Ideja za prijenos podataka preko električne mreže pojavila se prije nekoliko decenija. Još 30-ih godina prošlog stoljeća u Rusiji i Njemačkoj su izvedeni eksperimenti o korištenju dalekovoda za prijenos informacija. Međutim, sve do kraja 1990-ih, tehnologija je našla vrlo ograničenu primjenu. Uglavnom se koristio za opremanje visokonaponskih dalekovoda sa VF komunikacionim kanalima za prijenos kontrolnih informacija za tehničke usluge pri niskoj (2,4 Kbps) brzini.

Poseban interes za mogućnost prenošenja informacija preko elektroenergetske mreže pojavio se razvojem Interneta. Kako bi se općoj populaciji omogućio pristup Internetu, bilo je potrebno povezati mjesta prisutnosti provajdera sa domovima ili uredima kupaca, od kojih većina nema brzi pristupni kanal sličan onom provajdera. Štaviše, za postavljanje takvog kabla svaki klijent će morati da plati znatan iznos. I ako korporativni korisnici često mogu priuštiti povezivanje koristeći skupu tehnologiju, onda je za kućne korisnike, koji su mnogo veći, to apsolutno neprihvatljivo. Stoga su inženjeri dobili zadatak da razviju pristupačnu tehnologiju posljednje milje koja bi pouzdano povezala dobavljača i njegove kupce.

Desetine kompanija su radile u ovom pravcu, ulažući stotine miliona dolara u tehnologije koje se kreću od xDSL-a, koaksijalnih televizijskih kablova, bežičnog radio pristupa do prenosa podataka putem satelita.

Mnoge tehnologije su se bazirale na korištenju postojeće infrastrukture - telefonskih linija, kablovskih televizijskih mreža itd. - za pristup internetu. Međutim, očigledno je da se po rasprostranjenosti i dostupnosti gotove infrastrukture nijedna druga mreža ne može porediti sa elektroenergetskom mrežom. Utičnice za struju postoje u svakom domu, čak iu najudaljenijim krajevima svijeta.

Devedesetih godina bilo je nekoliko istraživački rad o brzom prenosu podataka preko elektroenergetske mreže, pri čemu su uočeni neki problemi: ožičenje karakteriše visok nivo šuma, brzo slabljenje visokofrekventnog signala, promene komunikacionih parametara linije u zavisnosti od struje opterećenje. Vremenom su ove poteškoće prevaziđene. U procesu razvoja naprednijih metoda modulacije signala, stvorene su tehnologije za brzi pristup Internetu pomoću električne mreže.

Pionir u ovoj oblasti bila je britanska kompanija Nor.Web, koja je zajedno sa by United Utilities je razvila tehnologiju Digital Power Line (DPL) koja omogućava prijenos govornih i podatkovnih paketa preko jednostavnih 120/220V električnih mreža.

1997. godine izveden je prvi eksperiment, a dvije godine kasnije tehnologija je testirana u Manchesteru i Milanu. Međutim, rezultati su bili neuspješni i Nor.Web je prekinuo istraživanje. Heterogenost prenosnog medija i nedostatak elementarne baze i zajednički standard dovelo je do toga da tehnologija Digital Powerline nije dobila komercijalnu primjenu.

Nakon DPL-a, pojavila su se rješenja njemačkih kompanija: Bewag je patentirao razvoj telekomunikacija koji omogućava prijenos podataka preko električnih žica, Veba je postigla povećanje brzine prijenosa podataka preko energetskih mreža, ali je izraelska kompanija Main.net (www.mainnet- plc .com). Njegova PLC (Powerline Communications) tehnologija je postala široko rasprostranjena.

PLC oprema omogućava prijenos podataka i glasa (VoIP). Brzina prijenosa podataka može biti od 2 do 10 Mbps.

PLC tehnologija se zasniva na frekvencijskoj podjeli signala, u kojoj se tok podataka velike brzine dijeli na nekoliko tokova niske brzine koji se emituju na odvojenim frekvencijama podnosača i zatim kombinuju u jedan signal.

Glavni cjenovni konkurent „električnog“ pristupa je asimetrična digitalna pretplatnička linija (Asymmetrical Digital Subscriber Lines, ADSL). Istovremeno, treba napomenuti da neuravnoteženi kanali nisu prikladni za rješavanje svih problema, na primjer, nisu prikladni za dinamične online igre gdje je povratni promet prilično velik.

PLC usluge kao što je brzi pristup internetu sada su dostupne u brojnim evropskim zemljama. Na primjer, u Njemačkoj se usluga nudi u nekoliko gradova pod različitim zaštitni znakovi: Vype (www.vype.de); Piper-Net (www.piper-net.de) i PowerKom (www.drewag.de); u Austriji pod brendom Speed-Web (www.linzag.net); u Švedskoj se usluga pruža pod brendom ENkom (www.enkom.nu); u Holandiji pod imenom Digistroom (www.digistroom.nl); u Škotskoj, Broadband (www.hydro.co.uk/broadband).

Tehnologija koja obećava zainteresovala je tako moćne igrače na tržištu telekomunikacija kao što su Motorola, Cisco Systems, Intel, Hewlett-Packard, Panasonic, Sharp, itd. Na primer, Motorola je zajedno sa Phonex Broadband i Sonicblue uspešno testirala metod prenosa muzičkih fajlova preko električnu mrežu. Kako bi se izbjegli negativni faktori konkurencije, nekoliko velikih telekomunikacijskih kompanija udružilo se u alijansu (nazvanu HomePlug Alliance) kako bi zajednički provodili istraživanja i praktična testiranja, kao i usvojili jedinstveni standard za prijenos podataka preko sistema napajanja.

Privlačnost PLC tehnologije za energetske kompanije

Za energetske kompanije, PLC tehnologija je korisna iz sljedećih razloga:

Otvara put ka novim tržištima, jer pretvara električne vodove u mrežu za prijenos podataka;

Omogućava vam da korisnicima ponudite popularne usluge kao što su brzi pristup internetu, telefonija, itd.;

Ne zahtijeva frekvencijski resurs i odgovarajuće licence;

Jeftina oprema pruža nisku početnu investiciju i mogućnost postupnog povećanja kapaciteta;

Omogućava vam da ponudite nove vrste usluga bez značajnih kapitalnih ulaganja, budući da oprema za elektroenergetsku mrežu već ima veliki broj korisnika, razvijenu infrastrukturu za izgradnju sistema korisničke podrške, usluge popravke itd.;

Pruža energetskim i komunalnim preduzećima mogućnost kontinuiranog daljinskog praćenja svih parametara potrošnje električne energije, vode, gasa, toplotne energije i transakcija za plaćanje bilo koje vrste usluge.

Pristup internetu velike brzine

Trošak implementacije tehnologije posljednje milje sastoji se od cijene linearne infrastrukture (otprilike 60-80% ukupne cijene), cijene opreme (20-30%) i troškova projektovanja, pripremnih inženjerskih radova itd. (10-20%). Široka upotreba električnih mreža 0,2-0,4 kV, odsustvo potrebe za skupim kopanjem rovova i probijanjem zidova za polaganje kablova podstiču povećan interes za njih kao medij za prijenos podataka. Primjer brze internet veze je tehnologija švicarske kompanije Ascom, koja je lider u proizvodnji komunikacionih sistema i mreža zasnovanih na PLC tehnologiji. Kompanija nudi end-to-end rješenje gdje električni kablovi zgrade služe kao "posljednja milja" za prijenos podataka, dok električne instalacije unutar zgrade djeluju kao "posljednji inč". Spoljni (Outdoor; Slika 2) i unutrašnji (Indoor; Slika 3) sistemi dozvoljavaju upotrebu istog prenosnog medija i različitih frekvencija nosioca. Za prenos podataka duž dovoda koji snabdevaju zgradu, niske frekvencije, a unutar zgrada - visoka.

Za spoljne aplikacije, Ascom predlaže korišćenje tri nosača sa prosečnom frekvencijom od 2,4; 4,8 i 8,4 MHz. U zavisnosti od udaljenosti prenosa, svaki od nosilaca prenosi podatke brzinom od 0,75 do 1,5 Mbps. Uz malu udaljenost između međuprimopredajne tačke (na primjer, transformatorske podstanice) i zgrade, koriste se sva tri nosača. Time se postiže brzina prijenosa do 4,5 Mbps. Pri minimalnoj brzini prijenosa, bez repetitora, može se preći udaljenost od 200-300 m. Za najveće brzine prijenosa udaljenost je otprilike prepolovljena.

Koncept repetitora omogućava PLC-u da udvostruči pokrivenost spoljašnjih i interne aplikacije. Repetitor prima promet podataka od glavnog uređaja i prosljeđuje ga krajnjim uređajima do kojih ne može doći direktno.

Svake sedmice Ascom proizvodi oko 6.000 PLC adaptera i 2.000 mrežnih uređaja.

Kao primjer Ascom Powerline projekata, jedan od vodećih dobavljača električne energije u Njemačkoj, RWE, omogućava pristup preko RWE PowerNet mreže po nižoj cijeni od televizijskih i kablovskih kompanija. Trenutno, na bazi opreme Ascom Powerline Communications AG, niz projekata je već implementiran u istočnoj Evropi, a pripremaju se pilot projekti za uvođenje PLC-a u Ukrajini i Rusiji.

PLC tehnologije za kućne mreže

Mogućnost prijenosa informacija preko električne mreže omogućava vam da riješite problem ne samo posljednje milje, već i "posljednjeg inča". Činjenica je da je broj žica koje se koriste za povezivanje kućnih računala i druge kućne elektronike već pretjerano porastao: u stanu od 150 metara položeno je do 3 km raznih kablova. A električna mreža je samo idealan medij za prijenos upravljačkih signala između kućanskih aparata koji rade u mreži od 110/220 V. PLC tehnologije za kućne mreže omogućavaju efikasnu implementaciju koncepta pametne kuće, pružajući niz usluga za udaljene nadzor, sigurnost doma, načini upravljanja domom, resursi, itd.

