La tecnologia di trasmissione dati su linee elettriche (PLC - power line communication) consente di introdurre un sistema di controllo automatizzato in un'infrastruttura nuova o esistente, riducendo al minimo i costi sia durante lo sviluppo di un progetto infrastrutturale che durante la posa di ulteriori reti di trasmissione dati.

L'idea del PLC risale al 1838, quando Edward Davey suggerì di utilizzare una tecnologia simile per misurare a distanza i livelli di tensione della batteria sul sistema telegrafico di Liverpool. Tuttavia, solo con l'avvento di componenti moderni che consentono di implementare la potenza di calcolo necessaria con un budget limitato (OFDM, di cui parleremo di seguito, ha accumulato polvere sugli scaffali per un periodo piuttosto lungo a causa della complessità dell'implementazione) , la tecnologia PLC è diventata davvero rilevante e conveniente nei settori industriale e domestico, fornendo l'affidabilità, la velocità e la facilità di implementazione necessarie.

Attualmente, il PLC è utilizzato principalmente nei sistemi di misurazione dell'energia, nell'automazione semplice (illuminazione, azionamenti di meccanismi). Meno spesso: questo è l '"ultimo miglio" nelle reti di dati (Internet), nelle comunicazioni vocali. Lo sviluppo della tecnologia ha reso possibile l'utilizzo non solo nelle reti AC. L'assenza di cavi aggiuntivi si è rivelata così interessante che ora i PLC vengono integrati anche nei sistemi di cablaggio delle automobili.

Tecnologia

La base del PLC è la modulazione della fase della linea elettrica, utilizzandola come portante. Sono disponibili quattro opzioni di modulazione: frequenza ( FSK - Key Shift di frequenza), frequenza con frequenze spaziate ( S-FSK - Stendere la chiave di spostamento della frequenza), fase binaria ( BPSK - Keying a spostamento di fase binario) e multiplexing a divisione di frequenza ortogonale ( OFDM: Multiplexing a divisione di frequenza ortogonale). La scelta di un'opzione è determinata da due criteri: l'efficienza dell'utilizzo della banda di frequenza e la complessità dell'implementazione, che, a sua volta, determina la velocità di trasferimento dei dati e l'immunità al rumore. OFDM è il più veloce e resistente al rumore, ma difficile da implementare, poiché richiede risorse di calcolo, mentre BPSK e FSK sono facili da implementare, ma forniscono solo basse velocità. FSK richiede la sincronizzazione agli incroci di fase zero, il che ne limita l'uso alle sole reti CA.

Inoltre, i sistemi PLC sono implementati in conformità ai requisiti delle norme (IEC 61334, PRIME, G3 e altri) o ai requisiti normativi locali (CENELEC, FCC, ecc.).

Le tabelle 1 e 2 mostrano le caratteristiche comparative delle principali opzioni, standard e requisiti di modulazione.

Tabella 1. Standard PLC principali supportati da TI

Standard	Modulazione	Gamma frequenze, kHz	Quantità sottoportanti	Tasso di cambio massimo dati, kBaud
IEC 61334	SFSK	60…76	2	1,2…2,4
PRIMO	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

Tavolo 2. Istruzioni normative

Regione	Istruzione	Gamma di frequenza, kHz	Appunti
Europa	CENELEC A	3…95	per i fornitori di energia elettrica
	CENELEC B	95…125
	CENELEC C	125…140	per applicazioni personalizzate (standard CSMA)
	CENELEC D	140…148,5	per applicazioni personalizzate
Stati Uniti d'America	FCC	10…490	—
Giappone	ARIB	10…450	—
Cina	EPRI	3…500 (3…90)	—

PRIMO

La PRIME Alliance ha sviluppato uno standard con la capacità di adattarsi ai parametri del mezzo di trasmissione fisico. È stato scoperto sperimentalmente che sono necessarie 96 sottoportanti per ottenere risultati di trasmissione dati ottimali. La topologia di rete è ad albero, con due tipi di nodi: di base (la radice dell'albero di rete) e di servizio. I nodi di servizio sono in grado di funzionare in due modalità: un terminale e uno switch, e il passaggio da una modalità all'altra è possibile in qualsiasi momento, a seconda dei requisiti di rete, e la modalità switch combina la modalità terminale. Nella rete possono essere presenti un totale di 1200 nodi, 32 dei quali possono essere in modalità switch e vengono indirizzate fino a 3600 connessioni.

Il vantaggio principale di questo standard è la tecnologia aperta, l'elevata velocità di trasferimento dei dati e il supporto di un numero enorme di produttori, che garantisce l'intercambiabilità delle apparecchiature, nonché la capacità di lavorare in modalità SFSK, garantendo la compatibilità con le apparecchiature precedenti.

G3

A differenza di PRIME, lo standard G3 è stato originariamente sviluppato da Maxim Integrated per la società francese ERDF e solo in seguito più di dieci società si sono fuse nella G3-PLC Alliance, che ha aperto il G3.

G3 ha un sistema di codifica più complesso (codice Reed-Solomon), una topologia di rete mesh con un numero massimo di nodi - 1024. Lo standard è più resistente al rumore di PRIME, ma la velocità di trasferimento dei dati è significativamente inferiore.

Oltre alla topologia e alla velocità, G3 presenta due vantaggi principali rispetto a PRIME: il primo è la capacità di comunicare tramite trasformatori. Considerando che il raggio di comunicazione senza ripetitori può raggiungere i 10 km, questa caratteristica riduce il numero di concentratori al numero più efficiente, riducendo il costo complessivo del progetto.

La seconda caratteristica è la presenza del livello 6LoWPAN, che consente la trasmissione di pacchetti IPv6 per l'integrazione con Internet.

G3 non supporta i dispositivi SFSK, ma consente il funzionamento in parallelo con essi sulla stessa linea.

PLC Lite

Oltre agli standard internazionali, ci sono altre soluzioni. Texas Instruments offre il proprio standard PLC-Lite.

Il vantaggio di questo standard è un approccio più flessibile all'implementazione del PLC, i progettisti hardware possono ottimizzare le prestazioni per migliorare il trasferimento dei dati e laddove G3 e PRIME sono in difficoltà a causa delle interferenze, PLC-Lite avrà successo. Inoltre, l'implementazione PLC-Lite ha un basso costo, che ne consente l'utilizzo in progetti a basso costo.

C'è un'altra caratteristica importante di PLC-Lite: per piccoli compiti, viene fornito l'uso di un microcontrollore PLC-modem, che elimina la necessità di un controller host. Questo semplifica lo sviluppo dei dispositivi e riduce i costi tanto che diventa economicamente possibile integrare nella rete modem PLC a livello domestico "interruttore - lampadina". Uno dei progetti che dimostrano l'efficacia di tale soluzione sarà descritto di seguito.

Implementazione hardware

Per implementare questa tecnologia vengono utilizzati modem PLC, che possono essere suddivisi condizionatamente in tre componenti: un modulo di abbinamento con una rete di alimentazione, parti analogiche e digitali. L'implementazione dei modem è varia: esistono sia soluzioni a chip singolo che soluzioni multielemento. La Figura 1 mostra un tipico modem PLC OFDM (FSK e G3 richiederanno inoltre un rilevatore Zero-Cross).

Riso. uno.

Per fornire l'elaborazione del segnale analogico, TI offre circuiti integrati AFE030 , AFE031 e AFE032, che differiscono per il valore del carico di corrente in uscita del trasmettitore, il numero di rivelatori di passaggio per lo zero di fase (due per AFE030 e AFE031, tre per AFE032) e la possibilità di programmare il filtro (AFE032). Questi circuiti integrati consentono di implementare la modulazione FSK, SFSK e OFDM in conformità con i requisiti CENELEC. Uno schema a blocchi di microcircuiti che utilizza l'esempio di AFE031 è mostrato nella Figura 2 e le funzionalità e le caratteristiche dettagliate sono descritte in precedenza nella nostra rivista: NE n. 10/2012: "Qualsiasi protocollo - via cavo: soluzioni Texas Instruments per sistemi di trasmissione dati PLC" e NE n. 7/2011: "Concerto per il contatore e la rete: modem PLC Texas Instruments".

Riso. 2. Schema a blocchi di AFE031 - parte analogica del modem PLC

Il “cervello” del modem è un microcontrollore della famiglia TI C2000 ottimizzato per il funzionamento nei modem PLC come DSP. Attualmente, TI offre diverse soluzioni basate su requisiti e standard regionali e tenendo conto dei parametri ottimali richiesti. Ad esempio, se è richiesta una rete estesa di un sistema di raccolta dati per la contabilizzazione dell'energia conforme alle norme CENELEC e G3 e/o PRIME, allora un modem PLC basato su F28PLC83 insieme al blocco analogico AFE031 , la stessa soluzione che utilizza FlexOFDM (PLC-Lite) consentirà la comunicazione in condizioni di forte interferenza. Se è richiesto riguardo sistema semplice a livello punto a punto, quindi la coppia F28PLC35/AFE030 Lo standard PLC-Lite è adatto il modo migliore. In particolare, l'F28PLC35/AFE030 è ideale per realizzare interconnessioni all'interno di una singola struttura, come il controllo/automazione dell'illuminazione, dell'approvvigionamento idrico e altri sistemi.

Naturalmente, le soluzioni possono essere utilizzate in combinazione, ad esempio, l'economico F28PLC35/AFE030 può essere utilizzato per trasferire i dati dal contatore di energia al display di casa e al raccoglitore di dati, quello più potente, dal raccoglitore al data center .

La tabella 3 mostra le caratteristiche comparative delle soluzioni di cui sopra.

Tabella 3 Soluzioni modem PLC TI

Peculiarità	F28PLC35/AFE030 (PLC Lite)	F28PLC83/AFE031 (CEN-A/BCD)	F28M35 /AFE032 (FCC)
Gamma di frequenza regionale	CELENC A, CENELEC BCD mezza banda	CENELEC A, B, C, D con Maschere Tono	CENELEC A, B, C, D, FCC, ARIB
Standard	FlexOFDM	PRIME/G3/IEC 61334/FlexOFDM	P1901.2/G3-FCC
Velocità di trasmissione dati, kBaud	21	64…128	200
Prezzo	molto basso	basso	media
CPU, MHz	60	90 (VCU-I)	150 (VCU-I)
Vantaggi	a basso costo affidabile OFDM flessibile ad alte prestazioni NBI CLA per applicazioni CSMA/CA MAC	molti standard certificati SW algoritmo di ricezione migliorato interfaccia utente semplice	molti standard ad alte prestazioni ulteriori metodi di affidabilità Adaptive Tone Mask dimostrato nella pratica
Uso	Display interno (IHD) Rete dell'area domestica (HAN)	Lettura automatica dei contatori (AMR) Advanced Metering Infrastructure (AMI) In-Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN Energy Gateway	Lettura automatica dei contatori (AMR) Advanced Metering Infrastructure (AMI) Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) In-Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN Energy Gateway

Uso pratico

La capacità di integrare facilmente la tecnologia PLC quasi ovunque sia presente una rete elettrica ha aperto grandi opportunità per le società di vendita al dettaglio di energia, consentendo loro di implementare la gestione dei consumatori e feedback con il consumatore. L'equipaggiamento dei dispositivi di misurazione con modem PLC consentirà:

• semplificare la fiscalità;
• raccogliere statistiche sulla qualità e quantità dell'approvvigionamento energetico con un riferimento molto preciso al tempo;
• prevedere le forniture di energia;
• valutare lo stato delle linee;
• intervenire tempestivamente nello stato attuale, ad esempio, effettuare il collegamento prioritario dei consumatori in situazioni di emergenza;
• ridurre la probabilità di emergenze dovute ad “azioni preventive mirate” nella manutenzione delle linee di trasmissione di energia.

Al momento sono necessari contatori per abitazioni e servizi comunali vari tipi. TI è pronta a offrire varie soluzioni (inclusi software e strumenti di debug) che consentono di creare una rete "intelligente" per quasi tutte le esigenze (Figura 3). Consideriamo un esempio pratico di contabilizzazione dell'energia basata su queste soluzioni.

Riso. 3.

In genere, le case hanno almeno tre metri: un contatore dell'elettricità e due contatori dell'acqua. Tuttavia, possono essercene molti di più: ci sono progetti di case in cui è presente la fornitura di gas, la fornitura di acqua viene fornita due volte, il che richiede già quattro metri. E, se non ci sono problemi particolari con il contatore elettrico, con il resto è necessario effettuare una connessione affidabile utilizzando un'interfaccia diversa. E l'esistenza di ogni contatore singolarmente nella rete non sembra pratica. Aggiunga la necessità di uno spegnimento di emergenza dei sistemi di alimentazione (e all'estero - anche spegnimento a fine pagamento) - ciò richiederà sensori e attuatori aggiuntivi. Inoltre, l'utente finale è estremamente curioso di sapere quanto, dove, quando e cosa è stato speso e la capacità della rete "intelligente" di fornirgli tali informazioni è molto superiore a quella di un semplice contatore. Ciò significa che è necessario un modulo per la visualizzazione delle informazioni. E ora moltiplichiamo tutto questo per un certo numero di appartamenti in casa, zona...

Pertanto, un elemento importante è presente nell'infrastruttura di misurazione automatizzata (AMI): il concentratore di dati (Figura 4).

Riso. quattro.

Convenzionalmente, il modulo hub può essere suddiviso in quattro parti: il processore applicativo principale, un modulo di comunicazione con un data server (e con alcuni contatori) basato su un modem PLC, un alimentatore e moduli di interfaccia per comunicare con contatori e utenti tramite un varietà di diverse interfacce.

L'hub si basa su un processore TI della famiglia SitaraAM335x(ARM Cortex-A8) o famiglie Stellaris(Cortex-M4) o ARM-DSP, che consente allo sviluppatore di scegliere la soluzione di costo ottimale in base alle condizioni tecniche.

Un gran numero di interfacce al concentratore di dati consentirà di raccogliere dati dai contatori o di fornire comunicazioni con il server dove l'uso della tecnologia PLC per qualche motivo si è rivelato impossibile.

Grazie alla capacità del processore modem TI PLC di eseguire applicazioni personalizzate, lo schema di un sistema di conteggio automatizzato diventa abbastanza semplice e la sua costruzione è molto flessibile: il contatore elettrico, insieme al modem PLC e alle interfacce aggiuntive, è in grado di raccogliere dati da altri contatori, attuatori di controllo e visualizzazione di informazioni per l'utente. La Figura 5 mostra una tipica soluzione di contatore elettrico progettata per un'ampia versatilità.

Riso. 5.

Le soluzioni tipiche per i contatori di gas e acqua si basano sui microcontrollori della serie TI MSP430 , caratterizzato da un basso consumo di corrente, che rende possibile l'alimentazione a batteria. Le figure 6 e 7 mostrano che, oltre ai sistemi di misurazione, visualizzazione e comunicazione di base, è presente un modulo RFID. che prevede la modalità di pagamento anticipato dei servizi di fornitura gas e acqua.

Riso. 6.

Riso. 7.

Oltre alla possibilità di monitorare le letture direttamente sui contatori, la rete smart dispone di un In-Home Display, un display informativo centrale (Figura 8), grazie al quale non è necessario controllare ogni contatore singolarmente, tutto è visibile a una volta. Ciò consente di installare i contatori in modo più conveniente e / o non violare il design della casa - di norma, in casi normali, l'accesso al contatore è difficile e la lettura diventa un problema per l'utente, oppure il contatore diventa poco attraente parte dell'interno.

Riso. otto.

Dotare i servizi abitativi e comunali di impianti di questo tipo permette di ottenere molti aspetti positivi:

• la raccolta centralizzata delle informazioni sulla quantità di energia consumata da tutti gli utenti della rete consente di emettere tempestivamente fatture indicando l'importo esatto, introdurre vari sistemi tariffari e attuare misure preventive e restrittive in caso di superamento del limite o violazione delle regole di consumo energetico;
• migliore allocazione dei fondi per l'ammodernamento e la riparazione dei sistemi sulla base delle informazioni sui guasti nei sistemi di consumo energetico e sulle esigenze dei singoli siti;
• la capacità di localizzare e risolvere rapidamente le situazioni di emergenza.

Inoltre, il sistema è così flessibile che consente di apportare aggiunte significative senza alcuna ricostruzione globale. Ad esempio, l'integrazione di sensori di fughe di gas nel sistema consentirà di introdurre misure preventive per garantire la sicurezza.

Purtroppo, l'attuazione di un tale sistema richiede la risoluzione di gravi problemi organizzativi (e di alcuni investimenti di capitale) da parte delle società di fornitura di energia elettrica e dei servizi abitativi e comunali. Tuttavia, un tale sistema giustifica pienamente la sua esistenza per motivi di comodità dell'utente.

L'automazione delle misure è solo una delle applicazioni della tecnologia PLC. Una parte importante è la possibilità di controllo automatizzato vari sistemi quali illuminazione, ventilazione, cancelli e tapparelle elettriche, sistemi di alimentazione alternativa (Figura 9).

