Сетевой передатчик

Передача цифровых данных по радиоканалу

Сетевой передатчик

В этом проекте мы будем отправлять и получать цифровые данные с помощью 433 МГц передатчика и приемника на базе модулей Linx.

Если кто-то из начинающих радиолюбителей прочитав о таких “страшных” частотах сразу заскучал, представив себе сложную схему – спешим заметить, что проще схемы нету, и собрать её легче чем, допустим, усилитель на TDA2003.

На следующих рисунках показана первая часть проекта – сборка модулей на печатных платах и создания ВЧ-связи между ними.

Linx модули представляют из себя гибридные микросхемы, смонтированных на маленьких платах, предназначенных для поверхностного монтажа уже на основной большей плате. Сама ВЧ-часть делается на отдельной печатке, остальная часть схемы, для испытаний и наладки может быть на любой макетной плате.

Передающая часть состоит из мультивибратора на основе таймера 555. Он генерирует импульсы с периодом 1 сек, которые передаются.

Передатчик питается от одной батареи АА и использует DC/DC преобразователь MAX756, что работает в повышающем режиме для преобразования батареи 1,5 В в напряжение 3,3 В, необходимое для передатчика. Можно не усложнять и сразу запитать нужным вольтажом.

Приемник работает от двух 1,5 В батареек. Он получает импульсы посылаемые с передатчика и от этого мигает светодиод. Это наш первый простой тест с ВЧ каналом.

Схема передатчика и приёмника

Оборудование с такой схемой обеспечивает стабильный прием сигналов на 100 метров с помощью передатчика, расположенного в доме.

Разработка коммуникационного протокола

Проблема, с которой мы сталкивались в представленном выше эксперименте в том, что радиочастотный канал заполняют другие сигналы, поэтому TX модуль принимает что-то даже если TX модуль выключен. Следовательно, нам нужен способ различать наши сигналы и чужие.

 Мы можем различить появление нужной передачи 0 и 1, направив пакет тонов различной длительности. После многочисленных экспериментов был выбран 250 мксек период для последовательной передачи данных. А 0 и 1 сигналы устанавливаются 150 мксек и 200 мксек, соответственно.

Таким образом 1 байт, отправленный TX модулем предшествует 400 мксек синхронизирующего импульса. На рисунке ниже показана осциллограмма, отправления байта 00110100.

PIC программа для TX модуля здесь. Программа начинается примерно через 2 сек задержка, которая необходима для предотвращения отправки случайных данных сразу после включения питании. TX модуль питается от одной батареи АА, чье напряжение поднимается до 3.3 В микросхемой MAX756.

Передающая часть

Приемник является чуть более сложным. Он также работает на MAX756, которое преобразует 1,5 В АА батареи в 5 В. На 330 Ом резисторе падает напряжение до 3 В. Можно, конечно, поставить MAX756 в 3,3 В режиме, но нам нужно 5 В для запитки других устройств, подключенных к модулю приемника.

Приёмная часть

Приемная программа реализована в виде конечного автомата с двумя состояниями. State0 является стартовой. В этом состоянии мы дожидаемся синхронизации импульсов. Вначале компаратор PIC указывает на передачу.

После этого мы измеряем длину полученного импульса. Если она значительно ниже – его игнорируют и схема остаётся в том же состоянии в ожидания очередного импульса.

Пороговое значение установлено экспериментально и является оптимальным.

Как только нужный синхроимпульс получен, двигаемся к state1. В этом состоянии мы получаем 8 бит и можем скомпоновать их в байте. Переход в это состояние возможен только если передатчик посылает достаточно долго синхронизирующий сигнал. После измерения длины полученного импульса мы сравниваем ее с порогом.

Если импульс слишком короткий, удаляем его и возвращаем обратно state0. В противном случае, проверяем длительность импульса против другого уровня, чтобы различить его между 0 и 1. В результате полученный бит хранится в виде с-бита в регистре статуса и используя сдвиг влево включаем его в байт.

После приема 8 бит мы вернемся к state0 и процесс повторяется.

Чтобы проверить, что действительно получен байт, который был послан передатчиком, заставим мигать светодиод соответствующее число раз (4 раза в текущей настройке). После этого ждем около 2 сек и возвращаем обратно state0 получать очередной байт.

Реализация десяти импульсного кодирования данных

Недавно мы обнаружили очень полезный коммуникационный протокол, который значительно снижает энергопотребление передатчика. Это 10-импульсное кодирования данных, которое использует интервалы между короткими импульсами для кодирования нулей и единиц в байте.

Таким образом, передатчик должен излучать только во время импульсов, что значительно увеличивает срок службы батареи. Кроме того, приемник может автоматически адаптироватся к скорости передачи данных.

Мы взяли в качестве прототипа программу, разработанную для аналогичного проекта от одной известной фирмы. Схемы почти такие же, как и в предыдущих экспериментах и используют двухпроводный интерфейс для ЖК-модуля, для отладки.

Передатчик посылает текстовую строку при нажатии на кнопку и эта строка отображается на дисплее на стороне получателя.

Схемы TXM и RXM 433

Важный вопрос состоит с шириной импульса, которую следует использовать. После многочисленных экспериментов мы пришли к значению 100 мкс, что соответствует примерно 5 кБит/сек скорости на максимальной 10 кБит/с, которую поддерживает модуль передатчика.

Получается, что уменьшение длительности импульса в 2 раза приводит к менее уверенному приему. Также, в диапазоне 433 МГц имеется немало шумов в виде нескольких хаотических импульсов на выходе приемника. Дальнейшее уменьшение ширины импульса делает трудным различие между сигналом и шумом.

Таким образом, добились хорошего баланса между чувствительностью приемника и фильтрацией шумов.

