Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 9
1.1 Актуальность задачи 9
1.2 Цель дипломного проектирования 10
1.3 Пути решения задачи 11
1.4 Конечный результат дипломного проектирования 12
2 ТЕОРЕТИЧЕКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ POWERLINE 13
2.1 Архитектура сети HomePlug AV 13
2.1.1 Уровни протокола 13
2.1.2 Архитектура сети 15
2.2 Подход к проектированию PowerLine каналов 18
2.2.1 Характеристика канала 18
2.2.2 Диапазон частот 19
2.3 Оконный OFDM 21
2.4 Турбосверточный код 23
2.5 Адаптация канала 24
2.6 Битовая загрузка 25
2.7 Период синхронизации маяка с периодом линии тока 26
2.8 TDMA с постоянным и непостоянным расписанием 28
3 СТРУКТУРА АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА 30
4 ПОДБОР КОМПОНЕНТОВ И РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ
СХЕМА АППАРАТНОЙ ЧАСТИ КОМПЛЕКСА 32
5 РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ ПОСОБИЙ 43
5.1 Методическое пособие 43
5.2 Список лабораторных работ 46
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 49
ПРИЛОЖЕНИЯ 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
Схемы электрические принципиальные и перечень элементов всех модулей аппаратной части системы 51
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 53
Схемы печатных плат аппаратной части системы 53
ПРИЛОЖЕНИЕ В 55
Лабораторный практикум 55
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 61
Чертежи корпусов разрабатываемого комплекса 61
Сегодня невозможно представить нашу жизнь без Интернета и информационных технологий. Они прочно вошли в нашу жизнь, значительно упростив ее. С развитием информационных технологий нам становятся доступны новые инструменты, которые делают привычные процессы быстрее, удобнее, и дешевле.
Развитие телекоммуникационных сетей так же не стоит на месте. Сети связи для предоставления услуг телефонии появились в начале XX века и за последующее время претерпели ряд изменений с точки зрения емкости, скорости обмена, используемых технологий и функций узлов коммутации.
Технология PowerLine Communication (PLC) - это новая телекоммуникационная технология, которая использует силовые электросети для высокоскоростного обмена информацией. Достаточно давно ведутся эксперименты по передаче данных в бытовых электросетях, но узким местом данной технологии является низкая скорость передачи и слабая помехозащищенность. Но появление более мощных DigitalSignal процессоров (цифровых сигнальных процессоров) дало возможность изменить способы модуляции сигнала на более сложные, такие как мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing), что позволило продвинуться вперед в реализации технологии PowerLine.
Крупные лидеры рынка телекоммуникаций объединились в альянс, который был назван HomePlug Alliance, для того, чтобы совместно проводить научные исследования и практические испытания, а также для принятия единого стандарта на передачу данных по электросетям. Существующий прототип PowerLine - PowerPacket фирмы Intellon, лежит в основе создания единого стандарта HomePlugl.0 specification, в котором скорость передачи данных равна 14 Мб/сек. Это очень низкая пропускная способность, поэтому за ней последовала более быстрая, но при этом неофициальная, версия HomePlug 1.0 Turbo. Которая подняла скоростной предел до 85 Мбит/с.
В декабре 2005 года появилась спецификация HomePlug AV, которая была написана с чистого листа и главной целью её создания была необходимость обеспечить высокоскоростное и надёжное соединение для передачи High Defenition видео и аудио данных, а также другой информации, требующей высоких пропускных способностей линии и повышенной защищённости. С появлением HomePlug AV, скоростной лимит был поднят уже до 189 Мбит/с. Спецификация HomePlug AV2 была введена в январе 2012 года, она совместим с HomePlug AV и поддерживает скорость до 1 Гбит/с.
Данный проект является образовательным и позволяет привлечь учащихся и разнообразить процессы изучения. Использование этой технологии обучения позволит существенно улучшить навыки в создании и настройке, и дальнейшем администрировании различных сетевых топологий.
В ходе дипломного проектирования был разработан аппаратно-программный комплекс, предназначенный для помощи в изучении сетевых технологий.
Были разработана структурные схемы генератора помех и модуля сети бытового электроснабжения, изготовлены по ним платы, спроектирован корпус стенда, модуля нагрузок, а также лицевая панель стенда, в которую были установлены все модули разрабатываемого программно-аппаратного комплекса.
Разработаны методическое пособие и лабораторные работы, позволяющие изучить современные технологии передачи данных по сетям бытового электроснабжения.
