- Τι είναι η επικοινωνία Power Line;
- Τύποι
- Πώς λειτουργεί το PLC;
- Σχέδια διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται στο PLC:
- Χρήσεις PLC
- Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του PLC
- Εφαρμογές PLC
- Προβλήματα που αντιμετωπίζει η PLC
Power Line Communications (PLC), επίσης γνωστή ως Power Line Telecommunications (PLT) είναι η τεχνολογία επικοινωνίας που χρησιμοποιεί την υπάρχουσα δημόσια και ιδιωτική καλωδίωση για τη μετάδοση των σημάτων. Χρησιμοποιώντας σήματα επικοινωνίας PLC, δεδομένα υψηλής ταχύτητας, φωνή και βίντεο μεταδίδονται μέσω γραμμών ισχύος χαμηλής τάσης.
Το PLC είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται εδώ και χρόνια, αλλά τώρα έχει μεγαλύτερη ζήτηση μετά την κυκλοφορία νέων τεχνολογιών επικοινωνίας που υποστηρίζονται από την PLC, δηλαδή το PLC θα ήταν ένα αξιόπιστο μέσο επικοινωνίας για εφαρμογές όπως το Internet-of-things (IoT) και Έξυπνα πλέγματα.
Τι είναι η επικοινωνία Power Line;
Η μέθοδος μεταφοράς ισχύος και δεδομένων για επικοινωνία μέσω του ίδιου υπάρχοντος δικτύου καλωδίων από το ένα άκρο στο άλλο άκρο λέγεται ως Power Line Communication. Είναι παρέχει ευρυζωνική επικοινωνίες δεδομένων σχετικά με αγωγούς που βρίσκονται ήδη σε χρήση για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας μια σπονδυλωτή σήμα. Τώρα, αυτό μπορεί να γίνει μέσω καλωδίωσης στο σπίτι ή στους χώρους και μπορεί επίσης να γίνει μέσω του υπάρχοντος συστήματος διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.
Το BPL (Broadband over Power Line) είναι επίσης γνωστό ως Power-line Internet που υποστηρίζει τεχνολογία PLC για να επιτρέπει την πρόσβαση στο Διαδίκτυο μέσω των γραμμών μεταφοράς. Η τεχνολογία BPL με PLC χρησιμοποιείται συχνά σε απομακρυσμένες τοποθεσίες όπου υπάρχει χαμηλός αριθμός πρόσβασης στο Διαδίκτυο μέσω καλωδιακών ή PDSL συνδέσεων.
Τύποι
Βασικά, υπάρχουν τέσσερις τύποι PLC:
- Εσωτερική δικτύωση: Η μετάδοση δεδομένων υψηλής ταχύτητας μπορεί να παρέχεται για οικιακή δικτύωση χρησιμοποιώντας την καλωδίωση ρεύματος In-House.
- Ευρυζωνική σύνδεση μέσω Power Line: Η ευρυζωνική πρόσβαση στο internet μπορεί να προσφερθεί μέσω της καλωδίωσης εξωτερικού δικτύου.
- Εσωτερικές εφαρμογές στενής ζώνης: Οι υπηρεσίες δεδομένων χαμηλού ρυθμού bit, όπως ο οικιακός αυτοματισμός και οι ενδοεπικοινωνίες, μπορούν να ελεγχθούν και να χρησιμοποιηθούν για επικοινωνία μέσω του εσωτερικού δικτύου.
- Εφαρμογές εξωτερικού χώρου στενής ζώνης: Οι εφαρμογές εξωτερικού χώρου στενής ζώνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτόματη ανάγνωση μετρητή και απομακρυσμένη παρακολούθηση ή έλεγχο.
Πώς λειτουργεί το PLC;
Όπως κάθε άλλη τεχνολογία επικοινωνίας, το PLC αποτελείται επίσης από έναν αποστολέα που διαμορφώνει τα δεδομένα που πρόκειται να αποσταλούν μέσω ενός μέσου επικοινωνίας και στη συνέχεια ο δέκτης θα αποδιαμορφώσει τα δεδομένα για περαιτέρω χρήση. Εκτός από την αποστολή των σημάτων για επικοινωνία, το PLC επιτρέπει επίσης στον χρήστη να ελέγχει και να παρακολουθεί όλες τις συνδεδεμένες συσκευές στη γραμμή τροφοδοσίας, επειδή εφαρμόζεται στο ίδιο σύστημα καλωδίωσης.
Το PLC στέλνει μια λιγότερο κυμαινόμενη έξοδο σε σύγκριση με το παλιό σύστημα. Όπως μπορείτε να δείτε το παραπάνω διάγραμμα, στο παλιό σύστημα που είχε έναν ανορθωτή και γεννήτρια συχνότητας για να πάρει όσο το δυνατόν πιο σταθερή έξοδο της επιθυμητής συχνότητας, αλλά υπήρχε μια μικρή διακύμανση στην έξοδο, ενώ το σύστημα PLC χρησιμοποιεί έναν ανορθωτή με φίλτρο & a Μικροελεγκτής που παρέχει σταθερή και επιθυμητή έξοδο με τη βοήθεια του διακόπτη ρελέ. Ως αποτέλεσμα, η μετάδοση δεδομένων είναι πιο ακριβής και πιο σταθερή με καλά σήματα εξόδου.
Σχέδια διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται στο PLC:
Τα σχήματα διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται στο PLC είναι Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Binary Phase Shift Keying (BPSK), Frequency Shift Keying (FSK), Spread-FSK (S-FSK) και ιδιόκτητα σχήματα (όπως το διαφορικό Code Shift Keying (DCSK)).
