Системы дистанционного питания для устройств связи

Заключение

На выходе с фотодиода видна ситуация, описанная в начале статьи, где часть символов принимается с ошибкой. В данном случае, нули, переданные светодиодом, были приняты фотодиодом как единица. Данный феномен наблюдается только при закрытии p-n перехода фотодиода, также данный факт связан с существующей элементной базой оптического приемника и передатчика. Необходимые фотодиоды с минимальным временем переходного процесса между состояниями p-n - перехода крайне трудно найти на территории Российской Федерации. Эксперимент по передаче информации через беспроводный оптический канал можно считать успешным, за исключением того, что данная технология требует дальнейших исследований. Существующие схемотехнические решения для передачи информации по беспроводному оптическому каналу требуют дальнейшего пересмотра. В меру приведенных выше исследований можем сделать следующий вывод: передача информации через беспроводный оптический канал возможна, но она не удовлетворяет требованиям стандарта IEEE 802.15.7, в силу схемотехнических трудностей исполнения устройств, а также «капризности» оптического канала. В настоящее время коммерческих решений и распространения данной технологии не предвидится, однако при доработке решений, технология беспроводной оптической передачи может стать прямым конкурентом технологиям Wi-Fi внутри помещений.

Литература

1. IEEE Standard for Local and metropolitan area networks. Part 15.7:Short-Range Wireless Optical Communication Using Visible Light // IEEE, 2011.

2. Dimitrov S., Haas H. Principles of LED light communications: towards networked Li-Fi. -Cambridge University Press, 2015.

3. Arnon S. (ed.). Visible light communication. - Cambridge University Press, 2015.

4. URL: https://datasheet.octopart.com/A000073-Arduino-datasheet-12389410.pdf (дата обращения 21.11.2019).

5. Gfeller F.R., Bapst U. Wireless in-house data communication via diffuse infrared radiation //Proceedings of the IEEE, 1979. - Т. 67. - №. 11. - С. 1474-1486.

6. Фудин М.С. и др. Частотные характеристики современных светодиодных люминофорных материалов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2014. - № 6 (94).

СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ СВЯЗИ

М.А. Иванова, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, masha13-99@yandex.ru;

Д.А. Иванова, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, mashadasha.13-99@yandex.ru.

УДК 654. 16_

Аннотация. В статье рассмотрены системы дистанционного питания (ДП) для устройств связи на базе обслуживаемых усилительных пунктов (ОУП) и необслуживаемых усилительных пунктов (НУП). Описаны основные способы передачи ДП и указаны особенности современных систем ДП.

Ключевые слова: дистанционное питание; электропитание устройств связи; необслуживаемые усилительные пункты; обслуживаемые усилительные пункты.

REMOTE POWER SYSTEMS FOR COMMUNICATION DEVICES

D.A. Ivanova, Volga state university of telecommunications and informatics; M.A. Ivanova, Volga state university of telecommunications and informatics.

Annotation. The article discusses remote power supply systems for communication devices based on maintenance amplification points and maintenance-free amplification points. The main methods of remote power transmission are described and the features of modern remote power systems are indicated.

Keywords: remote power supply; power supply of communication devices; maintenance-free amplification points; maintenance amplification points.

Введение

Для обеспечения передачи качественного сигнала на значительные расстояния необходимо использовать промежуточные усилительные пункты. Организация электропитания устройств связи для каждой точки в отдельности экономически нецелесообразна. Чтобы решить проблему, преобладающее количество пунктов выполняют необслуживаемыми. Их питание будет дистанционным.

Под дистанционным питанием понимают транспортировку электроэнергии на различные расстояния для обеспечения питания устройств связи [1], установленных в необслуживаемых усилительных точках. Эти усилительные пункты применяются с той же целью, что сами устройства связи. Питание должно выполнять главную задачу: транслировать на заданное расстояние сигнал той мощности, которая будет достаточной для электропитания устройств, расположенных в конечной точке. Четко прослеживается прямая зависимость между потерями мощности и значением тока в цепи ДП. Эти параметры также находятся в обратной зависимости от величины подаваемого напряжения. Таким образом, чем меньше будет напряжение, тем выше потери мощности и больше значение тока [2, 3]. Подача дистанционного питания может быть организована через оконечные магистральные пункты или промежуточные усилительные пункты, оснащенные установками электропитания. Под питающими или обслуживающими усилительными пунктами понимают промежуточные пункты, способные подавать дистанционное питание. Питаемые или необслуживаемые пункты представлены усилительными пунктами кабельных магистралей, где организовано дистанционное питание арматуры. Как правило, ОУП оснащены электропитающей установкой, обеспечивающей соседние необслуживаемые усилительные пункты дополнительным питанием. Расположенные в другой полусекции необслуживаемые усилительные пункты получают питание с последующего ОУП.

Наиболее распространенный вариант организации дистанционного питания - передача электроэнергии «провод - земля», представленный на рис. 1. При таком способе дистанционное электропитание устройств связи будет организовано исключительно для прямого провода. Функцию обратного провода выполняет грунт. Существенные колебания напряжения на аппаратуре могут возникать лишь в исключительных случаях. В случаях, когда потенциалы находятся в пределах 15-75В, происходит подключение компенсаторов земных потенциалов к ДП.

Рисунок 1

Как правило, при выборе способа передачи электроэнергии «провод - провод» используют не более четырех необслуживаемых усилительных пунктов. Обратное прохождение электрического тока ДП будет организовано таким образом, что цепи дистанционного питания первых двух уровней применяют запасные цепи третьей и четвертой степеней. Возможен и обратный вариант. Цепи пятой и шестой систем взаимодействуют с запасными цепями седьмой и восьмой систем. При таком варианте необслуживаемые усилительные пункты не нуждаются в организации рабочего заземления. Цепи ДП будут аналогичны цепям при способе «провод - земля».

Эта система имеет существенный недостаток, который заключается в минимальной защищенности от соседних линий электропередачи, способных создавать помехи. Наиболее высокий уровень помех возникает от контактных сетей переменного тока. С целью снижения уровня индуктивного мешающего напряжения устройства, питаемые на необслуживаемых усилительных пунктах и питающие на ОУП, дополнительно защищают дроссельными фильтрами и дросселями, способными свободно пропускать электрический ток. Они же ограничивают величину переменного тока, находящегося под воздействием внешних электромагнитных полей ЛЭП или контактных сетей.

При выборе схемы «провод - земля» цепи дистанционного питания формируются по средней точке четверки или пары жил ВЧ единственного кабеля. Одна ДП задействована в подаче электропитания для двух или четырех систем аппаратуры ВЧ и одного двухлампового усилителя НЧ.

Половина систем ВЧ уплотнения снабжается питанием по рабочим сетям одного кабеля, для второй половины питание подается через рабочие цепи второго кабеля. На втором кабеле наблюдается создание резервных цепей для систем, питаемых по одному кабелю. Внедрение подобной системы позволяет снизить перебои в электропитании систем вдвое. Наблюдается снятие напряжения с одного кабеля для проведения ремонтных работ. Подача резервного питания будет организована с того же ОУП, с которого создано рабочее.

Рисунок 2

Для системы дистанционного питания по схеме «провод - земля», представленной на рис. 2, характерно минимальное сопротивление линейной цепи. При равном количестве линейных проводов для дистанционного питания сопротивление линейных цепей в системе «провод - земля» оказывается в четыре раза ниже, чем в системах «провод - провод». Для создания искусственной цепи дистанционного питания задействуют промежуточные трансформаторные точки. При реализации схемы «провод - земля» достигается максимальная дальность трансляции сигнала.

Такая система обладает главным преимуществом. Симметричные двухпроводные цепи питания характеризуются высокой степенью защиты от помех, создаваемых соседними ЛЭП. Одновременно с тем, пара линейных проводов имеет высокое сопротивление, которое приводит к значительным потерям напряжения в линии и снижению дальности транспортировки сигнала.

Дистанционное питание позволяет обеспечить функционирование цифровых, аналоговых и системных телефонных аппаратов, и прочих терминальных устройств. Системы электропитания устройств связи обеспечивают работоспособность /P-камер видеонаблюдения, точек радиодоступа беспроводных сетей Wi-Fi, считывателей систем контроля доступа, компактных информационных экранов. Система способна обеспечить электропитание устройств связи, представленных светодиодными источниками местного освещения. Их применение обретает высокую актуальность при выполнении отдельных видов сервисных работ. Потенциальная сфера применения схем электропитания устройств связи практически не ограничена.

С целью транспортировки электрического тока от источника используют фантомные цепи. Подобный подход предполагает включение полюса источника электропитания устройств связи в среднюю часть трансформатора гальванической развязки. В дальнейшем электрический ток протекает в одном направлении по обоим проводам пары. Это решение позволяет достичь высокой эффективности электропитания устройств связи. Реализация фантомной схемы независимо от режима работы аппаратуры позволяет достичь вариативности включения светового интерфейса в соответствии с количеством задействованных пар.

При мощностях, превышающих 50 Вт, электропитание устройств связи будет организовано путем передачи сигнала по всем парам горизонтального кабеля. Благодаря увеличению мощности нагрузки, даже при своем сложном устройстве, четырехпарные системы становятся все более популярными.

Технология Power over Ethernet (PoE) обеспечивает передачу электроэнергии и прочих данных удаленному устройству через классический вариант витой пары в сети ethernet. Эта технология успешно применяется в /P-телефонии, /P-камерах, точках доступа беспроводных сетей, сетевых концентраторах и прочих видах оборудования, где невозможно или нецелесообразно подключать отдельный кабель.

К преимуществам PoE можно отнести следующее:

• При передаче данных и подачи питания можно использовать один кабель, в результате чего покупать и прокладывать кабели для сетевого оборудования становится значительно дешевле.

• При использовании такой технологии становится намного проще и дешевле создавать новые сети или расширять уже существующие сети в зданиях, где слишком дорого и сложно прокладывать новые линии электропитания.

• Использование Power over Ethernet может позволить устанавливать устройства в местах с затруднительной подачей электроэнергии и значительно уменьшить количество электрических розеток и кабелей, находящихся в небольшой сервисной комнате или коммутационном шкафу.

Заключение

Применение схем дистанционного питания становится все более актуальным. Это позволяет создавать электропитающие установки упрощенной конструкции на обслуживаемых и необслуживаемых усилительных пунктах.

Литература

1. Осипов О.В., Панин Д.Н., Никушин А.В. Метод оптимального параметрического синтеза широкополосных согласующих переходов // Письма в ЖТФ, 2013. - Т. 39 - Вып. 12. - С. 5056.

2. Семенов А.Б. Дистанционное питание по кабельным трактам СКС // Журнал сетевых решений LAN, 2005. - Т. 11. - № 2. - С. 34-43.

3. Семенов А.Б. Эволюция систем дистанционного питания // Журнал сетевых решений LAN, 2015. - № 10. - С. 51-55.

4. Учебное пособие для вузов / В М. Бушуев, В. А. Демянский, Л. Ф. Захаров. - Горячая линия -Телеком, 2009. - С. 384.

5. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. - М.: Альтекс а, 2002. - С. 191.

6. Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. - Изд. 3-е: Высшая школа. - С. 200.

7. Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электрические устройства/Под ред. А.Я. Шихина: Учебник. - М.: Энергоиздат, 200-336.

8. Https://www.osp.ru/lan/2005/02/140167/ (Дистанционное питание).

9. Https://www.dieselloc.ru/elektropitayushchie-ustrojjstva-zheleznodorozhnoj-avtomatiki-telemekhaniki-i-svyazi/distantsionnoe-pitanie-usilitelnykh-punktov-kabelnykh-linii-svyazi.html

10. Https://www.osp.ru/lan/2015/10/13047303/ (Эволюция дистанционного питания).

АЛГОРИТМ ДЕКОДИРОВАНИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОТОКОЛА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМОГО РАДИОКАНАЛА

А.И. Рыбаков, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, lexeus.r1@gmail.com.

УДК 681.51_

Аннотация. В настоящей статье рассмотрены принципы, по которым строится алгоритм принятия решений по качественному использованию канального ресурса с достаточным уровнем правдоподобия и надежности передачи информации. С целью проверки работоспособности предложенных алгоритма и протокола передачи разработано программное обеспечение (ПО) для приема и передачи информации посредством использования метеорных отражений.

Ключевые слова: схемы декодирования; система связи; канал передачи; программное обеспечение; сигнально-кодовые конструкции; полудуплексный протокол.

ALGORITHM FOR DECODING THE CURRENT DATA TRANSMISSION PROTOCOL OF THE SOFTWARE-CONFIGURABLE RADIO CHANNEL

Alexey Rybakov, St. Petersburg state university of telecommunications n/a prof. M. A. Bonch-Bruevich.