Технология PLC (Power Line Communication)

| Категория реферата: Рефераты по информатике, программированию
| Теги реферата: курсовая работа по менеджменту, доклад по обж
| Добавил(а) на сайт: Derzhavin.

[pic]
Реально в технологии Powerline используются 84 поднесущие частоты в диапазоне 4-21 МГц (рис.6).

[pic]
Теоретическая скорость передачи данных при использовании параллельных потоков с одновременным фазовым модулированием сигналов составляет более
100 Мб/с.

Адаптация к физической среде, устранение ошибок и разрешение конфликтов.

При передаче сигналов по бытовой сети электропитания могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что приведет к потере данных (рис. 7).]

[pic]
В технологии Powerline предусмотрен специальный метод решения этой проблемы
-- динамическое выключение и включение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). Суть данного метода заключается в том, что устройство осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением определенного порогового значения затухания. В случае обнаружения данного факта использование этих частот на время прекращается до восстановления нормального значения затухания (рис.8).

[pic]
Данный метод делает технологию Powerline максимально гибкой при использовании в различных условиях. Например, в разных странах существуют различные регулирующие правила, согласно которых часть диапазона частот не может быть использована. При этом, в случае Powerline, в этом диапазоне просто не будут передаваться данные. Еще одним примером является случай, когда некое приложение уже использует часть диапазона. Аналогично первому случаю, в этом также выключается передача данных на определенных частотах, и два приложения могут спокойно сосуществовать в одной физической среде.

Другой серьезной проблемой при передаче данных по бытовой электросети являются импульсные помехи (до 1 микросекунды), источниками которых могут быть галогеновые лампы (ри.9), включение и выключение различных электроприборов и т.д.

[pic]
При использовании предыдущего метода система может не успеть адаптироваться к быстро изменившимся условиям, в результате часть битов будет разрушена и утеряна. Для решения этой проблемы используется двухступенчатое (каскадное) помехоустойчивое кодирование битовых потоков перед тем, как они будут промодулированы и поступят в канал передачи данных. Суть помехоустойчивого кодирования состоит в добавлении в исходный информационный поток по определенным алгоритмам избыточных ("защитных") битов, которые используются декодером на приемном конце для обнаружения и исправления ошибок.
Каскадирование блочного кода Рида-Соломона и простого сверточного кода, декодируемого по алгоритму Витерби, позволяет исправлять не только одиночные ошибки, но и пакеты ошибок, обеспечивая тем самым практически
100% гарантию целостности передаваемых данных. Кроме того, помехоустойчивое кодирование является и способом технического закрытия, обеспечивающего относительную безопасность передаваемой информации в общей среде передачи.

Ещё одним проблемным моментом является то, что сеть бытового электропитания служит общей средой передачи данных, то есть в один момент времени передачу могут осуществлять сразу несколько устройств. В такой ситуации для разрешения конфликтов столкновения трафика необходим регулирующий механизм
- протокол доступа к среде. В качестве такого протокола был выбран хорошо известный Ethernet, который в технологии Powerline был расширен путем добавления дополнительных полей приоритезации. Такая модификация вызвана необходимостью гарантированной полосы пропускания для передачи голоса и видео через IP, когда величина задержки является критичным параметром.
Пакеты, содержащие голос или видео в этом случае помечаются как "timing critical", т. е. имеют самый высокий приоритет при обработке и доступе к среде передачи.

Практическая реализация и использование PowerLine

Итак, мы рассмотрели основные принципы технологии Powerline. К сожалению, доступ к полной версии стандарта HomePlug 1.0 specification ограничен
(только члены HomePlug Alliance), и за кадром остались такие интересные вопросы как требования к электропроводке, дальности передачи и структура построения. Приблизительно оценить отдельные параметры можно на примере некоторых производителей. Так фирма Phonex предлагает устройство Phonex
Broadband QX-201 NeverWire 14 (рис.10) с максимальной скоростью до 14 Мб/с.

[pic]
Расстояние между отдельными точками небольшое, несколько десятков метров.
Как видно из рисунка, объединение пользователей в доме можно осуществлять через сеть электропитания, а в качестве доступа к магистральной сети использовать один или несколько модемов (кабельных или DSL).

