1. Главная страница » Компьютеры » Plc power line communication

Plc power line communication

Автор: | 16.12.2019

Связь через ЛЭП, PLC (англ. Power line communication ) — термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью до 500 Мбит/с, и NPL (англ. Narrowband over Power Lines — узкополосная передача через линии электропередачи) со значительно меньшими скоростями передачи данных до 1 Мбит/с.

Содержание

Использование связи через ЛЭП для управления энергосистемой [ править | править код ]

Ещё на заре развития энергосетей встал вопрос о передаче диспетчерской информации от одного энергоузла к другому. Использование для этих целей телефонных и телеграфных линий, прокладываемых параллельно ЛЭП, считалось нерациональным, поэтому уже в начале 20-го века в сетях постоянного тока (см. война токов) в США применялась передача телеграфных сигналов непосредственно по проводам ЛЭП. Позже, с развитием средств радиосвязи, подобная методика стала применима и для сетей переменного тока.

Передача диспетчерской информации по проводам линий электропередач широко применяется, как один из основных видов связи. Приёмопередатчик подключается к ЛЭП через фильтр присоединения, образованный из конденсатора малой ёмкости (2200 — 6800 пикофарад) и высокочастотного трансформатора (автотрансформатора). Подобная система позволяет передавать как голосовую информацию, так и данные телеметрии и телеуправления.

Использование ЛЭП для других целей связи [ править | править код ]

Технология PLC базируется на использовании силовых электросетей для высокоскоростного информационного обмена. Эксперименты по передаче данных по электросети велись достаточно давно, но низкая скорость передачи и слабая помехозащищённость были наиболее узким местом данной технологии. Появление более мощных DSP-процессоров (цифровые сигнальные процессоры) дало возможность использовать более сложные способы модуляции сигнала, такие как OFDM-модуляция, что позволило значительно продвинуться вперед в реализации технологии PLC.

В 2000 году несколько крупных лидеров на рынке телекоммуникаций объединились в HomePlug Powerline Alliance с целью совместного проведения научных исследований и практических испытаний, а также принятия единого стандарта на передачу данных по системам электропитания. Прототипом PowerLine является технология PowerPacket фирмы Intellon, положенная в основу для создания единого стандарта HomePlug1.0 (принят альянсом HomePlug 26 июня 2001 года), в котором определена скорость передачи данных до 14 Мб/сек.

Однако на данный момент стандарт HomePlug AV поднял скорость передачи данных до 500 Мбит/с.

Технические основы технологии PLC [ править | править код ]

Основой технологии PowerLine является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбирается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал. Реально в технологии PowerLine используются 1536 поднесущих частот с выделением 84 наилучших в диапазоне 2—34 МГц.

При передаче сигналов по бытовой электросети могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что может привести к потере данных. В технологии PowerLine предусмотрен специальный метод решения этой проблемы — динамическое включение и выключение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). Суть данного метода заключается в том, что устройство осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением определенного порогового значения затухания. В случае обнаружения данного факта, использование этих частот на время прекращается до восстановления нормального значения затухания, а данные передаются на других частотах.

Существует также проблема возникновения импульсных помех (до 1 микросекунды), источниками которых могут быть галогенные лампы, а также включение и выключение мощных бытовых электроприборов, оборудованных электрическими двигателями.

Применение PLC-технологии [ править | править код ]

Подключение к Интернету [ править | править код ]

В настоящее время подавляющее большинство конечных подключений осуществляется посредством прокладки кабеля от высокоскоростной линии до квартиры или офиса пользователя. Это наиболее дешевое и надежное решение, но если прокладка кабеля невозможна, то можно воспользоваться имеющейся в каждом здании системой силовых электрических коммуникаций. При этом любая электрическая розетка в здании может стать точкой выхода в Интернет. От пользователя требуется только наличие PowerLine-модема для связи с аналогичным устройством, установленным, как правило, в электрощитовой здания и подключенным к высокоскоростному каналу. PLC может быть хорошим решением «последней мили» в коттеджных посёлках и в малоэтажной застройке, в связи с тем, что традиционные провода стоят в несколько раз дороже PLC.