Konkretno, poznata kompanija LG nudi povezivanje svoje potrošačke elektronike putem električne mreže (slika 5):

Internet hladnjak obavlja funkcije kontrole i nadzora digitalne elektronike povezane na mrežu i omogućava pristup Internetu;

Internet mašina za pranje veša kontroliše se preko mreže, omogućava preuzimanje programa za pranje sa Interneta;

Internet mikrovalna pećnica vam omogućava preuzimanje recepta s interneta, daljinsko praćenje interneta;

Internet klima uređaj se kontroliše putem interneta.

Očekuje se da će PLC tehnologija moći dati novi zamah razvoju prijenosa podataka preko dalekovoda i omogućiti direktan pristup globalnoj mreži s gotovo bilo kojeg mjesta u svijetu uz minimalne troškove. Tehnologija do sada nije postala široko rasprostranjena, ali se u bliskoj budućnosti može očekivati ​​da će ozbiljno istisnuti alternativne tehnologije i dovesti do značajnih promjena na tržištu usluga provajdera: do snižavanja cijena pristupa mreži, uključujući cijene za dial-up telefonska linija i veza sa namjenskim linijama.

Ako PLC tehnologija postane široko rasprostranjena, može značajno promijeniti odnos snaga na tržištu pružanja usluga pristupa Internetu i doprinijet će razvoju novih principa za projektovanje energetskih električnih mreža – uzimajući u obzir i energetske i komunikacijske zahtjeve.

Pametne električne mreže su pametne električne mreže budućnosti koje su postale okosnica Smart Grid tehnologije u industriji. Koncept se zasniva na inteligentnoj kontroli sistema napajanja i razmene podataka između opreme preduzeća, što zahteva razvoj novih principa za administraciju energetskih mreža. HARTING-ova ideja: svaki uređaj postaje mrežni pretplatnik, bilo da je povezan na kabl za prenos podataka ili samo na kabl za napajanje.

CJSC HARTING, Moskva

Kao dio upravljanja preduzećem, razvijen je zajednički koncept za razvoj komercijalnih i industrijskih zgrada, koji omogućava postizanje kontinuiranog smanjenja proizvodnih i operativnih troškova i osigurava da je oprema spremna za održavanje. Osnovni cilj je postizanje „zelene“ proizvodnje, kao i povećanje produktivnosti, a samim tim i profitabilnosti čitavog preduzeća smanjenjem troškova energije, povećanjem efikasnosti distribucije energije, optimizacijom vršnih opterećenja ili optimizacijom potrošnje energije korišćenjem softvera, kao i kao korišćenjem savremenog koncepta distribucije energije kao dela sistema upravljanja energetskim resursima preduzeća prema DIN EN 16001. Da bi se postigao ovaj cilj, potreban je jedinstven i univerzalni komunikacioni sistem koji kombinuje mreže za napajanje i prenos podataka. Za velike potrošače električne energije biće kreiran sistem energetskog monitoringa koji će objediniti funkcije upravljanja procesima snabdijevanja električnom energijom, upravljanja potrošnjom energije i pružanja potpunih informacija korisnicima. Kvalitetna komunikacija je osnova efikasnosti. Razmjena podataka između industrijskih uređaja i dalje se smatra samo pomoćnom funkcijom. Međutim, ako industrijski uređaji rade izolovano, izvan komunikacionog sistema, dalji razvoj i povećanje efikasnosti industrijskih procesa je nemoguć. Nedostatak dijagnostike negativno utiče na spremnost opreme za održavanje, a poboljšanje energetske efikasnosti tokom rada opreme nemoguće je bez efikasnog sistema identifikacije potrošača električne energije. Oba zadatka se rješavaju samo kada se koristi mreža za prijenos podataka, koja vam omogućava da "vidite" svaki operativni uređaj i upravljate njime.

Napajanje u industriji i vrste komunikacijskih signala

Rad industrijskih uređaja povezan je s tri vitalne "arterije" - to su dalekovodi, vodovi podataka i vodovi upravljačkih signala. Uređaji velike snage su trajno povezani na 400 V dalekovod, ali je manje od 50% njih sposobno za prijenos i primanje informacija. Da bi se takvi uređaji efikasno upravljali, svaki od njih mora biti integrisan u elektroenergetsku mrežu kao terminalni uređaj.

Otuda i zahtjevi za mreže za napajanje. Kada je uređaj priključen na napajanje, sam uređaj i vrijednost njegove potrošnje energije treba odmah prepoznati, a također treba omogućiti isključivanje opterećenja u skladu sa odabranim algoritmom. Za implementaciju ovih funkcija potreban je kanal s dovoljno uskim propusnim opsegom.

Automatizacija, s druge strane, zahtijeva komunikacijske linije sposobne za prijenos podataka velikom brzinom u realnom vremenu. Na primjer, automatske dijagnostičke optičke linije rade u prilično širokom rasponu frekvencija.

Organizacija vodova za prenos podataka u elektroenergetskoj mreži

U cilju smanjenja troškova instalacije, kao i implementacije osnovnih funkcija upravljanja napajanjem, HARTING se odlučio za prijenos podataka preko energetskih kablova. Međutim, iako su mreže međusobno povezane, one moraju raditi kao što bi funkcionirale mreže organizirane korištenjem zasebnih kablova. Stoga je Ethernet standard odabran kao osnova za elektroenergetsku mrežu, omogućavajući dodavanje novih funkcija u mrežu ovisno o zahtjevima korisnika. Kada je inteligentna kontrola integrisana u tradicionalnu mrežu napajanja, ona postaje smartPowerNet mreža. U ovom slučaju, umreženi uređaji dolaze u igru ​​jer određuju topologiju mreže koju zahtijeva industrija. Stoga elementi smartPowerNet mreže čine osnovu mrežne strukture: HARTING je naučio u skladu s tim i postao je prva kompanija koja je razvila uređaje za energetske mreže sa komunikacijom podataka.

Korištenje standardnog Etherneta

Ethernet mrežom se upravlja putem upravljanih mrežnih komponenti.

Sasvim je logično da smartPowerNet mrežni uređaji mogu preuzeti funkcije upravljanih prekidača. Jedna od glavnih funkcija upravljanja mrežom je vizualizacija topologije i krajnjih uređaja povezanih na mrežu. Ako je za mrežnu mrežu podataka odabran Ethernet standard, topologija mreže podataka slijedi topologiju mreže, budući da se isti kabel koristi za prijenos podataka i energije. Stoga se standardne Ethernet funkcije mogu koristiti za administriranje tako složene mreže, a izbor je prilično širok. Na osnovu ovog koncepta moguće je kreirati univerzalno rješenje. Sistem je otvoren i skalabilan, jer povezivanje dodatnih komunikacionih linija proširuje frekventni opseg sistema bez nametanja ikakvih ograničenja kompatibilnosti.

Funkcije upravljanja mrežom od kraja do kraja

AT ovog trenutka Potražnja su za rješenjima koja podržavaju topologije koje koriste različite kombinacije podatkovnih i energetskih vodova i omogućavaju prijenos podataka o potrošnji energije, na primjer, u kontrolnu sobu, bez polaganja dodatnih kablova za prenos podataka, kao i za kontinuirano praćenje statusa uređaja. sistem bez instalacije i konfiguracije dodatnim uređajima. U takvoj mreži veoma je važna funkcija automatskog prepoznavanja topologije mreže u trenutku prvog uključivanja i tokom rada mreže, kao i prikaz podataka o sistemu distribucije električne energije. Uređaji koji distribuiraju i troše električnu energiju prepoznaju se kada se mreža uključi i prikazuju na displeju industrijskog računara ili glavne upravljačke radne stanice, zajedno sa trenutnom potrošnjom energije. Integracija sistema za upravljanje opterećenjem omogućava vam da izbegnete preopterećenja, sistem se aktivira kada se prekorače vršne vrednosti unapred podešene za opterećenje. Stoga je preporučljivo unaprijed odrediti potrošače koji se mogu sigurno isključiti u slučaju općeg preopterećenja mreže.

Monitoring zdravlja sistema

Funkcija praćenja stanja opterećenja u elektrodistributivnom sistemu, kao i opterećenja priključenog na mašinu ili drugu opremu, zasniva se na redovnom očitavanju i naknadnoj analizi relevantnih podataka. Služi da se osigura sigurnost i efikasnost sistema. Osim mjerenja signala na izlazima T-e, kontinuirano se prati stanje cijele distribucijske mreže i svakog pojedinačnog SmartPowerNet elementa.

Svaka promjena mrežnih parametara i metrike performansi se evidentira i analizira. Tako se, na primjer, kvarovi kao što su padovi napona, prekidi kablova ili neispravne veze mogu odmah identificirati prije nego što cijeli sistem otkaže.

Rice. Primena tehnologije "Smart Grid" u industriji značajno će povećati efikasnost

potrošnja energije

Za smanjenje troškova energije potrebni su vam podaci o svim potrošačima. Da biste to učinili, svaki element SmartPowerNet mreže, svaki razvodni uređaj ili upravljački ormar ima ugrađeno integrirano kolo za mjerenje koje čita i upisuje podatke koji se koriste za izračunavanje potrošnje energije. Najjednostavniji način za smanjenje potrošnje energije je isključivanje potrošača. Standardni ulazi/izlazi upravljanih razvodnih uređaja omogućavaju gašenje dodatni uređaji korištenje PLC-a bez korištenja dodatnih mrežnih protokola.

Prikaz podataka

Svi rezultati merenja se obrađuju na industrijskom računaru. SmartPowerNet mrežni podaci se čitaju preko standardnih komunikacionih interfejsa, zatim obrađuju i arhiviraju.

Značajna odstupanja rezultata merenja od normalnih vrednosti se registruju, analiziraju, snimaju i prikazuju na industrijskom računaru ili u kontrolnoj sobi prema stepenu važnosti. Na primjer, izračunava se energija koju troši cijeli sistem ili svaki izlazni krug. Vrijednost potrošene električne energije se prikazuje u odnosu na nominalnu vrijednost i izdaje se upozorenje o preopterećenju. Također je moguće grafički analizirati potrošnju električne energije i izraditi rasporede potrošnje energije za dovoljno dug period.

Komunikacione tehnologije u elektroenergetskoj mreži (Power Linijska komunikacija, PLC) se aktivno razvijaju i postaju sve popularniji u cijelom svijetu. I Rusija nije izuzetak. Koriste se u automatizaciji tehnoloških procesa, organizaciji sistema video nadzora, pa čak i za upravljanje "pametnim" domom.