Riso. 9.

Le capacità del microcontrollore del concentratore di dati TI forniscono una gamma di opzioni di controllo convenienti e talvolta necessarie:

• controllo e gestione di tutti i sistemi;
• connessione remota via Internet;
• accensione automatica dell'illuminazione secondo un calendario o un sensore;
• collegamento automatico di una fonte di alimentazione di emergenza con collegamento "intelligente" dei consumatori;
• spegnimento selettivo o generale degli impianti in situazioni di emergenza;
• telecomando dal telecomando (ad esempio, l'apertura della porta del garage).

Naturalmente, ci sono soluzioni alternative: soluzioni proprie dei produttori di illuminazione, azionamenti per cancelli elettrici, ecc. Il vantaggio di una soluzione basata su componenti PLC di TI è la possibilità di integrarsi in una struttura esistente senza modifiche significative, nonché la sua versatilità.

In definitiva, un unico comando è molto più semplice, più affidabile e più conveniente (un buon esempio sono due opzioni per le apparecchiature audio-video: un produttore con un unico pannello di controllo e più diversi, con un numero adeguato di telecomandi), e rende è possibile espandere facilmente il sistema.

In alcuni casi, l'utilizzo di modem PLC può essere l'unica soluzione semplice ed economica. Si consideri il seguente esempio tipico: casolare, soggiorno con quattro accessi (strada, cortile, scala per il secondo piano, cucina). Accendere l'illuminazione nel soggiorno diventa problematico: una soluzione economica (un interruttore) è semplicemente scomoda. È conveniente avere quattro interruttori incrociati, uno in ciascun punto di ingresso. Ciò ti consentirà di controllare l'illuminazione da qualsiasi punto senza fare movimenti inutili (quando spento - al buio). Ma per l'implementazione, è necessario condurre tre fili su due interruttori e altri quattro o due.

E questo è il controllo di una lampada. Se ci sono due o più gruppi di lampade nel lampadario, il numero di fili aumenta notevolmente. Il costo di un interruttore a croce a due tasti, anche senza tener conto del costo dei fili, è già paragonabile al costo di un modem PLC. Anche il costo di installazione di un tale sistema è piuttosto elevato. Proviamo a creare lo stesso sistema con la possibilità di regolare la luminosità, e dovremo integrare qualcosa di remoto direttamente nella lampada.

L'utilizzo di un modem PLC TI elimina la necessità di posare cavi aggiuntivi, inoltre, fa guardare al sistema classico in modo leggermente diverso: il modem PLC come interruttore e regolatore può essere integrato non solo nel punto di connessione del interruttore, ma anche nella linea di prese. Semplificato anche il collegamento delle lampade (non sono necessari cablaggi con interruttori). Il numero e la natura del controllo della lampada diventano irrilevanti. Il design degli interruttori (regolatori) offre possibilità illimitate. Inoltre, l'integrazione in una comune rete "smart" permette di realizzare un impianto di illuminazione di emergenza senza posare un solo cavo aggiuntivo.

Strumenti di debug TI

Per lo sviluppo di sistemi basati su PLC, TI offre quanto segue:

• KIT DELLO SVILUPPATORE MODEM
• TMDSDC3359

Il set TMDSPLCKIT-V3 include due modem PLC, due schede di controllo basate su TMS320F28069 , ha un emulatore USB-JTAG integrato e tutti i cavi necessari. In allegato anche Software per PLC che supporta gli standard OFDM (PRIME, G3 e FlexOFDM) e S-FSK e l'ambiente di sviluppo Code Composer Studio v4.x con un limite di dimensione del codice eseguibile di 32 kb. Chip di elaborazione del segnale analogico usato - AFE031 . Aspetto esteriore uno dei modem è mostrato nella Figura 10.

Riso. dieci.

Modulo di valutazione del concentratore di dati TMDSDC3359(Fig. 11). Questo prodotto consente di eseguire il debug di sistemi basati su concentratore di dati. Costruito sul processore AM335x della famiglia Sitara ARM Cortex-A8 con OC Linux BSP. La scheda ha un'ampia periferia:

• 2x USB;
• 2x Ethernet;
• 2x RS-232;
• 3x RS-485;
• ricetrasmettitore a infrarossi;
• termometro;
• RF sub-1GHz e 2,4GHz; AM335x.

Riso. undici.

È possibile collegare un modulo per la comunicazione tramite reti trifase. Blocco impulsi alimentatore integrato.

Standard supportati - G3, PRIME.

Conclusione

L'uso della tecnologia PLC per la trasmissione dei dati presenta molti vantaggi, consentendo di implementare in modo rapido ed economico una rete "intelligente" in grado di adattarsi rapidamente alle attività richieste e, grazie alle capacità degli standard G3 e PRIME, ai dati ambiente di trasmissione.

Texas Instruments fornisce una soluzione completa, dai chip al software, per l'implementazione di reti PLC nei sistemi di controllo e di informazione. Grazie alla sua flessibilità, questa soluzione consente l'implementazione del sistema per qualsiasi tipo di protocollo e soddisfa i possibili requisiti delle normative normative.

COMPEL è un distributore ufficiale di Texas Instruments e può fornire agli sviluppatori sia processori che microcircuiti analogici, nonché strumenti di sviluppo per implementare i propri progetti PLC.

Letteratura

4. Andrej Samodov. Concerto per il contatore e la rete: modem PLC Texas Instruments//News of Electronics No. 7/2011.

5. Alexey Pazyuk. Qualsiasi protocollo via cavo: soluzioni Texas Instruments per sistemi di trasmissione dati PLC//News of Electronics No. 10/2012.

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Bluetooth Smart SensorTag di TI semplifica lo sviluppo di applicazioni Bluetooth su dispositivi AndroidTM 4.3

Azienda Texas Instruments ha annunciato il lancio di un'applicazione Android chiamata Etichetta del sensore intelligente Bluetooth, a seguito dell'integrazione del supporto dell'app Bluetooth Smart Ready in Android 4.3 "Jelly Bean". Nuovo prodotto disponibile per il download gratuito all'indirizzo www.ti.com/sensortag-app-android-eu rimuove le barriere agli sviluppatori di app per sfruttare i milioni di smartphone e tablet Android che presto saranno dotati di Bluetooth Smart Ready. Sviluppare un blocco di app Bluetooth Smart, ora supportate da Android e iOS, è più facile e veloce con un kit per sviluppatori Etichetta sensore sulla base CC2541. Il kit comprende sei sensori per un'ampia gamma di applicazioni, posizionati su un'unica scheda per una rapida valutazione e dimostrazione. Per ulteriori informazioni sul kit Sensor Tag, vai a www.ti.com/lprf-stdroid-pr-eu.

Il kit Sensor Tag non richiede la conoscenza del software o hardware per avviare velocemente le app Bluetooth Smart sul tuo smartphone o tablet. Gli sviluppatori condividono i loro risultati Sensor Tag sulla pagina Wiki del Texas ( http://processors.wiki.ti.com/index.php/Bluetooth_SensorTag?DCMP=lprf-stdroid-eu&HQS=lprf-stdroid-pr-wiki1-eu) e su Twitter utilizzando l'hashtag #SensorTag.

Sei sensori Sensor Tag integrati, incluso un sensore di temperatura a infrarossi senza contatto TMP006 di TI aiuta a sviluppare numerose applicazioni in settori quali la sanità e l'istruzione, oltre a creare nuovi accessori per dispositivi mobili. Il kit esegue gratuitamente il software BLE-Stack TM aggiornabile via etere di TI. Il tag sensore basato su CC2541 integra le altre soluzioni Bluetooth CC2564 e WiLink TM dual-mode di TI.

A proposito di Texas Instruments

Allo stato attuale di sviluppo informatica e tecnologie di rete, ci sono requisiti rigorosi per le reti. La rete informatica deve fornire la velocità di trasmissione richiesta per condizioni specifiche; dovrebbe essere anche mobile, con un numero elevato di punti di accesso, e non dovrebbe richiedere la posa di cavi; la rete dovrebbe avere un'amministrazione semplice; dovrebbe fornire alta affidabilità con semplice soluzioni tecniche; la rete deve supportare tutti i tipi possibili apparecchiature di rete e con tutto questo, dovrebbe essere economico.

Con l'informatizzazione globale generale sia della popolazione ordinaria che delle imprese, delle organizzazioni e dei servizi speciali, è diventato necessario organizzare reti di computer

Una delle opzioni per organizzare le reti è un sistema per la trasmissione di dati sulle reti elettriche.

La tesi mostrerà uno schema per organizzare una rete di trasmissione dati su reti elettriche utilizzando l'esempio dell'insediamento Alkhan-Churt utilizzando la tecnologia PLC

La sezione BZD viene eseguita al fine di creare condizioni di lavoro sicure quando si lavora con reti di alimentazione

Nella parte economica del diploma verrà calcolato il costo della rete in fase di progettazione e la fattibilità economica della realizzazione di una rete basata su tecnologia PLC

La tecnologia PLC è, prima di tutto, una soluzione al problema dell'"ultimo miglio". Perché questa soluzione utilizza una rete elettrica interna. Il servizio stesso è fornito su base Plug&Play. Cioè, un adattatore o un modem abbonato acquistato da un consumatore in un negozio non richiede alcuna impostazione: quando è collegato a una presa di corrente, comunica automaticamente con l'unità principale, che è l'unica in ogni casa; la configurazione viene configurata automaticamente e viene assegnato l'indirizzo IP. Il vantaggio della tecnologia è anche il fatto che per connettersi a Internet non è necessario attendere gli installatori e farli entrare in casa. Un altro vantaggio in più è il roaming: il modem funziona in tutte le case dove c'è copertura PLC. Non è strettamente intestata a un indirizzo specifico e lavora sia all'interno del distretto, che all'interno della città, e anche in un'altra città. Ora le reti vengono costruite contemporaneamente in cinque città e almeno altre 5-6 città della Russia sono in fase di preparazione dei progetti.

Con tutti i vantaggi di questa tecnologia, il mercato dell'accesso a Internet è già saturo e sentiamo letteralmente in prima persona quanto lentamente stia crescendo la base di abbonati. Se il cliente si è già connesso al provider e fatto il cablaggio, non ha senso attirarlo con un prezzo basso, soprattutto perché abbassando i prezzi l'operatore si mette in una posizione difficile. Il pagamento medio per l'accesso a banda larga è già basso. Pertanto, per lo sviluppo, è necessario introdurre nuovi servizi e servizi. Ad esempio, il cosiddetto "costruttore". Diversi moduli sono "attaccati" al modem PLC di base: presa Ethernet; Hotspot wifi; un modulo telefonico al quale è possibile collegare un normale telefono fisso analogico, un apparecchio interno e un dispositivo VoIP. Con l'aiuto di quest'ultimo è possibile organizzare una rete telefonica interna alla città (ad esempio canali diretti collegamento telefonico con i parenti).

Un altro plug-in è una videocamera, con la quale puoi organizzare un sistema di videosorveglianza in casa senza nemmeno collegarlo a un computer. Trasmette tutto il traffico sulla rete elettrica al server del provider. E un utente in qualsiasi parte del mondo può, dopo aver effettuato l'accesso a Internet, andare al suo Area personale sull'interfaccia client e controllare l'ambiente domestico. Questa soluzione è ideale per il monitoraggio di bambini, baby sitter e governanti. Inoltre, tramite l'interfaccia web, è possibile configurarne vari funzioni aggiuntive- come ad esempio il sistema di rilevamento del movimento (motion control), che consentirà alla telecamera di svolgere le funzioni di un sensore di movimento tridimensionale: quando l'immagine è cambiata, un segnale è andato al server, viene inviato un SMS a cellulare utente - si connette a Internet e controlla se tutto è in ordine.

PLC (Potenza Comunicazione di linea s - power line communication), detta anche PLT (Power Line Telecoms), è una tecnologia cablata finalizzata all'utilizzo dell'infrastruttura via cavo delle reti elettriche per l'organizzazione della trasmissione di dati e voce ad alta velocità. A seconda della velocità di trasmissione, si divide in banda larga (BPL) con velocità superiore a 1 Mbps e banda stretta (NPL).

In Scozia è stata avviata la sperimentazione di un servizio Internet a banda larga sulla rete elettrica. Questa iniziativa appartiene alla società elettrica scozzese Hydro Electrics. Secondo l'edizione britannica di PC Advisor, circa 150 utenti sono stati coinvolti nel test di "Internet attraverso una presa". Ogni abbonato ha ricevuto l'accesso a Internet a una velocità di 2 Mbps. Per il prezzo era più del doppio offerta migliore altro provider Internet. Interessato a nuovo servizio hanno già mostrato diverse compagnie energetiche del paese. Inoltre, il principale fornitore di energia elettrica in Germania, RWE, sta implementando dinamicamente il PLC. Ad esempio, in Germania, le persone non compilano nemmeno le bollette della luce: le informazioni dai contatori arrivano direttamente al fornitore di energia elettrica tramite il cablaggio elettrico. Progetti simili sono stati avviati in Italia e Svezia.

In Russia, la prima fase della realizzazione di una rete basata su tecnologia PLC è stata effettuata dalla società Spark e completata nell'ottobre 2005. All'epoca la rete comprendeva oltre 750 nodi di accesso situati in edifici residenziali. Tutti i nodi di accesso sono collegati da una rete ottica dorsale Gigabit Ethernet. Nel 2006 è stato lanciato un progetto pilota per mettere in funzione la tecnologia PLC nell'area di Yuzhnoye Tushino e nel 2007 è iniziata la costruzione attiva della rete e la connessione degli abbonati.

I bassi costi di accesso a Internet garantiscono una buona competitività, ma la qualità è talvolta criticata dagli abbonati potenziali e attuali (a giudicare dalle numerose discussioni sui forum). Ad esempio, gli utenti lamentano il problema di potersi connettere alla Rete solo attraverso una determinata presa nell'appartamento, che non è sempre conveniente per l'abbonato, nonché una diminuzione della velocità all'accensione degli elettrodomestici. Ciò è dovuto alle condizioni generali del cablaggio elettrico dell'appartamento, ma tali problemi vengono risolti dagli specialisti del fornitore. Inoltre, per evitare problemi, si consiglia di collegare il dispositivo dell'utente a una presa separata. Tuttavia, gli esperti del settore delle telecomunicazioni hanno una bassa valutazione del potenziale di sviluppo delle reti PLC. La ragione di ciò è la tecnologia stessa. Per trasferire i dati da un computer all'altro, la tecnologia Ethernet è stata sviluppata appositamente, di conseguenza, quando la si utilizza, il costo dell'apparecchiatura terminale è il più basso e le caratteristiche di velocità sono le migliori. Eventuali tentativi di adattamento di un mezzo che non era originariamente destinato alla trasmissione di dati comportano un aumento del costo delle apparecchiature e delle caratteristiche tecniche peggiori. Questo vale per i cavi telefonici in rame (modem dial-up o ADSL) e le reti elettriche (tecnologia PLC).

Il cosiddetto "problema dell'ultimo miglio" di cui si è tanto parlato ultimamente ha dato vita a molte soluzioni. Tuttavia, la maggior parte di queste soluzioni ha uno svantaggio comune: richiedono tutte la posa di fili e cavi. Probabilmente, non ha senso parlare di quali difficoltà e difficoltà a volte ciò provoca: molto spesso il costo della posa di un cavo costituisce una parte importante del costo della creazione di una rete. Inoltre, ci sono un certo numero di casi in cui la posa di nuovi cavi è impossibile o altamente indesiderabile: un vivido esempio di una situazione così spiacevole è una riparazione completata di recente, subito dopo la quale si scopre improvvisamente che è necessario posare cavi aggiuntivi per il computer reti.

Pertanto, le tecnologie che hanno permesso di fare a meno della posa di nuovi cavi sono sempre state di particolare interesse. Al momento, ci sono due approcci di successo a questo problema: questo è reti wireless Tecnologia Wi-Fi e PLC. Se è stato scritto molto sulle reti wireless, sono disponibili molte meno informazioni sulle tecnologie PLC.

Le tecnologie PLC consentono di costruire reti locali di computer basate su linee elettriche esistenti. Quindi, usando la tecnologia PLC, puoi costruire una piccola casa rete locale, utilizzando il cablaggio elettrico già posato.

In effetti, i metodi di trasmissione delle informazioni utilizzando il cablaggio elettrico esistono da molto tempo. Uno di questi sono i famosi altoparlanti sovietici (che spesso vengono anche erroneamente chiamati stazioni radio). Le varie tecnologie si basano su un'idea abbastanza semplice di separazione dei segnali: se in qualche modo fosse possibile trasmettere più segnali contemporaneamente su un canale fisico, allora in questo modo sarebbe possibile aumentare la velocità di trasferimento dati complessiva. Ciò può essere ottenuto utilizzando la modulazione (inoltre, il segnale modulato è resistente alle interferenze) e con metodi di modulazione diversi sugli stessi canali fisici di trasmissione dei dati, è possibile ottenere velocità di trasmissione dati diverse.

