Спосіб доставки інтернету в вагони поїздів і електричок на базі технології врl

Реферат: Спосіб доставки інтернету в вагони поїздів і електричок на базі технології BPL, у якому кожну енергодільницю залізниці обладнують двома модемами, один для виділення, другий для формування інтернет-потоку на наступну енергодільницю. Інтернет-сигнал вводять в високовольтну лінію електропередач шляхом передачі сигналу з виходу сервера або типового інтернет-комутатора по кабелю на модулятор сигналу. Передача і виділення інтернет-сигналу в вагонах рухомих поїздів, кожен з яких обладнаний комутатором, відбувається через гальванічний зв'язок між пантографом поїзда і контактною лінією електропередач. UA 109218 U (12) UA 109218 U UA 109218 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів для високошвидкісного доступу до інтернет-ресурсів пасажирів поїздів і електричок і метрополітену з використанням штатної мережі електропостачання на транспорті. В даний час в телекомунікаційній індустрії існує ряд стандартів і технологій, потенційно здатних працювати на залізниці і обслуговувати додатки, специфічні для даної сфери, забезпечуючи при цьому прийнятний рівень безпеки. Відомо використання загальногромадянських мереж зв'язку. У загальному випадку організація доступу в Інтернет можлива на основі використання радіотехнологій стільникового радіозв'язку і систем широкосмугового доступу, а також систем супутникового зв'язку. В Україні використовуються такі технології бездротового доступу до мережі Інтернет: • мережі GSM (одного або декількох операторів), GPRS, EDGE; • мережі CDMA (EV-DO Rev A / В - на стільникових мережах зв'язку операторів CDMA), мережі 3G, LTE; • супутникові технології. Їх можна так само використовувати для надання інтернету пасажирам рухомих поїздів. Незважаючи на те, що всі ці системи дозволяють забезпечити базовий функціонал професійного радіозв'язку, далеко не кожна з них може забезпечити специфічні вимоги: потрібну якість і необхідну швидкість (не менше 2-8 Мбс), також враховується складність установки і дорожнеча використання. Задачею, на вирішення якої спрямована корисна модель, є спрощення застосування і здешевлення використання високошвидкісного доступу до інтернет-ресурсів пасажирів поїздів і електричок, і метрополітену з використанням штатної мережі електропостачання на транспорті. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб доставки інтернету в вагони поїздів і електричок на базі технології BPL, у якому кожну енергодільницю залізниці обладнують двома модемами, один для виділення, другий для формування інтернет-потоку на наступну енергодільницю, інтернет-сигнал вводять в високовольтну лінію електропередач шляхом передачі сигналу з виходу сервера або типового інтернет-комутатора по кабелю на модулятор сигналу, а передача і виділення інтернет-сигналу в вагонах рухомих поїздів, кожен з яких обладнаний комутатором, відбувається через гальванічний зв'язок між пантографом поїзда і контактною лінією електропередач. Спосіб високошвидкісного доступу до інтернет-ресурсів, при якому замість будівництва виділеної інфраструктури передачі даних уздовж транспортної магістралі (колії) використовується існуюча інфраструктура електропостачання поїздів і електричок. При цьому дана інфраструктура на кожному з уніфікованих за складом і завданням ділянці, протяжністю 60-70 км уздовж всіх електрифікованих залізниць України, складається з електричних підстанцій, які формують високовольтну напругу, пристроїв перемикання, блокування і сигналізації, мідної підвісної лінії електропередач. В кінці кожної уніфікованої ділянки мідна підвісна лінія електропередачі з'єднується через пристрій, що розв'язує, з наступною ділянкою, з аналогічним складом елементів. Суть способу полягає в введенні інтернет-сигналу в високовольтну лінію електропередач. На фіг. 1 зображена загальна схема застосування запропонованого способу. Підлягає до передачі сигнал з виходу сервера або типового інтернет-комутатора (наприклад, з порту 10/100 base Т, см Фіг. 1), подається по кабелю кат5 на модулятор сигналів, що є штатним, який випускається серійно, пристроєм широкосмугової передачі даних по високовольтних електромережах технології Broadband Powerline (BPL), описаним стандартом IEEE Std 19012010. Устаткування BPL є спеціалізований модем, який підключається до ЛЕП через ємнісний з'єднувач. Нижче представлені найбільш широко використовувана модель BPL-пристрою і його коротка технічна характеристика. 1. Модем MV200 для ліній середнього (до 35 кВ) напруги: використовується для створення на базі існуючої електромережі, широкосмугової мережі передачі даних. Використовується разом з ємнісним з'єднувачами BPL12CC. Швидкість передачі даних - до 45 Мбіт/с при з'єднанні «точка-точка» і до 25 Мбіт /су Mesh-мережі. Інтегрується в обчислювальну мережу підстанції по Ethernet. 