Istraživanja u oblasti prijenosa podataka putem elektroenergetske mreže traju već duže vrijeme. U prošlosti su upotrebu PLC-a ometale niske brzine prenosa podataka i nedovoljna otpornost na smetnje. Razvoj mikroelektronike i stvaranje modernih, a što je najvažnije efikasnijih procesora (čipseta), omogućili su korištenje složenih modulacijskih metoda za obradu signala, što je omogućilo značajan napredak u implementaciji PLC-a. Međutim, samo je nekoliko stručnjaka još uvijek svjesno stvarnih mogućnosti komunikacijske tehnologije preko električne mreže.

PLC tehnologija koristi električne mreže za prijenos podataka velikom brzinom i temelji se na istim principima kao ADSL, koji se koristi za prijenos podataka u telefonska mreža. Princip rada je sljedeći: visokofrekventni signal (od 1 do 30 MHz) se superponira na konvencionalni električni signal (50 Hz) koristeći različite modulacije, a sam signal se prenosi električnim žicama. Oprema može primiti i obraditi takav signal na značajnoj udaljenosti - do 200 m. Prijenos podataka može se vršiti i preko širokopojasnih (BPL) i uskopojasnih (NPL) dalekovoda. Samo u prvom slučaju prijenos podataka će ići brzinom do 1000 Mbps, au drugom će biti mnogo sporiji - samo do 1 Mbps.

Na ograničenju brzine?

Danas su korisnicima dostupne PLC tehnologije treće generacije. Ako je 2005. godine, pojavom HomePlug AV standarda, brzina prijenosa podataka porasla sa 14 na 200 Mbps (ovo je dovoljno za pružanje tzv. "Triple Play" usluga, kada je korisnicima istovremeno omogućen brzi pristup internetu , kablovsku TV i telefonske komunikacije), tada najnovija generacija PLC-a već koristi dvostruki fizički sloj za prijenos podataka - Dual Physical Layer. Zajedno sa FFT OFDM koristi se Wavelet OFDM modulacija, odnosno ortogonalno frekvencijsko odvojeno multipleksiranje, ali korištenjem talasa. To vam omogućava da povećate brzinu prijenosa podataka nekoliko puta - do 1000 Mbps.

Međutim, važno je shvatiti da je riječ o fizičkoj brzini. Stvarna brzina prijenosa podataka ovisi o mnogim faktorima i može biti mnogo puta manja. Kvaliteta električnog ožičenja u kući, uvijanje u liniji, njegova heterogenost (na primjer, u aluminijskom ožičenju, slabljenje signala je jače nego u bakru, što smanjuje komunikacijski raspon za oko pola) - sve to ima destruktivni učinak na fizičku brzinu i kvalitet prijenosa podataka. Takođe PLC - svi adapteri moraju biti na istoj fazi u električnoj mreži, ne bi trebalo da postoji galvanska izolacija između adaptera (transformatori, UPS), piloti, filteri i RCD smanjuju brzinu prenosa podataka. Izuzetak su QPLA-200 v.2 i QPLA-200 v.2P, jer Karakteristika ovih adaptera je jedinstvena Clear Path tehnologija. Koristeći Clear Path tehnologiju, moguće je kreirati mrežu čak i kada su PLC uređaji povezani na različite faze, tj. ova tehnologija dinamički bira manje bučne kanale za prenos informacija, čime se povećava brzina prenosa podataka. U jednoj PLC mreži može biti do 8 uređaja.

Govoreći o PLC tehnologiji, uobičajeno je da se za brzinu uzima poludupleks ili jednosmjerna brzina. Odnosno, ako je naznačena brzina 200 Mbps, onda će stvarna biti 70-80 Mbps. AT pravi zivot fizička brzina sa velikim povjerenjem može se podijeliti na pola, i proporcionalno smanjiti za 10% pri povezivanju svakog moćnog kućnog uređaja - pegle, čajnika, klima uređaja, frižidera itd.

U normalnim kućnim uslovima, signal se može prenositi putem žica pomoću PLC-a na udaljenosti od oko 200 m. Na primjer, kuća površine 200 kvadratnih metara. m može se pokriti bez problema. Kvaliteta komunikacije u ovom slučaju ovisit će o kvaliteti električne mreže. Običan zaštitnik od prenapona, koji se često ugrađuje u produžni kabel, neprekidno napajanje ili transformator, može postati prepreka prolasku signala. Također treba imati na umu da je distribucija mreže kroz ožičenje ograničena na električnu ploču s osiguračima. Dakle, stvaranje mreže, na primjer, sa sustanarom neće raditi. Wi-Fi je bolji za ovo.

PLC prednosti i mane

PLC tehnologije svakako zaslužuju pažnju, ali uz prednosti imaju i očigledne nedostatke. Ali prvo stvari. PLC pomaže u uspostavljanju visokokvalitetnog pružanja Triple Play usluga, ne zahtijeva polaganje žica za prijenos podataka, a samim tim i dodatne troškove. Brza instalacija i mogućnost povezivanja sa postojećim mrežama takođe su u prilog PLC-u. Osim toga, PLC mreža se može lako demontirati i konfigurirati, na primjer, kada se ured preseli u drugu zgradu. Takva mreža je lako skalabilna - možete organizirati gotovo bilo koju topologiju uz minimalne troškove (ovisno o broju dodatnih PLC adaptera). U teškim uslovima (armirano-betonske konstrukcije, visoki nivo elektromagnetne smetnje) za razliku od bežičnih Wi-Fi tehnologije, WiMAX i LTE PLC mreža će raditi bez prekida. Istovremeno, korišćenjem najsavremenijih algoritama za šifrovanje, obezbeđen je i siguran prenos podataka preko mreže.

PLC ima manje nedostataka, ali je vrijedno znati o njima. Prvo, propusni opseg mreže putem električnih instalacija podijeljen je na sve njene sudionike. Na primjer, ako dva para adaptera aktivno razmjenjuju informacije u jednoj PLC mreži, tada će tečaj za svaki par biti približno 50% ukupne propusnosti. Drugo, na stabilnost i brzinu PLC-a utiče kvalitet električnog ožičenja (na primjer, bakreni i aluminijski provodnici). I treće, PLC ne radi mrežni filteri i izvori neprekidnog napajanja koji nisu opremljeni namenskim utičnicama za PLC Ready.

Primena PLC-a u praksi

Danas PLC nalazi široku praktičnu primenu. Zbog činjenice da tehnologija koristi postojeću elektroenergetsku mrežu, može se koristiti u automatizaciji procesa za povezivanje jedinica automatizacije putem električnih žica (na primjer, gradskih brojila električne energije).

Često se PLC-ovi koriste za kreiranje sistema video nadzora ili lokalne mreže u malim kancelarijama (SOHO), gde su glavni zahtevi za mrežu jednostavnost implementacije, mobilnost uređaja i laka skalabilnost. Istovremeno, cijela uredska mreža i njeni pojedinačni segmenti mogu se izgraditi pomoću PLC adaptera. Često je potrebno uključiti u već postojeću kancelarijsku mrežu udaljeni računar ili mrežni štampač koji se nalazi u drugoj prostoriji ili čak na drugom kraju zgrade - uz pomoć PLC adaptera ovaj problem se može rešiti za nekoliko minuta.

Osim toga, PLC tehnologija otvara nove mogućnosti za implementaciju ideje "pametne" kuće, u kojoj bi sva potrošačka elektronika trebala biti povezana u jedan informaciona mreža uz priliku centralizovana kontrola.

Čudno, još uvijek postoje oni koji nisu ravnodušni prema ideji prijenosa podataka preko električnih instalacija. Da, ima dosta ljudi u svijetu koji su se susreli s ovim fenomenom licem u lice, neko će se možda tek upoznati sa tehnologijama koje otvaraju takve mogućnosti, nekome je ovo već uspješno ili neuspješno iskustvo, a nekome je to bio jučerašnji dan.

Dakle, PLC. Nažalost, na mreži nema toliko informacija koliko o istom Ethernetu ili Wi-Fi-ju. Ovim člankom pokušat ću odgovoriti na najpopularnija pitanja koja su me nekada zanimala. PLC (Power Line Communication) je komunikaciona mreža čiji je transport uobičajeno električno ožičenje stana, ureda ili poduzeća. Mreže ove vrste mogu se koristiti za prijenos podataka i glasa. Električni kabl bukvalno okružuje savremeni čovek. Nalazi se u kućama, kancelarijama i preduzećima, na javnim mestima. I to nije iznenađujuće, jer su žice jedino sredstvo za isporuku električne struje potrošaču. Često je za elektrificirane objekte prikladan ne jedan, već nekoliko kablova za napajanje. To je zbog upotrebe nekoliko električnih faza ili dodatnih vodova.

Podrazumijeva se da se o korištenju električnog kabela kao sredstva komunikacije dugo razmišljalo. Sa ovom idejom, povezivanje na mrežu bi se svelo na povezivanje adapterskog utikača u utičnicu. Kao rezultat toga, razvijena je nova specifikacija, koja je bila zasnovana na razvoju PLC-a i DPL-a (Digital PowerLine) koji su ranije sprovedeni. Nastao je naporima grupe kompanija kao što su Siemens, Nortel, Motorola, itd., koje su formirale HomePlug Powerline Alliance. Pojavom HomePlug 1.0 standarda, a potom i HomePlug AV PLC-a, uređaji u BPL modu (Broadband over Power Lines - širokopojasni prijenos preko električnih vodova) postali su u stanju razmjenjivati ​​podatke brzinom do 200Mb/s.

Gdje možete koristiti komunikacijsku tehnologiju Power Line? Kada se pravilno koristi, gotovo svugdje, ali uglavnom, ova tehnologija se koristi za organiziranje lokalne mreže kod kuće i ureda, kao i pristupne tehnologije na razini provajdera. Prednosti ove tehnologije uključuju laku skalabilnost mreže, mogućnost implementacije sistema " smart House"(kao Z-Wave tehnologija :)), odsustvo dodatnih rupa u zidu i kablu u stanu/kući.