Малый офис (SOHO) [ править | править код ]

PowerLine-технология может быть использована при создании локальной сети в небольших офисах (до 10 компьютеров), где основными требованиями к сети являются простота реализации, мобильность устройств и легкая расширяемость. При этом как вся офисная сеть, так и отдельные её сегменты могут быть построены с помощью PowerLine-адаптеров. Часто встречается ситуация, когда необходимо включить в уже существующую сеть удаленный компьютер или сетевой принтер, расположенный в другой комнате или в другом конце здания. Такая проблема легко решается с помощью PowerLine-адаптеров.

Домашние коммуникации [ править | править код ]

PowerLine-технология может быть использована при реализации идеи «умного дома», где вся бытовая электроника связана в единую информационную сеть с возможностью централизованного управления.

Автоматизация [ править | править код ]

В связи с тем, что PLC использует готовые коммуникации, PowerLine-технология может быть использована в автоматизации технологических процессов, связывая блоки автоматизации по электропроводам или другим видам проводов.

Системы безопасности [ править | править код ]

В связи с тем, что PLC может работать на различных проводах (не обязательно электрических) применение в ОПС вполне реализуемо также и для систем видеонаблюдения объектов.

Технология PLC (Power Line Communication) — новая телекоммуникационная технология, базирующаяся на использовании силовых электросетей для высокоскоростного информационного обмена. Эксперименты по передаче данных по электросети велись достаточно давно, но низкая скорость передачи и слабая помехозащищенность были наиболее узким местом данной технологии. Но прогресс не стоит на месте, и появление более мощных DSP — процессоров (цифровые сигнальные процессоры) дали возможность использовать более сложные способы модуляции сигнала, такие как OFDM модуляция (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), что позволило значительно продвинуться вперед в реализации технологии PLC.

Несколько лет назад несколько крупных лидеров на рынке телекоммуникаций объединились в альянс, который получил название HomePlug Alliance, с целью совместного проведения научных исследований и практических испытаний, а также принятия единого стандарта на передачу данных по системам электропитания. Прототипом PowerLine является технология PowerPacket фирмы Intellon, положенная в основу для создания единого стандарта HomePlug1.0 specification (принят альянсом HomePlug 26 июня 2001 г.), в котором определена скорость передачи данных до 14 Мб/сек.

Возможности технологии PLC .

Малый офис (SOHO)
PowerLine технология может быть использована при создании локальной сети в небольших офисах (до 10 компьютеров), где основными требованиями к сети являются простота реализации, мобильность устройств и легкая расширяемость.
При этом как вся офисная сеть, так и отдельные ее сегменты могут быть построены с помощью PowerLine адаптеров. Очень часто встречается ситуация, когда необходимо включить в уже существующую сеть удаленный компьютер или сетевой принтер, расположенный в другой комнате или даже в другом конце здания. С помощью PowerLine адаптеров эту проблему можно решить за 15 минут.

Домашние коммуникации.
PowerLine технология открывает новые возможности при реализации идеи «Умного дома», где вся бытовая электроника была бы завязана в единую информационную сеть с возможностью централизованного управления. Электрическая сеть – идеальная среда передачи управляющих сигналов между бытовыми приборами, работающих в сети 110/220В. В ближайшее время появится чип, позволяющий встраивать его в различные приборы, которые будут иметь возможность принимать и передавать данные через собственные цепи питания. Кроме того, с помощью данного чипа можно организовать передачу аудио данных, данных с датчиков охранной сигнализации, расширять и продлять телефонные линии, и т.д. Будем надеяться, что недалеко то время, когда PLC технология будут присутствовать в каждом доме.

Суть технологии.

Теоретические основы технологии Powerline
Основой технологии Powerline является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбивается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал (рис.1).

Читайте также:  Build 9600 что это

При использовании обычного частотного мультиплексирования (FDM — Frequency-Division Multiplexing) защитные интервалы (Guard Band) между поднесущими, необходимые для предотвращения взаимного влияния сигналов, довольно велики (рис.2), поэтому доступный спектр используется не очень эффективно.

В случае же ортогонального частотно-разделенного мультиплексирования (OFDM), центры поднесущих частот размещены так, что пик каждого последующего сигнала совпадает с нулевым значением предыдущих (рис.3). Такое размещение позволяет более эффективно использовать доступную полосу частот.

Перед тем как отдельные поднесущие частоты будут объединены в один сигнал, они претерпевают фазовую модуляцию (рис.4), каждая — своей последовательностью бит.

