Technológia prenosu dát po elektrických vedeniach (PLC - power line communications) umožňuje zaviesť automatizovaný riadiaci systém do novej alebo existujúcej infraštruktúry, čím sa minimalizujú náklady ako pri vývoji projektu infraštruktúry, tak aj pri budovaní ďalších sietí na prenos dát.

Myšlienka PLC pochádza z roku 1838, keď Edward Davey navrhol použiť podobnú technológiu na diaľkové meranie úrovne napätia batérie v telegrafnom systéme v Liverpoole. Avšak až s príchodom moderných komponentov, ktoré umožňujú implementovať potrebný výpočtový výkon s nízkym rozpočtom (OFDM, o ktorom bude reč nižšie, kvôli zložitosti implementácie už pomerne dlho sadá prach na poličke) Technológia PLC sa skutočne stala relevantnou a cenovo dostupnou v priemyselnom a domácom sektore. Poskytuje potrebnú spoľahlivosť, rýchlosť a jednoduchosť nasadenia.

V súčasnosti sa PLC používa najmä v systémoch merania energií, jednoduchej automatizácii (osvetlenie, pohony mechanizmov). Menej často - toto je "posledná míľa" v dátových sieťach (internet), v hlasovej komunikácii. Rozvoj technológií umožnil použitie nielen v AC sieťach. Absencia dodatočných káblov sa ukázala byť taká atraktívna, že PLC sa teraz integrujú aj do elektroinštalačných systémov automobilov.

Technológia

Základom PLC je modulácia fázy elektrického vedenia, využívajúca ju ako nosnú. Existujú štyri možnosti modulácie: frekvencia ( FSK - Frequency Shift Keying), frekvencia s oddelenými frekvenciami ( S-FSK - Spread Frequency Shift Keying), binárna fáza ( BPSK - Binary Phase Shift Keying) a ortogonálnym frekvenčným deleným multiplexovaním ( OFDM – ortogonálne frekvenčne delené multiplexovanie). Výber možnosti je určený dvoma kritériami - efektívnosťou použitia frekvenčného pásma a zložitosťou implementácie, ktorá zase určuje rýchlosť prenosu dát a odolnosť voči šumu. OFDM je najrýchlejší a najodolnejší voči hluku, no ťažko implementovateľný, keďže je náročný na výpočtové zdroje, zatiaľ čo BPSK a FSK sa implementujú jednoducho, ale poskytujú len nízke rýchlosti. FSK vyžaduje synchronizáciu pri prechodoch fázovou nulou, čo obmedzuje jeho použitie len na siete AC.

Okrem toho sú PLC systémy implementované v súlade s požiadavkami noriem (IEC 61334, PRIME, G3 a iné) alebo miestnych regulačných požiadaviek (CENELEC, FCC atď.).

V tabuľkách 1 a 2 sú uvedené porovnávacie charakteristiky hlavných modulačných možností, noriem a požiadaviek.

Stôl 1. Základné štandardy PLC podporované TI

Štandardné	Modulácia	Rozsah frekvencie, kHz	Množstvo subnosné	Maximálny výmenný kurz údaje, kBaud
IEC 61334	SFSK	60…76	2	1,2…2,4
HLAVNÝ	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

Tabuľka 2 Regulačné pokyny

región	Inštrukcia	Frekvenčný rozsah, kHz	Poznámky
Európe	CENELEC A	3…95	pre dodávateľov elektriny
	CENELEC B	95…125
	CENELEC C	125…140	pre vlastné aplikácie (štandard CSMA)
	CENELEC D	140…148,5	pre vlastné aplikácie
USA	FCC	10…490	—
Japonsko	ARIB	10…450	—
Čína	EPRI	3…500 (3…90)	—

HLAVNÝ

PRIME Alliance vyvinula štandard so schopnosťou prispôsobiť sa parametrom fyzického prenosového média. Experimentálne sa zistilo, že na dosiahnutie optimálnych výsledkov prenosu dát je potrebných 96 subnosných. Topológia siete je podobná stromu, s dvoma typmi uzlov – základným (koreň stromu siete) a obslužnými uzlami. Obslužné uzly sú schopné pracovať v dvoch režimoch – terminál a prepínač a prepínanie medzi režimami je možné kedykoľvek v závislosti od požiadaviek siete a režim prepínača kombinuje režim terminálu. V sieti môže byť celkovo 1200 uzlov, z toho 32 môže byť v prepínacom režime a je adresovaných až 3600 spojení.

Hlavnou výhodou tohto štandardu je otvorená technológia, vysoká rýchlosť prenosu dát a podpora obrovského množstva výrobcov, čo zaisťuje zameniteľnosť zariadení, ako aj možnosť práce v režime SFSK, zabezpečujúcu kompatibilitu so staršími zariadeniami.

G3

Na rozdiel od PRIME bol štandard G3 pôvodne vyvinutý spoločnosťou Maxim Integrated pre francúzsku spoločnosť ERDF a až neskôr sa viac ako desať spoločností zlúčilo do aliancie G3-PLC, čím sa G3 otvorila.

G3 má zložitejší systém kódovania (Reed-Solomon kód), sieťovú topológiu mesh s maximálnym počtom uzlov - 1024. Štandard je odolnejší voči šumu ako PRIME, ale rýchlosť prenosu dát je výrazne nižšia.

Okrem topológie a rýchlosti má G3 oproti PRIME dve veľké výhody: prvou je schopnosť komunikovať cez transformátory. Vzhľadom na to, že dosah komunikácie bez opakovačov môže dosiahnuť 10 km, túto funkciu znižuje počet koncentrátorov na najefektívnejší počet, čo znižuje celkové náklady na projekt.

Druhou vlastnosťou je prítomnosť vrstvy 6LoWPAN, ktorá umožňuje prenos paketov IPv6 pre integráciu s internetom.

G3 nepodporuje zariadenia SFSK, ale umožňuje paralelnú prevádzku s nimi na rovnakej linke.

PLC Lite

Okrem medzinárodných štandardov existujú aj iné riešenia. Texas Instruments ponúka vlastný štandard PLC-Lite.

Výhodou tohto štandardu je flexibilnejší prístup k implementácii PLC, hardvéroví dizajnéri môžu optimalizovať výkon na zlepšenie prenosu dát a tam, kde G3 a PRIME zápasia kvôli rušeniu, PLC-Lite uspeje. Implementácia PLC-Lite má navyše nízku cenu, čo umožňuje jej využitie v nízkonákladových projektoch.

Existuje ďalšia dôležitá vlastnosť PLC-Lite: pre malé úlohy sa poskytuje použitie mikrokontroléra s modemom PLC, čo eliminuje potrebu hostiteľského radiča. To zjednodušuje vývoj zariadení a znižuje náklady natoľko, že je ekonomicky možné integrovať PLC modemy do siete na úrovni domácnosti „spínač – žiarovka“. Jeden z projektov preukazujúcich účinnosť takéhoto riešenia bude opísaný nižšie.

Implementácia hardvéru

Na implementáciu tejto technológie sa používajú PLC modemy, ktoré možno podmienečne rozdeliť do troch komponentov: zodpovedajúci modul s napájacou sieťou, analógové a digitálne časti. Implementácia modemov je rôznorodá – existujú jednočipové riešenia aj viacprvkové. Obrázok 1 zobrazuje typický OFDM PLC modem (FSK a G3 budú navyše vyžadovať detektor Zero-Cross).

Ryža. jeden.

Na zabezpečenie spracovania analógového signálu ponúka TI integrované obvody AFE030 , AFE031 a AFE032, ktoré sa líšia hodnotou výstupného prúdového zaťaženia vysielača, počtom detektorov prechodu fázovou nulou (dva pre AFE030 a AFE031, tri pre AFE032) a možnosťou programovania filtra (AFE032). Tieto integrované obvody umožňujú implementáciu modulácie FSK, SFSK a OFDM v súlade s požiadavkami CENELEC. Bloková schéma mikroobvodov s použitím príkladu AFE031 je znázornená na obrázku 2 a podrobné funkcie a vlastnosti sú opísané v našom časopise vyššie: NE č. 10/2012: "Akýkoľvek protokol - po drôte: Texas Instruments riešenia pre systémy prenosu dát PLC" a NE č. 7/2011: "Koncert pre elektromer a sieť: PLC modemy Texas Instruments."

Ryža. 2. Bloková schéma AFE031 - analógová časť PLC modemu

„Mozgom“ modemu je mikrokontrolér rodiny TI C2000 optimalizovaný pre prevádzku v PLC modemoch ako DSP. V súčasnosti TI ponúka viacero riešení na základe regionálnych požiadaviek a noriem a zohľadňujúcich požadované optimálne parametre. Napríklad, ak sa vyžaduje rozsiahla sieť systému zberu údajov o meraní energie v súlade s normami CENELEC a G3 a/alebo PRIME, potom PLC modem založený na F28PLC83 v spojení s analógovým blokom AFE031 , rovnaké riešenie využívajúce FlexOFDM (PLC-Lite) umožní komunikáciu v podmienkach silného rušenia. Ak sa vyžaduje relatívne jednoduchý systém bod-bod, potom dvojica F28PLC35/AFE030 Vhodný je štandard PLC-Lite najlepšia cesta. Najmä F28PLC35/AFE030 je ideálny na budovanie prepojení v rámci jedného zariadenia, ako je ovládanie/automatizácia osvetlenia, zásobovania vodou a iných systémov.

Samozrejme, riešenia sa dajú použiť aj v kombinácii, napríklad lacný F28PLC35/AFE030 možno použiť na prenos údajov z elektromera na domáci displej a do zberača údajov, výkonnejšieho - z kolektora do dátového centra .

Tabuľka 3 ukazuje porovnávacie charakteristiky vyššie uvedených riešení.

Tabuľka 3 Modemové riešenia TI PLC

Zvláštnosti	F28PLC35/AFE030 (PLC Lite)	F28PLC83/AFE031 (CEN-A/BCD)	F28M35 /AFE032 (FCC)
Regionálny frekvenčný rozsah	CELENC A, CENELEC BCD polovičné pásmo	CENELEC A, B, C, D s tónovými maskami	CENELEC A, B, C, D, FCC, ARIB
Štandardné	FlexOFDM	PRIME/G3/IEC 61334/FlexOFDM	P1901.2/G3-FCC
Rýchlosť prenosu údaje, kBaud	21	64…128	200
cena	veľmi nízky	nízka	priemer
CPU, MHz	60	90 (VCU-I)	150 (VCU-I)
Výhody	nízkonákladové spoľahlivé OFDM flexibilné s vysokým výkonom NBI CLA pre CSMA/CA MAC aplikácie	mnohé štandardy SW certifikované vylepšený algoritmus príjmu jednoduché užívateľské rozhranie	mnohé štandardy vysoký výkon dodatočné metódy spoľahlivosti Adaptive Tone Mask overené v praxi
Použite	Domáce zobrazenie (IHD) domáca sieť (HAN)	Automatické čítanie meračov (AMR) Pokročilá meracia infraštruktúra (AMI) Domáce zobrazenie (IHD) (domáca sieť) Energetická brána HAN	Automatické čítanie meračov (AMR) Pokročilá meracia infraštruktúra (AMI) Zásobovacie zariadenie pre elektrické vozidlá (EVSE) Domáca obrazovka (IHD) (Sieť domácej siete) Energetická brána HAN

Praktické využitie

Schopnosť bezproblémovo integrovať technológiu PLC prakticky kdekoľvek, kde sa nachádza elektrická sieť, otvorila široký rozsah príležitostí pre energetické spoločnosti na implementáciu zákazníckeho manažmentu a spätnej väzby od zákazníkov. Vybavenie meracích zariadení PLC modemami umožní:

• zjednodušiť fiškálne;
• zhromažďovať štatistiky o kvalite a kvantite dodávok energie s veľmi presným odkazom na čas;
• predpovedať dodávky energie;
• posúdiť stav liniek;
• promptne zasiahnuť v aktuálnom stave, napríklad vykonať prednostné pripojenie spotrebiteľov v núdzových situáciách;
• znížiť pravdepodobnosť núdzových situácií v dôsledku „cielených preventívnych opatrení“ pri údržbe elektrických vedení.

V súčasnosti sú potrebné merače pre bývanie a komunálne služby rôzne druhy. Spoločnosť TI je pripravená ponúknuť rôzne riešenia (vrátane softvéru a nástrojov na ladenie), ktoré vám umožnia vybudovať „inteligentnú“ sieť pre takmer akúkoľvek požiadavku (obrázok 3). Uvažujme o praktickom príklade merania energie na základe týchto riešení.

Ryža. 3.

Zvyčajne majú domy najmenej tri metre - elektromer a dva vodomery. Môže ich však byť oveľa viac: existujú projekty domov, kde je plyn, vodovod je dodávaný dvakrát, čo si vyžaduje už štyri metre. A ak nie sú žiadne špeciálne problémy s elektromerom, potom so zvyškom je potrebné vytvoriť spoľahlivé pripojenie pomocou iného rozhrania. A existencia každého počítadla jednotlivo v sieti sa nezdá byť praktická. Pridajte potrebu núdzového odstavenia napájacích systémov (a v zahraničí - aj vypnutie na konci platby) - bude to vyžadovať ďalšie snímače a akčné členy. Koncový používateľ je navyše mimoriadne zvedavý, koľko, kde, kedy a čo minul a schopnosť „inteligentnej“ siete poskytnúť mu takéto informácie je oveľa vyššia ako pri obyčajnom počítadle. To znamená, že je potrebný modul na zobrazovanie informácií. A teraz to všetko vynásobme určitým počtom bytov v dome, rozlohou ...

Preto je v infraštruktúre automatizovaného merania (AMI) prítomný dôležitý prvok – dátový koncentrátor (obrázok 4).

Ryža. štyri.

Modul rozbočovača možno bežne rozdeliť na štyri časti: hlavný aplikačný procesor, komunikačný modul s dátovým serverom (a s niektorými meračmi) založený na PLC modeme, napájací zdroj a moduly rozhrania na komunikáciu s meračmi a užívateľmi cez množstvo rôznych rozhraní.

Hub je založený na procesore TI rodiny SitaraAM335x(ARM Cortex-A8) alebo rodiny Stellaris(Cortex-M4) alebo ARM-DSP, čo umožňuje vývojárovi zvoliť optimálne riešenie nákladov v závislosti od technických podmienok.

Veľký počet rozhraní na dátovom koncentrátore umožní zber dát z meračov alebo zabezpečenie komunikácie so serverom tam, kde sa použitie PLC technológie z nejakého dôvodu ukázalo ako nemožné.

Vďaka schopnosti modemového procesora TI PLC vykonávať zákazkové aplikácie sa schéma automatizovaného meracieho systému stáva celkom jednoduchou a jeho konštrukcia je veľmi flexibilná: elektromer spolu s PLC modemom a ďalšími rozhraniami je schopný zbierať údaje z iných meračov, ovládanie akčných členov a zobrazovanie informácií pre užívateľa. Obrázok 5 zobrazuje typické riešenie elektromera navrhnuté pre širokú všestrannosť.

Ryža. 5.

Typické riešenia pre plynomery a vodomery sú založené na mikrokontroléroch série TI MSP430 , vyznačuje sa nízkou spotrebou prúdu, čo umožňuje napájanie z batérie. Obrázky 6 a 7 ukazujú, že okrem základných meracích, zobrazovacích a komunikačných systémov existuje modul RFID. ktorý poskytuje režim zálohovej platby za služby dodávky plynu a vody.

Ryža. 6.

Ryža. 7.

Okrem možnosti monitorovať odpočty priamo na elektromeroch má inteligentná sieť In-Home Display - centrálny informačný displej (obrázok 8), vďaka ktorému nie je potrebné kontrolovať každý elektromer jednotlivo, všetko je možné vidieť na raz. To vám umožní pohodlnejšie inštalovať merače a / alebo neporušovať dizajn domu - spravidla je v bežných prípadoch buď prístup k meraču ťažký a čítanie sa stáva pre užívateľa problémom, alebo sa merací prístroj stáva neatraktívnym. časť interiéru.

Ryža. osem.

Vybavenie bytových a komunálnych služieb systémami tohto druhu vám umožňuje získať mnoho pozitívnych aspektov:

• centralizovaný zber informácií o množstve spotrebovanej energie od všetkých užívateľov siete umožňuje včas vystavovať faktúry s uvedením presnej sumy, zavádzať rôzne tarifikačné systémy a zavádzať preventívne a reštriktívne opatrenia pri prekročení limitu alebo pri porušení pravidiel spotreby energie;
• lepšie prideľovanie finančných prostriedkov na modernizáciu a opravu systémov na základe informácií o poruchách v systémoch spotreby energie a potrebách na jednotlivých lokalitách;
• schopnosť rýchlo lokalizovať a riešiť núdzové situácie.

Okrem toho je systém natoľko flexibilný, že vám umožňuje robiť významné doplnky bez akejkoľvek globálnej prestavby. Napríklad integrácia snímačov úniku plynu do systému umožní zaviesť preventívne opatrenia na zaistenie bezpečnosti.

Žiaľ, implementácia takéhoto systému si vyžaduje vyriešenie závažných organizačných problémov (a niektorých kapitálových investícií) zo strany energetických spoločností a bytových a komunálnych služieb. Takýto systém však plne odôvodňuje svoju existenciu kvôli užívateľskému pohodliu.