Priča

U zoru razvoja električnih mreža postavilo se pitanje organiziranja razmjene dispečerskih informacija između energetskih čvorova. Najracionalnije je bilo korištenje postojećih dalekovoda, a ne izgradnja zasebnih telegrafskih vodova. Već početkom 20. vijeka u Sjedinjenim Državama, DC dalekovodi su korišteni za razmjenu telegrafskih informacija. Razvojem radio komunikacija postalo je moguće koristiti mreže u iste svrhe. naizmjenična struja.

Trenutno se razmjena dispečerskih informacija putem dalekovoda široko koristi kao jedan od glavnih vidova komunikacije. Primopredajnik je povezan na strujnu liniju preko priključnog filtera formiranog od kondenzatora malog kapaciteta (2200 - 6800 pikofarada) i visokofrekventnog transformatora (autotransformatora). Takav sistem omogućava prenos i glasovnih informacija i podataka telemetrije i daljinske kontrole. Ideja PLC tehnologije je korištenje električnih vodova za brzu razmjenu informacija.

Kako se pokazalo tokom razvoja i kasnijeg rada, usko grlo tehnologije bila je slaba otpornost na buku i niska brzina prijenosa podataka. U martu 2000. godine, HomePlug Powerline Alliance formirana je kao rezultat spajanja nekoliko velikih telekomunikacionih kompanija, organizovanih da zajednički istražuju, razvijaju i testiraju, pored toga, odlučeno je da se usvoji jedinstveni standard za prenos podataka preko elektroenergetskih sistema. Inače, u ovom trenutku HomePlug Powerline Alliance uključuje više od stotinu organizacija.

PowerLine prototip je Intellonova PowerPacket tehnologija, koja je činila osnovu jedinstvenog HomePlug1.0 standarda (usvojenog od strane HomePlug alijanse 26. juna 2001.), koji je definisao brzinu prenosa podataka do 14 Mb/s. Međutim, na ovog trenutka HomePlug AV standard je podigao brzinu prenosa podataka na 200 Mbps. A novi G.hn standard će proširiti propusni opseg na 1 Gbps u narednoj godini.

Vrijedi napomenuti da HomePlug nije jedini paket postojećih specifikacija. Osim HomePlug postoje i drugi - ovo je širokopojasna tehnologija koju podržava međunarodna asocijacija UPA(Universal Powerline Association), kao i istoimena tehnologija koju su razvile brojne uticajne japanske kompanije koje su se ujedinile u savez HD-PLC(High-Definition Powerline Communications). U Evropi, alijansa je doprinijela razvoju PLC tehnologije OPERA(OpenPLC European Research Alliance). Ukratko ću govoriti o njima.

OPERA

OPERA je osnovana od strane evropskih proizvodnih kompanija i univerziteta 2004. godine. Alijansa ima preko 40 članova. Cilj je bio istraživanje i razvoj u oblasti integrisanih PLC mreža za organizovanje širokopojasnog pristupa.

2006. godine završen je prvi projekat alijanse. Završetak je rezultirao izdavanjem prve verzije standarda, koju su mnogi proizvođači PLC opreme požurili da koriste. Druga faza projekta započela je u januaru 2007. i završila se u decembru 2008. Cilj projekta je bio da se razviju specifikacije koje omogućavaju rad širokopojasnih sistema koristeći postojeće električne instalacije kao fizički medij. Otuda i drugi naziv - BPL (Broadband over Power Line).

BPL tehnologija omogućava brzi prenos podataka (striming video, IP-telefonija, itd.), kao i organizaciju kućnih lokalnih mreža. Učesnici druge faze projekta bili su vodeći evropski univerziteti Švajcarski federalni institut za tehnologiju (Švajcarska), Univerzitet u Drezdenu i Univerzitet u Karlsrueu (Nemačka) i drugi, velike tehnološke kompanije-programeri DS2 (Španija) i CTI ( Švajcarska), kao i evropski PLC operateri EDEV-CPL (Francuska), ONI (Portugal), PPC (Nemačka), komunalna preduzeća i OEM - ukupno 26 učesnika. Specifikacije koje je predložila alijansa zasnovane su na tehnologiji koju je razvila španska kompanija DS2, koja je prva uvela komercijalne PLC modemske čipove koji obezbeđuju protok komunikacionog kanala na fizičkom nivou do 200 Mbps. Ovo omogućava prijenos podataka u frekvencijskom opsegu od 10, 20 ili 30 MHz. Metoda modulacije je OFDM, broj podnosača je 1536. Za modulaciju podnosača koristi se ADPSK (Amplitude Differential Phase Shift Keying) modulacija, koja omogućava prijenos do 10 bitova po podnosiocu. Teoretski dostižna brzina podataka je 205 Mbps.

UPA

UPA je osnovana 2004. Uključuje vodeće proizvođače elektronske opreme i istraživačke centre: Analog Devices, Ambient, Buffalo, Comtrend, Corinex, D-Link, NETGEAR, Korea Electrotechnology Research Institute, Toshiba, itd. Svrha udruženja je bila da razviti standarde i propise koji definišu različite aspekte procesa prenosa podataka kako bi se ubrzao razvoj PLC tržišta i promovisanje sistema prenosa podataka preko elektroenergetskih mreža na nivou vlade i preduzeća. Jedan aspekt UPA-e sertifikacije je koegzistencija opreme različitih standarda koristeći isti fizički medij za prijenos, odnosno, na primjer, istovremena upotreba iste električne mreže za prijenos tokova podataka u skladu sa standardima HomePlug i OPERA. Udruženje UPA podržava glavne specifikacije koje je predložila Alijansa OPERA.

HD-PLC

HD-PLC je osnovala japanska korporacija Panasonic Corporation, koja je uključivala kompanije kao što su AOpen, Advanced Communications Networks, Icron Technologies Corporation, I-O DATA DEVICE, Analog Devices, APTEL, Audiovox Accessories Corporation, Buffalo, OKI, Kawasaki Microelectronics, OMURON NOHGATA Murata i drugi Panasonic-ova HD-PLC širokopojasna tehnologija dizajnirana je za brzi prijenos i prijem podataka preko električne mreže i podržana je od strane CEPCA (Consumer Electronics Powerline Communication Alliance).

Ovaj savez su 2005. godine formirale uticajne japanske korporacije Panasonic, Sony, Toshiba, Mitsubishi, Sanyo i Yamaha. Jedna od aktivnosti CEPCA-e je udruživanje napora za razvoj tehnologije kompatibilne sa različitim standardima, koja će potencijalno omogućiti povezivanje mreža za prijenos multimedijalnih podataka unutar stana ili zgrade. Konkurenti HD-PLC tehnologiji su tehnologije koje promoviraju HomePlug i UPA asocijacije. Posebnost HD-PLC tehnologije je predložena metoda za sintezu OFDM signala. Za razliku od metode formiranja OFDM signala korištenjem inverzne brze Fourierove transformacije (FFT) usvojene, na primjer, u HomePlug AV tehnologiji, autori su predložili korištenje Wavelet transformacije u HD-PLC tehnologiji. Wavelet OFDM je tehnologija širokopojasnog prijenosa podataka pomoću električne mreže, koju karakterizira visoka spektralna efikasnost. Ova tehnologija koristi Wavelet transformaciju za sintetizaciju OFDM signala. Teoretski dostižna brzina prijenosa podataka je 210 Mbps.

Članovi

Treba shvatiti da su svi navedeni savezi i udruženja svojevrsni "interesni klubovi", čije jezgro čini nekoliko glavni proizvođači integrirana kola za komercijalne svrhe. Na periferiji su proizvođači modema i druge opreme. Tako su formirane "neprofitne" organizacije da bi razvile i promovirale standard "nezavisan od proizvođača".

Jezgro Homeplug Powerline alijanse su Cisco, Intel, LG, Motorola, Texas Instruments. Oni su saveznici Intellona, ​​što odražava američki pravac razvoja ove tehnologije. Evropski pravac određuje kompanija DS2 uz podršku Evropske unije u okviru projekta OPERA. Više od dvadesetak DS2 partnerskih kompanija ujedinilo se u udruženje UPA, koje uključuje Buffalo, Corinex, D-Link, Intersil, Netgear, Toshiba i druge kompanije. Panasonic Corporation u svom razvoju pridržava se specifikacija industrijske alijanse CEPCA. Istim standardom se rukovode i kompanije kao što su Hitachi, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sanyo, Sony itd. Institut inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE) i Međunarodna unija za telekomunikacije i standardizaciju (ITU) nesumnjivo spadaju u broj uticajne međunarodne organizacije za standardizaciju. ). Ove organizacije uključuju predstavnike vodećih kompanija iz mnogih zemalja svijeta.

U decembru 2008. godine, Institut za standardizaciju ITU-T usvojio je međunarodni standard za brzi prenos podataka preko dalekovoda, telefonskih i koaksijalnih kablova. novi standard ITU-T (G.9960), također nazvan G.hn, je paket specifikacija veza podataka i fizičkog sloja koji objedinjuje princip izgradnje žičanih kućnih mreža. Krajem 2008. godine prvi put se pojavio međunarodni standard koji omogućava puno korištenje potencijala žičanih mreža koje kao fizički medij za prijenos podataka koriste električne vodove, koaksijalne ili telefonske kablove. Interoperabilnost svih mreža zasnovanih na G.hn-u nadgleda Home Grid Forum, neprofitna organizacija čiji je suosnivač DS2.

Krajem 2008. DS2 je najavio svoju namjeru da razvije PLC modemski čip kompatibilan sa G.hn, UPA i OPERA specifikacijama. U julu 2005. IEEE je najavio stvaranje radna grupa, koji će pripremiti standard Broadband PowerLine. Predmet istraživanja bile su konkurentne i nekompatibilne specifikacije za korištenje električnih mreža za prijenos podataka velike brzine. Specifikacije su dostavili HomePlug Powerline Alliance, Panasonic Corporation i DS2.

Kao rezultat toga, odobren je prvi nacrt standarda: IEEE P1901 Nacrt standarda za širokopojasne mreže preko dalekovoda: Medium Access Control i Physical Layer Specifikacije. Nacrt standarda predviđa mogućnost korištenja dvije nekompatibilne metode modulacije (FFT OFDM i Wavelet OFDM) na fizičkom sloju. Osim toga, dozvoljena je mogućnost korištenja dvije nekompatibilne metode direktne korekcije grešaka.

