Az elektromos vezetékeken keresztüli adatátvitel technológiája (PLC - távvezetéki kommunikáció) lehetővé teszi az automatizált vezérlőrendszer bevezetését egy új vagy meglévő infrastruktúrába, minimalizálva a költségeket mind infrastrukturális projektek fejlesztésekor, mind további adatátviteli hálózatok fektetésekor.

A PLC ötlete 1838-ra nyúlik vissza, amikor Edward Davey hasonló technológiát javasolt az akkumulátor feszültségszintjének távoli mérésére a liverpooli távírórendszerben. Azonban csak a modern komponensek megjelenésével, amelyek lehetővé teszik a szükséges számítási teljesítmény költségkereten történő megvalósítását (az OFDM, amelyről alább lesz szó, a megvalósítás bonyolultsága miatt már régóta porosodik a polcon), A PLC technológia valóban aktuálissá és megfizethetővé vált az ipari és otthoni szektorban. , biztosítja a szükséges megbízhatóságot, gyorsaságot és könnyű telepítést.

Jelenleg a PLC-t főként energiamérő rendszerekben, egyszerű automatizálásban (világítás, mechanizmushajtások) használják. Ritkábban - ez az "utolsó mérföld" az adathálózatokban (internet), a hangkommunikációban. A technológia fejlődése lehetővé tette, hogy ne csak váltóáramú hálózatokban használják. A további vezetékek hiánya annyira vonzónak bizonyult, hogy a PLC-ket már az autók vezetékrendszerébe is integrálják.

Technológia

A PLC alapja a tápvezeték fázisának modulálása, vivőként történő felhasználásával. Négy modulációs lehetőség van: frekvencia ( FSK - Frequency Shift Keying), frekvencia elosztott frekvenciákkal ( S-FSK - Spread Frequency Shift Keying), bináris fázis ( BPSK – Bináris fáziseltolásos kulcsozás) és ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés ( OFDM – Ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés). Az opció kiválasztását két kritérium határozza meg - a frekvenciasáv használatának hatékonysága és a megvalósítás összetettsége, ami viszont meghatározza az adatátviteli sebességet és a zajtűrést. Az OFDM a leggyorsabb és legzajállóbb, de nehezen kivitelezhető, mivel igényes a számítási erőforrásokra, míg a BPSK és az FSK könnyen megvalósítható, de csak alacsony sebességet biztosít. Az FSK szinkronizálást igényel a nulla fázisú kereszteződéseknél, ami csak az AC hálózatokra korlátozza a használatát.

Ezenkívül a PLC-rendszereket a szabványok (IEC 61334, PRIME, G3 és mások) vagy a helyi szabályozási követelmények (CENELEC, FCC stb.) követelményeinek megfelelően valósítják meg.

Az 1. és 2. táblázat a fő modulációs lehetőségek, szabványok és követelmények összehasonlító jellemzőit mutatja be.

Asztal 1. A TI által támogatott alapvető PLC-szabványok

Alapértelmezett	Moduláció	Hatótávolság frekvenciák, kHz	Mennyiség alvivők	Maximális árfolyam adatok, kBaud
IEC 61334	SFSK	60…76	2	1,2…2,4
PRIME	OFDM	42…90	97	128
G3	OFDM	35…90	36	34
G3-FCC	OFDM	145…314	36	206
		314…478	36	206
		145…478	72	289
P1901.2	OFDM	35…90	36	34
P1901.2 – FCC	OFDM	145…314	36	217
		314…478	36	217
		145…478	72	290
PLC Lite	OFDM	35…90	49	21

2. táblázat. Szabályozási utasítások

Vidék	Utasítás	Frekvencia tartomány, kHz	Megjegyzések
Európa	CENELEC A	3…95	áramszolgáltatók számára
	CENELEC B	95…125
	CENELEC C	125…140	egyedi alkalmazásokhoz (CSMA szabvány)
	CENELEC D	140…148,5	egyedi alkalmazásokhoz
USA	FCC	10…490	—
Japán	ARIB	10…450	—
Kína	EPRI	3…500 (3…90)	—

PRIME

A PRIME Alliance kifejlesztett egy szabványt, amely képes alkalmazkodni a fizikai átviteli közeg paramétereihez. Kísérletileg megállapították, hogy az optimális adatátviteli eredmények eléréséhez 96 alvivőre van szükség. A hálózati topológia faszerű, kétféle csomóponttal - alap (a hálózati fa gyökere) és szolgáltatási csomópontokkal. A szervizcsomópontok két üzemmódban - terminál és kapcsoló - képesek működni, az üzemmódok közötti váltás pedig a hálózat követelményeitől függően bármikor lehetséges, a kapcsoló üzemmód pedig a terminál módot egyesíti. Összesen 1200 csomópont lehet a hálózatban, ebből 32 lehet switch módban, és legfeljebb 3600 kapcsolat címzett.

Ennek a szabványnak a fő előnye a nyílt technológia, a nagy adatátviteli sebesség és a nagyszámú gyártó támogatása, amely biztosítja a berendezések felcserélhetőségét, valamint az SFSK módban való munkavégzés lehetőségét, biztosítva a régebbi berendezésekkel való kompatibilitást.

G3

A PRIME-mel ellentétben a G3 szabványt eredetileg a Maxim Integrated fejlesztette ki a francia ERDF cég számára, és csak később olvadt be több mint tíz cég a G3-PLC Alliance-ba, ami a G3-at nyitottá tette.

A G3 bonyolultabb kódrendszerrel (Reed-Solomon kód), hálós hálózati topológiával rendelkezik, maximális számú csomóponttal - 1024. A szabvány zajállóbb, mint a PRIME, de az adatátviteli sebesség lényegesen alacsonyabb.

A topológia és a sebesség mellett a G3-nak két fő előnye is van a PRIME-mel szemben: az első a transzformátorokon keresztüli kommunikáció képessége. Figyelembe véve, hogy az átjátszók nélküli kommunikációs hatótávolság elérheti a 10 km-t, ezt a funkciót a koncentrátorok számát a leghatékonyabbra csökkenti, ami csökkenti a projekt összköltségét.

A második funkció a 6LoWPAN réteg jelenléte, amely lehetővé teszi az IPv6-csomagok továbbítását az Internettel való integráció érdekében.

A G3 nem támogatja az SFSK eszközöket, de lehetővé teszi velük a párhuzamos működést ugyanazon a vonalon.

PLC Lite

A nemzetközi szabványok mellett más megoldások is léteznek. A Texas Instruments saját PLC-Lite szabványt kínál.

Ennek a szabványnak az az előnye, hogy rugalmasabb megközelítést alkalmaz a PLC-ben, a hardvertervezők optimalizálhatják a teljesítményt az adatátvitel javítása érdekében, és ahol a G3 és a PRIME zavarok miatt nehézségekkel küzd, a PLC-Lite sikeres lesz. Ezenkívül a PLC-Lite implementáció alacsony költséggel rendelkezik, ami lehetővé teszi az alacsony költségű projektekben való használatát.

A PLC-Lite-nak van még egy fontos tulajdonsága: kis feladatokhoz PLC-modem mikrokontroller használata biztosított, ami kiküszöböli a host vezérlő használatát. Ez leegyszerűsíti az eszközök fejlesztését és olyan mértékben csökkenti a költségeket, hogy gazdaságosan lehetségessé válik a PLC modemek hálózatba integrálása háztartási szinten "kapcsoló - villanykörte". Az alábbiakban egy ilyen megoldás hatékonyságát bemutató projektet ismertetünk.

Hardveres megvalósítás

Ennek a technológiának a megvalósításához PLC modemeket használnak, amelyek feltételesen három részre oszthatók: egy megfelelő modul táphálózattal, analóg és digitális részekre. A modemek megvalósítása változatos - vannak egychipes és többelemes megoldások. Az 1. ábra egy tipikus OFDM PLC-modemet mutat (az FSK-hoz és a G3-hoz még nulla keresztezési detektor szükséges).

Rizs. egy.

Az analóg jelfeldolgozás biztosítására a TI IC-ket kínál AFE030 , AFE031és AFE032, amelyek a távadó kimeneti áramterhelésének értékében, a fázis-nullátmenet-érzékelők számában (kettő AFE030 és AFE031, három AFE032 esetén) és a szűrő programozási képességében (AFE032) különböznek. Ezek az IC-k lehetővé teszik az FSK, SFSK és OFDM moduláció megvalósítását a CENELEC követelményeivel összhangban. A mikroáramkörök blokkdiagramja az AFE031 példáján a 2. ábrán látható, a részletes funkcionalitást és jellemzőket magazinunkban ismertettük korábban: NE No. 10/2012: "Bármilyen protokoll - vezetéken keresztül: Texas Instruments megoldások PLC adatátviteli rendszerekhez" és NE No. 7/2011: "Koncert a mérőhöz és a hálózathoz: Texas Instruments PLC modemek."

Rizs. 2. Az AFE031 blokkvázlata - a PLC modem analóg része

A modem „agya” egy TI C2000 család mikrokontroller, amelyet PLC modemekben való működésre optimalizáltak DSP-ként. Jelenleg a TI több megoldást kínál a regionális követelmények és szabványok alapján, a szükséges optimális paraméterek figyelembevételével. Például, ha a CENELEC és a G3 és/vagy PRIME szabványoknak megfelelően egy energiamérési adatgyűjtő rendszer kiterjedt hálózatára van szükség, akkor a PLC modem F28PLC83 az analóg blokkal együtt AFE031 , Ugyanez a FlexOFDM (PLC-Lite) megoldás lehetővé teszi a kommunikációt erős interferencia esetén is. Ha viszonylag egyszerű pont-pont rendszerre van szükség, akkor a pár F28PLC35/AFE030 A PLC-Lite szabvány megfelelő a legjobb mód. Az F28PLC35/AFE030 különösen ideális egyetlen létesítményen belüli összeköttetések kiépítéséhez, például világítás, vízellátás és egyéb rendszerek vezérléséhez/automatizálásához.

Természetesen a megoldások komplexen is használhatók, például az olcsó F28PLC35/AFE030 segítségével az energiamérőről az otthoni kijelzőre és az adatgyűjtőre, a nagyobb teljesítményű - a gyűjtőről az adatgyűjtőre vihetők át adatok. központ.

A 3. táblázat a fenti megoldások összehasonlító jellemzőit mutatja.

3. táblázat TI PLC modem megoldások

Sajátosságok	F28PLC35/AFE030 (PLC Lite)	F28PLC83/AFE031 (CEN-A/BCD)	F28M35 /AFE032 (FCC)
Regionális frekvenciatartomány	CELENC A, CENELEC BCD félsáv	CENELEC A, B, C, D tónusos maszkokkal	CENELEC A, B, C, D, FCC, ARIB
Alapértelmezett	FlexOFDM	PRIME/G3/IEC 61334/FlexOFDM	P1901.2/G3-FCC
Átviteli sebesség adatok, kBaud	21	64…128	200
Ár	nagyon alacsony	alacsony	átlagos
CPU, MHz	60	90 (VCU-I)	150 (VCU-I)
Előnyök	alacsony költségű megbízható OFDM rugalmas, nagy teljesítményű NBI CLA CSMA/CA MAC alkalmazásokhoz	sok szabvány SW tanúsítvánnyal rendelkező továbbfejlesztett vételi algoritmus egyszerű felhasználói felület	sok szabvány nagy teljesítményű további módszerek a megbízhatóság Adaptív Tone Mask gyakorlatban bevált
Használat	Otthoni kijelző (IHD) otthoni hálózat (HAN)	Automatic Meter Reading (AMR) Advanced Metering Infrastructure (AMI) In-Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN Energy Gateway	Automatikus mérőműszer-leolvasás (AMR) fejlett mérési infrastruktúra (AMI) elektromos járműellátó berendezés (EVSE) otthoni kijelző (IHD) (otthoni hálózat) HAN energiaátjáró

Gyakorlati használat

A PLC technológia zökkenőmentes integrálása gyakorlatilag bárhol, ahol van elektromos hálózat, számos lehetőséget nyitott meg a közüzemi vállalatok számára az ügyfélkezelés és az ügyfelek visszajelzésének megvalósításában. A mérőeszközök PLC-modemekkel való felszerelése lehetővé teszi:

• a fiskális egyszerűsítése;
• statisztikákat gyűjtenek az energiaellátás minőségéről és mennyiségéről, nagyon pontos időreferenciával;
• energiaellátás előrejelzése;
• értékelje a vonalak állapotát;
• haladéktalanul beavatkozni a jelenlegi állapotba, például vészhelyzetekben a fogyasztók kiemelt bekötését végezni;
• csökkenti a vészhelyzetek valószínűségét az erőátviteli vezetékek karbantartása során a „célzott megelőző intézkedések” miatt.

Jelenleg lakás- és kommunális szolgáltatások mérőóráira van szükség különféle típusok. A TI készen áll arra, hogy különféle megoldásokat kínáljon (beleértve a szoftvereket és a hibakereső eszközöket is), amelyek lehetővé teszik egy "okos" hálózat kiépítését szinte minden igényhez (3. ábra). Tekintsünk egy gyakorlati példát ezeken a megoldásokon alapuló energiamérésre.

Rizs. 3.

A házakban általában legalább három mérő van - egy villanyóra és két vízmérő. Ezekből azonban sokkal több is lehet: vannak olyan házak projektjei, ahol van gázszolgáltatás, vízellátás kétszer van, amihez már négy méter szükséges. És ha nincs különösebb probléma az elektromos mérővel, akkor a többivel megbízható kapcsolatot kell létrehozni egy másik interfész segítségével. És az egyes számlálók megléte külön-külön a hálózatban nem tűnik praktikusnak. Tegyük hozzá az áramellátó rendszerek vészleállításának szükségességét (és külföldön is - fizetés végén is) - ehhez további érzékelők és aktuátorok szükségesek. Ráadásul a végfelhasználó rendkívül kíváncsi arra, hogy mennyit, hová, mikor és mire költöttek, és az "okos" hálózat képessége, hogy ilyen információkat tudjon ellátni, sokkal magasabb, mint egy egyszerű számlálóé. Ez azt jelenti, hogy szükség van egy információmegjelenítő modulra. És most szorozzuk meg mindezt egy bizonyos számú lakással a házban, a területen ...

Ezért az automatizált mérési infrastruktúrában (AMI) van egy fontos elem - az adatkoncentrátor (4. ábra).

Rizs. négy.

Hagyományosan a hub modul négy részre osztható: a fő alkalmazás processzorra, egy kommunikációs modulra adatszerverrel (és néhány mérővel), amely PLC modemre épül, tápegységre és interfész modulokra a mérőkkel és a felhasználókkal való kommunikációhoz. sokféle interfész.

A hub a család TI processzorán alapul SitaraAM335x(ARM Cortex-A8) vagy családok Stellaris(Cortex-M4) vagy ARM-DSP, amely lehetővé teszi a fejlesztő számára az optimális költségmegoldás kiválasztását a műszaki feltételek függvényében.

Az adatkoncentrátorban található nagyszámú interfész lehetővé teszi az adatok gyűjtését a mérőórákból vagy a kommunikációt a szerverrel, ahol a PLC technológia használata valamilyen okból lehetetlennek bizonyult.

A TI PLC modem processzor egyedi alkalmazások végrehajtására való képességének köszönhetően az automatizált mérőrendszer felépítése meglehetősen egyszerűvé válik, felépítése pedig nagyon rugalmas: a villanyóra a PLC modemmel és a kiegészítő interfészekkel együtt képes gyűjteni. adatok más mérőkből, vezérlőaktorokból és kijelző információk a felhasználó számára. Az 5. ábra egy tipikus elektromos fogyasztásmérő megoldást mutat be, amelyet széles körű sokoldalúságra terveztek.

Rizs. 5.

A gáz- és vízfogyasztásmérők tipikus megoldásai a TI sorozatú mikrokontrollereken alapulnak MSP430 , alacsony áramfelvétel jellemzi, ami lehetővé teszi az akkumulátoros működést. A 6. és 7. ábrán látható, hogy az alapvető mérő-, kijelző- és kommunikációs rendszereken kívül van egy RFID modul is. amely biztosítja a gáz- és vízszolgáltatási előlegfizetés módját.

Rizs. 6.

Rizs. 7.

Az intelligens hálózat azon túl, hogy közvetlenül a mérőórákon követhető nyomon a leolvasás, rendelkezik egy In-Home Display - központi információs kijelzővel (8. ábra), aminek köszönhetően nem kell minden mérőt külön-külön ellenőrizni, minden látható a egyszer. Ez lehetővé teszi a mérőórák kényelmesebb telepítését és/vagy a ház kialakításának megsértését - általában normál esetekben a mérőhöz való hozzáférés nehézkes, és a leolvasás problémát okoz a felhasználó számára, vagy a mérő nem vonzó a belső tér része.

Rizs. nyolc.

A lakás- és kommunális szolgáltatások ilyen rendszerekkel való felszerelése számos pozitív szempontot tesz lehetővé:

• az elfogyasztott energia mennyiségére vonatkozó információk központosított gyűjtése az összes hálózathasználótól lehetővé teszi, hogy időben számlákat állítson ki a pontos mennyiség feltüntetésével, különféle tarifarendszereket vezessen be, valamint megelőző és korlátozó intézkedéseket hajtson végre a határérték túllépése vagy az energiafogyasztási szabályok megsértése esetén;
• a pénzeszközök jobb elosztása a rendszerek korszerűsítésére és javítására az energiafogyasztási rendszerek meghibásodásairól és az egyes helyszíneken felmerülő igényekről szóló információk alapján;
• a vészhelyzetek gyors lokalizálásának és megoldásának képessége.

Ráadásul a rendszer annyira rugalmas, hogy jelentős kiegészítéseket tesz lehetővé globális átépítés nélkül. Például a gázszivárgás-érzékelők rendszerbe történő integrálása lehetővé teszi a biztonságot szolgáló megelőző intézkedések bevezetését.

