Power-Line-Kommunikation
Home Control (Schmalband)Edit
Power-Line-Kommunikationstechnologie kann die elektrische Energieverdrahtung innerhalb eines Hauses für die Hausautomation verwenden: zum Beispiel die Fernbedienung von Beleuchtung und Geräten ohne Installation zusätzlicher Steuerverkabelung.
Typischerweise arbeiten Home-Control-Powerline-Kommunikationsgeräte, indem sie in einer Trägerwelle zwischen 20 und 200 kHz in die Haushaltsverkabelung am Sender modulieren. Der Träger wird durch digitale Signale moduliert. Jeder Empfänger im System hat eine Adresse und kann individuell durch die über die Haushaltsverkabelung übertragenen und am Empfänger decodierten Signale kommandiert werden. Diese Geräte können entweder an normale Steckdosen angeschlossen oder fest verdrahtet sein. Da sich das Trägersignal zu nahe gelegenen Häusern (oder Wohnungen) auf demselben Verteilungssystem ausbreiten kann, haben diese Steuerschemata eine „Hausadresse“, die den Eigentümer bezeichnet. Eine beliebte Technologie, die als X10 bekannt ist, wird seit den 1970er Jahren verwendet.
Der 1999 eingeführte „Universal Powerline Bus“ verwendet eine Pulspositionsmodulation (PPM). Die Physical-Layer-Methode ist ein ganz anderes Schema als die X10. LonTalk, Teil der LonWorks Home Automation-Produktlinie, wurde als Teil einiger Automatisierungsstandards akzeptiert.
Low-Speed-Narrow-bandEdit
Schmalband-Power-Line-Kommunikation begann bald nach der elektrischen Stromversorgung weit verbreitet wurde. Um das Jahr 1922 begannen die ersten Trägerfrequenzsysteme über Hochspannungsleitungen mit Frequenzen von 15 bis 500 kHz für Telemetriezwecke zu arbeiten, und das geht weiter. Verbraucherprodukte wie Babyalarme gibt es mindestens seit 1940.
In den 1930er Jahren wurde die Welligkeitsträgersignalisierung in den Verteilernetzen für mittlere (10-20 kV) und Niederspannungen (240/415 V) eingeführt.
Viele Jahre lang wurde nach einer billigen bidirektionalen Technologie gesucht, die für Anwendungen wie die Zählerfernauslesung geeignet ist. Französisch electric power Électricité de France (EDF) prototypisiert und standardisiert ein System namens „Spread frequency Shift Keying“ oder S-FSK. (Siehe IEC 61334) Es ist jetzt ein einfaches kostengünstiges System mit einer langen Geschichte, hat jedoch eine sehr langsame Übertragungsrate zwischen 200 und 800 Bit pro Sekunde. In den 1970er Jahren führte die Tokyo Electric Power Co Experimente durch, die einen erfolgreichen bidirektionalen Betrieb mit mehreren hundert Einheiten berichteten.
Seit Mitte der 1980er Jahre hat das Interesse an der Nutzung des Potenzials digitaler Kommunikationstechniken und digitaler Signalverarbeitung zugenommen. Ziel ist es, ein zuverlässiges System herzustellen, das billig genug ist, um weit verbreitet installiert zu werden und kostengünstig mit drahtlosen Lösungen konkurrieren zu können. Der schmalbandige Powerline-Kommunikationskanal stellt jedoch viele technische Herausforderungen, ein mathematisches Kanalmodell und eine Übersicht über die Arbeit stehen zur Verfügung.
Die Anwendungen der Netzkommunikation variieren enorm, wie man es von einem so weit verbreiteten Medium erwarten würde. Eine natürliche Anwendung der Schmalband-Stromleitungskommunikation ist die Steuerung und Telemetrie von elektrischen Geräten wie Zählern, Schaltern, Heizungen und Haushaltsgeräten. Eine Reihe von aktiven Entwicklungen betrachten solche Anwendungen aus systemischer Sicht, wie zum Beispiel das Demand Side Management. Dabei würden Haushaltsgeräte ihren Ressourceneinsatz intelligent koordinieren, zum Beispiel Lastspitzen begrenzen.Steuerungs- und Telemetrieanwendungen umfassen sowohl ‚Utility Side‘ -Anwendungen, die Geräte des Versorgungsunternehmens bis zum Haushaltszähler umfassen, als auch ‚Consumer-Side‘ -Anwendungen, die Geräte in den Räumlichkeiten des Verbrauchers umfassen. Mögliche versorgungsseitige Anwendungen umfassen automatische Zählerablesung (AMR), dynamische Tarifkontrolle, Lastmanagement, Lastprofilaufzeichnung, Kreditkontrolle, Vorauszahlung, Fernverbindung, Betrugserkennung und Netzwerkmanagement und könnten auf Gas und Wasser erweitert werden.Open Smart Grid Protocol (OSGP) ist eine der bewährtesten Schmalband-SPS-Technologien und -Protokolle für Smart Metering. Es gibt mehr als fünf Millionen Smart Meter, basierend auf OSGP und mit BPSK PLC, installiert und in Betrieb auf der ganzen Welt. Die OSGP Alliance, ein gemeinnütziger Verein, der ursprünglich als ESNA in 2006 gegründet wurde, führte eine Familie von Spezifikationen an, die vom European Telecommunications Standards Institute (ETSI) veröffentlicht wurden und in Verbindung mit dem ISO / IEC 14908 Control Networking Standard für Smart Grid-Anwendungen verwendet werden. OSGP ist optimiert, um eine zuverlässige und effiziente Bereitstellung von Befehls- und Steuerungsinformationen für intelligente Zähler, Direktlaststeuerungsmodule, Sonnenkollektoren, Gateways und andere Smart-Grid-Geräte bereitzustellen. OSGP folgt einem modernen, strukturierten Ansatz, der auf dem OSI-Protokollmodell basiert, um den sich entwickelnden Herausforderungen des Smart Grids gerecht zu werden.