Jedan od njih je baziran na konvolucionim turbo kodovima, drugi koristi LDPC kodove - kodove sa niskom gustinom provjere parnosti. Trenutno se turbo kodovi koriste u satelitskim i mobilnim komunikacijskim sistemima, bežičnom širokopojasnom pristupu i digitalna televizija. U nacrtu standarda nema referenci na upotrebu tehnologije koju je predložio DS2, a dvije verzije PHY uzete kao osnova značajno se razlikuju jedna od druge. Kao rezultat, oprema različite vrste modulacija ne može komunicirati na istoj mreži, iako će biti u skladu sa IEEE P1901 standardom. Prilikom pisanja korišteni su materijali sa ove stranice.

U teoriji

Osnova PowerLine tehnologije je korištenje frekvencijske podjele signala, u kojoj se brzi tok podataka raščlanjava na nekoliko tokova relativno male brzine, od kojih se svaki prenosi na zasebnoj frekvenciji podnosača, a zatim se kombinuju u jedan signal.

Sa frekvencijskim multipleksiranjem (FDM - Frequency-Division Multiplexing), raspoloživi spektar se troši neefikasno. To je zbog prisutnosti zaštitnih intervala (Guard Band) između podnosaca. Prisustvo zaštitnih intervala je neophodno da bi se sprečio međusobni uticaj signala.

Stoga se koristi ortogonalno multipleksiranje s podjelom frekvencije (OFDM). Ideja je da se centri podnosača postave tako da se vrh svakog narednog signala poklopi sa nultom vrednošću prethodnog. Kao što se može vidjeti, raspoloživi propusni opseg se efikasnije koristi kada se koristi OFDM.

Prije nego što se kombinuju u jedan signal, pojedinačni podnosioci prolaze faznu modulaciju - svaki sa svojim vlastitim nizom bitova.

Zatim dolazi na red PowerPacket engine, u kojem su podnosioci sastavljeni u jedan informacioni paket (OFDM-simbol). PowerLine tehnologija koristi 1536 podnosećih frekvencija sa 84 najbolje frekvencije u opsegu 2-32 MHz. Svaka tehnologija prijenosa podataka mora se prilagoditi fizičkom okruženju, što znači da joj je potrebno sredstvo za otkrivanje i eliminaciju grešaka i sukoba. PLC nije izuzetak. Prilikom prijenosa signala preko kućne mreže može doći do velikih slabljenja na određenim frekvencijama, što će dovesti do gubitka podataka. Powerline tehnologija omogućava posebna metoda Rješenje ovog problema je dinamičko isključivanje i uključivanje signala koji prenose podatke. Suština metode je u stalnom praćenju kanala kako bi se identifikovao dio spektra sa prekoračenim maksimalnim pragom slabljenja. Ako se otkrije takva sekcija, prijenos podataka u problematičnom frekventnom opsegu se zaustavlja dok se ne vrati prihvatljiva vrijednost slabljenja.

Snaga PowerLine tehnologije, koja leži u korišćenju širokog spektra frekvencija, takođe je njena slaba tačka. U raznim zemljama, spektar zabranjenih frekvencija za upotrebu je strogo regulisan. Prilikom rada, PLC uređaj je u mogućnosti da "utiša" radio prijem u korištenom spektru. Radio-amateri su itekako svjesni ovog problema. Stoga, upotreba OFDM-a i širokog propusnog opsega daje PowerLine tehnologiji fleksibilnost za korištenje u različitim okruženjima. Tehnički, ovo se implementira postavljanjem tzv. Signal Mode i Power Mask na uređajima (koji pružaju odgovarajuću mogućnost). Signal Mode je softverska metoda za određivanje opsega radne frekvencije. Power Mask je softverska metoda za ograničavanje spektra korištenih frekvencija. Zbog toga, PowerLine uređaji mogu lako koegzistirati u istom fizičkom okruženju i ne ometaju frekvencijske opsege koje koriste radio amateri.

Drugi značajan problem, sada za same PLC uređaje, je impulsna buka čiji izvori mogu biti razni punjači, halogene lampe, uključivanje i isključivanje raznih električnih uređaja.

Složenost situacije leži u činjenici da, korištenjem gornje metode, PLC uređaj nema vremena da se prilagodi uvjetima koji se brzo mijenjaju, jer njihovo trajanje može biti jednako jednoj mikrosekundi ili manje. Da bi se riješio ovaj problem, koristi se kaskadno kodiranje tokova bitova prije modulacije i naknadnog prijenosa u mrežu. Suština kodiranja za ispravljanje grešaka je dodavanje redundantnih bitova u izvorni tok informacija, koje koristi dekoder na prijemnoj strani za otkrivanje i ispravljanje grešaka. Kaskadno postavljanje blok Reed-Solomon koda i jednostavnog konvolucionog koda dekodiranog pomoću Viterbi algoritma omogućava ispravljanje ne samo pojedinačnih grešaka, već i nizova grešaka, što značajno povećava integritet prenesenih podataka.

Osim toga, kodiranje s ispravljanjem grešaka povećava sigurnost prenesenih informacija u zajedničkom prijenosnom mediju. Budući da je mreža za napajanje domaćinstva odabrana kao medij za prijenos podataka, više uređaja može započeti prijenos odjednom. CSMA/CA metoda se koristi za rješavanje kolizija. Zahvaljujući dodavanju polja prioriteta okvirima podataka koji se prenose u PowerLine mrežama, postalo je moguće prenositi glas i video preko IP-a.

Na praksi

HomePlug 1.0

Prva "električna" specifikacija HomePlug standarda razvijena je i usvojena nakon godinu dana rada alijanse - sredinom 2001. godine. Ova specifikacija opisuje sljedeća pravila za rad lokalne mreže:

• "sabirnica" se koristi kao topologija mreže;
• maksimalna brzina prenosa podataka je 14 Mbps;
• maksimalni prečnik mreže je 100 m (u praksi udaljenost može biti veća od 1000 m, ali sa nižom brzinom prenosa podataka);
• dozvoljena je upotreba repetitora, što omogućava povećanje udaljenosti prijenosa podataka do 10.000 m;
• adaptivni mehanizmi se koriste za promjenu frekvencije ili onemogućavanje određenih kanala kada se otkriju jake smetnje;
• QoS (Quality of Service) usluga se primjenjuje sa četiri nivoa kvaliteta isporuke;
• podaci se šifriraju korištenjem DES metode sa 56-bitnim ključem za šifriranje.

Nakon kratkog vremenskog perioda, pojavila se nezvanična verzija HomePlug 1.0, označena Turbo, čije su tehničke karakteristike ponavljale one HomePlug 1.0 sa jedinom, ali značajnom razlikom: brzina prenosa podataka je povećana na 85 Mbps.

HomePlug AV

Usvajanje HomePlug AV specifikacije 2005. godine bila je značajna prekretnica jer je omogućila korištenje standarda za velike tokove podataka kao što je HDTV video streaming. Ako detaljno analizirate ovu specifikaciju, primijetit ćete da su tokom njenog razvoja revidirani mnogi pristupi koji su korišteni u razvoju HomePlug 1.0 i HomePlug 1.0 Turbo specifikacija. HomePlug AV specifikacija ima sljedeće karakteristike:

• maksimalna brzina prenosa podataka je 200 Mbps;
• prijenos podataka se vrši u frekvencijskim opsezima 2-28 MHz i 4-32 MHz;
• Koristi se CSMA/CA metoda pristupa medijima;
• Primijenjena je usluga QoS (Quality of Service);
• enkripcija podataka koristi AES tehnologiju sa 128-bitnim ključem za šifriranje.

Trenutno se velika većina krajnjih priključaka izvodi polaganjem kabla od brze linije do stana ili ureda korisnika. Ovo je najjeftinije i najpouzdanije rješenje, ali ako kabliranje nije moguće, onda možete koristiti elektroenergetski komunikacijski sistem dostupan u svakoj zgradi. Istovremeno, svaka električna utičnica u zgradi može postati Internet pristupna tačka. Korisniku je potreban samo PowerLine modem za komunikaciju sa sličnim uređajem koji je u pravilu instaliran u električnoj kontrolnoj sobi zgrade i povezan na kanal velike brzine.

Takođe, PLC savršeno rješenje zadnja milja u vikend naseljima i u niskim zgradama, zbog činjenice da organizacija alternativnih komunikacijskih kanala košta 4 ili više puta više od gotovih električnih instalacija.

PowerLine tehnologija se može koristiti za kreiranje lokalne mreže u malim kancelarijama (do 10 računara), gde su glavni zahtevi za mrežu jednostavnost implementacije, mobilnost uređaja i laka proširivost. Istovremeno, cijela uredska mreža i njeni pojedinačni segmenti mogu se izgraditi pomoću PowerLine adaptera. Često postoji situacija kada je potrebno već uključiti postojeća mreža udaljeni računar ili mrežni štampač koji se nalazi u drugoj prostoriji ili na drugom kraju zgrade. Ovaj problem se lako rješava uz pomoć PowerLine adaptera.

PowerLine tehnologija može se koristiti za implementaciju ideje "pametne kuće", gdje je sva potrošačka elektronika povezana u jedinstvenu informacijsku mrežu s mogućnošću centraliziranog upravljanja. Zbog činjenice da PLC koristi gotove komunikacije, PowerLine tehnologija se može koristiti u automatizaciji procesa, povezujući jedinice automatizacije putem električnih žica ili drugih vrsta žica. Zbog činjenice da PLC može da radi na različitim žicama (ne nužno električnim), postaje moguća upotreba tehnologije u sigurnosnim protivpožarnim sistemima, kao i za organizovanje sistema video nadzora.

Postoje i negativne strane: na primjer, potreba za povezivanjem svih LAN adaptera na jednu fazu. Oni također uključuju nedostatak topologije "sabirnice" - brzina se dijeli između svih uređaja u mreži.

Navest ću primjer implementacije tehnologije u mreži internet provajdera. Postoje različite opcije za implementaciju tehnologije.

