Power-line kommunikation

Home control (narrowband)redigera

Power-line kommunikationsteknik kan använda elkablarna i ett hem för hemautomation: till exempel fjärrkontroll av belysning och apparater utan installation av ytterligare styrkablar.

vanligtvis fungerar hemkontrollströmkommunikationsenheter genom att modulera i en bärvåg på mellan 20 och 200 kHz i hushållsledningarna vid sändaren. Bäraren moduleras av digitala signaler. Varje mottagare i systemet har en adress och kan styras individuellt av signalerna som sänds över hushållsledningen och avkodas vid mottagaren. Dessa enheter kan antingen vara anslutna till vanliga eluttag eller permanent anslutna på plats. Eftersom bärarsignalen kan sprida sig till närliggande hem (eller lägenheter) på samma distributionssystem, har dessa kontrollsystem en ”husadress” som betecknar ägaren. En populär teknik som kallas X10 har använts sedan 1970-talet.

”universal powerline bus”, som introducerades 1999, använder pulspositionsmodulering (PPM). Den fysiska lagermetoden är ett helt annat schema än X10. LonTalk, en del av LonWorks home automation produktlinje, accepterades som en del av vissa automatiseringsstandarder.

smalbandskommunikation med låg hastighet

Smalbandskommunikation började strax efter att elförsörjningen blev utbredd. Omkring år 1922 började de första bärfrekvenssystemen fungera över högspänningslinjer med frekvenser på 15 till 500 kHz för telemetriändamål, och detta fortsätter. Konsumentprodukter som babylarm har funnits åtminstone sedan 1940.

på 1930-talet introducerades ripple carrier-signalering på distributionssystemen medium (10-20 kV) och lågspänning (240/415 V).

under många år fortsatte sökandet efter en billig dubbelriktad teknik som är lämplig för applikationer som fjärrmätaravläsning. Fransk elkraft Ubiclectricit Ubiscuit de France (EDF) prototyper och standardiserar ett system som kallas ”spread frequency shift keying” eller S-FSK. (Se IEC 61334) det är nu ett enkelt lågkostnadssystem med en lång historia, men den har en mycket långsam överföringshastighet, mellan 200 och 800 bitar per sekund. På 1970-talet körde Tokyo Electric Power Co experiment som rapporterade framgångsrik dubbelriktad drift med flera hundra enheter.

sedan mitten av 1980-talet har intresset ökat för att använda potentialen för digital kommunikationsteknik och digital signalbehandling. Enheten är att producera ett pålitligt system som är tillräckligt billigt för att installeras i stor utsträckning och kunna konkurrera kostnadseffektivt med trådlösa lösningar. Men narrowband powerline communications channel presenterar många tekniska utmaningar, en matematisk kanalmodell och en undersökning av arbetet är tillgänglig.

tillämpningar av nätkommunikation varierar enormt, vilket kan förväntas av ett sådant allmänt tillgängligt medium. En naturlig tillämpning av smalbandskommunikation är kontroll och telemetri av elektrisk utrustning som mätare, strömbrytare, värmare och hushållsapparater. Ett antal aktiva utvecklingar överväger sådana applikationer ur systemsynpunkt, såsom efterfrågestyrning. I detta skulle hushållsapparater på ett intelligent sätt samordna deras resursanvändning, till exempel begränsa toppbelastningar.

kontroll-och telemetritillämpningar inkluderar både’ utility side ’ – applikationer, som involverar utrustning som tillhör elföretaget upp till den inhemska mätaren, och ’consumer-side’ – applikationer som involverar utrustning i konsumentens lokaler. Möjliga applikationer på verktygssidan inkluderar automatisk mätaravläsning (AMR), dynamisk tullkontroll, lasthantering, inspelning av lastprofil, kreditkontroll, förskottsbetalning, fjärranslutning, upptäckt av bedrägerier och nätverkshantering och kan utvidgas till att omfatta gas och vatten.

