Co to jest komunikacja przez linię elektroenergetyczną (PLC) i jak to działa

Power line Communications (PLC), znana również jako Power Line Telecommunications (PLT) to technologia komunikacyjna, która wykorzystuje istniejące publiczne i prywatne okablowanie do transmisji sygnałów. Wykorzystując sygnały komunikacyjne PLC, szybkie dane, głos i wideo są przesyłane liniami niskonapięciowymi.

PLC to technologia, która jest używana od lat, ale teraz zyskała na popularności po wprowadzeniu nowych technologii komunikacyjnych, które są obsługiwane przez PLC, tj. PLC byłby niezawodnym medium komunikacyjnym dla aplikacji takich jak Internet rzeczy (IoT) i Inteligentne sieci.

Co to jest komunikacja po linii energetycznej?

Metoda przesyłania zasilania i danych do komunikacji przez tę samą istniejącą sieć przewodów z jednego końca na drugi koniec jest nazywana komunikacją przez linię elektroenergetyczną. To zapewnia szerokopasmowej transmisji danych na przewodach, które są już używane do przesyłania energii elektrycznej z wykorzystaniem modułową sygnał. Teraz można to zrobić za pomocą okablowania domu lub lokalu, a także można to zrobić za pomocą istniejącego systemu dystrybucji energii elektrycznej.

BPL (Broadband over Power Line) jest również znany jako Internet Power-Line, który obsługuje technologię PLC, umożliwiającą dostęp do Internetu za pośrednictwem linii transmisyjnych. Technologia BPL z PLC jest często stosowana w odległych lokalizacjach, w których jest niewielki dostęp do Internetu za pośrednictwem połączeń kablowych lub PDSL.

Rodzaje

Zasadniczo istnieją cztery typy sterowników PLC:

• Sieć wewnętrzna: Szybka transmisja danych może być zapewniona dla sieci domowej za pomocą okablowania zasilania sieciowego w domu.
• Połączenie szerokopasmowe przez linię zasilającą: szerokopasmowy dostęp do Internetu może być oferowany poprzez zewnętrzne okablowanie sieciowe.
• Wewnętrzne aplikacje wąskopasmowe: Usługi transmisji danych o niskiej przepływności, takie jak automatyka domowa i domofony, mogą być sterowane i wykorzystywane do komunikacji przez wewnętrzną sieć zasilającą.
• Wąskopasmowe aplikacje zewnętrzne: Wąskopasmowe aplikacje zewnętrzne mogą być używane do automatycznego odczytu liczników i zdalnego nadzoru lub sterowania.

Jak działa PLC?

Jak każda inna technologia komunikacyjna, PLC również składa się z nadawcy, który moduluje dane, które mają być wysłane przez medium komunikacyjne, a następnie odbiornik zdemoduluje dane do dalszego wykorzystania. Oprócz wysyłania sygnałów do komunikacji, PLC umożliwia również sterowanie i monitorowanie wszystkich podłączonych urządzeń do linii energetycznej, ponieważ jest zaimplementowany w tym samym systemie okablowania.

PLC wysyła mniej zmienne dane wyjściowe w porównaniu do starego systemu. Jak widać na powyższym schemacie, w starym systemie, który miał prostownik i generator częstotliwości, aby uzyskać możliwie stabilną moc wyjściową żądanej częstotliwości, ale występowały niewielkie wahania na wyjściu, podczas gdy system PLC wykorzystuje prostownik z filtrem i Mikrokontroler, który zapewnia stabilną i pożądaną wartość wyjściową za pomocą przełącznika przekaźnikowego. W rezultacie transmisja danych jest dokładniejsza i stabilniejsza przy dobrych sygnałach wyjściowych.

Schematy modulacji stosowane w PLC:

Schematy modulacji stosowane w PLC to ortogonalne zwielokrotnianie z podziałem częstotliwości (OFDM), binarne kluczowanie przesunięcia fazowego (BPSK), kluczowanie przesunięcia częstotliwości (FSK), Spread-FSK (S-FSK) i schematy zastrzeżone (takie jak kluczowanie różnicowe z przesunięciem kodu (DCSK)).