Govoriću o jednom, možda najjednostavnijem. Povezivanje na Ethernet prekidače nije neobično. PLC kontroler je ugrađen u kutiju zajedno sa prekidačem u kući. Oni su međusobno povezani standardnim patch kablom u 100 Mb/s FastEthernet portovima. Kutija, ovisno o modelu PLC kontrolera ili Head End-a (u daljem tekstu HE), može izgledati drugačije.

PLC signal se prenosi preko koaksijalnog kabla, koji je, s jedne strane, spojen na NOT, s druge na razdjelnik. Razdjelnik je vrsta adaptera koji se koristi za povezivanje više NOT-ova u kući. Takva potreba može nastati kod velikog broja veza ili kod visokih zahtjeva za propusnim opsegom komunikacionog kanala.

U slučaju korištenja nekoliko, NE proizvodi se postavke napajanja Maska sa izborom moda signala. Ova radnja je neophodna da se nedvosmisleno odredi stvarni NOT za određeni CPE klijenta. U suprotnom će nastati situacija sa CPE prebacivanjem između HE, a samim tim i ponovnom autorizacijom nakon svakog prebacivanja.

Broj prekidača je određen stabilnošću veze između HE i CPE. Sa postavkom Signal Mode, neće raditi puno, postoji samo nekoliko opcija, ali Power Mask se može konfigurirati prilično fleksibilno. Inženjer ima na raspolaganju 256-bitno polje podataka u okviru kojeg je moguće dozvoliti ili zabraniti rad u određenom frekvencijskom spektru. U ovoj fazi imamo dvije nezavisne mreže: električnu mrežu i mrežu podataka. Kako dobiti mrežu sposobnu za prijenos podataka putem željenog medija? Ovdje ne možete bez uređaja koji "sipa" PLC signal u električne žice. Takav uređaj je injektor ili, kako ga još nazivaju, spojnica, a proces "infuzije" je ubrizgavanje.

Za povezivanje koaksijalnih kablova koriste se posebni konektori.

Možete injektirati pomoću feritnih prstenova. Da, oni mogu biti ne samo filteri koji štite od buke. Ovdje treba reći da nije svaki ferit prikladan, a instalacija daleko od toga da je jednostavna koliko bismo željeli. Kao rezultat montaže feritnog prstena, signal se ubrizgava, ali rezultat će definitivno biti lošiji nego kod korištenja spojnice.

Nakon toga, krajnji korisnik već može pristupiti mreži preko električne utičnice. Ali ključna riječ ovdje je "može". Postoji mnogo faktora koji utiču na nivo signala i mogućnost prenosa podataka preko električne mreže. Potrebno ih je identifikovati merenjem nivoa signala u različitim delovima mreže i eliminisati na najprikladniji način. Obično je to visoka razina buke na donjim etažama, na primjer, devetokatnica, ili jaka buka u dijelu električnog kruga nakon RCD-a (u smjeru potrošača). U ovim situacijama, efikasno je koristiti šant, koji je svojevrsno "zaobilazno rešenje" za PLC signal koji se prenosi na mrežu. Sa slabim signalom, dodatno ubrizgavanje se može izvršiti pomoću istog feritnog prstena ili spojnice. Na kraju, dijagram povezivanja izgleda otprilike ovako:

U suvoj materiji

Zaključno, reći ću da je PowerLine tehnologija prepuna mnogih zamki i nije tako jednostavna za implementaciju i korištenje kao što proizvođač piše o njoj. Sasvim dobro, ova tehnologija je pogodna za upotrebu u preduzećima za kontrolu automatizovanih linija. Izgradnja lokalne mreže kod kuće na takvoj tehnologiji vjerojatno nije ekonomski isplativa, jer jedan od najjeftinijih PLC adaptera košta oko 1200 rubalja. Treba napomenuti da su potrebna najmanje dva uređaja, što znači da se količina rješenja već povećava na dvije i pol tisuće rubalja, dok nema garancije da će takva mreža raditi stabilno 24x7. Ali ovdje, kako kažu, svako za sebe odlučuje šta mu je prihvatljivo.

Što se tiče upotrebe Power Line-a u mreži provajdera, tada je, najvjerovatnije, vrijeme PLC-a već prošlo. Prije svega, jer 1-15 korisnika može udobno raditi na mreži, tada mogu početi problemi sa brzinom i stabilnošću veze. Trenutno je situacija kada raritet NIJE preopterećen, jer. većina kuća uključenih u područje pokrivanja mreže povezana je preko Ethernet tehnologije. PLC ima jednu veliku prednost: usluga je spremna za pružanje svakom potencijalnom klijentu. Šta to znači?

Ako se uporedi s istim Ethernetom, tada klijent prvo mora ostaviti zahtjev, zaključiti ugovor o pružanju usluga, nakon čega će instalateri doći, izbušiti, rastegnuti, savijati i pripremiti - usluga se može koristiti. PLC je drugačiji. Klijent podnosi aplikaciju telefonom, na web stranici ili preko ICQ-a, na kraju jednostavno može doći u prodajni ured da sklopi ugovor i dobije opremu. Instalacija opreme je izuzetno jednostavna: potrebno je da uključite modem u utičnicu. Nakon 10 minuta veza će već raditi (osim ako, naravno, nema problema sa signalom u stanu). Istovremeno, korisnik ni ne sumnja da modem uspostavlja vezu sa NOT-om, prijavljuje se na RADIUS, unosi u bazu podataka, a konfiguracioni parametri mu se dodeljuju, formirani u obliku zasebnog konfiguracionog fajla, koji modem se učitava i primjenjuje. I tek nakon toga klijentska oprema dobija ip adresu sa kojom može raditi na mreži. Od ovog trenutka, oprema se smatra instaliranom. Naknadne veze iza istog HE su završene za manje od minute.

Ako koristite CPE iza drugog HE (druga adresa ili drugi ulaz), morat ćete ponovo instalirati opremu. Proces je toliko gladak da neki korisnici nemaju pojma koliko stotina metara kablova i raznih uređaja, od NOT do BGW, stoji iza njihovog modema.

Jednom se klijent okrenuo i bio razdraženo zbunjen kako Internet ne radi za njega na vikendici. Kod kuće i sa prijateljima sa svojim modemom, sve radi! I to nije usamljen slučaj, bilo je klijenata koji su se čak preselili u drugi grad sa opremom koja im je data na privremeno korištenje. Na zahtjev za predaju opreme odgovoreno je, kažu da nema vremena, osim toga, naručilac je namjeravao i dalje koristiti ovu opremu. Operater je pokušao da ubijedi klijenta da opremu ipak ustupi kompaniji, tvrdeći da je ona ionako za njega beskorisna i da neće moći da se poveže na internet tamo, u drugom gradu. Odgovor je bio pun sarkazma: "Ima tu i utičnica." Pa šta da kažem...

Prednosti PLC tehnologije uključuju činjenicu da je snaga predajnika 75 mW, a to vam omogućava da izbjegnete registraciju opreme kao radio frekvenciju. Zašto je to važno? Mi, obični smrtnici, ne bismo trebali zaboraviti na radio-amatere, čiji su interesi zaštićeni zakonom, a u slučaju kršenja prava ili buke odabranog radio-frekvencijskog opsega, Rospotrebnadzor će stati u njihovu zaštitu. Možete napisati poseban veliki članak o postojećim bitkama i inženjerskim rješenjima. Mogu samo reći da je ratna sjekira zakopana, poljuljan mir je podržan brzim odgovorom inženjera na zahtjeve radio-amatera.

Sada su na redu nedostaci tehnologije. Osim cijene opreme, ovisi i o broju radnih CPE-a za jedno HE. Ova okolnost je određena topologijom sabirnice mreže. Ne zaboravite na visokofrekventnu buku koja se pojavljuje u mreži zbog uključivanja električnih uređaja ili prilikom korištenja prekidača napajanja, štednih svjetiljki itd. U nekim slučajevima, bukvalno ćete morati birati: ili povezivanje na mrežu u mraku ili bez interneta, ali u osvijetljenoj prostoriji. Ironična ironija, ali sve ovo izgleda smiješno dok se ne suočite s problemom licem u lice. Osim toga, na kvalitetu i brzinu komunikacije negativno utječu kvalitet električnih instalacija, prisutnost uvijanja (smanjenje brzine do potpunog nestanka), vrsta i snaga električnih uređaja i uređaja za kućanstvo.

Nadam se da će materijal predstavljen u ovom članku dati odgovore na neka pitanja, možda pobuditi zdrav interes za tehnologiju.

Prijenos informacija preko energetskih mreža korištenjem Semtech IS (2015)

Asortiman proizvoda koji proizvodi Semtech Corporation uključuje razne IC-ove fizički sloj, koji omogućavaju organizovanje prenosa informacija i žičnim i radio kanalima (optički primopredajnici, linijski drajveri, radio primopredajnici, itd.). Preuzimanje EnVerv-a, lidera u razvoju PLC (Power Line Communications) modema, početkom 2015. godine, proširilo je liniju proizvoda za komunikaciju Semtech uređajima koji omogućavaju razmjenu podataka preko tipičnih električnih vodova. U okviru ovog članka fokusirat ćemo se na principe funkcioniranja i izgradnje mreža zasnovanih na jednočipnim PLC mikro krugovima iz Semtecha, razmotriti karakteristike pojedinih predstavnika nove porodice i dati primjere praktične implementacije uređaja zasnovanih na njima.

UVOD
Prijenos informacija i organizacija napajanja preko istih žica prilično se efikasno koriste u različitim aplikacijama. Na primjer, možete se sjetiti standardnih telefonskih linija ili Ethernet mreža koje povezuju udaljene čvorove koristeći tehnologiju u kojoj se napajanje napaja preko odvojenih jezgara komunikacijskog kabela. Međutim, većina ovih rješenja ima očigledan nedostatak: sva općenito zahtijevaju instalacijske radove, čiji troškovi često čine veliki dio troškova postavljanja mreže. Štoviše, postoji niz situacija u kojima je polaganje novih kabela krajnje nepoželjno ili čak nemoguće - primjer takvih situacija je nedavno završena popravka, nakon čega se odjednom ispostavi da je potrebno položiti dodatne žice za kompjuterske mreže ili iznajmljena kancelarija sa nepredviđenim kanalom za pristup internetu. U ovim slučajevima gotovo uvijek je moguće ograničiti se na postojeću infrastrukturu, odnosno koristiti električnu instalaciju koja je već dostupna u gotovo svakoj prostoriji kako bi se organizirao relativno brz i pouzdan komunikacijski kanal koji je razgranat kroz zgradu.

PLC telekomunikaciona tehnologija, zasnovana na korištenju energetskih mreža za razmjenu podataka superponiranjem korisnog signala preko standardne naizmjenične struje frekvencije 50 ili 60 Hz, odlikuje se jednostavnošću implementacije i brzom ugradnjom uređaja na njoj. Prvi sistemi za prenos podataka preko električnih mreža pojavili su se 1930-ih godina, uglavnom su se koristili za signalizaciju u elektroenergetskim sistemima i na željeznice, sa vrlo niskim propusnost. Krajem 1990-ih jedan broj kompanija realizovao je prve velike projekte u ovoj oblasti, ali su tokom rada uočeni ozbiljni problemi, od kojih je glavni bio slaba otpornost na buku. Rad štedljivih lampi, sklopnih izvora napajanja, punjača, tiristorskih dimera i električnih aparata za domaćinstvo, kao i elektromotora i opreme za zavarivanje, posebno onih uključenih u neposrednoj blizini PLC modema, izazivao je impulsni šum u žicama nezaštićenim od visokofrekventno zračenje, što je dovelo do naglog smanjenja pouzdanosti prijenosa podataka. Također, na stabilnost i brzinu signala negativno je utjecala heterogenost komunikacijskih linija, posebno kvalitet i propadanje električnih mreža, prisustvo spojeva od materijala različite električne provodljivosti (na primjer, bakra i aluminija), prisustvo uvijanja itd. Kao rezultat toga, ukupno smanjenje nominalne brzine prenosa podataka kretalo se od 5 do 50%. Osim toga, u prostorijama u kojima su radili PLC uređaji, u pojedinim slučajevima došlo je do kršenja radio prijema na udaljenosti od oko 3-5 metara od modema, posebno na srednjim i kratkim talasima. To je bilo zbog činjenice da su žice električne mreže počele djelovati kao antene za radio repetitore, zračeći, zapravo, sav promet u zrak.
Tehnologija prenosa podataka preko elektroenergetskih mreža dobila je dužnu komercijalnu upotrebu tek početkom ovog veka, a njeno uvođenje i široka rasprostranjenost je posledica pojave odgovarajuće elementarne baze, uklj. mikrokontroleri visokih performansi i brzi DSP procesori (procesori digitalnih signala), koji omogućavaju implementaciju složenih metoda modulacije signala i savremenih algoritama za šifrovanje podataka. Time je obezbeđen ne samo visok nivo pouzdanosti u prenosu informacija, već i njihova zaštita od neovlašćenog pristupa. Važno je bilo i rješavanje problema standardizacije različitih aspekata tehnologije. Trenutno, glavne organizacije i zajednice koje regulišu zahteve za PLC uređaje su IEEE, ETSI, CENELEC, OPERA, UPA i HomePlug Powerline Alliance. Posljednji od njih je međunarodna alijansa koja ujedinjuje oko 80 poznatih kompanija na tržištu telekomunikacija, uključujući Siemens, Motorola, Samsung i Philips. Aktivnost alijanse, organizovane 2000. godine, ima za cilj sprovođenje naučnog istraživanja i praktičnog testiranja kompatibilnosti uređaja različitih proizvođača koji koriste ovu tehnologiju, kao i podršku i promociju jedinstvenog standarda pod nazivom HomePlug.
Svi postojeći PLC sistemi se obično dijele na širokopojasne (BPL - Broadband over Power Lines) i uskopojasne (NPL - Narrowband over Power Lines). Spektar zadataka koji se rješavaju uz njihovu pomoć je vrlo širok, a izbor potrebne metode temelji se na karakteristikama i količini prenesenih informacija. Širokopojasni uređaji (brzina od 1 do 200 Mbps) fokusirani su na sisteme pristupa Internetu, kućne računarske mreže, kao i aplikacije koje zahtijevaju brzu razmjenu podataka: streaming video, video konferencijski sistemi, digitalna telefonija itd. Uskopojasni PLC modemi su od najvećeg interesa za programere hardvera zbog svoje relativne jeftinosti i poboljšanih karakteristika, koje im omogućavaju da rade ne samo u konvencionalnim mrežama, već iu mrežama sa visokim nivoom smetnji. Mikrokrugovi i moduli za uskopojasne modeme (kapaciteta kanala od 0,1 do 100 Kbps) imaju široku primenu kao deo različitih proizvoda za domaćinstvo i industriju, pri kreiranju distribuiranih automatizovanih sistema upravljanja i upravljanja u radionicama i zgradama sistema za održavanje života (liftovi, uređaji klimatizacija i ventilacija), mjerenje potrošnje električne energije, vode, plina, grijanja, sigurnosnih i protupožarnih uređaja.

KARAKTERISTIKE PLC TEHNOLOGIJE
Osnova PLC tehnologije je korištenje frekvencijske podjele signala, u kojoj se brzi tok podataka dijeli na nekoliko relativno malih brzina, od kojih se svaki prenosi na zasebnoj frekvenciji podnosača, a zatim kombinuje u rezultirajuću signal (slika 1).

Konvencionalno multipleksiranje s podjelom frekvencija (FDM) neefikasno koristi raspoloživi spektar. To je zbog prisustva zaštitnih intervala između pojedinih podnosača, koji su neophodni da bi se spriječio međusobni utjecaj signala (slika 2a). Zbog toga PLC uređaji koriste ortogonalno multipleksiranje frekvencije (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing), u kojem su centri frekvencija podnosača postavljeni tako da se vrh svakog narednog signala poklapa sa nultom vrijednošću prethodnog. Kao što se vidi na sl. 2b, raspoloživi frekvencijski pojas se u ovom slučaju koristi racionalnije.

Prije kombinovanja u jedan signal, sve frekvencije podnosača su fazno modulirane - svaka sa svojim vlastitim nizom bitova. Nakon toga prolaze kroz formacijski blok, gdje se sklapaju u jedan informacijski paket, koji se naziva i OFDM simbol. Slika 3 prikazuje primjer relativnog kvadraturnog faznog pomaka (DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying) za svaki od četiri podnosača u rasponu od 4,5-5,1 MHz. U stvarnosti, u PLC tehnologiji, prijenos se vrši korištenjem 1536 podnosećih frekvencija sa izborom od 84 najbolje u rasponu od 2 do 32 MHz, ovisno o trenutnom stanju linije i prisutnosti smetnji. Ova metoda daje PLC tehnologiji fleksibilnost za korištenje u različitim okruženjima. Na primjer, kao što je gore spomenuto, radni PLC uređaj može "ometati" radio prijem na određenim frekvencijama, ovaj problem je dobro poznat radio amaterima. Drugi primjer je kada aplikacija već koristi dio raspona. Tehnički, eliminacija neželjenog međusobnog uticaja se sprovodi korišćenjem podešavanja, tzv. Signal Mode i Power Mask na uređajima koji pružaju odgovarajuću mogućnost. Signal Mode je softverska metoda za određivanje opsega radne frekvencije, a Power Mask je softverska metoda za ograničavanje spektra korištenih frekvencija. Zbog toga, PLC uređaji mogu lako koegzistirati u istom fizičkom okruženju i ne ometaju frekvencijske opsege koji se koriste za radio komunikaciju.

Prilikom prijenosa signala putem kućnog napajanja može doći do značajnog slabljenja odašiljanog signala na određenim frekvencijama, što može dovesti do gubitka i oštećenja podataka. Kako bi se riješio problem prilagođavanja fizičkom prijenosnom mediju, predviđena je metoda za dinamičko uključivanje i isključivanje prijenosa signala, omogućavajući otkrivanje i eliminaciju grešaka i sukoba. Suština ove metode je u stalnom praćenju kanala prijenosa kako bi se identificirao dio spektra sa viškom određene granične vrijednosti slabljenja. Ako se ova činjenica otkrije, korištenje opsega problema se prekida na neko vrijeme dok se ne vrati prihvatljiva vrijednost slabljenja, a podaci se prenose na drugim frekvencijama (slika 4).

Druga značajna poteškoća u prenošenju podataka preko kućne električne mreže, sada za same PLC uređaje, je impulsni šum čiji izvori mogu biti razni punjači, halogene sijalice, uključivanje ili isključivanje raznih električnih uređaja (Sl. 5). Složenost situacije leži u činjenici da, koristeći gornju metodu, PLC modem nema vremena da se prilagodi uvjetima koji se brzo mijenjaju, jer njihovo trajanje ne može biti duže od jedne mikrosekunde, kao rezultat toga, neki bitovi mogu biti izgubljeni. Da bi se riješio ovaj problem, koristi se dvostepeno (kaskadno) kodiranje tokova bitova koje ispravlja greške prije nego što se moduliraju i uđu u kanal podataka. Njegova suština je dodavanje redundantnih („zaštitnih“) bitova u izvorni tok informacija prema određenim algoritmima, koje koristi dekoder na prijemnoj strani za otkrivanje i ispravljanje grešaka. Kaskadno postavljanje blok Reed-Solomon koda i jednostavnog konvolucionog koda dekodiranog pomoću Viterbi algoritma omogućava ispravljanje ne samo pojedinačnih grešaka, već i nizova grešaka, što značajno povećava integritet prenesenih podataka. Osim toga, kodiranje otporno na buku povećava sigurnost prenesenih informacija u smislu zaštite od neovlaštenog pristupa.

Budući da je kao medij za prijenos podataka odabrana opsežna kućanska mreža za napajanje, više povezanih uređaja može započeti prijenos odjednom. U takvoj situaciji, za rješavanje sukoba saobraćajnih kolizija, koristi se regulatorni mehanizam - CSMA / CA protokol za pristup medijima. Rešavanje kolizije se dešava na osnovu jednog ili drugog prioriteta specificiranog u posebnim poljima prioriteta paketa podataka.

