Kaj je komunikacija prek daljnovoda (plc) in kako deluje

Power Line Communications (PLC), znan tudi kot Power Line Telecommunications (PLT), je komunikacijska tehnologija, ki za prenos signalov uporablja obstoječe javno in zasebno ožičenje. Z uporabo komunikacijskih signalov PLC se visokohitrostni podatki, glas in video prenašajo po nizkonapetostnih daljnovodih.

PLC je tehnologija, ki se uporablja že več let, vendar je zdaj bolj povpraševana po uvedbi novih komunikacijskih tehnologij, ki jih podpira PLC, tj. PLC bi bil zanesljiv komunikacijski medij za aplikacije, kot so internet stvari (IoT) in Pametna omrežja.

Kaj je Power Line komunikacija?

Način prenosa moči in podatkov za komunikacijo prek istega obstoječega omrežja žic z enega na drugi konec se imenuje Power Line Communication. Omogoča širokopasovno podatkovno komunikacijo na vodnikih, ki se že uporabljajo za prenos električne energije z uporabo modularnega signala. Zdaj je to mogoče storiti prek ožičenja doma ali v prostorih, lahko pa tudi prek obstoječega sistema za distribucijo električne energije.

BPL (širokopasovni prek daljnovoda) je znan tudi kot električni internet, ki podpira tehnologijo PLC, ki omogoča dostop do interneta prek daljnovodov. Tehnologija BPL s PLC se pogosto uporablja na oddaljenih lokacijah, kjer je malo dostopa do interneta s kabelskimi ali PDSL povezavami.

Vrste

V bistvu obstajajo štiri vrste PLC:

• Interno omrežje: Za domače omrežje je mogoče zagotoviti hiter prenos podatkov s pomočjo notranjega omrežnega ožičenja.
• Širokopasovni dostop prek daljnovoda: Širokopasovni dostop do interneta je na voljo prek zunanjega električnega kabla.
• Ozkopasovne hišne aplikacije: Podatkovne storitve z nizko bitno hitrostjo, kot so avtomatizacija doma in domofoni, je mogoče nadzorovati in uporabljati za komunikacijo prek internega omrežja.
• Ozkopasovne zunanje aplikacije: ozkopasovne zunanje aplikacije se lahko uporabljajo za samodejno odčitavanje števcev in daljinski nadzor ali nadzor.

Kako deluje PLC?

Tako kot katero koli drugo komunikacijsko tehnologijo je tudi PLC sestavljen iz pošiljatelja, ki modulira podatke, ki jih je treba poslati prek komunikacijskega medija, nato pa bo sprejemnik podatke demoduliral za nadaljnjo uporabo. PLC poleg pošiljanja signalov za komunikacijo uporabniku omogoča tudi nadzor in spremljanje vseh priključenih naprav na daljnovod, ker je vgrajen v isti ožični sistem.

PLC pošilja manj nihajoče izhodne vrednosti v primerjavi s starim sistemom. Kot lahko vidite zgornji diagram, je v starem sistemu imel usmernik in frekvenčni generator za čim bolj stabilen izhod želene frekvence, vendar je pri izhodu prišlo do majhnih nihanj, medtem ko sistem PLC uporablja usmernik s filtrom in Mikrokrmilnik, ki s pomočjo relejskega stikala zagotavlja stabilno in želeno vrednost. Posledično je prenos podatkov natančnejši in stabilnejši z dobrimi izhodnimi signali.

Modulacijske sheme, uporabljene v PLC:

Modulacijske sheme, ki se uporabljajo v PLC-ju, so multipleksiranje z ortogonalnim frekvenčnim odsekom (OFDM), binarno fazno premikanje (BPSK), frekvenčno premikanje (FSK), razširjeno FSK (S-FSK) in lastniške sheme (npr. Diferencialno kodno premikanje (DCSK)).

