Technológia PLC (Power Line Communication) Miloš Orgoň Martin Kméty
Obsah Úvod a história. Trendy aplikácií, frekvenčné pásma. Základné prístupy k využívaniu energetických vedení pre prenos správ, služby. Úzkopásmové a širokopásmové služby PLC. EMC (Elektromagnetická kompatibilita) širokopásmových telekomunikačných systémov EMC(Elektromagnetická kompatibilita) PLC systémov Záver
Úvod 1/5 Komunikácia po energetických sieťach: PLC (Power Line Communication) Je vysoko-rýchlostný prenos dát (vf signálom), po elektrických rozvodných sieťach 230 V/400 V, v oblasti domového rozvodu za jedným transformátorom. Dátové signály sú na silnoprúdovom vedení prenášané (i snímané) pomocou prípojnej jednotky PLC. Internet a telefónny signál sú teda k dispozícii v sieťových zásuvkách 230 V. Domová energetická sieť tak môže byť spojená s rozvodom E-Commerce, E-Mail, Voice-over-IP atď.
Úvod 2/5 Prístupové siete spojené s energetickou sieťou Klesajúce výnosy na deregulovanom trhu s elektrickou energiou spôsobujú, že výrobcovia elektrickej energie členia svoju ponuku a otvárajú tak nové trhy. Ich rozvodné siete je možné využiť aj na komunikačné účely. Tým sa stáva prevádzkovateľ energetickej siete súčasne prevádzkovateľom informačno-telekomunikačnej (IT/TK) siete. Licenciu na prevádzku verejnej siete IT/TK môže udeliť Telekomunikačný úrad. Silnoprúdové vedenia (rozvodu 230 V) sú vhodné pre dátovú paketovú komunikáciu až k jednotlivo adresovaným zásuvkám v určitej oblasti, napr. priestoru jednej budovy. Pritom je nutné riešiť otázky EMC spojené s rušením, bezpečnosť dát a taktiež elektrickú bezpečnosť. Tieto prenosy dát sújiž bežne používané pri riadení budov signálmi s malými prenosovými rýchlosťami (EIB, Power EIB, LONWORKS).
Úvod 3/5 Krátke prenosy medzi dvoma bodmi je tiež možné uskutočniť po tienených zemných kabloch vysokého napätia rýchlosťou 2 Mbit/s. Tento prenos je menej ovplyvňovaný rušivými impulzmi v sieti než je tomu pri prenose po silnoprúdových vodičoch. Tento prenos je smerovaný k veľkým odberateľom s vlastnými rozvodmi nízkého napätia. V Európe je zatiaľ povolený v energetických sieťach dátový prenos v pásmach CENELEC1 (4 khz,..., 148,5 khz), pre ktorá sú stanovené aj hranice rušivého vyžarovania v duchu EMC. Už dnes sú k dispozícii prenosové PLC systémy s kmitočtami od 1 do 30 MHz, resp. až do 200 MHz, ktoré ležia v oblasti rádiového a rozhlasového vysielania (krátke vlny). Prevádzkovatelia krátkovlnných rádiových sietí preto požadujú nízké limity EMC (emisné i imisné), aby neboli rušené ich služby. Hranice rušivého vyžarovania stanovuje Telekomunikačný úrad.
Úvod 4/5 Internet zo zásuvky 230 V Typická sieť PLC je: stavebnicová sieť typu PMP (Point-to-Multipoint). Skladá sa z hlavnej PLC prípojky,plcc (Power Line Central Controller) na nízkonapäťovej strane z transformátora a účastníckych staníc PLNT (Power Line Net Termination) ako rozhranie pre dáta. (obr.1)
Aplikácie tohto typu zostávajú obmedzené na malé vzdialenosti. Prenosové rýchlosti sú orientované na ponuky systémov xdsl a vychádzajú z vlastností danej rozvodnej siete 230 V. Úvod 5/5 Účastnícke prípojky môžu byť jako LAN, ktorých spoje sú tvorené vedeniami nízkeho napätia PLC. PLC-IT služby používajú protokoly založené na IP (Internet Protocol) a umožňujú dátovú komunikáciu ako proces podľa protokolu TCP/IP, hlasovú komunikáciu ako VolP (Voice over IP) t.j. telefonovanie po internete.
Historický vývoj: Na prelome 19. a 20. storočia - jednosmerný rozvod: prenos striedavých prúdov pre služobnú signalizáciu Začiatok 20. storočia - rozvod 50 Hz: prenos jednosmerných a striedavých prúdov na účely hromadného diaľkového ovládania 1920 - počiatky vf nosnej telefónie: prenos hovoru - elektrárenská telefónie 1940 - kombinácia elektr. telefónie a prenosu ďaľekopisných a telemetrických správ 1990 - počiatok využívania nn distribučných vedení na prenos vysokorýchlostných dát (PDSL - Power Digital Subscriber Line) 2000 - zapájanie PDSL systémov do procesu konvergencie telekom. služieb a sietí
Charakteristika PLC 1/10 Donedávna sa technológia PLC (Power Line Communication, ETSI používa názov Power Line Telecommunication - PLT) považovala za jednu z najsľubnejších možností prístupu k internetu. Rozvod elektrickej energie je, na rozdiel od pevnej telefónnej linky, predsa v každej domácnosti vo vyspelejšej časti sveta. Lenže prenášať dáta v silne rušenom prostredí nie je len tak jednoduché ani pri dnešnom stave techniky. Ďalšou značnou prekážkou sú aj transformátory, ktoré značne komplikujú nasadenie tejto technológie v praxi. Napriek tomu sa táto technológia testuje vo viacerých krajinách, spomeňme z nich len Rakúsko, Nemecko, Švajčiarsko, Švédsko, Škótsko, Španielsko a Singapur.
Charakteristika PLC 2/10 Všeobecne možno konštatovať, že aj využívanie rýchleho prístupu k internetu z viacerých dôvodov ešte stále zaostáva za očakávaním. Svoj podiel na tom má legislatíva, nedostatočná politická podpora, nedôslednosť telekomunikačných regulátorov, finančné ťažkosti dominantných operátorov, pomerne vysoké ceny, nedostatok atraktívnych aplikácií pre verejnosť, atď. Trh širokopásmového prístupu je v podstate ovládaný duopolom CATV a DSL technológií, čo je ďalším dôvodom pomalšieho nárastu širokopásmovej (broadband) penetrácie, ktorej by prospelo, keby sa objavila ďalšia silná konkurenčná širokopásmová technológia.
Charakteristika PLC 3/10 Nádeje vkladané do bezdrôtovej FWA (Fixed Wireless Access) sa zatiaľ bohužiaľ nenaplnili, ale situácia by sa mala zlepšiť prijatím globálneho štandardu pre bezdrôtový prístup a aplikáciou technológií nevyžadujúcich priamu viditeľnosť. Nevýhodou ďalších technológií ako napr. FTTH (Fiber to the Home) alebo Ethernet do bytu je potreba inštalácie nového vedenia.
Charakteristika PLC 4/10 Koncept systému PLC na prístup do domácností Príklad topológie PLC prístupu
Charakteristika PLC 5/10 Príklad topológie MV PLC
Charakteristika PLC 6/10 Extraktor zabezbečujúci prístup BPL - inštalovaný na strednonapäťovom rozvode elektrickej energie (MV Middle Voltage) Zariadenie pre domácnosti s funkciami IP telefónu od Sumitomo Electric Industries, Ltd. (SEI)
Charakteristika PLC 7/10 BPL Systém využívajúci vzdušné elektrické rozvody,kde koncové body predstavujú pevné alebo wireless riešenie
Charakteristika PLC 8/10 Viaceré energetické spoločnosti, ktoré majú spravidla veľmi dobré optické chrbticové siete, sa snažia využiť svoje elektrorozvodné siete aj na širokopásmový prístup k internetu. Pokiaľ celosvetový počet telefónnych liniek je vyše 700 mil., je počet užívateľov pripojených na elektrickú sieť niekoľkokrát vyšší (asi 3 mld.). Na technológii Power Line Communication pracuje viacero firiem a najrýchlešie modemy ponúkali donedávna americké spoločnosti Enikia a Intellon, ktoré dosahovali 12 respektíve až 14 Mbit/s. Sumitomo Electric Industries a Tokio Electric Power Company predstavili nedávno PLC modem schopný prenášať dáta s rýchlosťou 27 Mbit/s k užívateľovi a 18 Mbit/s pre upstream (nasledovný obr.). Keďže v Japonsku je pre komunikačné účely po elektrorozvodnej sieti pásmo výrazne limitované (10 khz až 450 khz), preto sa uvedené modemy budú ponúkať spočiatku v Španielsku a Taliansku a neskôr aj v ďalších európskych krajinách. V Japonsku sa očakáva zmena predpisov a potom sa budú môcť tieto modemy využívajúce pásmo 2.5 až 23 MHz nasadiť aj tam. Dnes sú už k dispozícii modemy osadené čipmi DS2, ktoré umožňujú rýchlosť do 200 Mbit/s a tesne pred ukončením vývoja sú už čipy, ktoré umožnia rýchlosť do 400 Mbit/s.