Open Smart Grid Protocol (OSGP) är en av de mest beprövade PLC-teknikerna och protokollen för smalband för smart mätning. Det finns mer än fem miljoner smarta mätare, baserade på OSGP och med BPSK PLC, installerade och verksamma runt om i världen. OSGP Alliance, en ideell förening som ursprungligen grundades som ESNA 2006, ledde ett försök att etablera en familj av specifikationer publicerade av European Telecommunications Standards Institute (ETSI) som används i samband med ISO/IEC 14908 kontrollnätverksstandard för smarta nätapplikationer. OSGP är optimerad för att ge tillförlitlig och effektiv leverans av kommando-och kontrollinformation för smarta mätare, direktbelastningsmoduler, solpaneler, gateways och andra smarta elnät. OSGP följer ett modernt, strukturerat tillvägagångssätt baserat på OSI-protokollmodellen för att möta de växande utmaningarna i smart grid.

på det fysiska lagret använder OSGP för närvarande ETSI 103 908 som sin teknikstandard. Vid osgp-applikationsskiktet tillhandahåller ETSI TS 104 001 en tabellorienterad datalagring baserad delvis på ANSI C12.19 / MC12.19 / 2012 / IEEE Std 1377 standarder för Utility Industry End Device datatabeller och ANSI C12.18 / MC12.18 / IEEE Std 1701, för sina tjänster och nyttolast inkapsling. Detta standard – och kommandosystem tillhandahåller inte bara smarta mätare och relaterade data utan också för allmän förlängning till andra smarta nätenheter.

ett projekt av EDF, Frankrike omfattar efterfrågestyrning, gatubelysning, fjärrmätning och fakturering, kundspecifik tariffoptimering, kontraktshantering, kostnadsberäkning och gasapplikationer säkerhet.

det finns också många specialiserade nischapplikationer som använder elnätet i hemmet som en bekväm datalänk för telemetri. Till exempel i Storbritannien och Europa använder ett TV-publikövervakningssystem powerline-kommunikation som en bekväm dataväg mellan enheter som övervakar TV-tittande aktivitet i olika rum i ett hem och en datakoncentrator som är ansluten till ett telefonmodem.

medium-speed narrow-bandEdit

Distribution Line Carrier (DLC) – systemtekniken använde ett frekvensområde på 9 till 500 kHz med datahastighet upp till 576 kbit/s.

ett projekt som heter Real-time Energy Management via Powerlines and Internet (REMPLI) finansierades från 2003 till 2006 av Europeiska kommissionen.

under 2009 bildade en grupp leverantörer PoweRline Intelligent Metering Evolution (PRIME) alliance. Som levereras är det fysiska skiktet OFDM, samplat vid 250 kHz, med 512 differentialfasskiftnyckelkanaler från 42-89 kHz. Den snabbaste överföringshastigheten är 128, 6 kilobit/sekund, medan den mest robusta är 21, 4 kbit/s. Den använder en fällningskod för feldetektering och korrigering. Det övre skiktet är vanligtvis IPv4.

under 2011 grundade flera företag inklusive distributionsnätoperatörer (ERUF, Enexis), mätarleverantörer (Sagemcom, Landis&Gyr) och chipleverantörer (Maxim Integrated, Texas Instruments, STMicroelectronics, Renesas) G3-PLC Alliance för att främja G3-PLC-teknik. G3-PLC är låglagerprotokollet för att möjliggöra storskalig infrastruktur på elnätet. G3-PLC kan fungera på CENELEC a-band (35 till 91 kHz) eller CENELEC B-band (98 kHz till 122 kHz) i Europa , på ARIB-band (155 kHz till 403 kHz) i Japan och på FCC (155 kHz till 487 kHz) för USA och resten av världen. Den använda tekniken samplas OFDM vid 400 kHz med adaptativ modulering och tonmappning. Feldetektering och korrigering görs av både en faltningskod och Reed-Solomon felkorrigering. Den nödvändiga medieåtkomstkontrollen är hämtad från IEEE 802.15.4, en radiostandard. I protokollet har 6loWPAN valts för att anpassa IPv6 ett internetnätverkslager till begränsade miljöer som är Kraftledningskommunikation. 6LoWPAN integrerar routing, baserat på mesh nätverk LOADng, header komprimering, fragmentering och säkerhet. G3-PLC har utformats för extremt robust kommunikation baserad på tillförlitliga och mycket säkra anslutningar mellan enheter, inklusive korsning mellan mellanspänning och lågspänningstransformatorer. Med hjälp av IPv6 möjliggör G3-PLC kommunikation mellan mätare, nätställdon samt smarta objekt. I December 2011 erkändes G3 PLC-tekniken som en internationell standard vid ITU i Geneve där den kallas G. 9903, smalband ortogonal frekvensdivisionsmultiplexering av kraftledningskommunikationstransceivrar för G3-PLC-nätverk.

sändande radioprogramredigera

ibland användes PLC för att sända radioprogram över kraftledningar. När det används i AM – radiobandet är det känt som ett bärarströmsystem.