Sajnos egy ilyen rendszer megvalósítása komoly szervezési problémák megoldását (és némi tőkebefektetést) igényel az áramszolgáltatók, valamint a lakás- és kommunális szolgáltatások részéről. Egy ilyen rendszer azonban teljes mértékben indokolja létezését a felhasználói kényelem érdekében.

A mérések automatizálása a PLC technológia egyik alkalmazása. Fontos része az automatizált vezérlés lehetősége különféle rendszerek mint a világítás, szellőzés, elektromos kapuk és redőnyök, alternatív áramellátó rendszerek (9. ábra).

Rizs. 9.

A TI adatkoncentrátor mikrokontroller képességei számos kényelmes és néha szükséges vezérlési lehetőséget biztosítanak:

• az összes rendszer ellenőrzése és kezelése;
• távoli kapcsolat az interneten keresztül;
• a világítás automatikus bekapcsolása naptár vagy érzékelő szerint;
• vészhelyzeti áramforrás automatikus csatlakoztatása a fogyasztók "okos" csatlakoztatásával;
• a rendszerek szelektív vagy általános leállítása vészhelyzetekben;
• távirányító a távirányítóról (például a garázskapu kinyitása).

Természetesen vannak alternatív megoldások: világítástechnikai gyártók saját megoldásai, elektromos kapuhajtások stb. A TI PLC-komponenseire épülő megoldás előnye, hogy jelentős változtatások nélkül integrálható egy meglévő létesítménybe, valamint sokoldalúsága.

Végső soron az egyetlen vezérlés sokkal egyszerűbb, megbízhatóbb és kényelmesebb (jó példa erre két lehetőség az audio-video berendezéseknél: egy gyártó egyetlen vezérlőpanellel és több különböző, megfelelő számú távirányítóval), és könnyen bővíthető a rendszer.

Egyes esetekben a PLC modemek használata lehet az egyetlen egyszerű és költséghatékony megoldás. Tekintsük a következő tipikus példát: nyaraló, nappali négy belépési ponttal (utca, udvar, lépcső a második emeletre, konyha). A nappali világításának bekapcsolása problémássá válik - az olcsó megoldás (egy kapcsoló) egyszerűen kényelmetlen. Kényelmes, ha négy keresztkapcsolóval rendelkezik, mindegyik belépési ponton egy. Ez lehetővé teszi a világítás vezérlését bármely pontról anélkül, hogy szükségtelen mozdulatokat tenne (kikapcsolt állapotban - sötétben). De a megvalósításhoz három vezetéket kell vezetni két kapcsolóhoz, és további négyet kettőhöz.

Ez pedig egy lámpa vezérlése. Ha két vagy több lámpacsoport van a csillárban, a vezetékek száma drámaian megnő. A kétgombos keresztkapcsoló ára, még a vezetékek költségének figyelembe vétele nélkül is, már összemérhető egy PLC modem költségével. Egy ilyen rendszer telepítésének költsége is meglehetősen magas. Próbáljuk meg létrehozni ugyanazt a rendszert a fényerő beállításával, és valami távirányítót kell közvetlenül a lámpába integrálnunk.

A TI PLC modem használata szükségtelenné teszi a további kábelek lefektetését, sőt, kicsit más szemszögből tekint a klasszikus rendszerre: a PLC modem kapcsolóként és szabályozóként nem csak a kapcsoló csatlakozási pontjába integrálható, hanem az aljzatok sorába is . A lámpák csatlakoztatása is leegyszerűsödik (nincs szükség kapcsolókkal történő vezetékezésre). A lámpavezérlés száma és jellege irrelevánssá válik. A kapcsolók (szabályozók) kialakítása korlátlan lehetőségeket kínál. Ezenkívül a közös "okos" hálózatba való integráció lehetővé teszi egy vészvilágítási rendszer megvalósítását egyetlen további kábel lefektetése nélkül.

TI hibakereső eszközök

A PLC-alapú rendszerfejlesztéshez a TI a következőket kínálja:

• MODEM FEJLESZTÉSI KÉSZLET
• TMDSDC3359

A TMDSPLCKIT-V3 készlet két PLC-modemet, két alapú vezérlőkártyát tartalmaz TMS320F28069 , beépített USB-JTAG emulátorral és minden szükséges kábellel rendelkezik. Szintén tartalmazza szoftver az OFDM szabványokat (PRIME, G3 és FlexOFDM) és az S-FSK-t támogató PLC-hez, valamint a Code Composer Studio v4.x fejlesztői környezethez 32 kb-os futtatható kód méretkorláttal. Használt analóg jelfeldolgozó chip - AFE031 . Megjelenés az egyik modem a 10. ábrán látható.

Rizs. tíz.

Adatkoncentrátor kiértékelő modul TMDSDC3359(11. ábra). Ez a termék lehetővé teszi az adatkoncentrátor alapú rendszerek hibakeresését. A Sitara ARM Cortex-A8 család AM335x processzorára épült OC Linux BSP-vel. A tábla széles perifériával rendelkezik:

• 2x USB;
• 2x Ethernet;
• 2x RS-232;
• 3x RS-485;
• infravörös adó-vevő;
• hőmérséklet szenzor;
• 1 GHz alatti és 2,4 GHz-es RF; AM335x.

Rizs. tizenegy.

Lehetőség van egy modul csatlakoztatására háromfázisú hálózatokon keresztüli kommunikációhoz. A kapcsolóüzemű tápegység beépített.

Támogatott szabványok - G3, PRIME.

Következtetés

A PLC technológia adatátvitelre való alkalmazása számos előnnyel jár, lehetővé téve egy „okos” hálózat gyors és költséghatékony kiépítését, amely gyorsan képes alkalmazkodni a szükséges feladatokhoz, a G3 és PRIME szabványok képességeinek köszönhetően pedig az adatokhoz. átviteli környezet.

A Texas Instruments teljes megoldást kínál a chipektől a szoftverekig a PLC-hálózatok vezérlési és információs rendszerekben történő megvalósításához. Rugalmasságának köszönhetően ez a megoldás lehetővé teszi a rendszer megvalósítását bármilyen típusú protokollhoz, és kielégíti a hatósági előírások esetleges követelményeit.

A COMPEL a Texas Instruments hivatalos forgalmazója, és a fejlesztők számára processzorokat és analóg mikroáramköröket, valamint fejlesztőeszközöket tud biztosítani saját PLC-projektjeik megvalósításához.

Irodalom

4. Andrej Szamodelov. Koncert a mérőnek és a hálózatnak: Texas Instruments PLC modemek//Elektronikai hírek 2011/7.

5. Alekszej Pazyuk. Bármilyen protokoll vezetéken keresztül: Texas Instruments megoldások PLC adatátviteli rendszerekhez//Elektronikai hírek 2012/10.

Műszaki információk beszerzése, mintarendelés, kiszállítás - e-mail:

A TI Bluetooth Smart SensorTag-je megkönnyíti a Bluetooth-alkalmazások fejlesztését AndroidTM 4.3-as eszközökön

Vállalat Texas Instruments nevű Android alkalmazás elindítását jelentette be Bluetooth Smart Sensor Tag, a Bluetooth Smart Ready alkalmazás támogatásának az Android 4.3 „Jelly Bean” rendszerbe való integrálását követően. Az új termék ingyenesen letölthető a címről www.ti.com/sensortag-app-android-eu megszünteti az akadályokat az alkalmazásfejlesztők előtt, akik szeretnék kihasználni a több millió Android okostelefon és táblagép előnyeit, amelyek hamarosan fel lesznek szerelve Bluetooth Smart Ready funkcióval. Az immár Android és iOS által támogatott Bluetooth Smart alkalmazások blokkjának fejlesztése egyszerűbb és gyorsabb a fejlesztői készlettel Érzékelő Címke az alapon CC2541. A készlet hat érzékelőt tartalmaz számos alkalmazáshoz, egyetlen táblán elhelyezve a gyors értékelés és demonstráció érdekében. Az érzékelőcímke készlettel kapcsolatos további információkért látogasson el a következő oldalra www.ti.com/lprf-stdroid-pr-eu.

A Sensor Tag Kit nem igényel szoftver- vagy hardverismeretet a Bluetooth Smart alkalmazások gyors elindításához okostelefonján vagy táblagépén. A fejlesztők megosztják szenzorcímkével elért eredményeiket a Texas Wiki oldalán ( http://processors.wiki.ti.com/index.php/Bluetooth_SensorTag?DCMP=lprf-stdroid-eu&HQS=lprf-stdroid-pr-wiki1-eu) és a Twitteren a #SensorTag hashtag használatával.

Hat beépített Sensor Tag érzékelő, köztük egy érintésmentes infravörös hőmérséklet-érzékelő TMP006 a TI-től számos alkalmazást fejlesztenek olyan területeken, mint az egészségügy és az oktatás, valamint új kiegészítőket készítenek mobileszközökhöz. A készlet ingyenes, vezeték nélkül frissíthető BLE-Stack TM szoftvert futtat a TI-től. A CC2541 alapú Sensor Tag kiegészíti a TI többi kettős üzemmódú Bluetooth CC2564 és WiLink TM megoldását.

A Texas Instruments-ről

A jelenlegi fejlettségi szinten számítógépes technológiaés hálózati technológiák, szigorú követelmények vonatkoznak a hálózatokra. A számítógépes hálózatnak biztosítania kell az adott körülményekhez szükséges átviteli sebességet; mobilnak is kell lennie, sok hozzáférési ponttal, és nem kell kábelfektetést igényelnie; a hálózatnak egyszerű adminisztrációval kell rendelkeznie; egyszerű műszaki megoldásokkal nagy megbízhatóságot kell biztosítania; a hálózatnak támogatnia kell az összes lehetséges típust hálózati berendezésekés mindezekkel együtt olcsónak kell lennie.

Mind a lakosság, mind a vállalkozások, szervezetek és speciális szolgáltatások általános globális számítógépesedésével szükségessé vált a számítógépes hálózatok megszervezése.

A hálózatok megszervezésének egyik lehetősége az adatátviteli rendszer az elektromos hálózatokon keresztül.

A szakdolgozat egy sémát mutat be egy villamosenergia-hálózatokon keresztüli adatátviteli hálózat megszervezésére Alkhan-Churt elszámolás példáján PLC technológiával.

A BZD szakaszt azért végzik, hogy biztonságos munkakörülményeket teremtsenek az áramellátó hálózatokkal végzett munka során

Az oklevél gazdasági részében a tervezés alatt álló hálózat költsége és a PLC technológián alapuló hálózat kiépítésének gazdasági megvalósíthatósága kerül kiszámításra.

A PLC technológia mindenekelőtt az „utolsó mérföld” probléma megoldása. Mert ez a megoldás házon belüli elektromos hálózatot használ. Maga a szolgáltatás Plug&Play alapon történik. Vagyis a fogyasztó által az üzletben vásárolt adapter vagy előfizetői modem nem igényel semmilyen beállítást: konnektorba csatlakoztatva automatikusan kommunikál a fejegységgel, amely minden otthonban az egyetlen; a konfiguráció automatikusan konfigurálódik és az IP-cím hozzárendelődik. A technológia előnye az is, hogy az internetezéshez nem kell megvárni a szerelőket és beengedni őket otthonába. További plusz a roaming: a modem minden olyan házban működik, ahol van PLC-lefedettség. Nem szigorúan meghatározott címre van bejegyezve, és működik a kerületen belül, a városon belül és egy másik városban is. Jelenleg öt városban egyidejűleg hálózatokat építenek, és még legalább 5-6 oroszországi város van a projektek előkészítésének szakaszában.

Ennek a technológiának minden előnye mellett az internet-hozzáférési piac már telített, és szó szerint saját bőrünkön érezzük, milyen lassan növekszik az előfizetői bázis. Ha az ügyfél már csatlakozott a szolgáltatóhoz és elvégezte a vezetékezést, akkor nincs értelme alacsony áron csábítani, különösen azért, mert az árak csökkentésével az üzemeltető nehéz helyzetbe hozza magát. A szélessávú hozzáférés átlagos díja már most is alacsony. Ezért a fejlesztéshez új szolgáltatások, szolgáltatások bevezetése szükséges. Például az úgynevezett "konstruktor". Az alap PLC modemhez különböző modulok „csatlakoznak”: Ethernet aljzat; Wifi csatlakozási pont; telefonmodul, amelyhez hagyományos analóg vezetékes telefont, belső készletet és VoIP-eszközt csatlakoztathat. Ez utóbbi segítségével lehetőség nyílik a városon belüli belső telefonhálózat megszervezésére (például közvetlen csatornák telefonos kommunikáció rokonokkal).

Egy másik beépülő modul egy videokamera, amellyel otthoni videomegfigyelő rendszert szervezhet anélkül, hogy számítógéphez csatlakoztatná. Az áramhálózaton keresztül az összes forgalmat a szolgáltató szerverére továbbítja. És a felhasználó bárhol a világon, miután elérte az internetet, felkeresheti a sajátját Személyes terület az ügyfélfelületen, és ellenőrizze az otthoni környezetet. Ez a megoldás ideális gyermekek, bébiszitterek és házvezetőnők megfigyelésére. Ezenkívül a webes felületen keresztül különféle beállításokat is beállíthat további funkciókat- például mozgásérzékelő rendszer (mozgásvezérlés), amely lehetővé teszi, hogy a kamera háromdimenziós mozgásérzékelő funkcióit lássa el: amikor a kép megváltozott, jel ment a szerverre, SMS-t küldenek a felhasználó mobiltelefonjára – csatlakozik az internethez, és ellenőrzi, hogy minden rendben van-e .

PLC (Power Vonal kommunikáció Az s - power line communications, más néven PLT (Power Line Telecoms) egy vezetékes technológia, amelynek célja az elektromos hálózatok kábeles infrastruktúrájának felhasználása nagy sebességű adat- és hangátvitel megszervezésére. Az átviteli sebességtől függően széles sávra (BPL) 1 Mbps-nál nagyobb sebességgel és keskeny sávra (NPL) oszlik.

Skóciában megkezdték a szélessávú internetszolgáltatás tesztelését az elektromos hálózaton keresztül. Ez a kezdeményezés a Scottish Hydro Electrics villamosenergia-vállalathoz tartozik. A PC Advisor brit kiadása szerint körülbelül 150 felhasználó vett részt az "Internet aljzaton keresztül" tesztelésében. Minden előfizető 2 Mbps sebességű internet-hozzáférést kapott. Az árért több mint a duplája volt jobb ajánlat más internetszolgáltató. Érdeklődés új szolgáltatás már bemutattak több energetikai céget az országban. Emellett Németország vezető áramszolgáltatója, az RWE dinamikusan vezeti be a PLC-t. Például Németországban az emberek nem is töltik ki a villanyszámlát: a mérőórákról az információ közvetlenül az áramszolgáltatóhoz érkezik az elektromos vezetékeken keresztül. Hasonló projektek indultak Olaszországban és Svédországban.

Oroszországban a PLC technológián alapuló hálózat kiépítésének első szakaszát a Spark cég végezte el, és 2005 októberében fejeződött be. Ekkor a hálózat több mint 750 lakóépületekben elhelyezett hozzáférési csomópontot tartalmazott. Az összes hozzáférési csomópont egy Gigabit Ethernet gerinchálózattal van összekötve. 2006-ban kísérleti projekt indult a PLC technológia üzembe helyezésére Yuzhnoye Tushino térségében, majd 2007-ben megkezdődött a hálózat aktív kiépítése és az előfizetők csatlakoztatása.

Az alacsony internet-hozzáférési díjak jó versenyképességet biztosítanak, de a minőséget időnként kritizálják a potenciális és jelenlegi előfizetők (a fórumokon zajló számos vita alapján). Például a felhasználók panaszkodnak arra a problémára, hogy csak a lakás egy bizonyos aljzatán keresztül tudnak csatlakozni a hálózathoz, ami nem mindig kényelmes az előfizető számára, valamint az elektromos készülékek bekapcsolásakor a sebesség csökkenése miatt. Ennek oka a lakás elektromos vezetékeinek általános állapota, de az ilyen problémákat a szolgáltató szakemberei oldják meg. Ezen túlmenően, a problémák elkerülése érdekében, ajánlatos a felhasználói eszközt külön konnektorhoz csatlakoztatni. Ennek ellenére a távközlési iparági szakértők alacsony értékeléssel rendelkeznek a PLC-hálózatok fejlesztési lehetőségeiről. Ennek oka maga a technológia. Az adatok számítógépről számítógépre történő átviteléhez speciálisan az Ethernet technológiát fejlesztették ki, ennek eredményeként a használat során a végberendezések költsége a legalacsonyabb, a sebességi jellemzők pedig a legjobbak. Az eredetileg nem adatátvitelre szánt médium adaptálására tett kísérletek a berendezések magasabb költségéhez és rosszabb műszaki jellemzőkhöz vezetnek. Ez vonatkozik a telefon rézvezetékére (tárcsázós modemek vagy ADSL) és az elektromos hálózatokra (PLC technológia).

Az utóbbi időben sokat emlegetett úgynevezett "utolsó mérföld-probléma" számos megoldást szült. A legtöbb ilyen megoldásnak azonban van egy közös hátránya – mindegyikhez vezetékek és kábelek lefektetése szükséges. Valószínűleg nincs értelme arról beszélni, hogy ez néha milyen nehézségeket és nehézségeket okoz - nagyon gyakran a kábel lefektetésének költsége a hálózat felállítási költségeinek nagy részét teszi ki. Ezenkívül számos olyan eset van, amikor az új kábelek lefektetése lehetetlen vagy nagyon nem kívánatos - egy ilyen kellemetlen helyzet élénk példája egy nemrég befejezett javítás, amely után azonnal kiderül, hogy további vezetékeket kell fektetni a számítógéphez. hálózatok.

Ezért mindig is különösen érdekesek voltak azok a technológiák, amelyek lehetővé tették az új kábelek lefektetését. Jelenleg két sikeres megközelítés létezik a problémára – ez az vezeték nélküli hálózatok Wi-Fi és PLC technológiák. Ha sokat írtak a vezeték nélküli hálózatokról, akkor a PLC technológiákról sokkal kevesebb információ áll rendelkezésre.

