Скорость передачи данных по цепям питания может вырасти до двух раз благодаря разработке ТУСУРа

В Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники работают над увеличением скорости передачи данных по цепям питания (PLC).

«PLC — альтернатива беспроводной передаче данных, которая в качестве среды распространения сигнала использует линии электропитания. Она может применяться как для построения локальных защищённых сетей без организации дополнительных кабельных соединений, так и в космической отрасли, — рассказывает заведующий кафедрой ТОР, директор регионального ЦК НТИ по направлению «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» Евгений Рогожников. — При этом благодаря разработке алгоритмов формирования и обработки сигналов для полнодуплексной системы передачи данных по цепям питания без временного и частотного разделения скорость передачи данных по таким сетям можно увеличить до двух раз».

2022 год был полностью посвящён работе над аналоговой частью макета модема передачи данных по цепям питания.

«Мы применяем в PLC технологию полнодуплексной передачи данных, чтобы устройства могли передавать и принимать сигнал одновременно. Для этого надо подавить собственный сигнал, который мешает приёму слабого сигнала от удалённого источника», — поясняет Евгений Рогожников.

Учёные исследовали методы аналоговой компенсации — как до цифровой обработки подавить этот сигнал. На данном этапе уже удалось добиться подавления порядка 25 децибелов. Ещё 20 децибел удалось подавить в аналоговом тракте за счёт применения циркулятора.

«В таких системах связи применяют дополнительную цифровую обработку, чтобы эту помеху скомпенсировать. Мы рассмотрели разные подходы: метод роя частиц, рекурсивный метод наименьших квадратов и в итоге остановились на последнем, модифицировав его для более эффективной работы. Это позволило добиться компенсации ещё порядка 20 децибел», — поясняет учёный.

Разработанное программное обеспечение представляет собой адаптивный фильтр, который работает в режиме реального времени и подстраивается к изменяющимся условиям передачи сигнала.

В PLC-системах есть такая особенность, как переменное напряжение 220 В с частотой 50 герц, которым запитываются устройства. Оно создаёт проблемы, и во многих работах по PLC-сетям говорится о том, что PLC-модемы работают, только когда 50 герцовый синус переходит через ноль. Когда он достигает максимального значения, уровень помех значительно возрастает.

«Наш способ, в том числе, позволяет адаптировать систему к этим моментам максимальных значений силового сигнала. Это одно из основных преимуществ нашей разработки», — отмечает Евгений Рогожников.

На данном этапе за счёт трёх применяемых методов (пассивное подавление, аналоговая компенсация и цифровая компенсация) удалось добиться подавления 65 децибел. Учёные ставят перед собой задачу добиться подавления 90 децибел. По словам Евгения Рогожникова, этого будет достаточно, чтобы полноценно работать в полнодуплексном режиме и передавать данные.