A prima vista, la ricetta per una tecnologia PLC di successo può sembrare semplice: basta scegliere un metodo di modulazione in grado di fornire il trasferimento dati più veloce e una moderna struttura di comunicazione è pronta. Tuttavia, quei metodi di modulazione che forniscono l'imballaggio del segnale più denso richiedono complesse operazioni matematiche e, per essere utilizzati nelle tecnologie PLC, è necessario l'uso di processori di segnale veloci (DSP).

Un processore di segnale digitale (DSP) è un microprocessore programmabile specializzato progettato per manipolare un flusso di dati digitali in tempo reale. I processori DSP sono ampiamente utilizzati per elaborare flussi grafici, audio e video.

Pertanto, lo sviluppo delle tecnologie PLC si è basato sul ritmo di sviluppo dei processori DSP e non appena questi ultimi hanno iniziato a far fronte ad algoritmi di modulazione efficienti avanzati, sono apparse nuove tecnologie per l'organizzazione di tali reti. Al momento, le tecnologie PLC utilizzano la modulazione OFDM, che consente di ottenere elevate velocità di trasferimento dei dati e una buona immunità del segnale alle interferenze.

Accesso a Internet a banda larga;

Reti informatiche per la casa e l'ufficio;

VoIP - telefonia IP;

Trasmissione audio e video ad alta velocità;

Videosorveglianza di uffici e abitazioni (anche via Internet), realizzazione di sistemi di videosorveglianza a distanza;

Realizzazione di canali di trasmissione dati digitali per l'automazione industriale e domotica (AIIS KUE, ACS TP (SCADA), ACS);

Sistemi di sicurezza (allarmi antincendio e antifurto).

Il successo dell'attività degli operatori di telecomunicazioni, nonché l'efficace funzionamento delle reti di comunicazione dipartimentali e aziendali, dipendono in gran parte dalle soluzioni utilizzate per la realizzazione delle reti di accesso.

Le linee di comunicazione in fibra ottica forniscono la trasmissione dati ad alta velocità, ma non raggiungono ancora l'utenza di massa, essendo ampiamente utilizzate, di norma, nel settore aziendale.

Nel mercato di massa dell'accesso degli abbonati oggi, la tecnologia xDSL è considerata la più richiesta, che fornisce agli utenti l'accesso a Internet e ad altri servizi di infocomunicazione tramite le linee telefoniche esistenti. Una certa quota in questo segmento è occupata anche da tecnologie come l'accesso radio a banda larga senza fili e l'accesso satellitare, l'accesso tramite reti televisive via cavo, la trasmissione di dati a pacchetto in reti cellulari 2.5G / 3G (GPRS / EDGE / UMTS, CDMA 2000 1X / EV- FARE).

Fattori come l'uso diffuso di reti elettriche 0,2¸0,4 kV, l'assenza di costose costruzioni di canaline portacavi, la perforazione di pareti e la posa di cavi di comunicazione, ecc. stimolano lo studio delle reti elettriche come mezzo di trasmissione dati alternativo e lo sviluppo di un'altra tecnologia di accesso a banda larga - da reti elettriche.

Sono state sviluppate apparecchiature PLC di prima e seconda generazione. La velocità di trasferimento dati massima raggiunta non ha superato 10-14 Mb/s. La velocità di trasferimento dati effettiva nelle reti di test PLC che utilizzano questa apparecchiatura differiva di un ordine di grandezza e ammontava a 1-2 Mb/s. Inoltre, le apparecchiature per abbonati PLC avevano un costo relativamente elevato e le linee elettriche "compatte" da PLC erano caratterizzate da un alto livello di radiazione elettromagnetica dovuto al funzionamento delle apparecchiature PLC.

Pertanto, fino a tempi recenti, la tecnologia PLC è stata utilizzata per la fornitura commerciale di servizi di telecomunicazioni su scala limitata, non competitiva rispetto ad altre tecnologie, e principalmente xDSL. Tuttavia, i recenti progressi nella microelettronica, che hanno permesso di creare sistemi PLC di terza generazione che forniscono velocità di trasferimento dati fino a 200 Mb/s utilizzando linee elettriche standard, aprono nuove opportunità per l'implementazione dell'accesso a banda larga.

I moderni sistemi PLC focalizzati sulla risoluzione del problema dell'accesso degli abbonati a banda larga utilizzano principalmente due tecnologie. Il primo utilizza un segnale con il cosiddetto. spettro diffuso (SS), che aumenta significativamente l'immunità al rumore della trasmissione. Quando si utilizza la modulazione SS, la potenza del segnale viene distribuita su un'ampia banda di frequenza e il segnale diventa invisibile sullo sfondo dell'interferenza. All'estremità ricevente, le informazioni significative vengono estratte dal segnale simile al rumore utilizzando un unico dato segnale sequenza di codice pseudo-casuale. Con l'aiuto di codici diversi, è possibile trasmettere più messaggi contemporaneamente in un'ampia banda di frequenza. Il principio descritto è alla base del metodo di accesso multiplo a divisione di codice (CDMA). Si noti che oltre all'immunità al rumore, la modulazione SS fornisce un elevato livello di protezione delle informazioni. La modulazione QPSK viene utilizzata come base.

La seconda tecnologia si basa sul multiplexing a divisione di frequenza ortogonale con trasmissione simultanea di segnali su più portanti (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex). Questo metodo garantisce anche un'elevata fedeltà di trasmissione e resistenza alla distorsione del segnale.

Un ulteriore sviluppo della seconda opzione è stata la tecnologia proposta dalla società americana Intellon. Qui viene utilizzato un metodo OFDM modificato, in cui il flusso di dati originale è suddiviso in pacchetti e ciascuno di essi viene trasmesso nell'intervallo di frequenza di 4,3-20,9 MHz utilizzando la modulazione di fase relativa sulla propria sottoportante (DBPSK o DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying, modulazione di fase in quadratura differenziale spostata). La velocità massima di trasferimento delle informazioni raggiunge decine di Mbps.

La tecnologia PLC implementa il principio dell'accesso multiplo "punto - molti punti". Una cabina di trasformazione locale fornisce elettricità ad un certo numero di edifici e, allo stesso tempo, fornisce agli utenti collegati servizi di trasmissione dati, telefonia IP, ecc.

L'apparecchiatura terminale principale è da considerarsi un modem PLC, che solitamente implementa un'interfaccia per la comunicazione con un PC: USB o Ethernet. Pertanto, il modem è collegato a una fonte di informazioni: una presa da 220 V e all'uscita tramite l'apposita interfaccia a un PC. È possibile che un telefono che supporta la modalità VoIP sia collegato in parallelo al PC.

In fig. 1.1.

Riso. 1.1. Componenti modem PLC

La connessione a Internet in questa tecnologia innovativa è denominata Broadband over power lines (BPL).

A differenza di una connessione DSL, tramite rete di casa la tecnologia consente a più persone di avere accesso a Internet a banda larga.

La tecnologia PLC è il modo più economico per creare una rete domestica, poiché non richiede all'utente l'installazione di cavi di alimentazione aggiuntivi e consente di collegare i residenti di un intero blocco alla rete del PLC. Un dispositivo master è in grado di fornire l'accesso a Internet attraverso la rete PLC per 500 utenti. Per fare ciò, gli utenti devono disporre di dispositivi adattatori contenenti modem PLC nei loro appartamenti.

Naturalmente, i progetti di maggior successo per l'organizzazione dell'accesso a banda larga tramite reti elettriche sono stati realizzati negli Stati Uniti, la culla di Internet. Aziende note come New Visions (New York), Communications Technologies (Virginia), Cinergy (Ohio).

In Germania i PLC sono offerti da Vype; Piper-Net e PowerKom; in Austria - Speed-Web; in Svezia - ENkom; nei Paesi Bassi - Digistroom; in Scozia - Banda larga.

Nel 2005 è iniziata nella Federazione Russa la diffusione di reti di accesso a Internet attraverso reti elettriche domestiche che utilizzano la tecnologia PLC.

L'accesso a Internet si sta evolvendo, e presto anche nella tua casa di campagna, dove non c'è telefono e linee di cavi, puoi connetterti a Internet.

Nella maggior parte dei casi, i sistemi PLC sono classificati in base alla tensione della rete elettrica su cui sono utilizzati e all'area di copertura (territorio):

utilizzato su linee ad alta tensione (AT);

utilizzato su linee di media tensione (MT);

applicato su linee a bassa tensione (BT):

ultimo miglio;

all'interno dell'edificio;

al chiuso (appartamento).

Il PLC include B, che fornisce velocità di trasferimento dati superiori a 1 Mbit al secondo, e NPL, con velocità dati molto inferiori.

Quando si trasmettono segnali tramite un alimentatore domestico, potrebbe esserci una grande attenuazione nella funzione di trasmissione a determinate frequenze, che può portare alla perdita di dati. La tecnologia PowerLine fornisce metodo speciale le soluzioni a questo problema sono lo spegnimento e l'attivazione dinamica dei segnali che trasportano dati. L'essenza di questo metodo sta nel fatto che il dispositivo monitora costantemente il canale di trasmissione al fine di identificare una porzione dello spettro con una certa soglia di attenuazione superata. Se questo fatto viene rilevato, l'uso di queste frequenze viene temporaneamente interrotto fino al ripristino del valore di attenuazione normale.

C'è anche il problema del rumore impulsivo (fino a 1 microsecondo) delle lampade alogene, oltre all'accensione e allo spegnimento di potenti elettrodomestici dotati di motori elettrici.

Per quanto ottimistici possano essere i risultati del lavoro delle reti sperimentali di PLC all'estero, nel nostro Paese questa tecnologia rischia di incontrare alcune difficoltà. Il cablaggio elettrico domestico è realizzato principalmente in alluminio e non in rame, che ha trovato applicazione nella maggior parte dei paesi del mondo. I fili di alluminio hanno una conduttività elettrica più scarsa, con conseguente attenuazione del segnale più rapida. Un altro problema è che non abbiamo ancora risolto i principali problemi di regolamentazione legale dell'uso di tali tecnologie. Tuttavia, quest'ultimo vale anche per l'Occidente. Il principale fattore che ostacola il rapido sviluppo dei sistemi PLC ad alta velocità è la mancanza di standard per i sistemi PLC a banda larga e, di conseguenza, un alto rischio di incompatibilità con altri servizi che utilizzano bande di frequenza uguali o simili. Nel 2001, la HomePlug Powerline Alliance, un consorzio internazionale, ha adottato lo standard del settore per la costruzione di reti domestiche su linee elettriche domestiche, la specifica HomePlug 1.0. Ma questo standard regola la costruzione di reti "domestiche", cioè reti all'interno dello stesso appartamento (cottage). Non è stato ancora sviluppato uno standard completo per i PLC a banda larga.

Le principali organizzazioni e comunità coinvolte nella standardizzazione di vari aspetti di questa tecnologia sono IEEE, ETSI, CENELEC, OPERA, UPA e HomePlug Powerline Alliance.

IEEE ha annunciato la creazione di un gruppo che svilupperà lo standard BPL. Il progetto si chiama IEEE P1675, "Standard for Broadband over Power Line Hardware".

Oltre a IEEE P1675, ci sono altre tre direzioni:

IEEE P1775, avviato per regolamentare apparecchiature PLC, requisiti EMC, metodi di test e misurazione;

IEEE P1901, "Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications", che fornisce una descrizione dei livelli di accesso fisico e multimediale per tutte le classi di dispositivi BPL;

IEEE BPL Study Group, "Standardization of Broadband Over Power Line Technologies", che prevede la creazione di nuovi gruppi legati al BPL.

L'Istituto europeo per gli standard di telecomunicazione ha costituito l'ETSI Technical Committee Power-Line Telecommunications (TC PLT), responsabile della standardizzazione dei PLC.

Il CENELEC è un'organizzazione senza scopo di lucro composta dai Comitati Elettrotecnici Nazionali degli Stati membri dell'UE ed è l'organizzazione più significativa nell'UE nel campo della standardizzazione dei campi elettromagnetici. Per i PLC, CENELEC esegue la creazione di specifiche PLC per il livello fisico e il sottolivello di accesso ai media; ha adottato la corrispondente norma EN55022.

Il consorzio Open PLC European Research Alliance (OPERA) è stato istituito nel 2004 come parte del programma Broadband for All European per promuovere le tecnologie di accesso a Internet ad alta velocità. Il lavoro di OPERA si compone di due fasi, ciascuna delle quali richiede due anni per essere completata.

Il principale promotore e fonte di finanziamento è la Commissione Europea. Il budget totale è di oltre 20 milioni di euro, una parte significativa dei fondi è assegnata nell'ambito del programma FP6. Il completamento del progetto OPERA è previsto nel 2008. In totale, partecipano al progetto più di 30 aziende e istituti di ricerca di 12 paesi.

Le specifiche di OPERA fino ad oggi coprono PHY, MAC e apparecchiature di comunicazione dati su reti elettriche.

L'UPA è stata ufficialmente annunciata nel dicembre 2004. L'obiettivo principale dichiarato dell'UPA è promuovere le tecnologie PLC e dimostrare ai governi e ai leader del settore le prospettive per il suo utilizzo su larga scala. UPA sta sviluppando standard e regolamenti per garantire il rapido sviluppo del mercato dei PLC. Fornisce ai partecipanti al mercato informazioni sugli standard aperti basati sull'interoperabilità e sulla sicurezza.

Per l'ampia introduzione e sviluppo della tecnologia HomePlug (una delle prime tecnologie di trasmissione su linee elettriche), la standardizzazione e la compatibilità di dispositivi di diversi produttori che utilizzano questa tecnologia, l'alleanza industriale internazionale HomePlug Powerline è stata organizzata nel 2000. Oggi più di 80 aziende sono sponsor, membri dell'alleanza e aderiscono alle sue raccomandazioni. Tra loro ci sono aziende famose come: Motorola, France Telecom, Philips, Samsung, Sony, Matsushita, Sanyo, Sharp, Panasonic e molti altri. Il marchio HomePlug Certified Alliance su un prodotto di qualsiasi produttore indica che il dispositivo soddisfa tutti i requisiti dello standard HomePlug Powerline ed è completamente compatibile con dispositivi simili di un altro produttore.

La prima HomePlug Powerline Specification 1.0 si basa sulla tecnologia Power Package™ proposta da Intellon (USA) e adottata come standard dai membri della HomePlug Powerline Alliance. Gli standard sinora adottati e in fase di elaborazione sono presentati in Tabella. 1.1.

Tabella 1.1. HomePlug Powerline Alliance Standard di base

Nome	Data di accettazione	Nota
Home Plug 1.0	giugno 2001	Definisce la tecnologia per fornire velocità di trasferimento dati fino a 14 Mbps
Home Plug 1.0 Turbo		È un'evoluzione della specifica 1.0 con una velocità di trasferimento dati massima fino a 85 Mbps
Home Plug AV		Definisce la tecnologia PLC con velocità di trasferimento fino a 200 Mbps. Il disciplinare prevede la fornitura della qualità del servizio richiesta per la trasmissione di flussi audio e video. Crittografia - AES a 128 bit
Comando e controllo di HomePlug	settembre	Definisce il controllo e la gestione dei dispositivi HomePlug
HomeSpina BPL	In fase di sviluppo

Oggi, gli sviluppi nel campo dei PLC sono portati avanti da diverse centinaia di aziende impegnate sia nella produzione di chipset che nella creazione di dispositivi finiti basati su di essi. Ecco solo alcuni dei player del settore: ABB, Adaptive Networks, Alcatel, Ambient Corporation, Amperion, Ascol, Cisco Systems, Cogency, Corinex, Current Technologies, DataSoft, DefiDev, DS2 (Design of Systems on Silicon), 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 Industrie, Telkonet.

Leader indiscusso nella produzione di circuiti integrati (chip) per sistemi PLC di terza generazione è Design of Systems on Silicon Corporation - DS2 (Spagna). Nasce nel 1998 e produce un set di prodotti funzionalmente completo che permette di implementare una soluzione completa per il problema dell'accesso a banda larga basato su PLC. Uno dei primi DS2 ha introdotto alla fine del 2003 una serie di circuiti integrati di terza generazione, fornendo tassi di cambio fino a 200 Mb / s. Sebbene i prodotti DS2 non supportino lo standard HP v.AV.

CI principali DS2:

DSS9001: sulla base di questo circuito integrato, è possibile implementare modem PLC e apparecchiature di classe In-Door;

DSS9002: Emettitori e Ripetitori possono essere implementati sulla base di questo circuito integrato;

DSS9003: IC dedicato per interfacciare la rete elettrica e FOCL;

DSS9010: IC dedicato per soluzioni ad alta velocità

L'implementazione di un sistema PLC basato su prodotti DS2 è mostrata in fig. 1.2.

Riso. 1.2. Implementazione di un sistema PLC basato su prodotti DS2.