После этого все они проходят через PowerPacket engine и собираются в единый информационный пакет, который еще называют OFDM-symbol. На рисунке 5 приведен пример относительной квадратурной фазовой манипуляции (DQPSK — Differential Quadrature Phase Shift Keying) на каждой из 4-х поднесущих частот в диапазоне 4-5 МГц.

Реально в технологии Powerline используются 84 поднесущие частоты в диапазоне 4-21 МГц (рис.6).

Теоретическая скорость передачи данных при использовании параллельных потоков с одновременным фазовым модулированием сигналов составляет более 100 Мб/с.
Адаптация к физической среде, устранение ошибок и разрешение конфликтов.
При передаче сигналов по бытовой сети электропитания могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что приведет к потере данных (рис. 7).]

В технологии Powerline предусмотрен специальный метод решения этой проблемы — динамическое выключение и включение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). Суть данного метода заключается в том, что устройство осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением определенного порогового значения затухания. В случае обнаружения данного факта использование этих частот на время прекращается до восстановления нормального значения затухания (рис.8).

Данный метод делает технологию Powerline максимально гибкой при использовании в различных условиях. Например, в разных странах существуют различные регулирующие правила, согласно которых часть диапазона частот не может быть использована. При этом, в случае Powerline, в этом диапазоне просто не будут передаваться данные. Еще одним примером является случай, когда некое приложение уже использует часть диапазона. Аналогично первому случаю, в этом также выключается передача данных на определенных частотах, и два приложения могут спокойно сосуществовать в одной физической среде.
Другой серьезной проблемой при передаче данных по бытовой электросети являются импульсные помехи (до 1 микросекунды), источниками которых могут быть галогеновые лампы (ри.9), включение и выключение различных электроприборов и т.д.

При использовании предыдущего метода система может не успеть адаптироваться к быстро изменившимся условиям, в результате часть битов будет разрушена и утеряна. Для решения этой проблемы используется двухступенчатое (каскадное) помехоустойчивое кодирование битовых потоков перед тем, как они будут промодулированы и поступят в канал передачи данных. Суть помехоустойчивого кодирования состоит в добавлении в исходный информационный поток по определенным алгоритмам избыточных ("защитных") битов, которые используются декодером на приемном конце для обнаружения и исправления ошибок. Каскадирование блочного кода Рида-Соломона и простого сверточного кода, декодируемого по алгоритму Витерби, позволяет исправлять не только одиночные ошибки, но и пакеты ошибок, обеспечивая тем самым практически 100% гарантию целостности передаваемых данных. Кроме того, помехоустойчивое кодирование является и способом технического закрытия, обеспечивающего относительную безопасность передаваемой информации в общей среде передачи.
Ещё одним проблемным моментом является то, что сеть бытового электропитания служит общей средой передачи данных, то есть в один момент времени передачу могут осуществлять сразу несколько устройств. В такой ситуации для разрешения конфликтов столкновения трафика необходим регулирующий механизм — протокол доступа к среде. В качестве такого протокола был выбран хорошо известный Ethernet, который в технологии Powerline был расширен путем добавления дополнительных полей приоритезации. Такая модификация вызвана необходимостью гарантированной полосы пропускания для передачи голоса и видео через IP, когда величина задержки является критичным параметром. Пакеты, содержащие голос или видео в этом случае помечаются как "timing critical", т. е. имеют самый высокий приоритет при обработке и доступе к среде передачи.


Практическая реализация и использование PowerLine

Итак, мы рассмотрели основные принципы технологии Powerline. К сожалению, доступ к полной версии стандарта HomePlug 1.0 specification ограничен (только члены HomePlug Alliance), и за кадром остались такие интересные вопросы как требования к электропроводке, дальности передачи и структура построения. Приблизительно оценить отдельные параметры можно на примере некоторых производителей. Так фирма Phonex предлагает устройство Phonex Broadband QX-201 NeverWire 14 (рис.10) с максимальной скоростью до 14 Мб/с.

Расстояние между отдельными точками небольшое, несколько десятков метров. Как видно из рисунка, объединение пользователей в доме можно осуществлять через сеть электропитания, а в качестве доступа к магистральной сети использовать один или несколько модемов (кабельных или DSL).

На данный момент в России предлагается большой выбор оборудования для создания локальных сетей по технологии PLC . Например, производства компании PLANET ‘ s powerline communication , которое работает с PLC стандартом HomePlug1.0 specification, в котором определена скорость передачи данных до 14 Мб/сек. Продукт носит название PL -401 E и представляет собой мост с одним PLC -портом, и свитч с четырьмя LAN -портами. Его стоимость в среднем составляет $82.