Automatizácia meraní je len jednou z aplikácií technológie PLC. Dôležitou súčasťou je možnosť automatizovaného ovládania rôzne systémy ako je osvetlenie, vetranie, elektrické brány a žalúzie, alternatívne systémy napájania (obrázok 9).

Ryža. 9.

Možnosti mikrokontroléra dátového koncentrátora TI poskytujú celý rad pohodlných a niekedy nevyhnutných možností riadenia:

• kontrola a riadenie všetkých systémov;
• vzdialené pripojenie cez internet;
• automatické zapínanie osvetlenia podľa kalendára alebo senzora;
• automatické pripojenie núdzového zdroja energie s "inteligentným" pripojením spotrebiteľov;
• selektívne alebo všeobecné vypnutie systémov v núdzových situáciách;
• diaľkové ovládanie z diaľkového ovládača (napríklad otvorenie garážovej brány).

Samozrejmosťou sú alternatívne riešenia: vlastné riešenia výrobcov osvetlenia, elektrické pohony brán a pod. Výhodou riešenia založeného na komponentoch PLC od TI je možnosť integrácie do existujúceho zariadenia bez výraznejších zmien, ako aj jeho univerzálnosť.

V konečnom dôsledku je jediné ovládanie oveľa jednoduchšie, spoľahlivejšie a pohodlnejšie (dobrý príklad sú dve možnosti pre audio-video zariadenia: jeden výrobca s jedným ovládacím panelom a niekoľko rôznych s príslušným počtom diaľkových ovládačov) je možné jednoducho rozšíriť systém.

V niektorých prípadoch môže byť použitie PLC modemov jediným jednoduchým a cenovo výhodným riešením vôbec. Zoberme si nasledujúci typický príklad: chata, obývačka so štyrmi vstupmi (ulica, dvor, schody na druhé poschodie, kuchyňa). Problematické sa stáva zapnutie osvetlenia v obývačke – lacné riešenie (jeden vypínač) je jednoducho nepohodlné. Je vhodné mať štyri výhybkové prepínače, jeden na každom vstupnom bode. To vám umožní ovládať osvetlenie z akéhokoľvek bodu bez zbytočných pohybov (keď je vypnutý - v tme). Ale na implementáciu je potrebné viesť tri vodiče k dvom spínačom a štyri až dva ďalšie.

A to je ovládanie jednej lampy. Ak sú v lustri dve alebo viac skupín svietidiel, počet drôtov sa dramaticky zvyšuje. Náklady na dvojkľúčový krížový spínač, a to aj bez zohľadnenia nákladov na vodiče, sú už porovnateľné s nákladmi na PLC modem. Náklady na inštaláciu takéhoto systému sú tiež pomerne vysoké. Skúsme vytvoriť rovnaký systém s možnosťou nastavenia jasu a budeme musieť integrovať niečo vzdialené priamo do lampy.

Použitie TI PLC modemu eliminuje potrebu klásť ďalšie káble, navyše núti pozrieť sa na klasický systém trochu inak: PLC modem ako prepínač a regulátor je možné integrovať nielen do prípojného bodu vypínač, ale aj do radu zásuviek . Zjednodušené je aj pripojenie svietidiel (nie je potrebná kabeláž s vypínačmi). Počet a povaha ovládania lampy sa stáva irelevantnými. Dizajn spínačov (regulátorov) dostáva neobmedzené možnosti. Okrem toho integrácia do spoločnej „inteligentnej“ siete umožňuje realizovať systém núdzového osvetlenia bez kladenia jediného dodatočného kábla.

Nástroje na ladenie TI

Pre vývoj systému na báze PLC ponúka TI nasledovné:

• SADA PRE VÝVOJÁRA MODEMU
• TMDSDC3359

Sada TMDSPLCKIT-V3 obsahuje dva PLC-modemy, dve riadiace karty založené na TMS320F28069 , má vstavaný emulátor USB-JTAG a všetky potrebné káble. Tiež priložené softvér pre PLC, ktoré podporuje štandardy OFDM (PRIME, G3 a FlexOFDM) a S-FSK, a vývojové prostredie Code Composer Studio v4.x s limitom veľkosti spustiteľného kódu 32 kb. Použitý čip na spracovanie analógového signálu - AFE031 . Vzhľad jeden z modemov je znázornený na obrázku 10.

Ryža. desať.

Modul hodnotenia koncentrátora údajov TMDSDC3359(obr. 11). Tento produkt vám umožňuje ladiť systémy založené na koncentrátore údajov. Postavený na procesore AM335x z rodiny Sitara ARM Cortex-A8 s OC Linux BSP. Doska má široký obvod:

• 2x USB;
• 2x Ethernet;
• 2x RS-232;
• 3x RS-485;
• infračervený transceiver;
• teplotný senzor;
• Sub-1 GHz a 2,4 GHz RF; AM335x.

Ryža. jedenásť.

Je možné pripojiť modul pre komunikáciu cez trojfázové siete. Spínaný zdroj je zabudovaný.

Podporované štandardy - G3, PRIME.

Záver

Využitie technológie PLC na prenos dát má množstvo výhod, ktoré vám umožňujú rýchlo a cenovo efektívne nasadiť „inteligentnú“ sieť, ktorá sa dokáže rýchlo prispôsobiť požadovaným úlohám, a vďaka schopnostiam štandardov G3 a PRIME – dátam prenosové prostredie.

Texas Instruments poskytuje kompletné riešenie, od čipov po softvér, na implementáciu PLC sietí v riadiacich a informačných systémoch. Toto riešenie svojou flexibilitou umožňuje implementáciu systému pre akýkoľvek typ protokolu a spĺňa prípadné požiadavky regulačných predpisov.

COMPEL je oficiálnym distribútorom Texas Instruments a môže vývojárom poskytnúť procesory a analógové mikroobvody, ako aj vývojové nástroje na implementáciu ich vlastných projektov PLC.

Literatúra

4. Andrej Samodelov. Koncert pre merač a sieť: PLC modemy Texas Instruments//Novinky z elektroniky č. 7/2011.

5. Alexej Pazjuk. Akýkoľvek protokol cez drôt: Riešenia Texas Instruments pre systémy prenosu dát PLC//Novinky z elektroniky č. 10/2012.

Získanie technických informácií, objednanie vzoriek, doručenie - e-mailom:

Bluetooth Smart SensorTag od TI uľahčuje vývoj aplikácií Bluetooth na zariadeniach so systémom AndroidTM 4.3

Spoločnosť Texas Instruments oznámila spustenie Android aplikácie tzv Značka Bluetooth Smart Sensor Tag, po integrácii podpory aplikácie Bluetooth Smart Ready do systému Android 4.3 „Jelly Bean“. Nový produkt je k dispozícii na bezplatné stiahnutie na www.ti.com/sensortag-app-android-eu odstraňuje prekážky pre vývojárov aplikácií, aby mohli využívať výhody miliónov smartfónov a tabletov so systémom Android, ktoré budú čoskoro vybavené technológiou Bluetooth Smart Ready. Vývoj bloku aplikácií Bluetooth Smart, ktoré teraz podporujú Android a iOS, je jednoduchší a rýchlejší so súpravou pre vývojárov Štítok snímača na základni CC2541. Súprava obsahuje šesť senzorov pre širokú škálu aplikácií umiestnených na jednej doske pre rýchle vyhodnotenie a demonštráciu. Ďalšie informácie o súprave Sensor Tag nájdete na www.ti.com/lprf-stdroid-pr-eu.

Súprava Sensor Tag Kit nevyžaduje žiadne znalosti softvéru alebo hardvéru na rýchle spustenie aplikácií Bluetooth Smart na vašom smartfóne alebo tablete. Vývojári zdieľajú svoje úspechy Sensor Tag na stránke Texas Wiki ( http://processors.wiki.ti.com/index.php/Bluetooth_SensorTag?DCMP=lprf-stdroid-eu&HQS=lprf-stdroid-pr-wiki1-eu) a na Twitteri pomocou hashtagu #SensorTag.

Šesť vstavaných senzorov Sensor Tag vrátane bezkontaktného infračerveného teplotného senzora TMP006 od TI pomáha pri vývoji mnohých aplikácií v oblastiach, ako je zdravotníctvo a vzdelávanie, ako aj pri vytváraní nového príslušenstva pre mobilné zariadenia. Súprava prevádzkuje bezplatný softvér BLE-Stack TM od TI, ktorý je možné bezdrôtovo aktualizovať. Senzorový štítok založený na CC2541 dopĺňa ostatné dvojrežimové riešenia Bluetooth CC2564 a WiLink TM od TI.

O spoločnosti Texas Instruments

Na súčasnej úrovni vývoja počítačová technológia a sieťových technológií, existujú prísne požiadavky na siete. Počítačová sieť musí poskytovať prenosovú rýchlosť požadovanú pre konkrétne podmienky; mal by byť tiež mobilný, s veľkým počtom prístupových bodov a nemal by vyžadovať kladenie káblov; sieť by mala mať jednoduchú správu; mal by poskytovať vysokú spoľahlivosť s jednoduchými technickými riešeniami; sieť musí podporovať všetky možné typy sieťové vybavenie a pri tom všetkom by to malo byť lacné.

So všeobecnou globálnou informatizáciou bežného obyvateľstva a podnikov, organizácií a špeciálnych služieb sa stalo nevyhnutné organizovať počítačové siete

Jednou z možností organizácie sietí je systém na prenos údajov cez elektrické siete.

Práca ukáže schému organizácie siete prenosu dát cez energetické siete na príklade Alkhan-Churt vysporiadania pomocou technológie PLC.

Úsek BZD sa vykonáva za účelom vytvorenia bezpečných pracovných podmienok pri práci s napájacími sieťami

V ekonomickej časti diplomovej práce budú vypočítané náklady na projektovanú sieť a ekonomická realizovateľnosť vybudovania siete na báze technológie PLC.

Technológia PLC je v prvom rade riešením problému „poslednej míle“. Pretože toto riešenie využíva vlastnú elektrickú sieť. Samotná služba je poskytovaná na báze Plug&Play. To znamená, že adaptér alebo účastnícky modem zakúpený spotrebiteľom v obchode nevyžaduje žiadne nastavenia: po zapojení do elektrickej zásuvky automaticky komunikuje s hlavnou jednotkou, ktorá je jediná v každej domácnosti; konfigurácia sa automaticky nakonfiguruje a priradí sa adresa IP. Výhodou technológie je aj fakt, že pre pripojenie na internet nie je potrebné čakať na montérov a púšťať ich k vám domov. Ďalším plusom je roaming: modem funguje vo všetkých domoch, kde je pokrytie PLC. Nie je striktne registrovaná na konkrétnu adresu a funguje tak v rámci okresu, ako aj v rámci mesta, ako aj v inom meste. Teraz sa siete budujú súčasne v piatich mestách a najmenej 5 až 6 ďalších miest Ruska je v štádiu prípravy projektov.

So všetkými výhodami tejto technológie je trh s prístupom na internet už nasýtený a doslova na vlastnej koži cítime, ako pomaly rastie základňa predplatiteľov. Ak sa klient už pripojil k poskytovateľovi a urobil elektroinštaláciu, nemá zmysel lákať ho nízkou cenou, najmä preto, že znižovaním cien sa operátor dostáva do zložitej situácie. Priemerná platba za širokopásmový prístup je už teraz nízka. Pre rozvoj je preto potrebné zavádzať nové služby a služby. Napríklad takzvaný „konštruktér“. K základnému modemu PLC sú „pripojené“ rôzne moduly: Ethernet zásuvka; Wi-Fi hotspot; telefónny modul, ku ktorému môžete pripojiť bežný analógový pevný telefón, interný set a VoIP zariadenie. S ich pomocou je možné zorganizovať internú telefónnu sieť v meste (napríklad priame kanály telefonickú komunikáciu s príbuznými).

Ďalším zásuvným modulom je videokamera, pomocou ktorej môžete doma organizovať video monitorovací systém bez toho, aby ste ho pripojili k počítaču. Prenáša všetku prevádzku cez elektrickú sieť na server poskytovateľa. A používateľ kdekoľvek na svete môže po prístupe na internet prejsť na svoj Osobná oblasť na klientskom rozhraní a skontrolujte domáce prostredie. Toto riešenie je ideálne na monitorovanie detí, opatrovateliek a gazdiných. Okrem toho môžete cez webové rozhranie konfigurovať rôzne doplnkové funkcie- ako je napríklad systém detekcie pohybu (ovládanie pohybu), ktorý umožní kamere vykonávať funkcie trojrozmerného snímača pohybu: keď sa obraz zmení, signál ide na server, odošle sa SMS do mobilného telefónu užívateľa - pripojí sa na internet a skontroluje, či je všetko v poriadku .

PLC (Napájanie Linková komunikácia s - power line communications, tiež nazývaná PLT (Power Line Telecoms), je káblová technológia zameraná na využitie káblovej infraštruktúry energetických sietí na organizáciu vysokorýchlostného prenosu dát a hlasu. Podľa prenosovej rýchlosti sa delí na širokopásmové (BPL) s rýchlosťou viac ako 1 Mbps a úzkopásmové (NPL).

V Škótsku sa začalo testovanie širokopásmovej internetovej služby cez elektrickú sieť. Táto iniciatíva patrí elektrárenskej spoločnosti Scottish Hydro Electrics. Podľa britského vydania PC Advisor sa do testovania „Internet cez zásuvku“ zapojilo približne 150 používateľov. Každý účastník získal prístup na internet s rýchlosťou 2 Mbps. Za cenu to bolo viac ako dvojnásobok lepšia ponuka iného poskytovateľa internetu. Záujem o nová služba už ukázali viaceré energetické spoločnosti v krajine. Okrem toho popredný dodávateľ elektriny v Nemecku, RWE, dynamicky implementuje PLC. Napríklad v Nemecku ľudia ani nevypĺňajú účty za elektrinu: informácie z elektromerov prichádzajú cez elektrické rozvody priamo k dodávateľovi elektriny. Podobné projekty sa začali v Taliansku a Švédsku.

V Rusku prvú etapu budovania siete na báze technológie PLC realizovala spoločnosť Spark a dokončila ju v októbri 2005. V tom čase sieť zahŕňala viac ako 750 prístupových uzlov umiestnených v obytných budovách. Všetky prístupové uzly sú prepojené chrbticovou optickou sieťou Gigabit Ethernet. V roku 2006 bol spustený pilotný projekt uvedenia technológie PLC do prevádzky v oblasti Južnoje Tušino a v roku 2007 sa začala aktívna výstavba siete a pripájanie účastníkov.

Nízke poplatky za prístup k internetu zaisťujú dobrú konkurencieschopnosť, ale kvalita je niekedy kritizovaná potenciálnymi a súčasnými predplatiteľmi (súdiac podľa početných diskusií na fórach). Používatelia sa napríklad sťažujú na problém, že sa môžu pripojiť k sieti iba prostredníctvom určitej zásuvky v byte, čo nie je vždy vhodné pre účastníka, ako aj na zníženie rýchlosti pri zapínaní elektrických spotrebičov. Je to spôsobené všeobecným stavom elektrického vedenia bytu, ale takéto problémy riešia špecialisti poskytovateľa. Okrem toho sa odporúča, aby bolo používateľské zariadenie pripojené k samostatnej zásuvke, aby sa predišlo akýmkoľvek problémom. Napriek tomu odborníci v oblasti telekomunikácií hodnotia potenciál rozvoja sietí PLC len málo. Dôvodom je samotná technológia. Na prenos údajov z počítača do počítača bola špeciálne vyvinutá technológia Ethernet, v dôsledku čoho sú náklady na koncové zariadenia pri jej používaní najnižšie a rýchlostné charakteristiky najlepšie. Akékoľvek pokusy o prispôsobenie média, ktoré pôvodne nebolo určené na prenos dát, vedú k vyšším nákladom na vybavenie a horším technickým vlastnostiam. Týka sa to telefónnych medených drôtov (dial-up modemy alebo ADSL) a energetických sietí (technológia PLC).

Takzvaný „problém poslednej míle“, o ktorom sa v poslednej dobe toľko hovorí, priniesol mnoho riešení. Väčšina týchto riešení má však jednu spoločnú nevýhodu - všetky vyžadujú kladenie drôtov a káblov. Pravdepodobne nemá zmysel hovoriť o tom, aké ťažkosti a ťažkosti to niekedy spôsobuje - náklady na položenie kábla veľmi často tvoria veľkú časť nákladov na zriadenie siete. Okrem toho existuje niekoľko prípadov, v ktorých je položenie nových káblov nemožné alebo veľmi nežiaduce - živým príkladom takejto nepríjemnej situácie je nedávno dokončená oprava, po ktorej sa náhle ukázalo, že je potrebné položiť ďalšie káble pre počítač. siete.

Preto boli technológie, ktoré umožnili zaobísť sa bez kladenia nových káblov, vždy mimoriadne zaujímavé. V súčasnosti existujú dva úspešné prístupy k tomuto problému - toto je bezdrôtové siete Technológia Wi-Fi a PLC. Ak sa veľa popísalo o bezdrôtových sieťach, tak o technológiách PLC je dostupných oveľa menej informácií.

PLC technológie umožňujú budovať počítačové lokálne siete založené na existujúcich elektrických vedeniach. Takže pomocou technológie PLC si môžete postaviť malý dom lokálna sieť, pomocou už položeného elektrického vedenia.

