RU2342782C1 - Information transfer device on lines of outside illumination - Google Patents
Information transfer device on lines of outside illumination Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342782C1 RU2342782C1 RU2007122358/09A RU2007122358A RU2342782C1 RU 2342782 C1 RU2342782 C1 RU 2342782C1 RU 2007122358/09 A RU2007122358/09 A RU 2007122358/09A RU 2007122358 A RU2007122358 A RU 2007122358A RU 2342782 C1 RU2342782 C1 RU 2342782C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- communication
- outdoor lighting
- line
- frequency
- lines
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системе передачи информации по зашумленным линиям наружного освещения.The invention relates to communication technology and can be used in a system for transmitting information over noisy outdoor lighting lines.
Известны устройства для передачи информации токами высокой частоты по сетям электропитания, в состав которых входят передатчик, приемник и линия связи. Общим недостатком таких устройств является затруднительное обеспечение устойчивой связи на расстояния более 300 м в условиях воздействия собственных и индустриальных помех в линии наружного освещения.Known devices for transmitting information by high frequency currents over power networks, which include a transmitter, receiver and communication line. A common drawback of such devices is the difficulty in providing stable communications over distances of more than 300 m under the influence of their own and industrial interference in the outdoor lighting line.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является устройство передачи информации по патенту №2221333, кл. Н04В 3/54, выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит передатчик, приемник, конденсаторы связи и согласующие трансформаторы, соединенные линией связи, роль которой выполняет высоковольтный кабель. Линия связи, выполненная на базе высоковольтного кабеля, отличается малым уровнем помех и не имеет дополнительных нагрузок.The closest analogue to the claimed invention is a device for transmitting information according to patent No. 2221333, class. HB04 3/54, selected as a prototype. The device comprises a transmitter, a receiver, coupling capacitors and matching transformers connected by a communication line, the role of which is played by a high-voltage cable. A communication line based on a high-voltage cable is characterized by a low level of interference and does not have additional loads.
Недостатком данного устройства является то, что при использовании его для связи в линиях наружного освещения с дополнительными нагрузками затруднительно обеспечить устойчивую связь на расстояние свыше трехсот метров вследствие высокого уровня помех, затухания сигналов при нормированной мощности передатчика модема и с заданной чувствительностью приемника модема.The disadvantage of this device is that when using it for communication in outdoor lighting lines with additional loads, it is difficult to ensure stable communication over a distance of more than three hundred meters due to the high level of interference, signal attenuation at normalized transmitter power of the modem and with the given sensitivity of the modem receiver.
Задачей заявляемого изобретения является обеспечение двухсторонней связи при устойчивом приеме и высоком качестве передачи информации по линиям наружного освещения при наличии помех на расстояния до 1000 и более метров при нормированной мощности передатчика модема и с заданной чувствительностью приемника модема.The objective of the invention is the provision of two-way communication with stable reception and high quality information transmission over outdoor lighting lines in the presence of interference at distances of up to 1000 or more meters with a normalized modem transmitter power and with a given modem receiver sensitivity.
Линии наружного освещения представляют собой разветвленную воздушную или кабельную сеть с подключенными через определенное расстояние светильниками и пунктами подключения сети к трансформаторным подстанциям. Датчики, установленные в пунктах включения, собирают информацию о параметрах линии освещения, являющейся линией связи, для передачи информации на центральный диспетчерский пункт (ЦДП).Outdoor lighting lines are a branched air or cable network with lights connected at a certain distance and points of connecting the network to transformer substations. The sensors installed in the switching points collect information about the parameters of the lighting line, which is the communication line, for transmitting information to the central control center (DPC).
В качестве сигнала в линии связи может применяться высокочастотная несущая, модулированная информационным сигналом от датчиков.As a signal in the communication line, a high-frequency carrier modulated by an information signal from sensors can be used.
Достоверность передачи информации по сетям наружного освещения зависит от величины и интенсивности индустриальных помех, зашумленности линии наружного освещения от светильников и степени согласования импедансов выходов (входов) модемов и волнового сопротивления линии связи.The reliability of information transmission over outdoor lighting networks depends on the magnitude and intensity of industrial interference, the noise level of the outdoor lighting line from the luminaires and the degree of coordination of the impedances of the outputs (inputs) of the modems and the wave impedance of the communication line.
В общем случае волновое сопротивление линии связи имеет комплексный характер и в первом приближении определяется выражением:In the general case, the wave impedance of a communication line is complex and, to a first approximation, is determined by the expression:
где z0 - комплексное волновое сопротивление;where z 0 is the complex wave impedance;
L - индуктивность резонансного контура;L is the inductance of the resonant circuit;
С - емкость резонансного контура.C is the capacitance of the resonant circuit.
