Обзор методов цифровой связи по сетям электропитания


Авторы

Мартиросов В. Е.*, Егоров В. В.**, Золотенкова М. К.***

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: marti@mai.ru
**e-mail: skb-4@bk.ru
***e-mail: zolotenkovamk@mai.ru

Аннотация

В данной обзорной статье рассматриваются вопросы цифровой передачи данных с использованием в качестве каналов связи сетей электропитания. Такие системы передачи данных относятся к классу технологий PLC (Power Line Communications). Наиболее широко системы PLC связи применяются на объектах промышленных предприятий и в зданиях жилого сектора при организации автоматизированных систем контроля и учета энергоресурсов (электричества, тепловой энергии, водоснабжения и др.). В бортовых сетях электропитания эти технологии могут применяться при организации удаленного доступа к разнесенным бортовым системам с целью контроля и автоматизированного управления их параметрами, в том числе и в условиях интенсивной радиоэлектронной борьбы. Из гражданских применений можно также отметить возникший в 2000-х годах всплеск развития PLC технологий при построении концепции так называемого «умного дома». 
В силу разнородности решаемых с привлечением PLC технологий задач в дальнейшем рассмотрении ограничимся классом PLC систем связи, применяемых при передаче данных по стандартным сетям электропитания 0,4 кВ. Цель данной работы – исследовать отмечаемые в научно-технической литературе проблемы недостаточной надёжности и устойчивости цифровой связи в используемых на практике PLC системах.
В статье проведён всесторонний обзор научно-технической литературы и проанализирован ряд известных типовых технических решений, направленных на увеличение скорости и помехоустойчивости PLC систем. Для PLC системы связи, выполненной на базе сети электропитания многоэтажного корпуса, проведены исследования помеховой обстановки в регламентированном международными стандартами диапазоне рабочих частот. В процессе исследований были выявлены нелинейные свойства PLC канала связи, выполненного на типовой сети электропитания, которые существенно влияют на качество и устойчивость передачи по ней информационных данных. Их учёт обязателен при выборе вида модуляции и способа передачи цифровых данных в целом.

Ключевые слова:

PLC; стандарты проводной связи; импульсные сетевые помехи, виды модуляции; помехоустойчивость связи.

Список источников

  1.  The G3-Alliance is dedicated to advancing two cutting-edge technologies: G3-Hybrid and G3-PLC // Интернет-ресурс https://g3-alliance.com/technologies/ (дата обращения 01.10.2025)
  2. Рекомендация МСЭ-Т G.9955. СЕРИЯ G: СИСТЕМЫ И СРЕДА ПЕРЕДАЧИ, ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ. Сети доступа – Сети внутри помещений. Узкополосные приемопередатчики, использующие мультиплексирование с ортогональным разделением частот, в системах связи по линиям электропередачи – Спецификация физического уровня. Утверждена 16.12.2011.
  3. Hrasnica Н., Haidine A., Lehnert R. Broadband Powerline Communications Net-works. - John Wiley & Sons, Chichester, 2004, 275 p.
  4. M. S. Yousuf and M. El-Shafei, "Power Line Communications: An Overview - Part I," 2007 Innovations in Information Technologies (IIT), Dubai, United Arab Emirates, 2007, pp. 218-222, doi: 10.1109/IIT.2007.4430363. 
  5.  Электронные компоненты. -  2009. - №10. - С. 58-55.    
  6. Охрименко В. Ю. PLC-технологии. Часть 2 // Электронные компоненты. -  2009. - № 11. - С. 50-53.
  7. Охрименко В. Ю. PLC-технологии. Часть 3 // Электронные компоненты. -  2009. - № 12. - С. 58-61.
  8. АСКУЭ на базе канала связи G3-PLC. URL: https://www.energomera.ru/ru/products/askue/variants/askue_plcg3 (дата обращения 01.10.2025)
  9. Технологии PLC. URL: https://www.incotexcom.ru/technologies/plc (дата обращения 10.12.2025)
  10. Recommendation ITU-T G.9903. Narrowband orthogonal frequency division multiplexing power line communication transceivers for G3-PLC networks: Switzerland: Approved in 2017-08-13 / International Telecommunication Union (ITU), 2017. – 232 p.
  11. Счётчики Инкотекс Меркурий. URL: https://www.incotexcom.ru/contacts (дата обращения 10.12.2025)
  12. Бутковский, А.Г. Структурная теория распределенных систем - М.: Наука, 1977. - 320 с.
  13. Охрименко В. Ю. Широкополосная PLC-технология: проблемы и решения // Электронные компоненты - 2010. - №1 - С. 43-49.
  14.  Antoni J. Cyclostationarity by examples // Mechanical Systems and Signal Processing. - 2009. - Vol. 23, № 4. - pp. 987-1036, doi:10.1016/j.ymssp.2008.10.010
  15. Разумова О. Д. Анализ помех, создаваемых бытовыми электроприборами в сетях электропитания // Гагаринские чтения - 2022: Сборник тезисов работ международной молодёжной научной конференции XLVIII, Москва, 12–15 апреля 2022 года. - Москва: Издательство "Перо", 2022. - С. 307. 
  16. Елисеев Н. Технология х10 - управление "умным" домом // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2007. - № 7(81). - С. 32-36.
  17. Охрименко В.Ю. Узкополосная PLC-технология: OFDM-модуляция // Время Электроники. - 2010. - №. 9. - С. 42.
  18. Мартиросов, В. Е., Мелехин С.В. Аппаратура передачи данных по стандартным сетям электропитания // Труды МАИ. - 2011. - № 49. - С.68
  19. Мартиросов В.Е. Информационная система энерго ресурсосбережения (ИСЭРС) // Труды МАИ. - 2006. - № 22. - С.10
  20. Мартиросов В.Е., Гуськов А.П., Мелехин С.В.  Локальная система контроля и сбора данных. Патент RU 2178951 C1, 27.01.2002 
  21. Мартиросов В.Е., Гуськов А.П., Мелехин С.В.  Система передачи и приема модулированных сигналов по сети электропитания. Патент RU 2178952 C1, 27.01.2002
  22. Егоров В.В. Частотно-импульсный модем для передачи данных по сетям электропитания Патент № 2815411 C1, 14.03.2024 
  23. Троицкий Ю, Нестеров А., Ширяев А. Анализ помех, создаваемых бытовыми электроприборами в сетях электропитания // Современная электроника. - 2008. - №8 - С. 18-21. 
  24. Передача информации по сетям электропитания с помощью ИС компании Semtech. URL: https://www.icquest.ru/publications/4-semtech/2015/681 (дата обращения 10.12.2025)
  25. Рогожников, Е.В., Дмитриев Э.М., Абенов Р.Р. Полнодуплексная система передачи данных по цепям питания. Аналоговая компенсация, концепция построения и проблемы организации // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2019. - Т. 13, № 8. - С. 21-27. - DOI 10.24411/2072-8735-2018-10297.
  26. Prasad G. In-band full-duplex power line communications // University of British Columbia, 2019.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2026

 Вход