Программа для передатчика начинается с того, что после нажатия кнопки передатчик будет вызван из спящего состояния и отправлен обратно в сон после передачи данных. Это значительно снижает энергопотребление модуля.

Текущие настройки обеспечивают зазоры между импульсами для передачи 0 и 1 810 мксек и 1890 мксек, соответственно, в то время как эталонный зазор – шириной 1350 мксек. Таким образом передача одного байта колеблется между 7.8 и 15.

1 мсек, в результате чего скорость передачи данных примерно 66 и 128 байт/сек. Этого более чем достаточно для большинства дистанционно управляемых устройств.

Радиолиния была проверена путем размещения блоков в помещениях, расположенных на разных этажах частного дома с расстоянием 50 метров. Прием испытательного сигнала был стабильный и без ошибок.

Одноканальный пульт дистанционного управления

Сейчас мы попробуем реализовать 1 канал управления при наличии различных помех. Для этого устанавливаем передатчик в режим генерации симметричных квадратных импульсов, период которого регулируется переменным резистором.

Он подключен к PIC входу АЦП и напряжение преобразуется как параметр задержки.

Период модулирующего сигнала может быть настроен с шагом в 100 мксек начиная от 500 мксек и до 255х100+500 = 26 мсек, что соответствует полосе модулирующих частот от 2000 Гц до 30 Гц, соответственно.

Схема передатчика на одну команду

Приемник позволяет регулировать чувствительность приема сигнала и настроиться на конкретную частоту модуляции. Он использует аналоговый выход. Напряжение на этом выходе пропорционально уровню сигнала. Когда нет сигнала, постоянное напряжение на этом выходе составляет около 1.1 В.

это напряжение поступает на неинвертирующий вход встроенного в микроконтроллер компаратора. Инвертирующий вход этого компаратора подключенный к правому (по схеме) переменнику. Напряжение на этом входе должно быть немного больше, чем на неинвертирующем и оно определяет чувствительность системы.

На выходе компаратора считывается код и длительность импульсов на его выходе измеряется в единицах, чье числовое значение задается левым (на схеме) подстроечником. Он соединён с АЦП. Таким образом вся система может быть настроена для реагирования на частоту модуляции, и больше ни на какие другие частоты.

Следовательно, он работает как частотный селективный фильтр, настроенный переменным резистором.

Схема приёмника на одну команду

При настройке системы сначала выбирает частоту модуляции в передатчике. После этого настраивают приемник, медленно вращая переменник влево. Обе ручки должны быть в примерно одинаковом положении для синхронизации. Файлы проекта в общем архиве.

   Форум по ВЧ

Источник: http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/peredacha_cifrovykh_dannykh_po_radiokanalu/5-1-0-1029

Сетевой передатчик

При использовании в качестве устройства прослушивания (например помещений ). Один из вариантов – подключается параллельно лампе освещения под потолком.

Для передачи используется частотная модуляция и несущая частота, равная 94 кГц. Устройство питается от сети. Излишек гасится конденсатором и пониженное напряжение выпрямляется диодным мостом. Далее оно фильтруется и ограничивается стабилитроном КС520 и используется для питания выходного каскада на VT1.

Напряжение , снимаемое со стабилитрона КС210 используется для питания остальной части устройства. НЧ сигнал с микрофона усиливается каскадом на VT2 и подается на управляемый напряжением генератор прямоугольных импульсов на DD1(ЧМ модулятор).

Начальную частоту генератора устанавливают, при отсутствии сигнала с микрофона, равной 94 кГц с помощью подстроечного резистора.

Далее сигнал с генератора подается на выходной каскад на VT1. В коллекторную цепь включен трансформатор, первичная обмотка которого настроена на частоту несущей. Сердечник трансформатора и обмотки изолируются фторопластом или чем-нибудь подобным. Трансформатор на Ш-железе работал очень хре..во!

Настройку проводят с использованием ИП в районе 27 вольт, подключаемого плюсом в точку А на схеме. Закоротив базу VT2, подстроечным резистором устанавливают частоту генератора равной 94 кГц.

Выходной каскад настраивают подбором конденсатора в коллекторной цепи по минимуму искажений синусоиды или , если нет осциллографа, по максимуму сигнала на вторичной обмотке трансформатора (НЕ ПОПАДИТЕ НА ВТОРУЮ ГАРМОНИКУ !).

ПРИЕМНИК

Изобретать что-либо было лень и поэтому был использован переделанный автомобильный УКВ радиоприемник. Первый гетеродин с кварцевой стабилизацией на 10,794(10,606)кГц. Кварц на 10800 уводил на 6 кГц ниже.

Стандартный пьезофильр с полосой пропускания 300 кГц (маленький такой с тремя ножками!:-) ) заменен на фильтр от р/ст “Лен” с полосой 15 кГц для подавления зеркального канала приема.Вместо фазосдвигающего контура у К174УР3 использовался кварц на частоту 10700 кГц ( девиация меньше ).

УВЧ не использовался, а сигнал на смеситель подавался через двухконтурный полосовой фильтр на частоту 94 кГц выполненный на кольцах с данными, аналогичными трансформатору передатчика.

На пробу были испытаны готовые катушки на эту частоту от армейских р/приемников р-155 (или р-873). Именно она использована в синтезаторах этих приемников в одном из колец ФАПЧ. Результаты были лучше (скорее всего из-за более высокой добротности).

Эта схема изначально была задумана для связи по радиосети. Именно поэтому несущая равна 94 кГц и расположена между частотами второй (78кГц) и третьей (120 кГц) программы.

Правда питание делалось отдельно, а выходной каскад передатчика нагружался на домотанную дополнительно обмотку стандартного трансформатора от абонентского радиоприемника. Число витков ну не помню сколько !.