V skutočnosti metódy prenosu informácií pomocou elektrického vedenia existujú už dlho. Jedným z nich sú známe sovietske reproduktory (ktoré sa tiež často nesprávne nazývajú rozhlasové stanice). Rôzne technológie sú založené na pomerne jednoduchej myšlienke separácie signálov - ak by nejakým spôsobom bolo možné súčasne prenášať niekoľko signálov cez jeden fyzický kanál, potom by bolo možné zvýšiť celkovú rýchlosť prenosu dát. To sa dá dosiahnuť moduláciou (okrem toho je modulovaný signál odolný voči rušeniu) a rôznymi spôsobmi modulácie na rovnakých fyzických kanáloch prenosu dát možno dosiahnuť rôzne rýchlosti prenosu dát.

Recept na úspešnú technológiu PLC sa na prvý pohľad môže zdať jednoduchý – stačí zvoliť modulačnú metódu, ktorá dokáže zabezpečiť najrýchlejší prenos dát, a moderné komunikačné zariadenie je pripravené. Avšak tie modulačné metódy, ktoré poskytujú najhustejšie balenie signálu, vyžadujú zložité matematické operácie a na použitie v PLC technológiách je nevyhnutné použitie rýchlych signálových procesorov (DSP).

Digitálny signálový procesor (DSP) je špecializovaný, programovateľný mikroprocesor určený na manipuláciu s prúdom digitálnych údajov v reálnom čase. Procesory DSP sú široko používané na spracovanie grafiky, zvuku a videa.

Vývoj technológií PLC teda spočíval na tempe vývoja procesorov DSP a hneď ako sa tieto začali vyrovnávať s pokročilými účinnými modulačnými algoritmami, objavili sa nové technológie na organizáciu takýchto sietí. V súčasnosti technológie PLC využívajú moduláciu OFDM, ktorá umožňuje dosiahnuť vysoké rýchlosti prenosu dát a dobrú odolnosť signálu voči rušeniu.

Širokopásmový prístup k internetu;

Domáce a kancelárske počítačové siete;

VoIP - IP telefónia;

Vysokorýchlostný prenos zvuku a videa;

Kancelárske a domáce (aj cez internet) video dohľad, budovanie vzdialených video monitorovacích systémov;

Výstavba digitálnych dátových prenosových kanálov pre priemyselnú a domácu automatizáciu (AIIS KUE, ACS TP (SCADA), ACS);

Zabezpečovacie systémy (požiarne a EZS).

Úspech podnikania telekomunikačných operátorov, ako aj efektívne fungovanie rezortných a podnikových komunikačných sietí vo veľkej miere závisí od použitých riešení pri budovaní prístupových sietí.

Komunikačné linky z optických vlákien poskytujú prenos dát vysokou rýchlosťou, ale zatiaľ sa nedostanú k masovému používateľovi, pretože sú spravidla široko používané v podnikovom sektore.

Na masovom trhu účastníckeho prístupu sa dnes považuje za najžiadanejšiu technológiu xDSL, ktorá používateľom poskytuje prístup k internetu a ďalším infokomunikačným službám prostredníctvom existujúcich telefónnych liniek. Určitý podiel v tomto segmente zaberajú aj technológie ako širokopásmový bezdrôtový rádiový prístup a satelitný prístup, prístup cez siete káblovej televízie, prenos paketových dát v mobilných sieťach 2,5G / 3G (GPRS / EDGE / UMTS, CDMA 2000 1X / EV- DO).

Faktory ako rozšírené používanie elektrických sietí 0,2¸0,4 kV, absencia potreby nákladnej výstavby káblových kanálov, dierovania stien a kladenia komunikačných káblov atď. stimulujú štúdium energetických sietí ako alternatívneho média na prenos údajov a rozvoj inej technológie širokopásmového prístupu - prostredníctvom elektrických sietí.

Bola vyvinutá prvá a druhá generácia PLC zariadení. Dosiahnutá maximálna rýchlosť prenosu dát nepresiahla 10-14 Mb/s. Skutočná rýchlosť prenosu dát v testovacích sieťach PLC využívajúcich toto zariadenie sa rádovo líšila a dosahovala 1-2 Mb/s. Okrem toho mali účastnícke zariadenia PLC relatívne vysoké náklady a elektrické vedenia „zhutnené“ PLC sa vyznačovali vysokou úrovňou elektromagnetického žiarenia v dôsledku prevádzky zariadenia PLC.

Preto sa technológia PLC až donedávna používala na komerčné poskytovanie telekomunikačných služieb v obmedzenom rozsahu, pretože bola nekonkurencieschopná vo vzťahu k iným technológiám, predovšetkým xDSL. Nedávne pokroky v mikroelektronike, ktoré umožnili vytvoriť PLC systémy tretej generácie, ktoré poskytujú rýchlosť prenosu dát až 200 Mb/s pomocou štandardných elektrických vedení, však otvárajú nové príležitosti na implementáciu širokopásmového prístupu.

Moderné PLC systémy zamerané na riešenie problému širokopásmového účastníckeho prístupu využívajú najmä dve technológie. Prvý využíva signál s tzv. rozprestretého spektra (SS), čo výrazne zvyšuje odolnosť prenosu voči hluku. Pri použití modulácie SS je výkon signálu distribuovaný v širokom frekvenčnom pásme a signál sa stáva neviditeľným na pozadí rušenia. Na prijímacom konci sú zmysluplné informácie extrahované zo signálu podobného šumu pomocou jedinečného daný signál pseudonáhodná kódová sekvencia. Pomocou rôznych kódov je možné prenášať niekoľko správ naraz v jednom širokom frekvenčnom pásme. Opísaný princíp je základom metódy viacnásobného prístupu s kódovým delením (CDMA). Všimnite si, že okrem odolnosti voči šumu poskytuje modulácia SS vysokú úroveň ochrany informácií. Ako základ sa používa modulácia QPSK.

Druhá technológia je založená na ortogonálnom frekvenčnom delení multiplexovania so súčasným prenosom signálov na viacerých nosných (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex). Táto metóda tiež zaručuje vysokú vernosť prenosu a odolnosť voči skresleniu signálu.

Ďalším vývojom druhej možnosti bola technológia navrhnutá americkou spoločnosťou Intellon. Tu je použitá modifikovaná metóda OFDM, pri ktorej je pôvodný dátový tok rozdelený na pakety a každý z nich je prenášaný vo frekvenčnom rozsahu 4,3-20,9 MHz pomocou relatívnej fázovej modulácie na vlastnej subnosnej (DBPSK alebo DQPSK - Differential Quadrature Kľúčovanie fázovým posunom, posunutá diferenciálna kvadratúrna fázová modulácia). Maximálna rýchlosť prenosu informácií dosahuje desiatky Mbps.

Technológia PLC implementuje princíp viacnásobného prístupového bodu – veľa bodov. Lokálna trafostanica zásobuje elektrinou určitý počet budov a zároveň poskytuje pripojeným užívateľom služby prenosu dát, IP telefónie a pod.

Za hlavné koncové zariadenie treba považovať PLC modem, ktorý zvyčajne implementuje rozhranie pre komunikáciu s PC: USB alebo Ethernet. Modem je teda pripojený k zdroju informácií - zásuvke 220V a na výstupe cez príslušné rozhranie k PC. Je možné, že telefón, ktorý podporuje režim VoIP, je pripojený paralelne k počítaču.

Typický funkčný diagram a hlavné komponenty PLC modemu sú znázornené na obr. 1.1.

Ryža. 1.1. Komponenty PLC modemu

Pripojenie k internetu v tejto inovatívnej technológii sa nazýva Broadband over power lines (BPL).

Na rozdiel od pripojenia DSL cez domácej siete technológia umožňuje väčšiemu počtu ľudí mať širokopásmový prístup na internet.

Technológia PLC je najlacnejším spôsobom vytvorenia domácej siete, pretože nevyžaduje od používateľa inštaláciu ďalších napájacích káblov a umožňuje pripojiť obyvateľov celého bloku do siete PLC. Jedno nadradené zariadenie je schopné poskytnúť prístup na internet cez PLC sieť pre 500 užívateľov. Na to musia mať používatelia vo svojich bytoch adaptérové ​​zariadenia obsahujúce PLC modemy.

Samozrejme, najúspešnejšie projekty na organizáciu širokopásmového prístupu cez rozvodné siete boli realizované v Spojených štátoch amerických - rodisku internetu. Známe spoločnosti ako New Visions (New York), Communications Technologies (Virgínia), Cinergy (Ohio).

V Nemecku PLC ponúka spoločnosť Vype; Piper-Net a PowerKom; v Rakúsku - Speed-Web; vo Švédsku - ENkom; v Holandsku - Digistroom; v Škótsku - Broadband.

V roku 2005 sa v Ruskej federácii začalo nasadzovanie prístupových sietí na internet prostredníctvom domácich elektrických sietí pomocou technológie PLC.

Prístup k internetu sa vyvíja a čoskoro aj vo vašom vidieckom dome, kde nie je telefón a káblové vedenia, môžete sa pripojiť na internet.

Vo väčšine prípadov sú PLC systémy klasifikované podľa napätia elektrickej siete, v ktorej sa používajú, a oblasti pokrytia (územia):

používa sa na vedeniach vysokého napätia (VN);

používa sa na vedeniach vysokého napätia (MV);

aplikované na vedeniach nízkeho napätia (NN):

posledná míľa;

vnútri budovy;

v interiéri (byt).

PLC obsahuje B, ktorý poskytuje rýchlosť prenosu dát vyššiu ako 1 Mbit za sekundu, a NPL s oveľa nižšími rýchlosťami dát.

Pri prenose signálov cez domáci zdroj môže na určitých frekvenciách dôjsť k veľkému útlmu vo vysielacej funkcii, čo môže viesť k strate dát. Technológia PowerLine poskytuje špeciálna metóda Riešením tohto problému je dynamické vypínanie a zapínanie signálov prenášajúcich dáta. Podstata tejto metódy spočíva v tom, že zariadenie neustále monitoruje prenosový kanál, aby identifikovalo časť spektra s prekročeným určitým prahom útlmu. Ak je táto skutočnosť zistená, používanie týchto frekvencií sa dočasne zastaví, kým sa neobnoví normálna hodnota útlmu.

Problémom je aj impulzný šum (do 1 mikrosekundy) z halogénových žiaroviek, ako aj zapínanie a vypínanie výkonných domácich spotrebičov vybavených elektromotormi.

Bez ohľadu na to, aké optimistické môžu byť výsledky práce experimentálnych PLC sietí v zahraničí, u nás táto technológia naráža na množstvo ťažkostí. Domáce elektrické rozvody sú vyrobené hlavne z hliníka, a nie z medi, ktorá našla uplatnenie vo väčšine krajín sveta. Hliníkové drôty majú horšiu elektrickú vodivosť, čo vedie k rýchlejšiemu útlmu signálu. Ďalším problémom je, že stále nemáme vyriešené hlavné otázky právnej úpravy používania takýchto technológií. To posledné však platí aj pre Západ. Hlavným faktorom brzdiacim rýchly rozvoj vysokorýchlostných PLC systémov je nedostatok štandardov pre širokopásmové PLC systémy a v dôsledku toho vysoké riziko nekompatibility s inými službami využívajúcimi rovnaké alebo podobné frekvenčné pásma. V roku 2001, HomePlug Powerline Alliance, medzinárodné konzorcium, prijalo priemyselný štandard pre budovanie domácich sietí cez domáce elektroinštalácie, špecifikáciu HomePlug 1.0. Ale táto norma upravuje výstavbu „domácich“ sietí, teda sietí v rámci toho istého bytu (chaty). Plnohodnotný štandard pre širokopásmové PLC ešte nebol vyvinutý.

Hlavné organizácie a komunity zapojené do štandardizácie rôznych aspektov tejto technológie sú IEEE, ETSI, CENELEC, OPERA, UPA a HomePlug Powerline Alliance.

IEEE oznámilo vytvorenie skupiny, ktorá bude vyvíjať štandard BPL. Projekt nesie názov IEEE P1675, „Štandard pre širokopásmový hardvér cez Power Line“.

Okrem IEEE P1675 existujú tri ďalšie smery:

IEEE P1775, iniciovaný s cieľom regulovať zariadenia PLC, požiadavky EMC, testovacie a meracie metódy;

IEEE P1901, "Štandard pre širokopásmové siete po silnoprúdových sieťach: riadenie stredného prístupu a špecifikácie fyzickej vrstvy", ktorý poskytuje popis fyzických a mediálnych prístupových vrstiev pre všetky triedy zariadení BPL;

IEEE BPL Študijná skupina, "Štandardizácia širokopásmových technológií cez elektrické vedenie", zabezpečujúca vytvorenie nových skupín súvisiacich s BPL.

Európsky inštitút pre telekomunikačné normy vytvoril Technický výbor ETSI Power-Line Telecommunications (TC PLT), ktorý je zodpovedný za štandardizáciu PLC.

CENELEC je nezisková organizácia zložená z národných elektrotechnických výborov členských štátov EÚ a je najvýznamnejšou organizáciou v EÚ v oblasti normalizácie elektromagnetického poľa. Pre PLC vykonáva CENELEC vytváranie špecifikácií PLC pre fyzickú vrstvu a podvrstvu prístupu k médiám; prijala zodpovedajúcu normu EN55022.

Konzorcium Open PLC European Research Alliance (OPERA) bolo založené v roku 2004 ako súčasť európskeho programu Broadband for All na podporu technológií vysokorýchlostného prístupu k internetu. Práca OPERA pozostáva z dvoch fáz, z ktorých každá trvá dva roky.

Hlavným iniciátorom a zdrojom financovania je Európska komisia. Celkový rozpočet je viac ako 20 miliónov eur, značná časť financií je vyčlenená v rámci programu 6. RP. Ukončenie projektu OPERA sa očakáva v roku 2008. Celkovo sa na projekte zúčastňuje viac ako 30 spoločností a výskumných ústavov z 12 krajín.

Špecifikácie OPERA k dnešnému dňu pokrývajú PHY, MAC a zariadenia na dátovú komunikáciu cez energetické siete.

UPA bola oficiálne vyhlásená v decembri 2004. Hlavným deklarovaným cieľom UPA je propagovať PLC technológie a demonštrovať vládam a priemyselným lídrom vyhliadky na ich rozsiahle využitie. UPA vyvíja normy a predpisy na zabezpečenie rýchleho rozvoja trhu PLC. Poskytuje účastníkom trhu informácie o otvorených štandardoch založených na interoperabilite a bezpečnosti.

Pre široké zavedenie a rozvoj technológie HomePlug (jedna z prvých prenosových technológií cez elektrické vedenie), štandardizáciu a kompatibilitu zariadení od rôznych výrobcov využívajúcich túto technológiu bola v roku 2000 zorganizovaná medzinárodná priemyselná aliancia HomePlug Powerline. Dnes je viac ako 80 firiem sponzormi, členmi aliancie a dodržiavajú jej odporúčania. Medzi nimi sú také známe spoločnosti ako: Motorola, France Telecom, Philips, Samsung, Sony, Matsushita, Sanyo, Sharp, Panasonic a mnoho ďalších. Značka HomePlug Certified Alliance na produkte akéhokoľvek výrobcu znamená, že zariadenie spĺňa všetky požiadavky normy HomePlug Powerline a je plne kompatibilné s podobnými zariadeniami od iného výrobcu.

Prvá špecifikácia HomePlug Powerline 1.0 je založená na technológii Power Package™ navrhnutej spoločnosťou Intellon (USA) a prijatej ako štandard členmi HomePlug Powerline Alliance. Doteraz prijaté a pripravované normy sú uvedené v tabuľke. 1.1.

Tabuľka 1.1. Základné štandardy HomePlug Powerline Alliance

názov	Dátum prijatia	Poznámka
HomePlug 1.0	júna 2001	Definuje technológiu, ktorá poskytuje rýchlosť prenosu dát až 14 Mbps
HomePlug 1.0 Turbo		Ide o evolúciu špecifikácie 1.0 s maximálnou rýchlosťou prenosu dát až 85 Mbps
HomePlug AV		Definuje technológiu PLC s prenosovou rýchlosťou až 200 Mbps. Špecifikácia zabezpečuje poskytovanie kvality služby potrebnej na prenos audio a video streamov. Šifrovanie - 128-bit AES
HomePlug Command and Control	septembra	Definuje ovládanie a správu zariadení HomePlug
HomePlug BPL	Vo vývoji

Vývoj v oblasti PLC dnes vykonáva niekoľko stoviek spoločností, ktoré sa zaoberajú výrobou čipových súprav, ako aj tvorbou hotových zariadení na ich základe. Tu je len niekoľko hráčov z odvetvia: 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 Industries, Telkonet.

Nesporným lídrom vo výrobe integrovaných obvodov (čipov) pre PLC systémy tretej generácie je Design of Systems on Silicon Corporation - DS2 (Španielsko). Bola založená v roku 1998 a vyrába funkčne kompletnú sadu produktov, ktorá umožňuje implementovať kompletné riešenie problému širokopásmového prístupu na báze PLC. Jeden z prvých DS2 predstavil na konci roku 2003 množstvo integrovaných obvodov tretej generácie, ktoré poskytujú výmenné kurzy až do 200 Mb/s. Zatiaľ čo produkty DS2 nepodporujú štandard HP v.AV.

Hlavné integrované obvody DS2:

DSS9001: na základe tohto integrovaného obvodu je možné implementovať PLC modemy a zariadenia triedy In-Door;

DSS9002: Na základe tohto integrovaného obvodu môžu byť implementované vysielače a opakovače;

DSS9003: Vyhradený integrovaný obvod na prepojenie napájacej siete a FOCL;

DSS9010: Vyhradený integrovaný obvod pre vysokorýchlostné riešenia

Implementácia PLC systému na báze produktov DS2 je znázornená na obr. 1.2.

