цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 

Power Line Communications

Автор: Mike(admin) от 23-01-2014, 08:27

Power Line Communication (PLC) – это стремительно развивающаяся технология, которая использует сеть 110/220 В для высокоскоростной передачи данных. Поскольку практически в каждом доме или офисе имеются линии электроснабжения, то с помощью этой технологии в них можно организовать эффективную информационную сеть. PLC предлагает скорость до 1 Мб/с, что в 20 раз быстрее телефонного/модемного соединения. С помощью PLC можно управлять домашними системами, охранными устройствами, реализовать концепцию Умный дом, интернет-телефонию, видеосвязь и многое другое.


История


Идея передачи сигналов по силовым линиям так же стара, как и сам телеграф. Ранние эксперименты с передачей информации через Power Network были проведены еще в 20-х годах прошлого века энергетическими компаниями с целью организации дешевой связи между своими электростанциями. Основная идея заключалась в использовании существующей сети, а не в создании новой. В 1920-е годы были выданы два патента американской телефонной и телеграфной компании в области «Передача несущей по силовым цепям». В патентах под номерами 1607668 и 1672940 1924 года описываются системы для передачи и приема сигналов по трехфазной цепи.


Позже эта концепция была адаптирована для управления уличным освещением. Таким образом, все уличные фонари можно было включать и выключать с помощью центрального «рубильника» и самим фонарям нужна была только маленькая схема декодера. Благодаря такой технике к светильникам не нужно было подводить дополнительные провода.


В настоящее время PLC рассматривается в качестве альтернативы для так называемой «последней мили». Но когда-то PLC использовалась только в телеграфной и телефонной связи, и по длинным проводам информация передавалась с очень медленной скоростью. Позже General Electric изобрела измерительную систему на основе PLC, она работала в частотном диапазоне от 35 до 40 КГц. Но потери при такой передачи были существенными. В 1980-х была разработана усовершенствованная система измерения под названием AMRAC III. Частотный диапазон был перенесен на 5-10 КГц, вследствие чего потери уменьшились и стали приемлемыми. В последнее время PLC вызывает интерес у исследовательских отделов многих компаний. Они рассматривают возможность предоставления высокоскоростного интернета в любую точку мира по силовым проводам.


Системы PLC долгое время оставались излюбленным выбором коммунальных служб, потому что они использовали существующую базу. Последние достижения в области Smart Grid и быстро расширяющаяся инфраструктура интеллектуальных счетчиков дали дополнительный импульс системам PLC. Согласно прогнозам в 2020 году количество PLC-узлов достигнет 68 млн. штук. Львиная доля рынка будет поступать из Азиатско-Тихоокеанского региона, что составит почти три четверти поставок в 2020 году.


Краткий обзор технологии


PLC работает с высокочастотными сигналами, которые передаются по силовым линиям 110/220 В. Сигналы такого типа не могут пройти через трансформатор. Это требует инструментов, которые объединяют голосовые сигналы и сигналы данных с током низкого напряжения на стороне местных трансформаторных станций. В технологии DPL (Digital Power Line) используются сети типа HFCPN (High frequency conditioned power network) для передачи данных и электрических сигналов. Они состоят из ряда модулей CU (Conditioning Units) для фильтрации отдельных сигналов. CU поставляет электричество в розетки и сигналы данных к коммуникационному модулю. Коммуникационный модуль обеспечивает несколько каналов для передачи данных, голоса и т.д.


CU должен располагаться в близи электросчетчика. В нем используется полосовой фильтр для разделения синусоиды сети и сигналов данных. CU состоит из 3 объединяющих портов. Как показано на рисунке ниже, на сетевой порт (NP) устройства подается общий входной сигнал. Он проходит через фильтр высоких частот (ФВЧ) и фильтр низких частот (ФНЧ). ФВЧ отсылает сигналы данных на коммуникационный распределительный порт (CDP), а ФНЧ отправляет сетевой сигнал на порт распределения электроэнергии (EDP). Сигнал 50 Гц переходит от ФНЧ к электросчетчику. ФНЧ уменьшает шумы, создаваемые домашними электрическими приборами. Если их не убрать, то они вызовут значительные искажения. ФВЧ обеспечивает двунаправленный трафик: к потребителю и от него.


Power Line Communication

Сигналы данных могут быть переданы от CDP к какому-либо цифровому приемному устройству по обычному коаксиальному кабелю. Таким устройством зачастую является настенный или настольный концентратор сигналов. Его соединяют с модемом с помощью BNC-коннектора или с телефоном с помощью телефонного кабеля.


Технические характеристики и стандарты


PLC включает в себя стандарты HomePlug.


HomePlug 1.0:


  • Представлен в июне 2001, стал доступен в 2002 году.

  • Максимальная скорость на физическом уровне 14 Мб/с.

  • Имеет сертификат HomePlug Powerline Alliance.

  • Совместим с устройствами 85 Мб/с. Стандартизован ассоциацией телекоммуникационной промышленности США в мае 2008, стандарт TIA-1113.

HomePlug AV:


  • Представлен в августе 2005, стал доступен в 2006 году.

  • Максимальная скорость на физическом уровне 200 Мб/с.

  • Имеет сертификат HomePlug Powerline Alliance.

  • Совместим с устройствами IEEE 1901 и HomePlug 1.0

IEEE 1901:


  • Представлен в июне 2005, стал доступен в 2010 году.

  • Максимальная скорость на физическом уровне 545 Мб/с.

  • Имеет сертификат HomePlug Powerline Alliance.

  • На физическом уровне совместим с HomePlug AV и HD-PLC

HomePlug AV2:


  • Представлен в январе 2012 года.

  • Максимальная скорость на физическом уровне 1 Гб/с.

  • Совместим с устройствами HomePlug AV и HomePlug Green PHY.

HomePlug GP (“Green PHY”):


  • Стал доступен в начале 2011 года.

  • Максимальная скорость на физическом уровне 10 Мб/с, поскольку предназначен для сетей Smart Grid.

  • HomePlug GP использует на 75% меньше энергии я является экономичной, низкоскоростной версией HomePlug AV, IEEE 1901 и HomePlug AV2.

Преимущества PLC


  • Не нужно использовать лишние провода

  • Мобильность

  • Гибкость

  • Легкость в установке и применении

  • Совместимость с другими технологиями вроде ADSL и Wi-Fi

  • Стабильность

  • Высокая скорость передачи данных

Недостатки PLC


  • Сложность установки и качество передачи данных зависит от архитектуры электрической сети

  • Мало стандартов и руководств

  • Проблемы взаимодействия с различным оборудованием

  • Высокая цена, рынок нуждается в развитии

Заключение


PLC представляет собой перспективную технологию, которая привлекла много внимания благодаря доступности линий электропередач. Также эта технология является отличной заменой способа подключения к интернету через модем или телефон. Хотя PLC имеет некоторые недостатки и ограничения, многие аналитики считают, что PLC все же не исчезнет. Она, возможно, найдет свою нишу в сетях Smart Grid и в области интеллектуальных счетчиков.




Перевод © digitrode.ru


<Источник>


Теги: Умный дом



   Благодарим Вас за интерес к информационному проекту digitrode.ru.
   Если Вы хотите, чтобы интересные и полезные материалы выходили чаще, и было меньше рекламы,
   Вы можее поддержать наш проект, пожертвовав любую сумму на его развитие.


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий