Power Line Communications (PLC) – технология передачи данных по электрическим сетям (тезисы статьи)
Автор: Матвийчук Е., ст. гр. ТКС-03а; руководитель - ст. преп. Лумпиева Т.П.
Источник: Тезисы докладов студенческой конференции "Физика и научно-технический прогресс" (ФиНаТ-2004),(17 апреля 2004 г.). ДонНТУ, 2004 г. - 96 с.
В области современных телекоммуникаций проблема “последней мили”, состоящая в выборе наиболее дешевого, но при этом быстрого и надежного физического канала передачи информации из имеющегося разнообразия, пожалуй, одна из самых наболевших. Зарубежные и украинские компании пытались решить её, используя телефонную сеть, хDSL, коаксиальные телевизионные кабели, беспроводный радио-доступ и даже спутниковые и оптоволоконные системы.
В настоящее время для передачи энергии и информации применяются, прежде всего, металлические кабели. Поэтому широкая распространенность электрических сетей 0,2- 0,4 кВ, отсутствие необходимости проведения дорогостоящих работ, связанных с созданием траншей и прокладкой кабелей, стимулируют повышенный интерес к ним как среде передачи данных.
Технология PLC (Power Line Communications) – технология передачи данных по электрическим сетям – предлагает следующее решение данной проблемы. С одной стороны, питающие здание электрические кабели служат “последней милей” для передачи данных. С другой стороны, электропроводка внутри здания играет роль “последнего дюйма”. Разделение между внешней (наружной) системой (Outdoor) и внутренней (Indoor) позволяет им обоим работать одновременно и независимо друг от друга, используя одну и ту же передающую среду и различные несущие частоты.
Передача больших объёмов информации требует использования широкого спектра частот. Система PLC от компании Ascom (Швейцария-Украина), признанного лидера в производстве устройств и сетей связи на основе PLC-технологии (около половины всех проектов), использует частоты в диапазоне от 1,6 до 30 МГц. Различные частотные полосы используются в различных целях для достижения максимальной пропускной способности. Более трёх частотных каналов в диапазоне от 1,6 Гц до 15 МГц используются в Outdoor PLC (чаще всего 2,4 МГц, 4,8 МГц и 8,4 МГц), и столько же – в диапазоне 15-30 МГц – в Indoor PLC. Каждый из этих трёх частотных каналов является равноправным, и обеспечивает, в зависимости от качества соединения, скорость передачи данных от 750 до 1500 кбит/с. Таким образом, максимальная скорость передачи составляет 4,5 Мбит/с, что примерно в 20 раз больше, чем при соединении с Интернетом через телефонную линию.
Сеть PLC строится следующим образом: в трансформаторной подстанции, как правило, устанавливается управляющее устройство внешней сети (Outdoor Master), которое обеспечивает связь местной сети и глобальной. Именно здесь сигнал, поступивший из Интернета или АТС, модулируется для передачи его по электрическим кабелям. Для достижения максимальной гибкости при планировании сети передачи данных система Ascom позволяет свободно выбирать место расположения промежуточной приемо-передающей точки. Это означает, что абсолютно необязательно размещать ее в трансформаторной подстанции. Этот принцип позволяет располагать такое устройство в географически центральной точке сети.
Рис. 1. Внешняя топология сети передачи данных по электросетям на основе технологии PLC
При минимальной скорости передачи, без репитеров (устройств, усиливающих затухающий в результате сопротивления сигнал), может быть покрыто расстояние 200 - 300 метров. Расстояние сокращается примерно в два раза для высших значений скоростей передачи.
В доме (квартире) каждого пользователя возле счётчика электроэнергии устанавливается устройство доступа к внешней сети (Outdoor Access Point), которое является посредником между внешней и внутренней сетью PLC. Непосредственно в электрическую розетку подключается модем, через который к сети может быть подключен компьютер, телефон, факс или другое коммуникационное оборудование.
Рис. 2. Внутренняя топология сети передачи данных по электросетям на основе технологии PLC
Преимущества PLC-технологии в сравнении с существующими технологиями передачи данных заключаются в следующем:
- не требует наличия сети кабельного телевидения или телефонной сети и, следовательно, дорогостоящих работ, связанных с прокладкой дополнительного кабеля;
- очень быстрое развертывание и возможность поэтапного наращивания по мере необходимости;
- обеспечивает предоставление услуг практически во всех местах, где есть электропроводка;
- предполагает низкие начальные капиталовложения;
- обеспечивает возможность предоставления не только высокоскоростного доступа в Интернет, но и телефонной связи (локальной, с выходом в городские телефонные сети);
- дает возможность предоставления энергетических услуг и услуг по управлению "интеллектуальным домом" (автоматическое снятие показаний различных счетчиков, дистанционный мониторинг, сигнализация и др.);
- возможность комплексного предоставления энергетических и телекоммуникационных услуг одним поставщиком.
В настоящее время на базе оборудования Ascom Powerline Communications AG уже реализованы ряд инновационных проектов по использованию технологии передачи информации в странах Восточной Европы, готовятся пробные проекты по внедрению PLC в Украине и России. Масштабные проекты (всего более 80) разворачиваются в Мексике, Латинской Америке и Юго-Восточной Азии. Таким образом, практическая реализация подтверждает уникальность и целесообразность применения высокоэффективной технологии PLC в сфере телекоммуникаций.