Ryža. 1.2. Implementácia PLC systému na báze produktov DS2.

Ďalším lídrom je Intellon Corporation (USA), ktorá bola jedným zo spoluzakladateľov aliancie HomePlug. Pre špecifikáciu HomePlug v.1.0 Intellon pripravil nasledovné IC: INT51X1, INT5200, INT5500CS. V septembri 2002 spoločnosť predstavila prvý certifikovaný modul HomePlug 1.0 na svete – zariadenie RD51X1-AP na organizáciu prístupového bodu k internetu pomocou technológie PLC. V novembri 2005 spoločnosť oznámila uvedenie 3 miliónového produktu pre siete PLC.

Pre širokopásmový prístup (špecifikácia HomePlug v.AV) pripravil Intellon sadu IC INT6000. V auguste 2005 bolo oznámené, že investičná vetva Motorola Ventures začala investovať do práce Intellonu na vývoji čipovej sady INT6000. Prvé dodávky sa očakávajú v Q2 2006.

Návrhy Intellonu implementujú technológiu PowerPacket, ktorá využíva efektívnu techniku ​​modulácie spektra, ktorá umožňuje prenos dát cez elektrické vedenia veľmi vysokou rýchlosťou. Rýchlosť prenosu dát môže dosiahnuť 100 Mb/s. PowerPacket je systém s charakteristikami, ktoré mu umožňujú prispôsobiť sa prostrediam so silným viaccestným odrazom, silným úzkopásmovým rušením, impulzívnym šumom bez vyrovnávania.

SPiDCOM Technologies (Francúzsko, www.spidcom.com) je jedným z popredných vývojárov elementovej základne pre PLC/BPL riešenia (BPL je širokopásmové elektrické vedenie, skratka používaná v USA na označenie PLC). Najnovší vývoj spoločnosti - IC typu SPC200 poskytuje prenosovú rýchlosť cca 220 Mb/s. Jeho sériové spustenie sa začalo v marci 2005. Variant SPC200 kompatibilný s HomePlug v.AV sa začne predávať v 2. štvrťroku. 2006 SPC200 IC využíva rozsah 2 - 30 MHz, rozdelený do 7 prevádzkových pásiem.

Izraelská spoločnosť Yitran Communications Ltd aktívne spolupracuje s alianciou HomePlug Powerline. Ako výsledok výskumu v marci 2006 bolo zvolené riešenie Yitran základná technológia pri príprave štandardu HomePlug v.AV (časť „Príkazy a ovládanie“).

Spoločnosť pripravila dva integrované obvody tretej generácie: ITM1 a ITC1. Umožňujú vám realizovať špičkovú rýchlosť až 200 Mb/s. Bloková schéma komunikačného zariadenia na báze ITM1/ITC1 IC je znázornená na obr. 1.3.

Ryža. 1.3. Štrukturálna schéma komunikačného zariadenia na báze IC ITM1|ITC1.

Spoločnosť Yitran Communications vyvinula a patentovala technológiu kľúčovania posunu diferenciálneho kódu (DCSK) na vytvorenie lacných a vysokovýkonných sieťových komponentov. Podrobnosti o DCSK nie sú známe; uvádza sa len, že je založený na metódach adaptívnej SS-modulácie nezávislej od fyzického prenosového média vo frekvenčnom pásme 4-20 MHz s turbo kompenzáciou a kódovou kompresiou.

Hardvérové ​​komponenty (transceivery) vytvorené na báze DCSK poskytujú výrazne vyššiu prenosovú rýchlosť, odolnosť voči šumu a ochranu informácií ako existujúce CEBus transceivery pri výrazne nižších nákladoch na zariadenia. Bolo oznámených niekoľko produktov, vrátane ITM1 (rýchlosť prenosu dát až 2,5 Mbps) a ITM10 (rýchlosť prenosu dát až 12 Mbps).

XELine (Južná Kórea) vyvíja integrované obvody a zariadenia pre riešenia PLC. Spoločnosť ponúka IC tretej generácie typu XPLC40A, ktorý poskytuje rýchlosť prístupu až 200 Mb/s.

Ďalší produkt Xeline, XPLC21 IC, poskytuje rýchlosť prístupu až 24 Mb/s. Na jeho základe je možné implementovať Emitor, opakovač a priamo PLC modem. Tento integrovaný obvod je založený na procesore ARM9. Použitý frekvenčný rozsah je 2-23 MHz. Konštrukčný diagram XPLC21 je znázornený na obr. 1.4.

Obr.1.4. Schéma štruktúry IC typu XPLC21

Zvyšok dodávateľov je stále v štádiu testovania PLC-IC tretej generácie, pričom pokračuje vo vydávaní zariadení druhej generácie a generácie 2.5, tzv. Štandard HomePlug v.1.turbo (rýchlosť až 85 Mb/s).

Na základe súprav IC diskutovaných vyššie dodávatelia vyrábajú zariadenia PLC pre segment In-Door a segment integrovaných riešení (pre prístup na poslednú míľu).

Nižšie uvedieme výrobcov výbavy tretej generácie triedy In-Door.

Nemecká spoločnosť devolo AG vyrába rad produktov dLAN PLC, ktoré patria do triedy In-Door a umožňujú vytvoriť vnútornú lokálnu sieť založenú na technológii PLC.

V marci 2006 spoločnosť devolo AG oznámila, že pripravila na trh nový produktový rad dLAN 200, ktorý poskytuje rýchlosť prenosu informácií až 200 Mb/s (HomePlug v.AV) a je implementovaný na báze integrovaného obvodu Intellon.

Jeden z lídrov v segmente zariadení LAN, NETGEAR (USA), prejavil záujem o segment PLC adaptérov - vo februári 2006 NETGEAR uzavrel dohodu s DS2 o začatí spoločnej práce a dodávke integrovaných obvodov tretej generácie, ktoré umožnia zvládnuť výrobu PLC zariadenia podporujúce rýchlosť až 200 Mb/s. Začiatok dodávok nových produktov je naplánovaný na tretí štvrťrok 2006.

V marci 2006 spoločnosť ELCON (Nemecko) oznámila uvedenie modelu ELCONnect P-200, ktorý je implementovaný na báze DS2 IC, podporuje rozhranie Ethernet a poskytuje výmenný kurz až 200 Mb / s.

Tabuľka 1.2. Špecifikácie čipsetu D52

Konštruktívne	DSS9011	DSS9010	DSS9001	DSS9002	DSS9003	DSS7700
	PBGA196	PBGA196	PBGA196	PBGA256	PBGA304	QFN84
Rozhrania
GIMMI	2
MII	1	1	2
TDM	1	1
SPI	1	1	1	1	1	1
UART	1	1	1	1	1
GPIO kolíky	9	9	9	9	9
vytváranie sietí
MAC adresy	nie	32	64	1024	256 tis	nie
QoS a vysielanie	Existuje	Existuje	Existuje	Existuje	Existuje	nie
CoS	nie	nie	Existuje	Existuje	Existuje	nie
VLAN	1	32	32	32
Funkčný účel zariadení
CPE	+	+	+	+
Opakovač	+	+	+
Hlavná jednotka (hlavný koniec)	+	+	+

Tabuľka 1.3. Umiestnenie produktov DS2

Cieľom je preniesť dáta elektrickej siete sa objavil pred niekoľkými desaťročiami. V 30-tych rokoch minulého storočia sa v Rusku a Nemecku uskutočnili experimenty s použitím elektrického vedenia na prenos informácií. Až do konca 90. rokov však technológia našla veľmi obmedzené uplatnenie. Slúžil najmä na výstroj vedenia vysokého napätia prenos energie HF komunikačnými kanálmi na prenos riadiacich informácií pre technické služby nízkou rýchlosťou (2,4 Kbps).

Osobitný záujem o možnosť prenosu informácií po elektrickej sieti vznikol s rozvojom internetu. Pre poskytovanie prístupu na internet širokej populácii bolo potrebné prepojiť body prítomnosti poskytovateľa s domácnosťami alebo kanceláriami zákazníkov, z ktorých väčšina nemá vysokorýchlostný prístupový kanál podobný tomu, ktorý má poskytovateľ. Navyše, za položenie takéhoto kábla bude musieť každý klient zaplatiť značnú sumu. A keď firemných používateľovčasto si môže dovoliť pripojenie pomocou drahej technológie, potom pre domáce, ktoré sú oveľa väčšie, je to absolútne neprijateľné. Inžinieri teda dostali za úlohu vyvinúť cenovo dostupnú technológiu poslednej míle, ktorá by spoľahlivo prepojila poskytovateľa a jeho zákazníkov.

V tomto smere pracovali desiatky spoločností, ktoré investovali stovky miliónov dolárov do technológií od xDSL, koaxiálnych televíznych káblov, bezdrôtového rádiového prístupu až po prenos dát cez satelit.

Mnohé technológie boli založené na využívaní existujúcej infraštruktúry – telefónnych liniek, sietí káblovej televízie atď. - na prístup k internetu. Je však zrejmé, že z hľadiska rozšírenosti a dostupnosti hotovej infraštruktúry sa žiadna iná sieť nevyrovná energetickej sieti. V každej domácnosti, dokonca aj v najodľahlejších kútoch sveta, sú elektrické zásuvky.

V deväťdesiatych rokoch ich bolo niekoľko výskumná práca o vysokorýchlostnom prenose dát po elektrizačnej sieti, pri ktorom boli zistené niektoré problémy: elektrické vedenie sa vyznačuje vysokou úrovňou šumu, rýchlym útlmom vysokofrekvenčného signálu, zmenami komunikačných parametrov vedenia v závislosti od prúdové zaťaženie. Postupom času sa tieto ťažkosti podarilo prekonať. V procese vývoja pokročilejších metód modulácie signálu boli vytvorené technológie pre vysokorýchlostný prístup k internetu pomocou elektrickej siete.

Priekopníkom v tejto oblasti bola britská spoločnosť Nor.Web, ktorá spolu s spoločnosťou United Utilities vyvinuli technológiu Digital Power Line (DPL), ktorá umožňuje prenos hlasových a dátových paketov cez jednoduché elektrické siete 120/220 V.

V roku 1997 sa uskutočnil prvý experiment a o dva roky neskôr bola technológia testovaná v Manchestri a Miláne. Výsledky však boli neúspešné a Nor.Web výskum zastavil. Heterogenita prenosového média a chýbajúca základňa prvkov a jednotný štandard viedli k tomu, že technológia Digital Powerline nebola komerčne aplikovaná.

Po DPL sa objavili riešenia od nemeckých spoločností: Bewag patentoval telekomunikačný vývoj, ktorý umožňuje prenos dát cez elektrické káble, Veba dosiahla zvýšenie rýchlosti prenosu dát cez energetické siete, ale izraelská spoločnosť Main.net (www.mainnet- plc .com). Jeho technológia PLC (Powerline Communications) sa rozšírila.

Zariadenie PLC zabezpečuje prenos dát aj hlasu (VoIP). Rýchlosť prenosu dát môže byť od 2 do 10 Mbps.

Technológia PLC je založená na frekvenčnom delení signálu, pri ktorom je vysokorýchlostný dátový tok rozdelený do niekoľkých nízkorýchlostných tokov prenášaných na samostatných pomocných nosných frekvenciách a následne spojených do jedného signálu.

Hlavným cenovým konkurentom „elektrického“ prístupu je asymetrická digitálna účastnícka linka (Asymmetrical Digital Subscriber Lines, ADSL). Zároveň je potrebné poznamenať, že nevyvážené kanály nie sú vhodné na riešenie všetkých problémov, napríklad nie sú vhodné pre dynamické online hry, kde je spätná prevádzka pomerne veľká.

Služby PLC, ako napríklad vysokorýchlostný prístup k internetu, sú teraz dostupné v mnohých európskych krajinách. Napríklad v Nemecku je služba ponúkaná vo viacerých mestách pod rôznymi značkami: Vype (www.vype.de); Piper-Net (www.piper-net.de) a PowerKom (www.drewag.de); v Rakúsku pod značkou Speed-Web (www.linzag.net); vo Švédsku je služba poskytovaná pod značkou ENkom (www.enkom.nu); v Holandsku pod názvom Digistroom (www.digistroom.nl); v Škótsku Broadband (www.hydro.co.uk/broadband).

Sľubná technológia zaujala takých silných hráčov na telekomunikačnom trhu ako Motorola, Cisco Systems, Intel, Hewlett-Packard, Panasonic, Sharp atď. Napríklad Motorola spolu s Phonex Broadband a Sonicblue úspešne otestovali spôsob prenosu hudobných súborov cez elektrickej siete. Aby sa predišlo negatívnym faktorom konkurencie, viaceré veľké telekomunikačné spoločnosti sa spojili do aliancie (nazvanej HomePlug Alliance), aby spoločne uskutočnili výskum a praktické testy, ako aj prijali jednotný štandard pre prenos dát cez napájacie systémy.

Atraktivita PLC technológie pre energetické spoločnosti

Pre energetické spoločnosti je technológia PLC výhodná z nasledujúcich dôvodov:

Otvára cestu na nové trhy, pretože mení elektrické vedenia na sieť na prenos dát;

Umožňuje ponúkať zákazníkom také obľúbené služby, ako je vysokorýchlostný prístup k internetu, telefonovanie atď.;

Nevyžaduje frekvenčný zdroj a príslušné licencie;

Lacné vybavenie poskytuje nízke počiatočné investície a možnosť postupného zvyšovania kapacity;

Umožňuje vám ponúkať nové typy služieb bez významných kapitálových investícií, pretože zariadenia elektrickej siete už majú veľký počet používateľov, rozvinutú infraštruktúru na budovanie systému podpory zákazníkov, opravárenské služby atď.;

Poskytuje energetickým a komunálnym spoločnostiam možnosť nepretržitého vzdialeného sledovania všetkých parametrov spotreby elektriny, vody, plynu, tepla a transakcií za úhradu akéhokoľvek typu služby.

Vysokorýchlostný prístup na internet

Náklady na implementáciu technológie poslednej míle pozostávajú z nákladov na lineárnu infraštruktúru (približne 60 – 80 % celkových nákladov), nákladov na vybavenie (20 – 30 %) a nákladov na projekt, prípravné inžinierske práce atď. (10-20%). Široká distribúcia elektrických sietí 0,2-0,4 kV, absencia potreby drahých výkopov a dierovania stien na kladenie káblov podnecujú zvýšený záujem o ne ako médium na prenos dát. Príkladom vysokorýchlostného internetového pripojenia je technológia švajčiarskej spoločnosti Ascom, ktorá je lídrom vo výrobe komunikačných systémov a sietí na báze technológie PLC. Spoločnosť ponúka komplexné riešenie, kde elektrické káble budovy slúžia ako „posledná míľa“ na prenos dát, zatiaľ čo elektrické vedenie vo vnútri budovy funguje ako „posledný palec“. Vonkajšie (Outdoor; Obr. 2) a vnútorné (Indoor; Obr. 3) systémy umožňujú použitie rovnakého prenosového média a rôznych nosných frekvencií. Nízke frekvencie sa používajú na prenos údajov pozdĺž napájačov zásobujúcich budovu a vysoké frekvencie sa používajú vo vnútri budov.

Pre vonkajšie aplikácie Ascom navrhuje použiť tri nosiče s priemernou frekvenciou 2,4; 4,8 a 8,4 MHz. V závislosti od prenosovej vzdialenosti každý z nosičov prenáša dáta rýchlosťou 0,75 až 1,5 Mbps. Pri malej vzdialenosti medzi medziľahlým bodom vysielača a prijímača (napríklad trafostanica) a budovou sa používajú všetky tri nosiče. Tým sa dosiahne prenosová rýchlosť až 4,5 Mbps. Pri minimálnej bitovej rýchlosti, bez opakovačov, je možné prejsť vzdialenosť 200-300 m. Pre najvyššie bitové rýchlosti je vzdialenosť približne polovičná.

Koncept opakovača umožňuje PLC zdvojnásobiť pokrytie vonkajších a interné aplikácie. Opakovač prijíma dátovú prevádzku z hlavného zariadenia a preposiela ju koncovým zariadeniam, ktoré nemôže dosiahnuť priamo.

Každý týždeň Ascom vyrobí približne 6 000 PLC adaptérov a 2 000 sieťových zariadení.

Ako príklad projektov Ascom Powerline, jeden z popredných dodávateľov elektriny v Nemecku, RWE, poskytuje prístup cez sieť RWE PowerNet za nižšie náklady ako televízne a káblové spoločnosti. V súčasnosti je na báze zariadení Ascom Powerline Communications AG realizovaných množstvo projektov vo východnej Európe a pripravujú sa pilotné projekty na zavedenie PLC na Ukrajine a v Rusku.

PLC technológie pre domáce siete

Schopnosť prenášať informácie cez elektrickú sieť vám umožňuje vyriešiť problém nielen poslednej míle, ale aj „posledného palca“. Faktom je, že počet vodičov, ktoré sa používajú na pripojenie domácich počítačov a inej domácej elektroniky, sa už prehnane zvýšil: v 150-metrovom byte sú položené až 3 km. rôzne káble. A práve elektrická sieť je práve ideálnym médiom na prenos riadiacich signálov medzi domácimi spotrebičmi pracujúcimi v sieti 110/220 V. PLC technológie pre domáce siete umožňujú efektívne realizovať koncept inteligentného domu poskytujúceho celý rad služieb pre vzdialené monitorovanie, zabezpečenie domácnosti, režimy správy domácnosti, zdroje atď.

