Power Line İletişim (PLC) sistemleri, mevcut elektrik kablolarını yeniden kullanarak veri iletimi için pragmatik bir çözüm sundu. Güç hatları üzerindeki güvenilir, yüksek hızlı iletişim talep büyüdükçe - özellikle akıllı ağ ve Nesnelerin İnterneti (IoT) uygulamaları - yayılma spektrum tekniklerinin rolü giderek daha kritik hale geldi. Geniş bir frekans bandında sinyali yaymakla, bu yöntemler güç çizgisindeki sert elektrik gürültüsüne karşı direnişte, güvenlikte artış gösteriyor ve daha sağlam bağlantılarda daha sağlam bağlantıları sağlar.

Power Line İletişim Temellerini Anlamak

Power Line İletişim verileri standart elektrik kablolamada bir modlanmış bir taşıyıcı sinyali ile iletirir. adanmış veri kablolarından farklı olarak, güç hatları, Hologram Hz güç dağıtımı için tasarlanmıştır, yüksek frekanslı iletişim için. Zorlu bir kanal: öngörülemeyen bir yük, frekans-selective fading, ağ ve diğer cihazlardan sürekli müdahale genellikle iki gruptan birine bağlıdır: dar bant (3-500 kHz) düşük hızlı uygulamalar için akıllı metreler için.

Spectrum Teknolojisi Nedir?

Raylı spektrum, II. Dünya Savaşı sırasında Hedy Lamarr ve George Antheil tarafından geliştirilen kanaldan çok daha geniş bir bantlama tekniğidir ve tespit ve rektör zor hale getirir.In PLC, kanal dar bant gürültüsü ve frekans-selective notches tarafından rahatsız edilir, yay spektrumu temel teknoloji haline gelmiştir.

Doğrudan Sequence spread Spectrum (DSSS)

DSSS, yüksek seviyeli bir sahtekarlık kodu (kahkalama sıra) ile her veriyi çok fazla tutar. Elde edilen sinyal, aynı kod, baskı ve gürültüyü bastırırken, doğrudan sistem müdahalelerine karşı mükemmel bir dayanıklılık sağlar - geçiş noktalarına karşı 1030-dolu yayınları veya radyo yayınları gibi - bu müdahaleler sinyale geri dönmek için de yaygın olarak yayılır.

Frekans Hopping Spectrum (FHSS)

FHSS, her iki verici ve alıcı ile bilinen bir sahtekarlık dizisine göre taşıyıcı frekansı hızla taşır, ancak FHSS genellikle yüksek bir spektrumda yayılabilir ve DSSS ve FHSS'nin bir araya gelmesinden sonra gecikmeli dar bant gürültüsünden kaçınabilir.

Orthogonal Frekans Bölünmesi Birden Çok Frekans (OFDM) – İlgili Bir Teknik

Klasik bir yay spektrumu yöntemi olmasa da, OFDM genellikle kanalı birçok veyatogonal altkarriere bölerek alt düzleme yükleyerek verileri iyi sinyal-to-noise oranıyla yorumlanır ve bu tür derin veya müdahalelerle kaçınır, OFDM, bu tür bir çok modern geniş bantlı PLC standartlarını (örneğin, HomePlug AV2, G.hn) genişletebilir.

PLC Systems'de Spectrum'u yaymak için temel Faydaları

Tümleşik spektrum teknikleri, PLC'ye entegre etmek, doğrudan güç hattı kanallarını ele alan çok sayıda değişken avantaj sağlar.

Üstün Interference Rejeksiyon

En belirgin fayda, geniş bant müdahalesine karşı dirençlidir, çünkü istenen sinyal dar bir banta sıkıştırılır, yüksek sinyale rağmen, toplam sinyalin küçük bir kısmını bozabilir. Alan testleri DSSS ile, alıcının korelasyon süreci geniş bant genişliği üzerindeki gücünü genişletebilir, ancak istenen sinyalin altındaki bir çipin yayılmasıyla birlikte, yüksek sinyale sahip olan disko-turum oranlarına yol açabilir.

Geliştirilmiş Güvenlik ve Gizlilik

Gürültü spektrum sinyalleri, yayılma kodunu bilmeden kimsenin gürültü benzeri görünüyor. Bu, kontrasepsiyonun (LPI) ilk koruma katmanını sağlar, şifrelemeyi tamamlamak için veri ve kontrol komutları güvenli olsa da, bu ek gizlilik değerlidir.