Un altro leader è Intellon Corporation (USA), che è stato uno dei co-fondatori dell'alleanza HomePlug. Per la specifica HomePlug v.1.0, Intellon ha preparato i seguenti circuiti integrati: INT51X1, INT5200, INT5500CS. Nel settembre 2002, l'azienda ha introdotto il primo modulo certificato HomePlug 1.0 al mondo, il dispositivo RD51X1-AP per l'organizzazione di un punto di accesso a Internet utilizzando la tecnologia PLC. Nel novembre 2005, l'azienda ha annunciato il rilascio del 3 milionesimo prodotto per reti PLC.

Per l'accesso a banda larga (specifica HomePlug v.AV), Intellon ha preparato un set di circuiti integrati INT6000. Nell'agosto 2005, è stato annunciato che il braccio di investimento di Motorola Ventures ha iniziato a investire nel lavoro di Intellon per sviluppare il chipset INT6000. Le prime consegne sono previste nel secondo trimestre del 2006.

I progetti di Intellon implementano la tecnologia PowerPacket, che utilizza un'efficiente tecnica di modulazione dello spettro che consente la trasmissione di dati su linee elettriche a velocità molto elevate. La velocità di trasferimento dei dati può raggiungere i 100 Mb/s. Il PowerPacket è un sistema con caratteristiche che gli consentono di adattarsi ad ambienti con forte riflessione multipath, forte interferenza a banda stretta, rumore impulsivo senza equalizzazione.

SPiDCOM Technologies (Francia, www.spidcom.com) è uno dei principali sviluppatori della base di elementi per soluzioni PLC/BPL (BPL è powerline a banda larga, un'abbreviazione usata negli USA per designare PLC). L'ultimo sviluppo dell'azienda - il tipo IC SPC200 fornisce una velocità di trasferimento di circa 220 Mb / s. Il suo lancio in serie è iniziato nel marzo 2005. La variante conforme a HomePlug v.AV dell'SPC200 sarà in vendita nel secondo trimestre. 2006 L'IC SPC200 utilizza la gamma 2 - 30 MHz, suddivisa in 7 bande operative.

La società israeliana Yitran Communications Ltd sta collaborando attivamente con l'alleanza HomePlug Powerline. Come risultato di una ricerca nel marzo 2006, la soluzione Yitran è stata scelta come la tecnologia di base durante la preparazione dello standard HomePlug v.AV (sezione "Comandi e controllo").

L'azienda ha preparato due circuiti integrati di terza generazione: ITM1 e ITC1. Consentono di realizzare una velocità di picco fino a 200 Mb/s. Uno schema a blocchi di un dispositivo di comunicazione basato sull'IC ITM1/ITC1 è mostrato in fig. 1.3.

Riso. 1.3. Schema strutturale di un dispositivo di comunicazione basato su IC ITM1|ITC1.

Yitran Communications ha sviluppato e brevettato la tecnologia Differential Code Key Shift Keying (DCSK) per creare componenti di rete a basso costo e ad alte prestazioni. I dettagli di DCSK non sono noti; è solo riportato che si basa sui metodi di modulazione SS adattativa indipendente dal mezzo di trasmissione fisico nella banda di frequenza 4-20 MHz con compensazione turbo e compressione del codice.

I componenti hardware (ricetrasmettitori) creati sulla base di DCSK forniscono velocità di trasmissione, immunità ai disturbi e protezione delle informazioni significativamente più elevate rispetto ai ricetrasmettitori CEBus esistenti, a un costo dei dispositivi notevolmente inferiore. Sono stati annunciati diversi prodotti, tra cui ITM1 (velocità di trasferimento dati fino a 2,5 Mbps) e ITM10 (velocità di trasferimento dati fino a 12 Mbps).

XELine (Corea del Sud) sviluppa sia circuiti integrati che apparecchiature per soluzioni PLC. L'azienda offre IC di terza generazione tipo XPLC40A, che fornisce velocità di accesso fino a 200 Mb/s.

Un altro prodotto Xeline, l'IC XPLC21, offre velocità di accesso fino a 24 Mb/s. Sulla base di esso, possono essere implementati l'emettitore, il ripetitore e il modem direttamente PLC. Questo circuito integrato è basato sul processore ARM9. La gamma di frequenza utilizzata è 2-23 MHz. Lo schema strutturale XPLC21 è mostrato in fig. 1.4.

Fig.1.4. Schema strutturale di IC tipo XPLC21

Il resto dei fornitori è ancora nella fase di test dei PLC-IC di terza generazione, continuando a rilasciare apparecchiature di seconda generazione e generazione 2.5, la cosiddetta. Standard HomePlug v.1.turbo (velocità fino a 85 Mb/s).

Sulla base dei set IC discussi sopra, i fornitori producono apparecchiature PLC sia per il segmento In-Door che per il segmento delle soluzioni integrate (per l'accesso dell'ultimo miglio).

Di seguito indicheremo i produttori di apparecchiature di classe In-Door di terza generazione.

L'azienda tedesca devolo AG produce una linea di prodotti PLC dLAN che appartengono alla classe In-Door e consentono di creare una rete locale interna basata sulla tecnologia PLC.

Nel marzo 2006, devolo AG ha annunciato di aver preparato per il rilascio una nuova linea di prodotti dLAN 200, che fornisce velocità di trasferimento delle informazioni fino a 200 Mb / s (HomePlug v.AV) ed è implementata sulla base dell'IC di Intellon.

Uno dei leader nel segmento delle apparecchiature LAN, NETGEAR (USA) ha mostrato interesse per il segmento degli adattatori PLC: nel febbraio 2006, NETGEAR ha stipulato un accordo con DS2 per avviare un lavoro congiunto e fornire circuiti integrati di terza generazione che consentiranno di padroneggiare la produzione di Dispositivi PLC che supportano velocità fino a 200 Mb/s. L'inizio delle consegne di nuovi prodotti è previsto per il terzo trimestre del 2006.

Nel marzo 2006, ELCON (Germania) ha annunciato il rilascio del modello ELCONnect P-200, che è implementato sulla base dell'IC DS2, supporta l'interfaccia Ethernet e fornisce un tasso di cambio fino a 200 Mb / s.

Tabella 1.2. Specifiche del chipset D52

Costruttivo	DSS9011	DSS9010	DSS9001	DSS9002	DSS9003	DSS7700
	PBGA196	PBGA196	PBGA196	PBGA256	PBGA304	QFN84
Interfacce
GIMMI	2
MII	1	1	2
TDM	1	1
SPI	1	1	1	1	1	1
UART	1	1	1	1	1
Pin GPIO	9	9	9	9	9
Rete
Indirizzi MAC	Non	32	64	1024	256k	Non
QoS e trasmissione	C'è	C'è	C'è	C'è	C'è	Non
CoS	Non	Non	C'è	C'è	C'è	Non
VLAN	1	32	32	32
Scopo funzionale dei dispositivi
CPE	+	+	+	+
Ripetitore	+	+	+
Testata (testata)	+	+	+

Tabella 1.3. Posizionamento dei prodotti DS2

L'idea è di trasferire i dati rete elettrica apparso diversi decenni fa. Negli anni '30 del secolo scorso, in Russia e Germania furono condotti esperimenti sull'uso delle linee elettriche per la trasmissione di informazioni. Tuttavia, fino alla fine degli anni '90, la tecnologia ha trovato un'applicazione molto limitata. E 'stato utilizzato principalmente per attrezzare linee ad alta tensione trasmissione di potenza tramite canali di comunicazione HF per la trasmissione di informazioni di controllo servizi tecnici con velocità bassa (2,4 Kbps).

Con lo sviluppo di Internet è sorto un interesse speciale per la possibilità di trasmettere informazioni su una rete elettrica. Per consentire l'accesso a Internet alla popolazione generale, è stato necessario collegare i punti di presenza del provider alle abitazioni o agli uffici dei clienti, la maggior parte dei quali non dispone di un canale di accesso ad alta velocità simile a quello del provider. Inoltre, per la posa di tale cavo, ogni cliente dovrà pagare un importo considerevole. E se utenti aziendali spesso possono permettersi di connettersi usando tecnologie costose, poi per casa, che sono molto più grandi, questo è assolutamente inaccettabile. Pertanto, gli ingegneri sono stati incaricati di sviluppare una tecnologia economica dell'ultimo miglio che avrebbe collegato in modo affidabile il fornitore ei suoi clienti.

Decine di aziende hanno lavorato in questa direzione, investendo centinaia di milioni di dollari in tecnologie che vanno da xDSL, cavi televisivi coassiali, accesso radio wireless alla trasmissione dati via satellite.

Molte tecnologie si basavano sull'utilizzo delle infrastrutture esistenti: linee telefoniche, reti televisive via cavo, ecc. - per accedere a Internet. Tuttavia, è ovvio che in termini di prevalenza e disponibilità di infrastrutture già pronte, nessun'altra rete può essere paragonata alla rete elettrica. Ci sono prese di corrente in ogni casa, anche negli angoli più remoti del globo.

Negli anni '90 ce n'erano diversi lavoro di ricerca sulla trasmissione dati ad alta velocità sulla rete elettrica, durante la quale sono state individuate alcune problematiche: il cablaggio elettrico è caratterizzato da un elevato livello di rumore, rapida attenuazione del segnale ad alta frequenza, variazioni dei parametri di comunicazione della linea in funzione della carico attuale. Nel tempo, queste difficoltà sono state superate. Nel processo di sviluppo di metodi più avanzati di modulazione del segnale, sono state create tecnologie per l'accesso a Internet ad alta velocità utilizzando la rete elettrica.

Il pioniere in questo settore è stata l'azienda britannica Nor.Web, che, insieme a di Uniti Utilities ha sviluppato la tecnologia Digital Power Line (DPL) che consente la trasmissione di pacchetti voce e dati su semplici reti elettriche a 120/220 V.

Nel 1997 viene effettuato il primo esperimento e due anni dopo la tecnologia viene testata a Manchester e Milano. Tuttavia, i risultati non hanno avuto successo e Nor.Web ha interrotto la ricerca. L'eterogeneità del mezzo trasmissivo e la mancanza di una base di elementi e di un unico standard hanno portato al fatto che la tecnologia Digital Powerline non è stata applicata commercialmente.

A seguito del DPL, sono apparse soluzioni di aziende tedesche: Bewag ha brevettato uno sviluppo per le telecomunicazioni che consente la trasmissione di dati su cavi elettrici, Veba ha ottenuto un aumento della velocità di trasferimento dei dati sulle reti elettriche, ma la società israeliana Main.net (www.mainnet- plc.com). La sua tecnologia PLC (Powerline Communications) si è diffusa.

L'apparecchiatura PLC fornisce sia la trasmissione dati che vocale (VoIP). La velocità di trasferimento dei dati può variare da 2 a 10 Mbps.

La tecnologia PLC si basa sulla divisione di frequenza di un segnale, in cui un flusso di dati ad alta velocità è suddiviso in più flussi a bassa velocità trasmessi su frequenze di sottoportanti separate e quindi combinati in un unico segnale.

Il principale concorrente di prezzo dell'accesso "elettrico" è una linea di abbonamento digitale asimmetrica (Linee di abbonamento digitali asimmetriche, ADSL). Allo stesso tempo, va notato che i canali sbilanciati non sono adatti a risolvere tutti i problemi, ad esempio non sono adatti a giochi online dinamici, dove il traffico di ritorno è piuttosto ampio.

I servizi PLC come l'accesso a Internet ad alta velocità sono ora disponibili in numerosi paesi europei. Ad esempio, in Germania il servizio è offerto in diverse città con diversi marchi: Vype (www.vype.de); Piper-Net (www.piper-net.de) e PowerKom (www.drewag.de); in Austria con il marchio Speed-Web (www.linzag.net); in Svezia, il servizio è fornito con il marchio ENkom (www.enkom.nu); nei Paesi Bassi con il nome Digistroom (www.digistroom.nl); in Scozia Banda larga (www.hydro.co.uk/broadband).

La tecnologia promettente ha interessato attori così potenti nel mercato delle telecomunicazioni come Motorola, Cisco Systems, Intel, Hewlett-Packard, Panasonic, Sharp, ecc. Ad esempio, Motorola, insieme a Phonex Broadband e Sonicblue, ha testato con successo il metodo di trasferimento di file musicali su la rete elettrica. Per evitare i fattori negativi della concorrenza, diverse grandi società di telecomunicazioni si sono unite in un'alleanza (denominata HomePlug Alliance) per condurre congiuntamente ricerche e prove pratiche, nonché adottare un unico standard per la trasmissione dei dati sui sistemi di alimentazione.

L'attrattiva della tecnologia PLC per le aziende energetiche

Per le aziende energetiche, la tecnologia PLC è vantaggiosa per i seguenti motivi:

Apre la strada a nuovi mercati, poiché trasforma le linee elettriche in una rete di trasmissione dati;

Consente di offrire ai clienti servizi popolari come accesso a Internet ad alta velocità, telefonia, ecc.;

Non richiede una risorsa di frequenza e licenze appropriate;

Le apparecchiature economiche forniscono un basso investimento iniziale e la possibilità di un aumento graduale della capacità;

Consente di offrire nuovi tipi di servizi senza investimenti di capitale significativi, poiché le apparecchiature della rete elettrica hanno già un numero elevato di utenti, un'infrastruttura sviluppata per la costruzione di un sistema di assistenza clienti, servizi di riparazione, ecc.;

Fornisce alle aziende energetiche e comunali la possibilità di monitoraggio continuo a distanza di tutti i parametri di consumo di energia elettrica, acqua, gas, calore e transazioni a pagamento per qualsiasi tipo di servizio.

Accesso a Internet ad alta velocità

Il costo di implementazione della tecnologia dell'ultimo miglio è costituito dal costo dell'infrastruttura lineare (circa il 60-80% del costo totale), dal costo delle apparecchiature (20-30%) e dal costo della progettazione, dei lavori di ingegneria preparatoria, ecc. (10-20%). L'ampia distribuzione delle reti elettriche 0,2-0,4 kV, l'assenza della necessità di costosi scavi e perforazioni a parete per la posa dei cavi stimolano un crescente interesse per esse come mezzo di trasmissione dati. Un esempio di connessione Internet ad alta velocità è la tecnologia dell'azienda svizzera Ascom, leader nella produzione di sistemi e reti di comunicazione basati su tecnologia PLC. L'azienda offre una soluzione end-to-end in cui i cavi elettrici dell'edificio fungono da "ultimo miglio" per la trasmissione dei dati, mentre il cablaggio elettrico all'interno dell'edificio funge da "ultimo pollice". I sistemi Outdoor (Outdoor; Fig. 2) e Indoor (Indoor; Fig. 3) consentono di utilizzare lo stesso mezzo trasmissivo e diverse frequenze portanti. Le basse frequenze vengono utilizzate per trasmettere i dati lungo gli alimentatori che alimentano l'edificio e le alte frequenze vengono utilizzate all'interno degli edifici.

Per le applicazioni outdoor, Ascom suggerisce di utilizzare tre portanti con una frequenza media di 2,4; 4,8 e 8,4 MHz. A seconda della distanza di trasmissione, ciascuno dei vettori trasmette i dati a una velocità compresa tra 0,75 e 1,5 Mbps. Con una piccola distanza tra il punto intermedio del ricetrasmettitore (ad esempio una sottostazione di trasformazione) e l'edificio, vengono utilizzati tutti e tre i vettori. Ciò raggiunge una velocità di trasferimento fino a 4,5 Mbps. Al bit rate minimo, senza ripetitori, è possibile coprire una distanza di 200-300 m Per i bit rate più alti, la distanza è circa dimezzata.

Il concetto di ripetitore consente al PLC di raddoppiare la copertura dell'esterno e applicazioni interne. Il ripetitore riceve il traffico dati dal dispositivo master e lo inoltra ai dispositivi finali che non può raggiungere direttamente.

Ogni settimana Ascom produce circa 6.000 adattatori PLC e 2.000 dispositivi di rete.

Come esempio dei progetti Ascom Powerline, uno dei principali fornitori di elettricità in Germania, RWE, fornisce l'accesso tramite la rete RWE PowerNet a un costo inferiore rispetto alle società televisive e via cavo. Attualmente, sulla base delle apparecchiature Ascom Powerline Communications AG, numerosi progetti sono già stati attuati nell'Europa orientale e sono in preparazione progetti pilota per l'introduzione del PLC in Ucraina e Russia.

Tecnologie PLC per reti domestiche

La capacità di trasmettere informazioni sulla rete elettrica consente di risolvere il problema non solo dell'ultimo miglio, ma anche dell '"ultimo pollice". Il fatto è che il numero di fili che servono per collegare i PC di casa e altri dispositivi elettronici domestici è già aumentato in modo esorbitante: in un appartamento di 150 metri si posano fino a 3 km cavi vari. E la rete elettrica è proprio il mezzo ideale per trasmettere segnali di comando tra elettrodomestici operanti in una rete 110/220 V. Le tecnologie PLC per le reti domestiche consentono di implementare efficacemente il concetto di casa intelligente, fornendo una serie di servizi per la telegestione monitoraggio, sicurezza domestica, modalità di gestione domestica, risorse, ecc.

