Помехоустойчивый килогерцевый модем для передачи данных по силовым линиям // 16 Декабря 2012

Японские исследователи из института AIST (Advanced Industrial Science and Technology) и энергетической компании TEPCO (Tokyo Electric Power Co) создали прототип модема для передачи данных по электрическим проводам в килогерцевом диапазоне частот. Новый модем обеспечивает физический уровень передачи данных, устойчивый к помехам от бытовой техники, поэтому может использоваться для передачи как внутри зданий, так и в полевых условиях. Скорость передачи данных с помощью таких модемов достигает 200 Кбит/с.

Килогерцевые и мегагерцевые модемы, использующие в качестве носителя данных линии электропередач (PLC – Power Line Communication), можно применять там, где беспроводные локальные сети просто не смогут работать например в подвалах зданий, где радиосигнал затухает очень быстро, а также в зданиях, где по разным причинам нельзя проложить проводные локальные сети. В частности, подобные модемы планируется использовать для построения систем автоматического выключения нагревательных приборов и активации систем экстренной эвакуации в случае землетрясений.

Вообще говоря, сейчас в Японии существует несколько коммерческих технологий передачи данных по электропроводке для мегагерцевого диапазона. Мегагерцевый диапазон обеспечивает более высокую скорость передачи данных, однако он подходит для связи только внутри зданий – на больших расстояниях сигнал становится практически неразличимым. Тем не менее, технологии килогерцевого диапазона до сих пор используются очень редко, поскольку подвержены интерференционным помехам от разной бытовой техники, особенно на частотах 450 КГц и ниже.

Чтобы обеспечить эффективную передачу данных в килогерцевом диапазоне, японские инженеры применили ряд интересных решений. Например, вместо передачи информации по кадрам (frame) они применили передачу потока данных в так называемых слотах (slot). Каждый слот содержит в сотни раз меньше информации, чем один кадр, поэтому на принимающей и передающей сторонах гораздо легче контролировать целостность переданной информации. Кроме того, использование коротких слотов позволяет гибко адаптировать канал передачи к быстро меняющимся электрическим параметрам линии. Если какой-то слот был передан неправильно, приемник повторно запрашивает его у передатчика – малый размер слотов снижает нагрузку на сеть при повторной передаче.

Созданный прототип прошел испытания в электрических сетях, наиболее сложных для передачи данных – с большим числом флуоресцентных ламп и зарядных устройств. Флуоресцентные лампы создают серьезные импульсные помехи, а зарядные устройства как потребители энергии постоянно меняют сопротивление в широком диапазоне. Несмотря на всю сложность условий, исследователям удалось добиться отличных результатов – их система смогла передавать данные на большей скорости, чем выпускаемые серийно модемы, причем из-за сильных помех полоса пропускания была в 20-45 раз уже, чем этого требуют традиционные решения килогерцевого диапазона.

Более подробно с описанием работы японских исследователей можно ознакомиться в статье на сайте Tech-On!.