Или PLC адаптер, позволяющий соединять от 2 до 16 компьютеров в единую локальную сеть через электропроводку 220 Вольт.

Дальность передачи сигнала — до 200 м. (по электропроводке);

Скорость передачи данных — до 14 Mb/сек.;

Защита данных DES 56 bit;

Не требует установки дополнительного программного обеспечения.

Проблемы развития технологии PLC .

Однако, какими бы оптимистичными ни были результаты работы экспериментальных PLC-сетей за рубежом, в нашей стране эта технология может столкнуться с рядом трудностей. Наша электрическая проводка сделана в основном из алюминия, а не из меди, которая используется в большинстве стран мира. Алюминиевые провода обладают худшей электропроводностью, что приводит к более быстрому затуханию сигнала. Другая проблема заключается в том, что у нас до сих пор не решены основные вопросы нормативно-правового регулирования использования таких технологий. Впрочем, последняя проблема актуальна и для Запада. Основным фактором, сдерживающим быстрое развитие высокоскоростных систем PLC, является отсутствие стандартов на широкополосные PLC-системы, и, как следствие, большой риск несовместимости с другими службами, использующими те же или близкие диапазоны частот. В 2001 году международный консорциум HomePlug Powerline Alliance принял отраслевой стандарт для построения домашних сетей через линии бытовой электропроводки — спецификацию HomePlug 1.0. Но этот стандарт регламентирует построение «домашних» сетей, то есть сетей в пределах одной квартиры (коттеджа). Полноценный же стандарт для широкополосных PLC пока не разработан.

Power-line communication (PLC) carries data on a conductor that is also used simultaneously for AC electric power transmission or electric power distribution to consumers. It is also known as power-line carrier, power-line digital subscriber line (PDSL), mains communication, power-line telecommunications, or power-line networking (PLN).

A wide range of power-line communication technologies are needed for different applications, ranging from home automation to Internet access which is often called broadband over power lines (BPL). Most PLC technologies limit themselves to one type of wires (such as premises wiring within a single building), but some can cross between two levels (for example, both the distribution network and premises wiring). Typically transformers prevent propagating the signal, which requires multiple technologies to form very large networks. Various data rates and frequencies are used in different situations.

A number of difficult technical problems are common between wireless and power-line communication, notably those of spread spectrum radio signals operating in a crowded environment. Radio interference, for example, has long been a concern of amateur radio groups. [1]

Contents

Basics [ edit ]

Power-line communications systems operate by adding a modulated carrier signal to the wiring system. Different types of power-line communications use different frequency bands. Since the power distribution system was originally intended for transmission of AC power at typical frequencies of 50 or 60 Hz, power wire circuits have only a limited ability to carry higher frequencies. The propagation problem is a limiting factor for each type of power-line communications.

The main issue determining the frequencies of power-line communication is laws to limit interference with radio services. Many nations regulate unshielded wired emissions as if they were radio transmitters. These jurisdictions usually require unlicensed uses to be below 500 KHz or in unlicensed radio bands. Some jurisdictions (such as the EU), regulate wire-line transmissions further. The U.S. is a notable exception, permitting limited-power wide-band signals to be injected into unshielded wiring, as long as the wiring is not designed to propagate radio waves in free space.

Читайте также:  Filerepository что это за папка

Data rates and distance limits vary widely over many power-line communication standards. Low-frequency (about 100–200 kHz) carriers impressed on high-voltage transmission lines may carry one or two analog voice circuits, or telemetry and control circuits with an equivalent data rate of a few hundred bits per second; however, these circuits may be many miles long. Higher data rates generally imply shorter ranges; a local area network operating at millions of bits per second may only cover one floor of an office building, but eliminates the need for installation of dedicated network cabling.

Long haul, low frequency [ edit ]

Utility companies use special coupling capacitors to connect radio transmitters to the AC power carrying conductors. Frequencies used are in the range of 24 to 500 kHz, with transmitter power levels up to hundreds of watts. These signals may be impressed on one conductor, on two conductors or on all three conductors of a high-voltage AC transmission line. Several PLC channels may be coupled onto one HV line. Filtering devices are applied at substations to prevent the carrier frequency current from being bypassed through the station apparatus and to ensure that distant faults do not affect the isolated segments of the PLC system. These circuits are used for control of switchgear, and for protection of transmission lines. For example, a protective relay can use a PLC channel to trip a line if a fault is detected between its two terminals, but to leave the line in operation if the fault is elsewhere on the system.

