Организация каналов связи на линиях электропередач.

Сравнительно недавно стала популярна организация каналов связи на силовой сети. А классика – это создание проводного канала на основе ЛЭП. Из чисто практических соображений. Тем более что надо также передавать чисто техническую информацию (телемеханическую).

Линии электропередач имеют высокоразвитую структуру, распределены на больших территориях, у них прекрасные эксплуатационные характеристики и др.

Каналы связи на базе ЛЭП обладают высокой надежностью и есть возможность организации КС на базе ЛЭП в диапазоне частот 300-500кГц. Успешно используются кабельные силовые линии, но там частоты пониже.

Каналы связи, организованные на базе ЛЭП, имеют высокие помехи, поэтому для обеспечения требуемого отношения сигнал/шум необходимо использовать специальную аппаратуру с высокой выходной мощностью сигнала и качественные фильтры для разделения сигнала и уменьшения перекрестных помех.

Например: уровень сигнала на ЛЭП 35-220к применяются на уровне 10Вт при входном сопротивлении 460 Ом.

Для организации каналов связи на воздушных линиях осуществляется высокочастотная обработка по схеме:

• фаза-фаза

• фаза-земля

З - загродительные индуктивные фильтры

ФП - фильтр присоединения

КС - конденсаторы связи

ПС - пост связи

Усил - усилитель

Вл – воздушные линии

Сама схема поясняет принцип ВЧ обработки. Неприятно, что нужно вставлять индуктивные заградители.

Переходное сопротивление между соседними обработанными воздушными линиями невелико из-за заметной ёмкости шин этих самых высоковольтных подстанций. Поэтому одинаковая частота на разных линиях одной сети не используется.

Что качается бытовой силовой сети, мне кажется, что на сегодняшний день актуальность этого приминения значительно снизилась. Принцип постоения такой же.

Переходное сопротивление между соседними обработанными линиями невелико из-за большой индуктивности шин. Поэтому одну частоту на различных линиях одной сети использовать нельзя.

Помехи в каналах связи

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Помеха – стороннее возмущении, мешающее правильному проходу сигнала.

Помехи наводятся одновременно с сигналом в каналах приемника.

Аддитивно-мультипликативная модель

Общая математическа модель помехи:

- помехак

s(t)-полезный сигнал на входе приемника

n(t)-аддитивная составляющая, помеха. Т.е. от отдельного физического источника (солнце, радиосредства итд итп). Совершенно сторонне возмущение.

μ(t)-мультипликативный коэффициент. определяет мультипликативную помеху. Фактически, это наш канал связи. Когда нет помех, это константа.

Такая модель простая, но точная. Она очень плодотворна. Её можно достаточно понятно и просто усложнять.

Например, n(t) = A(t) + m(t). Зловредная синусоида плюс шум. Случайный процесс.

A(t) – периодическая функция. Тогда уже речь ни о каком гауссовском распределении не идет. Может быть сколько угодно группирующихся ошибок.

Или сумма каких-то импульсных помех.

Наиболее распространена стахостическая (случайная) модель, где обе помехи – случайные процессы. В этом случае канал нестационарен.

Одна из распространенных стохастических моделей является гауссовская модель. Предположение о ней является довольно жестким, потому что энтропия максимальна. Следовательно, результаты, которые получаются по оценке различных параметров наиболее жесткие.

Белый шум – чисто случайный процесс. Коэффициент корреляции равен нулю. Предсказать совершенно невозможно. Является хорошей моделью для космических шумов, близких к ним полупроводниковых шумов а также для того случая, когда источников помех очень много.

В результате действия белого шума появляются независимые ошибки. Могут подчиняться нормальному (близкому к нормальному) распределению.

Отмечалось, что несмотря на то что моделируется помеха типа белого шума и в итоге решающая схема выдает сбои, наблюдаются явления типа группировки. Редкие события грубо группируются (по вероятности). Например, вероятность появления трех ошибок подряд будет очень мала. Явление группировки совершенно не говорит о том, что имеют место ошибки зависимые.

Физически, нет никакого объяснения белому шуму. Это только математическая абстракция.

Очень большое осредение всегда все это дело слижет.

Помехи:

• основные (модулирующие)

• аддитивные

• атмосферные

• индустриальные

• космические шумы (в диапазоне меньше метра)

• коротковолнового

• средневолнового

• длинноволнового (наиболее характерны атмосферные помехи)

Атмосферные помехи

• мультипликативные (случайным образом меняют коэффициент передачи канала)

• аддитивные (главным источником являются грозы. на земле происходит 2 тысячи гроз одновременно, которые создают порядка ста молний в секунду. этот самый разряд является очень мощным источником помех. Это и генератор и антенна, который генерирует электромагнитный импульс с достаточно широким спектром. Часто приводит к полному нарушению радиосвязи)

а также

• солнце (вспышки, бури)

индустриальные помехи

• электросиловые установки

• помехи при комутации (искрения, импульсные помехи)

• гармоники силовой сети 50 Гц

по форме

• импульсные

• флюктуационные

• периодические (синусоидальные)

Если

является случайной функцией.

Пример: стохастическая модель и детерминированная модель.

- аддитивно-мультипликативная модель.

A(t)-индустриальные помехи(синусоидальная модель)