Читайте также:  Автомат подкачки воды для бака полива

Приемник подключался к имеющейся вторичной обмотке. Дальше желание изобретать и улучшать пропало.

ПООСТОРОЖНЕЕ С ПЕРЕДАТЧИКОМ ! ПИТАНИЕ БЕСТРАНСФОРМАТОРНОЕ!

В пределах здания все работало на УРА! Дальше не пробовали.

Источник: http://cxem.net/radiomic/radiomic63.php

Интернет через розетку по технологии PLC на основе электросети

Технология PLC (Power line communication) уже давно используется в электросети для высокоскоростного информационного обмена. Несмотря на то, что она довольно давно известна научному миру, некоторые пользователи до сих пор о ней не знают.

Данная технология посредством PowerLine-адаптеров дает возможность организовать локальную сеть при помощи электрической проводки.

Также можно предоставить доступ в сеть Интернет через розетку в доме для компьютеров, игровых и Android приставок, телевизоров Smart TV и других сетевых устройств.

В чем преимущество организации такой локальной сети и передачи Интернета по электрическим проводам, если можно создать беспроводную сеть используя Wi-Fi роутер? Рассмотрим несколько основных ситуаций, где использование PowerLine-адаптеров будет оптимальным решением.

Во-первых, при организации домашней локальной сети с предоставлением доступа устройствам в Интернет по беспроводной связи Wi-Fi, многие пользователи сталкиваются с тем, что телевизор, компьютер или другое устройство находится вне зоны уверенного приема Wi-Fi.

Например, это может произойти из-за неверно подобранного места для расположения Wi-Fi роутера.

Однако, исходящий радио сигнал от оптимально расположенного маршрутизатора, может столкнуться с физическими препятствиями в виде капитальных стен и перегородок, что в итоге приведет к слабому сигналу Wi-Fi для принимающего устройства.

Во-вторых, для комфортного просмотра фильмов высокой четкости на телевизоре или медиаплеере, нужно чтобы воспроизведение файлов было плавным без рывков и задержек. Для этого необходимо обеспечить устройству устойчивый канал передачи данных.

Новые беспроводные стандарты 802.11ac и 802.11ad хоть, и сделали шаг навстречу пользователям, но радиус действия Wi-Fi пока не решает проблемы с дистанцией.

Кроме этого, далеко не все устройства поддерживают упомянутые стандарты, но это скорее всего дело будущего.

Не мало известный факт, что скорость Wi-Fi зависит не только от одновременной загрузки сети задачами, но и от помех в радиоканале.

Особенно часто со взаимными помехами в радиоканале сталкиваются жители многоэтажных домов, где беспроводная сеть может пересекаться с Wi-Fi каналом соседей или такими бытовыми приборами, как микроволновая печь, если они работают на одной частоте 2.4 ГГц. Ранее я уже описывал, как выбрать менее загруженный канал для Wi-Fi сети.

Конечно, можно опрессовать витую пару и решить все эти проблемы с помощью проводов, так как затухание сигнала, помехоустойчивость и скорость передачи данных не сопоставимо с Wi-Fi.

Но многие дома для выхода в Интернет используют именно беспроводную сеть и не приемлют провода под ногами.

Поэтому, для многих будет идеальным решением купить Powerline PLC-адаптер и пустить Интернет по розетке в квартире.

Описание PLC-адаптера на примере TP-LINK TL-PA2010

Powerline-адаптеры дают возможность создать или расширить локальную сеть и предоставить доступ в глобальную сеть устройствам за счет уже проложенной электрической проводке в доме. Таким образом любую электрическую розетку в доме, вы можете использовать в качестве точки доступа к Интернету с совместным широкополосным доступом, коллективно использовать принтер и обмениваться файлами.

Обычно комплект поставки состоит из двух Powerline-адаптеров, двух патч-кордов и краткой инструкции. При необходимости вы можете расширить домашнюю сеть, купив адаптеры по отдельности. Сам PLC-адаптер представляет из себя небольшую коробочку внешне напоминающую блок питания, но вместо кабеля у него розетка стандарта RJ-45 для подключения кабеля LAN.

На передней панели адаптера расположена световая индикация из трех светодиодов.

Первый информирует о наличии питания, второй говорит о наличии связи для передачи данных по электрической сети, а третий сообщает об обмене информации между подключенными устройствами.

Под индикаторами находится кнопка, которая служит для установки связи между устройствами. После того, как произойдет коннект, данные будут передаваться в зашифрованном виде.

Если зажать кнопку на длительное время, то произойдет разрыв связи между устройствами и будет выполнена перезагрузка PLC-адаптера. Также с помощью этой кнопки можно подключить в локальную сеть дополнительные Powerline-адаптеры. Эти устройства обладают независимой памятью и, если вы решите воткнуть устройство в другую розетку, Вам не нужно будет устанавливать связь снова.

Настройка PLC-адаптера на примере модели от TP-LINK

Начну с того, что подключать PLC-адаптеры следует напрямую в розетку, минуя различные удлинители (сетевые фильтры) и источники бесперебойного питания. Если вы задействуете одно из упомянутых устройств, то скорость передачи данных, может сильно понизиться.

Итак, подключите один Powerline-адаптер к LAN порту роутера при помощи патч-корда и воткните его в розетку. Второй, адаптер свяжите патч-кордом с телевизором или компьютером и тоже вставьте его в розетку.

Как только произойдет подключение, то все эти устройства нужно связать между собой.

Для этого, достаточно нажать на адапторе подключенному к роутеру кнопку “Pair”, а потом в течении нескольких минут нажать одну единственную кнопку на втором адаптере.