A PLC-technológiák lehetővé teszik a számítógépes helyi hálózatok kiépítését a meglévő távvezetékek alapján. Tehát a PLC technológia segítségével kis otthont építhet helyi hálózat, a már lefektetett elektromos vezetékek felhasználásával.

Valójában már régóta léteznek az elektromos vezetékek segítségével történő információtovábbítás módszerei. Az egyik a jól ismert szovjet hangszórók (amit gyakran tévesen rádióállomásoknak is neveznek). A különböző technológiák a jelek szétválasztásának meglehetősen egyszerű ötletén alapulnak - ha valamilyen módon lehetséges lenne több jel egyidejű továbbítása egy fizikai csatornán, akkor ily módon növelhető lenne a teljes adatátviteli sebesség. Ez modulációval érhető el (a modulált jel emellett interferenciaálló), és ugyanazon fizikai adatátviteli csatornákon különböző modulációs módszerekkel különböző adatsebességek érhetők el.

Első pillantásra a sikeres PLC-technológia receptje egyszerűnek tűnhet – csak válassza ki a leggyorsabb adatátvitelt biztosító modulációs módszert, és máris kész a modern kommunikációs lehetőség. A legsűrűbb jelcsomagolást biztosító modulációs módszerek azonban bonyolult matematikai műveleteket igényelnek, és a PLC-technológiákban történő alkalmazáshoz gyors jelfeldolgozó (DSP) alkalmazása szükséges.

A digitális jelprocesszor (DSP) egy speciális, programozható mikroprocesszor, amelyet arra terveztek, hogy valós időben kezelje a digitális adatfolyamot. A DSP processzorokat széles körben használják grafikus, hang- és videofolyamok feldolgozására.

Így a PLC-technológiák fejlesztése a DSP processzorok fejlődési ütemén nyugodott, és amint ez utóbbiak elkezdtek megbirkózni a fejlett hatékony modulációs algoritmusokkal, új technológiák jelentek meg az ilyen hálózatok szervezésére. Jelenleg a PLC-technológiák OFDM modulációt használnak, ami lehetővé teszi nagy adatátviteli sebesség elérését és jó jelvédettséget az interferencia ellen.

Szélessávú internet-hozzáférés;

Otthoni és irodai számítógépes hálózatok;

VoIP - IP-telefónia;

Nagy sebességű audio- és videoátvitel;

Irodai és otthoni (interneten keresztül is) videó megfigyelés, távoli videomegfigyelő rendszerek építése;

Digitális adatátviteli csatornák építése ipari és otthoni automatizáláshoz (AIIS KUE, ACS TP (SCADA), ACS);

Biztonsági rendszerek (tűz- és betörésjelző).

A távközlési szolgáltatók üzletmenetének sikere, valamint az osztályok és a vállalati kommunikációs hálózatok hatékony működése nagymértékben függ a hozzáférési hálózatok kiépítésére alkalmazott megoldásoktól.

A száloptikás kommunikációs vonalak nagy sebességű adatátvitelt biztosítanak, de még nem jutnak el a tömeges felhasználókhoz, mivel általában a vállalati szektorban széles körben használatosak.

Az előfizetői hozzáférés tömeges piacán ma az xDSL technológia számít a legkeresettebbnek, amely a meglévő telefonvonalakon keresztül biztosítja a felhasználók számára az internet- és egyéb infokommunikációs szolgáltatások elérését. Ebben a szegmensben bizonyos részesedést olyan technológiák is elfoglalnak, mint a szélessávú vezeték nélküli rádió- és műholdas hozzáférés, a kábeltelevíziós hálózatokon keresztüli hozzáférés, a 2,5G / 3G (GPRS / EDGE / UMTS, CDMA 2000 1X / EV-) mobilhálózatokban történő csomagkapcsolt adatátvitel. DO).

Az olyan tényezők, mint a 0,2-0,4 kV-os elektromos hálózatok széles körben elterjedt alkalmazása, a költséges kábelcsatornák építésének hiánya, a falak lyukasztása, kommunikációs kábelek lefektetése stb. ösztönzik az elektromos hálózatok mint alternatív adatátviteli közeg tanulmányozását és fejlesztését. egy másik szélessávú hozzáférési technológiát – elektromos hálózatokon keresztül.

Első és második generációs PLC berendezéseket fejlesztettek ki. Az elért maximális adatátviteli sebesség nem haladta meg a 10-14 Mb/s-ot. A tényleges adatátviteli sebesség az ezt a berendezést használó PLC-teszthálózatokban nagyságrenddel eltért és 1-2 Mb/s-ot tett ki. Ráadásul a PLC előfizetői berendezések viszonylag magas költséggel jártak, és a PLC-vel "tömörített" távvezetékeket a PLC berendezések működéséből adódóan magas szintű elektromágneses sugárzás jellemezte.

Ezért egészen a közelmúltig a PLC technológiát korlátozott mértékben használták a távközlési szolgáltatások kereskedelmi célú nyújtására, versenyképtelen volt más technológiákkal, elsősorban az xDSL-lel szemben. A mikroelektronika legújabb fejlesztései azonban, amelyek lehetővé tették olyan harmadik generációs PLC-rendszerek létrehozását, amelyek szabványos távvezetékek használatával akár 200 Mb / s adatátviteli sebességet biztosítanak, új lehetőségeket nyitnak meg a szélessávú hozzáférés megvalósításában.

A modern PLC rendszerek, amelyek a szélessávú előfizetői hozzáférés problémájának megoldására fókuszálnak, főként két technológiát alkalmaznak. Az első jelet használ az ún. szórt spektrum (SS), ami jelentősen növeli az átvitel zajtűrő képességét. Az SS moduláció használatakor a jelteljesítmény széles frekvenciasávon oszlik el, és a jel láthatatlanná válik az interferencia hátterében. A vételi oldalon a zajszerű jelből értelmes információt nyernek ki egyedi segítségével adott jelet pszeudo-véletlen kódsorozat. Különböző kódok segítségével egy széles frekvenciasávban egyszerre több üzenetet is továbbíthatunk. A leírt elv a kódosztásos többszörös hozzáférésű (CDMA) módszer alapja. Vegye figyelembe, hogy a zajvédelem mellett az SS-moduláció magas szintű információvédelmet biztosít. A QPSK modulációt használják alapként.

A második technológia az ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelésen alapul, jelek egyidejű átvitelével több vivőn (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex). Ez a módszer nagy átviteli hűséget és jeltorzítással szembeni ellenállást is garantál.

A második lehetőség továbbfejlesztése az amerikai Intellon cég által javasolt technológia volt. Itt egy módosított OFDM-módszert alkalmaznak, amelyben az eredeti adatfolyamot csomagokra osztják, és mindegyiket a 4,3-20,9 MHz frekvencia tartományban továbbítják relatív fázismoduláció segítségével a saját alvivőjén (DBPSK vagy DQPSK - Differential Quadrature). Phase Shift Keying , eltolt differenciális kvadratúra fázismoduláció). A maximális információátviteli sebesség eléri a több tíz Mbps-t.

A PLC technológia a többszörös hozzáférési pont – sok pont elvét valósítja meg. A helyi transzformátor alállomás bizonyos számú épületet lát el árammal, és ezzel egyidejűleg adatátviteli szolgáltatásokat, IP-telefont stb.

A fő végberendezést PLC modemnek kell tekinteni, amely általában egy interfészt valósít meg a PC-vel való kommunikációhoz: USB vagy Ethernet. Így a modem egy információforráshoz csatlakozik - egy 220 V-os aljzathoz, és a kimeneten a megfelelő interfészen keresztül egy számítógéphez. Lehetséges, hogy egy VoIP módot támogató telefon párhuzamosan csatlakozik a számítógéphez.

ábrán látható egy tipikus működési diagram és a PLC modem fő összetevői. 1.1.

Rizs. 1.1. PLC modem alkatrészek

Ebben az innovatív technológiában az internethez való csatlakozást Broadband over power lines (BPL) nevezik.

Ellentétben a DSL kapcsolattal, keresztül otthoni hálózat a technológia lehetővé teszi, hogy több embernek legyen szélessávú internet-hozzáférése.

A PLC technológia a legolcsóbb módja az otthoni hálózat létrehozásának, mivel nem szükséges a felhasználónak további tápkábeleket telepítenie, és lehetővé teszi egy egész háztömb lakóinak a PLC hálózathoz való csatlakoztatását. Egy mestereszköz 500 felhasználó számára képes internet hozzáférést biztosítani a PLC hálózaton keresztül. Ehhez a felhasználóknak PLC modemet tartalmazó adaptereszközökkel kell rendelkezniük a lakásukban.

Természetesen a legsikeresebb projektek a szélessávú hozzáférés megszervezésére az elektromos hálózatokon keresztül az Egyesült Államokban valósultak meg - az internet szülőföldjén. Olyan ismert cégek, mint a New Visions (New York), a Communications Technologies (Virginia), a Cinergy (Ohio).

Németországban a Vype kínál PLC-ket; Piper-Net és PowerKom; Ausztriában - Speed-Web; Svédországban - ENkom; Hollandiában - Digistroom; Skóciában - Szélessáv.

2005-ben az Orosz Föderációban megkezdődött az internet-hozzáférési hálózatok kiépítése a PLC technológiát használó háztartási elektromos hálózatokon keresztül.

Fejlődik az internet hozzáférés, és hamarosan az Ön vidéki házában is, ahol nincs telefon és kábelvonalak, csatlakozhat az internethez.

A legtöbb esetben a PLC-rendszereket annak az elektromos hálózatnak a feszültsége, amelyen használják őket, és a lefedettségi terület (terület) szerint osztályozzák:

nagyfeszültségű vezetékeken (HV) használják;

középfeszültségű vezetékeken (MV);

alacsony feszültségű vezetékeken (LV):

utolsó mérföld;

az épületen belül;

beltéri (lakás).

A PLC tartalmazza a B-t, amely 1 Mbit/s-nál nagyobb adatátviteli sebességet biztosít, valamint az NPL-t, sokkal alacsonyabb adatsebességgel.

Ha a jeleket háztartási tápegységen keresztül továbbítja, bizonyos frekvenciákon nagy csillapítás léphet fel az átviteli funkcióban, ami adatvesztéshez vezethet. A PowerLine technológia biztosítja speciális módszer A probléma megoldása az adathordozó jelek dinamikus ki- és bekapcsolása. Ennek a módszernek a lényege abban rejlik, hogy az eszköz folyamatosan figyeli az átviteli csatornát, hogy azonosítsa a spektrum egy bizonyos csillapítási küszöböt túllépő részét. Ha ezt a tényt észleli, ezeknek a frekvenciáknak a használata átmenetileg leáll, amíg a normál csillapítási érték vissza nem áll.

A halogénlámpák impulzuszaj (legfeljebb 1 mikroszekundum), valamint az elektromos motorral felszerelt, nagy teljesítményű háztartási készülékek be- és kikapcsolása is problémát jelent.

Bármennyire is optimisták a kísérleti PLC-hálózatok külföldön végzett munkájának eredményei, nálunk ez a technológia számos nehézségbe ütközik. A háztartási elektromos vezetékek főleg alumíniumból készülnek, nem pedig rézből, ami a világ legtöbb országában alkalmazásra került. Az alumínium huzalok elektromos vezetőképessége gyengébb, ami gyorsabb jelcsillapítást eredményez. További probléma, hogy még mindig nem oldottuk meg az ilyen technológiák alkalmazásának jogi szabályozásának fő kérdéseit. Ez utóbbi azonban a Nyugatra is igaz. A nagysebességű PLC-rendszerek gyors fejlődését hátráltató fő tényező a szélessávú PLC-rendszerekre vonatkozó szabványok hiánya, és ennek következtében az azonos vagy hasonló frekvenciasávot használó egyéb szolgáltatásokkal való összeférhetetlenség magas kockázata. 2001-ben a HomePlug Powerline Alliance, egy nemzetközi konzorcium elfogadta a háztartási vezetékeken keresztüli otthoni hálózatok építésére vonatkozó iparági szabványt, a HomePlug 1.0 specifikációt. De ez a szabvány szabályozza az "otthoni" hálózatok építését, azaz ugyanazon a lakáson (nyaralóban) belüli hálózatokat. A szélessávú PLC-k teljes értékű szabványát még nem dolgozták ki.

A technológia különféle aspektusainak szabványosításában részt vevő fő szervezetek és közösségek az IEEE, ETSI, CENELEC, OPERA, UPA és a HomePlug Powerline Alliance.

Az IEEE bejelentette egy csoport létrehozását, amely a BPL szabványt fejleszti. A projekt neve IEEE P1675, "Standard for Broadband over Power Line Hardware".

Az IEEE P1675 mellett három további irány van:

IEEE P1775, a PLC-berendezések, az EMC-követelmények, a vizsgálati és mérési módszerek szabályozására kezdeményezett;

IEEE P1901, "Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications", amely leírást ad a fizikai és média hozzáférési rétegekről a BPL eszközök minden osztályához;

IEEE BPL Study Group, "Standardization of Broadband Over Power Line Technologies", amely a BPL-hez kapcsolódó új csoportok létrehozásáról gondoskodik.

Az Európai Távközlési Szabványügyi Intézet megalakította az ETSI Technikai Bizottság Power-Line Telecommunications (TC PLT) nevű szervezetet, amely a PLC szabványosításáért felelős.

A CENELEC az EU-tagállamok Nemzeti Elektrotechnikai Bizottságaiból álló non-profit szervezet, az EU legjelentősebb szervezete az elektromágneses terek szabványosítása területén. A PLC-k esetében a CENELEC végzi el a PLC-specifikációk létrehozását a fizikai réteghez és a médiaelérési alréteghez; elfogadta a megfelelő EN55022 szabványt.

Az Open PLC European Research Alliance (OPERA) konzorciumot 2004-ben hozták létre a Broadband for All európai program részeként a nagy sebességű internet-hozzáférési technológiák népszerűsítésére. Az OPERA munkája két szakaszból áll, amelyek mindegyike két évig tart.

A fő kezdeményező és a finanszírozás forrása az Európai Bizottság. A teljes költségvetés több mint 20 millió euró, a források jelentős része az FP6 program keretében történik. Az OPERA projekt befejezése 2008-ra várható. A projektben összesen több mint 30 vállalat és kutatóintézet vesz részt 12 országból.

Az OPERA eddigi specifikációi a PHY, MAC és az elektromos hálózatokon keresztüli adatkommunikációs berendezésekre vonatkoznak.

Az UPA-t hivatalosan 2004 decemberében jelentették be. Az UPA fő deklarált célja a PLC-technológiák népszerűsítése, valamint a kormányoknak és az iparág vezetőinek bemutatása a nagyszabású használatának kilátásaiban. A UPA szabványokat és szabályozásokat dolgoz ki, hogy biztosítsa a PLC-piac gyors fejlődését. Információkat nyújt a piaci szereplőknek az interoperabilitáson és biztonságon alapuló nyílt szabványokról.

A HomePlug technológia (az egyik első távvezetéken keresztüli átviteli technológia) széles körű bevezetésére és fejlesztésére, a különböző gyártók készülékeinek szabványosítására és ezzel a technológiával kompatibilitására 2000-ben megalakult a HomePlug Powerline nemzetközi ipari szövetség. Ma már több mint 80 cég szponzora, tagja a szövetségnek, és betartja ajánlásait. Köztük olyan jól ismert cégek, mint: Motorola, France Telecom, Philips, Samsung, Sony, Matsushita, Sanyo, Sharp, Panasonic és még sokan mások. A HomePlug Certified Alliance jelölés bármely gyártó termékén azt jelzi, hogy a készülék megfelel a HomePlug Powerline szabvány összes követelményének, és teljes mértékben kompatibilis egy másik gyártó hasonló eszközeivel.

Az első HomePlug Powerline Specification 1.0 az Intellon (USA) által javasolt Power Package™ technológián alapul, amelyet a HomePlug Powerline Alliance tagjai szabványként fogadtak el. Az eddig elfogadott és előkészítés alatt álló szabványokat a táblázat tartalmazza. 1.1.

1.1. táblázat. A HomePlug Powerline Alliance alapszabványai

Név	Elfogadás dátuma	jegyzet
HomePlug 1.0	2001. június	Olyan technológiát határoz meg, amely akár 14 Mbps adatátviteli sebességet biztosít
HomePlug 1.0 Turbo		Ez az 1.0 specifikáció továbbfejlesztése, maximum 85 Mbps adatátviteli sebességgel
HomePlug AV		PLC technológiát határoz meg akár 200 Mbps átviteli sebességgel. A specifikáció előírja a hang- és képfolyamok továbbításához szükséges szolgáltatásminőség biztosítását. Titkosítás - 128 bites AES
HomePlug Parancs és vezérlés	szeptember	Meghatározza a HomePlug eszközök vezérlését és kezelését
HomePlug BPL	Fejlesztés alatt

A PLC területén ma már több száz cég végez fejlesztéseket, amelyek mind chipkészletek gyártásával, mind ezek alapján kész eszközök készítésével foglalkoznak. Íme néhány szereplő az iparági szereplők közül: ABB, Adaptive Networks, Alcatel, Ambient Corporation, Amperion, Ascol, Cisco Systems, Cogency, Corinex, Current Technologies, DataSoft, DefiDev, DS2 (rendszerek tervezése Siliconon), Echelon, Eicon , Electricom, Enikia, Ericsson Austria AG, HP, llevo, Intellon, Krone AG, Linksys, Lucent Technologies, Metricom Corporation, Mitsubishi, Netgear, Northern Telecom, Nor.Web, Philips, PowerNet, PowerWAN, Schlumberger, Schneider Electric, Sumitomo Electric Industries, Telkonet .