4. Развитие технологии PLC в зарубежных странах.
Тестирование службы широкополосного доступа в Интернет через электросеть было запущено в Шотландии. Эта инициатива принадлежит электроэнергетической компании Scottish-Hydro-Electrics. В настоящее время испытания ведутся в сельской местности Шотландии. Как сообщает британское издание PC Advisor, в тестировании «Интернета через розетку» задействовано порядка 150 пользователей. Каждый абонент за 25 фунтов в месяц получил доступ в
Интернет на скорости 2 Мбит/c. По цене это более чем в два раза выгоднее предложения, к примеру, интернет-провайдера Bulldog Communications, который предлагает своим клиентам широкополосный доступ в Интернет на скорости 3
Мбит/c за 80 фунтов в месяц. По словам Лоули, интерес к новой службе проявили уже несколько энергетических компаний страны. Кроме того, динамично внедряет PLC ведущий поставщик электроэнергии в Германии компания
RWE. В Германии например,

люди даже квитанции за электроэнергию не заполняют, информация

со счетчиков приходит напрямую к поставщику электричества, по той же электропроводке. Аналогичные проекты запущены в Италии и Швеции.

4. Развитие технологии PLC в России.

«Мосэнерго» проводила тестирование в Зеленогорске. Пока на основе электросети была создана лишь корпоративная технологическая сеть связи, объединившая районный диспетчерский пункт с тремя питающими подстанциями, тремя распределительными подстанциями и одной трансформаторной. При этом тестирование PLC-оборудования от различных производителей для организации доступа в Интернет по электросети показало: технология вполне пригодна для создания локальных сетей передачи данных. При подключении к сети компьютеров удается организовать доступ в Интернет на скоростях 2–12
Мбит/с. Сумму предполагаемых инвестиций в компании не разглашают. Не называют в «Мосэнерго» и сроков начала коммерческой эксплуатации новой системы, так как сеть абонентского доступа пока не создана. По некоторым данным, подобные же планы вынашивают и в петербургской компании
«Ленэнерго», при этом инвестором выступит один из городских телекоммуникационных операторов.

Венчурные фонды Intel Capital и «Русские технологии» объявили о планах вложить $4 миллиона в компанию «Электро-Ком», которая будет предоставлять услугу высокоскоростного доступа в Интернет через электросети. «Электро-
Ком» основали бывшие первый президент компании «МТУ-Информ» Михаил Айзман и вице-президент «Транстелекома» Александр Сандомирский.

«Электро-Ком» планирует строительство пилотной сети PLC на 100–200 тысяч абонентов в Москве, Рязани, Калуге, Ростове-на-Дону и трех городах
Краснодарского края. Объем инвестиций не раскрывается. «Электро-Ком» планирует начать предоставление своих услуг в первой половине 2005 года.

В дни выставки «Связь-Экспокомм» 2004 в годуспециалисты компании «А.Рустел» продемонстрировали возможности оборудования производителя, входящего в группу Ascom, – Ascom Communications. По технологии PLC (Powerline
Communications), обеспечивающей передачу данных по сетям электропитания от
120 до 270 Вт переменного тока со скоростью до 4,5 Мбит/с и возможностью организации VoIP c помощью оборудования Ascom Communications была организована телефонная связь между первым и вторым этажами стенда.

На данный момент в России предлагается большой выбор оборудования для создания локальных сетей по технологии PLC. Например, производства компании
PLANET's powerline communication, которое работает с PLC стандартом
HomePlug1.0 specification, в котором определена скорость передачи данных до
14 Мб/сек. Продукт носит название PL-401E и представляет собой мост с одним
PLC-портом, и свитч с четырьмя LAN-портами. Его стоимость в среднем составляет $82.

Или сетевой USB-адаптер PL-103U, с помощью которого можно создать локальную сеть длинной до 300 метров. Стоимость составляет $56.

6. Проблемы развития технологии PLC.

Однако, какими бы оптимистичными ни были результаты работы экспериментальных PLC-сетей за рубежом, в нашей стране эта технология может столкнуться с рядом трудностей. Наша электрическая проводка сделана в основном из алюминия, а не из меди, которая используется в большинстве стран мира. Алюминиевые провода обладают худшей электропроводностью, что приводит к более быстрому затуханию сигнала. Другая проблема заключается в том, что у нас до сих пор не решены основные вопросы нормативно-правового регулирования использования таких технологий. Впрочем, последняя проблема актуальна и для Запада. Основным фактором, сдерживающим быстрое развитие высокоскоростных систем PLC, является отсутствие стандартов на широкополосные PLC-системы, и, как следствие, большой риск несовместимости с другими службами, использующими те же или близкие диапазоны частот. В
2001 году международный консорциум HomePlug Powerline Alliance принял отраслевой стандарт для построения домашних сетей через линии бытовой электропроводки — спецификацию HomePlug 1.0. Но этот стандарт регламентирует построение «домашних» сетей, то есть сетей в пределах одной квартиры (коттеджа). Полноценный же стандарт для широкополосных PLC пока не разработан.

7. Используемая литература.