In particolare, la nota azienda LG propone di collegare la propria elettronica di consumo tramite una rete elettrica (Fig. 5):

Il frigorifero Internet svolge le funzioni di controllo e monitoraggio dell'elettronica digitale collegata alla rete e fornisce l'accesso a Internet;

La lavatrice Internet è controllata in rete, consente di scaricare programmi di lavaggio da Internet;

Internet microonde consente di scaricare una ricetta da Internet, eseguire il monitoraggio Internet remoto;

Il condizionatore d'aria Internet è controllato tramite Internet.

Si prevede che la tecnologia PLC sarà in grado di dare un nuovo impulso allo sviluppo della trasmissione dati su linee elettriche e consentirà di accedere direttamente alla rete globale da quasi ovunque nel mondo con un costo minimo. Finora la tecnologia non si è diffusa, ma ci si può aspettare che nel prossimo futuro eliminerà seriamente le tecnologie alternative e porterà a cambiamenti significativi nel mercato dei servizi dei fornitori: abbassare i prezzi di accesso alla Rete, compresi i prezzi per collegamento di linea telefonica dial-up e linee affittate.

Se la tecnologia PLC si diffonderà, potrà modificare in modo significativo gli equilibri di potere nel mercato della fornitura di servizi di accesso a Internet e contribuirà allo sviluppo di nuovi principi per la progettazione delle reti elettriche, tenendo conto sia dei requisiti energetici che di comunicazione.

La tecnologia PLC (Power Line Communication) è una nuova tecnologia di telecomunicazione basata sull'uso di reti elettriche per lo scambio di informazioni ad alta velocità. Gli esperimenti sulla trasmissione di dati sulla rete elettrica sono stati condotti per molto tempo, ma la bassa velocità di trasmissione e la scarsa immunità al rumore sono stati il ​​collo di bottiglia di questa tecnologia. Ma il progresso non si ferma e l'emergere di processori DSP più potenti (processori di segnale digitali) ha permesso di utilizzare metodi di modulazione del segnale più complessi, come la modulazione OFDM (multiplexing a divisione di frequenza ortogonale), che ha permesso di avanzare in modo significativo nell'implementazione della tecnologia PLC. Alcuni anni fa, diversi importanti leader del mercato delle telecomunicazioni si sono uniti in un'alleanza chiamata HomePlug Alliance, con l'obiettivo di condurre congiuntamente ricerche scientifiche e prove pratiche, oltre ad adottare un unico standard per la trasmissione dei dati sui sistemi di alimentazione. Il prototipo PowerLine è la tecnologia PowerPacket di Intellon, che ha costituito la base per la creazione di un'unica specifica HomePlug1.0 standard (adottata dall'alleanza HomePlug il 26 giugno 2001), che definisce una velocità di trasferimento dati fino a 14 Mb / s. Possibilità della tecnologia PLC.Piccolo ufficio (SOHO)
La tecnologia PowerLine può essere utilizzata per creare una rete locale in piccoli uffici (fino a 10 computer), dove i requisiti principali per la rete sono facilità di implementazione, mobilità dei dispositivi e facile espandibilità.
Allo stesso tempo, sia l'intera rete dell'ufficio che i suoi singoli segmenti possono essere costruiti utilizzando gli adattatori PowerLine. Molto spesso c'è una situazione in cui è già necessario includere rete esistente computer remoto o stampante di rete situato in un'altra stanza o anche all'altra estremità dell'edificio. Con l'aiuto degli adattatori PowerLine, questo problema può essere risolto in 15 minuti. Comunicazioni domestiche.
La tecnologia PowerLine apre nuove possibilità quando si implementa l'idea di una "Smart Home", in cui tutta l'elettronica di consumo sarebbe legata in un unico rete informativa con controllo centralizzato. La rete elettrica è un mezzo ideale per trasmettere segnali di comando tra elettrodomestici operanti in una rete 110/220V. Nel prossimo futuro apparirà un chip che gli consentirà di essere incorporato in vari dispositivi che saranno in grado di ricevere e trasmettere dati attraverso i propri circuiti di alimentazione. Inoltre, con questo chip, puoi organizzare la trasmissione di dati audio, dati da sensori di allarme di sicurezza, espandere ed estendere linee telefoniche, ecc. Speriamo che non sia lontano il momento in cui la tecnologia PLC sarà presente in ogni casa.

L'essenza della tecnologia.

Fondamenti teorici della tecnologia Powerline
La base della tecnologia Powerline è l'uso della divisione di frequenza del segnale, in cui un flusso di dati ad alta velocità è suddiviso in più flussi a velocità relativamente bassa, ciascuno dei quali viene trasmesso su una frequenza di sottoportante separata e quindi combinato in un unico segnale (Fig. 1).

Quando si utilizza il multiplexing di frequenza convenzionale (FDM - Frequency-Division Multiplexing), le bande di guardia (Guard Band) tra le sottoportanti, necessarie per prevenire l'influenza reciproca dei segnali, sono piuttosto ampie (Fig. 2), quindi lo spettro disponibile non è molto utilizzato efficientemente.

Nel caso del multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM), i centri delle frequenze delle sottoportanti sono posti in modo che il picco di ogni segnale successivo coincida con il valore zero dei precedenti (Fig. 3). Questa posizione consente un uso più efficiente della larghezza di banda disponibile.

Prima che le singole sottoportanti vengano combinate in un segnale, subiscono una modulazione di fase (Fig. 4), ciascuna con la propria sequenza di bit.

Dopodiché, passano tutti attraverso il motore PowerPacket e vengono assemblati in un unico pacchetto di informazioni, chiamato anche simbolo OFDM. La Figura 5 mostra un esempio di sfasamento relativo in quadratura (DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying) su ciascuna delle 4 sottoportanti nell'intervallo 4-5 MHz.

In realtà, la tecnologia Powerline utilizza 84 frequenze di sottoportante nell'intervallo 4-21 MHz (Fig. 6).

La velocità di trasferimento dati teorica quando si utilizzano flussi paralleli con modulazione di fase simultanea dei segnali è superiore a 100 Mb/s.
Adattamento all'ambiente fisico, risoluzione dei problemi e risoluzione dei conflitti.
Quando si trasmettono segnali tramite un alimentatore domestico, può verificarsi una grande attenuazione nella funzione di trasmissione a determinate frequenze, con conseguente perdita di dati (Fig. 7).]

La tecnologia Powerline fornisce un metodo speciale per risolvere questo problema, spegnendo e attivando dinamicamente i segnali che trasportano dati. L'essenza di questo metodo sta nel fatto che il dispositivo monitora costantemente il canale di trasmissione al fine di identificare una porzione dello spettro con una certa soglia di attenuazione superata. Se viene rilevato questo fatto, l'uso di queste frequenze viene interrotto per un po' fino al ripristino del valore di attenuazione normale (Fig. 8).

Questo metodo rende la tecnologia Powerline il più flessibile possibile in diversi ambienti. Ad esempio, diversi paesi hanno normative diverse a seconda di quale parte della banda di frequenza non può essere utilizzata. Allo stesso tempo, nel caso di Powerline, i dati semplicemente non verranno trasmessi in questo intervallo. Un altro esempio è quando un'applicazione sta già utilizzando parte dell'intervallo. Simile al primo caso, anche questo disattiva la trasmissione dei dati a determinate frequenze e due applicazioni possono coesistere nello stesso ambiente fisico.
Un altro grave problema durante la trasmissione di dati su una rete elettrica domestica è il rumore impulsivo (fino a 1 microsecondo), le cui sorgenti possono essere lampade alogene (Fig. 9), accendere e spegnere vari apparecchi elettrici, ecc.

Quando si utilizza il metodo precedente, il sistema potrebbe non avere il tempo di adattarsi a condizioni in rapido cambiamento, di conseguenza alcuni bit verranno distrutti e persi. Per risolvere questo problema, viene utilizzata una codifica di correzione degli errori a due stadi (in cascata) dei flussi di bit prima che vengano modulati e entrino nel canale dei dati. L'essenza della codifica di correzione degli errori consiste nell'aggiungere bit ridondanti ("protettivi") al flusso di informazioni originale secondo determinati algoritmi, che vengono utilizzati dal decoder all'estremità ricevente per rilevare e correggere gli errori. Il collegamento in cascata di un codice Reed-Solomon a blocchi e di un semplice codice convoluzionale decodificato mediante l'algoritmo di Viterbi consente di correggere non solo errori singoli, ma anche burst di errori, fornendo così una garanzia quasi del 100% dell'integrità dei dati trasmessi. Inoltre, la codifica di correzione degli errori è anche un metodo di chiusura tecnica che garantisce la relativa sicurezza delle informazioni trasmesse in un mezzo di trasmissione comune.
Un altro punto problematico è che la rete di alimentazione domestica funge da mezzo di trasmissione dati comune, ovvero più dispositivi possono trasmettere contemporaneamente. In una situazione del genere, per risolvere i conflitti di collisione del traffico, è necessario un meccanismo normativo: un protocollo di accesso ai media. Come protocollo è stato scelto il noto Ethernet, che è stato esteso alla tecnologia Powerline aggiungendo ulteriori campi di priorità. Questa modifica è dovuta alla necessità di una larghezza di banda garantita per la trasmissione voce e video su IP, quando la quantità di ritardo è un parametro critico. I pacchetti contenenti voce o video in questo caso sono contrassegnati come "timing critical", ovvero hanno la massima priorità nell'elaborazione e nell'accesso al mezzo di trasmissione.

Implementazione pratica e utilizzo di PowerLine
Quindi, abbiamo considerato i principi di base della tecnologia Powerline. Sfortunatamente, l'accesso alla versione completa della specifica HomePlug 1.0 è limitato (solo membri di HomePlug Alliance) e tali domande interessanti come i requisiti di cablaggio, le distanze di trasmissione e la struttura dell'edificio. È possibile stimare approssimativamente i singoli parametri utilizzando l'esempio di alcuni produttori. Quindi Phonex offre il dispositivo Phonex Broadband QX-201 NeverWire 14 (Fig. 10) con una velocità massima fino a 14 Mb / s.

La distanza tra i singoli punti è piccola, poche decine di metri. Come si vede dalla figura, le utenze dell'abitazione possono essere abbinate attraverso la rete di alimentazione, e uno o più modem (cavo o DSL) possono essere utilizzati come accesso alla rete backbone.

Al momento, la Russia offre un'ampia gamma di apparecchiature per la creazione di reti locali utilizzando la tecnologia PLC. Ad esempio, prodotto dalla comunicazione powerline di PLANET, che funziona con la specifica standard PLC HomePlug1.0, che definisce una velocità di trasferimento dati fino a 14 Mb / s. Il prodotto si chiama PL-401 E ed è un bridge con una porta PLC e uno switch con quattro porte LAN, che costa in media $ 82.

Oppure un adattatore PLC che consente di collegare da 2 a 16 computer in un'unica rete locale tramite un cablaggio elettrico a 220 volt.

Raggio di trasmissione del segnale - fino a 200 m (tramite cablaggio);

Velocità di trasferimento dati - fino a 14 Mb/s;

Protezione dei dati DES 56 bit;

interruttore PC/HUB;

Non richiede l'installazione di software aggiuntivo.

Problemi di sviluppo della tecnologia PLC.

Tuttavia, per quanto ottimistici possano essere i risultati del lavoro delle reti sperimentali di PLC all'estero, nel nostro paese questa tecnologia potrebbe incontrare una serie di difficoltà. I nostri cablaggi elettrici sono realizzati principalmente in alluminio anziché in rame, utilizzato nella maggior parte del mondo. I fili di alluminio hanno una conduttività elettrica più scarsa, con conseguente attenuazione del segnale più rapida. Un altro problema è che non abbiamo ancora risolto i principali problemi di regolamentazione legale dell'uso di tali tecnologie. Tuttavia, quest'ultimo problema è rilevante anche per l'Occidente. Il principale fattore che ostacola il rapido sviluppo di sistemi PLC ad alta velocità è la mancanza di standard per i sistemi PLC a banda larga e, di conseguenza, un elevato rischio di incompatibilità con altri servizi che utilizzano bande di frequenza uguali o simili. Nel 2001, il consorzio internazionale HomePlug Powerline Alliance ha adottato lo standard del settore per la realizzazione di reti domestiche attraverso linee elettriche domestiche: la specifica HomePlug 1.0. Ma questo standard regola la costruzione di reti "domestiche", cioè reti all'interno dello stesso appartamento (cottage). Non è stato ancora sviluppato uno standard completo per i PLC a banda larga.

Stranamente, c'è ancora chi non è indifferente all'idea di trasmettere i dati tramite il cablaggio elettrico. Sì, ci sono molte persone nel mondo che si sono imbattute in questo fenomeno faccia a faccia, qualcuno, forse, conoscerà solo le tecnologie che aprono tali opportunità, per qualcuno questa è già un'esperienza di successo o infruttuosa, e per qualcuno era ieri giorno.

Quindi PLC. Sfortunatamente, non ci sono tante informazioni sulla rete quanto sulla stessa Ethernet o Wi-Fi. Con questo articolo cercherò di rispondere alle domande più popolari che un tempo mi interessavano io stesso. PLC (comunicazione su linea elettrica) - rete di comunicazione, il cui trasporto è il normale cablaggio elettrico di un appartamento, un ufficio o un'impresa. Reti di questo tipo possono essere utilizzate per trasmettere dati e voce. Il cavo elettrico circonda letteralmente l'uomo moderno. Si trova nelle case, negli uffici e nelle aziende, nei luoghi pubblici. E questo non sorprende, perché i fili sono l'unico mezzo per fornire corrente elettrica al consumatore. Spesso non uno, ma più cavi di alimentazione sono adatti per oggetti elettrificati. Ciò è dovuto all'uso di più fasi elettriche o linee elettriche aggiuntive.

Va da sé che l'utilizzo di un cavo elettrico come mezzo di comunicazione è stato pensato per molto tempo. Con questa idea, la connessione alla rete si ridurrebbe al collegamento della spina dell'adattatore alla presa. Di conseguenza, è stata sviluppata una nuova specifica, basata sugli sviluppi PLC e DPL (Digital PowerLine) eseguiti in precedenza. È stato creato dagli sforzi di un gruppo di aziende come Siemens, Nortel, Motorola, ecc., Che hanno formato la HomePlug Powerline Alliance. Con l'avvento degli standard HomePlug 1.0, e poi del PLC HomePlug AV, i dispositivi in ​​modalità BPL (Broadband over Power Lines - trasmissione a banda larga su linee elettriche) sono diventati in grado di scambiare dati a velocità fino a 200Mb/s.

Dove puoi usare la tecnologia Power Line Communication? Se applicato correttamente, quasi ovunque, ma principalmente questa tecnologia utilizzato per organizzare una rete locale a casa e in ufficio, nonché una tecnologia di accesso a livello di provider. I vantaggi di questa tecnologia includono una facile scalabilità della rete, la possibilità di implementare un sistema di "casa intelligente" (come la tecnologia Z-Wave :)), l'assenza di fori aggiuntivi nel muro e di cavi nell'appartamento/casa.

Storia

All'alba dello sviluppo delle reti elettriche, è sorta la questione di organizzare lo scambio di informazioni di dispacciamento tra i nodi energetici. Il più razionale era l'uso delle linee elettriche esistenti, piuttosto che la costruzione di linee telegrafiche separate. Già all'inizio del XX secolo negli Stati Uniti, le linee elettriche venivano utilizzate per lo scambio di informazioni telegrafiche. corrente continua. Con lo sviluppo delle comunicazioni radio, è diventato possibile utilizzare reti a corrente alternata per gli stessi scopi.

Attualmente, lo scambio delle informazioni di dispacciamento sulle linee elettriche è ampiamente utilizzato come una delle principali tipologie di comunicazione. Il ricetrasmettitore è collegato alla linea di alimentazione tramite un filtro di connessione formato da un condensatore a bassa capacità (2200 - 6800 picofarad) e un trasformatore ad alta frequenza (autotrasformatore). Tale sistema consente la trasmissione sia di informazioni vocali che di dati di telemetria e telecontrollo. L'idea della tecnologia PLC è quella di utilizzare le linee elettriche per lo scambio di informazioni ad alta velocità.

Come si è scoperto durante lo sviluppo e il successivo funzionamento, il collo di bottiglia della tecnologia era una scarsa immunità al rumore e una bassa velocità di trasferimento dei dati. Nel marzo 2000, la HomePlug Powerline Alliance si è formata a seguito della fusione di diverse importanti società di telecomunicazioni, organizzate allo scopo di ricerca, sviluppo e test congiunti, inoltre, si è deciso di adottare uno standard unico per la trasmissione di dati sui sistemi di alimentazione . A proposito, al momento la HomePlug Powerline Alliance comprende più di cento organizzazioni.