Najmä známa spoločnosť LG ponúka prepojenie svojej spotrebnej elektroniky prostredníctvom elektrickej siete (obr. 5):

Internetová chladnička vykonáva funkcie ovládania a monitorovania digitálnej elektroniky pripojenej k sieti a poskytuje prístup na internet;

Internetová práčka je ovládaná cez sieť, umožňuje sťahovanie pracích programov z internetu;

Internetová mikrovlnná rúra vám umožňuje stiahnuť si recept z internetu, vykonávať vzdialené internetové monitorovanie;

Internetová klimatizácia sa ovláda cez internet.

Očakáva sa, že technológia PLC bude schopná dať nový impulz rozvoju prenosu dát po elektrických vedeniach a umožní priamy prístup do globálnej siete takmer odkiaľkoľvek na svete s minimálnymi nákladmi. Zatiaľ sa technológia nerozšírila, no v blízkej budúcnosti možno očakávať, že vážne vytlačí alternatívne technológie a povedie k výrazným zmenám na trhu služieb poskytovateľov: k zníženiu cien za prístup do Siete, vrátane cien za vytáčaná telefónna linka a prenajaté linky pripojenie .

Ak sa technológia PLC rozšíri, môže výrazne zmeniť rovnováhu síl na trhu poskytovania služieb prístupu na internet a prispeje k rozvoju nových princípov pre projektovanie silnoprúdových elektrických sietí – berúc do úvahy energetické aj komunikačné požiadavky.

Technológia PLC (Power Line Communication) je nová telekomunikačná technológia založená na využití energetických sietí na vysokorýchlostnú výmenu informácií. Experimenty s prenosom dát cez elektrickú sieť sa uskutočňovali už dlho, ale nízka prenosová rýchlosť a slabá odolnosť voči hluku boli prekážkou tejto technológie. Pokrok však nezostáva stáť a nástup výkonnejších DSP - procesorov (digitálnych signálových procesorov) umožnil použiť komplexnejšie metódy modulácie signálu, ako je OFDM modulácia (ortogonálne frekvenčne delené multiplexovanie), čo umožnilo výrazne napredovať. pri implementácii technológie PLC. Pred niekoľkými rokmi sa niekoľko významných lídrov na telekomunikačnom trhu zjednotilo v aliancii s názvom HomePlug Alliance s cieľom spoločne vykonávať vedecký výskum a praktické testy, ako aj prijať jednotný štandard pre prenos dát cez energetické systémy. Prototyp PowerLine je technológia PowerPacket od Intellonu, ktorá vytvorila základ pre vytvorenie jednotnej štandardnej špecifikácie HomePlug1.0 (prijatej alianciou HomePlug 26. júna 2001), ktorá definuje rýchlosť prenosu dát až 14 Mb/s. Možnosti PLC technológie.Malá kancelária (SOHO)
Technológia PowerLine môže byť použitá na vytvorenie lokálnej siete v malých kanceláriách (do 10 počítačov), kde sú hlavnými požiadavkami na sieť jednoduchosť implementácie, mobilita zariadení a ľahká rozšíriteľnosť.
Zároveň je možné pomocou adaptérov PowerLine vybudovať celú kancelársku sieť aj jej jednotlivé segmenty. Veľmi často nastáva situácia, keď je potrebné zaradiť do už existujúcej siete vzdialený počítač resp sieťová tlačiareň umiestnené v inej miestnosti alebo dokonca na druhom konci budovy. Pomocou adaptérov PowerLine je možné tento problém vyriešiť za 15 minút. Domáce komunikácie.
Technológia PowerLine otvára nové možnosti pri realizácii myšlienky „inteligentného domu“, kde by všetka spotrebná elektronika bola zviazaná do jedného informačnej siete s centralizovaným ovládaním. Elektrická sieť je ideálnym médiom na prenos riadiacich signálov medzi domácimi spotrebičmi pracujúcimi v sieti 110/220V. V blízkej budúcnosti sa objaví čip, ktorý umožní jeho zabudovanie do rôznych zariadení, ktoré budú schopné prijímať a prenášať dáta cez vlastné napájacie obvody. Navyše s týmto čipom môžete organizovať prenos zvukových dát, dát zo senzorov bezpečnostných poplachov, rozširovať a rozširovať telefónne linky atď. Dúfajme, že doba, kedy bude technológia PLC prítomná v každej domácnosti, nie je ďaleko.

Podstata technológie.

Teoretické základy technológie Powerline
Základom technológie Powerline je využitie frekvenčného delenia signálu, pri ktorom je vysokorýchlostný dátový tok rozdelený do niekoľkých relatívne nízkorýchlostných tokov, z ktorých každý je prenášaný na samostatnej pomocnej nosnej frekvencii a následne zlúčený do jedného signálu. (obr. 1).

Pri použití konvenčného frekvenčného multiplexovania (FDM - Frequency-Division Multiplexing) sú ochranné pásma (Guard Band) medzi subnosnými, potrebné na zamedzenie vzájomného ovplyvňovania signálov, pomerne veľké (obr. 2), takže dostupné spektrum sa veľmi nevyužíva. efektívne.

V prípade ortogonálneho multiplexovania s frekvenčným delením (OFDM) sú stredy pomocných nosných frekvencií umiestnené tak, že vrchol každého nasledujúceho signálu sa zhoduje s nulovou hodnotou predchádzajúcich (obr. 3). Toto umiestnenie umožňuje efektívnejšie využitie dostupnej šírky pásma.

Pred spojením jednotlivých subnosných do jedného signálu prechádzajú fázovou moduláciou (obr. 4), pričom každá má svoju postupnosť bitov.

Potom všetky prechádzajú motorom PowerPacket a sú zostavené do jedného informačného balíka, ktorý sa tiež nazýva OFDM-symbol. Obrázok 5 zobrazuje príklad relatívneho kľúčovania kvadratúrneho fázového posunu (DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying) na každej zo 4 subnosných v rozsahu 4-5 MHz.

V skutočnosti technológia Powerline využíva 84 pomocných nosných frekvencií v rozsahu 4-21 MHz (obr. 6).

Teoretická rýchlosť prenosu dát pri použití paralelných tokov so súčasnou fázovou moduláciou signálov je viac ako 100 Mb/s.
Prispôsobenie sa fyzickému prostrediu, riešenie problémov a konfliktov.
Pri prenose signálov cez domáci zdroj môže na určitých frekvenciách dôjsť k veľkému útlmu vo vysielacej funkcii, čo vedie k strate dát (obr. 7).]

Technológia Powerline poskytuje špeciálnu metódu riešenia tohto problému – dynamické vypínanie a zapínanie signálov prenášajúcich dáta. Podstata tejto metódy spočíva v tom, že zariadenie neustále monitoruje prenosový kanál, aby identifikovalo časť spektra s prekročeným určitým prahom útlmu. V prípade zistenia tejto skutočnosti sa používanie týchto frekvencií na chvíľu zastaví, kým sa neobnoví normálna hodnota útlmu (obr. 8).

Vďaka tejto metóde je technológia Powerline maximálne flexibilná v rôznych prostrediach. Rôzne krajiny majú napríklad rôzne predpisy, podľa ktorých sa časť frekvenčného pásma nedá použiť. Zároveň sa v prípade Powerline jednoducho nebudú prenášať dáta v tomto rozsahu. Ďalším príkladom je prípad, keď aplikácia už používa časť rozsahu. Podobne ako v prvom prípade sa tým vypne aj prenos dát na určitých frekvenciách a dve aplikácie môžu koexistovať v rovnakom fyzickom prostredí.
Ďalším vážnym problémom pri prenose dát po domácej elektrickej sieti je impulzný šum (do 1 mikrosekundy), ktorého zdrojom môžu byť halogénové žiarovky (obr. 9), zapínanie a vypínanie rôznych elektrospotrebičov a pod.

Pri použití predchádzajúcej metódy nemusí mať systém čas prispôsobiť sa rýchlo sa meniacim podmienkam, v dôsledku čoho sa niektoré bity zničia a stratia. Na vyriešenie tohto problému sa používa dvojstupňové (kaskádové) kódovanie bitových tokov na opravu chýb predtým, ako sú modulované a vstupujú do dátového kanála. Podstatou kódovania na opravu chýb je pridanie redundantných („ochranných“) bitov do pôvodného informačného toku podľa určitých algoritmov, ktoré používa dekodér na prijímacom konci na detekciu a opravu chýb. Kaskádovanie blokového Reed-Solomonovho kódu a jednoduchého konvolučného kódu dekódovaného pomocou Viterbiho algoritmu umožňuje opraviť nielen jednotlivé chyby, ale aj zhluky chýb, čím poskytuje takmer 100% záruku integrity prenášaných dát. Kódovanie na opravu chýb je navyše aj metódou technického uzavretia, ktorá zaisťuje relatívnu bezpečnosť prenášaných informácií na spoločnom prenosovom médiu.
Ďalším problematickým bodom je, že domáca napájacia sieť slúži ako bežné médium na prenos dát, to znamená, že súčasne môže vysielať niekoľko zariadení. V takejto situácii je na vyriešenie konfliktov dopravných kolízií potrebný regulačný mechanizmus – protokol prístupu k médiám. Ako taký protokol bol zvolený známy Ethernet, ktorý bol v technológii Powerline rozšírený o ďalšie polia priority. Táto úprava je spôsobená potrebou garantovanej šírky pásma pre prenos hlasu a videa cez IP, keď je veľkosť oneskorenia kritickým parametrom. Pakety obsahujúce hlas alebo video sú v tomto prípade označené ako "kritické pre načasovanie", t.j. majú najvyššiu prioritu pri spracovaní a prístupe k prenosovému médiu.

Praktická implementácia a použitie PowerLine
Takže sme zvážili základné princípy technológie Powerline. Bohužiaľ, prístup k plnej verzii špecifikácie HomePlug 1.0 je obmedzený (iba členovia HomePlug Alliance) a napr. zaujímavé otázky požiadavky na elektroinštaláciu, prenosové vzdialenosti a štruktúru budovy. Jednotlivé parametre môžete zhruba odhadnúť na príklade niektorých výrobcov. Phonex teda ponúka zariadenie Phonex Broadband QX-201 NeverWire 14 (obr. 10) s maximálnou rýchlosťou až 14 Mb/s.

Vzdialenosť medzi jednotlivými bodmi je malá, niekoľko desiatok metrov. Ako je zrejmé z obrázku, užívatelia môžu byť v dome kombinovaní prostredníctvom napájacej siete a jeden alebo viac modemov (káblový alebo DSL) môže byť použitý ako prístup k chrbticovej sieti.

V súčasnosti Rusko ponúka širokú škálu zariadení na vytváranie lokálnych sietí pomocou technológie PLC. Napríklad vyrába PLANET's powerline communication, ktorá pracuje so špecifikáciou PLC štandardu HomePlug1.0, ktorá definuje rýchlosť prenosu dát až 14 Mb / s. Produkt sa nazýva PL-401 E a ide o most s jedným PLC portom a prepínač so štyrmi LAN portami, ktorý stojí v priemere 82 dolárov.

Alebo PLC adaptér, ktorý vám umožní pripojiť 2 až 16 počítačov do jednej lokálnej siete prostredníctvom 220-voltového elektrického vedenia.

Dosah prenosu signálu - do 200 m (cez kabeláž);

Rýchlosť prenosu dát - až 14 Mb / s;

Ochrana údajov DES 56 bit;

prepínač PC/HUB;

Nevyžaduje inštaláciu dodatočného softvéru.

Problémy vývoja technológie PLC.

Nech sú však výsledky práce experimentálnych PLC sietí v zahraničí akokoľvek optimistické, u nás môže táto technológia naraziť na množstvo ťažkostí. Naše elektrické vedenie je vyrobené predovšetkým z hliníka a nie z medi, ktorá sa používa vo väčšine častí sveta. Hliníkové drôty majú horšiu elektrickú vodivosť, čo vedie k rýchlejšiemu útlmu signálu. Ďalším problémom je, že stále nemáme vyriešené hlavné otázky právnej úpravy používania takýchto technológií. Posledný problém je však aktuálny aj pre Západ. Hlavným faktorom, ktorý bráni rýchlemu rozvoju vysokorýchlostných PLC systémov, je nedostatok štandardov pre širokopásmové PLC systémy a v dôsledku toho vysoké riziko nekompatibility s inými službami využívajúcimi rovnaké alebo podobné frekvenčné pásma. V roku 2001 medzinárodné konzorcium HomePlug Powerline Alliance prijalo priemyselný štandard pre budovanie domácich sietí prostredníctvom domácich elektroinštalácií – špecifikáciu HomePlug 1.0. Ale táto norma upravuje výstavbu „domácich“ sietí, teda sietí v rámci toho istého bytu (chaty). Plnohodnotný štandard pre širokopásmové PLC ešte nebol vyvinutý.

Napodiv, stále existujú tí, ktorým myšlienka prenosu dát cez elektrické vedenie nie je ľahostajná. Áno, na svete je veľa ľudí, ktorí sa s týmto fenoménom stretli tvárou v tvár, niekto sa možno len zoznámi s technológiami, ktoré otvárajú takéto príležitosti, pre niekoho je to už úspešná alebo neúspešná skúsenosť, a pre niekoho to bol včerajší deň.

Takže PLC. Bohužiaľ, v sieti nie je toľko informácií ako o rovnakom Ethernete alebo Wi-Fi. Týmto článkom sa pokúsim odpovedať na najobľúbenejšie otázky, ktoré ma samého kedysi zaujímali. PLC (Power Line Communication) je komunikačná sieť, ktorej prepravou sú bežné elektrické rozvody bytu, kancelárie alebo podniku. Siete tohto druhu možno použiť na prenos dát a hlasu. Elektrický kábel doslova obklopuje moderného človeka. Nachádza sa v domácnostiach, kanceláriách a podnikoch, na verejných miestach. A to nie je prekvapujúce, pretože drôty sú jediným prostriedkom na dodávanie elektrického prúdu spotrebiteľovi. Pre elektrifikované objekty často nie je vhodný jeden, ale niekoľko napájacích káblov. Je to spôsobené použitím niekoľkých elektrických fáz alebo prídavných elektrických vedení.

Je samozrejmé, že o použití elektrického kábla ako prostriedku komunikácie sa uvažovalo už dlho. Pri tejto myšlienke by sa pripojenie k sieti zredukovalo na pripojenie zástrčky adaptéra do zásuvky. V dôsledku toho bola vyvinutá nová špecifikácia, ktorá bola založená na vývoji PLC a DPL (Digital PowerLine), ktoré boli vykonané skôr. Vznikol úsilím skupiny spoločností ako Siemens, Nortel, Motorola atď., ktoré vytvorili HomePlug Powerline Alliance. S príchodom štandardov HomePlug 1.0 a potom HomePlug AV PLC si zariadenia v režime BPL (Broadband over Power Lines - širokopásmový prenos po elektrických vedeniach) mohli vymieňať dáta rýchlosťou až 200 Mb/s.

Kde môžete využiť technológiu Power Line Communication? Pri správnej aplikácii takmer kdekoľvek, ale hlavne túto technológiu používa sa na organizáciu lokálnej siete doma a v kancelárii, ako aj prístupovej technológie na úrovni poskytovateľa. Medzi výhody tejto technológie patrí ľahká škálovateľnosť siete, možnosť implementácie systému „smart home“ (ako technológia Z-Wave :)), absencia dodatočných otvorov v stene a kábli v byte/dome.

Príbeh

Na úsvite rozvoja elektrických sietí vyvstala otázka organizácie výmeny dispečerských informácií medzi energetickými uzlami. Najracionálnejšie bolo použitie existujúcich elektrických vedení, než výstavba samostatných telegrafných vedení. Už na začiatku 20. storočia sa v Spojených štátoch využívalo elektrické vedenie na výmenu telegrafných informácií. priamy prúd. S rozvojom rádiovej komunikácie bolo možné na rovnaké účely použiť siete striedavého prúdu.

V súčasnosti je výmena dispečerských informácií cez elektrické vedenie široko využívaná ako jeden z hlavných typov komunikácie. Transceiver je pripojený k elektrickému vedeniu cez spojovací filter vytvorený z nízkokapacitného kondenzátora (2200 - 6800 pikofaradov) a vysokofrekvenčného transformátora (autotransformátor). Takýto systém umožňuje prenos ako hlasových informácií, tak aj telemetrických a telekontrolných údajov. Myšlienkou technológie PLC je použitie elektrických vedení na vysokorýchlostnú výmenu informácií.

Ako sa pri vývoji a následnej prevádzke ukázalo, úzkym hrdlom technológie bola slabá odolnosť voči šumu a nízka rýchlosť prenosu dát. V marci 2000 vznikla HomePlug Powerline Alliance ako výsledok zlúčenia niekoľkých významných telekomunikačných spoločností, organizovaných za účelom spoločného výskumu, vývoja a testovania, okrem toho bolo rozhodnuté prijať jednotný štandard pre prenos dát cez energetické systémy. . Mimochodom, v súčasnosti HomePlug Powerline Alliance zahŕňa viac ako sto organizácií.