Коэффициент затухания α определяется потерями в проводниках и диэлектриках и зависит от активного сопротивления проводников R и проводимости диэлектрика линии G.The attenuation coefficient α is determined by the losses in the conductors and dielectrics and depends on the active resistance of the conductors R and the conductivity of the dielectric line G.
Коэффициент затухания определяется по формуламAttenuation coefficient is determined by the formulas
илиor
Наиболее существенное влияние на качество передачи информации оказывают собственно характеристики линий наружного освещения. Это параметры проводов подключения аппаратуры к линиям наружного освещения; наличие сосредоточенных и распределенных реактивностей в линиях наружного освещения (различные величины погонной емкости кабеля или воздушной линии) и реактивностей в самих светильниках (например, конденсатора, дросселя и др.), подключенных к каждой фазе линии наружного освещения.The most significant impact on the quality of information transfer is exerted by the actual characteristics of outdoor lighting lines. These are the parameters of the wires connecting the equipment to the outdoor lighting lines; the presence of concentrated and distributed reactivities in the outdoor lighting lines (various values of the linear capacity of the cable or overhead line) and reactivities in the luminaires themselves (for example, a capacitor, inductor, etc.) connected to each phase of the outdoor lighting line.
Наибольшую долю в затухание сигнала вносят реактивности ближайшего к модему светильника HL1, установленного в линии наружного освещения (см. чертеж). Так, например, реактивности светильника в сочетании с различной длиной соединительного электрического кабеля (от 3 м до 300 м) от модема до первого светильника приводят к рассогласованию линий связи как со стороны выходного каскада передатчика модема, так и со стороны входа приемника модема.The largest share in signal attenuation is made by the reactivity of the HL1 luminaire closest to the modem installed in the outdoor lighting line (see drawing). For example, the reactivity of a luminaire in combination with a different length of a connecting electric cable (from 3 m to 300 m) from a modem to the first luminaire leads to a mismatch in communication lines both from the output stage of the modem transmitter and from the input side of the modem receiver.
Как правило, параметры линии связи до первого светильника с приемной стороны и параметры аналогичного участка линии связи с передающей стороны различны, что требует согласования импедансов линии связи со стороны входов и выходов модемов.As a rule, the parameters of the communication line to the first luminaire on the receiving side and the parameters of a similar section of the communication line on the transmitting side are different, which requires coordination of the impedances of the communication line from the inputs and outputs of the modems.
В результате перечисленных выше причин при передаче сигнала в несогласованной линии связи возникает отраженная волна, которая переизлучается и в совокупности с помехами ухудшает характеристики сигнала.As a result of the above reasons, when transmitting a signal in an inconsistent communication line, a reflected wave arises, which is re-emitted and, together with interference, degrades the characteristics of the signal.
Таким образом, в линии связи происходит затухание сигнала, а также понижение его качества как на выходе передатчика модема со стороны передачи, так и на входе приемника модема со стороны приема, кроме того, происходит искажение сигнала по всей длине линии с увеличением уровня гармонических составляющих в сигнале.Thus, the signal attenuation occurs in the communication line, as well as its quality decreases both at the output of the modem transmitter from the transmission side and at the input of the modem receiver from the reception side, in addition, the signal is distorted along the entire length of the line with an increase in the level of harmonic components in signal.
Вследствие вышеназванных причин снижается качество передачи телеметрических данных, а на вход приемника модема поступает искаженный сигнал с заниженным уровнем, недостаточным для проведения достоверной расшифровки информации, что снижает устойчивость связи на расстояниях, например, свыше трехсот метров.Due to the above reasons, the quality of telemetric data transmission is reduced, and a distorted signal with an underestimated level insufficient for reliable decryption of information is received at the input of the modem receiver, which reduces the stability of communication at distances, for example, over three hundred meters.
Для решения поставленной задачи в заявляемом устройстве для передачи информации по линиям наружного освещения, содержащем модемы (приемопередатчики), согласующие трансформаторы, подсоединенные через конденсаторы связи к линии связи, которой является один из фазных проводов линии наружного освещения, образован составной резонансный контур на частоте, максимально приближенной к частоте приема и передачи информации.To solve the problem in the inventive device for transmitting information through outdoor lighting lines containing modems (transceivers), matching transformers connected via communication capacitors to the communication line, which is one of the phase wires of the outdoor lighting line, a composite resonant circuit is formed at a frequency of close to the frequency of reception and transmission of information.
Составной резонансный контур образуют сосредоточенные и распределенные реактивности цепи, состоящей из заземленной вторичной обмотки трансформатора, подстроечного конденсатора связи, провода подключения конденсатора к одному из фазных проводов линии наружного освещения (кабельной, воздушной или иной), отрезка этого фазного провода до точки подключения светильника с входящими в него реактивностями (конденсатора, дросселя и др.), электрически подключенных между выбранным фазным проводом и заземленной нейтралью, собственно нулевым проводом линии наружного освещения. Перечисленные выше элементы образуют составной резонансный контур на частоте, максимально приближенной к частоте передачи информации с возможностью вызвать резонанс на заранее заданной частоте.A compound resonant circuit is formed by concentrated and distributed reactances of a circuit consisting of a grounded secondary winding of a transformer, a coupling trimming capacitor, a wire connecting the capacitor to one of the phase wires of the outdoor lighting line (cable, air or other), a segment of this phase wire to the connection point of the lamp with incoming into it reactances (capacitor, inductor, etc.), electrically connected between the selected phase conductor and the grounded neutral, actually zero water line outdoor lighting. The elements listed above form a composite resonant circuit at a frequency as close as possible to the frequency of information transmission with the ability to cause resonance at a predetermined frequency.
На чертеже представлена электрическая схема устройства передачи информации, на которой изображены: модемы 1 и 2, согласующие трансформаторы TV1 и TV2, конденсаторы связи С1 и С2, светильники HL1...HLn, нулевой провод N, фазные провода линии наружного освещения А, В и С.Устройства передачи информации располагаются в пунктах включения освещения.The drawing shows the electrical circuit of the information transfer device, which shows: modems 1 and 2, matching transformers TV1 and TV2, coupling capacitors C1 and C2, lamps HL 1 ... HLn, neutral wire N, phase wires of the outdoor lighting line A, B and C. Information transmission devices are located at lighting switching points.
Работа устройства заключается в следующем. Телеметрическая информация с модема (приемопередатчика) передается в организованную линию связи на базе линии наружного освещения по выбранному фазному проводу. Как на приемной, так и на передающей стороне установлены однотипные модемы 1 и 2. Модемы подключены к линии связи с каждой стороны через составной резонансный контур.The operation of the device is as follows. Telemetric information from the modem (transceiver) is transmitted to an organized communication line based on the outdoor lighting line via the selected phase wire. Both the receiving and transmitting sides have the same modems 1 and 2. The modems are connected to the communication line on each side through a composite resonant circuit.
Токи, возбуждаемые сигналом с выхода передатчика модема, в составном контуре в режиме, близком к резонансному, примерно в Q1 (где Q1 - добротность контура на стороне передачи) раз больше по сравнению с входными токами. Высокочастотный сигнал, распространяясь вдоль линии связи, возбуждает токи на стороне приема в Q2 (где Q2 - добротность контура на стороне приема) раз больше в аналогичном резонансном контуре на частоте, максимально приближенной к частоте приема.The currents excited by the signal from the modem transmitter output in the composite circuit in a mode close to resonant are approximately Q1 (where Q1 is the quality factor of the circuit on the transmission side) times higher than the input currents. A high-frequency signal, propagating along the communication line, excites currents on the receiving side in Q2 (where Q2 is the quality factor of the circuit on the receiving side) times higher in a similar resonant circuit at a frequency as close as possible to the receiving frequency.
Согласно теории резонанса в электрическом контуре на элементах составного резонансного контура, собственно в линии связи, увеличивается уровень напряжения сигнала как на передающей стороне, так и на приемной стороне. Избирательность контура позволяет понизить уровень гармонических составляющих в сигнале и эффективно согласовать импедансы линии и модемов как при передаче, так и при приеме.According to the theory of resonance in the electric circuit on the elements of the composite resonant circuit, actually in the communication line, the signal voltage level increases both on the transmitting side and on the receiving side. The selectivity of the circuit allows you to lower the level of harmonic components in the signal and effectively coordinate the impedances of the line and modems both during transmission and reception.
В результате этого происходит увеличение уровня сигнала и уменьшение гармонических составляющих в сигнале как со стороны выхода передатчика модема, так и со стороны входа приемника модема.As a result of this, the signal level increases and the harmonic components in the signal decrease both from the output side of the modem transmitter and from the input side of the modem receiver.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в наиболее полном согласовании импедансов линии связи и выхода (входа) модемов, увеличении уровня сигнала в линии связи, уменьшении гармонических составляющих в сигнале со стороны выхода (входа) модема. Это позволяет существенно повысить качество сигнала и обеспечить высокую достоверность передачи и приема телеметрической информации по линии связи на удаленных расстояниях до 1000 и более метров.The technical result of the claimed invention consists in the most complete coordination of the impedances of the communication line and the output (input) of the modems, increasing the signal level in the communication line, reducing the harmonic components in the signal from the output (input) side of the modem. This allows you to significantly improve the signal quality and to ensure high reliability of the transmission and reception of telemetric information over the communication line at remote distances of up to 1000 meters or more.