Riešenie širokopásmového prístupu k internetu prostredníctvom BPL modemu od Sumitomo Electric Industries a Tokio Electric Power Company PLC zariadenia, inštalované do existujúcej elektrorozvodnej siete pozostávajú z: Headend (HE) slúži na prenos vysokorýchlostného komunikačného signálu do strednonapäťového elektrického rozvodu v podzemnom kábli alebo do bytového (izbového) transformátora v káblovej šachte, Repeater (RP) -slúži na zosilnenie komunikačného signálu, Home Gateway (HG) - je brána inštalovaná v budove v miestnosti smeračom elektrickej energie, Customer Premise Equipment (CPE): slúži na poskytovanie služieb BPL koncovému užívateľovi v jeho domácnosti.
Prepojenie bytových účastníkov do telekomunikačných sietí prostredníctvom rozvodných elektrických sietí (BPL) vedených vzduchom
Detail pripojenia bytovej stanice siete BPL (coupler väzobný člen)
Charakteristika PLC 9/10 Napriek rekordnému nárastu prípojok DSL v ostatnom čase je ich celkový počet len niečo cez 2 mil., čo je vzhľadom na 147 mil. obyvateľov pomerne málo, a preto sa mnohí nádejajú, že PLC technológia by mohla získať významný podiel na trhu. Čipy, použité v modemoch PLC, navrhnuté španielskou spoločnosťou DS2 pod typovým označením DSS4200, sú určené nielen pre prístupovú sieť, ale aj na aplikácie LAN, napr. v rámci bytu. Základom sú zariadenia pod názvom Head End, ktoré sú inštalované na transformátore MV/LV (Middle Voltage/Low Voltage) a na ktoré je možné napojiť až 254 resp. až 512 užívateľov. Riešenie vyhovuje príslušným predpisom ETSI a CENELEC a má dva plne programovateľné rozsahy pre aplikácie prístupových sietí a domáceho rozvodu LAN od 1 až 38 MHz. Pretože tieto aplikácie využívajú iné podpásma, nie je problém s ich koexistenciou (ETSI: Access 1.6 MHz až 9.4 MHz; Inhouse 11 až 30 MHz). Riešenie spoločnosti DS2 je plne duplexné, paketovo orientované s max. dĺžkou paketu 8 kb, podporujúce aj hlasové a video služby (VoIP a Video over IP). Systém využíva adaptívne až 1280 nosných kmitočtov OFDM, aby sa dala dosiahnuť čo najvyššia priepustnosť v rôznych sieťach.
Charakteristika PLC 10/10
Výrobca chipov DS2 Spoluvlastníkom firmy DS2 je aj významná španielska energetická spoločnosť Endesa, operujúca aj v Latinskej Amerike, silná aj v telekomunikáciách, veď má majoritu v telekomunikačnej spoločnosti Auna (pevné linky, mobilné siete, Internet, DTV), kde má vyše štvrtinový podiel aj Telecom Italia. Endesa v pilotných projektoch testovala PLC zariadenia spoločnosti Ascom v Barcelone a predchádzajúce riešenie DS2 vo Valencii, kde sa dosiahli prenosové rýchlosti 10 Mbit/s. Endesa zahájila ďalší pilotný projekt v Zaragoze, kde by sa prostredníctvom novej generácie BPL modemov kde je pripojených niekoľko tisíc užívateľov. V prípade úspešnej testovacej prevádzky sa dá očakávať nasadenie týchto modemov aj v krajinách, kde má tento energetický gigant významnejšie záujmy a kde DSL zatiaľ nezapustilo silné korene.