On some powerlines in the former Soviet Union, PLC-signals are not fed into the high voltage line, but in the ground conductors, which are mounted on insulators at the pylons. [ citation needed ]

While utility companies use microwave and now, increasingly, fiber optic cables for their primary system communication needs, the power-line carrier apparatus may still be useful as a backup channel or for very simple low-cost installations that do not warrant installing fiber optic lines.

Power-line carrier communication (PLCC) is mainly used for telecommunication, tele-protection and tele-monitoring between electrical substations through power lines at high voltages, such as 110 kV, 220 kV, 400 kV. [2]

The modulation generally used in these system is amplitude modulation. The carrier frequency range is used for audio signals, protection and a pilot frequency. The pilot frequency is a signal in the audio range that is transmitted continuously for failure detection.

The voice signal is compressed and filtered into the 300 Hz to 4000 Hz range, and this audio frequency is mixed with the carrier frequency. The carrier frequency is again filtered, amplified and transmitted. The transmission power of these HF carrier frequencies will be in the range of 0 to +32 dbW. This range is set according to the distance between substations.

PLCC can be used for interconnecting private branch exchanges (PBXs).

To sectionalize the transmission network and protect against failures, a "wave trap" is connected in series with the power (transmission) line. They consist of one or more sections of resonant circuits, which block the high frequency carrier waves (24 kHz to 500 kHz) and let power frequency current (50 Hz – 60 Hz) pass through. Wave traps are used in switchyard of most power stations to prevent carrier from entering the station equipment. Each wave trap has a lightning arrester to protect it from surge voltages.

A coupling capacitor is used to connect the transmitters and receivers to the high voltage line. This provides low impedance path for carrier energy to HV line but blocks the power frequency circuit by being a high impedance path. The coupling capacitor may be part of a capacitor voltage transformer used for voltage measurement.

Power-line carrier systems have long been a favorite at many utilities because it allows them to reliably move data over an infrastructure that they control.

A PLC carrier repeating station is a facility, at which a power-line communication (PLC) signal on a powerline is refreshed. Therefore the signal is filtered out from the powerline, demodulated and modulated on a new carrier frequency, and then reinjected onto the powerline again. As PLC signals can carry long distances (several 100 kilometres), such facilities only exist on very long power lines using PLC equipment.

PLC is one of the technologies used for automatic meter reading. Both one-way and two-way systems have been successfully used for decades. Interest in this application has grown substantially in recent history—not so much because there is an interest in automating a manual process, but because there is an interest in obtaining fresh data from all metered points in order to better control and operate the system. PLC is one of the technologies being used in Advanced Metering Infrastructure (AMI) systems.

In a one-way (inbound only) system, readings "bubble up" from end devices (such as meters), through the communication infrastructure, to a "master station" which publishes the readings. A one-way system might be lower-cost than a two-way system, but also is difficult to reconfigure should the operating environment change.

In a two-way system (supporting both outbound and inbound), commands can be broadcast out from the master station to end devices (meters) – allowing for reconfiguration of the network, or to obtain readings, or to convey messages, etc. The device at the end of the network may then respond (inbound) with a message that carries the desired value. Outbound messages injected at a utility substation will propagate to all points downstream. This type of broadcast allows the communication system to simultaneously reach many thousands of devices—all of which are known to have power, and have been previously identified as candidates for load shed. PLC also may be a component of a Smart Grid.

Medium frequency (100 kHz) [ edit ]

Home control (narrowband) [ edit ]

Power-line communications technology can use the electrical power wiring within a home for home automation: for example, remote control of lighting and appliances without installation of additional control wiring.

Typically home-control power-line communication devices operate by modulating in a carrier wave of between 20 and 200 kHz into the household wiring at the transmitter. The carrier is modulated by digital signals. Each receiver in the system has an address and can be indiv >[3]

The "universal powerline bus", introduced in 1999, uses pulse-position modulation (PPM). The physical layer method is a very different scheme than the X10. [4] LonTalk, part of the LonWorks home automation product line, was accepted as part of some automation standards. [5]

Low-speed narrow-band [ edit ]

Narrowband power-line communications began soon after electrical power supply became w >[6] Consumer products such as baby alarms have been available at least since 1940. [7]

In the 1930s, ripple carrier signalling was introduced on the medium (10–20 kV) and low voltage (240/415 V) distribution systems.