Il prototipo PowerLine è la tecnologia PowerPacket di Intellon, che ha costituito la base del singolo standard HomePlug1.0 (adottato dall'alleanza HomePlug il 26 giugno 2001), che ha definito una velocità di trasferimento dati fino a 14 Mb / s. Tuttavia, al momento, lo standard HomePlug AV ha aumentato la velocità di trasferimento dei dati a 200 Mbps. E il nuovo standard G.hn amplierà la larghezza di banda a 1 Gbps nel prossimo anno.

Vale la pena notare che HomePlug non è l'unico pacchetto di specifiche esistenti. Oltre ad Spina di casa ce ne sono altri: questa è una tecnologia a banda larga supportata dall'associazione internazionale UPA(Universal Powerline Association), nonché l'omonima tecnologia, sviluppata da alcune influenti aziende giapponesi che si sono unite in un'alleanza HD-PLC(Comunicazioni Powerline ad alta definizione). In Europa, l'alleanza ha contribuito allo sviluppo della tecnologia PLC MUSICA LIRICA(Alleanza europea per la ricerca OpenPLC). Ne parlerò brevemente.

MUSICA LIRICA

OPERA è stata fondata da aziende manifatturiere e università europee nel 2004. L'alleanza conta oltre 40 membri. L'obiettivo era la ricerca e lo sviluppo nel campo delle reti PLC integrate per l'organizzazione dell'accesso a banda larga.

Nel 2006 è stato completato il primo progetto dell'alleanza. Il completamento ha portato al rilascio della prima versione dello standard, che molti produttori di apparecchiature PLC si sono affrettati a utilizzare. La seconda fase del progetto è iniziata nel gennaio 2007 e si è conclusa nel dicembre 2008. L'obiettivo del progetto era sviluppare specifiche che consentissero ai sistemi a banda larga di funzionare utilizzando il cablaggio elettrico esistente come mezzo fisico. Da qui l'altro nome: BPL (Broadband over Power Line).

La tecnologia BPL consente la trasmissione di dati ad alta velocità (streaming video, telefonia IP, ecc.), nonché l'organizzazione di reti locali domestiche. I partecipanti alla seconda fase del progetto includevano le principali università europee Swiss Federal Institute of Technology (Svizzera), l'Università di Dresda e l'Università di Karlsruhe (Germania) e altre, grandi società di sviluppo tecnologico DS2 (Spagna) e CTI (Svizzera) ), oltre agli operatori PLC europei EDEV-CPL (Francia), ONI (Portogallo), PPC (Germania), utilities e OEM - 26 partecipanti in totale. Le specifiche proposte dall'alleanza si basano su una tecnologia sviluppata dalla società spagnola DS2, che è stata la prima a introdurre chip modem PLC commerciali che forniscono un throughput del canale di comunicazione a livello fisico fino a 200 Mbps. Ciò prevede la trasmissione dei dati nella banda di frequenza di 10, 20 o 30 MHz. Il metodo di modulazione è OFDM, il numero di sottoportanti è 1536. Per la modulazione delle sottoportanti, viene utilizzata la modulazione ADPSK (Amplitude Differential Phase Shift Keying), che fornisce la trasmissione fino a 10 bit per sottoportante. La velocità dati teoricamente raggiungibile è di 205 Mbps.

UPA

UPA è stata fondata nel 2004. Comprende i principali produttori di apparecchiature elettroniche e centri di ricerca: Analog Devices, Ambient, Buffalo, Comtrend, Corinex, D-Link, NETGEAR, Korea Electrotechnology Research Institute, Toshiba, ecc. Lo scopo dell'associazione era di sviluppare standard e regolamenti che definiscono vari aspetti del processo di trasmissione dei dati per accelerare lo sviluppo del mercato dei PLC e la promozione dei sistemi di trasmissione dei dati sulle reti elettriche nel governo e livelli aziendali. Un aspetto della certificazione UPA è lavoro di squadra apparecchiature di standard diversi quando si utilizza lo stesso mezzo trasmissivo fisico di dati, ovvero, ad esempio, l'utilizzo simultaneo della stessa rete elettrica per la trasmissione di flussi di dati secondo gli standard HomePlug e OPERA. L'Associazione UPA sostiene le principali specifiche proposte da OPERA Alliance.

HD-PLC

HD-PLC è stata fondata dalla società giapponese Panasonic Corporation, che comprendeva società come AOpen, Advanced Communications Networks, Icron Technologies Corporation, I-O DATA DEVICE, Analog Devices, APTEL, Audiovox Accessories Corporation, Buffalo, OKI, Kawasaki Microelectronics, OMURON NOHGATA, Murata e altri La tecnologia a banda larga HD-PLC di Panasonic è progettata per la trasmissione e la ricezione ad alta velocità di dati sulla rete elettrica ed è supportata da CEPCA (Consumer Electronics Powerline Communication Alliance).

Questa alleanza è stata costituita nel 2005 dalle influenti società giapponesi Panasonic, Sony, Toshiba, Mitsubishi, Sanyo e Yamaha. Una delle attività di CEPCA è combinare gli sforzi per sviluppare una tecnologia compatibile con standard diversi, che ti consentirà potenzialmente di combinare reti di trasmissione di dati multimediali all'interno di un appartamento o di un edificio. Concorrenti alla tecnologia HD-PLC sono le tecnologie promosse dalle associazioni HomePlug e UPA. Caratteristica distintiva La tecnologia HD-PLC è il metodo proposto per sintetizzare un segnale OFDM. In contrasto con il metodo per formare un segnale OFDM utilizzando la trasformata di Fourier veloce inversa (FFT) adottato, ad esempio, nella tecnologia HomePlug AV, gli autori hanno proposto di utilizzare le trasformate Wavelet nella tecnologia HD-PLC. Wavelet OFDM è una tecnologia di trasmissione dati a banda larga che utilizza la rete elettrica, caratterizzata da un'elevata efficienza spettrale. Questa tecnologia utilizza le trasformazioni Wavelet per sintetizzare un segnale OFDM. La velocità di trasferimento dati teoricamente raggiungibile è di 210 Mbps.

Membri

Va inteso che tutte le suddette alleanze e associazioni sono una sorta di "club di interesse", il cui nucleo è costituito da diversi grandi produttori di circuiti integrati che perseguono guadagni commerciali. Alla periferia ci sono produttori di modem e altre apparecchiature. Pertanto, sono state formate organizzazioni "senza scopo di lucro" per sviluppare e promuovere uno standard "indipendente dal produttore".

Il cuore della Homeplug Powerline Alliance è Cisco, Intel, LG, Motorola, Texas Instruments. Sono gli alleati di Intellon, che riflette la direzione americana di sviluppo di questa tecnologia. La direzione europea è determinata dalla società DS2 supportata dall'Unione Europea nell'ambito del progetto OPERA. Più di due dozzine di società partner di DS2 si sono unite nell'associazione UPA, che comprende Buffalo, Corinex, D-Link, Intersil, Netgear, Toshiba e altre società. Panasonic Corporation nel suo sviluppo aderisce alle specifiche dell'alleanza industriale CEPCA. Aziende come Hitachi, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sanyo, Sony, ecc.. L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e l'International Telecommunication and Standardization Union (ITU) appartengono senza dubbio al numero di influenti organizzazioni internazionali per la standardizzazione. ). Queste organizzazioni includono rappresentanti di aziende leader di molti paesi del mondo.

Nel dicembre 2008, l'istituto di standardizzazione ITU-T ha adottato uno standard internazionale per la trasmissione di dati ad alta velocità su linee elettriche, telefoni e cavi coassiali. Il nuovo standard ITU-T (G.9960), chiamato anche G.hn, è un pacchetto di specifiche di collegamento e livello fisico che unifica il principio della costruzione di reti domestiche cablate. Alla fine del 2008 è apparso per la prima volta uno standard internazionale che consente il pieno potenziale delle reti cablate, che utilizzano linee elettriche, cavi coassiali o telefonici come mezzo fisico di trasmissione dei dati. L'interoperabilità di tutte le reti basate su G.hn è supervisionata dall'Home Grid Forum, un'organizzazione no-profit co-fondata da DS2.

Alla fine del 2008, DS2 ha annunciato l'intenzione di sviluppare un chip modem PLC compatibile con le specifiche G.hn, UPA e OPERA. Nel luglio 2005, l'IEEE ha annunciato la creazione di un gruppo di lavoro per preparare lo standard Broadband PowerLine. L'oggetto dello studio erano specifiche concorrenti e incompatibili per l'uso delle reti elettriche per la trasmissione di dati ad alta velocità. Le specifiche sono state presentate da HomePlug Powerline Alliance, Panasonic Corporation e DS2.

Di conseguenza, è stata approvata la prima bozza dello standard: IEEE P1901 Draft Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications. La bozza di standard prevede la possibilità di utilizzare due metodi di modulazione incompatibili (FFT OFDM e Wavelet OFDM) a livello fisico. Inoltre, è stata consentita la possibilità di utilizzare due metodi incompatibili di correzione diretta degli errori.

Uno di questi si basa su codici turbo convoluzionali, il secondo utilizza codici LDPC, codici con una bassa densità di controlli di parità. Attualmente, i codici turbo sono utilizzati nei sistemi di comunicazione mobile e satellitare, nell'accesso wireless a banda larga e televisione digitale. Non ci sono riferimenti nella bozza di standard all'uso della tecnologia proposta da DS2 e le due versioni di PHY prese come base differiscono significativamente l'una dall'altra. Di conseguenza, apparecchiature con diversi tipi di modulazione non possono comunicare sulla stessa rete, sebbene soddisfino i requisiti dello standard IEEE P1901. Durante la scrittura, sono stati utilizzati i materiali di questo sito.

In teoria

La base della tecnologia PowerLine è l'uso della divisione di frequenza del segnale, in cui un flusso di dati ad alta velocità viene analizzato in diversi flussi a velocità relativamente bassa, ciascuno dei quali viene trasmesso su una frequenza di sottoportante separata, e quindi vengono combinati in un segnale.

Con il multiplexing di frequenza (FDM - Frequency-Division Multiplexing), lo spettro disponibile viene consumato in modo inefficiente. Ciò è dovuto alla presenza di intervalli di guardia (Guard Band) tra le sottoportanti. La presenza di intervalli di guardia è necessaria per prevenire l'influenza reciproca dei segnali.

Pertanto, viene utilizzato il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM). L'idea è di posizionare i centri delle sottoportanti in modo che il picco di ogni segnale successivo coincida con il valore zero del precedente. Come si può vedere, la larghezza di banda disponibile viene utilizzata in modo più efficiente quando si utilizza OFDM.

Prima di essere combinate in un segnale, le singole sottoportanti subiscono una modulazione di fase, ciascuna con la propria sequenza di bit.

Poi arriva il turno del motore PowerPacket, in cui le sottoportanti sono assemblate in un unico pacchetto informativo (simbolo OFDM). La tecnologia PowerLine utilizza 1536 frequenze di sottoportante con 84 delle migliori frequenze nella gamma 2-32 MHz. Qualsiasi tecnologia di trasmissione dati deve adattarsi all'ambiente fisico, il che significa che ha bisogno di un mezzo per rilevare ed eliminare errori e conflitti. Il PLC non fa eccezione. Quando si trasmettono segnali su una rete domestica, a determinate frequenze possono verificarsi forti attenuazioni, che porteranno alla perdita di dati. La tecnologia Powerline fornisce un metodo speciale per risolvere questo problema, spegnendo e attivando dinamicamente i segnali che trasportano dati. L'essenza del metodo risiede nel monitoraggio costante del canale al fine di identificare la parte di spettro con la soglia di attenuazione massima superata. Se viene rilevata una tale sezione, la trasmissione dei dati nella gamma di frequenza problematica viene interrotta fino al ripristino di un valore di attenuazione accettabile.

Il punto di forza della tecnologia PowerLine, che risiede nell'utilizzo di un ampio spettro di frequenze, è anche il suo punto debole. In vari paesi, lo spettro delle frequenze vietate per l'uso è rigorosamente regolamentato. Durante il funzionamento, il dispositivo PLC è in grado di "silenziare" la ricezione radio nello spettro utilizzato. I radioamatori sono ben consapevoli di questo problema. Pertanto, l'uso di OFDM e un'ampia larghezza di banda offre alla tecnologia PowerLine la flessibilità necessaria per essere utilizzata in una varietà di ambienti. Tecnicamente, ciò viene implementato impostando le cosiddette Signal Mode e Power Mask sui dispositivi (che forniscono la capacità corrispondente). Modalità segnale- metodo del programma determinazione della gamma di frequenza operativa. Power Mask è un metodo software per limitare lo spettro delle frequenze utilizzate. Per questo motivo, i dispositivi PowerLine possono facilmente coesistere nello stesso ambiente fisico e non interferire con le gamme di frequenza utilizzate dai radioamatori.

Un altro problema significativo, ora per gli stessi dispositivi PLC, è il rumore impulsivo, le cui sorgenti possono essere diverse dispositivo di ricarica, lampade alogene, accensione o spegnimento di vari apparecchi elettrici.

La complessità della situazione sta nel fatto che, utilizzando il metodo sopra descritto, il dispositivo PLC non ha il tempo di adattarsi a condizioni in rapido mutamento, poiché la loro durata può essere pari o inferiore a un microsecondo. Per risolvere questo problema, viene utilizzata la codifica in cascata dei flussi di bit prima della modulazione e della successiva trasmissione alla rete. L'essenza della codifica di correzione degli errori consiste nell'aggiungere bit ridondanti al flusso di informazioni originale, che vengono utilizzati dal decodificatore all'estremità ricevente per rilevare e correggere gli errori. Il collegamento a cascata di un codice Reed-Solomon a blocchi e di un semplice codice convoluzionale decodificato utilizzando l'algoritmo di Viterbi consente di correggere non solo errori singoli, ma anche raffiche di errori, aumentando notevolmente l'integrità dei dati trasmessi.

Inoltre, la codifica di correzione degli errori aumenta la sicurezza delle informazioni trasmesse in un mezzo di trasmissione comune. Poiché la rete di alimentazione domestica è selezionata come mezzo di trasmissione dati, più dispositivi possono iniziare la trasmissione contemporaneamente. Il metodo CSMA/CA viene utilizzato per risolvere le collisioni. Grazie all'aggiunta di campi di priorità ai frame di dati trasmessi nelle reti PowerLine, è diventato possibile trasmettere voce e video su IP.

In pratica

Home Plug 1.0

La prima specifica "elettrica" ​​dello standard HomePlug è stata sviluppata e adottata dopo un anno di lavoro dell'alleanza, a metà del 2001. Questa specifica descrive le seguenti regole per il funzionamento di una rete locale:

• il "bus" è utilizzato come topologia di rete;
• la velocità di trasferimento dati massima è di 14 Mbps;
• il diametro massimo della rete è di 100 m (in pratica la distanza può essere superiore a 1000 m, ma con una velocità di trasmissione dati inferiore);
• è consentito l'uso di ripetitori, che consente di aumentare la distanza di trasmissione dati fino a 10.000 m;
• i meccanismi adattivi vengono utilizzati per modificare la frequenza o disabilitare determinati canali quando viene rilevata una forte interferenza;
• Il servizio QoS (Quality of Service) viene applicato con quattro livelli di qualità della consegna;
• i dati vengono crittografati utilizzando il metodo DES con una chiave di crittografia a 56 bit.

Dopo poco tempo, è apparsa una versione non ufficiale di HomePlug 1.0, marcata Turbo, le cui caratteristiche tecniche ripetevano quelle di HomePlug 1.0 con una ma significativa differenza: la velocità di trasferimento dati è stata portata a 85 Mbps.

Home Plug AV

L'adozione della specifica HomePlug AV nel 2005 è stata una pietra miliare significativa in quanto ha consentito l'utilizzo dello standard per flussi di dati di grandi dimensioni come lo streaming video HDTV. Se analizzi questa specifica in dettaglio, noterai che durante il suo sviluppo, molti degli approcci utilizzati nello sviluppo delle specifiche HomePlug 1.0 e HomePlug 1.0 Turbo sono stati rivisti. La specifica HomePlug AV ha le seguenti caratteristiche:

• la velocità massima di trasferimento dati è di 200 Mbps;
• la trasmissione dei dati avviene nelle gamme di frequenza 2-28 MHz e 4-32 MHz;
• Viene utilizzato il metodo di accesso ai media CSMA/CA;
• Viene applicato il servizio QoS (Quality of Service);
• la crittografia dei dati utilizza la tecnologia AES con una chiave di crittografia a 128 bit.

Attualmente, la stragrande maggioranza dei collegamenti terminali viene eseguita posando un cavo da una linea ad alta velocità all'appartamento o all'ufficio dell'utente. Questa è la soluzione più economica e affidabile, ma se il cablaggio non è possibile, è possibile utilizzare il sistema di comunicazione elettrica di alimentazione disponibile in ogni edificio. Allo stesso tempo, qualsiasi presa elettrica nell'edificio può diventare un punto di accesso a Internet. All'utente è richiesto solo di disporre di un modem PowerLine per comunicare con un dispositivo simile installato, di norma, nella sala di controllo elettrica dell'edificio e collegato a un canale ad alta velocità.