После этого действия в течении нескольких секунд на адаптерах должны засветиться зеленым светом все три индикатора. Теперь можете смело с подключенного устройства войти в Интернет через электрическую проводку в доме. Если PLC-адаптер связан с компьютером, то при помощи специализированной утилиты, вы можете посмотреть текущую скорость соединения.

Если вы используете более двух адаптеров, то чтобы объединить их в одну сеть, каждый последовательно подключаемый адаптер, необходимо синхронизировать с первым, при этом не нужно вытаскивать его из сети.

Например, вы вставили в розетку PLC-адаптер и нажали “Pair”, а потом такие же действия выполнили на втором адаптере. Теперь следует вынуть из розетки второй и вставить третий адаптер и настроить PLC-сеть с первым. В такой же последовательности следует настраивать и остальные адаптеры.

Данная модель позволяет связать между собой не более восьми PLC-адаптеров.

При тестировании этой модели, скорость передачи информации достигала 170 Мбит/с. Эти маленькие коробочки позволяют получить высокоскоростной доступ в сеть Интернет и обеспечат высокое качество передачи потокового видео. Пока!

Источник: https://hobbyits.com/internet-cherez-rozetku-po-texnologii-plc-na-osnove-elektroseti/

Передатчик сигналов, сервер данных, описание

Программа предназначена для передачи оцифрованных сигналов ZETLAB по сети.

С момента включения сервера данных любой компьютер, находящийся в той же подсети, может подключиться к нему с помощью программы Приёмник сигналов (клиент данных NetCln) — и все сигналы компьютера-сервера появляются в его списке каналов. Далее уже не имеет значения, обрабатываются эти сигналы компьютером-сервером, или компьютером, в который они поступают через систему Сервер данных → Клиент данных.

В окне программы Передатчик сигналов (сервер данных NetSrv) отображается информация о подключении к нему клиентов данных (дата и время подключения).

При наличии в компьютере нескольких сетевых плат, для обеспечения защищённости соединений в окне программы Передатчик сигналов (сервер данных NetSrv) становится активным поле выбора IP сетевой платы, которая будете осуществлять трансляцию данных.

Одна из наших последних разработок — виртуальная лаборатория — строится на основе программ Клиент данных и Сервер данных.

Казалось бы, такая простая схема (один компьютер данные передает, а другой их принимает), но какой спектр возможностей открывается перед нами! Это и новое слово в системах распределенного сбора данных, и виртуальные лаборатории и окончательное разделение «обязанностей»: трудно сделать блоки сбора данных и их обработки более независимыми.

Сервер данных позволяет создавать целые учебные классы на основе одного ZET-устройства. Для этих целей подойдет, например, модуль АЦП/ЦАП ZET 210. Преподаватель подключает модуль к своему компьютеру и запускает программу Передатчик сигналов (сервер данных NetSrv).

Студенты каждый на своем компьютере запускают программу Приёмник сигналов (клиент данных NetCln). Таким образом, сигналы, оцифрованные одним модулем АЦП/ЦАП могут независимо обрабатываться каждым студентом.

А поскольку сервер данных способен передавать не только оцифрованные сигналы физических каналов АЦП, но и каналы, созданными виртуальными приборами ZETLAB, каждый студент сможет сравнить полученный им результат с результатом обработки исходных сигналов преподавателем.

Например, использование фильтров нижних и верхних частот меняют сигнал до неузнаваемости, выделяя полезный сигнал на фоне шумов.

Лабораторные стенды создаются не только в технических и научно-исследовательских институтах.

Поскольку обучение — дело занимательное, а наглядная демонстрация даёт гораздо больше результатов, чем длительное изложение физических законов и принципов, в офисе нашего предприятия нашли своё место стенды по всем областям применения: «Вибро», «Тензо», «Сейсмо», «Термо» и т.д. Для ознакомления с программным обеспечением ZETLAB можно установить его demo-версию, и, подключившись к одному или нескольким серверам данных, приступить к измерениям.

Система Сервер данных (NetSrv) → Клиент данных (NetCln) нашла свое применение не только в области образования. Передача уже оцифрованных сигналов незаменима в распределенных системах сбора данных с предварительной обработкой.

На данный момент практикуется подключение сборщиков данных к компьютеру по линиям Ethernet. Таким образом, сигналы от всех анализаторов/модулей АЦП-ЦАП поступают в компьютер, где происходит их обработка.

Но чем дальше места установки сборщиков данных друг от друга, чем более разветвленной становится система, тем более усложняется структура системы.

В таких случаях несколько сборщиков данных (или даже каждый в отдельности) подключаются к промышленному компьютеру, в котором происходит предобработка данных. Сигналы с компьютеров, установленных «на местах», передаются на сервер, с которого уже поступают в диспетчерский пункт единым потоком.

Программа Передатчик сигналов (сервер данных NetSrv) входит в состав следующего ПО:

  • ZETLAB BASE — программное обеспечение, поставляемое с платами АЦП/ЦАП;
  • ZETLAB ANALIZ — программное обеспечение, поставляемое с анализаторами спектра;
  • ZETLAB VIBRO — программное обеспечение, поставляемое с системой управления вибростендами;
  • ZETLAB TENZO — программное обеспечение, поставляемое с тензостанциями;
  • ZETLAB SEISMO — программное обеспечение, поставляемое с сейсмостанциями;
  • ZETLAB NOISE — программное обеспечение, поставляемое с виброметром-шумомером;
  • ZETLAB SENSOR — программное обеспечение, поставляемое с цифровыми датчиками ZETSENSOR.

Передатчик сигналов (сервер данных NetSrv) входит в группу программ Сетевые.

