Komunikace po elektrickém vedení – nejslabší článek?
Elektrické vedení je bezpochyby součástí kritické infrastruktury. Energetika se nyní nachází ve své nejdramatičtější vývojové fázi. Bohužel technologický pokrok a politická rozhodnutí mají tendenci vývoj komplikovat.
Po realizaci strategického plánu EU 20-20-20 budeme pravděpodobně čelit paradoxu, že spolehlivé dodávky energie stále nejsou zajištěny. Naštěstí však i prázdná hesla jako „inteligentní síť“ přinášejí do oblasti stability a bezpečnosti dodávek elektrické energie racionální úvahy a rozhodnutí.
Způsob ovládání koncových zařízení, včetně bytových elektroměrů, je zcela jasný… navzdory výhradám převládne technologie PLC. Je to jediná technologie, jejíž spolehlivost se vyrovná spolehlivosti napájení.
Shannonovo schéma komunikačních systémů
Výše uvedené schéma odhaluje strukturu modemu i okolí, které ovlivňují celkovou účinnost přenášených informací. Skutečný komunikační systém je samozřejmě podstatně složitější, nicméně tento zjednodušený model je pro identifikaci klíčových vlivů dostačující.
Výzvy přenosového kanálu
Na základě toho je zřejmé, že přenosová kapacita nezávisí na tom, jak si přejeme, aby vypadala, ale závisí na vlastnostech přenosového kanálu. V případě technologie PLC se tímto kanálem rozumí elektrické vedení.
Rozdělení lze zobecnit na sériově-paralelní struktury s relativně vysokým útlumem (kvůli značné paralelní kapacitě a sériové indukčnosti). Paralelní řazení jednotlivých odběrných míst s velmi dynamickým připojováním a odpojováním přináší silnou a velmi dynamickou změnu impedance.
Idealizovaná distribuční síť. Prvky L1,2,3 a S1,2,3 mají charakter vedení a lze je popsat náhradními schématy – viz obr. 3
Prvky ZG (impedance zdroje) a ZL a Z1,2,3 (impedance zátěže) popisují zdrojovou i spotřebičovou část napájecí sítě (impedanční charakteristiky definují, že prvky mají frekvenční závislost).
Bohužel na konci je vždy spotřeba zákazníka. Zákazníci mohou svým chováním ovlivňovat distribuční síť, a tedy i komunikační kanál.
Náhradní schematické charakteristiky zdůrazňují skutečnou hodnotu silových vedení, která je závislá na frekvenci. Tato kapacita v příčné admitanci vede k vysokému útlumu šumu při vyšších frekvencích. (To je jeden z důvodů, proč má komunikace BPL omezený dosah).
Jak řešit slabý článek v komunikaci?
Komunikační kanál je vždy nejslabším článkem přenosového řetězce. Zdálo by se, že na základě slabin tohoto kanálu (rušení, dynamická změna topologie) by bylo vhodnější tento kanál opustit. Přesný opak je však pravdou.
Důvodem jsou jedinečné vlastnosti PLC, například možnost napájení a okamžitá dostupnost komunikačního kanálu. Stačí akceptovat vlastnosti tohoto kanálu a nepřidávat očekávání týkající se nereálných komunikačních rychlostí.
Jaká jsou omezení současných norem?
Nové standardy „interoperability“ (např. PRIME nebo G3-PLC) ukazují, „jak se nepohnout kupředu“. Používání těchto módních systémů OFDM, (PRIME, G3-PLC), které dosahují vysoké přenosové kapacity na jiných přenosových kanálech v prostředí elektrického vedení, znamená, že zaséváme zárodek vážného problému.
Pokud navíc přidáme neefektivní přenosové protokoly (DLMS) a snížíme kapacitu zpracování, abychom umožnili levné řešení, dosáhneme uspokojivých výsledků pouze na papíře, nikoli v terénu. Nemůžeme zvýšit vyzařovaný výkon kvůli legislativě. Nelze uvažovat ani o zvýšení frekvenčního rozsahu.
To má dva důvody:
jsme omezeni přidělenou frekvencí a
charakteristiky kanálu na vyšších frekvencích fyzicky neumožňují větší dosah (ne více než několik stovek metrů).
Je také nutné vzít v úvahu požadavky na výstupním stupni. Výstupní stupeň a způsob modulace musí být navrženy tak, aby výrazné změny impedance neměly vliv na stabilitu tohoto stupně.
Směrem ke spolehlivým a efektivním řešením PLC
Proto musí mít tento stupeň nízkou vnitřní impedanci, což je požadavek, který se u OFDM, který potřebuje lineární výstupní zesilovač, aby se eliminovalo zkreslení a zároveň narušila ortogonalita subnosných, téměř neuplatňuje. Vstupní obvod přijímacího modemu musí být schopen velmi dynamicky měnit své zesílení, aby nebyla zachována úroveň zpracovávaného signálu.
V současné době existují dvě možnosti. První z nich se již používá v realizovaných projektech. Předpokládá výrazné snížení objemu přenášených dat. Tato proprietární řešení nepotřebují přenášet informace o zátěži. Dosahují tak vysoké spolehlivosti při přenosu dat a navíc jsou i cenově konkurenceschopná.