Для реализации данного устройства в качестве модема может быть использован модем на базе приемопередатчика КР1446ХК1 с дополнительным усилителем и высокочастотным трансформатором. В качестве конденсатора связи рекомендуется для настройки использовать магазин конденсаторов с последующей установкой требуемого типономинала.To implement this device, a modem based on the КР1446ХК1 transceiver with an additional amplifier and a high-frequency transformer can be used as a modem. As a coupling capacitor, it is recommended to use a capacitor store for tuning, followed by setting the required type rating.
Заявляемое устройство реализовано и испытано в автоматизированной системе управления наружным освещением АСУНО «Аврора» в реальных условиях на предприятиях в городах Санкт-Петербурге (700 шт.), Москве (300 шт.), а также в Уральске и Ижевске.The inventive device is implemented and tested in an automated outdoor lighting control system ASUNO "Aurora" in real conditions at enterprises in the cities of St. Petersburg (700 pcs.), Moscow (300 pcs.), As well as in Uralsk and Izhevsk.
Использование заявляемого устройства передачи информации по линиям наружного освещения в автоматизированной системе наружного освещения АСУНО «Аврора» обеспечивает высокое качество передачи и приема телеметрической информации о параметрах сетей наружного освещения на удаленных расстояниях до 1000 и более метров.The use of the inventive device for transmitting information along outdoor lighting lines in the automated outdoor lighting system of ASCS Aurora ensures high quality transmission and reception of telemetric information about the parameters of outdoor lighting networks at remote distances of up to 1000 meters and more.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007122358/09A RU2342782C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Information transfer device on lines of outside illumination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007122358/09A RU2342782C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Information transfer device on lines of outside illumination |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2342782C1 true RU2342782C1 (en) | 2008-12-27 |
Family
ID=40377018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007122358/09A RU2342782C1 (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Information transfer device on lines of outside illumination |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2342782C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599735C2 (en) * | 2011-08-11 | 2016-10-10 | Альберто МЕНГИ | Telecontrol energy-saving apparatus for simultaneous transmission of multiple signals with powerline technology |
| RU2749963C1 (en) * | 2020-08-07 | 2021-06-21 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) | Method for information transmission via power supply networks |
| RU208641U1 (en) * | 2020-12-10 | 2021-12-28 | Акционерное общество "Калужский электромеханический завод" | Multiprotocol communication device for outdoor lighting control module |
-
2007
- 2007-05-30 RU RU2007122358/09A patent/RU2342782C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599735C2 (en) * | 2011-08-11 | 2016-10-10 | Альберто МЕНГИ | Telecontrol energy-saving apparatus for simultaneous transmission of multiple signals with powerline technology |
| RU2749963C1 (en) * | 2020-08-07 | 2021-06-21 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) | Method for information transmission via power supply networks |
| RU208641U1 (en) * | 2020-12-10 | 2021-12-28 | Акционерное общество "Калужский электромеханический завод" | Multiprotocol communication device for outdoor lighting control module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100806683B1 (en) | High frequency network communications over various lines | |
| US7977810B2 (en) | Signal coupling apparatus for power line communications using a three-phase four-wire power line | |
| US7046124B2 (en) | Power line coupling device and method of using the same | |
| KR100969885B1 (en) | High Frequency Network Multiplexed Communications Over Various Lines Using Multiple Modulated Carrier Frequencies | |
| US5949327A (en) | Coupling of telecommunications signals to a balanced power distribution network | |
| US5793265A (en) | Compact diplexer | |
| JP2004297107A (en) | Power line carrier device | |
| US7307512B2 (en) | Power line coupling device and method of use | |
| US20070273459A1 (en) | Band Stop Filter | |
| EA006177B1 (en) | Inductive coupling of a data signal to a power transmission cable | |
| RU2342782C1 (en) | Information transfer device on lines of outside illumination | |
| CA3027397A1 (en) | Systems and methods for wireless power transmission | |
| SA110310673B1 (en) | Remote meter reading system Using FDDrepeatingmethod | |
| JP2013118593A (en) | Power line communication system | |
| KR100595639B1 (en) | Coupling apparatus for power line communication built-in impedance matching transformer | |
| Stiri et al. | Realization of a low-cost impedance matching circuit for stable power line communications: From testbeds to practical implementation | |
| RU2221333C2 (en) | Data transmission device | |
| JP2018113608A (en) | Cable interface device | |
| Agbinya | Impedance Matching Concepts | |
| RU2143784C1 (en) | Wide-band connection device with directed features | |
| RU2260910C2 (en) | Device for data transfer over phase conductors of power transmission lines | |
| JP5956016B2 (en) | Power line communication system | |
| KR100795823B1 (en) | Couple Transformer for PLC | |
| EP1454424A1 (en) | Coupler arrangement | |
| CN2105156U (en) | Switching-over device for tv network |