Prototyp PowerLine je technológia PowerPacket od Intellonu, ktorá tvorila základ jednotného štandardu HomePlug1.0 (prijatého alianciou HomePlug 26. júna 2001), ktorý definoval rýchlosť prenosu dát až 14 Mb/s. V súčasnosti však štandard HomePlug AV zvýšil rýchlosť prenosu dát na 200 Mbps. A nový štandard G.hn rozšíri v nasledujúcom roku šírku pásma na 1 Gbps.

Stojí za zmienku, že HomePlug nie je jediným balíkom existujúcich špecifikácií. Okrem toho HomePlug existujú aj iné – ide o širokopásmovú technológiu podporovanú medzinárodnou asociáciou UPA(Universal Powerline Association), ako aj technológiu s rovnakým názvom, ktorú vyvinulo množstvo vplyvných japonských spoločností, ktoré sa zjednotili v aliancii HD-PLC(High-Definition Powerline Communications). V Európe prispela aliancia k rozvoju technológie PLC OPERA(OpenPLC European Research Alliance). Stručne o nich porozprávam.

OPERA

OPERA bola založená európskymi výrobnými spoločnosťami a univerzitami v roku 2004. Aliancia má viac ako 40 členov. Cieľom bol výskum a vývoj v oblasti integrovaných PLC sietí pre organizovanie širokopásmového prístupu.

V roku 2006 bol dokončený prvý projekt aliancie. Dokončenie vyústilo do vydania prvej verzie štandardu, s použitím ktorej sa ponáhľali mnohí výrobcovia PLC zariadení. Druhá fáza projektu sa začala v januári 2007 a skončila v decembri 2008. Cieľom projektu bolo vyvinúť špecifikácie, ktoré umožnia prevádzku širokopásmových systémov s využitím existujúceho elektrického vedenia ako fyzického média. Odtiaľ pochádza druhý názov – BPL (Broadband over Power Line).

Technológia BPL poskytuje vysokorýchlostný prenos dát (streaming videa, IP-telefónia atď.), Ako aj organizáciu domácich lokálnych sietí. Účastníkmi druhej etapy projektu boli popredné európske univerzity Švajčiarsky federálny technologický inštitút (Švajčiarsko), Univerzita v Drážďanoch a Univerzita v Karlsruhe (Nemecko) a ďalšie, veľké spoločnosti zaoberajúce sa vývojom technológií DS2 (Španielsko) a CTI (Švajčiarsko). ), ako aj európski operátori PLC EDEV-CPL (Francúzsko), ONI (Portugalsko), PPC (Nemecko), utilitné spoločnosti a OEM – spolu 26 účastníkov. Špecifikácie navrhované alianciou sú založené na technológii vyvinutej španielskou spoločnosťou DS2, ktorá ako prvá predstavila komerčné PLC modemové čipy, ktoré poskytujú priepustnosť komunikačného kanála na fyzickej úrovni až do 200 Mbps. To umožňuje prenos dát vo frekvenčnom pásme 10, 20 alebo 30 MHz. Modulačná metóda je OFDM, počet subnosných je 1536. Na moduláciu subnosných sa používa modulácia ADPSK (Amplitude Differential Phase Shift Keying), ktorá zabezpečuje prenos až 10 bitov na subnosnú. Teoreticky dosiahnuteľný dátový tok je 205 Mbps.

UPA

UPA bola založená v roku 2004. Zahŕňa popredných výrobcov elektronických zariadení a výskumných centier: Analog Devices, Ambient, Buffalo, Comtrend, Corinex, D-Link, NETGEAR, Korea Electrotechnology Research Institute, Toshiba atď. Účelom združenia bolo vyvinúť štandardy a predpisy definujúce rôzne aspekty procesu prenosu údajov s cieľom urýchliť rozvoj trhu PLC a podporu systémov prenosu údajov cez energetické siete na vládnej a podnikovej úrovni. Jedným z aspektov certifikácie UPA je koexistencia zariadení rôznych štandardov využívajúcich rovnaké fyzické prenosové médium, t. j. napríklad súčasné používanie tej istej elektrickej siete na prenos dátových tokov v súlade so štandardmi HomePlug a OPERA. Asociácia UPA podporuje hlavné špecifikácie navrhnuté OPERA Alliance.

HD-PLC

HD-PLC bola založená japonskou korporáciou Panasonic Corporation, ktorá zahŕňala také spoločnosti ako AOpen, Advanced Communications Networks, Icron Technologies Corporation, I-O DATA DEVICE, Analog Devices, APTEL, Audiovox Accessories Corporation, Buffalo, OKI, Kawasaki Microelectronics, OMURON NOHGATA, Murata a ďalší Širokopásmová technológia HD-PLC od spoločnosti Panasonic je navrhnutá na vysokorýchlostný prenos a príjem dát cez elektrickú sieť a je podporovaná CEPCA (Consumer Electronics Powerline Communication Alliance).

Túto alianciu vytvorili v roku 2005 vplyvné japonské korporácie Panasonic, Sony, Toshiba, Mitsubishi, Sanyo a Yamaha. Jednou z aktivít CEPCA je spojiť úsilie o vývoj technológie kompatibilnej s rôzne štandardy, ktorý vám potenciálne umožní kombinovať siete na prenos multimediálnych dát v rámci bytu alebo domu. Konkurentom technológie HD-PLC sú technológie propagované asociáciami HomePlug a UPA. Výrazná vlastnosť Technológia HD-PLC je navrhovanou metódou na syntézu signálu OFDM. Na rozdiel od spôsobu vytvárania signálu OFDM pomocou inverznej rýchlej Fourierovej transformácie (FFT) prijatej napríklad v technológii HomePlug AV, autori navrhli použitie Wavelet transformácií v technológii HD-PLC. Wavelet OFDM je širokopásmová technológia prenosu dát pomocou elektrickej siete, ktorá sa vyznačuje vysokou spektrálnou účinnosťou. Táto technológia využíva Waveletové transformácie na syntetizovanie signálu OFDM. Teoreticky dosiahnuteľná rýchlosť prenosu dát je 210 Mbps.

členov

Treba chápať, že všetky vyššie uvedené aliancie a združenia sú akési „záujmové kluby“, ktorých jadro tvorí niekoľko veľkých výrobcov integrovaných obvodov sledujúcich komerčný zisk. Na periférii sú výrobcovia modemov a iných zariadení. Vznikli tak „neziskové“ organizácie, aby vyvinuli a podporili štandard „nezávislý na výrobcovi“.

Jadrom Homeplug Powerline Alliance sú Cisco, Intel, LG, Motorola, Texas Instruments. Sú spojencami Intellonu, čo odráža americký smer vývoja tejto technológie. Európske smerovanie určuje spoločnosť DS2 podporovaná Európskou úniou v rámci projektu OPERA. Viac ako dve desiatky partnerských spoločností DS2 sa združili v asociácii UPA, do ktorej patria Buffalo, Corinex, D-Link, Intersil, Netgear, Toshiba a ďalšie spoločnosti. Panasonic Corporation pri svojom vývoji dodržiava špecifikácie priemyselnej aliancie CEPCA. Rovnakým štandardom sa riadia aj spoločnosti ako Hitachi, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sanyo, Sony atď.. Do počtu tzv. vplyvné medzinárodné organizácie pre normalizáciu. ). Tieto organizácie zahŕňajú zástupcov popredných spoločností z mnohých krajín sveta.

V decembri 2008 normalizačný inštitút ITU-T prijal medzinárodný štandard pre vysokorýchlostný prenos dát cez elektrické vedenia, telefónne a koaxiálne káble. Nový štandard ITU-T (G.9960), nazývaný aj G.hn, je balík špecifikácií prepojenia a fyzickej vrstvy, ktorý zjednocuje princíp budovania káblových domácich sietí. Koncom roka 2008 sa prvýkrát objavil medzinárodný štandard, ktorý umožňuje naplno využiť potenciál káblových sietí, ktoré ako fyzické médium na prenos dát využívajú elektrické vedenia, koaxiálne alebo telefónne káble. Na interoperabilitu všetkých sietí založených na G.hn dohliada nezisková organizácia Home Grid Forum, ktorú spoluzakladá DS2.

Koncom roka 2008 spoločnosť DS2 oznámila svoj zámer vyvinúť PLC modemový čip kompatibilný so špecifikáciami G.hn, UPA a OPERA. V júli 2005 IEEE oznámilo vytvorenie pracovnej skupiny na prípravu štandardu Broadband PowerLine. Predmetom štúdie boli konkurenčné a nekompatibilné špecifikácie pre použitie elektrických sietí na vysokorýchlostný prenos dát. Špecifikácie predložili HomePlug Powerline Alliance, Panasonic Corporation a DS2.

V dôsledku toho bol schválený prvý návrh štandardu: Návrh štandardu IEEE P1901 pre širokopásmové siete po silnoprúdových sieťach: riadenie stredného prístupu a špecifikácie fyzickej vrstvy. Návrh štandardu poskytuje možnosť použitia dvoch nekompatibilných modulačných metód (FFT OFDM a Wavelet OFDM) na fyzickej vrstve. Okrem toho bola povolená možnosť použitia dvoch nekompatibilných metód priamej opravy chýb.

Jeden z nich je založený na konvolučných turbo kódoch, druhý využíva LDPC kódy - kódy s nízkou hustotou paritných kontrol. V súčasnosti sa turbo kódy používajú v satelitných a mobilných komunikačných systémoch, bezdrôtovom širokopásmovom prístupe a digitálna televízia. V návrhu normy nie sú žiadne odkazy na použitie technológie navrhovanej DS2 a dve verzie PHY brané ako základ sa od seba výrazne líšia. V dôsledku toho zariadenia s rôznymi typmi modulácie nemôžu komunikovať v rovnakej sieti, aj keď budú spĺňať požiadavky normy IEEE P1901. Pri písaní boli použité materiály z tejto stránky.

Teoreticky

Základom technológie PowerLine je využitie frekvenčného delenia signálu, pri ktorom sa vysokorýchlostný dátový tok analyzuje do niekoľkých relatívne nízkorýchlostných tokov, z ktorých každý sa prenáša na samostatnej frekvencii pomocnej nosnej frekvencie a následne sa zlúčia do jeden signál.

Pri frekvenčnom multiplexovaní (FDM - Frequency-Division Multiplexing) sa dostupné spektrum spotrebuje neefektívne. Je to spôsobené prítomnosťou ochranných intervalov (Guard Band) medzi subnosnými. Prítomnosť ochranných intervalov je nevyhnutná, aby sa zabránilo vzájomnému ovplyvňovaniu signálov.

Preto sa používa ortogonálne frekvenčne delené multiplexovanie (OFDM). Cieľom je umiestniť stredy pomocných nosných tak, aby vrchol každého nasledujúceho signálu sa zhodoval s nulovou hodnotou predchádzajúceho. Ako je možné vidieť, dostupná šírka pásma sa využíva efektívnejšie pri použití OFDM.

Pred spojením do jedného signálu jednotlivé čiastkové nosné podstúpia fázovú moduláciu – každá s vlastnou sekvenciou bitov.

Potom prichádza na rad motor PowerPacket, v ktorom sú pomocné nosiče zostavené do jedného informačného balíka (OFDM-symbol). Technológia PowerLine využíva 1536 pomocných nosných frekvencií s 84 najlepšími frekvenciami v rozsahu 2-32 MHz. Akákoľvek technológia prenosu údajov sa musí prispôsobiť fyzickému prostrediu, čo znamená, že potrebuje prostriedky na zisťovanie a odstraňovanie chýb a konfliktov. PLC nie je výnimkou. Pri prenose signálov cez domácu sieť môže na určitých frekvenciách dôjsť k veľkému útlmu, čo povedie k strate dát. Technológia Powerline poskytuje špeciálnu metódu riešenia tohto problému – dynamické vypínanie a zapínanie signálov prenášajúcich dáta. Podstata metódy spočíva v neustálom sledovaní kanála s cieľom identifikovať časť spektra s prekročenou maximálnou hranicou útlmu. Ak sa takýto úsek zistí, prenos dát v problémovom frekvenčnom rozsahu sa zastaví, kým sa neobnoví prijateľná hodnota útlmu.

Silnou stránkou technológie PowerLine, ktorá spočíva vo využití širokého spektra frekvencií, je aj jej slabá stránka. V rôznych krajinách je spektrum zakázaných frekvencií prísne regulované. Pri prevádzke je PLC zariadenie schopné „stlmiť“ rádiový príjem v použitom spektre. Rádioamatéri si tento problém dobre uvedomujú. Preto použitie OFDM a širokej šírky pásma dáva technológii PowerLine flexibilitu na použitie v rôznych prostrediach. Technicky sa to realizuje nastavením takzvaného režimu signálu a masky napájania na zariadeniach (ktoré poskytujú zodpovedajúcu schopnosť). Režim signálu - programová metóda určenie prevádzkového frekvenčného rozsahu. Power Mask je softvérová metóda na obmedzenie spektra používaných frekvencií. Vďaka tomu môžu zariadenia PowerLine ľahko koexistovať v rovnakom fyzickom prostredí a nezasahovať do frekvenčných rozsahov používaných rádioamatérmi.

Ďalším významným problémom, teraz pre samotné PLC zariadenia, je impulzný šum, ktorého zdroje môžu byť rôzne nabíjacie zariadenie, halogénové žiarovky, zapínanie alebo vypínanie rôznych elektrických spotrebičov.

Zložitosť situácie spočíva v tom, že pri použití vyššie uvedenej metódy sa PLC zariadenie nemá čas prispôsobiť rýchlo sa meniacim podmienkam, pretože ich trvanie môže byť rovné jednej mikrosekunde alebo menej. Na vyriešenie tohto problému sa pred moduláciou a následným prenosom do siete používa kaskádové kódovanie bitových tokov. Podstatou kódovania na opravu chýb je pridanie redundantných bitov do pôvodného informačného toku, ktoré používa dekodér na prijímacom konci na detekciu a opravu chýb. Kaskádovanie blokového Reed-Solomonovho kódu a jednoduchého konvolučného kódu dekódovaného pomocou Viterbiho algoritmu umožňuje opraviť nielen jednotlivé chyby, ale aj zhluky chýb, čo výrazne zvyšuje integritu prenášaných dát.

Kódovanie na opravu chýb navyše zvyšuje bezpečnosť prenášaných informácií na spoločnom prenosovom médiu. Keďže ako médium na prenos dát je zvolená domáca napájacia sieť, prenos môže spustiť viacero zariadení naraz. Na riešenie kolízií sa používa metóda CSMA/CA. Vďaka pridaniu prioritných polí do dátových rámcov prenášaných v sieťach PowerLine bolo možné prenášať hlas a video cez IP.

Na praxi

HomePlug 1.0

Prvá „elektrická“ špecifikácia štandardu HomePlug bola vyvinutá a prijatá po roku práce aliancie – v polovici roku 2001. Táto špecifikácia popisuje nasledujúce pravidlá pre prevádzku lokálnej siete:

• ako sieťová topológia sa používa "zbernica";
• maximálna rýchlosť prenosu dát je 14 Mbps;
• maximálny priemer siete je 100 m (v praxi môže byť vzdialenosť viac ako 1000 m, ale s nižšou dátovou rýchlosťou);
• používanie opakovačov je povolené, čo umožňuje zväčšiť vzdialenosť prenosu údajov až na 10 000 m;
• adaptívne mechanizmy sa používajú na zmenu frekvencie alebo deaktiváciu určitých kanálov, keď sa zistí silné rušenie;
• Služba QoS (Quality of Service) sa aplikuje so štyrmi úrovňami kvality doručenia;
• dáta sú šifrované metódou DES s 56-bitovým šifrovacím kľúčom.

Po krátkom čase sa objavila neoficiálna verzia HomePlug 1.0 s označením Turbo, ktorej technické vlastnosti opakovali tie z HomePlug 1.0 s jedným, no podstatným rozdielom: rýchlosť prenosu dát bola zvýšená na 85 Mbps.

HomePlug AV

Prijatie špecifikácie HomePlug AV v roku 2005 bolo významným míľnikom, pretože umožnilo použitie štandardu pre veľké dátové toky, ako je streamovanie HDTV videa. Ak si túto špecifikáciu podrobne rozoberiete, všimnete si, že počas jej vývoja boli prepracované mnohé prístupy, ktoré boli použité pri vývoji špecifikácií HomePlug 1.0 a HomePlug 1.0 Turbo. Špecifikácia HomePlug AV má nasledujúce vlastnosti:

• maximálna rýchlosť prenosu dát je 200 Mbps;
• prenos dát sa uskutočňuje vo frekvenčných rozsahoch 2-28 MHz a 4-32 MHz;
• používa sa metóda prístupu k médiám CSMA/CA;
• Používa sa služba QoS (Quality of Service);
• šifrovanie údajov využíva technológiu AES so 128-bitovým šifrovacím kľúčom.

V súčasnosti sa prevažná väčšina koncových prípojok realizuje položením kábla z vysokorýchlostnej trate do bytu alebo kancelárie užívateľa. Toto je najlacnejšie a najspoľahlivejšie riešenie, ale ak kabeláž nie je možná, môžete použiť napájací elektrický komunikačný systém dostupný v každej budove. Prístupovým bodom na internet sa zároveň môže stať akákoľvek elektrická zásuvka v budove. Od užívateľa sa vyžaduje iba to, aby mal PowerLine modem na komunikáciu s podobným zariadením inštalovaným spravidla v elektrickom dispečingu budovy a pripojeným k vysokorýchlostnému kanálu.

PLC je tiež ideálnym riešením na poslednú míľu v chatových osadách a nízkopodlažných budovách, pretože organizácia alternatívnych komunikačných kanálov stojí 4-krát alebo viackrát viac ako hotové elektrické rozvody.