A harmadik generációs PLC-rendszerekhez való IC-k (chipek) gyártásában vitathatatlanul vezető szerepet tölt be a Design of Systems on Silicon Corporation - DS2 (Spanyolország). 1998-ban alapították, és funkcionálisan teljes termékkészletet állít elő, amely lehetővé teszi a PLC-n alapuló szélessávú hozzáférés problémájának teljes körű megoldását. Az egyik első DS2 2003 végén számos harmadik generációs IC-t vezetett be, amelyek akár 200 Mb / s átváltási árfolyamot is lehetővé tettek. Míg a DS2 termékek nem támogatják a HP v.AV szabványt.

Fő IC-k DS2:

DSS9001: erre az IC-re alapozva PLC modemeket és In-Door osztályú berendezéseket lehet megvalósítani;

DSS9002: Emitterek és Repeaterek implementálhatók ezen IC alapján;

DSS9003: Dedikált IC az elektromos hálózat és a FOCL összekapcsolásához;

DSS9010: Dedikált IC a nagy sebességű megoldásokhoz

A DS2 termékekre épülő PLC-rendszer megvalósítása a 2. ábrán látható. 1.2.

Rizs. 1.2. DS2 termékeken alapuló PLC rendszer megvalósítása.

Egy másik vezető az Intellon Corporation (USA), amely a HomePlug szövetség egyik társalapítója volt. A HomePlug v.1.0 specifikációhoz az Intellon a következő IC-ket készítette el: INT51X1, INT5200, INT5500CS. 2002 szeptemberében a vállalat bemutatta a világ első hitelesített HomePlug 1.0 modulját - az RD51X1-AP eszközt, amely PLC technológiával internetes hozzáférési pontokat szervez. 2005 novemberében a vállalat bejelentette a 3 milliomodik PLC-hálózatokhoz készült termék kiadását.

A szélessávú hozzáféréshez (HomePlug v.AV specifikáció) az Intellon elkészített egy INT6000 IC-készletet. 2005 augusztusában bejelentették, hogy a Motorola Ventures befektetési részlege elkezdett befektetni az Intellon INT6000 lapkakészlet fejlesztésére irányuló munkájába. Az első szállítások 2006 második negyedévében várhatók.

Az Intellon tervei PowerPacket technológiát valósítanak meg, amely hatékony spektrummodulációs technikát alkalmaz, amely lehetővé teszi az adatok nagyon nagy sebességű átvitelét távvezetékeken. Az adatátviteli sebesség elérheti a 100 Mb/s-ot. A PowerPacket egy olyan rendszer, amelynek jellemzői lehetővé teszik, hogy alkalmazkodjon az erős többutas, erős keskeny sávú interferenciát, impulzív zajt kiegyenlítés nélküli környezethez.

Az SPiDCOM Technologies (Franciaország, www.spidcom.com) a PLC/BPL megoldások elembázisának egyik vezető fejlesztője (a BPL szélessávú powerline, az USA-ban a PLC jelölésére használt rövidítés). A cég legújabb fejlesztése - az SPC200 típusú IC körülbelül 220 Mb / s átviteli sebességet biztosít. Sorozatos bevezetése 2005 márciusában kezdődött. Az SPC200 HomePlug v.AV kompatibilis változata a második negyedévben kerül forgalomba. 2006 Az SPC200 IC a 2-30 MHz-es tartományt használja, 7 működési sávra osztva.

Az izraeli Yitran Communications Ltd. aktívan együttműködik a HomePlug Powerline szövetséggel. A 2006. márciusi kutatás eredményeként a Yitran megoldást választották a alapvető technológia a HomePlug v.AV szabvány elkészítésekor ("Parancsok és vezérlés" szakasz).

A cég két harmadik generációs IC-t készített: az ITM1-et és az ITC1-et. Lehetővé teszik akár 200 Mb / s csúcssebesség elérését. ábrán látható egy ITM1/ITC1 IC-n alapuló kommunikációs eszköz blokkvázlata. 1.3.

Rizs. 1.3. IC ITM1|ITC1 alapú kommunikációs eszköz szerkezeti diagramja.

A Yitran Communications kifejlesztette és szabadalmaztatta a Differential Code Key Shift Keying (DCSK) technológiát, hogy alacsony költségű, nagy teljesítményű hálózati összetevőket hozzon létre. A DCSK részletei nem ismertek; csak annyit közölnek, hogy a fizikai átviteli közegtől független adaptív SS-moduláció módszerein alapul a 4-20 MHz frekvenciasávban turbókompenzációval és kódtömörítéssel.

A DCSK-n alapuló hardverkomponensek (adó-vevők) lényegesen nagyobb átviteli sebességet, zajmentességet és információvédelmet biztosítanak, mint a meglévő CEBus adó-vevők, lényegesen alacsonyabb eszközköltség mellett. Több terméket is bejelentettek, köztük az ITM1-et (2,5 Mbps-ig terjedő adatátviteli sebesség) és az ITM10-et (12 Mbps-ig terjedő adatátviteli sebesség).

A XELine (Dél-Korea) IC-ket és berendezéseket egyaránt fejleszt PLC-megoldásokhoz. A cég harmadik generációs XPLC40A típusú IC-t kínál, amely akár 200 Mb/s hozzáférési sebességet biztosít.

Egy másik Xeline termék, az XPLC21 IC akár 24 Mb/s hozzáférési sebességet biztosít. Ez alapján megvalósítható az Emitter, repeater és közvetlenül PLC modem. Ez az IC az ARM9 processzoron alapul. Az alkalmazott frekvenciatartomány 2-23 MHz. Az XPLC21 szerkezeti diagramja az ábrán látható. 1.4.

1.4. XPLC21 típusú IC szerkezeti diagramja

A többi beszállító még a harmadik generációs PLC-IC-k tesztelésének szakaszában tart, folytatják a második és a 2.5-ös generációs berendezések kiadását, az ún. HomePlug v.1.turbo szabvány (akár 85 Mb/s).

A fent tárgyalt IC-készletek alapján a gyártók PLC-berendezéseket gyártanak mind az In-Door szegmenshez, mind az integrált megoldások szegmenséhez (az utolsó mérföldes hozzáféréshez).

Az alábbiakban feltüntetjük a harmadik generációs In-Door osztályú berendezések gyártóit.

A német devolo AG cég az In-Door osztályba tartozó dLAN PLC termékek sorát gyártja, és lehetővé teszi a PLC technológián alapuló beltéri helyi hálózat létrehozását.

2006 márciusában a devolo AG bejelentette, hogy előkészítette a dLAN 200 új termékcsalád megjelenését, amely akár 200 Mb / s (HomePlug v.AV) információátviteli sebességet biztosít, és az Intellon IC alapján valósul meg.

A LAN-berendezések szegmensének egyik vezető vállalata, a NETGEAR (USA) érdeklődést mutatott a PLC-adapter szegmens iránt - 2006 februárjában a NETGEAR megállapodást kötött a DS2-vel a közös munka megkezdéséről és harmadik generációs IC-k szállításáról, amelyek lehetővé teszik a gyártás elsajátítását. 200 Mb/s-ig terjedő sebességet támogató PLC eszközök. Az új termékek szállításának megkezdését 2006 harmadik negyedévére tervezik.

2006 márciusában az ELCON (Németország) bejelentette az ELCONnect P-200 modell kiadását, amely a DS2 IC alapján valósult meg, támogatja az Ethernet interfészt és akár 200 Mb / s átváltási sebességet biztosít.

1.2. táblázat. D52 lapkakészlet specifikációi

Konstruktív	DSS9011	DSS9010	DSS9001	DSS9002	DSS9003	DSS7700
	PBGA196	PBGA196	PBGA196	PBGA256	PBGA304	QFN84
Interfészek
GIMMI	2
MII	1	1	2
TDM	1	1
SPI	1	1	1	1	1	1
UART	1	1	1	1	1
GPIO tűk	9	9	9	9	9
Hálózatépítés
MAC címek	Nem	32	64	1024	256k	Nem
QoS és Broadcast	Van	Van	Van	Van	Van	Nem
Kötözősaláta	Nem	Nem	Van	Van	Van	Nem
VLAN	1	32	32	32
Az eszközök funkcionális célja
CPE	+	+	+	+
Ismétlő	+	+	+
Fejegység (fejvég)	+	+	+

1.3. táblázat. DS2 termékek elhelyezése

Az ötlet az adatok átvitele elektromos hálózat több évtizeddel ezelőtt jelent meg. A múlt század 30-as éveiben Oroszországban és Németországban kísérleteket végeztek a távvezetékek információtovábbításra való használatával kapcsolatban. Az 1990-es évek végéig azonban a technológia nagyon korlátozottan alkalmazható. Főleg felszerelésre használták nagyfeszültségű vezetékek teljesítményátvitel nagyfrekvenciás kommunikációs csatornákon keresztül a műszaki szolgálatok vezérlési információinak alacsony (2,4 Kbps) sebességgel történő továbbítására.

Különös érdeklődés az energiahálózaton keresztüli információtovábbítás lehetősége iránt az internet fejlődésével jelentkezett. A lakosság internetelérése érdekében a szolgáltató jelenléti pontjait össze kellett kapcsolni az ügyfelek otthonaival vagy irodáival, amelyek többsége nem rendelkezik a szolgáltatóéhoz hasonló nagy sebességű hozzáférési csatornával. Ezenkívül egy ilyen kábel lefektetéséhez minden ügyfélnek jelentős összeget kell fizetnie. És ha vállalati felhasználók gyakran megengedhetik maguknak, hogy drága technológiával csatlakozzanak, akkor otthon, amelyek sokkal nagyobbak, ez teljesen elfogadhatatlan. Így a mérnökök feladata egy olyan megfizethető last mile technológia kifejlesztése volt, amely megbízhatóan összeköti a szolgáltatót és ügyfeleit.

Több tucat cég dolgozott ebben az irányban, dollár százmilliókat fektetve az xDSL-től kezdve a koaxiális televíziókábelen, a vezeték nélküli rádióelérésen át a műholdon keresztüli adatátvitelig terjedő technológiákba.

Számos technológia a meglévő infrastruktúra használatán alapult - telefonvonalak, kábeltelevíziós hálózatok stb. - az internet eléréséhez. Nyilvánvaló azonban, hogy a kész infrastruktúra elterjedtségét és elérhetőségét tekintve egyetlen más hálózat sem hasonlítható össze az elektromos hálózattal. Minden otthonban van konnektor, még a világ legtávolabbi szegleteiben is.

Az 1990-es években számos volt kutatómunka nagysebességű adatátvitelről az elektromos hálózaton, amelynek során néhány problémát azonosítottak: a vezetékezést magas zajszint, a nagyfrekvenciás jel gyors csillapítása, a vezeték kommunikációs paramétereinek áramerősségtől függő változása jellemzi. Betöltés. Idővel ezeket a nehézségeket sikerült legyőzni. A jelmoduláció fejlettebb módszereinek kidolgozása során olyan technológiákat hoztak létre, amelyek segítségével nagy sebességű internet-hozzáférést biztosítanak az elektromos hálózaton.

Az úttörő ezen a területen a brit Nor.Web cég volt, amely a a United által Az Utilities kifejlesztette a Digital Power Line (DPL) technológiát, amely lehetővé teszi a hang- és adatcsomagok egyszerű 120/220 V-os elektromos hálózatokon történő továbbítását.

1997-ben végezték el az első kísérletet, majd két évvel később Manchesterben és Milánóban is tesztelték a technológiát. Az eredmények azonban sikertelenek voltak, és a Nor.Web leállította a kutatást. Az átviteli közeg heterogenitása, valamint az elembázis és az egységes szabvány hiánya oda vezetett, hogy a Digital Powerline technológiát kereskedelmi forgalomban nem alkalmazták.

A DPL nyomán megjelentek a német cégek megoldásai: a Bewag szabadalmaztatott egy távközlési fejlesztést, amely lehetővé teszi az adatok elektromos vezetékeken történő továbbítását, a Veba az elektromos hálózatokon adatátviteli sebesség növekedést ért el, de az izraeli Main.net (www.mainnet- plc .com). PLC (Powerline Communications) technológiája széles körben elterjedt.

A PLC berendezések adat- és hangátvitelt (VoIP) egyaránt biztosítanak. Az adatátviteli sebesség 2 és 10 Mbps között lehet.

A PLC technológia egy jel frekvenciaosztásán alapul, melynek során egy nagy sebességű adatfolyamot több, külön alvivő frekvencián továbbított kis sebességű adatfolyamra osztanak fel, majd egyesítenek egy jellé.

Az "elektromos" hozzáférés fő árversenyzője az aszimmetrikus digitális előfizetői vonal (Asymmetrical Digital Subscriber Lines, ADSL). Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a kiegyensúlyozatlan csatornák nem alkalmasak minden probléma megoldására, például nem alkalmasak dinamikus online játékokra, ahol a visszatérő forgalom meglehetősen nagy.

A PLC-szolgáltatások, például a nagy sebességű internet-hozzáférés ma már számos európai országban elérhetők. Például Németországban a szolgáltatást több városban kínálják különböző márkanevek alatt: Vype (www.vype.de); Piper-Net (www.piper-net.de) és PowerKom (www.drewag.de); Ausztriában Speed-Web márkanéven (www.linzag.net); Svédországban a szolgáltatást az ENkom márkanév alatt nyújtják (www.enkom.nu); Hollandiában Digistroom néven (www.digistroom.nl); Skóciában: Broadband (www.hydro.co.uk/broadband).

Az ígéretes technológia a távközlési piac olyan erős szereplőit érdekelte, mint a Motorola, a Cisco Systems, az Intel, a Hewlett-Packard, a Panasonic, a Sharp stb. Például a Motorola a Phonex Broadbanddel és a Sonicblue-vel együtt sikeresen tesztelte a zenei fájlok átvitelének módszerét. az elektromos hálózat. A verseny negatív tényezőinek elkerülése érdekében több nagy távközlési vállalat szövetségbe fogott (HomePlug Alliance néven), hogy közösen végezzenek kutatásokat és gyakorlati teszteket, valamint egységes szabványt fogadjanak el az áramellátó rendszereken keresztüli adatátvitelre.

A PLC technológia vonzereje az energetikai vállalatok számára

Az energiavállalatok számára a PLC technológia a következő okok miatt előnyös:

Megnyitja az utat új piacok felé, mivel az elektromos vezetékeket adatátviteli hálózattá alakítja;

Lehetővé teszi, hogy olyan népszerű szolgáltatásokat kínáljon ügyfeleinek, mint a nagy sebességű internet-hozzáférés, telefonálás stb.;

Nem igényel frekvencia erőforrást és megfelelő licenceket;

Az olcsó berendezések alacsony kezdeti beruházást és a kapacitás fokozatos növelésének lehetőségét biztosítják;

Lehetővé teszi, hogy új típusú szolgáltatásokat kínáljon jelentős tőkebefektetés nélkül, mivel az elektromos hálózat berendezéseinek már sok felhasználója van, fejlett infrastruktúra ügyfélszolgálati rendszer kiépítéséhez, javítási szolgáltatások stb.;

Lehetővé teszi az energia- és önkormányzati társaságok számára a villamosenergia-, víz-, gáz-, hőfogyasztás összes paraméterének folyamatos távfelügyeletét, valamint a fizetési tranzakciókat bármilyen típusú szolgáltatásért.

Nagy sebességű internet-hozzáférés

Az utolsó mérföldes technológia megvalósításának költsége a lineáris infrastruktúra költségéből (az összköltség kb. 60-80%-a), a berendezések költségéből (20-30%) és a tervezési, előkészítő mérnöki munkák stb. (10-20%). A 0,2-0,4 kV-os elektromos hálózatok elterjedt alkalmazása, a költséges árokásás és a kábelfektetéshez szükséges fallyukasztás hiánya fokozott érdeklődést vált ki ezek, mint adatátviteli közeg iránt. A nagy sebességű internetkapcsolatra példa a svájci Ascom cég technológiája, amely vezető szerepet tölt be a PLC technológián alapuló kommunikációs rendszerek és hálózatok gyártásában. A cég egy olyan végponttól végpontig terjedő megoldást kínál, ahol az épület elektromos kábelei az adatátvitel „utolsó mérföldjeként”, míg az épületen belüli elektromos vezetékek az „utolsó hüvelyk” szerepét töltik be. A kültéri (Outdoor; Fig. 2) és a beltéri (Indoor; Fig. 3) rendszerek lehetővé teszik ugyanazon átviteli közeg és különböző vivőfrekvenciák használatát. Az épületet ellátó feederek mentén alacsony frekvenciákon, épületeken belül pedig magas frekvenciákat használnak az adatok továbbítására.

Kültéri alkalmazásokhoz az Ascom három hordozó használatát javasolja, amelyek átlagos frekvenciája 2,4; 4,8 és 8,4 MHz. Az átviteli távolságtól függően az egyes hordozók 0,75-1,5 Mbps sebességgel továbbítanak adatokat. A közbenső adó-vevő pont (például egy transzformátor alállomás) és az épület közötti kis távolsággal mindhárom vivőt használják. Ezzel akár 4,5 Mb/s átviteli sebességet érhetünk el. Minimális bitsebességgel, átjátszók nélkül 200-300 m távolságot lehet megtenni, a legnagyobb bitsebességnél a távolság megközelítőleg a felére csökken.

Az átjátszó koncepció lehetővé teszi, hogy a PLC megkétszerezze a kültéri és belső alkalmazások. Az átjátszó adatforgalmat fogad a mester eszköztől, és továbbítja azokat a végberendezésekhez, amelyeket közvetlenül nem tud elérni.

Az Ascom hetente körülbelül 6000 PLC-adaptert és 2000 hálózati eszközt gyárt.

Az Ascom Powerline projektek példájaként Németország egyik vezető áramszolgáltatója, az RWE a televízió- és kábeltársaságoknál alacsonyabb költségek mellett biztosít hozzáférést az RWE PowerNet hálózaton keresztül. Jelenleg az Ascom Powerline Communications AG berendezései alapján már számos projekt valósult meg Kelet-Európában, illetve kísérleti projektek készülnek a PLC bevezetésére Ukrajnában és Oroszországban.

