На этом сайте используются файлы cookie, что позволяет нам обеспечить наилучшее качество обслуживания пользователей. Информация о файлах cookie хранится в вашем браузере и выполняет такие функции, как распознавание вас при возвращении на наш сайт и помощь нашей команде в понимании того, какие разделы сайта вы считаете наиболее интересными и полезными.
Линия электропередачи — самое слабое звено?
Несомненно, линии электропередач являются частью критически важной инфраструктуры. В настоящее время энергетика находится на самом драматическом этапе своего развития. К сожалению, прогресс в технологиях и политические решения, как правило, осложняют развитие.
После реализации стратегического плана ЕС 20-20-20 мы, скорее всего, столкнемся с парадоксом: надежное энергоснабжение все еще не обеспечено. Однако, к счастью, даже такие пустые лозунги, как «умная сеть», вносят рациональные соображения и решения в область стабильности и безопасности энергоснабжения.
Способ управления конечными устройствами, включая бытовые электронные счетчики, совершенно ясен… Несмотря на оговорки, технология PLC будет преобладать. Это единственная технология, надежность которой равна надежности источника питания.
Приведенная схема раскрывает структуру как модема, так и окружающей среды, которая влияет на общую эффективность передаваемой информации. Очевидно, что реальная система связи значительно сложнее, однако и этой упрощенной модели достаточно для выявления основных эффектов.
Проблемы канала передачи данных
Исходя из этого, становится ясно, что мощность передачи данных зависит не от того, как мы хотим, чтобы она выглядела, а от характеристик канала передачи. В случае с технологией PLC таким каналом являются линии электропередачи.
Распределение может быть обобщено на последовательно-параллельные структуры с относительно высоким затуханием (из-за значительной параллельной емкости и последовательной индуктивности). Параллельное упорядочивание отдельных мест потребления с очень динамичным подключением и отключением приводит к сильному и очень динамичному изменению импеданса.
Элементы ZG (импеданс источника), ZL и Z1,2,3 (импеданс нагрузки) описывают как источник, так и приборную часть сети (характеристики импеданса определяют, что элементы имеют зависимость от частоты).
К сожалению, в конце всегда остается потребитель. Потребители своим поведением могут влиять на сеть распределения и, следовательно, на канал связи.
Как устранить слабое звено в общении?
Канал связи всегда является самым слабым звеном в цепи передачи данных. Казалось бы, исходя из слабых мест этого канала (помехи, динамическое изменение топологии), удобнее было бы его оставить. Однако все обстоит с точностью до наоборот.
Причина — уникальные характеристики ПЛК, такие как возможность подачи питания и немедленная доступность канала связи. Достаточно принять характеристики этого канала, а не возлагать надежды на нереальную скорость связи.
Каковы ограничения действующих стандартов?
Новые стандарты «интероперабельности» (например, PRIME или G3-PLC) показывают, «как не надо двигаться вперед». Использование этих модных OFDM-систем (PRIME, G3-PLC), которые достигают высокой пропускной способности на других каналах передачи в среде ЛЭП, означает, что мы сеем семена серьезной проблемы.
Более того, если мы добавим неэффективные протоколы передачи данных (DLMS) и уменьшим мощность обработки, чтобы создать недорогое решение, мы достигнем удовлетворительных результатов только на бумаге, но не в полевых условиях. Мы не можем увеличить излучаемую мощность из-за законодательства. Также не может быть рассмотрено увеличение частотного диапазона.
На это есть две причины:
- (i) мы ограничены назначенной частотой, и
- (ii) характеристики канала на высоких частотах физически не позволяют достичь больших расстояний (не более нескольких сотен метров).
Также необходимо учитывать запросы на выходном каскаде. Выходной каскад и метод модуляции должны быть спроектированы таким образом, чтобы значительные изменения импеданса не влияли на стабильность этого каскада.
На пути к надежным и эффективным решениям ПЛК
Поэтому этот каскад должен иметь низкий внутренний импеданс, что является требованием, мало применимым в OFDM, которому необходим линейный выходной усилитель для устранения искажений, а вместе с тем и нарушения ортогональности поднесущих. Входная цепь приемного модема должна быть способна изменять свое усиление очень динамично, чтобы не поддерживать уровень обрабатываемого сигнала.
На сегодняшний день существует два возможных варианта. Первый уже используется в реализованных проектах. Он предполагает значительное сокращение объема передаваемых данных. Эти запатентованные решения не нуждаются в передаче информации о балласте. Таким образом, достигается высокая надежность при передаче данных, а также конкурентоспособная цена.
Второй сценарий учитывает преобладающие запросы на передачу больших объемов реальной информации. В этом случае необходимо значительно повысить сложность как передающей, так и приемной частей модема.
Дальнейший путь развития ПЛК
Этому может способствовать растущая интеграция элементов в кремниевых чипсетах. Она позволяет реализовать турбо-код (для обновления передаваемой информации) и эффективно использовать подход «мягкого решения» (решение по кодовым словам).
Если эти методы будут расширены, то вместе с подходящей формой модуляции мы найдем единственный путь для развития PLC-связи. Он обеспечивает передачу большего объема данных, и в этом случае даже передача по протоколу DLMS не может быть неосуществимой утопией.
Заключение: Формирование будущего ПЛК
Мы убеждены, что в ближайшем будущем прогресс будет идти параллельным процессом. С одной стороны, мы верим, что будет создан общественный рациональный интероперабельный протокол, а с другой — технологический прогресс в области производительности единого канала связи — все это направлено на повышение надежности и соответствие определенным задержкам, что является ключевым требованием для правильного функционирования интеллектуальной сети.