Was ist Powerline-Kommunikation (SPS) und wie funktioniert sie?

Power Line Communications (PLC), auch bekannt als Power Line Telecommunications (PLT), ist die Kommunikationstechnologie, die die vorhandenen öffentlichen und privaten Kabel für die Übertragung der Signale verwendet. Über SPS-Kommunikationssignale werden Hochgeschwindigkeitsdaten, Sprache und Video über Niederspannungsleitungen übertragen.

SPS ist eine Technologie, die seit Jahren im Einsatz ist, aber nach der Einführung neuer Kommunikationstechnologien, die von SPS unterstützt werden, zunehmend nachgefragt wird, dh SPS wäre ein zuverlässiges Kommunikationsmedium für Anwendungen wie Internet-of-Things (IoT) und Smart Grids.

Was ist Stromleitungskommunikation?

Das Verfahren zum Energie- und Datenübertragung für die Kommunikation über das gleiche Netzwerk vorhandenen Drähte von einem Ende zum anderen Ende wird die als Power Line Communication. Es bietet Breitband-Datenkommunikation auf Leitern, die bereits zur Übertragung elektrischer Energie über ein modulares Signal verwendet werden. Dies kann nun über die Verkabelung zu Hause oder in den Räumlichkeiten erfolgen und kann auch über das vorhandene Stromverteilungssystem erfolgen.

BPL (Broadband over Power Line) ist auch als Powerline-Internet bekannt, das die SPS-Technologie unterstützt, um den Internetzugang über die Übertragungsleitungen zu ermöglichen. Die BPL-Technologie mit SPS wird häufig an entfernten Standorten verwendet, an denen nur ein geringer Internetzugang über Kabel- oder PDSL-Verbindungen besteht.

Arten von

Grundsätzlich gibt es vier Arten von SPS:

• Inhouse-Vernetzung: Über die Inhouse -Netzkabel kann eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung für die Heimvernetzung bereitgestellt werden.
• Breitband über Stromleitung : Breitband-Internetzugang kann über die Stromkabel im Freien angeboten werden.
• Interne Schmalbandanwendungen: Datendienste mit niedriger Bitrate wie Hausautomation und Gegensprechanlagen können gesteuert und für die Kommunikation über das interne Stromnetz verwendet werden.
• Schmalband-Außenanwendungen: Schmalband-Außenanwendungen können zur automatischen Zählerablesung und Fernüberwachung oder -steuerung verwendet werden.

Wie funktioniert die SPS?

Wie jede andere Kommunikationstechnologie besteht auch die SPS aus einem Sender, der die Daten moduliert, die über ein Kommunikationsmedium gesendet werden sollen, und der Empfänger die Daten dann zur weiteren Verwendung demoduliert. Neben dem Senden der Signale für die Kommunikation ermöglicht die SPS dem Benutzer auch die Steuerung und Überwachung aller an die Stromleitung angeschlossenen Geräte, da diese in demselben Verkabelungssystem implementiert sind.

Die SPS sendet im Vergleich zum alten System eine weniger schwankende Ausgabe. Wie Sie dem obigen Diagramm entnehmen können, gab es in dem alten System, das einen Gleichrichter und einen Frequenzgenerator hatte, um einen möglichst stabilen Ausgang der gewünschten Frequenz zu erhalten, jedoch eine kleine Schwankung des Ausgangs, während das SPS-System einen Gleichrichter mit einem Filter & a verwendet Mikrocontroller, der mit Hilfe des Relaisschalters einen stabilen und gewünschten Wert liefert. Infolgedessen ist die Datenübertragung bei guten Ausgangssignalen genauer und stabiler.

In der SPS verwendete Modulationsschemata:

Die in der SPS verwendeten Modulationsschemata sind OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), BPSK (Binary Phase Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying), FSK (Spread-FSK) und proprietäre Schemata (wie das Differential Code Shift Keying) DCSK)).

OFDM bietet hohe Datenraten, erfordert jedoch eine gute Rechenleistung für die Ausgabe von Fast Fourier Transforms (FFT) und Inverse-FFT (IFFT). Auf der anderen Seite sind BPSK und FSK recht standardmäßige und einfache Modulationsschemata, die in SPS verwendet werden können, aber niedrige Datenraten bieten. Das derzeit laufende Modulationsschema für SPS ist OFDM mit PSK-Modulation, die eine so schwere Berechnung verarbeiten kann.