Источник: https://zetlab.com/shop/programmnoe-obespechenie/funktsii-zetlab/setevyie/peredatchik-signalov-server-dannykh/

Интернет по электрическим проводам | ЛВС по электросети | Локальная сеть через розетку 220v

Интернет, локальная домашняя сеть через электрическую розетку. Технология HomePlug PowerLine

PLC-технология HomePlug AV (PLC — Power Line Communication/Carrier) разработанная группой компаний HomePlug Powerline Alliance, позволяет использовать бытовую электропроводку для высокоскоростной передачи данных — от одной розетки к любой другой.

Читайте также:  Кодовый замок

Оптимален для:
– использования имеющихся электрических розеток питания у вас дома, на работе, предприятии, для создания нового высокоскоростного подключения к Интернету. Добавьте устройство с разъемом Ethernet к своей сети всего в два простых шага.

Просто вставьте адаптеры в электрические розетки и подключите свое устройство к порту Gigabit Ethernet, – идеальное сетевое решение, если нет возможности проложить кабель витую пару, например: сделали ремонт, всё так красиво, а очень нужна интернет розетка в другой комнате.

Характеристики подключения по стандарту HomePlug PowerLine. Скорость сетевого подключения через электрические провода составляет 14 Мбит/с. и выше. Дальность действия – примерно 500 метров. Этого вполне хватит для одного подъезда, или даже дома.Но стоит учитывать, что распределительная сеть – трёхфазная, а к домам подводится по одной фазе и нулю, равномерно нагружая каждую из фаз. Так что, если вы подключены к одной фазе, а ваш сосед – к другой, то воспользоваться подобной системой не удастся. Адаптеры HomePlug PowerLine работают полностью на аппаратном уровне, без драйверов и программного обеспечения. Соответственно, они совместимы со всеми операционными системами Windows на компьютерах с процессором от Pentium 166.

Принцип работы, схема применения

Обеспечивает широкую полосу пропускания, позволяя пользователям технологии использовать существующую электропроводку для передачи высококачественного потокового мультимедиа.Адаптер подключается непосредственно к розетке питания и не требует дополнительных кабелей. Расширьте домашнюю сеть, подключив несколько устройств из самых дальних точек дома, или создайте дополнительное соединение, подключив коммутатор или беспроводную точку доступа к адаптеру. В первую очередь адаптер будет полезен абонентам IP-телевидения и других сервисов, требовательных к скорости и качеству соединения.

Применение Powerline-адаптеров позволит пользователю подключаться к сети без прокладки новых проводов в любом удобном месте дома, где есть электрическая розетка.

Кроме того, Powerline-адаптеры HomePlug AV представляют собой оптимальное решение в ситуации, когда требуется подключение к домашней сети или Интернету в тех местах помещения, где прокладка новых кабелей нежелательна или невозможна, а беспроводная сеть Wi-Fi не обеспечивает необходимого покрытия или неэффективна.

Главное преимущество стандарта HomePlug AV, отличающее его от конкурентных технологий — это скорость и устойчивость связи в условиях помех, создаваемых бытовыми приборами в электросети.Сравнительные тесты технологий показали, что HomePlug AV на сегодняшний день — это единственная альтернатива кабелю Ethernet для трансляции по дому широковещательного (multicast) потока IP-телевидения и передачи видео высокой четкости (High Definition Video).

PLC-технологии для домашних сетей

Возможность передачи информации по электросети позволяет решить проблему не только последней мили, но и «последнего дюйма». Дело в том, что количество проводов, которые используются для соединения домашних ПК и других предметов домашней электроники, уже возросло непомерно: в 150-метровой квартире прокладывается до 3 км различных кабелей. А электрическая сеть как раз является идеальной средой для передачи управляющих сигналов между бытовыми приборами, работающими в сети 110/220 В. PLC-технологии для домашних сетей позволяют эффективно реализовать концепцию интеллектуального дома, предоставив целый ряд услуг по дистанционному мониторингу, охране жилища, управлению его режимами, ресурсами и пр.

В частности, известные компании предлагают связывание своей бытовой электроники посредством проводов силовой электросети:

Ожидается, что PLC-технология сможет дать новый импульс развитию средств передачи данных по линиям электропитания и сделает возможным прямой доступ в сеть практически из любой точки земного шара по минимальной стоимости. Пока технология не получила широкого распространения, однако в ближайшем будущем можно ожидать, что она серьезно потеснит альтернативные технологии и приведет к существенным изменениям на рынке провайдерских услуг: к снижению расценок на доступ в сеть, включая цены на подключение по коммутируемой телефонной линии и по выделенным линиям. Если PLC-технология получит распространение, она сможет значительно изменить расстановку сил на рынке предоставления услуг Интернет-доступа и будет способствовать разработке новых принципов проектирования силовых электрических сетей — с учетом как энергетических, так и коммуникационных требований.

Не надо прокладывать никаких новых коммуникаций — электропроводка есть везде. По ней-то и передаются данные.

Источник: http://www.vadzhra.ru/the_Internet_on_electric_wires.html

Что внутри головной станции кабельного телевидения

На хабре есть пост про головную станцию IPTV. В нем было рассказано про способы приема и дальнейшей передачи сигнала со спутников по IP-сетям. Я же напишу про то, что входит в головную станцию именно кабельного телевидения и как все это работает. Осторожно, много фоток и текста.

Общая схема

Как я и писал в начале, в отличии от IPTV головная станция КТВ должна быть в каждом месте, где планируется обилие абонентов. Причина проста — в КТВ сигнал приходит абоненту уже совершенно в другой среде — коаксиальном кабеле, его не получится передать через IP сеть.