OFDM zagotavlja visoke hitrosti prenosa podatkov, vendar zahteva dobre računske moči za hitre Fourierjeve transformacije (FFT) in Inverse-FFT (IFFT) izhod. Po drugi strani pa so BPSK, FSK povsem običajne in enostavne modulacijske sheme, ki jih je mogoče uporabiti v PLC, vendar ponujajo nizke hitrosti prenosa podatkov. Torej, trenutno delujoča modulacijska shema za PLC je OFDM z PSK modulacijo, ki zmore tako težko računanje.

Uporabe PLC

PLC se uporablja za prenos radijskih programov, nadzorne stikalne mehanizme komunalnega podjetja, zaščito daljnovoda in samodejno odčitavanje števcev. Poleg tega obstajajo tudi nekatere avtomobilske namene, pri katerih se podatki, glas in glasba pošiljajo prek enosmernega (DC) akumulatorja z nekaterimi posebnimi filtri za odstranjevanje šumov iz končnega izhoda.

Izraz Power Line Communication (PLC) je znan pod različnim imenom, kot so nosilci daljnovodov, digitalni naročniški vodniki (PDSL), telekomunikacijski daljnovodi (PLT), omrežja daljnovodov (PLN), omrežna komunikacija in širokopasovni dostop daljnovodi (BPL).

Prednosti in slabosti PLC-ja

Prednosti:

• Nizki stroški izvedbe: PLC ne zahteva namestitve novih žic, kar bi posledično znatno zmanjšalo stroške uvajanja.
• Veliki doseg: PLC lahko omogoči komunikacijo s težko dostopnimi vozlišči, kjer RF brezžični signal trpi zaradi visokega nivoja dušenja, kot v podzemnih konstrukcijah ali stavbah z ovirami in kovinskimi stenami, ali preprosto tam, kjer je brezžični signal nezaželen zaradi Težave z EMI v krajih, kot so bolnišnice.

• Nižji obratovalni stroški: PLC ponuja poceni rešitev v primerjavi z drugimi obstoječimi tehnologijami, kot so RF brezžični ali vidni svetlobni sistemi (VLC).
• Indoor High Speed: Implementacija PLC in VLC tehnologij, integriranih v zadnjem času, je bila deležna precejšnje raziskovalne pozornosti, kar je omogočilo novo generacijo hitrih notranjih komunikacij za številne aplikacije.

Te prednosti vodijo k večji uporabi omrežij PLC v različnih panogah. A s svojimi prednostmi je tudi nekaj slabosti.

Slabosti

Ima tudi nekaj slabosti, kot so:

• Nizka hitrost prenosa,
• Občutljivost na motnje,
• Nelinearno popačenje in navzkrižna modulacija med kanali,
• Velika velikost in
• Visoka cena kondenzatorjev in induktorjev, ki se uporabljajo v PLC sistemu.

Zaradi teh pomanjkljivosti PLC v nekaterih aplikacijah še vedno ni zaželen.

Aplikacije PLC

PLC se pogosto uporablja v tehnologijah, kot so Smart Grid in mikro pretvorniki. Kmalu bo PLC s tehnologijo seznanil z večjim številom uporabnikov več prilagoditev za aplikacije, kot so razsvetljava (za nadzor semaforjev, zatemnitev LED itd.), Industrijske aplikacije (za nadzor namakanja itd.), Aplikacije stroj-stroj (kot so prodajni avtomati ali hotelska recepcija do sobe), telemetrične aplikacije (npr. naftne ploščadi na morju), transportne aplikacije (na primer za elektroniko v avtomobilih, vlakih in letalih) in še veliko več.

Težave, s katerimi se sooča PLC

Glavna največja težava, s katero se PLC sooča do danes, je ta, da je ožičenje v tehnologiji PLC nezaščiteno in odvijeno, kar pomeni, da bo ožičenje oddajalo velike količine radijske energije, kar bo posledično povzročalo motnje obstoječim uporabnikom isti frekvenčni pas. Poleg tega bodo sistemi BPL (širokopasovni prek daljnovoda) dobili nekaj motenj zaradi radijskih signalov, ki jih oddajajo ožičenja PLC.