SEMTECH JE ZA IMPLEMENTACIJU PLC TEHNOLOGIJE
Semtech-ovi PLC proizvodi su dizajnirani za upotrebu u tipičnim nisko ili srednjenaponskim dalekovodima. Svaki modem koji radi sa analognom fizičkom linijom mora imati funkcionalne čvorove potrebne za obradu analognih podataka, pretvaranje u digitalni oblik i, naravno, za obradu digitalnih podataka. Na strani prijenosa, modem također mora kodirati digitalne podatke u skladu sa datim algoritmom, pretvoriti ih u analogne i poslati na liniju.
Sve ove radnje izvode mikro kola serije EV8xxx. Uskopojasni mikro krugovi, koji su "sistemi na čipu", visoko su integrisani i sadrže sve potrebne gradivne blokove za implementaciju fizičkog, MAC i drugih slojeva protokola (6LoWPAN i IEC). Podržavaju nekoliko tipova modulacije; u praksi se OFDM najčešće koristi za organizovanje stabilnog komunikacionog kanala bez šuma. IC-ovi sa jednim čipom koji su prošli testiranje interoperabilnosti u HomePlug Alliance Netricity odlikuju se svojom svestranošću, na njihovoj osnovi su dizajnirani i krajnji čvorovi i mrežni koordinatori. Specifikacija Netricity je dizajnirana za mrežne komunikacije preko dalekovoda dalekovoda i namijenjena je za infrastrukturu izvan lokacije, pametne mreže za distribuciju električne energije i kontrolu industrijskih procesa. Tehnologija se može koristiti u gustim gradskim i ruralnim energetskim mrežama koje koriste frekvencije ispod 500 kHz. Takođe uključuje pristupni sloj zasnovan na IEEE 802.15.4 (MAC), koji je ključan za razvoj hibridnih žičanih/bežičnih mreža. Glavne tehničke karakteristike Semtech PLC čipova prikazane su u tabeli 1.

EV8xxx serija IC ima programabilne frekvencijske opsege od 10 do 490 kHz, pokrivajući CENELEC A (10 - 95 kHz), CENELEC B (95 - 120 kHz), CENELEC C (120 - 140 kHz), FCC (10 - 490 kHz) i ARIB (10 - 490 kHz) opsega bez promjena u dizajnu uređaja. Daljinskim preuzimanjem odgovarajućeg firmvera preko strujne linije, mogu se konfigurisati da rade u ITU-T G.9903 (G3-PLC), ITU G.9902, ITU-T G.9904 (PRIME), IEEE P1901.2 i IEC-61334 (S-FSK). Osim toga, podržavaju vlasnički 4GPLC način rada visokih performansi. Strukturno, mikrokrugovi familije se proizvode u niskoprofilnim površinski montiranim paketima dizajniranim za rad u opsegu radnih temperatura od -40 do +85°C. Pojednostavljena struktura koja prikazuje glavnu funkcionalne jedinice prikazano na slici 6, ovdje se mogu razlikovati sljedeći blokovi:
AFE (Analog Front-End) blok je skup analognih komponenti koje obezbeđuju izolaciju pomoću transformatora sa kondenzatorom za spajanje, filtriranjem i pojačavanjem ulaznog signala, i generisanjem određenih nivoa izlaznog emitovanog signala korišćenjem linijskog drajvera op-amp. ;
PHY je blok dizajniran za povezivanje digitalnog dijela mikrokola sa analognom linijom;
32-bitni RISC mikrokontroler obezbeđuje implementaciju MAC nivoa unutar kola, obavlja obradu podataka, formiranje paketa, kodiranje podataka koristeći AES simetrični algoritam blok šifre, itd., a takođe rešava primenjene probleme;
Periferni blokovi koji povezuju ugrađeni mikroprocesor sa eksternim mikro krugovima - EEPROM memorija, ADC sa visoka rezolucija i host kontroler. Za komunikaciju se koristi hardverska implementacija široko korišćenih SPI, I2C i UART interfejsa;
Integrisana RAM i fleš memorija. Veličina ugrađene programske memorije varira od 1 do 2 MB, operativne memorije - od 256 kB za EV8100 do 384 kB za ostatak, druge opcije su moguće na zahtjev proizvođača;
Kontrolna jedinica sata;
Podsistem napajanja koji osigurava sve napone potrebne za pojedinačne čvorove. U pravilu se koristi izvor koji radi iz iste AC mreže koja se koristi za prijenos podataka.
Zasebno, vrijedno je napomenuti IC EV8100, koji, osim tipičnih čvorova, sadrži ugrađeni kontroler za LCD ekran 6x33 segmenta i drajver tastature na dodir.

EV8XXX PORODIČNE APLIKACIJE
Semtech-ovi PLC čipovi su prvenstveno namenjeni za upotrebu u sistemima automatizacije, daljinski upravljač i upravljanje udaljenim objektima, najpopularnije oblasti njihove primjene:
Mreže za automatizaciju zgrada (AMI);
Sistemi kontrole svjetla za slijetanje na aerodromima;
;
Domaće lokalne mreže;
Inteligentna oprema („pametne stvari“), uklj. potrošačka elektronika;
Sustavi za nadzor i kontrolu za solarne elektrane;
Mreže ulične rasvjete;
Komunikacijska oprema s trafostanicama;
Sistemi upravljanja saobraćajem.
Među svim gore navedenim, glavni fokus su AMI (Smart Metering Infrastructure) mreže koje integrišu pametna brojila, koncentratore podataka, alate za upravljanje energijom, displeje i druge komponente sistema automatizacije zgrada (slika 7).

Komunikacija na terenu je glavni element automatizovani sistemi kontrola i računovodstvo energetskih nosača koje koriste komunalna preduzeća. Glavne prednosti ove tehnologije su: mogućnost automatskog primanja informacija iz stambenih i industrijskih objekata koji se nalaze u udaljenim područjima sa malom gustinom naseljenosti i lošim kvalitetom infrastrukture, dug životni vijek, skalabilnost i niski troškovi. Princip rada sistema je prilično jednostavan. Električna energija iz elektrane se preko visokonaponskog kabla prenosi do trafostanice. Ovdje se napon smanjuje i distribuira na veliki broj niskonaponskih transformatorskih stanica koje snižavaju napon u domaćinstvu. Obično je na jedan transformator priključeno od 500 do 1000 krajnjih potrošača. Stoga možemo predložiti sljedeću opciju za izgradnju PLC sistema za ove svrhe: koncentrator, koji djeluje kao centralni čvor, baziran je na niskonaponskim trafostanicama i redovno (na primjer, jednom na sat) prikuplja rezultate mjerenja sa brojila (ona mogu biti ne samo brojila struje, već i vode, topline, plina). Nadalje, informacije se šalju serveru na dalju obradu, na primjer, putem GSM kanala. Ova vrsta sistema nije ograničena na primanje informacija od brojila i može obavljati druge funkcije.
Za praktičnu implementaciju ovog sistema, Semtech nudi starter kit za razvojne programere, koji uključuje i gotova rješenja bazirana na mikro krugovima EV8000, EV8100 i EV8200 za najbržu organizaciju prijenosa podataka preko PLC mreže, kao i alate za otklanjanje grešaka za procjenu mogućnosti sistema ( Tabela 2).

Potonji su moduli za krajnje čvorove (brojila) i koncentratore, čiji paket isporuke uključuje sve što vam je potrebno, uključujući preporuke za upotrebu, kao i softver za podešavanje parametara pojedinih čvorova i praćenje kvaliteta komunikacije u projektovanoj mreži. Uključeni grafički korisnički interfejs omogućava vam da programirate opseg radne frekvencije, tip modulacije, brzinu prenosa, nivo izlazne snage, itd., kao i da vizuelno pratite stope grešaka PER i BER u primljenim paketima podataka.
EVM8K-01, EVM8K-02 i EVM8K-03 kompleti za otklanjanje grešaka mogu djelovati i kao udaljeni mjerni čvorovi i kao koncentratori za prikupljanje podataka. Moduli su dizajnirani za rad u jednofaznim i trofaznim mrežama, napajaju se iz ugrađenog AC izvora napona 80-280 V (EVM8K-01 i EVM8K-02) ili iz izvora istosmjerne struje sa standardom napon od 12 V (EVM8K-01 i EVM8K-03). Komunikacija sa glavnim kontrolerom se vrši preko RS-232 ili USB interfejsa. EVM8K-13 komplet je mrežno čvorište koje kombinuje modem baziran na EV8000 na jednoj PLC ploči sa 32-bitnim RISC mikrokontrolerom potrebnim za pokretanje korisničke aplikacije. Komplet može opsluživati ​​do 500 krajnjih čvorova (opciono do 2000). Među karakterističnim karakteristikama može se istaći prisustvo 3G/EDGE/GPRS modema, GPS modula i SD kartice od 8 GB „na brodu“ . Osim bežičnog prijenosa podataka na server, možete koristiti i RS-232, USB ili Ethernet sučelje. Izgled kompleti za otklanjanje grešaka prikazani su na sl. osam.

ZAKLJUČAK
Široka rasprostranjenost niskonaponskih električnih mreža od 0,22-0,38 kV i nepostojanje potrebe za skupim instalacijskim radovima za polaganje kablova stimulišu povećan interes za električne mreže kao medij za prenos podataka. Trenutni razvoj PLC tehnologije je u velikoj mjeri povezan s pojavom općeprihvaćenih regulatornih standarda i poboljšanjem odgovarajuće baze elemenata. Semtech-ovi PLC modemi, koje karakteriše visok stepen integracije, obezbeđuju stabilan komunikacioni kanal otporan na buku sa dovoljno velikom propusnošću.

BIBLIOGRAFIJA
1. Okhrimenko V. PLC-tehnologije. // Elektroničke komponente. 2009. br. 10. sa. 58-62.
2. Zvanična stranica Semtech-a. www.semtech.com
3. Brošura o proizvodima. EV8000: Multimode PLC modem sa jednim čipom.
4. Brošura o proizvodima. EV8010: PLC modem sa jednim čipom zasnovan na standardima.
5. Brošura o proizvodima. EV8020: PLC modem sa jednim čipom zasnovan na standardima.
6. Brošura o proizvodima. EV8100: SoC sa displejom sa podeljenim meračem sa integrisanim PLC-om.
7. Kratak opis proizvoda. komunikacijski proizvodi dalekovoda.