PLC technológiák otthoni hálózatokhoz

Az elektromos hálózaton keresztüli információtovábbítás lehetősége nemcsak az utolsó mérföld, hanem az „utolsó hüvelyk” problémájának megoldását is lehetővé teszi. Az a tény, hogy az otthoni számítógépek és egyéb otthoni elektronikai eszközök csatlakoztatására használt vezetékek száma már most is rendkívül megnőtt: egy 150 méteres lakásban akár 3 km-t is lefektetnek. különféle kábelek. Az elektromos hálózat pedig csak egy ideális közeg a vezérlőjelek továbbítására a 110/220 V-os hálózatban működő háztartási készülékek között.Az otthoni hálózatok PLC-technológiái lehetővé teszik az okosotthon koncepciójának hatékony megvalósítását, szolgáltatási kört biztosítva a távoli távirányítók számára. felügyelet, otthonbiztonság, otthonkezelési módok, erőforrások stb.

A jól ismert LG cég különösen ajánlja fogyasztói elektronikájának áramhálózaton keresztüli összekapcsolását (5. ábra):

Az internetes hűtőszekrény ellátja a hálózathoz csatlakoztatott digitális elektronika vezérlésének és felügyeletének funkcióit, és internet-hozzáférést biztosít;

Az internetes mosógép a hálózaton keresztül vezérelhető, lehetővé teszi mosóprogramok letöltését az internetről;

Az internetes mikrohullámú sütő lehetővé teszi egy recept letöltését az internetről, távoli internetes megfigyelést;

Az internetes légkondicionáló vezérlése az interneten keresztül történik.

A PLC-technológia várhatóan új lendületet tud majd adni a távvezetékeken keresztüli adatátvitel fejlesztésének, és lehetővé teszi a globális hálózathoz való közvetlen hozzáférést a világ szinte bárhonnan, minimális költséggel. A technológia egyelőre nem terjedt el, de a közeljövőben várhatóan komolyan kiszorítja az alternatív technológiákat, és jelentős változásokhoz vezet a szolgáltatói szolgáltatások piacán: csökkenteni kell a Hálózathoz való hozzáférés díjait, így a betárcsázós telefonvonal és dedikált vonal csatlakozás árai .

Ha a PLC technológia széles körben elterjed, az jelentősen megváltoztathatja az erőviszonyokat az internet-hozzáférési szolgáltatások piacán, és hozzájárul az erősáramú villamos hálózatok tervezésének új elveinek kidolgozásához - az energia- és kommunikációs követelményeket egyaránt figyelembe véve.

A PLC technológia (Power Line Communication) egy új távközlési technológia, amely az elektromos hálózatok nagy sebességű információcserére történő felhasználásán alapul. Az elektromos hálózaton keresztüli adatátvitelre már régóta folynak kísérletek, de ennek a technológiának az alacsony átviteli sebessége és a rossz zajtűrés volt a szűk keresztmetszete. A haladás azonban nem áll meg, és az erősebb DSP - processzorok (digitális jelfeldolgozó processzorok) megjelenése lehetővé tette bonyolultabb jelmodulációs módszerek alkalmazását, például az OFDM modulációt (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), amely lehetővé tette a jelentős előrelépést. a PLC technológia megvalósításában. Néhány évvel ezelőtt a távközlési piac több vezető szereplője a HomePlug Alliance nevű szövetségben egyesült azzal a céllal, hogy közösen végezzenek tudományos kutatásokat és gyakorlati teszteket, valamint egységes szabványt fogadjanak el az energiarendszereken keresztüli adatátvitelre. A PowerLine prototípus az Intellon PowerPacket technológiája, amely az alapja egy egységes HomePlug1.0 specifikáció létrehozásának (amelyet a HomePlug szövetség fogadott el 2001. június 26-án), amely akár 14 Mb/s adatátviteli sebességet határoz meg. A PLC technológia lehetőségei.Kis iroda (SOHO)
A PowerLine technológiával kis irodákban (maximum 10 számítógép) lehet helyi hálózatot létrehozni, ahol a hálózattal szemben támasztott fő követelmények a könnyű implementáció, az eszközök mobilitása és a könnyű bővíthetőség.
Ugyanakkor a teljes irodai hálózat és annak egyes szegmensei is kiépíthetők PowerLine adapterek segítségével. Nagyon gyakran adódik olyan helyzet, amikor már bele kell foglalni meglévő hálózat távoli számítógép ill hálózati nyomtató egy másik helyiségben vagy akár az épület másik végén található. A PowerLine adapterek segítségével ez a probléma 15 perc alatt megoldható. Otthoni kommunikáció.
A PowerLine technológia új lehetőségeket nyit meg az „okos otthon” ötletének megvalósítása során, ahol az összes fogyasztói elektronika egyetlen egységbe kerülne. információs hálózat központi vezérléssel. Az elektromos hálózat ideális közeg a vezérlőjelek továbbítására a 110/220V-os hálózatban működő háztartási készülékek között. A közeljövőben megjelenik egy chip, amely lehetővé teszi, hogy különféle eszközökbe beépítsék, amelyek képesek lesznek adatokat fogadni és továbbítani saját áramkörükön keresztül. Ezenkívül ezzel a chippel megszervezheti az audio adatok, a biztonsági riasztó érzékelők adatainak továbbítását, telefonvonalak bővítését és kiterjesztését stb. Reméljük, nincs messze az az idő, amikor a PLC technológia minden otthonban jelen lesz.

A technológia lényege.

A Powerline technológia elméleti alapjai
A Powerline technológia alapja a jel frekvenciaosztásának alkalmazása, melynek során egy nagy sebességű adatfolyamot több viszonylag kis sebességű adatfolyamra osztanak fel, amelyek mindegyikét külön alvivő frekvencián továbbítják, majd egyetlen jellé egyesítik ( 1. ábra).

Hagyományos frekvencia multiplexelés (FDM - Frequency-Division Multiplexing) alkalmazásakor az alvivők közötti védősávok (Guard Band), amelyek a jelek kölcsönös befolyásolásának megakadályozásához szükségesek, meglehetősen nagyok (2. ábra), így a rendelkezésre álló spektrum nem nagyon kihasznált. hatékonyan.

Az ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés (OFDM) esetén az alvivő frekvenciák középpontjait úgy helyezzük el, hogy minden következő jel csúcsa egybeessen az előzőek nulla értékével (3. ábra). Ez az elhelyezés lehetővé teszi a rendelkezésre álló sávszélesség hatékonyabb kihasználását.

Mielőtt az egyes alvivőket egyetlen jellé egyesítenék, fázismoduláción mennek keresztül (4. ábra), mindegyik saját bitsorozattal.

Ezt követően mindegyik átmegy a PowerPacket motoron, és egyetlen információs csomagba állnak össze, amelyet OFDM-szimbólumnak is neveznek. Az 5. ábra egy példát mutat be a relatív kvadratúra fáziseltolásos kulcsozásra (DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying) a 4-5 MHz tartomány 4 alvivőjének mindegyikén.

A valóságban a Powerline technológia 84 alvivő frekvenciát használ a 4-21 MHz tartományban (6. ábra).

Az elméleti adatátviteli sebesség párhuzamos folyamok használatakor a jelek egyidejű fázismodulációjával több mint 100 Mb/s.
A fizikai környezethez való alkalmazkodás, hibaelhárítás és konfliktusmegoldás.
Ha a jeleket háztartási tápegységen keresztül továbbítják, bizonyos frekvenciákon nagymértékű csillapítás léphet fel az átviteli funkcióban, ami adatvesztést eredményezhet (7. ábra).]

A Powerline technológia egy speciális módszert kínál ennek a problémának a megoldására - az adathordozó jelek dinamikus ki- és bekapcsolását. Ennek a módszernek a lényege abban rejlik, hogy az eszköz folyamatosan figyeli az átviteli csatornát, hogy azonosítsa a spektrum egy bizonyos csillapítási küszöböt túllépő részét. Ha ezt a tényt észleljük, ezeknek a frekvenciáknak a használata egy időre leáll, amíg a normál csillapítási érték vissza nem áll (8. ábra).

Ez a módszer a Powerline technológiát a lehető legrugalmasabbá teszi a különböző környezetekben. Például a különböző országokban eltérő szabályozások vannak aszerint, hogy a frekvenciasáv mely része nem használható. Ugyanakkor a Powerline esetében egyszerűen nem fognak adatátvitelre kerülni ebben a tartományban. Egy másik példa, amikor egy alkalmazás már használja a tartomány egy részét. Az első esethez hasonlóan ez is kikapcsolja az adatátvitelt bizonyos frekvenciákon, és két alkalmazás együtt élhet ugyanabban a fizikai környezetben.
A háztartási elektromos hálózaton történő adatátvitelnél további komoly probléma az impulzuszaj (maximum 1 mikroszekundum), melynek forrásai lehetnek halogénlámpák (9. ábra), különféle elektromos készülékek be- és kikapcsolása stb.

Az előző módszer alkalmazásakor előfordulhat, hogy a rendszernek nincs ideje alkalmazkodni a gyorsan változó körülményekhez, ennek eredményeként a bitek egy része megsemmisül és elveszik. Ennek a problémának a megoldására a bitfolyamok kétlépcsős (kaszkádos) hibajavító kódolását alkalmazzák, mielőtt azok modulálnának és belépnének az adatátviteli csatornába. A hibajavító kódolás lényege, hogy az eredeti információfolyamhoz bizonyos algoritmusok szerint redundáns ("védő") biteket adnak, melyeket a vevőoldali dekóder a hibák észlelésére és kijavítására használ fel. A blokk Reed-Solomon kód és a Viterbi algoritmussal dekódolt egyszerű konvolúciós kód kaszkádolása lehetővé teszi nemcsak az egyes hibák, hanem a hibakitörések kijavítását is, ezáltal közel 100%-os garanciát nyújtva a továbbított adatok integritására. Ezen túlmenően a hibajavító kódolás egy olyan technikai lezárási módszer is, amely biztosítja a továbbított információ viszonylagos biztonságát egy közös átviteli közegben.
További problémás pont, hogy a háztartási áramellátó hálózat közös adatátviteli közegként szolgál, vagyis egyszerre több eszköz is képes továbbítani. Ilyen helyzetben a forgalmi ütközési konfliktusok megoldásához szabályozó mechanizmusra van szükség - egy médiahozzáférési protokollra. Ilyen protokollként a jól ismert Ethernetet választották, amelyet a Powerline technológiában további prioritási mezők hozzáadásával bővítettek ki. Ez a módosítás annak köszönhető, hogy garantált sávszélességre van szükség az IP-n keresztüli hang- és videóátvitelhez, amikor a késleltetés mértéke kritikus paraméter. A hangot vagy videót tartalmazó csomagok ebben az esetben "időzítési kritikus"-ként vannak megjelölve, azaz a feldolgozásban és az átviteli közeghez való hozzáférésben a legmagasabb prioritásúak.

A PowerLine gyakorlati megvalósítása és használata
Tehát figyelembe vettük a Powerline technológia alapelveit. Sajnos a HomePlug 1.0 specifikáció teljes verziójához való hozzáférés korlátozott (csak a HomePlug Alliance tagjai), és pl. érdekes kérdéseket mint például a vezetékezési követelmények, az átviteli távolságok és az épület szerkezete. Egyes gyártók példáján hozzávetőlegesen megbecsülheti az egyes paramétereket. Tehát a Phonex a Phonex Broadband QX-201 NeverWire 14 eszközt (10. ábra) kínálja, maximum 14 Mb/s sebességgel.

Az egyes pontok közötti távolság kicsi, néhány tíz méter. Amint az ábrán látható, a házban a táphálózaton keresztül a felhasználók összevonhatók, és egy vagy több modem (kábel vagy DSL) használható a gerinchálózathoz való hozzáférésként.

Jelenleg Oroszország a berendezések széles skáláját kínálja a helyi hálózatok PLC technológiával történő létrehozásához. Például a PLANET powerline kommunikációja által gyártott, amely a PLC szabvány HomePlug1.0 specifikációjával működik, amely legfeljebb 14 Mb / s adatátviteli sebességet határoz meg. A termék neve PL-401 E, és egy híd egy PLC porttal , és egy kapcsoló négy LAN porttal, ami átlagosan 82 dollárba kerül.

Vagy egy PLC-adapter, amely lehetővé teszi 2-16 számítógép csatlakoztatását egyetlen helyi hálózathoz 220 voltos elektromos vezetéken keresztül.

Jelátviteli hatótávolság - akár 200 m (huzalozáson keresztül);

Adatátviteli sebesség - akár 14 Mb/s;

Adatvédelem DES 56 bit;

PC/HUB kapcsoló;

Nem igényel további szoftver telepítését.

A PLC technológia fejlesztésének problémái.

Azonban bármennyire is optimisták a kísérleti PLC-hálózatok külföldön végzett munkájának eredményei, nálunk ez a technológia számos nehézségbe ütközhet. Elektromos vezetékeink elsősorban alumíniumból készülnek, nem pedig rézből, amelyet a világ legtöbb részén használnak. Az alumínium huzalok elektromos vezetőképessége gyengébb, ami gyorsabb jelcsillapítást eredményez. További probléma, hogy még mindig nem oldottuk meg az ilyen technológiák alkalmazásának jogi szabályozásának fő kérdéseit. Ez utóbbi probléma azonban a Nyugat számára is aktuális. A nagysebességű PLC-rendszerek gyors fejlődését hátráltató fő tényező a szélessávú PLC-rendszerekre vonatkozó szabványok hiánya, és ebből adódóan az azonos vagy hasonló frekvenciasávot használó egyéb szolgáltatásokkal való összeférhetetlenség magas kockázata. 2001-ben a HomePlug Powerline Alliance nemzetközi konzorcium elfogadta az otthoni hálózatok háztartási vezetékeken keresztül történő építésének iparági szabványát – a HomePlug 1.0 specifikációt. De ez a szabvány szabályozza az "otthoni" hálózatok építését, azaz ugyanazon a lakáson (nyaralóban) belüli hálózatokat. A szélessávú PLC-k teljes értékű szabványát még nem dolgozták ki.

Furcsa módon még mindig vannak olyanok, akik nem közömbösek az elektromos vezetékeken keresztüli adatátvitel gondolata iránt. Igen, sokan vannak a világon, akik szemtől szembe találkoztak ezzel a jelenséggel, lehet, hogy valaki csak ismerkedni fog olyan technológiákkal, amelyek ilyen lehetőségeket nyitnak meg, valakinek ez már sikeres vagy sikertelen tapasztalat, valakinek pedig tegnap volt.

Szóval PLC. Sajnos a hálózaton nincs annyi információ, mint ugyanarról az Ethernetről vagy Wi-Fi-ről. Ezzel a cikkel megpróbálok választ adni a legnépszerűbb kérdésekre, amelyek egykor engem is érdekeltek. A PLC (Power Line Communication) egy olyan kommunikációs hálózat, amelynek szállítása egy lakás, iroda vagy vállalkozás szokásos elektromos vezetékezése. Az ilyen hálózatok adat- és hangátvitelre használhatók. Az elektromos kábel szó szerint körülveszi a modern embert. Otthonokban, irodákban és üzletekben, nyilvános helyeken található. És ez nem meglepő, mert a vezetékek az egyetlen módja annak, hogy elektromos áramot szállítsanak a fogyasztóhoz. Gyakran nem egy, hanem több tápkábel is alkalmas villamosított tárgyakhoz. Ez több elektromos fázis vagy további tápvezeték használatának köszönhető.

Magától értetődik, hogy az elektromos kábel kommunikációs eszközként való alkalmazásán már régóta gondolkodnak. Ezzel az ötlettel a hálózathoz való csatlakozás az adapter dugójának a konnektorhoz való csatlakoztatására csökkenne. Ennek eredményeként egy új specifikáció készült, amely a korábban végrehajtott PLC és DPL (Digital PowerLine) fejlesztésekre épült. A HomePlug Powerline Alliance-t létrehozó vállalatcsoport, például a Siemens, a Nortel, a Motorola stb. erőfeszítései eredményeként jött létre. A HomePlug 1.0 szabványok, majd a HomePlug AV PLC megjelenésével a BPL módú eszközök (Broadband over Power Lines – szélessávú átvitel távvezetékeken keresztül) akár 200 Mb/s sebességgel is képesek lettek adatcserére.

Hol használhatja a Power Line kommunikációs technológiát? Megfelelően alkalmazva szinte bárhol, de főleg ezt a technológiát otthoni és irodai helyi hálózat, valamint szolgáltatói szintű hozzáférési technológia megszervezésére szolgál. Ennek a technológiának az előnyei közé tartozik a könnyű hálózati skálázhatóság, az "okosotthon" rendszer megvalósításának lehetősége (mint a Z-Wave technológia :)), a falon és a kábelen lévő további lyukak hiánya a lakásban/házban.

Sztori

Az elektromos hálózatok fejlődésének hajnalán felmerült az energia csomópontok közötti diszpécser információcsere megszervezésének kérdése. A legracionálisabb a meglévő elektromos vezetékek használata volt, nem pedig külön távíróvezetékek építése. Az Egyesült Államokban már a 20. század elején elektromos vezetékeket használtak a távíró információcseréjére. egyenáram. A rádiókommunikáció fejlődésével lehetővé vált a váltakozó áramú hálózatok azonos célokra történő alkalmazása.

Jelenleg a távközlési információk távvezetékeken történő cseréjét széles körben használják a kommunikáció egyik fő típusaként. Az adó-vevő egy kis kapacitású kondenzátorból (2200 - 6800 pikofarad) és egy nagyfrekvenciás transzformátorból (autotranszformátorból) kialakított csatlakozószűrőn keresztül csatlakozik a tápvezetékhez. Egy ilyen rendszer lehetővé teszi mind a hanginformációk, mind a telemetriai és távvezérlési adatok továbbítását. A PLC technológia ötlete az, hogy távvezetékeket használjon a nagy sebességű információcserére.