Verwendung von SPS

Die SPS wird zur Übertragung von Funkprogrammen, Schaltmechanismen zur Steuerung von Versorgungsunternehmen, zum Schutz von Übertragungsleitungen und zur automatischen Zählerablesung verwendet. Abgesehen davon gibt es auch einige Automobilanwendungen, bei denen Daten, Sprache und Musik mit einigen speziellen Filtern über die Gleichstrombatterieleitung (DC) gesendet werden, um das Leitungsrauschen vom endgültigen Ausgang zu entfernen.

Der Begriff Power Line Communication (PLC) ist unter verschiedenen Namen bekannt, z. B. Power Line Carrier, Power Line Digital Subscriber Line (PDSL), Power Line Telecom (PLT), Power Line Networking (PLN), Netzkommunikation und Breitband-Over Stromleitungen (BPL).

Vor- und Nachteile der SPS

Vorteile:

• Niedrige Implementierungskosten: Die SPS erfordert keine Installation neuer Kabel, wodurch die Bereitstellungskosten erheblich gesenkt würden.
• Große Reichweite: Die SPS kann die Kommunikation mit schwer erreichbaren Knoten ermöglichen, bei denen das HF-Funksignal stark gedämpft ist, wie in unterirdischen Strukturen oder Gebäuden mit Hindernissen und Metallwänden, oder einfach überall dort, wo das Funksignal aufgrund des unerwünscht ist EMI-Probleme in Orten wie Krankenhäusern.

• Niedrigere Betriebskosten: Die SPS bietet im Vergleich zu anderen vorhandenen Technologien wie drahtlosen HF- oder VLC-Systemen (Visible Light Communication) eine kostengünstige Lösung.
• Hochgeschwindigkeit in Innenräumen : Die Implementierung von zusammen integrierten SPS- und VLC-Technologien hat in jüngster Zeit erhebliche Forschungsaufmerksamkeit erhalten, was zur Ermöglichung einer neuen Generation von Hochgeschwindigkeits-Innenkommunikation für zahlreiche Anwendungen führte.

Diese Vorteile führen zu mehr Implementierungen von SPS-Netzwerken in verschiedenen Branchen. Mit den Vorteilen sind aber auch einige Nachteile verbunden.

Nachteile

Es hat auch einige Nachteile wie:

• Niedrige Übertragungsgeschwindigkeit,
• Störempfindlichkeit,
• Nichtlineare Verzerrung und Kreuzmodulation zwischen Kanälen,
• Große Größe und
• Der hohe Preis für Kondensatoren und Induktivitäten im SPS-System.

Aufgrund dieser Nachteile wird SPS in einigen Anwendungen immer noch nicht bevorzugt.

Anwendungen der SPS

SPS wird häufig in Technologien wie Smart Grid und Mikro-Wechselrichtern eingesetzt. Wenn Sie die Technologien mit einer größeren Anzahl von Benutzern vertraut machen, wird die SPS in Kürze mehr Anpassungen für Anwendungen wie Beleuchtungsanwendungen (für Ampelsteuerung, LED-Dimmen usw.), industrielle Anwendungen (für Bewässerungssteuerung usw.) und Machine-to-Machine-Anwendungen (B. für Verkaufsautomaten oder die Kommunikation zwischen Hotelempfang und Zimmer), Telemetrieanwendungen (z. B. Offshore-Ölplattformen), Transportanwendungen (wie für Elektronik in Autos, Zügen und Flugzeugen) und vieles mehr.

Probleme der SPS

Das größte Problem, mit dem die SPS bis heute konfrontiert ist, besteht darin, dass die Stromverkabelung in der SPS-Technologie ungeschirmt und ungedreht ist, was bedeutet, dass die Verkabelung große Mengen an Funkenergie abgibt, was zu Störungen bei den vorhandenen Benutzern von führt das gleiche Frequenzband. Außerdem werden die BPL-Systeme (Broadband over Power Line) durch die von den SPS-Verkabelungen ausgesendeten Funksignale gestört.