OFDM zapewnia duże szybkości transmisji danych, ale wymaga dobrej mocy obliczeniowej dla szybkich transformacji Fouriera (FFT) i odwrotnej FFT (IFFT). Z drugiej strony BPSK, FSK są dość standardowymi i prostymi schematami modulacji, które mogą być używane w PLC, ale oferują niskie szybkości transmisji danych. Tak więc obecnie działającym schematem modulacji dla PLC jest OFDM z modulacją PSK, który może obsłużyć tak ciężkie obliczenia.

Zastosowania PLC

Sterownik PLC jest używany do transmisji programów radiowych, mechanizmów przełączania kontroli przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, ochrony linii transmisyjnej i automatycznego odczytu liczników. Oprócz tego, istnieją również zastosowania motoryzacyjne, w których dane, głos i muzyka są przesyłane przez linię zasilania akumulatora prądu stałego (DC) z kilkoma specjalnymi filtrami w celu usunięcia zakłóceń linii z końcowego wyjścia.

Termin Power Line Communication (PLC) jest znany pod różnymi nazwami, takimi jak nośnik linii energetycznej, cyfrowa linia abonencka (PDSL), telekomunikacja na liniach energetycznych (PLT), sieć energetyczna (PLN), komunikacja sieciowa i szerokopasmowy linie energetyczne (BPL).

Zalety i wady PLC

Zalety:

• Niski koszt wdrożenia: PLC nie wymaga żadnej instalacji nowych przewodów, co w rezultacie znacznie obniżyłoby koszty wdrożenia.
• Duży zasięg: PLC może umożliwiać komunikację z trudno dostępnymi węzłami, w których bezprzewodowy sygnał RF cierpi z powodu wysokiego poziomu tłumienia, jak w podziemnych konstrukcjach lub budynkach z przeszkodami i metalowymi ścianami lub po prostu wszędzie tam, gdzie sygnał bezprzewodowy jest niepożądany ze względu na Problemy z EMI w miejscach takich jak szpitale.

• Niższe koszty eksploatacji : PLC zapewnia niedrogie rozwiązanie w porównaniu z innymi istniejącymi technologiami, takimi jak systemy bezprzewodowe RF lub systemy komunikacji światła widzialnego (VLC).
• Wysoka prędkość w pomieszczeniach: Wdrożenie zintegrowanych razem technologii PLC i VLC spotkało się ostatnio z dużym zainteresowaniem badawczym, co zaowocowało udostępnieniem nowej generacji szybkiej komunikacji wewnętrznej w wielu zastosowaniach.

Te zalety prowadzą do większej liczby wdrożeń sieci PLC w różnych branżach. Ale z zaletami wiążą się również wady.

Niedogodności

Ma również pewne wady, takie jak:

• Niska prędkość transmisji,
• Wrażliwość na zakłócenia,
• Nieliniowe zniekształcenia i modulacja krzyżowa między kanałami,
• Duży rozmiar i
• Wysoka cena kondensatorów i cewek stosowanych w układzie PLC.

Z powodu tych wad PLC nadal nie jest preferowany w niektórych zastosowaniach.

Zastosowania PLC

PLC jest szeroko stosowany w technologiach takich jak Smart Grid i mikroinwertery. Zapoznanie technologii z większą liczbą użytkowników, wkrótce PLC będzie lepiej przystosowane do zastosowań takich jak aplikacje oświetleniowe (do sterowania sygnalizacją świetlną, ściemniania LED itp.), Aplikacje przemysłowe (do sterowania nawadnianiem itp.), Aplikacje maszyna-maszyna (jak automaty sprzedające lub komunikacja między recepcją hotelu a pokojem), aplikacje telemetryczne (np. przybrzeżne platformy wiertnicze), aplikacje transportowe (np. elektronika w samochodach, pociągach i samolotach) i wiele innych.

Problemy napotykane przez PLC

Głównym największym problemem, z jakim do tej pory boryka się PLC, jest to, że okablowanie zasilające w technologii PLC jest nieekranowane i nieskręcane, co oznacza, że ​​okablowanie będzie emitować duże ilości energii radiowej, co w rezultacie będzie powodować zakłócenia dla obecnych użytkowników tym samym paśmie częstotliwości. Ponadto systemy BPL (Broadband over Power Line) będą powodować pewne zakłócenia z sygnałów radiowych emitowanych przez okablowanie PLC.