Mint a fejlesztés és az azt követő üzemeltetés során kiderült, a technológia szűk keresztmetszete a rossz zajtűrés és az alacsony adatátviteli sebesség volt. 2000 márciusában több jelentős távközlési vállalat összeolvadása nyomán létrejött a HomePlug Powerline Alliance, amely közös kutatásra, fejlesztésre és tesztelésre szerveződött, emellett az energiarendszereken keresztüli adatátvitel egységes szabványának elfogadásáról döntöttek. Egyébként jelenleg a HomePlug Powerline Alliance több mint száz szervezetet foglal magában.

A PowerLine prototípusa az Intellon PowerPacket technológiája, amely az egységes HomePlug1.0 szabvány alapját képezte (amelyet a HomePlug szövetség 2001. június 26-án fogadott el), amely akár 14 Mb/s adatátviteli sebességet is meghatároz. Jelenleg azonban a HomePlug AV szabvány 200 Mbps-ra emelte az adatátviteli sebességet. Az új G.hn szabvány pedig a következő évben 1 Gbps-ra bővíti a sávszélességet.

Érdemes megjegyezni, hogy a HomePlug nem az egyetlen csomag a meglévő specifikációkból. Attól eltekintve HomePlug vannak mások is – ez a nemzetközi szövetség által támogatott szélessávú technológia UPA(Universal Powerline Association), valamint az azonos nevű technológiát, amelyet számos befolyásos japán cég fejlesztett ki, amelyek szövetségben egyesültek HD-PLC(High-Definition Powerline Communications). Európában a szövetség hozzájárult a PLC technológia fejlesztéséhez OPERA(OpenPLC European Research Alliance). Röviden szólok róluk.

OPERA

Az OPERA-t európai gyártó vállalatok és egyetemek alapították 2004-ben. A szövetségnek több mint 40 tagja van. A cél a szélessávú hozzáférés megszervezésére szolgáló integrált PLC hálózatok kutatás-fejlesztése volt.

2006-ban befejeződött a szövetség első projektje. A befejezés eredményeként megjelent a szabvány első változata, amelyet sok PLC berendezés gyártó sietett alkalmazni. A projekt második szakasza 2007 januárjában kezdődött és 2008 decemberében ért véget. A projekt célja olyan specifikációk kidolgozása volt, amelyek lehetővé teszik a szélessávú rendszerek működését a meglévő elektromos vezetékek fizikai közegének felhasználásával. Innen a másik név - BPL (Broadband over Power Line).

A BPL technológia nagysebességű adatátvitelt (streaming video, IP-telefónia stb.), valamint az otthoni helyi hálózatok szervezését biztosítja. A projekt második szakaszában a vezető európai egyetemek, a Swiss Federal Institute of Technology (Svájc), a Drezdai Egyetem és a Karlsruhei Egyetem (Németország) és mások, a DS2 (Spanyolország) és a CTI nagy technológiai cégek-fejlesztők vettek részt. Svájc), valamint az európai PLC-üzemeltetők EDEV-CPL (Franciaország), ONI (Portugália), PPC (Németország), közművek és OEM-ek – összesen 26 résztvevő. A szövetség által javasolt specifikációk a spanyol DS2 cég által kifejlesztett technológián alapulnak, amely elsőként vezette be a kereskedelmi forgalomban lévő PLC modem chipeket, amelyek fizikai szinten akár 200 Mbps-os kommunikációs csatorna átvitelt biztosítanak. Ez a 10, 20 vagy 30 MHz-es frekvenciasávban biztosítja az adatátvitelt. A modulációs módszer OFDM, az alvivők száma 1536. Az alvivők modulációjához ADPSK (Amplitude Differential Phase Shift Keying) modulációt alkalmaznak, amely alvivőnként legfeljebb 10 bit átvitelét biztosítja. Az elméletileg elérhető adatátviteli sebesség 205 Mbps.

UPA

Az UPA-t 2004-ben alapították. Vezető elektronikai berendezések gyártókat és kutatóközpontokat foglal magában: Analog Devices, Ambient, Buffalo, Comtrend, Corinex, D-Link, NETGEAR, Korea Electrotechnology Research Institute, Toshiba stb. Az egyesület célja az volt, hogy szabványokat és szabályozásokat dolgozzon ki, amelyek meghatározzák az adatátviteli folyamat különböző aspektusait, hogy felgyorsítsák a PLC-piac fejlődését és az elektromos hálózatokon keresztüli adatátviteli rendszerek kormányzati és vállalati szintű támogatását. Az UPA tanúsításának egyik szempontja az azonos fizikai átviteli közeget használó, különböző szabványú berendezések együttes létezése, azaz például ugyanazon elektromos hálózat egyidejű használata adatfolyamok továbbítására a HomePlug és OPERA szabványoknak megfelelően. Az UPA Szövetség támogatja az OPERA Szövetség által javasolt főbb specifikációkat.

HD-PLC

A HD-PLC-t a japán Panasonic Corporation alapította, amelybe olyan cégek tartoznak, mint az AOpen, az Advanced Communications Networks, az Icron Technologies Corporation, az I-O DATA DEVICE, az Analog Devices, az APTEL, az Audiovox Accessories Corporation, a Buffalo, az OKI, a Kawasaki Microelectronics, az OMURON NOHGATA, Murata stb. A Panasonic HD-PLC szélessávú technológiáját nagy sebességű adatátvitelre és -vételre tervezték az elektromos hálózaton keresztül, és támogatja a CEPCA (Consumer Electronics Powerline Communication Alliance).

Ezt a szövetséget 2005-ben hozták létre a befolyásos japán nagyvállalatok, a Panasonic, a Sony, a Toshiba, a Mitsubishi, a Sanyo és a Yamaha. A CEPCA egyik tevékenysége az, hogy egyesítse erőfeszítéseit a technológia kompatibilis fejlesztésére különböző szabványok, amely potenciálisan lehetővé teszi a multimédiás adatátviteli hálózatok kombinálását egy lakáson vagy épületen belül. A HD-PLC technológia versenytársai a HomePlug és az UPA egyesületek által támogatott technológiák. Megkülönböztető tulajdonság A HD-PLC technológia az OFDM jel szintetizálásának javasolt módszere. Ellentétben az inverz gyors Fourier-transzformációval (FFT) alkalmazott OFDM-jelképzési módszerrel, amelyet például a HomePlug AV technológiában alkalmaztak, a szerzők a HD-PLC technológiában Wavelet transzformációt javasoltak. A Wavelet OFDM az elektromos hálózatot használó szélessávú adatátviteli technológia, amelyet magas spektrális hatékonyság jellemez. Ez a technológia Wavelet transzformációt használ az OFDM jel szintetizálására. Az elméletileg elérhető adatátviteli sebesség 210 Mbps.

tagok

Meg kell érteni, hogy a felsorolt ​​szövetségek és egyesületek mindegyike egyfajta „érdekklub”, amelyek magját több nagy integrált áramkör-gyártó alkotja, amelyek kereskedelmi hasznot követnek. A periférián a modemek és egyéb berendezések gyártói találhatók. Így "non-profit" szervezetek alakultak a "gyártó-független" szabvány kidolgozására és népszerűsítésére.

A Homeplug Powerline Alliance magja a Cisco, Intel, LG, Motorola, Texas Instruments. Ők az Intellon szövetségesei, ami e technológia amerikai fejlesztési irányát tükrözi. Az európai irányvonalat az OPERA projekt keretében az Európai Unió által támogatott DS2 cég határozza meg. Több mint két tucat DS2 partnercég egyesült az UPA szövetségben, amelybe a Buffalo, a Corinex, a D-Link, az Intersil, a Netgear, a Toshiba és más cégek tartoznak. A Panasonic Corporation fejlesztése során betartja a CEPCA ipari szövetség előírásait. Ugyanez a szabvány vezérli az olyan cégeket, mint a Hitachi, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sanyo, Sony stb.. Az Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) és a Nemzetközi Távközlési és Szabványügyi Unió (ITU) kétségtelenül a számba tartozik. befolyásos nemzetközi szabványosítási szervezetek. ). Ezekben a szervezetekben a világ számos országának vezető vállalatainak képviselői vannak.

2008 decemberében az ITU-T szabványügyi intézet nemzetközi szabványt fogadott el a nagy sebességű adatátvitelre távvezetékeken, telefon- és koaxiális kábeleken keresztül. Az új ITU-T (G.9960) szabvány, más néven G.hn, a kapcsolati és fizikai réteg specifikációinak csomagja, amely egyesíti a vezetékes otthoni hálózatok kiépítésének elvét. 2008 végén jelent meg először olyan nemzetközi szabvány, amely lehetővé teszi a vezetékes hálózatokban rejlő lehetőségek teljes kihasználását, amelyek fizikai adatátviteli közegként távvezetékeket, koaxiális vagy telefonkábeleket használnak. Az összes G.hn-alapú hálózat interoperabilitását a Home Grid Forum, a DS2 által társalapító non-profit szervezet felügyeli.

2008 végén a DS2 bejelentette, hogy a G.hn, UPA és OPERA specifikációival kompatibilis PLC modem chipet kíván kifejleszteni. 2005 júliusában az IEEE bejelentette egy munkacsoport létrehozását a Broadband PowerLine szabvány előkészítésére. A vizsgálat tárgyát az elektromos hálózatok nagysebességű adatátvitelre való használatára vonatkozó versengő és összeegyeztethetetlen specifikációk képezték. A specifikációkat a HomePlug Powerline Alliance, a Panasonic Corporation és a DS2 nyújtotta be.

Ennek eredményeként jóváhagyták a szabvány első tervezetét: IEEE P1901 szabványtervezet a szélessávú hálózati hálózatokhoz: Közepes hozzáférés-vezérlés és fizikai réteg specifikációi. A szabványtervezet lehetővé teszi két inkompatibilis modulációs módszer (FFT OFDM és Wavelet OFDM) használatát a fizikai rétegen. Ezenkívül megengedték a közvetlen hibajavítás két, egymással össze nem egyeztethető módszerének a lehetőségét.

Az egyik konvolúciós turbókódokon alapul, a második LDPC kódokat használ - alacsony paritásellenőrzési sűrűségű kódokat. Jelenleg a turbó kódokat műholdas és mobil kommunikációs rendszerekben, vezeték nélküli szélessávú hozzáférésben és digitális televíziózás. A szabványtervezetben nincs utalás a DS2 által javasolt technológia alkalmazására, és a PHY két alapul vett változata jelentősen eltér egymástól. Ennek eredményeként a különböző típusú modulációval rendelkező berendezések nem kommunikálhatnak ugyanazon a hálózaton, bár megfelelnek az IEEE P1901 szabvány követelményeinek. Az írás során az oldalról származó anyagokat használtuk fel.

Elméletben

A PowerLine technológia alapja a jel frekvenciaosztásának alkalmazása, melynek során egy nagy sebességű adatfolyamot több, viszonylag kis sebességű adatfolyamra elemeznek, amelyek mindegyikét külön alvivő frekvencián továbbítják, majd ezeket egyesítik egy jelet.

Frekvencia-multiplexeléssel (FDM – Frequency-Division Multiplexing) a rendelkezésre álló spektrumot nem hatékonyan használjuk fel. Ez annak köszönhető, hogy az alvivők között vannak védősávok (Guard Band). A védőintervallumok megléte szükséges a jelek kölcsönös befolyásolásának megakadályozása érdekében.

Ezért ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelést (OFDM) használnak. Az ötlet az, hogy az alvivők középpontjait úgy helyezzük el, hogy minden következő jel csúcsa egybeessen az előző nulla értékével. Amint látható, a rendelkezésre álló sávszélességet hatékonyabban használják fel OFDM használatakor.

Mielőtt egyetlen jellé egyesítenék, az egyes alvivők fázismoduláción esnek át – mindegyik saját bitsorozattal.

Ezután jön a PowerPacket motor sora, amelyben az alvivők egyetlen információs csomagba (OFDM-szimbólum) állnak össze. A PowerLine technológia 1536 alvivő-frekvenciát használ, a 2-32 MHz-es tartomány 84 legjobb frekvenciájával. Minden adatátviteli technológiának alkalmazkodnia kell a fizikai környezethez, ami azt jelenti, hogy eszközökre van szüksége a hibák és konfliktusok észlelésére és kiküszöbölésére. A PLC sem kivétel. Ha háztartási hálózaton keresztül továbbítjuk a jeleket, bizonyos frekvenciákon nagy csillapítások léphetnek fel, ami adatvesztéshez vezet. A Powerline technológia egy speciális módszert kínál ennek a problémának a megoldására - az adathordozó jelek dinamikus ki- és bekapcsolását. A módszer lényege a csatorna folyamatos monitorozása annak érdekében, hogy azonosítani lehessen a spektrum azon részét, ahol a maximális csillapítási küszöböt túllépték. Ha ilyen szakaszt észlel, az adatátvitel a problémás frekvenciatartományban leáll, amíg az elfogadható csillapítási érték vissza nem áll.

A PowerLine technológia erőssége, amely a széles frekvenciaspektrum használatában rejlik, egyben a gyenge pontja is. Különböző országokban a tiltott frekvenciák spektruma szigorúan szabályozott. Működés közben a PLC eszköz képes "elnémítani" a rádióvételt a használt spektrumban. A rádióamatőrök jól ismerik ezt a problémát. Ezért az OFDM használata és a széles sávszélesség rugalmasságot biztosít a PowerLine technológiának, hogy különféle környezetben használható legyen. Technikailag ez az úgynevezett Signal Mode és Power Mask beállításával valósul meg az eszközökön (amelyek biztosítják a megfelelő képességet). Jel mód- programmódszer a működési frekvencia tartomány meghatározása. A Power Mask egy szoftveres módszer a használt frekvenciák spektrumának korlátozására. Ennek köszönhetően a PowerLine eszközök könnyen együtt élhetnek ugyanabban a fizikai környezetben, és nem zavarják a rádióamatőrök által használt frekvenciatartományokat.

Egy másik jelentős probléma, amely ma már maguknak a PLC-eszközöknek a problémája, az impulzuszaj, amelynek különböző forrásai lehetnek töltőkészülék, halogén lámpák, különféle elektromos készülékek be- és kikapcsolása.

A helyzet bonyolultsága abban rejlik, hogy a fenti módszerrel a PLC-nek nincs ideje alkalmazkodni a gyorsan változó körülményekhez, mert azok időtartama egy mikroszekundum vagy annál is kevesebb lehet. A probléma megoldására a bitfolyamok kaszkádkódolását alkalmazzák a moduláció és az azt követő hálózatba történő átvitel előtt. A hibajavító kódolás lényege, hogy az eredeti információfolyamhoz redundáns biteket adunk, amelyeket a vevőoldali dekóder a hibák észlelésére és javítására használ fel. A blokk Reed-Solomon kód és a Viterbi algoritmussal dekódolt egyszerű konvolúciós kód kaszkádolása lehetővé teszi nemcsak az egyes hibák, hanem a hibakitörések kijavítását is, ami jelentősen növeli a továbbított adatok integritását.

Ezenkívül a hibajavító kódolás növeli a továbbított információ biztonságát egy közös átviteli közegben. Mivel adatátviteli közegként a háztartási áramellátó hálózat van kiválasztva, egyszerre több eszköz is elindíthatja az átvitelt. A CSMA/CA módszert használják az ütközések feloldására. A PowerLine hálózatokban továbbított adatkeretekhez hozzáadott prioritási mezőknek köszönhetően lehetővé vált a hang- és képátvitel IP-n keresztül.

A gyakorlatról

HomePlug 1.0

A HomePlug szabvány első „elektromos” specifikációját a szövetség egy éves munkája után – 2001 közepén – fejlesztették ki és fogadták el. Ez a specifikáció a következő szabályokat írja le a helyi hálózat működésére vonatkozóan:

• a "busz" a hálózati topológia;
• a maximális adatátviteli sebesség 14 Mbps;
• a hálózat maximális átmérője 100 m (a gyakorlatban a távolság 1000 m-nél is nagyobb lehet, de kisebb adatsebesség mellett);
• átjátszók használata megengedett, ami lehetővé teszi az adatátviteli távolság 10 000 m-re történő növelését;
• adaptív mechanizmusokat használnak a frekvencia megváltoztatására vagy bizonyos csatornák letiltására, ha erős interferencia észlelhető;
• A QoS (Quality of Service) szolgáltatást négy szállítási minőségi szinttel alkalmazzák;
• az adatok DES módszerrel, 56 bites titkosítási kulccsal titkosítva vannak.

Rövid idő elteltével megjelent a HomePlug 1.0 nem hivatalos, Turbo jelzésű verziója, amelynek műszaki jellemzői megismételték a HomePlug 1.0-ét, az egyetlen, de jelentős eltéréssel: az adatátviteli sebességet 85 Mbps-ra növelték.

HomePlug AV

A HomePlug AV specifikáció 2005-ös elfogadása jelentős mérföldkő volt, mivel lehetővé tette a szabvány használatát nagy adatfolyamokhoz, például HDTV videó streaminghez. Ha ezt a specifikációt részletesen elemezzük, akkor láthatjuk, hogy fejlesztése során számos olyan megközelítést felülvizsgáltak, amelyeket a HomePlug 1.0 és a HomePlug 1.0 Turbo specifikációinak fejlesztése során használtak. A HomePlug AV specifikáció a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• a maximális adatátviteli sebesség 200 Mbps;
• az adatátvitel a 2-28 MHz és a 4-32 MHz frekvenciatartományban történik;
• CSMA/CA média hozzáférési módszert használnak;
• QoS (Quality of Service) szolgáltatást alkalmaznak;
• az adattitkosítás AES technológiát használ 128 bites titkosítási kulccsal.

Jelenleg a végcsatlakozások túlnyomó többsége nagysebességű vezetékből a felhasználó lakásába vagy irodájába vezető kábellel történik. Ez a legolcsóbb és legmegbízhatóbb megoldás, de ha a kábelezés nem megoldható, akkor az egyes épületekben elérhető erősáramú elektromos kommunikációs rendszert használhatja. Ugyanakkor az épület bármely elektromos aljzata internet hozzáférési ponttá válhat. A felhasználónak csak egy PowerLine modemmel kell rendelkeznie ahhoz, hogy egy hasonló eszközzel kommunikáljon, amely rendszerint az épület elektromos vezérlőtermében van telepítve, és nagy sebességű csatornára van csatlakoztatva.

Ráadásul a PLC ideális utolsó mérföldes megoldás nyaralótelepüléseken és alacsony épületekben, mivel az alternatív kommunikációs csatornák szervezése 4-szer vagy többe kerül, mint a kész elektromos vezetékezés.

A PowerLine technológiával kis irodákban (maximum 10 számítógép) lehet helyi hálózatot létrehozni, ahol a hálózattal szemben támasztott fő követelmények a könnyű implementáció, az eszközök mobilitása és a könnyű bővíthetőség. Ugyanakkor a teljes irodai hálózat és annak egyes szegmensei is kiépíthetők PowerLine adapterek segítségével. Gyakran előfordul olyan helyzet, amikor egy másik helyiségben vagy az épület másik végén található távoli számítógépet vagy hálózati nyomtatót egy meglévő hálózatba kell beépíteni. Ez a probléma könnyen megoldható a PowerLine adapterek segítségével.

A PowerLine technológiával megvalósítható az „okosotthon” gondolata, ahol az összes fogyasztói elektronika egyetlen információs hálózatba kapcsolódik, központi vezérlési lehetőséggel. Tekintettel arra, hogy a PLC kész kommunikációt használ, a PowerLine technológia felhasználható a folyamatautomatizálásban, az automatizálási egységek elektromos vezetékeken vagy más típusú vezetékeken keresztül történő összekapcsolására. Tekintettel arra, hogy a PLC különféle vezetékeken (nem feltétlenül elektromosan) tud működni, lehetővé válik a technológia alkalmazása biztonsági tűzvédelmi rendszerekben, valamint videó megfigyelő rendszerek szervezésében.

Vannak negatív oldalai is: például, hogy az összes LAN-adaptert egy fázishoz kell csatlakoztatni. Ezek közé tartozik a "busz" topológia hátránya is - a sebesség megoszlik a hálózat összes eszköze között.

Példát adok a technológia megvalósítására egy internetszolgáltató hálózatában. A technológia megvalósítására többféle lehetőség kínálkozik.

Egyről fogok beszélni, talán a legegyszerűbbről. Az Ethernet kapcsolókhoz való csatlakozás nem szokatlan. A PLC vezérlő dobozba van beépítve a házban lévő kapcsolóval együtt. Egy szabványos patch kábellel csatlakoznak egymáshoz 100 Mb/s sebességű FastEthernet portokon. A doboz a PLC vezérlő vagy a Head End (a továbbiakban HE) modelljétől függően eltérően nézhet ki.

A PLC jel továbbítása koaxiális kábelen keresztül történik, amely egyrészt a NOT-hoz, másrészt az elosztóhoz csatlakozik. Az elosztó egyfajta adapter, amellyel több NEM-et csatlakoztatnak egy házban. Ilyen igény akkor merülhet fel, ha nagy számban kapcsolatok ill magas követelmények nak nek sávszélesség kommunikációs csatorna.

Több használat esetén a Power Mask beállításai NEM a Jel mód kiválasztásával történnek. Ez a művelet szükséges ahhoz, hogy egyértelműen meghatározzuk a tényleges NEM értéket egy adott ügyfél CPE-jére. Ellenkező esetben olyan helyzet áll elő, amikor a CPE átvált a HE-k között, és így minden váltás után újraengedélyezés történik.

A kapcsolók számát a HE és a CPE közötti kapcsolat stabilitása határozza meg. A Signal Mode beállítással ez nem nagyon fog menni, csak néhány lehetőség van, de a Power Mask meglehetősen rugalmasan konfigurálható. A mérnök rendelkezésére áll egy 256 bites adatmező, amelyen belül egy adott frekvenciaspektrumban engedélyezhető vagy tiltható a munka. Jelenleg két független hálózatunk van: egy elektromos hálózat és egy adathálózat. Hogyan szerezzünk olyan hálózatot, amely képes adatátvitelre az áhított médiumon keresztül? Itt nem nélkülözheti a PLC jelet az elektromos vezetékekbe "öntő" eszközt. Az ilyen eszköz egy injektor vagy, ahogyan azt is nevezik, csatoló, és az "infúzió" folyamata az injekció.

A koaxiális kábelek csatlakoztatásához speciális csatlakozókat használnak.

Az injekciót ferritgyűrűkkel is beadhatja. Igen, nem csak a zaj ellen védő szűrők lehetnek. Itt kell elmondani, hogy nem minden ferrit alkalmas, és a beszerelés korántsem olyan egyszerű, mint szeretnénk. A ferritgyűrű felszerelése következtében jelet injektálnak, de az eredmény mindenképpen rosszabb lesz, mint csatoló használatakor.

Ezt követően a végfelhasználó már konnektoron keresztül hozzáférhet a hálózathoz. De kulcsszó"lehet" itt. Számos tényező befolyásolja a jelszintet és az elektromos hálózaton keresztüli adatátvitel képességét. Ezeket a jelszint mérésével kell azonosítani a hálózat különböző részein, és a legmegfelelőbb módon meg kell szüntetni. Általában ez magas zajszint az alsóbb szinteken, például egy kilencemeletes épületben, vagy erős zaj az elektromos áramkör RCD utáni szakaszán (a fogyasztó irányában). Ezekben a helyzetekben hatékony a sönt használata, amely egyfajta "megkerülő megoldás" a hálózatra továbbított PLC-jelre. Nál nél gyenge jel további injekciót végezhet ugyanazzal a ferritgyűrűvel vagy csatlakozóval. Végül a csatlakozási diagram valahogy így néz ki:

A szárazanyagban

Befejezésül elmondom, hogy a PowerLine technológia számos buktatóval jár, és nem is olyan könnyű megvalósítani és használni, mint ahogy a gyártó írja róla. Egészen jól, ez a technológia alkalmas a vállalkozások számára automatizált vonalak vezérlésére. A helyi hálózat otthoni építése ilyen technológiával valószínűleg gazdaságilag nem életképes, mert az egyik legolcsóbb PLC-adapter körülbelül 1200 rubelbe kerül. Meg kell jegyezni, hogy legalább két eszközre van szükség, ami azt jelenti, hogy a megoldás összege már két és fél ezer rubelre nő, miközben nincs garancia arra, hogy egy ilyen hálózat stabilan fog működni a hét minden napján, 24 órában. De itt, ahogy mondani szokás, mindenki maga dönti el, mi az, ami neki elfogadható.

Ami a Power Line használatát illeti a szolgáltató hálózatában, akkor valószínűleg a PLC ideje már lejárt. Először is azért, mert 1-15 felhasználó tud kényelmesen dolgozni a hálózaton, akkor kezdődhetnek a kapcsolat sebességével és stabilitásával kapcsolatos problémák. Jelenleg az a helyzet, amikor a ritkaság NINCS túlterhelt, mert. a hálózati lefedettségbe tartozó házak többsége keresztül csatlakozik Ethernet technológiák. A PLC-nek van egy nagy előnye: a szolgáltatás készen áll arra, hogy bármely potenciális ügyfél számára nyújtható legyen. Mit jelent?

Ha összehasonlítjuk ugyanazzal az Ethernettel, akkor az ügyfélnek először kérést kell hagynia, szerződést kell kötnie a szolgáltatás nyújtására, majd jönnek a telepítők, fúrnak, nyújtanak, krimpelnek és készen állnak - a szolgáltatás használható. A PLC más. Az ügyfél telefonon, a weboldalon vagy az ICQ-n keresztül jelentkezik, végül egyszerűen eljöhet az értékesítési irodába szerződést kötni és felszerelést átvenni. A berendezés telepítése rendkívül egyszerű: csatlakoztatnia kell a modemet a konnektorhoz. 10 perc elteltével a kapcsolat már működni fog (kivéve persze, ha a lakásban nincs probléma a jellel). Ugyanakkor a felhasználó nem is sejti, hogy a modem kapcsolatot létesít a NOT-al, bejelentkezik a RADIUS-ba, bekerül az adatbázisba, és konfigurációs paramétereket rendel hozzá, külön konfigurációs fájl formájában, amely a modem betöltődik és érvényesül. És csak ezt követően a kliens berendezés kap egy IP-címet, amellyel működhet a hálózaton. Ettől kezdve a berendezés telepítettnek minősül. Az ugyanazon HE mögötti további kapcsolatok kevesebb mint egy perc alatt elkészülnek.

Ha CPE-t használ egy másik HE mögött (más cím vagy más bejárat), akkor újra kell telepítenie a berendezést. A folyamat annyira zökkenőmentes, hogy egyes felhasználóknak fogalmuk sincs, hány száz méter kábel és különféle eszköz van a NOT-tól a BGW-ig a modem mögött.

Egyszer egy ügyfél megfordult, és ingerülten zavarba jött, hogy miért nem működik neki az internet a dachában. Otthon és a barátoknál a modemmel minden működik! És ez nem egyedi eset, voltak olyan ügyfelek is, akik ideiglenes használatra átadott eszközökkel más városba költöztek. A berendezés átadási kérelmét megválaszolták, azt mondják, nincs idő, ráadásul az ügyfél tovább akarta használni ezt a berendezést. Az operátor megpróbálta meggyőzni az ügyfelet, hogy mindenképpen adja át a cégnek a berendezést, azzal érvelve, hogy az úgyis használhatatlan számára, és ott, egy másik városban nem tud majd csatlakozni az internetre. A válasz csupa szarkazmus volt: "Ott is vannak aljzatok." Hát mit mondjak...

A PLC technológia előnyei közé tartozik, hogy az adóteljesítmény 75 mW, így elkerülhető a berendezések rádiófrekvenciásként történő regisztrálása. Miért fontos? Nekünk, egyszerű halandóknak nem szabad megfeledkeznünk a rádióamatőrökről, akiknek az érdekeit törvény védi, és a kiválasztott rádiófrekvenciás tartomány jogainak megsértése vagy zaj esetén a Rospotrebnadzor feláll a védelmére. A meglévő csatákról, mérnöki megoldásokról külön nagy cikket írhat. Csak azt tudom mondani, hogy a háború csatabárdja el van temetve, a megrendült békét a mérnökök gyors reagálása támogatja a rádióamatőrök kérésére.

Most a technológiai hiányosságokon a sor. A felszerelés költsége mellett az is függ az egy HE-hez tartozó működő CPE-k számától. Ezt a körülményt a hálózat busztopológiája határozza meg. Ne feledkezzünk meg a nagyfrekvenciás zajról, amely a hálózatban elektromos készülékek beépítése vagy kapcsolóüzemű tápegységek, energiatakarékos lámpák stb. használatakor jelentkezik. Bizonyos esetekben szó szerint választania kell: vagy sötétben csatlakozik a hálózathoz, vagy internet nélkül, de megvilágított szobában. Ironikus irónia, de mindez mindaddig nevetségesnek tűnik, amíg szemtől szembe kell néznie a problémával. Ezenkívül a kommunikáció minőségét és sebességét negatívan befolyásolja az elektromos vezetékek minősége, a csavarok jelenléte (sebességcsökkentés a teljes eltűnésig), a háztartási elektromos készülékek és eszközök típusa és teljesítménye.

Remélem, hogy a cikkben bemutatott anyag választ ad néhány kérdésre, esetleg egészséges érdeklődést ébreszt a technológia iránt.

2016-05-11

Hasonló hozzászólások

Hogyan lehet pénzt keresni kapcsolattartással

2022-06-18 03:02:26

A fejhallgató ikon nem tűnik el, miután kikapcsolta őket

2022-05-22 04:39:35

A Xiaomi Mi Band fitnesz karkötő bekapcsolása és a Mi Fit Mi band 1 beállítása futáshoz