For many years the search continued for a cheap bi-directional technology suitable for applications such as remote meter reading. French electric power Électricité de France (EDF) prototyped and standardized a system called "spread frequency shift keying" or S-FSK. (See IEC 61334) It is now a simple low cost system with a long history, however it has a very slow transmission rate, between 200 and 800 bits per second. In the 1970s, the Tokyo Electric Power Co ran experiments which reported successful bi-directional operation with several hundred units. [8]

Applications of mains communications vary enormously, as would be expected of such a w >[10] In this, domestic appliances would intelligently co-ordinate their use of resources, for example limiting peak loads.

Control and telemetry applications include both ‘utility s >[11] and could be extended to include gas and water.

Open Smart Grid Protocol (OSGP) is one of the most proven narrowband PLC technologies and protocols for smart metering. There are more than five million smart meters, based on OSGP and using BPSK PLC, installed and operating around the World. The OSGP Alliance, a non-profit association originally established as ESNA in 2006, led an effort to establish a family of specifications published by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) used in conjunction with the ISO/IEC 14908 control networking standard for smart grid applications. OSGP is optimized to provide reliable and efficient delivery of command and control information for smart meters, direct load control modules, solar panels, gateways, and other smart grid devices. OSGP follows a modern, structured approach based on the OSI protocol model to meet the evolving challenges of the smart grid.

Читайте также:  Connect manager что это за программа

At the physical layer, OSGP currently uses ETSI 103 908 as its technology standard. At the OSGP application layer, ETSI TS 104 001 provides a table-oriented data storage based, in part, on the ANSI C12.19 / MC12.19 / 2012 / IEEE Std 1377 standards for Utility Industry End Device Data Tables and ANSI C12.18 / MC12.18 / IEEE Std 1701, for its services and payload encapsulation. This standard and command system provides not only for smart meters and related data but also for general purpose extension to other smart grid devices.

A project of EDF, France includes demand management, street lighting control, remote metering and billing, customer specific tariff optimisation, contract management, expense estimation and gas applications safety. [12]

There are also many specialised niche applications which use the mains supply within the home as a convenient data link for telemetry. For example, in the UK and Europe a TV audience monitoring system uses powerline communications as a convenient data path between devices that monitor TV viewing activity in different rooms in a home and a data concentrator which is connected to a telephone modem.

Medium-speed narrow-band [ edit ]

The Distribution Line Carrier (DLC) System technology used a frequency range of 9 to 500 kHz with data rate up to 576 kbit/s. [13]

A project called Real-time Energy Management via Powerlines and Internet (REMPLI) was funded from 2003 to 2006 by the European Commission. [14]

In 2009, a group of vendors formed the PoweRline Intelligent Metering Evolution (PRIME) alliance. [15] As delivered, the physical layer is OFDM, sampled at 250 kHz, with 512 differential phase shift keying channels from 42–89 kHz. Its fastest transmission rate is 128.6 kilobits/second, while its most robust is 21.4 kbit/s. It uses a convolutional code for error detection and correction. The upper layer is usually IPv4. [16]

In 2011, several companies including distribution network operators (ERDF, Enexis), meter vendors (Sagemcom, Landis&Gyr) and chip vendors (Maxim Integrated, Texas Instruments, STMicroelectronics) founded the G3-PLC Alliance [17] to promote G3-PLC technology. G3-PLC is the low layer protocol to enable large scale infrastructure on the electrical gr >[18] Narrowband orthogonal frequency division multiplexing power line communication transceivers for G3-PLC networks.

Transmitting radio programs [ edit ]

Sometimes PLC was used for transmitting radio programs over powerlines. When operated in the AM radio band, it is known as a carrier current system.

High-frequency (≥ 1 MHz) [ edit ]

High frequency communication may (re)use large portions of the radio spectrum for communication, or may use select (narrow) band(s), depending on the technology.

Home networking (LAN) [ edit ]

Power line communications can also be used in a home to interconnect home computers and peripherals, and home entertainment devices that have an Ethernet port. Powerline adapter sets plug into power outlets and establish an Ethernet connection using the existing electrical wiring in the home (power strips with filtering may absorb the power line signal). This allows devices to share data without the inconvenience of running dedicated network cables.