Druhý scénář zohledňuje převažující požadavky na přenos většího množství skutečných informací. V tomto případě je nutné výrazně zvýšit složitost vysílací i přijímací části modemu.
Cesta vpřed pro rozvoj PLC
Pomoci by mohla rostoucí integrace prvků v křemíkových čipových sadách. Umožňuje implementaci turbo kódu (pro obnovu přenášené informace) a efektivní využití přístupu měkkého rozhodování (rozhodování pomocí kódových slov).
Pokud se tyto metody rozšíří spolu s vhodnou formou modulace, najdeme jedinou cestu k pokroku ve vývoji komunikace PLC. Zajistí přenos většího objemu dat a v takovém případě by ani přenos protokolem DLMS nemohl být nenaplněnou utopií.
Závěr: Formování budoucnosti PLC
Jsme přesvědčeni, že pokrok v nejbližší budoucnosti bude pokračovat paralelním procesem. Věříme, že na jedné straně bude existovat veřejný racionální interoperabilní protokol a na druhé straně technologický pokrok v oblasti výkonu jediného komunikačního kanálu – vše zaměřené na zvýšení robustnosti a splnění definované latence – což je klíčový požadavek pro správné fungování inteligentních sítí.
Chcete vyzkoušet naše modemy pro komunikaci po elektrické síti?
Informace o používání suborů cookies na našich stránkach
Co jsou soubory cookies?
Cookies jsou soubory, které se při prohlížení našich stránek ukládají ve Vašem zařízení. Cookies slouží k zapamatování určitých informací týkajících se uživatele a jsou používány zejména za účelem zlepšení uživatelského prostředí, komunikace webu s vaším zařízením a celkového usnadnění a zrychlení užívání našich webových stránek. Kromě technických cookies nezbytných k fungování stránky slouží námi používané cookies pro usnadnění informování v případě údržby webu, kdy je získávána informace o zobrazení upozornění, a analýze Vašich preferencí a činností na stránce pomocí Google Analytics (“GA”) za účelem zlepšení poskytovaných služeb, kdy jsou získávány informace o Vašich činnostech na stránce, Vaše IP adresa a druh Vámi používaného zařízení ("Osobní údaje").
Nastavení souborů cookies
Nastavení souborů cookies probíhá přes vyskakovací lištu, která se objeví při prvním používání našich stránek. Jako výchozí je nastaven nesouhlas s analytickými cookies, tyto budou zpracovávány jen v případě vyjádření Vašeho souhlasu zakliknutím příslušného pole na liště. Technické cookies jsou povoleny. Technické cookies nelze vypnout, neboť jsou nezbytné pro správné fungování stránky. Nastavení je vždy možné změnit po kliknutí na odkaz “nastavení cookies”, který se nachází na spodní liště.
Vaše práva
Vezměte na vědomí, že máte právo:
odvolat svůj souhlas se zpracováním Osobních údajů, a to změnou nastavení cookies dle návodu uvedeného výše,
požadovat po nás informaci, jaké Vaše Osobní údaje zpracováváme,
požadovat po nás vysvětlení ohledně zpracování Osobních údajů a případně požadovat odstranění vzniklého stavu, nejsou-li Osobní údaje zpracovávány v souladu s právními předpisy (např. blokování, provedení opravy, doplnění či likvidaci Osobních údajů),
vyžádat si u nás přístup k Osobním údajům a tyto nechat případně opravit,
požadovat po nás výmaz Osobních údajů nebo omezení jejich zpracování, jsou-li zpracovávány protiprávně,
vznést námitku proti zpracování Osobních údajů,
na přenositelnost Osobních údajů, tj. právo získat přehled Osobních údajů a tyto předat jinému správci,
v případě pochybností o dodržování povinností souvisejících se zpracováním osobních údajů obrátit se na nás nebo na Úřad pro ochranu osobních údajů (https://www.uoou.cz/), ke kterému je možné podat stížnost.
Pokud máte jakékoliv dotazy týkající se souborů cookies či těchto zásad nebo chcete uplatnit výše uvedená práva, neváhejte nás kontaktovat na gdpr@modemtec.cz.
Technické cookies
Nezbytně nutné soubory cookies jsou vždy povoleny pro správnou funkčnost stránek.
Dále využíváme systém na ochranu proti spamu reCAPTCHA od společnosti Google. Více informací o ochraně osobních údajú najdete na https://policies.google.com/privacy/.
If you disable this cookie, we will not be able to save your preferences. This means that every time you visit this website you will need to enable or disable cookies again.
Analytické cookies
Tyto webové stránky používají službu Google Analytics ke shromažďování anonymních informací, jako je počet návštěvníků webu a nejoblíbenější stránky. Povolení tohoto souboru cookie nám pomáhá zlepšovat naše služby. Více informací o ochraně osobních údajú najdete na https://policies.google.com/privacy/.
Please enable Strictly Necessary Cookies first so that we can save your preferences!