2022-05-22 04:39:35

Név	Célja	jegyzet
DSS9010	Nagy sebességű otthoni multimédiás alkalmazások	QoS menedzsment. 802.1d áthidaló funkció akár 32 MAC-címmel
DSS9011	Költségvetési megoldás hangátvitelhez
DSS9001	Fejlett otthoni alkalmazások és belépő szintű PLC infrastruktúra	Maximum 64 MAC-cím támogatása. Ügyfélterminál berendezés (CPE) részeként történő használatra orientált. Integrált VoIP porttal rendelkezik
DSS9002	Hozzáférés infrastrukturális berendezésekhez	Akár 1024 MAC-cím támogatása. Használható: 1) kisfeszültségű hálózatok modemeiben és átjátszóiban; 2) átjárók a közép- és kisfeszültségű hálózatok között; 3) egyes lakások vagy épületek átjárói
DSS90D3	Fejlett hozzáférési infrastruktúra-berendezések és optikai átjárók metró- (metró-) hálózatokhoz	Akár 262144 MAC-cím támogatása. Gyors újrakonfigurálást biztosít egy optimalizált Spanning Tree protokoll segítségével
DSS7700	Analóg egység fejegységhez , [A/m] ENEPD - az elektromos térerősség összetevőjének maximális megengedett energiaterhelése a slave alatt. nap [(W/m)2 × óra] ENNPD - a mágneses térerősség összetevőjének maximális megengedett energiaterhelése a slave alatt. nap [(A/m)2×h] Az elektromágneses tér normalizált paramétere a 300 MHz -300 GHz frekvenciatartományban az energiaáram-sűrűség legnagyobb megengedett értéke. PPEPD – az energiaáram-sűrűség határértéke [W/m2], [µW/cm2] K - a biológiai hatások csillapítási együtthatója ENPPEPPD - legnagyobb megengedett érték en. terhelés [W/m2 × h] T - cselekvési idő [h] Előző a PPEpd értéke legfeljebb 10 W/m2; 1000 µW/cm2 a gyártóhelyiségben. Az SN Þ PPEpd szerinti éjjel-nappali besugárzású lakóépületekben legfeljebb 5 μW/cm2. Az elektromos és mágneses mező erősségének összetevőinek csökkentése az indukciós zónában, a sugárzási zónában - az energiaáram-sűrűség csökkenése, ha ez a technológiai folyamat vagy berendezés lehetővé teszi. Időbeli védelem (az elektromágneses mező forrásának zónájában eltöltött idő korlátozása). Távolságvédelem (60-80 mm a képernyőtől). Szűrési módszer munkahelyre vagy elektromágneses mező sugárforrásra. A munkahely racionális elrendezése az elektromágneses tér valódi sugárzásához képest. Figyelmeztető eszközök használata. Személyi védőfelszerelés használata. Egy személy nem tudja távolról megállapítani, hogy a berendezés feszültség alatt van-e vagy sem. Az emberi testen átfolyó áram nemcsak az érintkezési pontokon és az áramút mentén hat a testre, hanem olyan rendszerekre is, mint a keringési, légzőrendszeri és szív- és érrendszer. Az elektromos sérülés lehetősége nem csak érintéskor lép fel, hanem léptetőfeszültség és elektromos ív révén is. Email az emberi testen áthaladó áramnak termikus hatása van, ami ödémához vezet (a bőrpírtól az elszenesedésig), elektrolitikus (kémiai), mechanikus, ami szövetek és izmok repedéséhez vezethet; ezért minden elektromos sérülést helyi és általános (áramütés) osztanak. Helyi áramütések: elektromos égések (elektromos áram hatására); elektromos jelek (halványsárga színű foltok); a bőrfelület fémezése (elektromos ív olvadt fémrészecskéinek a bőrre jutása); elektroftalmia (a szem nyálkahártyájának égése). 1. fokozat: nincs eszméletvesztés 2. fok: veszteséggel 3. fokozat: a szív munkájának károsodása nélkül 4. fokozat: a szív és a légzőszervek munkájának károsodásával Extrém eset a klinikai halál állapota (a szív leállása és az agysejtek oxigénellátásának megzavarása). A klinikai halál állapotában legfeljebb 6-8 perc. Ι. Feszültség alatt lévő feszültség alatt álló alkatrészek érintése ΙΙ. Olyan lekapcsolt részek érintése, ahol feszültség lehet: maradék töltés esetén a villanyszerelés hibás bekapcsolása vagy a kezelőszemélyzet koordinálatlan tevékenysége esetén villámkisülés esetén elektromos berendezésbe vagy fém nem áramvezető részekkel vagy kapcsolódó elektromos berendezésekkel (házak, burkolatok, kerítések) való érintkezés közelében, miután a feszültség alatt álló részekről feszültség van rájuk (vészhelyzet - meghibásodás a házon) ) ΙΙΙ. Lépcsőfeszültség által okozott kár vagy személy tartózkodása az elektromos áram terjedésének területén, földzárlat esetén ΙV. Legyőzés elektromos íven keresztül 1 kV feletti elektromos berendezés feszültségénél, amikor elfogadhatatlanul kis távolságra közeledik V. A légköri elektromosság hatása gázkisülések során VI. Feszültség alatt álló személy elengedése Az érintési feszültség a pontok potenciálkülönbsége elektromos áramkör, amelyet az ember egyszerre érint meg, általában azokon a pontokon, ahol a karok és a lábak találhatók. A léptetési feszültség a j1 és j2 potenciálkülönbség a földfelszínen terjedő áramerősség terén a lépéstávolságra (» 0,8 m) lévő pontok között. földelés; nullázás; védő leállás. Esetünkben mesterséges védőföldelő berendezést alkalmazunk. Minden berendezést, valamint az állványokat, amelyekben ez a berendezés található, földelni kell. Földhurkot kell fektetni annak a helyiségnek a kerülete mentén, ahol a berendezés található, hogy megvédje az embereket és a berendezéseket a statikus elektromosságtól. A védőföldelést a PUE és az SNiP 3.05.06-85 („Elektromos eszközök”) szerint kell elvégezni. Egy személy áramütése csak akkor lehetséges, ha az elektromos áramkör az emberi testen keresztül le van zárva, vagy más szóval, amikor egy személy megérinti az áramkör legalább két pontját, amelyek között feszültség van. Az elektromos áramnak vagy elektromos ívnek való kitettség következtében fellépő elektromos sérülés okai lehetnek: a) a földtől (alap) el nem szigetelt személy egyfázisú (egypólusú) érintése az elektromos berendezések feszültség alatt álló, nem szigetelt áramvezető részeivel; b) egy személy egyidejű érintkezésével a feszültség alatt lévő elektromos berendezések két áramvezető nem szigetelt részével (fázisok, oszlopok); c) ha valaki veszélyes távolságra közeledik az elektromos berendezések feszültség alatt álló, szigeteletlen, feszültség alatt álló részeihez; d) a földtől (talptól) el nem szigetelt személy érintésével a feszültség alatt lévő elektromos berendezés fémházához (tokjához); e) a földzárlati áram terjedési zónájában tartózkodó személy bevonásával a "lépési feszültségbe"; e) légköri elektromosság hatására villámkisülés közben; g) elektromos ív hatására; h) 1 tengelyen feszültség alatt álló személy elengedésével. Az elektromos sérülések súlyossága, amelyet az emberi testen áthaladó áram nagysága és az érintkezési feszültség alapján becsülnek, számos tényezőtől függ: a személy áramkörhöz való csatlakoztatásának sémái; hálózati feszültség, magának a hálózatnak a sémája, az áramvezető részek földtől való elszigetelésének mértéke, valamint az áramvezető részek földhöz viszonyított kapacitása. A legszélesebb körben használt berendezések 1000 V-ig terjedő feszültséggel, transzformátor vagy generátor szilárd földelt nullával. A négyvezetékes hálózat szilárd földelt nullával két üzemi feszültséget tesz lehetővé: lineáris 380 V és fázis 220 V. Van egy háromvezetékes, normál működés közben elszigetelt nullával, kevésbé veszélyes, és vészhelyzetben a földelt nullával rendelkező hálózat biztonságosabb, ezért olyan körülmények között, ahol agresszív környezet van és nehéz fenntartani. szigetelés jó állapotban, előnyben részesítik a négyvezetékes hálózatot földelt nullával. 1000 V feletti feszültségen megengedett a háromfázisú hálózatok használata: háromvezetékes izolált nullával és három vezetékes földelt nullával. A váltakozó áramú hálózatok tekintetében egy személy elektromos hálózatba való bevonása lehet egyfázisú és kétfázisú. Kétfázisú kapcsolás, i.e. az a személy, aki egyszerre két fázist érint meg, általában veszélyesebb, mivel az adott hálózatban a legnagyobb feszültség az emberi testre kerül - lineáris, ami csak a hálózati feszültségtől és az emberi ellenállástól függ, nem függ a a semleges üzemmód I., \u003d 1,73 Uf / Rch \u003d Ul / R ahol 1n az emberi testen áthaladó áram értéke, A; U- vonali feszültség, azaz feszültség a hálózat fázisvezetékei között, V; Uph - fázisfeszültség (feszültség egy tekercs eleje és vége között, vagy a fázis és a nulla vezetékek között), V. A kétfázisú kapcsolás egyformán veszélyes olyan hálózatban, ahol szigetelt és földelt semleges is van. Az egyfázisú kapcsolás sokkal gyakrabban fordul elő, de kevésbé veszélyes, mint a kétfázisú, mivel az a feszültség, amely alatt az ember találja magát, nem haladja meg az első fázist, azaz. 1,73-szor kisebb a lineárisnál. Ennek megfelelően az emberen áthaladó áram kisebb. Egyfázisú csatlakozásnál az áramértéket befolyásolja az áramforrás semleges üzemmódja, a vezetékek szigetelési ellenállása és kapacitása a talajhoz viszonyítva, a padló ellenállása, amelyen az ember áll, a vezetékek ellenállása. cipő, és néhány egyéb tényező. Az egyfázisú hálózat leválasztható a földeléstől, vagy földelővezetékkel is rendelkezhet. Helyiségek és épületek osztályozása a robbanás- és tűzveszélyesség mértéke szerint. ONTP 24–85 Minden helyiség és épület 5 kategóriába sorolható: B - olyan helyiségek, ahol a technológiai folyamatokat 28 ° C feletti lobbanáspontú gyúlékony folyadékokkal hajtják végre, amelyek robbanásveszélyes és gyúlékony keverékeket képezhetnek, amikor meggyújtják, 5 kPa-nál nagyobb túlzott robbanási nyomás keletkezik. tVSP > 28 °С; P - 5 kPa felett. B - olyan helyiségek és épületek, ahol éghető és nehezen éghető folyadékok, szilárd éghető anyagok felhasználásával technológiai folyamatokat alkalmaznak, amelyek egymással vagy a légköri oxigénnel kölcsönhatásba lépve csak éghetnek. Feltéve, hogy ezek az anyagok nem tartoznak sem A, sem B kategóriába. Ez a kategória tűzveszélyes. D - olyan helyiségek és épületek, ahol a technológiai folyamatokat nem éghető anyagok és anyagok felhasználásával alkalmazzák éghető, forró vagy olvadt állapotban. D - helyiségek és épületek, ahol a technológiai folyamatokat szilárd, nem éghető anyagok és hideg állapotú anyagok felhasználásával alkalmazzák. A tüzek fő okai: rövidzárlat, vezetékek/kábelek túlterhelése, tranziens ellenállások kialakulása. Rövidzárlati mód - az áramerősség meredek növekedése, elektromos szikrák, olvadt fém részecskék, elektromos ív, nyílt láng, meggyulladt szigetelés következtében fellépő megjelenés. A rövidzárlat okai: tervezési hibák. szigetelés öregedése. nedvességszigetelés. mechanikai túlterhelés. Tűzveszély túlterhelés esetén - az egyes elemek túlzott felmelegedése, amely tervezési hibák miatt fordulhat elő, ha az áram hossza meghaladja a névleges értéket. 1,5-szeres teljesítmény mellett az ellenállások 200-300 ˚С-ra melegszenek fel. Az átmeneti ellenállások tűzveszélye - a szigetelés vagy más közeli éghető anyagok meggyulladásának lehetősége a vészhelyzeti ellenállás helyén fellépő hő hatására (átmeneti csatlakozókban, kapcsolókban stb.). A túlfeszültség tűzveszélye - az áramot vezető részek felmelegedése a rajtuk áthaladó áramok növekedése miatt, az elektromos berendezések egyes elemei közötti túlfeszültség növekedése miatt. Akkor fordul elő, ha az egyes elemek paraméterei meghibásodnak vagy megváltoznak. Szivárgó áramok tűzveszélye - az egyes áramvezető elemek és a földelt szerkezetek közötti szigetelés helyi melegítése. építési tervezés. műszaki. a tüzek oltásának módjait és eszközeit. szervezeti. A kivitelezést és a tervezést az épületek, építmények tűzállósága határozza meg (az építési anyagok megválasztása: éghető, tűzálló, nehezen éghető), a tűzállósági határ pedig az az időtartam, amely alatt az épületszerkezetek teherbíró képessége nem csökken. tűz hatása alatt megsértik az első repedés megjelenéséig. Minden épületszerkezet a tűzállósági határérték szerint 8 fokra van osztva 1/7 óra és 2 óra között. Az EK helyiségeihez 1-5 fokos ellenállási határú anyagokat használnak. A tűzállóság mértékétől függően tűz esetén meghatározzák a legnagyobb további távolságot a kiürítéshez szükséges kijáratoktól (5-50 perc). A műszaki intézkedések a tűzbiztonsági előírások betartása a szellőztetés, fűtés, világítás, elektromos ellátó rendszerek stb. evakuálása során. különböző védelmi rendszerek használata. a technológiai folyamatok és a berendezések működési módjai paramétereinek betartása. Szervezeti intézkedések – képzés lebonyolítása a tűzbiztonság tűzvédelmi intézkedések betartása. Csökkent oxigénkoncentráció a levegőben. Éghető anyag hőmérsékletének a gyulladási hőmérséklet alá csökkentése. Éghető anyag izolálása oxidálószertől. Oltóanyagok: víz, homok, hab, por, égést nem segítő gáz halmazállapotú anyagok (freon), inert gázok, gőz. A. Vegyi habos tűzoltó készülékek. V. habos tűzoltó készülék. C. porral oltó készülék. D. szén-dioxid tűzoltó készülék, etil-bróm. Tűzoltó rendszerek. A. vízellátó rendszer. B. habgenerátor. Automatikus tűzoltó rendszer automatikus jelzőberendezéssel. A. tűzérzékelő (hő, fény, füst, sugárzás). V. a CC-hez DTL típusú, füst, RID radioizotóp típusú hőérzékelőket-detektorokat használnak. Kézi tűzoltó rendszer (nyomógombos érzékelő). A VC-hez OU, OA szén-dioxid tűzoltó készülékeket használnak (permetezett etil-bróm sugarat hoznak létre) és automatikus gázzal oltó rendszereket, amelyek oltóanyagként freont vagy freont használnak. A tűz vízzel való oltásához az automatikus tűzoltó rendszerben sprinklereket és elárasztó berendezéseket használnak. Hátránya, hogy a permetezés akár 15 m²-es területen történik. Tűzvédelmi osztályozás A környezet, tárgy jellemzői oltóanyagok DE Gyakori kemény és éghető anyagok (fa, papír) Minden típus B Gyúlékony folyadékok, amelyek hevítés közben megolvadnak (fűtőolaj, alkoholok, benzin) Vízpermet, mindenféle hab, por, CO2 és bróm-etil készítmények TÓL TŐL Éghető gázok (hidrogén, acetilén, szénhidrogének) Inert hígítószereket (nitrogén, por, víz) tartalmazó gázkészítmények D Fémek és ötvözeteik (nátrium, kálium, alumínium, magnézium) Porok E Villanyszerelés feszültség alatt Porok, nitrogén-dioxid, nitrogén-oxid, szén-dioxid, bróm-etil + CO2 készítmények A cégek és vállalkozások munkavállalói biztonságának biztosítása a mai napig aktuális, ami elsősorban annak köszönhető, hogy az elmúlt években az iparban a munkavédelemmel, az OS-ben pedig a munkavédelemmel kapcsolatos kedvezőtlen helyzet súlyosbodott. a természeti környezet minősége. Az ember által előidézett vészhelyzetek száma és mértéke növekszik. Az iparban nő az ipari sérülések és foglalkozási megbetegedések száma. A légszennyezettség mértéke is növekszik. Termelési tevékenység léptékének növelése, körének bővítése műszaki rendszerek, a termelési folyamatok automatizálása a termelési környezet új, kedvezőtlen tényezőinek megjelenéséhez vezet, amelyek figyelembevétele szükséges feltétele az elvárt teljesítmény biztosításának és a dolgozók egészségének megőrzésének. Ezért a projekt figyelembe vette a termelési környezet lehetséges károsító, veszélyes és káros tényezőit, ismertette a munkavállalók biztonságának biztosításának módszereit és eszközeit, az elektromos biztonság, a környezetvédelem, a tűz- és balesetmegelőzés és a elhárítás főbb intézkedéseit. a vészhelyzetek következményeiről. A fentiekkel kapcsolatban úgy gondolom, hogy a projekt biztonságos a környezetre és az emberi egészségre az alábbi tényezők miatt: Az ugyanazon a hálózaton lévő nagyszámú eszköz megbízható működését a token átadási technológia biztosítja; A hálózat meghibásodások és megszakítások nélküli stabil működését a teljes működési frekvencia tartomány információátvitelre történő felhasználása biztosítja Mennyiség technikai eszközökkel kommunikációs csatorna szervezésére - minimálisan (UE - egyetlen épületben) A csillámcsatoló kondenzátor nem robbanásveszélyes A berendezés kialakítása biztosítja a működést -40°С és 85°С közötti hőmérsékleti viszonyok között, akár 95%-os páratartalom mellett A PLC technológián alapuló hálózat pedig a fentieken kívül működés közben nem igényel karbantartást. Ma a PLC-technológia egy érdekes és hasznos termék, amely egy speciális résben helyezkedik el, amelynek használata bizonyos esetekben jó gazdasági eredményt hozhat. A megoldások legígéretesebb alkalmazási területei: Kommunikáció megszervezése nyaralóban vagy lakásban vonalzó segítségével Kommunikáció szervezése kis koaxiális hálózatokban vidéki területeken és városokban Access vagy In-home vonalon Területileg távoli települések kommunikációjának megszervezése középfeszültségű vezetékeken 1 km távolságra Access MV vonalon. A nyugaton oly népszerű PLC-megoldások különböző adminisztratív épületek kommunikációjának szervezésére azonban a hazai villamosenergia-hálózatok kiépítésének és karbantartásának sajátosságaiból fakadó problémákba ütközhetnek. Szeretném még egyszer emlékeztetni a biztonsági szabályok szigorú betartásának szükségességére. Az elektromos hálózatokon végzett munkákat olyan személyeknek kell végezniük, akik erre kioktatták és megkapták a megfelelő engedélyt. Az óvintézkedések megértése A piac fejlődésének dinamikáját figyelembe véve arra lehet számítani, hogy a következő másfél évben a szélessávú PLC-technológiák széles körben alkalmazhatók lesznek a legkülönfélébb iparágakban – a közműhálózati erőforrások telemetriájától az egyes helyiségek multifunkcionális intelligens rendszeréig. A főbb nemzetközi szabványokkal kapcsolatos munka befejezése után valószínű, hogy szinte minden háztartási készülékbe beépítik a PLC-adaptereket, amelyek lehetővé teszik a „külvilággal” való adatcserét. Tekintettel arra, hogy a Cseh Köztársaságban mindössze két fő vezetékes szolgáltató működik, a távközlési szolgáltatások piaca még nincs teljesen lefoglalva, és a PLC-technológia fejlődése során a meglévő szolgáltatók és az új szereplők is a vezetők közé kerülhetnek. ebben a piaci szegmensben. Egyszerűen fogalmazva, kis tőkével nagyon ígéretes és versenyképes szervezetet hozhat létre az internet szélessávú hozzáférésének biztosítására. 1. Savin A.F. A PLC már nem egzotikus. A kommunikáció hírnöke 2. Pavlovsky A. Solomasov S. PLC Oroszországban. Specifikációk, problémák, megoldások, projektek. InformCourierCommunication. 3. Nevdyaev L.M. Híd az internetre elektromos vezetékeken keresztül. InformCourierCommunication. 4. Kurochkin Yu.S. „A PLC Oroszországba érkezik”. csatlakozni. 5. Konoplyansky D.K. PLC - adatátvitel elektromos hálózatokon. Utolsó mérföld. 6. Duffy D. BPL lendületet kap. Hálózatok. 7. Morrisi P. A BPL technológia megvalósítása. Hálózatok és kommunikációs rendszerek. 8. Jelentés „PLC technológia és kilátásai a szélessávú előfizetői hozzáférés orosz piacán”, Modern Telecommunications Company. 9. Villanyszerelés. 11 könyvben. Könyv. 8. 1. rész. Villamos légvezetékek: Proc. kézikönyv a szakiskolák számára / Magidin F.A.; Szerk. A. N. Trifonova. - M.: Felsőiskola, 1991. - 208 ISBN 5-06-001074-0 10. „PLC-5 ControlNet programozható vezérlők” – Allen-Bradley 11. "Életbiztonság" 2009-től R.A. Gazarov, R.S. Erzsapova, H. E. Tajmashanov, M. S. Khasikhanov, 12. "A vállalkozás finanszírozása" E.B. Tyutyukin. 13. http://www.dchizhikov.boom.ru/works/PlanPLC.htm (Internet egy konnektoron keresztül – a termékkínálat elemzése a PLC modemek piacán. Dmitry Chizhikov) 14. http://www.mrcb.ru/kpk.html?25614 15. http://network.xsp.ru/5_5.php 16. http://ru.wikipedia.org - elektronikus enciklopédia 17. http://www.datatelecom.ru/technology/plc.html 18. http://www.tellink.ru 19. https://www.corinex.com 20. http://www.bosfa.energoportal.ru/srubric16008-1.htm BPL Broadband over Power Lines – szélessávú átvitel távvezetékeken keresztül CBPL Cognitive Broadband over Power Lines – „felismerhető” szélessávú átvitel távvezetékeken keresztül CENELEC Comite Europeen fie Normalization Electnotechnique – Európai Elektrotechnikai Szabványügyi Bizottság (angol neve – European Commission for Electrotechnical Standardization) Kötözősaláta Class-of-Service – szolgáltatási osztály CPE Vevőhelyi berendezések - előfizetői berendezések ETSI Európai Távközlési Slandartizalion Intézet – Európai Távközlési Szabványügyi Intézet GMII Giqabit Media Independence Interface – gigabites médiafüggetlen interfész GPIO Általános célú I/O - alapvető I/O feladatok FDD Frequency Division Duplexing – frekvenciaosztásos duplex HV High Voltage - nagyfeszültség LV Alacsony feszültség - alacsony feszültség MII Media Independence Interface - médiafüggetlen interfész MV Közepes feszültség - középfeszültség NMS Network Management System - hálózatkezelő rendszer NPL Keskeny sávú átvitel távvezetékeken keresztül – keskeny sávú átvitel távvezetékeken OFDM Ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés - ortogonális frekvenciaosztásos multiplexelés OPERA Open PLC European Research Alliance – Európai PLC Kutatási Szövetség PLC Power Line Communications – kommunikáció tápkábeleken keresztül PLT Power Line Telecommunications - távközlés tápkábelekkel QoS Quality-of-Service – a szolgáltatás minősége SPI Serial Peripheral Interface – soros periféria interfész TDD Time Division Duplexing – időosztásos duplex nyomtatás TDM Time Division Multiplexing - időosztásos multiplexelés UART Univerzális aszinkron vevő-adó - univerzális aszinkron adó-vevő UPA Universal Powerline Association – Univerzális Powerline Association VLAN Vitual LAN – virtuális helyi hálózat