Inoltre, il PLC è una soluzione ideale per l'ultimo miglio negli insediamenti di cottage e negli edifici bassi, poiché l'organizzazione di canali di comunicazione alternativi costa 4 o più volte di più rispetto al cablaggio elettrico già pronto.

La tecnologia PowerLine può essere utilizzata per creare una rete locale in piccoli uffici (fino a 10 computer), dove i requisiti principali per la rete sono facilità di implementazione, mobilità dei dispositivi e facile espandibilità. Allo stesso tempo, sia l'intera rete dell'ufficio che i suoi singoli segmenti possono essere costruiti utilizzando gli adattatori PowerLine. Spesso si verifica una situazione in cui è necessario includere un computer remoto o una stampante di rete situata in un'altra stanza o all'altra estremità dell'edificio in una rete esistente. Questo problema è facilmente risolvibile con l'aiuto di adattatori PowerLine.

La tecnologia PowerLine può essere utilizzata per implementare l'idea di una "casa intelligente", in cui tutta l'elettronica di consumo è collegata in un'unica rete informativa con possibilità di controllo centralizzato. Poiché il PLC utilizza comunicazioni già pronte, la tecnologia PowerLine può essere utilizzata nell'automazione di processo, collegando unità di automazione tramite cavi elettrici o altri tipi di cavi. Grazie al fatto che il PLC può funzionare su vari fili (non necessariamente elettrici), diventa possibile utilizzare la tecnologia negli impianti di sicurezza antincendio, oltre che per organizzare impianti di videosorveglianza.

Ci sono anche aspetti negativi: ad esempio, la necessità di collegare tutti gli adattatori LAN a una fase. Includono anche lo svantaggio della topologia "bus": la velocità è condivisa tra tutti i dispositivi sulla rete.

Darò un esempio dell'implementazione della tecnologia nella rete di un provider Internet. Ci sono varie opzioni per implementare la tecnologia.

Ne parlerò, forse il più semplice. Il collegamento a switch Ethernet non è insolito. Il controller PLC è installato in una scatola insieme a un interruttore in casa. Sono collegati tra loro con un cavo patch standard in porte FastEthernet da 100 Mb/s. La scatola, a seconda del modello del controller PLC o dell'Head End (di seguito HE), potrebbe avere un aspetto diverso.

Il segnale del PLC viene trasmesso tramite un cavo coassiale, che da un lato è collegato al NOT, dall'altro allo splitter. Uno splitter è una sorta di adattatore utilizzato per collegare più NOT in una casa. Tale necessità può sorgere quando in gran numero connessioni o requisiti elevati a larghezza di banda canale di comunicazione.

In caso di utilizzo di più, le impostazioni di Power Mask NON vengono effettuate con la scelta della Modalità segnale. Questa azione è necessaria per determinare in modo inequivocabile il NOT effettivo per un particolare client CPE. In caso contrario, si verificherà una situazione con il passaggio CPE tra HE e quindi la riautorizzazione dopo ogni passaggio.

Il numero di interruttori è determinato dalla stabilità del collegamento tra HE e CPE. Con l'impostazione Signal Mode, non funzionerà molto, ci sono solo poche opzioni, ma la Power Mask può essere configurata in modo abbastanza flessibile. L'ingegnere ha a sua disposizione un campo dati a 256 bit, all'interno del quale è possibile consentire o vietare il lavoro in un particolare spettro di frequenze. In questa fase abbiamo due reti indipendenti: una rete elettrica e una rete dati. Come ottenere una rete in grado di trasmettere dati attraverso l'ambito supporto? Qui non puoi fare a meno di un dispositivo che "versa" il segnale del PLC nei cavi elettrici. Tale dispositivo è un iniettore o, come viene anche chiamato, un accoppiatore e il processo di "infusione" è l'iniezione.

Connettori speciali vengono utilizzati per collegare i cavi coassiali.

Puoi anche iniettare usando anelli di ferrite. Sì, non possono essere solo filtri che proteggono dal rumore. Va detto qui che non tutte le ferrite sono adatte e l'installazione è tutt'altro che semplice come vorremmo. Come risultato del montaggio di un anello di ferrite, viene iniettato un segnale, ma il risultato sarà sicuramente peggiore rispetto all'utilizzo di un accoppiatore.

Dopodiché, l'utente finale può già accedere alla rete tramite una presa elettrica. Ma parola chiave"può" qui. Ci sono molti fattori che influenzano il livello del segnale e la capacità di trasmettere dati su una rete elettrica. Devono essere individuati misurando il livello del segnale in diverse parti della rete ed eliminati nel modo più appropriato. Di solito si tratta di un livello di rumore elevato ai piani inferiori, ad esempio un edificio di nove piani, o di un forte rumore nella sezione del circuito elettrico dopo l'RCD (in direzione del consumatore). In queste situazioni è efficace utilizzare uno shunt, che è una sorta di "soluzione alternativa" per il segnale del PLC trasmesso alla rete. In segnale deboleè possibile effettuare un'iniezione aggiuntiva utilizzando lo stesso anello di ferrite o accoppiatore. In definitiva, lo schema di connessione è simile a questo:

Nella sostanza secca

In conclusione, dirò che la tecnologia PowerLine è piena di molte insidie ​​e non è così facile da implementare e utilizzare come scrive il produttore a riguardo. Abbastanza bene, questa tecnologia è adatta per l'uso nelle aziende per controllare le linee automatizzate. Costruire una rete locale a casa su una tale tecnologia probabilmente non è economicamente fattibile, perché uno degli adattatori PLC più economici costa circa 1200 rubli. Va notato che sono necessari almeno due dispositivi, il che significa che l'importo della soluzione aumenta già a duemilacinquecento rubli, mentre non vi è alcuna garanzia che tale rete funzioni in modo stabile 24x7. Ma qui, come si suol dire, ognuno decide da solo cosa è accettabile per lui.

Per quanto riguarda l'utilizzo di Power Line nella rete del provider, allora, molto probabilmente, il tempo del PLC è già passato. Innanzitutto, poiché 1-15 utenti possono lavorare comodamente sulla rete, potrebbero iniziare problemi con la velocità e la stabilità della connessione. Attualmente, la situazione in cui la rarità NON è sovraccarica, perché. la maggior parte delle case comprese nell'area di copertura della rete sono collegate tramite Tecnologie Ethernet. Il PLC ha un grande vantaggio: il servizio è pronto per essere fornito a qualsiasi potenziale cliente. Cosa significa?

Se confrontato con la stessa Ethernet, il cliente deve prima lasciare una richiesta, concludere un contratto per la fornitura di servizi, dopodiché verranno gli installatori, forano, allungano, crimpano e sono pronti: il servizio può essere utilizzato. Il PLC è diverso. Il cliente effettua una richiesta telefonicamente, sul sito web o tramite ICQ, alla fine può semplicemente presentarsi all'ufficio vendite per concludere un contratto e ricevere l'attrezzatura. L'installazione dell'apparecchiatura è estremamente semplice: è necessario collegare il modem a una presa di corrente. Dopo 10 minuti, la connessione funzionerà già (a meno che, ovviamente, non ci siano problemi con il segnale nell'appartamento). Allo stesso tempo, l'utente non sospetta nemmeno che il modem stabilisca una connessione con NOT, acceda a RADIUS, sia inserito nel database e gli vengano assegnati parametri di configurazione, formati sotto forma di un file di configurazione separato, che il modem si carica e si applica. E solo dopo che l'apparecchiatura client riceve un indirizzo IP con cui può lavorare sulla rete. Da questo momento in poi, l'apparecchiatura è considerata installata. I successivi collegamenti dietro lo stesso HE vengono completati in meno di un minuto.

Se utilizzi CPE dietro un altro HE (indirizzo diverso o ingresso diverso), dovrai reinstallare l'apparecchiatura. Il processo è così fluido che alcuni utenti non hanno idea di quante centinaia di metri di cavi e vari dispositivi, da NOT a BGW, ci siano dietro il loro modem.

Una volta un cliente si è girato ed è rimasto irritabilmente perplesso sul fatto che Internet non funzionasse per lui nella dacia. A casa e con gli amici con il suo modem, funziona tutto! E questo non è un caso isolato, ci sono stati clienti che si sono addirittura trasferiti in un'altra città con attrezzature date loro per un uso temporaneo. La richiesta di consegnare l'attrezzatura ha avuto risposta, dicono che non c'è tempo, inoltre il cliente avrebbe continuato a utilizzare questa attrezzatura. L'operatore ha cercato di convincere il cliente a cedere comunque l'attrezzatura all'azienda, sostenendo che per lui era comunque inutile e che non sarebbe stato in grado di connettersi a Internet lì, in un'altra città. La risposta è stata piena di sarcasmo: "Ci sono prese anche lì". Beh, cosa posso dire...

I vantaggi della tecnologia PLC includono il fatto che la potenza del trasmettitore è di 75 mW, e questo consente di evitare di registrare apparecchiature come radiofrequenza. Perché è importante? Noi comuni mortali non dovremmo dimenticare i radioamatori, i cui interessi sono protetti dalla legge, e in caso di violazione dei diritti o del rumore della gamma di radiofrequenza selezionata, Rospotrebnadzor si alzerà per proteggerli. Puoi scrivere un ampio articolo separato sulle battaglie esistenti e sulle soluzioni ingegneristiche. Posso solo dire che l'ascia di guerra è sepolta, la pace traballante è supportata dalla pronta risposta degli ingegneri alle richieste dei radioamatori.

Ora è il turno delle carenze della tecnologia. Oltre al costo delle apparecchiature, dipende anche dal numero di CPE funzionanti per un istituto di istruzione superiore. Questa circostanza è determinata dalla topologia bus della rete. Non dimenticare il rumore ad alta frequenza che appare nella rete a causa dell'inclusione di apparecchi elettrici o quando si utilizzano alimentatori a commutazione, lampade a risparmio energetico, ecc. In alcuni casi, dovrai letteralmente scegliere: connetterti alla rete al buio o senza Internet, ma in una stanza illuminata. Ironia dell'ironia, ma tutto questo sembra ridicolo finché non si deve affrontare il problema faccia a faccia. Inoltre, la qualità e la velocità della comunicazione risente negativamente della qualità del cablaggio elettrico, della presenza di torsioni (riduzione della velocità a scomparsa totale), del tipo e della potenza degli elettrodomestici e dei dispositivi.

Spero che il materiale presentato in questo articolo dia risposte ad alcune domande, magari susciti un sano interesse per la tecnologia.