Geliştirilmiş Multipath

Güç hatları, yanlış eşleştirmeler, dallama ve çeşitli yükler nedeniyle birden çok sinyal yansımaları yaratır. Bu yansımalar, arasimbol müdahalesine (ISI) Tel spektrum sistemleri, özellikle de Rake alıcıları ile DSSS, birçok endüstriyel alanda bulunan gibi karmaşık kablolamalarla birlikte, çok fazla kanala dönüşebilir.

Coexistence ve Spectrum Paylaşım

Birden fazla PLC cihazı (veya aynı frekans gruplarının paylaştığı diğer hizmetler), yayılma spektrumu karşılıklı müdahaleyi azaltır. DSSS ve FHSS her ikisine de aynı spektrumu yakınlarda paylaşmalarına izin verir.G.hn ve HomePlug standartları kanal adaptasyon ve şekillendirme mekanizmalarına dahildir, ancak temel yayılma karşıtı davranışlar farklı ağların yakınlarda çalışabilmesine yardımcı olur.

Meydanlar ve Pratik Bakışlar

Açık avantajlarına rağmen, PLC'deki yayılma spektrumu, mühendislerin dikkatle yönetilmesi gereken ticari işlemler olmadan değildir.

Kombinasyon ve Maliyet

Genişleme spektrumu alıcıları, yayılma kodu ve taşıyıcı frekansına kesin senkronizasyon gerektirir. DSSS, basit bir bant FSK veya PSK transceiversitesine kıyasla hızlı bir şekilde çalışır ve devre dışı bırakır.FHSS, hızlı frekans sentezleyicileri ve devreleri gerektirir.Bu bileşenler, elektrik tüketimi ve fatura-malzemeler, basit bir bant FSK veya PSK transalize edilebilir.For tüketici-grad PLC adaptörleri için, maliyet duyarlı sürücüler üreticilerine karşı duyarsız ve devre dışı bırakmaktır.

Band geniş Verimlilik vs. Robustness

Sinyali doğal olarak azaltın. ⁇ verimliliğini: CENELEC grubu gibi daha fazla bant uygulamaları tüketilir: 3-148.5 kHz), bu ticaret-off kanal koşullarına dayalı olarak yayılan faktörün sabit bir şekilde yayılmasına yardımcı olacaktır, ancak karmaşıklıkta birçok modern standart kullanım sağlar.

Düzenlemeler

Power hatları, Avrupa'da, CENELEC EN 50065, diğer hizmetlere müdahale etmekten kaçınmak için sinyal seviyelerini kısıtlar. ABD'deki Broadband PLC, güvenilir iletişim için uzun süre veya daha yüksek işleme kazanç gerektiren 15 kuralına uymalıdır, çünkü toplam güç daha geniş bir grupla birlikte emisyon limitleri ile yayılır, ancak aynı zamanda sinyal-to-noise oranını azaltır.

Taklit Gürültülü Gürültü

Güç hattı imkansız gürültü - motordan başlar, ışık dimmers veya EV şarj cihazı - çok güçlü (birkaç volta kadar) olabilir, ancak süresinde (<100 μs) yayılma spektrum sistemleri bu patlamalara dayanmaksızın sağlam bir satın alma ve takip algoritmalarına ihtiyaç duyar, bir senkronizasyon paketi veya önbelleğe karşılanırsa, tüm çerçeve kaybolur. Advanced PLC çipleri bunu azaltmak için uyarı algılama ve dönem tabanlı dekoding içerir.

Modern PLC Standartları ve Uygulamalarında Spectrum'u yayınlayın

Yay spektrum teknikleri, ya da açıkça ya da ruh halinde, bugün kullanılan büyük PLC standartlarında gömülüdür.

HomePlug (Powerline Alliance)

HomePlug AV ve AV2, 4096-QAM'a kadar uyarlanmış bir modlama ile, güç hattında tespit edilen sağlam bir önbellek (en tekrar kodlar) kullanarak güvenilir bir algılamayı mümkün kılar. HomePlug Green PHY, akıllı ağ ve IoT için kullanılan, bir “robust” önbelleklit iletimi ile basitleştirilmiş bir şekilde, güç hattının aşırı gürültüyü tespit etmek için - etkisiz bir şekilde yayılabilir.

