элементы этого фильтра шунтируют сеть электропитания на частотах информационных сигналов. Это шунтирование тем сильнее, чем выше частота. Отмеченные причины на практике приводят к уменьшению величины скорости передачи информации в сети электроснабжения при наличии потребителей электроэнергии. Подключение и отключение потребителей приводит также к возникновению нестабильности скорости передачи информации. Кроме того, если в сети применяются защитные фильтры и источники бесперебойного питания, то двухпроводной способ передачи высокочастотных сигналов может быть неосуществим. Компания «Zyxel», ведущий производитель оборудования для стандарта «HomePlug AV», отмечает недопустимость наличия указанных устройств между корреспондирующими точками [Инструкция по применению модема «PLA 400»].

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить скорость передачи информации в канале связи, реализованном в сети электроснабжения, за счет уменьшения влияния потребителей электроэнергии на величину и стабильность коэффициента передачи, а также на достижимую величину полосы частот. Кроме того, предлагаемое изобретение расширяет арсенал способов передачи информации в сети электроснабжения. Для решения указанной задачи используют в качестве структуры, направляющей электромагнитные волны сигнала, систему электропроводка - подстилающая поверхность. В этой направляющей структуре, в любом поперечном сечении кабеля линии сети электроснабжения возможно реализовать синфазность сигнала во всех проводниках. При выполнении этого условия напряжение сигнала между проводниками двухпроводной линии и, соответственно, между клеммами потребителей отсутствует, и, следовательно, параметры потребителей никак не влияют на распространение сигнала.

Для осуществления изобретения необходимо реализовать ввод сигнала в указанную направляющую систему. Реализация способа зависит от используемого диапазона частот, поскольку устройство ввода сигнала должно преобразовать электрические колебания источника сигнала в электромагнитные поля со структурой, свойственной линии передачи именно в этом частотном диапазоне. Так, на высоких частотах, для которых электромагнитное поле сигнала не взаимодействует с подстилающей поверхностью, ввод сигнала может быть осуществлен с помощью рупорного перехода, как это делается в однопроводных линиях передачи. На очень низких частотах подстилающая поверхность должна быть проводящей, чтобы выполнять функцию обратного проводника. Напряжение сигнала в этом случае прикладывается между проводкой и подстилающей поверхностью. Устройства ввода сигнала для средних частот могут быть реализованы на принципах, используемых как на низких, так и на высоких частотах. Существенное значение для реализации имеет также вид подстилающей поверхности. Наиболее сложным для анализа является расположение проводки внутри зданий. При этом подстилающей поверхностью для линии электропроводки являются простирающиеся вдоль нее строительные конструкции, имеющие высокие значения диэлектрической проницаемости, значительную толщину, а в случае межэтажных перекрытий и металлическую арматуру.