В тоже время вещание, принятое со спутников, можно спокойно передавать от Магистральной Головной Станции (МГС) к Региональной (РГС) в виде Multicast'а через IP-сеть. Ниже пример с принципиальной схемы.Конечно, у крупных операторов может быть несколько МГС с целью резервирования и принятия каналов с разных территориально удаленных спутников.

Еще где-то надо брать местные эфирные телеканалы. Вам нужно показывать местную погоду, рекламу, новости. На это есть два варианта — либо забрать их обычной эфирной антенной с эфира, оцифровать, преобразовать и передать абоненту, либо забрать непосредственно у правообладателей контента (РТПЦ).

Второй вариант обычно более затратный — вам нужно стыковаться со сторонней организацией, размещать у нее свое оборудование. По-этому в основном местные канала берут с эфира.

Немного теории

У людей часто происходит путаница, что же они смотрят у себя телевизоре.

Вообще сейчас распространено 3 типа вещания

  1. Аналоговое — вы ловите его обычной антенной на чердаке или балконе, хотя может и оператор продавать его через кабель
  2. Цифровое — DVB, теперь сигнал цифровой
  3. IPTV — классический multicast, который приходит к вам в дом через интернет
  4. «Телевидение через интернет» — под этим обычно понимают youtube, Smartv, в общем то, что вы смотрите через обычные запросы

У каждого типа есть свое преимущество. Аналоговое телевидение хорошо тем, что заработает в любом старом телевизоре без использования каких-либо преобразователей. На каждый канал здесь выделяется полоса в 8MHz, если смотреть на измерения прибором спектра, вы отчетливо увидите несущую звука и изображения. В цифровое телевидение (DVB) используются те же частоты, что и в аналоговым. Ключевым отличием будет то, что в полосу 8MHz может быть засунуто много каналов. Вы уже не увидите отдельной несущей в этой полосе, сигнал будет равномерно распределен по ней. Кроме того, за счет того, что сигнал теперь цифровой, появилась возможность шифровать его. С таким подходом стало возможно составлять абонентам пакеты каналов. Ничего хитрого в них нет — все каналы (на самом деле не все) к вам приходят в шифрованом виде, а карточка, вставленная в приставку, содержит ключ к их расшифровке. Сам формат DVB определяет логику сжатия нескольких каналов в одну полосу частот. Существуют различные виды DVB, например DVB-C (кабельное), DVB-T (эфирное), DVB-S (спутниковое). К недостаткам DVB можно отнести то, что абоненту теперь обязательно ставить дополнительное оборудование и возиться с карточкой.

IPTV отлично подходит для абонентов, но провайдеру с ним работать тяжелее. Оно дает дополнительную нагрузку на существующую абонентскую IP-сеть. Здесь правит Multicast. Как и в DVB, вы можете принимать абсолютно все каналы, но часть будет зашифрована. В отличии от DVB, IP-сеть подразуменвает не только канал от провайдера к абоненту, но и обратный. Это позволяет использовать для расшифровки уже, например пару логин-пароль. В целом неплохо об IPTV написано здесь.

Про «интернет телевидение» говорить особо не о чем, оно вроде и так понятно большинству. Обычный видеоконтент передается в большинстве случаев через HTTP. Провайдер не несет никакой ответственности за его качество.

Ниже на изображении приведен пример совместного вещания аналогового и цифрового (DVB-C) телевидения в одной и той же частотной сетке.В моем примере в аналоге вещается один канал (по-моему, «Карусель»), а в цифре 8 различных каналов.

Отчетливо видно, что в цифровом виде информация равномерно распределена по ширине, а в аналоговом явно выделяются две несущие изображения и звука.

Ключевым отличительным моментом именно кабельного телевидения от IPTV/«через интернет» является то, что информация передается только к абоненту (мы же не будем рассматривать DOCSIS?), от него на Ваше оборудование не придет никаких ответов о некачественном сигнале, ошибках или еще чем-то. В любом случае в первую очередь придется идти к нему со своим проверенным временем телевизором и измерительными приборами.

Также, в отличии от IP-сетей, если от вас ушло, не факт, что это же придет абоненту. Здесь нет никаких проверок контрольных сумм (в цифровом на самом деле есть, но при их некорректности просто пропадет картинка), подтверждения подлинности информации… Предвосхищу холивар IPTV vs КТВ.

Давайте просто посчитаем: один канал SD-качества (480p) можно передавать с приемлемым качеством с битрейтом 3-4 MBps. HD-качества — 8-10 MBps. Итого, имея в наборе каналов 180SD+20HD оператору нужно потратить только около 1GBps (а то и больше) на аплинках их оборудования. Это пока не учитывая видео с записями с разных мест, нескольких звуковых дорожек.

На сегодняшний момент у обычных массовых операторов проводного интернета общие аплинки между домовыми узлами 1GBps. Телевидение засунуть в текущую инфраструктуру сложно. С другой стороны, после стройки для услуги интернет остались «темные» (неиспользуемые) волокна в кабелях ВОЛС, они ведь обычно кладутся с запасом. Их можно испльзовать для наших целей.

Кроме того, есть огромное количество мест, где набирают обороты такие технологии, как G(E)PON, с которыми кабельное телевидение легко интегрируется. В добавок сама система кабельного телевидения менее прихотлива и более проста по сравнению с IP-сетями. Здесь вам не надо учитывать никаие QoS, согласование портов, дубляж каналов, неправильную маршрутизацию.

А это значит, что требуется меньшее внимание к домовым узлам, можно попробовать «поставить и забыть» (конечно при подключении нового клиента возможно придется подкрутить на домовом приемнике АЧХ и мощность).

Кроме того — обычный пользователь пока мало привык к IPTV, а домашние телевизоры, поддерживающие эту технологию из коробки без приставок тоже пока не появляются в огромной массе. Мое мнение — к IPTV сегодня массовый пользователь пока не готов. Как и массовый оператор.

Читайте также:  Группы допуска электрика и условия их присвоения

Что внутри

Само понятие головной станции весьма расплывчатое. Например, устройство видеозахвата с AUX OUT портом можно назвать «головной станцией». Она будет вещать целый канал непонятно с чем. Однако же мы имеем вполне конкретную цель — организовать вещание многих каналов с реальным контентом для кучи абонентов.

Для этого в состав нашей станции включено следующее:

  1. Оборудование для приема местных каналов — считайте, что куча ТВ-тюнеров, они просто принимают эфирный (или какой-то еще) сигнал и преобразуют его в IP-multicast.

  2. Антенный пост — несколько обычных антенн для приема эфирного телевидения
  3. Декодеры/модуляторы — преобразуют IP-мультикаст в сигнал, который уже смогут принять пользовательские телевизоры (цифровой или аналоговый)
  4. Сетевое оборудование — обычно L3-коммутатор (да можно и L2) для объединения смешивания multicast-а местного и магистрального
  5. Каналообразующее оборудование — оптический передатчик и усилитель

Вот теперь приведу примерную схему конкретной РГС:Понятно, что состав может меняться в зависимости от ситуации. Например, если у вас удобное месторасположение и не составляет труда состыковаться с местными каналами через IP-сеть, вам в принципе может быть не нужен антенный пост. Если качество изображения местных каналов неудовлетворительное из-за плохого приема на антенном посту, его можно перенести в другое место, все равно с него уходит чистый мультикаст, который можно прогнать через IP-сеть. В нескольких городах у нас так и получилось. Как я уже и писал в теоретической части, сигнал к абоненту может уходить либо аналоговый, либо цифровой. Учитывая, что цифровой сигнал работает в той же частотной сетке, это не составляет никаких проблем. Для передачи между оптическими усилителями/приемниками используется лазерный сигнал через оптоволокно на длине волны 1550нм. Для соединений используется «косая» полировка APC. Чем-то это похоже на DWDM. Сам комплекс не очень большой — пара стоек:На рисунке самая левая стойка не в счет, там оборудование предназначено для другого. Кроме того, полезно добавить в стойку мониторинговое оборудование.

Прием местного вещания

Как и писал выше, необходимо организовать прием местных федеральных каналов (например, «Россия 1», «ОРТ»). В нашем случае они берутся в качестве аналогового сигнала и конвертируются затем в мультикаст. У нас используется Anevia Flamingo 660, это энкодеры аналога в мультикаст.

По большому счету это системеный блок с несколькими установленными в него ТВ-тюнерами. Ниже изображение энкодеров сзади и спереди. Фото получились не очень хорошие по причине не самого лучшего освещения.Слева также изображена планка для кроссировок выходов в антенн со входами в энкодеры.

Своеобразная патчпанель.

Антенный пост

Сигнал эфирных каналов должен откуда-то появиться на описаных выше энкодерах. Для этого неподалеку (на крыше) от аналогового энкодера ставится антенный пост. Так как эфирное вещание у нас в стране идет в метровом и дециметровом диапазонах, ставятся две антенны. Подключаются они к энкодерам. Снизу фотка с крыши (возможно кто-то узнает свой город?)

Сетевое оборудование

Итак, мы придумали откуда брать контент. Часть забираем местных каналов, часть с магистральной головы. На чем-то нужно принять Multicast-траффик, смаршрутизировать его, отфильтровать лишнее. Как я и писал раньше, это обычный коммутатор (лучше L3).

Сюда сводится весь принятый магистральный (от МГС) и местный (с антенного поста) мультикаст. В нашем случае это Catalyst 3750 с дополнительным блоком питания.

Здесь смешиваются мультикастовые группы, часть отдается для мониторинга, часть местного контента можно передать в другие близлежащие города. Для Multicast маршрутизации поднят PIM SM.

На коммутаторе у нас еще затерменировано управление всеми железками из комплекса РГС (а адресов много — у каждой платы есть свой адрес и на нее можно зайти).Если ваш антенный пост удален от модуляторов, то на нем тоже потребуется какой-нибудь коммутатор.

Декодеры/модуляторы

Мы имеем нужный контент, настало время передать его в сеть кабельного телевидения. Для этого нужно его превратить в понятный для телевизоров или приставок вид.

Для этого применяются так называемые системы доставки сигнала.

Вот это самая главная железка. Как раз она преобразует все в тот вид, который могут проглотить пользовательские телевизоры или приставки.

Конкретно у нас стоят три шасси AppearTV DC 1000 с платами.

В приведенном выше случае две верхних кодируют в аналоговый сигнал, а нижняя в цифровой. Аналоговый сигнал выдается следующим образом — на каждой плате по 2 «соска», с каждого из которых можно отдать два канала. Итого 4 канала с платы. С цифрой принцип такой же, только в каждом «канале» (диапазоне частот) теперь находится куча каналов.

С одной нижней шасси с 2-мя платами уходит столько же реальных каналов, сколько с двух верхних полностью упичканых шасси! Куча проводов с каждого порта идет на сумматор и уходит на оптический передатчик. К сожалению, конкретно с этой РГС у меня нет их фотографий, будут со станции из другого города.

Наши железки модульные — это шасси (корзина), в которые монтируются платы под различные нужды. Например, для цифрового вещания можно понаставить карты шифрования, чтобы продавать абонентам телевидение пакетами. С декодеров уходит куча коаксиальных проводов в общий сумматор, с него выходит уже то, что будет дальше передаваться по сети.

Здесь стоит модный сумматор, но в общем виде это может быть просто планкой с несколькими электрическими делителями/ответвителями.