2016-05-11

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Nome	Scopo	Nota
DSS9010	Applicazioni multimediali domestiche ad alta velocità	Gestione della QoS. Funzionalità di bridging 802.1d con un massimo di 32 indirizzi MAC
DSS9011	Soluzione economica per la trasmissione audio
DSS9001	Applicazioni domestiche avanzate e infrastruttura PLC entry-level	Supporto per un massimo di 64 indirizzi MAC. Orientato per l'uso come parte di apparecchiature terminali client (CPE). Ha una porta VoIP integrata
DSS9002	Accedere alle apparecchiature dell'infrastruttura	Supporto per un massimo di 1024 indirizzi MAC. Può essere utilizzato in: 1) modem e ripetitori di reti a bassa tensione; 2) gateway tra reti di media e bassa tensione; 3) gateway di singoli appartamenti o edifici
DSS90D3	Infrastrutture di accesso avanzate e gateway ottici per reti metropolitane	Supporta fino a 262144 indirizzi MAC. Fornisce una rapida riconfigurazione utilizzando un protocollo Spanning Tree ottimizzato
DSS7700	Unità analogica per unità principale , [Sono] ENEPD - carico energetico massimo ammissibile della componente dell'intensità del campo elettrico durante lo slave. giorno [(L/m)2×a] ENNPD - carico energetico massimo consentito della componente dell'intensità del campo magnetico durante lo slave. giorni [(A/m)2×h] Il parametro normalizzato del campo elettromagnetico nell'intervallo di frequenza di 300 MHz -300 GHz è il valore massimo consentito della densità del flusso di energia. PPEPD - valore limite della densità del flusso di energia [W/m2],[µW/cm2] K - coefficiente di attenuazione degli effetti biologici ENPPEPPD - valore massimo ammissibile en. carico [W/m2×h] T - tempo di azione [h] Precedente il valore di PPEpd non è superiore a 10 W/m2; 1000 µW/cm2 nella sala di produzione. Negli edifici residenziali con irraggiamento continuo secondo SN Þ PPEpd non superiore a 5 μW/cm2. Ridurre i componenti della forza dei campi elettrici e magnetici nella zona di induzione, nella zona di radiazione - una diminuzione della densità del flusso di energia, se questo processo tecnologico o attrezzatura lo consente. Protezione nel tempo (limitazione del tempo trascorso nella zona della sorgente del campo elettromagnetico). Protezione della distanza (60 - 80 mm dallo schermo). Metodo di screening per un luogo di lavoro o una sorgente di radiazione di campo elettromagnetico. Disposizione razionale dell'ambiente di lavoro in relazione alla reale radiazione del campo elettromagnetico. L'uso di dispositivi di allerta. Uso di dispositivi di protezione individuale. Una persona non può determinare a distanza se l'installazione è alimentata o meno. La corrente che scorre attraverso il corpo umano colpisce il corpo non solo nei punti di contatto e lungo il percorso del flusso di corrente, ma anche su sistemi come quello circolatorio, respiratorio e cardiovascolare. La possibilità di lesioni elettriche si verifica non solo quando viene toccato, ma anche attraverso la tensione a gradini e attraverso un arco elettrico. E-mail la corrente che passa attraverso il corpo umano ha un effetto termico, che porta a edema (dal rossore alla carbonizzazione), elettrolitico (chimico), meccanico, che può portare alla rottura di tessuti e muscoli; pertanto, tutte le lesioni elettriche sono divise in locali e generali (scosse elettriche). Scosse elettriche locali: ustioni elettriche (sotto l'influenza della corrente elettrica); segni elettrici (macchie di colore giallo pallido); metallizzazione della superficie della pelle (ottenimento di particelle di metallo fuso di un arco elettrico sulla pelle); elettroftalmia (ustione della mucosa degli occhi). Grado 1: nessuna perdita di coscienza 2° grado: con perdita Grado 3: senza danni al lavoro del cuore Grado 4: con danno al lavoro del cuore e degli organi respiratori Un caso estremo è uno stato di morte clinica (arresto del cuore e interruzione dell'apporto di ossigeno alle cellule cerebrali). In uno stato di morte clinica durano fino a 6-8 minuti. Ι. Toccare parti in tensione sotto tensione ΙΙ. Toccare parti scollegate in cui potrebbe essere presente tensione: in caso di carica residua in caso di errata accensione dell'impianto elettrico o di azioni scoordinate del personale operativo in caso di scarica di un fulmine in un impianto elettrico o di uno stretto contatto con parti metalliche non sottoposte a corrente o apparecchiature elettriche associate (involucri, involucri, recinzioni) dopo il trasferimento di tensione ad esse dalle parti sotto carico di corrente (il verificarsi di un'emergenza - un guasto all'alloggio) ΙΙΙ. Danni dovuti alla tensione di passaggio o alla permanenza di una persona nel campo di diffusione della corrente elettrica, in caso di dispersione verso terra ΙV. Sconfitta attraverso un arco elettrico a una tensione di un impianto elettrico superiore a 1 kV, quando ci si avvicina a una distanza inaccettabilmente piccola V. Azione dell'elettricità atmosferica durante le scariche di gas VI. Liberare una persona in tensione La tensione di contatto è la differenza di potenziale dei punti circuito elettrico, che una persona tocca contemporaneamente, di solito nei punti in cui si trovano le braccia e le gambe. La tensione di gradino è la differenza di potenziale j1 e j2 nel campo di diffusione della corrente sulla superficie terrestre tra punti posti a una distanza di gradini (» 0,8 m). messa a terra; azzeramento; spegnimento protettivo. Nel nostro caso viene utilizzato un dispositivo di messa a terra artificiale di protezione. Tutte le apparecchiature, così come i rack in cui si trova questa apparecchiatura, sono soggette a messa a terra. Un circuito di messa a terra deve essere posato attorno al perimetro del locale in cui si trova l'apparecchiatura per proteggere le persone e le apparecchiature dall'elettricità statica. La messa a terra di protezione deve essere eseguita in conformità con PUE e SNiP 3.05.06-85 ("Dispositivi elettrici"). Casi di scossa elettrica a una persona sono possibili solo quando il circuito elettrico è chiuso attraverso il corpo umano, o, in altre parole, quando una persona tocca almeno due punti del circuito tra i quali è presente una tensione. Il verificarsi di lesioni elettriche a seguito dell'esposizione a corrente elettrica o arco elettrico può essere dovuto a: a) tocco monofase (unipolare) di una persona non isolata da terra (base) a parti non isolate che trasportano corrente di impianti elettrici sotto tensione; b) con il contatto simultaneo di una persona con due parti non isolate (fasi, poli) sottoposte a corrente di impianti elettrici in tensione; c) quando una persona si avvicina a una distanza pericolosa da parti in tensione non isolate di impianti elettrici alimentati; d) con il tocco di una persona che non è isolata dal suolo (base) alle custodie metalliche (corpo) delle apparecchiature elettriche sotto tensione; e) con l'inclusione di un soggetto che si trovi nella zona di diffusione della corrente di guasto a terra, alla “tensione di gradino”; e) con l'azione dell'elettricità atmosferica durante le scariche dei fulmini; g) con l'azione di un arco elettrico; h) con il rilascio di una persona che è 1 asse in tensione. La gravità delle lesioni elettriche, stimata dall'entità della corrente che passa attraverso il corpo umano e dalla tensione di contatto, dipende da una serie di fattori: schemi per collegare una persona a un circuito; tensione di rete, lo schema della rete stessa, il grado di isolamento delle parti che trasportano corrente da terra, nonché la capacità delle parti che trasportano corrente rispetto alla terra. Le installazioni più utilizzate con tensioni fino a 1000 V con neutro solidamente collegato a terra di un trasformatore o generatore. Una rete a quattro fili con neutro solidamente messo a terra consente di avere due tensioni di esercizio: lineare 380 V e fase 220 V. È presente un tre fili, con neutro isolato durante il normale funzionamento, è meno pericoloso e in modalità di emergenza una rete con neutro collegato a terra è più sicura, quindi, in condizioni in cui è presente un ambiente aggressivo ed è difficile da mantenere isolamento in buone condizioni, si preferisce una rete a quattro fili con neutro collegato a terra. A tensioni superiori a 1000 V, è consentito utilizzare reti trifase: tre fili con neutro isolato e tre fili con neutro collegato a terra. Per quanto riguarda le reti AC, l'inclusione di una persona in una rete elettrica può essere monofase e bifase. Commutazione bifase, cioè una persona che tocca due fasi contemporaneamente, di norma, è più pericolosa, poiché la tensione più alta in una determinata rete viene applicata al corpo umano - lineare, che dipende solo dalla tensione di rete e dalla resistenza umana, non dipende da la modalità neutra I., \u003d 1.73Uf / Rch \u003d Ul / R dove 1n è il valore della corrente che attraversa il corpo umano, A; U- tensione di linea, cioè. tensione tra i fili di fase della rete, V; Uf - tensione di fase (tensione tra l'inizio e la fine di un avvolgimento o tra la fase e zero fili), A. La commutazione bifase è ugualmente pericolosa in una rete con neutro sia isolato che collegato a terra. La commutazione monofase si verifica molto più spesso, ma è meno pericolosa di quella bifase, poiché la tensione sotto la quale si trova una persona non supera quella di fase, ad es. meno che lineare di 1,73 volte. Di conseguenza, la corrente che passa attraverso la persona è minore. Con una connessione monofase, il valore della corrente è influenzato anche dalla modalità neutra della sorgente di corrente, dalla resistenza di isolamento e dalla capacità dei fili rispetto a terra, dalla resistenza del pavimento su cui si trova la persona, dalla resistenza della sua scarpe e altri fattori. La rete monofase può essere isolata da terra o avere un filo di terra. Classificazione dei locali e degli edifici in base al grado di esplosione e pericolo di incendio. ONTP 24–85 Tutti i locali e gli edifici sono divisi in 5 categorie: B - locali in cui vengono eseguiti processi tecnologici utilizzando liquidi infiammabili con un punto di infiammabilità superiore a 28 ° C, in grado di formare miscele esplosive e infiammabili, quando accesi si forma una pressione di esplosione di progetto in eccesso superiore a 5 kPa. tVSP > 28 °С; P - oltre 5 kPa. B - locali ed edifici in cui vengono utilizzati processi tecnologici che utilizzano liquidi combustibili e difficilmente combustibili, sostanze combustibili solide che, quando interagiscono tra loro o ossigeno atmosferico, possono solo bruciare. A condizione che queste sostanze non appartengano né alla A né alla B. Questa categoria è infiammabile. D - locali ed edifici in cui vengono utilizzati processi tecnologici che utilizzano sostanze e materiali non combustibili allo stato combustibile, caldo o fuso. D - locali ed edifici in cui vengono utilizzati processi tecnologici utilizzando sostanze e materiali solidi non combustibili allo stato freddo. Le principali cause di incendio sono: cortocircuito, sovraccarico di fili/cavi, formazione di resistenze transitorie. Modalità di cortocircuito: l'aspetto a seguito di un forte aumento della forza della corrente, scintille elettriche, particelle di metallo fuso, arco elettrico, fiamme libere, isolamento acceso. Cause di un cortocircuito: errori di progettazione. invecchiamento dell'isolamento. isolamento dall'umidità. sovraccarico meccanico. Pericolo di incendio durante i sovraccarichi - riscaldamento eccessivo dei singoli elementi, che può verificarsi a causa di errori di progettazione in caso di un lungo passaggio di corrente superiore al valore nominale. A 1,5 volte la potenza, i resistori si riscaldano fino a 200-300 ˚С. Pericolo di incendio delle resistenze di transizione: la possibilità di accensione dell'isolamento o di altri materiali combustibili nelle vicinanze dal calore che si verifica nel luogo della resistenza di emergenza (nei terminali di transizione, interruttori, ecc.). Pericolo di incendio di sovratensione - riscaldamento delle parti che trasportano corrente a causa dell'aumento delle correnti che le attraversano, a causa dell'aumento della sovratensione tra i singoli elementi degli impianti elettrici. Si verifica quando i parametri dei singoli elementi non funzionano o cambiano. Pericolo di incendio da correnti di dispersione - riscaldamento locale dell'isolamento tra i singoli elementi che trasportano corrente e le strutture messe a terra. pianificazione della costruzione. tecnico. modi e mezzi per estinguere gli incendi. organizzativo. La costruzione e la progettazione sono determinate dalla resistenza al fuoco di edifici e strutture (la scelta dei materiali da costruzione: combustibili, ignifughi, di difficile combustione) e il limite di resistenza al fuoco è l'intervallo di tempo durante il quale la capacità portante delle strutture edilizie non è violato sotto l'influenza del fuoco fino alla comparsa della prima crepa. Tutte le strutture edilizie secondo il limite di resistenza al fuoco sono suddivise in 8 gradi da 1/7 ora a 2 ore. Per le premesse della CE vengono utilizzati materiali con un limite di resistenza di 1–5 gradi. A seconda del grado di resistenza al fuoco, vengono determinate le maggiori distanze aggiuntive dalle uscite per l'evacuazione in caso di incendio (grado 5 - 50 minuti). Le misure tecniche sono il rispetto delle norme di sicurezza antincendio durante l'evacuazione dei sistemi di ventilazione, riscaldamento, illuminazione, alimentazione elettrica, ecc. uso di vari sistemi di protezione. rispetto dei parametri dei processi tecnologici e delle modalità operative delle apparecchiature. Misure organizzative – conduzione della formazione sicurezza antincendio rispetto delle misure di sicurezza antincendio. Diminuzione della concentrazione di ossigeno nell'aria. Abbassamento della temperatura di una sostanza combustibile al di sotto della temperatura di accensione. Isolamento di una sostanza combustibile da un agente ossidante. Mezzi di estinzione: acqua, sabbia, schiuma, polvere, sostanze gassose che non favoriscono la combustione (freon), gas inerti, vapore. A. Estintori chimici a schiuma. V. estintore a schiuma. C. estintore a polvere. D. estintore ad anidride carbonica, bromo di etile. Sistemi antincendio. A. sistema di approvvigionamento idrico. B. generatore di schiuma. Sistema automatico di estinzione incendi mediante mezzi di segnalazione automatica. A. rivelatore d'incendio (calore, luce, fumo, radiazioni). V. per il CC si utilizzano sensori-rivelatori termici di tipo DTL, fumo, radioisotopi tipo RID. Sistema antincendio manuale (rilevatore a pulsante). Per il VC vengono utilizzati estintori ad anidride carbonica OU, OA (creano un getto di bromo etile spruzzato) e sistemi automatici di estinzione incendi a gas che utilizzano il freon o il freon come agente estinguente. Per estinguere un incendio con acqua, nel sistema automatico di estinzione incendi vengono utilizzati sprinkler e dispositivi a diluvio. Il loro svantaggio è che l'irrorazione avviene su un'area fino a 15 m². Classificazione al fuoco Caratteristiche dell'ambiente, oggetto agenti estinguenti MA Materiali comuni duri e combustibili (legno, carta) Tutti i tipi B Liquidi infiammabili che si sciolgono se riscaldati (olio combustibile, alcoli, benzina) Acqua nebulizzata, tutti i tipi di schiuma, polveri, CO2 e formulazioni bromo-etile DA Gas combustibili (idrogeno, acetilene, idrocarburi) Composizioni gassose contenenti diluenti inerti (azoto, polveri, acqua) D Metalli e loro leghe (sodio, potassio, alluminio, magnesio) Polveri e Impianto elettrico alimentato Formulazioni in polvere, biossido di azoto, ossido di azoto, anidride carbonica, bromoetile + CO2 La questione della garanzia della sicurezza dei dipendenti di aziende e imprese è ancora attuale, principalmente a causa del fatto che negli ultimi anni la situazione sfavorevole nell'industria con la protezione del lavoro è stata aggravata e nel sistema operativo - con la qualità dell'ambiente naturale. Il numero e la portata delle emergenze causate dall'uomo sono in aumento. Nell'industria, il livello degli infortuni sul lavoro e delle malattie professionali è in crescita. Anche la scala dell'inquinamento atmosferico è in aumento. Aumentare la scala delle attività di produzione, ampliando l'ambito sistemi tecnici, l'automazione dei processi produttivi porta all'emergere di nuovi fattori sfavorevoli dell'ambiente produttivo, la cui considerazione è condizione necessaria per garantire le prestazioni richieste e mantenere la salute dei lavoratori. Pertanto, il progetto ha ritenuto possibili fattori dannosi, pericolosi e nocivi dell'ambiente di produzione, ha anche descritto le modalità e i mezzi per garantire la sicurezza dei lavoratori, le principali misure per la sicurezza elettrica, la protezione dell'ambiente, la prevenzione degli incendi e degli infortuni nei locali e l'emergenza risposta. In relazione a quanto sopra, ritengo che il progetto sia sicuro per l'ambiente e la salute umana a causa dei seguenti fattori: Il funzionamento affidabile di un gran numero di dispositivi sulla stessa rete è garantito utilizzando la tecnologia di passaggio dei token; Il funzionamento stabile della rete senza guasti e interruzioni è garantito dall'utilizzo dell'intera gamma di frequenze operative per la trasmissione delle informazioni Quantità mezzi tecnici per l'organizzazione di un canale di comunicazione - in minima parte (UE - in un unico edificio) Il condensatore di accoppiamento in mica non è esplosivo Il design dell'apparecchiatura garantisce il funzionamento in condizioni di temperatura da -40°С a 85°С con umidità fino al 95% E oltre a quanto sopra, la rete basata su tecnologia PLC non necessita di manutenzione durante il funzionamento. Oggi la tecnologia PLC è un prodotto interessante e utile, collocato in una nicchia speciale, il cui utilizzo in alcuni casi può dare un buon risultato economico. Le aree di applicazione più promettenti delle soluzioni: Organizzazione della comunicazione in un cottage o appartamento usando un righello Organizzazione della comunicazione in piccole reti coassiali nelle aree rurali e nelle città utilizzando la linea Access o In-home Organizzazione della comunicazione verso gli insediamenti territorialmente remoti tramite linee di media tensione a distanza di 1 km utilizzando la linea MT di Accesso. Ma l'uso di soluzioni PLC così popolari in Occidente per l'organizzazione delle comunicazioni in vari edifici amministrativi può incontrare problemi causati dalle specifiche di costruzione e manutenzione delle reti elettriche domestiche. Vorrei ricordarvi ancora una volta la necessità di osservare rigorosamente le norme di sicurezza. Gli interventi sulle reti elettriche devono essere eseguiti da persone istruite e munite di apposita autorizzazione. Comprendere le precauzioni Data la dinamica dello sviluppo del mercato, ci si può aspettare che le tecnologie PLC a banda larga nel prossimo anno e mezzo possano essere ampiamente utilizzate in un'ampia varietà di settori, dalla telemetria delle risorse di rete dei servizi pubblici ai sistemi intelligenti multifunzionali di singole stanze. Dopo il completamento dei lavori sui principali standard internazionali, è probabile che gli adattatori PLC vengano integrati in quasi tutti gli elettrodomestici che prevedono la possibilità di scambiare dati con il "mondo esterno". Dato che ci sono solo due principali operatori di rete fissa nella Repubblica Ceca, il mercato dei servizi di telecomunicazione non è completamente occupato e l'uso e l'applicazione della tecnologia PLC nel suo sviluppo consentirà sia ai fornitori esistenti che ai nuovi partecipanti di diventare uno dei leader in questo segmento di mercato. In poche parole, avendo un piccolo capitale, puoi creare un'organizzazione molto promettente e competitiva per la fornitura di accesso a banda larga a Internet. 1. Savin AF Il PLC non è più esotico. Messaggero di comunicazione 2. Pavlovsky A. Solomasov S. PLC in Russia. Specifiche, problemi, soluzioni, progetti. InformCourierCommunication. 3. Nevdyaev LM Collegamento a Internet tramite linee elettriche. InformCourierCommunication. 4. Kurochkin Yu.S. "Il PLC viene in Russia". Collegare. 5. Konoplyansky DK PLC - trasmissione dati su reti elettriche. Ultimo miglio. 6. Duffy D. BPL sta guadagnando slancio. Reti. 7. Morrisi P. Implementazione della tecnologia BPL. Reti e sistemi di comunicazione. 8. Report "La tecnologia PLC e le sue prospettive per mercato russo accesso abbonati a banda larga”, società “Modern Telecommunications”. 9. Lavori elettrici. In 11 libri. Prenotare. 8. Parte 1. Linee elettriche aeree: Proc. manuale per le scuole professionali / Magidin F.A.; ed. A. N. Trifonova. - M.: Scuola superiore, 1991. - 208 con ISBN 5-06-001074-0 10. "Controllori programmabili PLC-5 ControlNet" - Allen-Bradley 11. "Sicurezza della vita" dal 2009 in poi RA. Gazarov, RS Erzhapova, SE Taymaskhanov, M.S. Khasikhanov, 12. "Finanza dell'impresa" E.B. Tyutukin. 13. http://www.dchizhikov.boom.ru/works/PlanPLC.htm (Internet attraverso un punto vendita - analisi dell'offerta di prodotti sul mercato dei modem PLC. Dmitry Chizhikov) 14. http://www.mrcb.ru/kpk.html?25614 15. http://network.xsp.ru/5_5.php 16. http://ru.wikipedia.org - enciclopedia elettronica 17. http://www.datatelecom.ru/technology/plc.html 18. http://www.telink.ru 19. https://www.corinex.com 20. http://www.bosfa.energoportal.ru/srubric16008-1.htm BPL Banda larga su linee elettriche - trasmissione a banda larga su linee elettriche CBPL Banda larga cognitiva su linee elettriche - trasmissione a banda larga "riconoscibile" su linee elettriche CENELEC Comite Europeen fie Normalization Electnotechnique - European Committee for Electrotechnical Standardization (nome inglese - European Committee for Electrotechnical Standardization) CoS Classe di servizio - classe di servizio CPE Attrezzature per i locali del cliente - apparecchiature per abbonati ETSI European Telecommunications Slandartizalion Institute - European Telecommunications Standards Institute GM II Giqabit Media Independence Interface - interfaccia gigabit indipendente dai media GPIO I/O per uso generico: attività di I/O di base FDD Duplex a divisione di frequenza - duplex a divisione di frequenza AT Alta tensione - alta tensione LV Bassa tensione - bassa tensione MII Media Independence Interface - interfaccia indipendente dai media MV Media tensione - media tensione NMS Sistema di gestione della rete - sistema di gestione della rete NPL Banda stretta su linee elettriche - trasmissione a banda stretta su linee elettriche OFDM Multiplexing a divisione di frequenza ortogonale - multiplexing a divisione di frequenza ortogonale MUSICA LIRICA Aprire PLC European Research Alliance - European PLC Research Alliance PLC Power Line Communications - comunicazione su cavi di alimentazione PLT Telecomunicazioni Power Line - telecomunicazioni tramite cavi elettrici QoS Qualità del servizio - qualità del servizio SPI Serial Peripheral Interface - interfaccia periferica seriale TDD Duplex a divisione di tempo - duplex a divisione di tempo TDM Multiplexing a divisione di tempo - multiplexing a divisione di tempo UART Ricevitore-trasmettitore asincrono universale - ricetrasmettitore asincrono universale UPA Associazione Universal Powerline - Associazione Universal Powerline VLAN Virtual LAN - rete locale virtuale