Technológia PowerLine môže byť použitá na vytvorenie lokálnej siete v malých kanceláriách (do 10 počítačov), kde sú hlavnými požiadavkami na sieť jednoduchosť implementácie, mobilita zariadení a ľahká rozšíriteľnosť. Zároveň je možné pomocou adaptérov PowerLine vybudovať celú kancelársku sieť aj jej jednotlivé segmenty. Často nastáva situácia, keď je potrebné do existujúcej siete zaradiť vzdialený počítač alebo sieťovú tlačiareň umiestnenú v inej miestnosti alebo na druhom konci budovy. Tento problém je jednoducho vyriešený pomocou adaptérov PowerLine.

Technológia PowerLine môže byť použitá na realizáciu myšlienky „inteligentného domu“, kde je všetka spotrebná elektronika prepojená do jednej informačnej siete s možnosťou centralizovaného ovládania. Vzhľadom na to, že PLC využíva hotovú komunikáciu, technológiu PowerLine je možné použiť pri automatizácii procesov, pri pripájaní automatizačných jednotiek cez elektrické vodiče alebo iné typy vodičov. Vzhľadom na skutočnosť, že PLC môže pracovať na rôznych vodičoch (nie nevyhnutne elektrických), je možné použiť technológiu v bezpečnostných požiarnych systémoch, ako aj na organizovanie systémov video sledovania.

Existujú aj negatívne stránky: napríklad potreba pripojiť všetky adaptéry LAN do jednej fázy. Zahŕňajú aj nevýhodu „zbernicovej“ topológie – rýchlosť je zdieľaná medzi všetkými zariadeniami v sieti.

Uvediem príklad implementácie technológie v sieti poskytovateľa internetu. Existujú rôzne možnosti implementácie technológie.

Budem hovoriť o jednom, možno najjednoduchšom. Pripojenie k ethernetovým prepínačom nie je nezvyčajné. Ovládač PLC je inštalovaný v krabici spolu s vypínačom v dome. Sú navzájom prepojené štandardným prepojovacím káblom v 100 Mb/s FastEthernet portoch. Krabica v závislosti od modelu PLC ovládača alebo Head End (ďalej HE) môže vyzerať odlišne.

Signál PLC sa prenáša cez koaxiálny kábel, ktorý je na jednej strane pripojený k NOT, na druhej strane k rozbočovaču. Rozdeľovač je druh adaptéra, ktorý sa používa na pripojenie viacerých NOT v dome. Takáto potreba môže nastať, keď vo veľkom počte spojov resp vysoké požiadavky do šírku pásma komunikačný kanál.

V prípade použitia viacerých sa nastavenia masky napájania NIE SÚ realizované výberom režimu signálu. Táto akcia je potrebná na jednoznačné určenie skutočného NOT pre konkrétneho klienta CPE. V opačnom prípade nastane situácia s prepínaním CPE medzi HE, a teda opätovnou autorizáciou po každom prepnutí.

Počet prepínačov je určený stabilitou spojenia medzi HE a CPE. S nastavením Signal Mode to moc nevyjde, existuje len niekoľko možností, ale Power Mask sa dá celkom flexibilne nakonfigurovať. Inžinier má k dispozícii 256-bitové dátové pole, v rámci ktorého je možné povoliť alebo zakázať prácu v určitom frekvenčnom spektre. V tejto fáze máme dve nezávislé siete: elektrickú sieť a dátovú sieť. Ako získať sieť schopnú prenášať dáta cez vytúžené médium? Tu sa nezaobídete bez zariadenia, ktoré „nalieva“ signál PLC do elektrických vodičov. Takéto zariadenie je injektor alebo, ako sa tiež nazýva, spojka a proces "infúzie" je injekcia.

Na pripojenie koaxiálnych káblov sa používajú špeciálne konektory.

Môžete tiež podať injekciu pomocou feritových krúžkov. Áno, môžu to byť nielen filtre, ktoré chránia pred hlukom. Tu treba povedať, že nie každý ferit je vhodný a inštalácia zďaleka nie je taká jednoduchá, ako by sme chceli. V dôsledku namontovania feritového krúžku je injektovaný signál, ale výsledok bude určite horší ako pri použití spojky.

Potom už môže koncový používateľ pristupovať k sieti cez elektrickú zásuvku. ale kľúčové slovo"môže" tu. Existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú úroveň signálu a schopnosť prenášať dáta cez elektrickú sieť. Je potrebné ich identifikovať meraním úrovne signálu v rôznych častiach siete a eliminovať ich najvhodnejším spôsobom. Zvyčajne ide o vysokú hladinu hluku na nižších poschodiach, napríklad v deväťposchodovej budove, alebo silný hluk v časti elektrického obvodu za RCD (v smere k spotrebiteľovi). V týchto situáciách je efektívne použiť skrat, ktorý je akýmsi „riešením“ signálu PLC prenášaného do siete. O slabý signál môžete vykonať dodatočné vstrekovanie pomocou rovnakého feritového krúžku alebo spojky. Nakoniec schéma zapojenia vyzerá asi takto:

V sušine

Na záver poviem, že technológia PowerLine je plná mnohých úskalí a nie je taká jednoduchá na implementáciu a používanie, ako o nej výrobca píše. Celkom dobre je táto technológia vhodná na použitie v podnikoch na riadenie automatizovaných liniek. Budovanie lokálnej siete doma na takejto technológii pravdepodobne nie je ekonomicky životaschopné, pretože jeden z najlacnejších adaptérov PLC stojí asi 1200 rubľov. Treba poznamenať, že sú potrebné najmenej dve zariadenia, čo znamená, že množstvo riešenia sa už zvyšuje na dva a pol tisíc rubľov, pričom neexistuje žiadna záruka, že takáto sieť bude fungovať stabilne 24x7. Ale tu, ako sa hovorí, každý sa sám rozhodne, čo je pre neho prijateľné.

Pokiaľ ide o použitie Power Line v sieti poskytovateľa, potom s najväčšou pravdepodobnosťou čas PLC už uplynul. V prvom rade, pretože na sieti môže pohodlne pracovať 1-15 používateľov, potom môžu začať problémy s rýchlosťou a stabilitou pripojenia. V súčasnosti je situácia, keď vzácnosť NIE JE preťažená, pretože. väčšina domov zahrnutých v oblasti pokrytia sieťou je pripojená cez Ethernet technológie. PLC má jednu veľkú výhodu: služba je pripravená na poskytnutie každému potenciálnemu klientovi. Čo to znamená?

V porovnaní s rovnakým Ethernetom musí klient najprv zanechať požiadavku, uzavrieť zmluvu o poskytovaní služieb, po ktorej prídu inštalatéri, navŕtajú, natiahnu, krimpujú a pripravia - službu je možné použiť. PLC je iné. Klient si podá žiadosť telefonicky, na webe, alebo cez ICQ, nakoniec môže jednoducho prísť do obchodného zastúpenia uzavrieť dohodu a prevziať vybavenie. Inštalácia zariadenia je mimoriadne jednoduchá: musíte zapojiť modem do elektrickej zásuvky. Po 10 minútach už bude pripojenie fungovať (pokiaľ, samozrejme, nie sú problémy so signálom v byte). Používateľ zároveň ani netuší, že modem nadviaže spojenie s NOT, prihlási sa na RADIUS, zadá sa do databázy a priradia sa mu konfiguračné parametre, vytvorené vo forme samostatného konfiguračného súboru, ktorý modem sa načíta a použije. A až potom dostane klientske zariadenie IP adresu, s ktorou môže pracovať v sieti. Od tohto momentu sa zariadenie považuje za nainštalované. Nasledujúce spojenia za tým istým HE sú dokončené za menej ako minútu.

Ak používate CPE za iným HE (iná adresa alebo iný vchod), budete musieť zariadenie preinštalovať. Proces je taký plynulý, že niektorí používatelia ani netušia, koľko stoviek metrov káblov a rôznych zariadení, od NOT po BGW, je za ich modemom.

Raz sa klient otočil a bol podráždene zmätený, ako to, že mu na chate nefunguje internet. Doma a s priateľmi s jeho modemom všetko funguje! A nie je to ojedinelý prípad, našli sa aj klienti, ktorí sa dokonca presťahovali do iného mesta s vybavením, ktoré im bolo dané do dočasného užívania. Žiadosť o odovzdanie zariadenia bola zodpovedaná, vraj nie je čas, navyše klient sa chystal toto zariadenie ďalej používať. Operátor sa snažil klienta presvedčiť, aby zariadenie aj tak dal firme s argumentom, že je mu aj tak nanič a tam, v inom meste, sa na internet nepripojí. Odpoveď bola plná sarkazmu: "Sú tam aj zásuvky." No čo môžem povedať...

Medzi výhody technológie PLC patrí skutočnosť, že výkon vysielača je 75 mW, čo vám umožňuje vyhnúť sa registrácii zariadenia ako rádiovej frekvencie. Prečo je to dôležité? My, obyčajní smrteľníci, by sme nemali zabúdať na rádioamatérov, ktorých záujmy sú chránené zákonom a v prípade porušovania práv alebo šumu zvoleného rádiového frekvenčného rozsahu sa Rospotrebnadzor postaví na ich ochranu. O existujúcich bitkách a technických riešeniach môžete napísať samostatný veľký článok. Môžem len povedať, že vojnová sekera je zakopaná, rozkolísaný mier je podporený pohotovou reakciou inžinierov na požiadavky rádioamatérov.

Teraz sú na rade nedostatky technológie. Okrem nákladov na vybavenie závisí aj od počtu pracovných CPE na jeden HE. Táto okolnosť je určená zbernicovou topológiou siete. Nezabudnite na vysokofrekvenčný šum, ktorý sa objavuje v sieti v dôsledku zapojenia elektrických spotrebičov alebo pri použití spínaných zdrojov, energeticky úsporných žiaroviek atď. V niektorých prípadoch si budete musieť doslova vybrať: buď pripojenie k sieti v tme alebo bez internetu, ale v osvetlenej miestnosti. Ironická irónia, ale toto všetko sa vám zdá smiešne, až kým sa nebudete musieť postaviť problému tvárou v tvár. Okrem toho kvalitu a rýchlosť komunikácie negatívne ovplyvňuje kvalita elektrického vedenia, prítomnosť zákrutov (zníženie rýchlosti až po úplné zmiznutie), typ a výkon domácich elektrických spotrebičov a zariadení.

Dúfam, že materiál uvedený v tomto článku poskytne odpovede na niektoré otázky, možno vzbudí zdravý záujem o technológiu.