The most widely deployed powerline networking standard is from the HomePlug Powerline Alliance. HomePlug AV is the most current of the HomePlug specifications and was adopted by the IEEE 1901 group as a baseline technology for their standard, published 30 December 2010. HomePlug estimates that over 45 million HomePlug devices have been deployed worldwide. Other companies and organizations back different specifications for power line home networking and these include the Universal Powerline Association, SiConnect, the HD-PLC Alliance, Xsilon and the ITU-T’s G.hn specification.

Broadband over power line [ edit ]

Broadband over power line (BPL) is a system to transmit two-way data over existing AC MV (medium voltage) electrical distribution wiring, between transformers, and AC LV (low voltage) wiring between transformer and customer outlets (typically 110 to 240 V). This avoids the expense of a dedicated network of wires for data communication, and the expense of maintaining a dedicated network of antennas, radios and routers in wireless network.

BPL uses some of the same radio frequencies used for over-the-air radio systems. Modern BPL employs frequency-hopping spread spectrum to avoid using those frequencies actually in use, though early pre-2010 BPL standards did not. The criticisms of BPL from this perspective are of pre-OPERA, pre-1905 standards.

The BPL OPERA standard is used primarily in Europe by ISPs. In North America it is used in some places (Washington Island, WI, for instance) but is more generally used by electric distribution utilities for smart meters and load management.

Since the ratification of the IEEE 1901 (HomePlug) LAN standard and its widespread implementation in mainstream router chipsets, the older BPL standards are not competitive for communication between AC outlets within a building, nor between the building and the transformer where MV meets LV lines.

Ultra-High-frequency (≥100 MHz) [ edit ]

Even higher information rate transmissions over power line use RF through microwave frequencies transmitted via a transverse mode surface wave propagation mechanism that requires only a single conductor. An implementation of this technology is marketed as E-Line. These use microwaves instead of the lower frequency bands, up to 2–20 GHz. While these may interfere with radio astronomy [19] when used outdoors, the advantages of speeds competitive with fibre optic cables without new wiring are likely to outweigh that.

These systems claim symmetric and full duplex communication in excess of 1 Gbit/s in each direction. [20] Multiple Wi-Fi channels with simultaneous analog television in the 2.4 and 5.3 GHz unlicensed bands have been demonstrated operating over a single medium voltage line conductor. Because the underlying propagation mode is extremely broadband (in the technical sense), it can operate anywhere in the 20 MHz – 20 GHz region. Also since it is not restricted to below 80 MHz, as is the case for high-frequency BPL, these systems can avo >[21]

Automotive uses [ edit ]

Power-line technology enables in-vehicle network communication of data, voice, music and v >[22] One power line can be used for multiple independent networks. The benefits would be lower cost and weight (compared to separate power and control wiring), flexible modification, and ease of installation. Potential problems in vehicle applications would include the higher cost of end devices, which must be equipped with active controls and communication, and the possibility of interference with other radio frequency devices in the vehicle or other places.

DC-BUS devices are successfully operational worldw >[23] [24] [25]

Standardization of a power line physical layer for the LIN protocol ISO 17987-8 (DC-LIN) is in final stages of development. [26]

LonWorks power line based control has been used for an HVAC system in a production model bus. [27]

The SAE J1772 committee developing standard connectors for plug-in electric vehicles proposes to use power line communication between the vehicle, off-board charging station, and the smart gr >[28]

Standards [ edit ]

Two distinctly different sets [ which? ] of standards apply to powerline networking as of early 2010.

Within homes, the HomePlug AV and IEEE 1901 standards specify how, globally, existing AC wires should be employed for data purposes. The IEEE 1901 includes HomePlug AV as a baseline technology, so any IEEE 1901 products are fully interoperable with HomePlug AV, HomePlug GreenPHY, and HomePlug AV2. [29] On the other hand, medium-frequency home control devices remain div >[30]

According to a comparative study conducted in a real world home-environment and published in the proceedings of the WMSCI 2008, the "PLC adapter from Intellon outperforms other PLC products and the IEEE 802.11 g/n (Wi-Fi) for UDP and TCP throughput and HDTV streaming performance", and for the Internet Protocol Television (IPTV) "the throughput of Homeplug AV is at least 18Mbps higher than that of IEEE 802.11 g/n because of improved design and the quasi-stationary channel characteristics of PLC". [31]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code