2. Ємнісний з'єднувач BPL12CC для передачі широкосмугового сигналу по кабелях середньої напруги 10 (6) кВ. Довжина кабелю - 3м. Для організації з'єднання «точка-точка» широкосмугової передачі даних по високовольтній ЛЕП (контактної мережі на ділянці 60-70 км, тобто від підстанції до підстанції), потрібні два BPL модеми і два ємнісних з'єднувачі (коплери) для інжекції сигналу в лінію. Модем і коплер 1 UA 109218 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 з'єднують коаксіальним кабелем. До модемів можуть бути підключені будь-які Ethernet пристрої з інтернет-мережі. Таким чином, між цією апаратурою формується прозорий для прикладних програм канал зв'язку з підтримкою протоколу TCP / IP. BPL модеми на виході формують радіосигнал в діапазоні 2-30 МГц з OFDM модуляцією на 1000 піднесучих, що дозволяє зберігати канал зв'язку в умовах перевідбиття електромагнітних хвиль. Причому кожна несуча може модулюватися по одному з наступних алгоритмів: BPSK, QPSK, QAM16, QAM64, QAM256. Якщо рівень шуму в будь-якій області спектра занадто великий, процесор пригнічує несучі частоти в цій області і перерозподіляє інформацію по несучих частотах в тій області спектра, в якій рівень шуму мінімальний. В результаті швидкість передачі даних падає, але зв'язок зберігається. Це забезпечує надійну передачу інформації навіть в умовах зашумлення лінії електропередач. Середовищем передачі інформації служить електромагнітна хвиля, яка поширюється по мідній ЛЕП (між струмопровідної жилою та землею) аналогічно дводротяній лінії передачі. Переданий по мідній (хороша провідність сигналу і мінімальні втрати) ЛЕП радіосигнал, через коплер на зворотному кінці енергодільниці в 60-70 км надходить на аналогічний модем, в якому здійснюється як виділення інтернет-сигналу (потік відеоімпульсів TCP / IP) для передачі користувачам в даному місці, так і ретрансляцію сигналу в наступний енергодільницю знову через коплер і в мідну ЛЕП. Для покриття відстані, не досяжної BPL модемами, можуть використовуватися BPL репітери, єдина функція яких - ретрансляція і посилення сигналу. Це забезпечує стабільну передачу даних, якість з'єднання і, відповідно, високу готовність мережі BPL - навіть під час процесів комутації в розподільчій мережі. На кожній енергодільниці, таким чином, використовують два модеми (один для виділення, інший для формування інтернетпотоку) на наступну енергодільницю. Ці пристрої з'єднують Ethernet кабелем. Швидкість передачі інформації в режимі лінія до 45 Мб / с, в Мesh мережі - до 25 Мб / с. При цьому через модулятор так само забезпечується: • використання протоколів TCP / IP для доступу до пристроїв; • організації Mesh-мережі з автоматичною динамічної маршрутизацією; • використання системи управління з SNMPv3; • інтегрованих засобів захисту інформації (Firewall). Різні типи ліній електропередач вимагають різного типу інжекції сигналу в ЛЕП. Спосіб функціонує наступним чином. Передача і виділення інтернет-сигналу в вагонах рухомих поїздів відбувається через гальванічний і надійний зв'язок між пантографом поїзда і контактну ЛЕП. Відповідно до вимог і на основі описів, які можна знайти в інтернеті, гальванічний контакт між ЛЕП і пантографом є надійним: тиск пантографа на великій швидкості дозволяє мати безперервний контакт, який не іскрить, для забезпечення роботи електродвигуна поїзда. Через гальванічний контакт «контактна мережа (ЛЕП)-пантограф електровоза» високочастотний сигнал 2-30 МГц надходить через коплер на аналогічний модем BPL, в якому відбувається перетворення радіосигналу в стандартні відеоімпульси протоколу IP. Потік відеоімпульсів з модему надходить на комутатор інтернету і звідти через кабельне з'єднання з електровоза - на кожен вагон. Крім кабельного з'єднання між електровозом і першим від нього вагоном, а також між будь-якими подальшими вагонами для передачі інтернет-сигналу, може використовуватися радіосполучення за допомогою стандартного устаткування Wi-Fi, діапазону, наприклад, 5 ГГц. Це дозволить уникнути проблеми при формуванні составів з різних вагонів. У кожному вагоні, отриманий сигнал надходить на комутатор 10 / 100base T і далі на точку доступу Wi-Fi 2,4 ГГц для обслуговування пасажирів, уявлення реклами на екранах. Таким чином, за допомогою вирішення BPL кожен силовий кабель (ЛЕП) стає широкосмуговим каналом передачі даних, і силова мережа перетворюється в високоефективну мережу зв'язку з високою швидкістю передачі інформації. Завдяки тому, що в BPL швидкість обміну інформацією досить висока, система може використовуватися не тільки для передачі інтернету для пасажирів, але і даних обліку і управління енергоспоживанням та іншої технологічної і телеметричної інформації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб доставки інтернету в вагони поїздів і електричок на базі технології BPL, який відрізняється тим, що кожну енергодільницю залізниці обладнують двома модемами, один для виділення, другий для формування інтернет-потоку на наступну енергодільницю, інтернетсигнал вводять в високовольтну лінію електропередач шляхом передачі сигналу з виходу сервера або типового інтернет-комутатора по кабелю на модулятор сигналу, а передача і 2 UA 109218 U виділення інтернет-сигналу в вагонах рухомих поїздів, кожен з яких обладнаний комутатором, відбувається через гальванічний зв'язок між пантографом поїзда і контактною лінією електропередач. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3