Размер шрифта:
+
Цвет сайта:
Изображения:

Технология, разработанная в ТУСУРе, поможет увеличить скорость и надёжность передачи данных по цепям питания

28 октября 2021
Технология, разработанная в ТУСУРе, поможет увеличить скорость и надёжность передачи данных по цепям питания

Аспирант Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники разработал методы повышения спектральной эффективности систем передачи данных по цепям питания, которые позволят создавать защищённые локальные сети.

Технология передачи данных по цепям питания (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.

«Сейчас компьютеры объединяются в локальные сети с помощью организации беспроводной связи или посредством дополнительных кабельных соединений. Но на самом деле они все подключены к одной электрической сети, и её можно было бы использовать для организации передачи данных между ними, — рассказывает аспирант кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники Эдгар Дмитриев. — Проблема — в том, что изначально электросеть внутри зданий не предназначена для передачи данных: сигналу достаточно сложно преодолевать расстояния, особенно по старой проводке с большим количеством всевозможных скруток».

Существующие технологии, которые применяются при организации PLC-сетей, не удовлетворяют требованиям высокотехнологичных организаций. Запрос одной из таких организаций и дал старт разработке и исследованию технологий повышения спектральной эффективности систем передачи данных по цепям питания, которыми занимается Эдгар Дмитриев под научным руководством заведующего кафедрой ТОР Евгения Рогожникова.

Эдгар Дмитриев, аспирант кафедры телекоммуникаций и основ радиотехники

На старте своего исследования я провёл обзор технологий, которые уже реализованы в PLC-модемах, и тех, которые существуют и применяются, но в беспроводных системах передачи данных. В итоге остановился на двух технологиях. Все приборы, подключённые к сети, могут создавать помехи для передачи данных. Суть технологии адаптивной модуляции заключается в динамической подстройке к условиям в канале с целью обеспечения максимальной пропускной способности. Это позволяет использовать полосу передачи сигнала максимально эффективно. Что касается второй технологии — полного дуплекса, она позволяет передавать и принимать данные одновременно в одной полосе частот. До нас она рассматривалась разработчиками исключительно для применения в беспроводных сетях передачи данных.

Сложность реализации технологии полного дуплекса — в том, что мощный сигнал собственного передатчика заворачивается в приёмник, а сигнал от удалённого передающего устройства кратно слабее. Именно поэтому в существующих технологиях передачи данных приём и передача разведены во времени или по частоте.

«Но так как мы передаём известную нам информацию, мы можем её «вычитать» при приёме информации. Суть — в том, чтобы правильно «вычесть» сигнал, и сигнал, который нам необходимо принять, стал виден на фоне собственного сигнала передатчика», — отмечает разработчик.

В совокупности две технологии позволяют значительно увеличить дальность связи и скорость передачи данных, позволяют работать в условиях активных помех и эффективно использовать частотно-временной ресурс. Уже сейчас в пределах локальной PLC-сети можно добиться скорости порядка 100 мегабит в секунду, и это не предел. В настоящий момент ведётся активная работа по изготовлению рабочего макета для дальнейшей отработки алгоритма.

В процессе исследования технологий повышения спектральной эффективности систем передачи данных по цепям питания кафедрой ТОР было получено три патента на изобретения: патент на изобретение метода адаптивной модуляции и два патента на устройство передачи данных по цепям питания с полнодуплексной связью (в 2017 году — на базовый вариант и второй — на доработанную версию). Также эта разработка дважды была отмечена в числе лучших на конкурсе «Первый шаг».

В настоящий момент большую заинтересованность разработкой для использования в космической отрасли проявляет АО «ИСС» им. академика М. Ф. Решетнёва. Любой спутник или космическое судно имеет в своей конструкции питающую сеть и линию коммуникации — для сбора и передачи данных. Использование данной технологии позволит использовать одну проводную линию для питания и передачи данных. Это позволит уменьшить вес космического аппарата. Кроме того, технология может применяться для организации локальных сетей на высокотехнологичных предприятиях.

Другие новости

25 ноября 2021

Лекция «Сети 5G и отечественные разработки: какие научные исследования проложат дорогу к следующему поколению связи 6G» состоится сегодня в Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники.

26 ноября 2021

Ректор ТУСУРа Виктор Рулевский выступил в качестве эксперта на II Научно-образовательном форуме «Трансфер знаний. Технологии будущего — Сибирь», который проходит на площадке Новосибирского государственного технического университета.

03 декабря 2021

В «Технополисе Москва» завершились Всероссийские технологические соревнования «Радиофест-2021». Команды ТУСУРа заняли первое и второе место в номинации «Радиосвязь».

11 ноября 2021

В Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники стартует конкурс инновационных проектов молодых учёных 2021 года. Подать заявку на первый этап можно до 20 ноября включительно.