Riešenie PLC prístupu a distribučnej (elektrorozvodnej) siete (obr. 15) je hlavnou náplňou práve prebiehajúcej štandardizácie je v rámci projektu OPERA. Tento projekt je chápaný ako kľúčový faktor, ktorý by mal z technológie PLC urobiť životaschopnou prístupovou technológiou tak, aby tento spôsob pripojení k širokopásmovému internetu dokázal vo väčšom rozsahu reálne konkurovať už zavedeným technológiám xdsl a CATV. Výhľadovo sa ráta s tým, že PLC ponúkne prenosové rýchlosti okolo 200 Mbit/s (alebo viac) a okrem pripojenia k internetu umožní taktiež prevádzku ďalších aplikácií z oblasti zberu dát, automatizácie a regulácie. Výrobca čipov DS2 Pokiaľ aktivity našich dominantných operátorov DSL budú pokračovať takým tempom, ako doteraz, väčšina z nás sa možno rýchleho pripojenia k internetu dočká až vďaka technológii PLC.
Pripájanie PLC (BPL)na MV a LV väzbou Energetické a telekomunikačné systémy pracujú na dvoch diametrálne odlišných úrovniach frekvencií, prúdov a napätí, preto treba sieť, určenú pre distribúciu elektrickej energie a zároveň aj na poskytovanie aj širokopásmového prístupu k internetu (BPL), veľmi opatrne navrhovať a optimalizovať. Energetická sieť pracuje s veľmi nízkou frekvenciou, ale s veľkým prúdom a napätím. Kdežto telekomunikačné siete, s oveľa vyššími frekvenciami, a s relatívne malými prúdmi a napätiami.
Väzba -Induktívne väzba je známa stratami pri prenose až niekoľko decibelov, ale zabraňuje fyzickému kontaktu zo sieťou, čo robí použitie tohto typu spojenia bezpečnejším, a často jednoduchším na inštalovanie, ako kapacitná väzba. -Kapacitná väzba má zase vysoko-priepustné filtrovanie (High Pass Filtering) s tzv. Straight-Forward elektronikou, ktorá je kompaktná a jednoduchá na návrh. -V praxi, sa používa kombinácia týchto dvoch technik
Väzba Obvod obsahuje vysokonapäťové kapacitory, na vyfiltrovanie 50/60Hz napäťovej vlny, transformátor a kombináciu diód, na ochranu pred prepätím; Obvod obsahuje cievky s feritovými jadrami
Väzba
Väzba Tieto zariadenia sa používaju na prepojenie PLC zariadení do energetickej siete
PLC prístup a distribučná sieť
Možnosť zabezpečenia prístupu k vysokorýchlostnému internetu prostredníctvom riešenia Broadband over Power Lines (BPL)
Riešenie zabezpečenia prístupu k internetu na báze PLC vo veľkom výrobnom podniku s množstvom prevádzok Prístup k internetu na báze PLC priamo v rýchlovlaku Architektúra siete PLC v rozsiahlom komplexe budov Prístup k internetu na báze PLC v rozvodnom závode Jedno z možných riešení zabezpečenia prístupu k internetu v domácnosti prostredníctvom PLC
PowerWiFi - broadband cez elektrickú sieť a Wi-Fi Firma Amperion predstavila zaujímavé riešenie kombinujúce technológiu PLC a Wi-Fi. Amperion Connect Powerline System je súborom hardvérových a softvérových riešení, ktoré umožňujú využiť existujúce strednonapäťové rozvody elektrickej energie (MV) ako chrbticové siete pre poskytovanie rýchleho prístupu k Internetu pre domácnosti a menšie firmy. Prístupová sieť využíva technológiu PowerWiFi, čo je vlastne pripojenie Wi-Fi prístupových bodov na MV rozvody, do ktorých sú injektované dáta, napríklad z pevného digitálneho okruhu E3 (34 Mbit/s).
PowerWiFi - broadband cez elektrickú sieť a Wi-Fi Časť riešenia, označená ako Connect, pozostáva z troch častí: injektor, extraktor a repeater/extraktor. Injektor je vlastne interfejs medzi dátovou sieťou (T1/E1, T3/E3, optické vlákno) a strednonapäťovým napájačom, a ako to z názvu vyplýva, injektuje dátový tok do energetického rozvodu. Na mieste, kde je potrebné z energetického rozvodu vyčleniť dátový tok, sa použije extraktor. Ak je potrebné preklenúť väčšie vzdialenosti, nasadzuje sa modul repeater/extraktor, umožňujúci najprv vyčleniť dátový tok, ktorý sa po regenerácii injektuje opäť do ďalšieho úseku energetického rozvodu. Amperion má v ponuke dva produktové rady. Pre nadzemný rozvod je určený Falcon 1000 MV a pre podzemný rozvod je rad Lynx 1000 MV. Chrbticová sieť na báze riešenia Amperion Connect vie zabezpečiť bitovú rýchlosť až do 45 Mbit/s, v praxi sa však využíva 18 Mbit/s na jeden injekčný bod.
PowerWiFi - broadband cez elektrickú sieť a Wi-Fi Riešenie firmy Amperion - pre nadzemný rozvod Falcon 1000 MV a pre podzemný rozvod Lynx 1000 MV
PowerWiFi - broadband cez elektrickú sieť a Wi-Fi Amperion teda zvolilo dobre známu a dnes už lacnú technológiu Wi-Fi (802.11b). Vychádzali pritom zo skutočnosti, že energetický MV rozvod je v dosahu niekoľkých sto metrov okolo každého domu alebo firmy a priepustnosť niekoľkých Mbit/s (podľa vzdialenosti, rušenia, počtu užívateľov a aplikácií) by podľa predstaviteľov Amperionu mala byť lákavá nielen pre domácich užívateľov, ale aj pre menšie firmy. Známe nedostatky Wi-Fi so zabezpečením dát a prístupu rieši Amperion zabudovaním protokolov ako RADIUS, PPPoE, SSH a IPSec. Uvedené kombinované riešenie by mohlo byť schopné vo väčšom rozsahu konkurovať rozvodom káblovej televízie (CATV) a DSL pripojeniam.
Riešenie firmy Corinex Corinex PowerNet umožňuje individuálne pripojenie počítača k LAN cez elektrickú sieť rýchlosťou 14 Mbit/s. Užívateľ si môže zakúpiť jeden z troch produktov Corinex PowerNet ku každému svojmu počítaču a pripojí PowerNet do najbližšej zásuvky. Nasleduje jednoduchá inštalácia ovládača a nakonfigurovanie sieťových parametrov (IP adresa atď.). Produkt je určený hlavne pre maloobchodný trh, tzn. každá domácnosť alebo Small Office privíta možnosť cenovo výhodného a flexibilného zosieťovania počítačov bez nutnosti budovania kabeláže (samozrejme za predpokladu existencie elektrických rozvodov). Kompletný produktový rad s názvom Corinex PowerNet pozostáva z 3 produktov: Internej PCI karty, Externého modemu s USB rozhraním, Externého modemu s Ethernet rozhraním.
Riešenie firmy Corinex Medzi základné technické parametre patria: prenosová rýchlosť 14Mbps, chip-set od INTELLON postavený na OFDM technológii (frekvenčný rozsah 4.3-20.9 MHz), 56 bit DES enkrypcia, multiprotokolová komunikácia, približný dosah 200m, zabudované funkcionality QoS s priorizáciou dát, prevádzka v sieťach 110/220V, ide o čisto vnútorné riešenie. Riešenie Corinex PowerNet ideálne dopĺňa celkové riešenie s názvom Corinex NetGate pozostávajúce z riešení problému poslednej míle a poslednej stopy určených pre ISPs (Internet Service Providers), DSPs, Carriers. Takéto kompletné riešenie umožňuje bezproblémovú prevádzku aplikácií náročných na prenosovú rýchlosť - napr. multimediálne
Riešenie firmy Corinex PLC systém ako riešenie poslednej míle telekomunikačnej siete
Riešenie firmy Corinex Detail PLC systému ako riešenia poslednej míle telekomunikačnej siete
Projekt OPERA Európská únia podporila vysokorýchlostný internet po rozvodných elektrických sieťach V apríli 2005 Európska komisia deklarovala svoju podporu pre rozvoj vysokorychlostného Internetu prostredníctvomm rešenia Broadband over Power Lines (BPL). V prvom rade ide o projekt Open PLC European Research Alliance (OPERA), ktorého hlavným sponzorom je práve Európska komisia v rámci programu "Broadband for All". Z výrobcov sa na projekte OPERA podieľajú napríklad spoločnosti Powerplus Plus Communications AG, Ascom Systec AG, Main.net Communications Ltd. a Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europe BV. Z rozpočtu EK bolo na projekt OPERA uvoľnených 9 miliónov Euro. Pre jeho prvú fázu, ktorá má trvať dva roky, sa potom počítalo s celkovým rozpočtom 20 miliónov Euro. Hlavným cieľom bolo vyvi-núť jednotný európsky štandard pre PLC, ktorý by mal nahradiť súčasné proprietárne riešenia jednotlivých firiem. Práve štandardizácia je v rámci projektu OPERA chápaná ako kľúčový faktor, ktorý by mal z PLC urobiť životaschopný spôsob širokopásmového pripojenia k internetu.
Projekt OPERA II. EK vydala odporúčanie týkajúce sa BPL (Broadband over Power Lines), v ktorom vyzýva dvadsaťpäťku členských štátov, aby sa v prvom rade snažili odstrániť rôzne regulačné obmedzenia, ktoré nasadeniu či širšiemu využitiu BPL bránia. EK síce pripúšťa možné problémy s rušením v rádiových pásmach, avšak tie pokladá za riešiteľné, čo dokazujú aj pilotné projekty v Nemecku či Španielsku. Systémové riešenia v tomto smere by mali priniesť pripravované direktívy týkajúce sa elektromagnetickej kompatibility obecne, ktoré mali vstúpiť do platnosti v roku 2007. EK si od využitia BPL okrem väčšej konkurencie na trhu s pripojením sľubuje predovšetkým pomoc pri riešení tzv. Digital Divide, teda obmedzenej dostupnosti širokopásmového internetu v odľahlejších vidieckych oblastiach. V krajinách EU je okolo 200 miliónov vedení, s ktorých pomocou by išlo pripojiť domácnosti, školy a firmy. Vďaka tomu by sa penetrácia širokopásmového internetu mohla podľa odhadov zvýšiť o 5-10 %.Súčasnú situáciu v EU je vidieť v nasledovnej tabuľke (tab. 1).
Nelichotivá situácia v nasadení BPL prostredníctvom PLC v Európe
Projekt OPERA Ako je v tab. 1 vidieť príspevok BPL je zatiaľ malý. Cez to všetko však má BPL stále svoju šancu, a to predovšetkým vďaka samotným elektrorozvodným závodom a spoločnostiam. Tie majú v zásade dostatok prostriedkov na investície do novej služby i ich masívny marketing, zavedený prístup k prakticky 100% potenciálnych zákazníkov a možnosť poskytovať i ďalšie zaujímavé služby v jednom balíčku. K službám Triple Play zahrnujúcich internet (dáta)/hlas/video totiž môžu ponúknuť ešte štvrtú "hru", a síce aplikácie z oblasti merania, regulácie a zabezpečenia.