Το OFDM παρέχει υψηλούς ρυθμούς δεδομένων αλλά απαιτεί καλή υπολογιστική ιπποδύναμη για έξοδο Fast Fourier Transforms (FFT) και Inverse-FFT (IFFT). Ενώ, από την άλλη πλευρά, τα BPSK, FSK είναι αρκετά τυπικά και απλά σχήματα διαμόρφωσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε PLC αλλά προσφέρουν χαμηλούς ρυθμούς δεδομένων. Έτσι, το τρέχον τρέχον σχήμα διαμόρφωσης για PLC είναι OFDM με διαμόρφωση PSK που μπορεί να χειριστεί έναν τόσο βαρύ υπολογισμό.
Χρήσεις PLC
Το PLC χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ραδιοφωνικών προγραμμάτων, μηχανισμών εναλλαγής ελέγχου εταιρειών κοινής ωφέλειας, προστασίας γραμμής μετάδοσης και αυτόματης ανάγνωσης μετρητών. Εκτός από αυτό, υπάρχουν επίσης ορισμένες χρήσεις αυτοκινήτων, όπου τα δεδομένα, η φωνή και η μουσική αποστέλλονται μέσω της γραμμής ισχύος συνεχούς ρεύματος (DC) με μερικά ειδικά φίλτρα για την απομάκρυνση του θορύβου γραμμής από την τελική έξοδο.
Ο όρος Power Line Communication (PLC) είναι γνωστός με ένα διαφορετικό όνομα, όπως το power line carrier, το power-line digital subscriber line (PDSL), το power line telecom (PLT), το power line networking (PLN), το κύριο δίκτυο και το broadband over ηλεκτροφόρα καλώδια (BPL).
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του PLC
Πλεονεκτήματα:
- Χαμηλό κόστος υλοποίησης: Το PLC δεν απαιτεί εγκατάσταση νέων καλωδίων, με αποτέλεσμα να μειώνεται σημαντικά το κόστος ανάπτυξης.
- Large Reach: Το PLC μπορεί να επιτρέψει την επικοινωνία με δυσπρόσιτους κόμβους όπου το ασύρματο σήμα RF πάσχει από υψηλά επίπεδα εξασθένησης, όπως στις υπόγειες κατασκευές ή στα κτίρια με εμπόδια και μεταλλικούς τοίχους, ή απλώς όπου το ασύρματο σήμα είναι ανεπιθύμητο λόγω του Ζητήματα EMI σε μέρη όπως τα νοσοκομεία.
- Χαμηλότερο κόστος λειτουργίας: Το PLC παρέχει λύση χαμηλού κόστους σε σύγκριση με τις άλλες υπάρχουσες τεχνολογίες, όπως συστήματα ασύρματης επικοινωνίας RF ή ορατού φωτός (VLC).
- Υψηλή ταχύτητα εσωτερικού χώρου: Η εφαρμογή των τεχνολογιών PLC & VLC που έχουν ενσωματωθεί από κοινού έλαβε πρόσφατα σημαντικό ερευνητικό ενδιαφέρον, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη δυνατότητα νέας γενιάς εσωτερικών επικοινωνιών υψηλής ταχύτητας για πολλές εφαρμογές.
Αυτά τα πλεονεκτήματα οδηγούν σε περισσότερες υλοποιήσεις δικτύων PLC σε διάφορους κλάδους. Αλλά με πλεονεκτήματα υπάρχουν επίσης μερικά μειονεκτήματα
Μειονεκτήματα
Έχει επίσης κάποια μειονεκτήματα όπως:
- Χαμηλή ταχύτητα μετάδοσης,
- Ευαισθησία σε διαταραχές,
- Μη γραμμική παραμόρφωση και Διαμόρφωση μεταξύ καναλιών,
- Μεγάλο μέγεθος και
- Η υψηλή τιμή των πυκνωτών και των επαγωγέων που χρησιμοποιούνται στο σύστημα PLC.
Λόγω αυτών των μειονεκτημάτων, το PLC εξακολουθεί να μην προτιμάται σε ορισμένες εφαρμογές.
Εφαρμογές PLC
Το PLC χρησιμοποιείται ευρέως σε τεχνολογίες όπως το Smart Grid και οι μικρο-μετατροπείς. Η εξοικείωση των τεχνολογιών με μεγαλύτερο αριθμό χρηστών, σύντομα η PLC θα έχει μεγαλύτερη προσαρμογή για εφαρμογές όπως εφαρμογές φωτισμού (για έλεγχο φωτεινών σηματοδοτών, μείωση φωτισμού LED κ.λπ.), βιομηχανικές εφαρμογές (για έλεγχο άρδευσης κ.λπ.), εφαρμογές από μηχανή σε μηχανή (όπως για μηχανήματα αυτόματης πώλησης ή για επικοινωνία υποδοχής από δωμάτιο σε δωμάτιο), εφαρμογές τηλεμετρίας (π.χ. υπεράκτιες εξέδρες πετρελαίου), εφαρμογές μεταφοράς (όπως για ηλεκτρονικά είδη σε αυτοκίνητα, τρένα και αεροπλάνα) και πολλά άλλα.
Προβλήματα που αντιμετωπίζει η PLC
Το κύριο μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει το PLC μέχρι σήμερα είναι ότι η καλωδίωση ισχύος στην τεχνολογία PLC είναι ασπίδα και ασυγκίνητη, πράγμα που σημαίνει ότι η καλωδίωση θα εκπέμπει μεγάλες ποσότητες ραδιοενέργειας, η οποία ως αποτέλεσμα θα προκαλέσει παρεμβολές στους υπάρχοντες χρήστες του την ίδια ζώνη συχνοτήτων. Επίσης, τα συστήματα BPL (Broadband over Power Line) θα λάβουν κάποια παρεμβολή από τα ραδιοσήματα που εκπέμπονται από τα καλώδια PLC.