G.hn (ITU-T G.9960)

G.hn, telefon hatları, koax ve güç hatları içeren birleşik bir tel standarttır.Influence Map ile ELCİRE ve diğer tüm alt taşıyıcılarda tekrar kodlama ve frekans yaydığı gibi düşük seviyeli bir USB modu içerir.This ROBO modu, ilk kanal tahminleri ve kontrol mesajları için gereklidir. Ghn ayrıca fiziksel katmandaki özel uygulamalar için opsiyonel DSSS benzeri teknikler içerir.

PRIME ve G3-PLC (Narrowband PLC for Smart Meters)

Bu standartlar 42-90 kHz (PRIME) veya 10-490 kHz (G3-PLC) kontrol ve konvolutional kodlama için modülasyon kullanır.FES-likeli gürültü bağışıklığı için fiziksel katmanda kullanılır.FES-SQPSK'de ancak konvolutional kodlama ve interleaving içerir; ancak her ikisi de her iki farklı ortamda da DSSS benzeri modülasyon kullanılır.

Elektrikli Araç (EV) Şarj İletişim

PLC, EV şarj cihazları ve araçlar arasındaki iletişimi giderek daha fazla kontrol etmek için kullanılır (ISO 15118, DIN 70121). Kanalizasyon dönüştürücülerinden gelen gürültü aşırıdır.Görüngesel olarak güçlü OFDM modları) Kontrol sinyallerinin bile güvenilir bir şekilde değişebileceğini garanti eder. EvPlug Green PHY standardı genellikle yaygın olarak kullanılır, bu talep edilen ortam için pratik bir seçim yapmak.

Future: Adaptif ve Bilişsel Tel

PLC sistemleri daha sofistike hale geldikçe, bir sonraki nesil yayılma spektrum yaklaşımları ortaya çıkıyor.

Adaptifikasyon Faktörü

Sabit bir yayılma faktörü kullanmak yerine, sistemler kanal kalitesine dayalı olarak dinamik bir şekilde ayarlanabilir. Gürültü düşük olduğunda, yayılma faktörü veri oranını artırmak için azaltılır; müdahale yüksek olduğunda, bağlantı güvenilirliğini korumak için yayılmaya teşvik edilir.Bu, gerçek zamanlı kanal tahminleriyle bir araya gelmek için bir tenif aralığıdır, a Adaptasyon ve sağlamlık arasında bir işlem oluşturabilir.

Bilişsel Spectrum yayınlayarak

Bilişsel PLC düğümleri, güç hattı spektrumunu, işgal edilmiş veya gürültülü grupları tanımlayabildiği ve grubun temiz kısmını aktif olarak yaydığı anlamına gelebilir. Bu, FHSS'nin maxding bant kullanımını önlemek için dinamik bir yayılma modeli kullanarak devam eder. Araştırma prototipleri, yoğun akıllı ağ dağıtımlarında yayılmak için kıyasla önemli gelişmeler göstermiştir.

MIMO ve Uzay-Time Yayınlama

Bir güç hattı kablosunda birden fazla tel (örneğin, sıcak, tarafsız, zemin), MIMO teknikleri kullanılabilir. Uzay-zaman blok kodları (örneğin, Alamouti) bu yeteneklerin her iki kez ve uzaysal boyutuyla sinyal yaydığı için, çeşitli kazanımlar sağlayan, kritik altyapı için son derece sağlam bağlantılar sunabilir. G.hn bazı profillerde tam MIMO (düşünce 4×4) ve satıcılar bu yeteneklerin yararlandığı çipler sunmaya başlıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Genişleme spektrumu teknolojisi güvenilir Power Line İletişim için bir temel taşı olduğunu kanıtlamıştır, en düşman iletişim kanallarından birini hem yüksek hızlı ev ağlarının hem de düşük akıllı ağ bağlantılarının üstesinden gelmek için uygun bir ortam olarak ortaya koyar.In trade ⁇ activity for depend, spread-whether implement as DSSS, FHSS, or gömülü in OFDM's sağlam modları – en dar bant çözümlerinin başarısız olduğu güvenli bir şekilde çalışabilmesi için PLC sistemleri mümkün olacaktır.

[FONT:0) PLC standartları ve yay spektrum uygulamaları hakkında daha fazla okuma için, [[GÜDÜSTRİYESİ:0)ITU-T:2 ve [[ÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