Vývoj technológie PLC 400Mbps
Trendy pri využívaní energetických vedení na prenos správ Silnoprúdové vedenie nerozvetvené rozvetvené vonkajšie vvn káblové vn vn+nn nn zemné fázové prídavné vvn vn nn lano vodiče opt. vedenie
Klasifikácia pásiem na prenos správ pomocou energetických vedení ázov pásma podhovorové hovorové Stredofrekvenčnévysokofrekvenčné ozsah pásma f < 300 Hz f = 300 Hz 4 khz f = 4 150 khz f > 150 khz ríklady 0 Hz, 50 Hz 300 Hz 2500 Hz 3 95 khz 40 khz 750 khz oužívaných 166 Hz, 217 Hz 300 Hz 3400 Hz 9 95 khz 1 MHz 30 MHz mitočtov a a 316 Hz, 425 Hz 95 148,5 khz ásiem 1050 Hz
Telekomunikačné služby prevádzkované po silnoprúdových vedeniach a sieťach SLUŽBY úzkopásmové širokopásmové hovorové nehovorové transportné prístupové (vvn, vn) (vvn, vn, nn) (vvn + opt. kábel) (distribuční nn sieť) služobná telefónia diaľkové meranie prenos dátových súborov prístup k intranetu štandardná telefónia diaľková regulácia diaľkové ovládnie diaľková signalizácia diaľková synchronizácia hromadné diaľkové ovládanie prenos združených kanálov prístup k internetu prenos videosignálov LAN budovy LAN bytu
HDO Hromadné diaľkové ovládanie Technické princípy zmena prevádzkového stavu vysielanie striedavých impulzov vysielanie jednosm. impulzov multifrekvenčné systémy monofrekvenčné systémy nesynchronizované synchronizované dĺžka impulzu hustota impulzu spúšťaná čas. základňa ovládaná čas. základňa S ZM ZI 1 2 44
Technické usporiadanie a parametre HDO ŘRC1 Centrála HDO RC2 110 kv Vysielač HDO 800 kva / 317 Hz 220V/50Hz 1-5V/317Hz 22 kv PHDO PHDO 0,4 kv ČSN 334570
Prenosy po fázových vodičoch vvn a vn Spôsoby väzby Používané pásmo : 30 khz - 750 khz anténna kapacitná induktivná Šířka kanálu jednofázová Rozvodňa VFZ2 medzifázová Vedenie 2,5 khz 4 khz ZS1 VFZ1 C1 PS1 VAF PZ C2 PS2 ZS2 Použitie : hovor ďalekopis telemetria dáta
Úzkopásmové PLC systémy Účel použitia Lokálne aplikácie na účely merania, signalizácie a ovládania Napr.: prenos údajov meračov energie (elektrina, voda, plyn, teplo atď.) ovládanie klimatizácie a vetrania ovládanie osvetlenia prenos signálov z bezpečnostných čidiel a iné
Elektromer/kvalitomer+koncentr kvalitomer+koncentrátortor s integr. modemom Dáta Obchodneho merania Dáta pre distribúciu Interface GIS,SAP,SCADA Odpoč. Tab. T1 - registre Výpadky (L1,L2.L3,3Fáz) Prepoj-identifikácia TS aodber miest Odpoč. Tab. T2-Výkon profily Prekročenie hran. hodnôt Sledovanie bilančných strát medzi Odpoč. Tab. TS-servis tab. U,I,P( L1,L2.L3,3 Fáz ) VN,TS a MO v reálnom čase Okamžité hod (U,I,P,Q,S,f Poruch.štatistika,alarmy Analýza vývoja spotreby a zaťaženia Cos φ,3 fáz, výpadok) vývodov TS v reálnom čase Kontrola manipulácie Opačný tok en.,nesymetria Analýza parametrov siete pre potreby riadenia procesov a plánovanie investicií Kontrola inštalácie Profily meraných veličín Sledovanie kvality siete podľa Ustr,Umin,Umax(L1,L2,L3) Operačné využívanie dig.máp(napr. EN 50 160 Istr,Imin,Imax(L1,L2,L3) lokalizácie porúch topológia siete a MO THD U,THD I,(L1,L2,L3) pristupové cesty..) Evidencia poruchových stavov Flicker (L1,L2,L3) Prehľad o dôležitých odberoch Knižnica udalostí Frekvencia, cos φ (vedecké,medicínske,finančné straty(fe,co-odber,dodávky) s vysokým stupňom zabezpečenia) zdanlivá energia
EMC širokopásmových telekomunikačných systémov Širokopásmové prenosové systémy prevádzkované po metalických vedeniach môžu byť všeobecne zdrojom rušivých interferencií, ktoré môžu ovplyvňovať prevádzku iných telekomunikačných systémov v ich okolí Takými systémami však môžu byť nie len zariadenia BPL, prevádzkovaná po silnoprúdových vedeniach, ale aj napríklad zariadenia typu xdsl prevádzkované na účastníckych telefónnych vedeniach Vnútorné rozvody telefónne aj energetické majú z čisto fyzikálneho hľadiska obdobné predpoklady na nežiadúce vyžarovanie
EMC pevných inštalácií Nová smernica 2004/108/ES rozlišuje problematiku EMC výrobkov a EMC pevných inštalácií. Zároveň naznačuje nové pravidlá a doporučuje zodpovednosť či upresnenie prístupov k posudzovaniu elektromagnet. kompatibility. Pre kategóriu pevných inštalácií sa predpokladá aj riešenie zmien niektorých postupov meraní a inovácia medzných limitov pre vyžarovanie aj elektromagnetickú odolnosť. V súvislosti s tým je potrebné prihliadať aj na problematiku širokopásmových telekomunikačných systémov vrátane BPL!
Percentuálne rozloženie rádiových služieb v pásme 1,6 30 MHz Vojenské služby 67% Rádioamatérske pásma 15% Rozhlasové služby 13% Letecké a námorné služby 4% Ostatné 1%
AON Technicke prostriedky prístupovych sietí pre broadband aplikacie Prenosy po vedeniach bezdrôtové prenosy Optické metalické rádiové optické(laserové) PON Rádiove pozemské siete FWA Satelitné WLL Účastnické Distribučný Silnoprúdové GSM UMTS LEO vedenia vedenia distribučné +GPRS MEO HDSL Káblová vedenie GEO
Ako rozvíjať PLC/BPL v SR??? Prijať PLC a BPL ako možnú alternatívu iných prístupových prostriedkov tam, kde je to vhodné a efektivné. Zvyšovať informovanosť o tejto technológií v inštitúciách (MV, MPO, TÚ, ERÚ atď.) aj v širšej technickej verejnosti. Sledovať vývoj vo svete a najmä v EÚ Využívať zahraničných skúseností a snažiť sa zapojiť do medzinárodných spoločností, ktoré sa zaoberajú rozvojom tejto technológie. Využívať možnosti podpory v rámci medzinárodných programov, ale tiež ísť cestou vlastných experimentov a vyvodzovania správnych záverov technických aj legislatívnych.
Riešenie Hromadná výroba prvkov a zariadení Použitie moderných telekomunikačných technológií Záver Využitie silnoprúdových sietí na prenos správ Výhody Využitie vybudovanej sieťovej infraštruktúry Vytvára predpoklady efektivného prenosu Problémy Technologicky náročná väzba signálu Elektromagnetické prostredie energ. siete
IEEE Štandardy 1138-1994(R2004) IEEE Standard Construction of Composite Fiber Optic Ground Wire (OPGW) for Use on Electric Utility Power Lines C93.3-1995 American National Standard-Requirements for Power-Line Carier Line Traps 367-1996 (R2002) IEEE Recommended Practice for Determinng the Electric Power Station Ground Potential Rise and Induced Voltage from a Power Fault C93.5-1997 American National Standard Requirements for Single Function Power-Line Carrier Transmite- Receiver Equipment C93.1-1999 American National Standard Requirements for Power-Line Carrier Coupling Capacitors and Coupling Capacitor Voltage Transformers (CCVT) 487-2000 IEEE Recommended Practice for the Protection of Wire-Line Communication Facilities Serving Electric Supply Locations
519-2002 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems 1590-2003 IEEE Recommended Practice for the Electrical Protection of Optical Fiber Communication Facilities Serving, or Connected to, Electrical Supply Locations 1222-2004 IEEE Standard for All-Dielectric Self- Supporting Fiber Optic Cable C37-94 2004 IEEE Standard for N times 64 Kilobit Per Second Optical Fiber Interfaces Between Teleprotection and Multiplexer Equipment 643-2004 IEEE Guide for Power-Line Carrier Applications 820-2005 IEEE Standard Telephone Loop Performance Characteristics P519.1/D9a Unapproved IEEE Draft Guide for Applying Harmonic Limits on Power Systems