Auf der physikalischen Ebene verwendet OSGP derzeit ETSI 103 908 als Technologiestandard. Auf der OSGP-Anwendungsebene bietet ETSI TS 104 001 eine tabellenorientierte Datenspeicherung, die teilweise auf der ANSI C12.19 / MC12 basiert.19 / 2012 / IEEE Std 1377-Standards für Datentabellen für Endgeräte in der Versorgungsindustrie und ANSI C12.18 / MC12.18 / IEEE Std 1701 für its-Dienste und Nutzlastverkapselung. Dieses Standard- und Befehlssystem bietet nicht nur intelligente Zähler und zugehörige Daten, sondern auch eine allgemeine Erweiterung auf andere Smart-Grid-Geräte.
Ein Projekt von EDF, Frankreich, umfasst Nachfragemanagement, Straßenbeleuchtungssteuerung, Fernmessung und Abrechnung, kundenspezifische Tarifoptimierung, Vertragsmanagement, Kostenschätzung und Sicherheit von Gasanwendungen.
Es gibt auch viele spezialisierte Nischenanwendungen, die das Stromnetz innerhalb des Hauses als bequeme Datenverbindung für die Telemetrie nutzen. In Großbritannien und Europa verwendet beispielsweise ein TV-Zuschauerüberwachungssystem Powerline-Kommunikation als bequemen Datenpfad zwischen Geräten, die die Fernsehaktivität in verschiedenen Räumen eines Hauses überwachen, und einem Datenkonzentrator, der an ein Telefonmodem angeschlossen ist.
Medium-Speed Narrow-bandEdit
Die Distribution Line Carrier (DLC)-Systemtechnologie verwendete einen Frequenzbereich von 9 bis 500 kHz mit einer Datenrate von bis zu 576 kbit/s.Das Projekt Real-time Energy Management via Powerlines and Internet (REMPLI) wurde von 2003 bis 2006 von der Europäischen Kommission gefördert.
Im Jahr 2009 gründete eine Gruppe von Anbietern die PoweRline Intelligent Metering Evolution (PRIME) Alliance. Wie geliefert, ist die physikalische Schicht OFDM, abgetastet mit 250 kHz, mit 512 differentiellen Phasenverschiebungskanälen von 42-89 kHz. Die schnellste Übertragungsrate beträgt 128,6 Kilobit / Sekunde, die robusteste 21,4 kbit / s. Zur Fehlererkennung und -korrektur wird ein Faltungscode verwendet. Die obere Schicht ist normalerweise IPv4.
Im Jahr 2011 gründeten mehrere Unternehmen, darunter Verteilnetzbetreiber (EFRE, Enexis), Zähleranbieter (Sagemcom, Landis&Gyr) und Chiphersteller (Maxim Integrated, Texas Instruments, STMicroelectronics, Renesas) die G3-PLC Alliance, um die G3-PLC-Technologie zu fördern. G3-PLC ist das Low-Layer-Protokoll, um eine große Infrastruktur im Stromnetz zu ermöglichen. G3-PLC kann in Europa im CENELEC A-Band (35 bis 91 kHz) oder CENELEC B-Band (98 kHz bis 122 kHz), in Japan im ARIB-Band (155 kHz bis 403 kHz) und in den USA und dem Rest der Welt im FCC-Band (155 kHz bis 487 kHz) betrieben werden. Die verwendete Technologie ist OFDM bei 400 kHz mit adaptiver Modulation und Tone-Mapping abgetastet. Die Fehlererkennung und -korrektur erfolgt sowohl durch einen Faltungscode als auch durch eine Reed-Solomon-Fehlerkorrektur. Die erforderliche Medienzugriffskontrolle ist dem Funkstandard IEEE 802.15.4 entnommen. In dem Protokoll wurde 6LoWPAN ausgewählt, um IPv6, eine Internet-Netzwerkschicht, an eingeschränkte Umgebungen anzupassen, bei denen es sich um Stromleitungskommunikation handelt. 6LoWPAN integriert Routing, basierend auf dem Mesh-Netzwerk LOADng, Header-Komprimierung, Fragmentierung und Sicherheit. G3-PLC wurde für eine äußerst robuste Kommunikation entwickelt, die auf zuverlässigen und hochsicheren Verbindungen zwischen Geräten basiert, einschließlich der Kreuzung von Mittelspannungs- zu Niederspannungstransformatoren. Mit dem Einsatz von IPv6 ermöglicht G3-PLC die Kommunikation zwischen Zählern, Netzaktoren sowie Smart Objects. Im Dezember 2011 wurde die G3-SPS-Technologie an der ITU in Genf als internationaler Standard anerkannt, wo sie als G.9903, Narrowband orthogonal frequency Division Multiplexing Power Line Communication Transceiver für G3-PLC-Netzwerke, bezeichnet wird.
Senden von Radioprogrammen
Manchmal wurde PLC zur Übertragung von Radioprogrammen über Stromleitungen verwendet. Wenn es im AM-Funkband betrieben wird, ist es als Trägerstromsystem bekannt.