Каналообразующее оборудование

Отлично, мы имеем весь необходимый нам сигнал! Теперь надо доставить его непостредственно абонентам. Вообще это уже элементы кабельной сети и здесь надо думать, что вам надо. Но в общем виде в составе РГС для этого используются оптический передатчик и усилитель.

В оптический передатчик заходит коаксиальный кабель а выходит оптоволокно. По нему на длине волны 1550 нм передается сигнал. Сигнал смешанный — информация есть как в аналоговом виде, так и в цифровом.

На изображении сверху находится оптический передатчик, снизу — оптический усилитель. Обратите внимание — полировка на патчкордах APC. Ну а дальше все.

Здесь уже начинаются элементы сети кабельного телевидения — делители, домовые оптические приемники, электрические усилители и абоненты с их неработающими телевизорами, зависшими приставками, наводками на провода…

Вспомогательное оборудование

Мы запустили головную станцию и наши абоненты могут (если техники на местах все сделали правильно) смотреть телвизор! Теперь начинается самое интересное — нашу станцию надо обслуживать. Для этого полезно ставить вспомогательное оборудование.

Конкретно у нас это обычный компьютер с ТВ-тюнером для удаленного просмотра доступности каналов с выхода РГС, VLC для просмотра Multicast-потока на входе в РГС. Пока ничего умнее мы не придумали, чем просто подключаться по RDP и смотреть, что же показывается через ТВ-тюнер.

Конечно не очень удобно, но типовые проблемы (отсутствие изображения, отсутствие звука, неверная цветопередача PAL/SECAM и т.д.) решать можно. Также к нему подключен измерительный прибор (планар) для оценки показателей мощность сигнала и соотношение сигнал/шум.

Ну и заодно с него идет постоянное вещание картинки «канал временно не доступен», которое автоматически включается в случае отказа какого-либо канала.

В заключение

Я показал базовое представление о том, из чего состоит головная станция кабельного телевидения (РГС КТВ) и как она работает.

Важно запомнить общий принцип прохождения контента от антенны до абонента:

  1. антенна
  2. энкодеры (ТВ-тюнеры)
  3. коммутаторы
  4. модуляторы
  5. передатчики

Оставлю некоторый полезные ссылки:

1. Таблица частот телевизионных каналов в нашей стране (OIRT)

2. Частоты эфирных каналов в городах России
3. Хороший сайт с детальным описанием принципов работы
4. Частоты эфирных и спутниковых каналов

P. S. Спасибо пользователю ProgerXP за сервис gliffy.com, в котором были составлены схемы к этой статье.

Источник: https://habr.com/post/165643/

Сетевой низкочастотный радиопередатчик

Описанные выше устройства излучают высокочастотные колебания в сеть, используя провода сети в качестве антенны. Но существуют устройства, которые работают в низкочастотном диапазоне (50 – 300 кГц).

Такие передатчики имеют очень высокую скрытность, т.к. практически не излучают сигналы в окружающее пространство. Схема одного из таких устройств приведена на рис.

1, для передачи используется частотная модуляция, частота несущей 95 кГц.

Рис. 1. Сетевой низкочастотный передатчик

Радиопередатчик питается от сети через бестрансформаторный блок питания, напряжение, пониженное конденсатором С1, выпрямляется мостом VD1 типа КЦ407А. Резистор R3 и конденсатор С4 образуют сглаживающий фильтр, напряжение питания стабилизируется стабилитроном VD2. Это напряжение используется для питания усилителя мощности.

Напряжение, снимаемое со второго стабилизатора на элементах R6, VD3, С7 используется для питания остальной части устройства. ЧМ модулятор представляет собой генератор прямоугольных импульсов, управляемый напряжением. Собран он на микросхеме 561ЛА7. Начальную частоту 95 кГц устанавливают резистором R10.

Частота следования импульсов модулируется напряжением звуковой частоты, поступающим с усилителя на транзисторе VT2 через делитель на резисторах R9, R10. Промодулированные колебания 34 поступают на усилитель мощности, собранный на транзисторе VT1 типа КТ315.

Нагрузкой служит трансформатор Т1, первичная обмотка которого совместно с конденсатором С2 образует колебательный контур, настроенный на частоту несущей. С обмотки 2 трансформатора сигнал четез конденсаторы С1 и СЗ поступает в сеть. Такой сигнал необходимо принимать на специальный приемник.

Конденсаторы С1 и СЗ должны быть на напряжение не менее 300В, стабилитроны VD2 и VD3 на напряжение 18-24В и 6-12В соответственно. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце К12x7x3 мм марки 600 НН, первичная обмотка содержит 100 витков провода ПЭВ 0,1 мм, обмотка 2-20 витков изолированного провода диаметром 0,15 – 0,3 мм.

Сердечник трансформатора и обмотки изолированы двумя слоями лакоткани. Настройку начинают с проверки напряжения питания на стабилитронах VD2, VD3.Затем закорачивают базу VT2 на массу и подбором сопротивления резистора R10 устанавливают частоту генератора на микросхеме D1 равной 95 кГц. Подбором конденсатора С2 добиваются получения неискаженной синусоиды на коллекторе транзистора VT1. После этого снимают перемычку с базы VT2 и убеждаются в наличии частотной модуляции.

ВНИМАНИЕ! При работе с этими устройствами соблюдайте правила и меры безопасности, т.к. элементы устройств находятся под напряжением 220 В!

Адрианов В.И., Бородин В.А., Соколов А.В.
“Шпионские штучки и устройства для защиты обьектов и информации”, 1996

Источник: http://nice.artip.ru/setevoy-nizkochastotnyy-radioperedatchik

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector