МОДЕМ

Полезная модель относится к технике электросвязи и может быть использована, в системах передачи данных обеспечивающих дуплексный режим работы по организованным высокочастотным трактам линий электропередач.
Известен модем в описании полезной модели к патенту РФ №71198, МПК H04L 5/14, Н04В 3/00 от 23.08.2007, опубл. 27.02.2008, содержащий кодер, модулятор, генератор тестовых сигналов, цифроаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, эхокомпенсатор, корректор, демодулятор, включающий интерполирующий фильтр, связанный с синфазным и квадратурным формирующими фильтрами через генератор несущего колебания и фазовращателем, связанным с функциональным преобразователем, декодер, содержащий решающее устройство, связанное с дескремблером, систему синхронизации с блоками несущего колебания и тактового колебания, отличающийся' тем, что в демодулятор модема введен комплексный корректор, выполненный в виде долговременного и кратковременного адаптивных фильтров и корректора соединительной линии, соединенных с интерполирующим фильтром, синфазным и квадратурным формирующими фильтрами, фазовращателем и декодером, при этом в декодер введен блок запоминания синдромов ошибок, блок классификации ошибок и дефектов, блок исправления дефектов, а в систему синхронизации включен блок сохранения тактовой синхронизации при обрыве канала. Недостатком модема является его сложность. Наиболее близким аналогом является аппаратура цифровой высокочастотной связи по линиям электропередач высокого напряжения АВС-ЦМ (Р) производства НПФ «Модем», Технические условия ПИСТ.465411.011ТУ, редакция 1.24, Санкт-Петербург 2006 г., содержащая кассету терминала, десять блоков - три блока питания, блок генератора, блок приемника, блок передатчика, блок переговорно-вызывного интерфейса, блок абонентского комплекта, блок модемов телемеханики, блок абонентских интерфейсов и кассету усилителя мощности, содержащую четыре блока - блок питания, блок усилителя мощности, блок линейного фильтра, блок линейного интерфейса.
Недостатком является сложность, высокое потребление мощности.
Технический результат: упрощение устройства, снижение потребляемой мощности.
Технический результат достигается за счет того, что модем, содержащий узел цифровой обработки сигнала, который включает в себя входной фильтр (ВФ), выход которого соединен с фильтром сосредоточенной селекции (ФСС), выход которого соединен с усилителем с регулируемым коэффициентом передачи (УРКП), выход которого соединен с аналогово-цифровым преобразователем (АЦП), выход которого соединен процессором цифровой обработки (ПЦО), выход которого соединен с внешним оборудованием и цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), выход которого соединен с полосовым фильтром (ПФ), выход которого соединен с узлом выходного усилителя мощности (УМ), выход которого соединен с узлом линейного фильтра (ЛФ), отличающийся тем, что коэффициент передачи усилителя управляется сигнальным процессором, а передаваемая информация защищена циклическим кодом.
Упрощение заявляемой полезной модели достигается за счет того, что в отличие от аналога ПИСТ.465411.011ТУ - аппаратуры АВС-ЦМ (Р) заявляемая полезная модель выполнена как модем. Она реализует только основную функцию - передачу информации по линиям электропередач. Поэтому она существенно проще. Она не имеет в своем составе узлов реализующих функции переговорно-вызывного интерфейса, вокодера, мультиплексора и демультиплексора, модема телемеханики, абонентских интерфейсов и других. Выполнение функций реализуемых этими узлами может быть осуществлено, в случае необходимости, с помощью внешнего оборудования.
Заявляемая полезная модель предназначена для организации каналов высокочастотной связи в распределительных сетях энергосистем, имеющих, как правило, линии электропередач протяженностью до 50 км.
За счет меньшей протяженности линий электропередач, чем в аналоге ПИСТ.4654П.011ТУ:
- выходная мощность аналога ПИСТ.4654П.011ТУ составляет 40, 80 Вт., а в заявляемой полезной модели - 3 Вт.;
- снижается потребление мощности, в аналоге ПИСТ.465411.011ТУ потребление мощности составляет 140 ВА, а в заявляемой полезной модели до 35 ВА.
Модем является простым устройством и промышленно применимым тем, что содержит: узел цифровой обработки сигнала, который включает в себя входной фильтр (ВФ), фильтр сосредоточенной селекции (ФСС), усилитель с регулируемым коэффициентом передачи (УРКП), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), процессор цифровой обработки (ПЦО), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), полосовой фильтр (ПФ), узел широкополосного усилителя мощности, который включает в себя выходной усилитель мощности (УМ) с элементами питания и защиты (ЭЗ), узел линейного фильтра (ЛФ), обеспечивающий возможность работы по одному проводу нескольких типов оборудования, который через элементы защиты (ЭЗ), с помощью коаксиального кабеля подключен к устройству присоединения подстанции. В отличии от ПИСТ.465411.011 ТУ для ввода в работу и дальнейшей эксплуатации не требуется специальная подготовка персонала.
Преимущества заявленной полезной модели по сравнению с прототипом в том, что достигается упрощение устройства, с реализацией основной функции - передачи информации по высокочастотным трактам линий электропередач в дуплексном режиме, снижение потребляемой мощности.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая полезная модель отвечает условиям патентоспособности: является новой, имеет изобретательский уровень и промышленно применима.
На фиг.1 представлена структурная схема модема.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели заключаются в следующем.
Модем содержит узел цифровой обработки сигнала, который включает в себя входной фильтр (ВФ) 2, фильтр сосредоточенной селекции (ФСС) 3, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи (УРКП) 4, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 5, процессор цифровой обработки (ПЦО) 6, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 7, полосовой фильтр (ПФ) 8, узел широкополосного усилителя мощности, который включает в себя широкополосный выходной усилитель мощности (УМ) 9, узел линейного фильтра (ЛФ)10, обеспечивающий возможность работы по одному проводу нескольких типов оборудования, который через элементы защиты (ЭЗ) 1, с помощью коаксиального кабеля подключен к устройству присоединения подстанции. Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
Входной сигнал через ЭЗ 1, состоящие из защитного диода и самовосстанавливающегося предохранителя, поступает на ВФ 2, который обеспечивает развязку между входом приемного устройства и входом модема благодаря тому, что сопротивление ВФ 2 незначительно в полосе пропускания и существенно увеличивается вне ее. Далее сигнал отфильтровывается в ФСС 3 и поступает на УРКП 4. Коэффициент передачи усилителя управляется сигнальным процессором. Усиленный сигнал подается на АЦП 5, где аналоговый сигнал преобразуется в 8-разрядный код и считывается в сигнальный процессор ПЦО 6, на котором программно реализованы алгоритмы цифровой фильтрации, эквалайзера, когерентной обработки, тактовой и цикловой синхронизации, декодирования. Полученная в результате этого выходная информация поступает на передатчик RS-232, выполненный на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС), кодограмма с которого через преобразователь уровня поступает на оконечное оборудование RxD. Входная асинхронная кодограмма TxD с оконечного оборудования через преобразователь уровня поступает на приемник RS-232, реализованный на ПЛИС. Выделенная из кодограмм информация байтами переписывается в сигнальный процессор, где она буферизируется, разбивается на блоки, кодируется, к ней добавляется цикловая синхропоследовательность. Затем полученный пакет поступает снова на ПЛИС, на которой реализован цифровой модулятор, отсчеты с выхода которого подаются на ЦДЛ 7. Аналоговый сигнал после фильтрации и усиления в предварительном усилителе и УМ 9 (усилитель мощности) через ЛФ 10 и ЭЗ 1 поступает на выход модема. ЛФ10, аналогично ВФ 2, служит для развязки между выходом передающего устройства и выходом модема.
Заявляемая полезная модель имеет режим самоконтроля, позволяющем в случае необходимости, произвести автономную проверку работоспособности изделия с помощью органов управления на передней панели и индикацию текущего состояния, и потребляет не более 35 ВА мощности. Технико-экономический эффект.
Первые каналы передачи данных с использованием модемов были ведены в эксплуатацию в 2005 г. В настоящее время в эксплуатации находятся более 20 каналов передачи данных по линиям электропередач с использованием модемов в Воронежской, Тамбовской, Томской областях и Карелии. За время эксплуатации модемы показали высокую надежность в работе. Они могут работать без технического обслуживания на протяжении длительного времени и обеспечивают высокую стабильность характеристик со снижением потребляемой мощности.