2016-05-11

Podobné príspevky

Stuha v Odnoklassniki: spôsoby prispôsobenia

2022-07-14 04:11:50

ako zmeniť čas na skype

2022-07-14 04:11:50

Kde stiahnuť a ako nainštalovať staršie verzie Skype

2022-07-14 04:11:50

názov	Účel	Poznámka
DSS9010	Vysokorýchlostné domáce multimediálne aplikácie	Správa QoS. Funkcia premostenia 802.1d s až 32 MAC adresami
DSS9011	Rozpočtové riešenie pre prenos zvuku
DSS9001	Pokročilé domáce aplikácie a základná infraštruktúra PLC	Podpora až 64 MAC adries. Orientované na použitie ako súčasť klientskeho koncového zariadenia (CPE). Má integrovaný port VoIP
DSS9002	Vybavenie prístupovej infraštruktúry	Podpora až 1024 MAC adries. Môže byť použitý v: 1) modemoch a opakovačoch sietí nízkeho napätia; 2) brány medzi sieťami stredného a nízkeho napätia; 3) brány jednotlivých bytov alebo budov
DSS90D3	Vybavenie pokročilej prístupovej infraštruktúry a optické brány pre siete metra (metro).	Podpora až 262144 MAC adries. Poskytuje rýchlu rekonfiguráciu pomocou optimalizovaného protokolu Spanning Tree
DSS7700	Analógová jednotka pre hlavnú jednotku , [A/m] ENEPD - maximálne prípustné energetické zaťaženie zložky intenzity elektrického poľa počas slave. deň [(W/m)2×h] ENNPD - maximálne prípustné energetické zaťaženie zložky sily magnetického poľa počas slave. dní [(A/m)2×h] Normalizovaný parameter elektromagnetického poľa vo frekvenčnom rozsahu 300 MHz -300 GHz je maximálna prípustná hodnota hustoty energetického toku. PPEPD - limitná hodnota hustoty energetického toku [W/m2],[µW/cm2] K - koeficient útlmu biologických účinkov ENPPEPPD - maximálna prípustná hodnota en. zaťaženie [W/m2×h] T - čas akcie [h] Predchádzajúce hodnota PPEpd nie je väčšia ako 10 W/m2; 1000 µW/cm2 vo výrobnej miestnosti. V obytných budovách s nepretržitým ožiarením podľa SN Þ PPEpd nie viac ako 5 μW/cm2. Zníženie zložiek sily elektrického a magnetického poľa v indukčnej zóne, v zóne žiarenia - zníženie hustoty energetického toku, ak to tento technologický postup alebo zariadenie umožňuje. Ochrana časom (obmedzenie času stráveného v zóne zdroja elektromagnetického poľa). Ochrana na vzdialenosť (60 - 80 mm od obrazovky). Skríningová metóda pre pracovisko alebo zdroj žiarenia elektromagnetického poľa. Racionálne usporiadanie pracoviska vo vzťahu k skutočnému vyžarovaniu elektromagnetického poľa. Používanie výstražných zariadení. Používanie osobných ochranných prostriedkov. Osoba nemôže na diaľku určiť, či je inštalácia pod napätím alebo nie. Prúd, ktorý preteká ľudským telom, pôsobí na telo nielen v miestach dotyku a pozdĺž dráhy prúdu, ale aj na systémy ako obehový, dýchací a kardiovaskulárny systém. Možnosť úrazu elektrickým prúdom nastáva nielen pri dotyku, ale aj skokovým napätím a elektrickým oblúkom. Email prúd prechádzajúci ľudským telom má tepelný účinok, čo vedie k edému (od začervenania po zuhoľnatenie), elektrolytickému (chemickému), mechanickému, čo môže viesť k prasknutiu tkanív a svalov; preto sa všetky úrazy elektrickým prúdom delia na lokálne a celkové (elektrické výboje). Miestne elektrické šoky: elektrické popáleniny (pod vplyvom elektrického prúdu); elektrické znaky (bledožlté škvrny); metalizácia povrchu kože (dostávanie roztavených kovových častíc elektrického oblúka na kožu); elektroftalmia (popálenie sliznice očí). Stupeň 1: žiadna strata vedomia 2. stupeň: so stratou Stupeň 3: bez poškodenia práce srdca 4. stupeň: s poškodením práce srdca a dýchacích orgánov Extrémnym prípadom je stav klinickej smrti (zastavenie srdca a narušenie zásobovania mozgových buniek kyslíkom). V stave klinickej smrti sú až 6-8 minút. ja. Dotyk živých častí pod napätím ja. Dotýkanie sa odpojených častí, kde môže byť prítomné napätie: v prípade zvyškového náboja v prípade chybného zapnutia elektroinštalácie alebo nekoordinovaného konania obsluhujúceho personálu pri výboji blesku do elektrickej inštalácie alebo pri tesnom kontakte s kovovými bezprúdovými časťami alebo s nimi spojenými elektrickými zariadeniami (kryty, kryty, ploty) po prechode napätia na ne z častí pod prúdom (vznik havarijnej situácie - porucha na kryte) ja. Poškodenie skokovým napätím alebo pobyt osoby v poli šírenia elektrického prúdu, pri zemnom spojení ΙV. Porážka elektrickým oblúkom pri napätí elektrickej inštalácie nad 1 kV, keď sa priblížite na neprijateľne malú vzdialenosť V. Pôsobenie atmosférickej elektriny pri výbojoch plynu VI. Uvoľnenie osoby pod napätím Dotykové napätie je potenciálny rozdiel bodov elektrický obvod, ktorého sa človek dotýka súčasne, zvyčajne v miestach, kde sa nachádzajú ruky a nohy. Krokové napätie je potenciálny rozdiel j1 a j2 v poli prúdu šíriaceho sa po zemskom povrchu medzi bodmi nachádzajúcimi sa v krokovej vzdialenosti (» 0,8 m). uzemnenie; nulovanie; ochranné vypnutie. V našom prípade sa používa umelé ochranné uzemňovacie zariadenie. Všetky zariadenia, ako aj stojany, v ktorých sa toto zariadenie nachádza, podliehajú uzemneniu. Po obvode miestnosti, kde sa zariadenie nachádza, musí byť položená uzemňovacia slučka, aby sa ľudia a zariadenia chránili pred statickou elektrinou. Ochranné uzemnenie by sa malo vykonávať v súlade s PUE a SNiP 3.05.06-85 („Elektrické zariadenia“). Prípady úrazu elektrickým prúdom pre človeka sú možné len vtedy, keď je elektrický obvod uzavretý cez ľudské telo, alebo, inými slovami, keď sa človek dotkne aspoň dvoch bodov obvodu, medzi ktorými je určité napätie. Výskyt úrazu elektrickým prúdom v dôsledku vystavenia elektrickému prúdu alebo elektrickému oblúku môže byť spôsobený: a) jednofázový (jednopólový) dotyk osoby neizolovanej od zeme (základne) na neizolované časti elektrických inštalácií pod napätím nesúce prúd; b) pri súčasnom kontakte osoby s dvoma neizolovanými časťami (fázami, pólmi) elektrických inštalácií pod napätím pod prúdom; c) keď sa osoba priblíži na nebezpečnú vzdialenosť k neizolovaným živým častiam elektrických inštalácií, ktoré sú pod napätím; d) dotykom osoby, ktorá nie je izolovaná od zeme (základne) ku kovovým krytom (telesu) elektrického zariadenia, ktoré je pod napätím; e) so zaradením osoby, ktorá sa nachádza v zóne šírenia zemného poruchového prúdu, do „krokového napätia“; e) s pôsobením atmosférickej elektriny pri výbojoch blesku; g) pôsobením elektrického oblúka; h) s uvoľnením osoby, ktorá je 1-os pod napätím. Závažnosť úrazov elektrickým prúdom, odhadovaná podľa veľkosti prúdu prechádzajúceho ľudským telom a kontaktného napätia, závisí od mnohých faktorov: schémy pripojenia osoby k obvodu; sieťové napätie, schému samotnej siete, stupeň izolácie častí pod prúdom od zeme, ako aj kapacitu častí pod prúdom voči zemi. Najpoužívanejšie inštalácie s napätím do 1000 V s pevne uzemneným neutrálom transformátora alebo generátora. Štvorvodičová sieť s pevne uzemneným neutrálom vám umožňuje mať dve prevádzkové napätia: lineárne 380 V a fázové 220 V. Existuje trojvodičový, s izolovaným neutrálom pri bežnej prevádzke, je menej nebezpečný a v núdzovom režime je sieť s uzemneným neutrálom bezpečnejšia, teda v podmienkach, kde je agresívne prostredie a je náročné na údržbu. izolácia v dobrom stave, uprednostňuje sa štvorvodičová sieť s uzemneným neutrálom. Pri napätiach nad 1000 V je povolené používať trojfázové siete: trojvodičové s izolovaným neutrálom a trojvodičové s uzemneným neutrálom. Pokiaľ ide o siete striedavého prúdu, zahrnutie osoby do elektrickej siete môže byť jednofázové a dvojfázové. Dvojfázové spínanie, t.j. osoba, ktorá sa dotýka dvoch fáz súčasne, je spravidla nebezpečnejšia, pretože najvyššie napätie v danej sieti sa aplikuje na ľudské telo - lineárne, ktoré závisí iba od sieťového napätia a ľudského odporu, nezávisí od neutrálnom režime I., \u003d 1,73 Uf / Rch \u003d Ul / R kde 1n je hodnota prúdu prechádzajúceho ľudským telom, A; U- sieťové napätie, t.j. napätie medzi fázovými vodičmi siete, V; Uph - fázové napätie (napätie medzi začiatkom a koncom jedného vinutia alebo medzi fázovým a nulovým vodičom), V. Dvojfázové spínanie je rovnako nebezpečné v sieti s izolovanými aj uzemnenými neutrálmi. Jednofázové spínanie sa vyskytuje oveľa častejšie, ale je menej nebezpečné ako dvojfázové, pretože napätie, pod ktorým sa človek nachádza, nepresahuje fázu, t.j. menej ako lineárne 1,73-krát. V súlade s tým je prúd prechádzajúci cez osobu menší. Pri jednofázovom zapojení je aktuálna hodnota ovplyvnená aj neutrálnym režimom zdroja prúdu, izolačným odporom a kapacitou vodičov voči zemi, odporom podlahy, na ktorej človek stojí, odporom jeho topánky a niektoré ďalšie faktory. Jednofázová sieť môže byť izolovaná od zeme alebo môže mať uzemňovací vodič. Klasifikácia priestorov a budov podľa stupňa nebezpečenstva výbuchu a požiaru. ONTP 24-85 Všetky priestory a budovy sú rozdelené do 5 kategórií: B - priestory, v ktorých sa uskutočňujú technologické procesy s použitím horľavých kvapalín s bodom vzplanutia viac ako 28 ° C, schopných vytvárať výbušné a horľavé zmesi, pri zapálení vzniká nadbytočný návrhový výbuchový tlak viac ako 5 kPa. tVSP > 28 °С; P - nad 5 kPa. B - priestory a budovy, kde sa využívajú technologické procesy s použitím horľavých a ťažko horľavých kvapalín, pevných horľavých látok, ktoré pri vzájomnej interakcii alebo vzdušnom kyslíku môžu iba horieť. Za predpokladu, že tieto látky nepatria ani do A, ani do B. Táto kategória je horľavá. D - priestory a budovy, kde sa využívajú technologické procesy s použitím nehorľavých látok a materiálov v horľavom, horúcom alebo roztavenom stave. D - priestory a budovy, kde sa využívajú technologické procesy s použitím tuhých nehorľavých látok a materiálov v studenom stave. Hlavné príčiny požiarov sú: skrat, preťaženie vodičov/káblov, vznik prechodových odporov. Režim skratu - vzhľad v dôsledku prudkého zvýšenia sily prúdu, elektrických iskier, častíc roztaveného kovu, elektrického oblúka, otvoreného plameňa, zapálenej izolácie. Príčiny skratu: konštrukčné chyby. starnutie izolácie. izolácia proti vlhkosti. mechanické preťaženie. Nebezpečenstvo požiaru pri preťažení - nadmerné zahrievanie jednotlivých prvkov, ku ktorému môže dôjsť v dôsledku konštrukčných chýb v prípade dlhého prechodu prúdu presahujúceho menovitú hodnotu. Pri 1,5-násobku výkonu sa odpory zahrejú na 200-300 ˚С. Nebezpečenstvo požiaru prechodových odporov - možnosť vznietenia izolácie alebo iných blízkych horľavých materiálov od tepla, ktoré vzniká v mieste havarijného odporu (v prechodových svorkách, spínačoch a pod.). Požiarne nebezpečenstvo prepätia - zahrievanie častí vedúcich prúd v dôsledku zvýšenia prúdov, ktoré nimi prechádzajú, v dôsledku zvýšenia prepätia medzi jednotlivými prvkami elektrických inštalácií. Vyskytuje sa pri zlyhaní alebo zmene parametrov jednotlivých prvkov. Nebezpečenstvo požiaru unikajúcich prúdov - lokálne zahrievanie izolácie medzi jednotlivými prúdovodnými prvkami a uzemnenými konštrukciami. plánovanie výstavby. technické. spôsoby a prostriedky hasenia požiarov. organizačné. Konštrukcia a plánovanie sú určené požiarnou odolnosťou budov a konštrukcií (výber stavebných materiálov: horľavé, ohňovzdorné, ťažko horľavé) a limit požiarnej odolnosti je množstvo času, počas ktorého nie je únosnosť stavebných konštrukcií dosiahnutá. narušené pod vplyvom ohňa, kým sa neobjaví prvá trhlina. Všetky stavebné konštrukcie podľa limitu požiarnej odolnosti sú rozdelené do 8 stupňov od 1/7 hodiny do 2 hodín. Pre priestory ES sa používajú materiály s hranicou odolnosti 1–5 stupňov. V závislosti od stupňa požiarnej odolnosti sa určujú najväčšie dodatočné vzdialenosti od východov na evakuáciu v prípade požiarov (stupeň 5 - 50 minút). Technické opatrenia sú dodržiavanie noriem požiarnej bezpečnosti pri evakuácii vetrania, vykurovania, osvetlenia, elektrických napájacích systémov atď. použitie rôznych ochranných systémov. dodržiavanie parametrov technologických procesov a režimov prevádzky zariadení. Organizačné opatrenia – vedenie školenia o požiarna bezpečnosť dodržiavanie protipožiarnych opatrení. Znížená koncentrácia kyslíka vo vzduchu. Zníženie teploty horľavej látky pod teplotu vznietenia. Izolácia horľavej látky od oxidačného činidla. Hasiace prostriedky: voda, piesok, pena, prášok, plynné látky nepodporujúce horenie (freón), inertné plyny, para. A. Chemické penové hasiace prístroje. V. penový hasiaci prístroj. C. práškový hasiaci prístroj. D. hasiaci prístroj s oxidom uhličitým, etylbróm. Protipožiarne systémy. A. vodovodný systém. B. generátor peny. Automatický hasiaci systém využívajúci automatické signalizačné prostriedky. A. hlásič požiaru (teplo, svetlo, dym, žiarenie). V. pre CC sa používajú tepelné snímače-detektory typu DTL, dymový, rádioizotopový typ RID. Manuálny hasiaci systém (tlačidlový detektor). Pre VC sa používajú oxid uhličité hasiace prístroje OU, OA (vytvárajú prúd rozprášeného etylbrómu) a automatické plynové hasiace systémy, ktoré používajú ako hasiacu látku freón alebo freón. Na hasenie požiaru vodou sa v automatickom hasiacom systéme používajú postrekovače a záplavové zariadenia. Ich nevýhodou je, že striekanie prebieha na ploche do 15 m². Požiarna klasifikácia Charakteristika prostredia, objektu hasiace látky ALE Bežné tvrdé a horľavé materiály (drevo, papier) Všetky druhy B Horľavé kvapaliny, ktoré sa pri zahrievaní topia (nafta, alkoholy, benzín) Vodný sprej, všetky druhy peny, prášky, CO2 a brómetylové prípravky OD Horľavé plyny (vodík, acetylén, uhľovodíky) Plynné kompozície obsahujúce inertné riedidlá (dusík, prášky, voda) D Kovy a ich zliatiny (sodík, draslík, hliník, horčík) Prášky E Elektrická inštalácia pod napätím Prášky, oxid dusičitý, oxid dusnatý, oxid uhličitý, formulácie brometyl + CO2 Otázka zaistenia bezpečnosti zamestnancov firiem a podnikov je dodnes aktuálna, čo je spôsobené predovšetkým tým, že v posledných rokoch sa prehĺbila nepriaznivá situácia v priemysle s ochranou práce a v OS - s kvalitu prírodného prostredia. Počet a rozsah mimoriadnych udalostí spôsobených človekom rastie. V priemysle narastá miera pracovných úrazov a chorôb z povolania. Narastá aj miera znečistenia ovzdušia. Zvýšenie rozsahu výrobných činností, rozšírenie rozsahu technické systémy, automatizácia výrobných procesov vedie k vzniku nových nepriaznivých faktorov výrobného prostredia, ktorých zohľadnenie je nevyhnutnou podmienkou zabezpečenia požadovaného výkonu a zachovania zdravia pracovníkov. Projekt preto zvažoval možné škodlivé, nebezpečné a škodlivé faktory výrobného prostredia, popisoval aj spôsoby a prostriedky zaistenia bezpečnosti pracovníkov, hlavné opatrenia pre elektrickú bezpečnosť, ochranu životného prostredia, predchádzanie vzniku požiarov a nehôd v priestoroch a havarijné stavy. odpoveď. V súvislosti s vyššie uvedeným sa domnievam, že projekt je bezpečný pre životné prostredie a ľudské zdravie z dôvodu nasledujúcich faktorov: Spoľahlivá prevádzka veľkého počtu zariadení v rovnakej sieti je zabezpečená pomocou technológie odovzdávania tokenov; Stabilná prevádzka siete bez porúch a prerušení je zabezpečená využitím celého prevádzkového frekvenčného rozsahu na prenos informácií Množstvo technické prostriedky pre organizáciu komunikačného kanála - minimálne (UE - v jednej budove) Sľudový spojovací kondenzátor nie je výbušný Konštrukcia zariadenia zabezpečuje prevádzku v teplotných podmienkach od -40°С do 85°С s vlhkosťou do 95% A okrem toho sieť založená na technológii PLC nevyžaduje počas prevádzky údržbu. Technológia PLC je dnes zaujímavým a užitočným produktom, ktorý sa nachádza v špeciálnom výklenku, ktorého použitie môže v niektorých prípadoch priniesť dobrý hospodársky výsledok. Najsľubnejšie oblasti použitia riešení: Organizácia komunikácie v chate alebo byte pomocou pravítka Organizácia komunikácie v malých koaxiálnych sieťach vo vidieckych oblastiach a mestách pomocou Access alebo In-home linky Organizácia komunikácie do územne vzdialených sídiel po vedeniach stredného napätia vo vzdialenosti 1 km pomocou Prístupového vedenia VN. Ale používanie riešení PLC tak populárnych na Západe na organizovanie komunikácie v rôznych administratívnych budovách môže naraziť na problémy spôsobené špecifikami budovania a údržby domácich energetických sietí. Ešte raz by som chcel pripomenúť, že je potrebné dôsledne dodržiavať bezpečnostné pravidlá. Práce na elektrických sieťach musia vykonávať osoby, ktoré boli poučené a dostali príslušné povolenie. Pochopenie preventívnych opatrení Vzhľadom na dynamiku vývoja trhu možno očakávať, že v priebehu budúceho roka a pol sa širokopásmové technológie PLC budú môcť široko využívať v najrôznejších odvetviach – od telemetrie zdrojov inžinierskych sietí až po multifunkčné inteligentné systémy pre jednotlivé miestnosti. Po ukončení prác na hlavných medzinárodných štandardoch je pravdepodobné, že PLC adaptéry budú integrované do takmer všetkých domácich spotrebičov, ktoré poskytujú možnosť výmeny dát s „vonkajším svetom“. Vzhľadom na to, že v Českej republike sú len dvaja hlavní operátori pevných liniek, trh telekomunikačných služieb nie je plne obsadený a využívanie a aplikácia technológie PLC pri jej vývoji umožní existujúcim poskytovateľom aj novým účastníkom stať sa jedným z lídrov. v tomto segmente trhu. Jednoducho povedané, s malým kapitálom môžete vytvoriť veľmi sľubnú a konkurencieschopnú organizáciu na poskytovanie širokopásmového prístupu k internetu. 1. Savin A.F. PLC už nie je exotické. Posol komunikácie 2. Pavlovskij A. Solomasov S. PLC v Rusku. Špecifiká, problémy, riešenia, projekty. InformCourierCommunication. 3. Nevdyaev L.M. Most k internetu cez elektrické vedenie. InformCourierCommunication. 4. Kurochkin Yu.S. "PLC prichádza do Ruska". pripojiť. 5. Konoplyanský D.K. PLC - prenos dát cez elektrické siete. Posledná míľa. 6. Duffy D. BPL naberá na obrátkach. siete. 7. Morrisi P. Implementácia technológie BPL. Siete a komunikačné systémy. 8. Správa "Technológia PLC a jej vyhliadky na ruskom trhu širokopásmového účastníckeho prístupu", spoločnosť "Moderné telekomunikácie". 9. Elektroinštalačné práce. V 11 knihách. Kniha. 8. Časť 1. Nadzemné elektrické vedenia: Proc. manuál pre odborné školy / Magidin F.A.; Ed. A. N. Trifonová. - M.: Vyššia škola, 1991. - 208 s ISBN 5-06-001074-0 10. "Programovateľné riadiace jednotky PLC-5 ControlNet" - Allen-Bradley 11. „Bezpečnosť života“ od roku 2009 R.A. Gazarov, R.S. Erzhapova, H.E. Tajmaskhanov, M.S. Khasikhanov, 12. "Financie podniku" E.B. Tyutyukin. 13. http://www.dchizhikov.boom.ru/works/PlanPLC.htm (Internet cez zásuvku - analýza ponuky produktov na trhu PLC modemov. Dmitrij Chizhikov) 14. http://www.mrcb.ru/kpk.html?25614 15. http://network.xsp.ru/5_5.php 16. http://ru.wikipedia.org - elektronická encyklopédia 17. http://www.datatelecom.ru/technology/plc.html 18. http://www.tellink.ru 19. https://www.corinex.com 20. http://www.bosfa.energoportal.ru/srubric16008-1.htm BPL Broadband over Power Lines - širokopásmový prenos cez elektrické vedenie CBPL Kognitívny širokopásmový prenos cez elektrické vedenia - "rozoznateľný" širokopásmový prenos po elektrických vedeniach CENELEC Comite Europeen fie Normalization Electnotechnique - Európsky výbor pre elektrotechnickú normalizáciu (anglický názov - Európsky výbor pre elektrotechnickú normalizáciu) CoS Class-of-Service - trieda služby CPE Zariadenie zákazníckych priestorov - abonentské vybavenie ETSI European Telecommunications Slandartizalion Institute - Európsky inštitút pre telekomunikačné normy GM II Giqabit Media Independence Interface – rozhranie nezávislé od gigabitových médií GPIO General Purpose I/O - základné I/O úlohy FDD Frequency Division Duplexing - duplex s frekvenčným delením HV Vysoké napätie - vysoké napätie LV Low Voltage - nízke napätie MII Media Independence Interface - rozhranie nezávislé od médií MV Stredné napätie - stredné napätie NMS Network Management System - systém riadenia siete NPL Narrowband over Power Lines - úzkopásmový prenos cez elektrické vedenie OFDM Ortogonálny frekvenčný multiplex - ortogonálny frekvenčný multiplex OPERA Open PLC European Research Alliance - European PLC Research Alliance PLC Power Line Communications - komunikácia cez silové káble PLT Power Line Telekomunikácie - telekomunikácie silovými káblami QoS Quality-of-Service – kvalita služieb SPI Serial Peripheral Interface - sériové periférne rozhranie TDD Time Division Duplexing - duplex s časovým delením TDM Time Division Multiplexing - multiplexovanie s časovým delením UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter - univerzálny asynchrónny transceiver UPA Universal Powerline Association - Universal Powerline Association VLAN Vitual LAN - virtuálna lokálna sieť