Co je komunikace po elektrické síti (plc) a jak funguje

Power line Communications (PLC), také známý jako Power Line Telecommunications (PLT), je komunikační technologie, která k přenosu signálů využívá stávající veřejné a soukromé rozvody. Pomocí komunikačních signálů PLC jsou vysokorychlostní data, hlas a video přenášeny po nízkonapěťových elektrických vedeních.

PLC je technologie, která se používá již řadu let, ale nyní je ve větší poptávce po zavedení nových komunikačních technologií, které jsou podporovány PLC, tj. PLC by bylo spolehlivým komunikačním médiem pro aplikace, jako je internet věcí (IoT) a Inteligentní sítě.

Co je komunikace po elektrické síti?

Metoda přenosu energie a dat pro komunikaci prostřednictvím stejné existující sítě vodičů z jednoho konce na druhý konec se označuje jako Power Line Communication. To umožňuje širokopásmové datové komunikace na vodičích, které jsou již v provozu pro přenos elektrické energie s využitím modulární signál. To lze nyní provést prostřednictvím domácího nebo prostorového vedení a lze to provést také prostřednictvím stávajícího systému distribuce elektrické energie.

BPL (Broadband over Power Line) je také známý jako power-line internet, který podporuje technologii PLC umožňující přístup k internetu přes přenosové linky. Technologie BPL s PLC se často používá ve vzdálených lokalitách, kde je nízké množství přístupu k internetu pomocí kabelového nebo PDSL připojení.

Typy

V zásadě existují čtyři typy PLC:

Interní síťové připojení: Vysokorychlostní přenos dat lze zajistit pro domácí síťové připojení pomocí interního síťového elektrického vedení.
Širokopásmové připojení přes elektrické vedení: Širokopásmový přístup k internetu lze nabídnout prostřednictvím venkovního elektrického vedení.
Úzkopásmové interní aplikace: Datové služby s nízkou bitovou rychlostí, jako je domácí automatizace a interkomy, lze ovládat a používat pro komunikaci prostřednictvím interní elektrické sítě.
Úzkopásmové venkovní aplikace: Úzkopásmové venkovní aplikace lze použít k automatickému odečtu měřidel a dálkovému sledování nebo ovládání.

Jak funguje PLC?

Jako každá jiná komunikační technologie se PLC také skládá z odesílatele, který moduluje data, která mají být odeslána prostřednictvím komunikačního média, a poté přijímač demoduluje data pro další použití. Kromě odesílání signálů pro komunikaci PLC také umožňuje uživateli ovládat a monitorovat všechna připojená zařízení k napájecímu vedení, protože je implementována ve stejném elektroinstalačním systému.

PLC odesílá méně kolísavý výstup ve srovnání se starým systémem. Jak vidíte na obrázku výše, ve starém systému, který měl usměrňovač a generátor frekvence pro získání co nejstabilnějšího výstupu požadované frekvence, ale došlo k malému kolísání výstupu, zatímco systém PLC používá usměrňovač s filtrem & a Mikrokontrolér, který poskytuje stabilní a požadovanou hodnotu výstupu pomocí reléového spínače. Výsledkem je, že přenos dat je přesnější a stabilnější s dobrými výstupními signály.

Modulační schémata používaná v PLC:

Modulační schémata používaná v PLC jsou Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Binary Phase Shift Keying (BPSK), Frequency Shift Keying (FSK), Spread-FSK (S-FSK) a proprietární schémata (například Diferenciální kódový posunový klíč (DCSK)).

OFDM poskytuje vysoké datové rychlosti, ale vyžaduje dobrý výpočetní výkon pro výstup FFT (Fast Fourier Transforms) a inverzní FFT (IFFT). Zatímco na druhé straně BPSK, FSK jsou zcela standardní a jednoduchá modulační schémata, která lze použít v PLC, nabízejí však nízké datové rychlosti. Takže v současné době běží modulační schéma pro PLC je OFDM s modulací PSK, který zvládne takové velké výpočetní kapacity.

Použití PLC

PLC se používá k přenosu rádiových programů, spínacích mechanismů ovládání společnosti, ochrany přenosového vedení a automatického odečtu měřičů. Kromě toho existují i některá použití v automobilovém průmyslu, kdy jsou data, hlas a hudba posílány přes napájecí vedení baterie stejnosměrného proudu (DC) s některými speciálními filtry, které odstraní šum linky z konečného výstupu.

Termín Power Line Communication (PLC) je známý pod různým názvem, jako je nosič elektrického vedení, digitální účastnická linka elektrického vedení (PDSL), telekomunikační síť elektrického vedení (PLT), síťové vedení (PLN), síťová komunikace a širokopásmové připojení přes elektrické vedení (BPL).

Výhody a nevýhody PLC

Výhody:

Nízké náklady na implementaci: PLC nevyžaduje žádnou instalaci nových vodičů, což by výrazně snížilo náklady na zavedení.
Velký dosah: PLC může umožnit komunikaci s těžko dostupnými uzly, kde vysokofrekvenční bezdrátový signál trpí vysokou úrovní útlumu, jako v podzemních konstrukcích nebo budovách s překážkami a kovovými stěnami, nebo jednoduše všude tam, kde je bezdrátový signál nežádoucí kvůli Problémy s EMI na místech, jako jsou nemocnice.

Nižší provozní náklady: PLC poskytuje nízkonákladová řešení ve srovnání s ostatními existujícími technologiemi, jako jsou bezdrátové systémy RF nebo systémy viditelného světla (VLC).
Indoor High Speed: Implementace technologií PLC a VLC integrovaných společně v poslední době obdržela značné množství pozornosti výzkumu, což vyústilo v umožnění nové generace vysokorychlostní vnitřní komunikace pro mnoho aplikací.

Tyto výhody vedou k větší implementaci sítí PLC v různých průmyslových odvětvích. S výhodami však přicházejí i některé nevýhody.

Nevýhody

Má také některé nevýhody, jako například:

Nízká přenosová rychlost,
Citlivost na rušení,
Nelineární zkreslení a křížová modulace mezi kanály,
Velká velikost a
Vysoká cena kondenzátorů a induktorů používaných v systému PLC.

Kvůli těmto nevýhodám není PLC v některých aplikacích stále preferován.

Aplikace PLC

PLC je široce používán v technologiích, jako je Smart Grid a mikro invertory. Seznámení s technologiemi s větším počtem uživatelů, brzy PLC bude mít více adaptací pro aplikace, jako jsou osvětlovací aplikace (pro řízení semaforu, stmívání LED atd.), Průmyslové aplikace (pro ovládání zavlažování atd.), Aplikace mezi stroji (například pro prodejní automaty nebo komunikaci mezi hotelem a recepcí), telemetrické aplikace (např. ropné plošiny na moři), dopravní aplikace (například pro elektroniku v automobilech, vlacích a letadlech) a mnoho dalších.

Problémy, kterým čelí PLC

Hlavním největším problémem, kterému PLC doposud čelí, je to, že napájecí vedení v technologii PLC je nestíněné a nekroucené, což znamená, že vedení bude vyzařovat velké množství rádiové energie, což ve výsledku způsobí rušení stávajícím uživatelům stejné frekvenční pásmo. Systémy BPL (Broadband over Power Line) také dostanou určité rušení z rádiových signálů vyzařovaných vodiči PLC.