دانلود انتقال اطلاعات از طریق برق (docx) 52 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 52 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

فصل اول انتقال اطلاعات از طريق فناوري برق فصل اول: معرفي فناوري در حد شناخت کلي 1-1- مقدمه اجزاي اصلي يک سيستم شامل PLC که امروزه در سطوح مختلف سيستم قدرت به کار گرفته مي شود شامل موارد زير مي باشد[5]: - RTU (Remote Terminal Unit): اين دستگاه شامل تعدادي ورودي و خروجي آنالوگ وديجيتال ميباشد. وظيفه ي اصلي RTU تبديل سيگنال هاي ارسالي به سيگنال هاي قابل انتقال از طريق کانال مخابراتي است که شامل قسمت هايي مثل CPU ، کارت هاي ورودي و خروجي آنالوگ و ديجيتال و مودم مي باشد. شكل زير يك نمونه RTU صنعتي را نشان مي دهد. شکل(1-1): RTU - تجهيزات مخابراتي شامل مدولاتور و دمدولاتورهاي HF و IF ، تقويت کننده ها و فيلترهاي مناسب (اين گروه در خود دستگاه PLC قرار مي گيرند). - تجهيز تطبيق دهنده با کانال مخابراتي (در اينجا خطوط قدرت) يا LMU. به منظور انتقال توان ماکزيمم از طريق کانال مخابراتي و جلوگيري از انعکاس امواج، بايد امپدانس فرستنده و کانال برابر باشد. - سيستم ايزوله کننده تجهيزات مخابراتي از ولتاژ بالا. (که معمولا يک خازن که معروف به CVT است به کار گرفته مي شود.) - کانال مخابراتي که در اينجا همان هادي هاي خطوط قدرت هستند. - تله موج (Line Trap) كه وظيفه آن جلوگيري از ورود اطلاعات به قسمت هايي به جز كانال مخابراتي مانند پست هاي فشار قوي مي باشد. شكل هاي (1-2) و (1-3) به ترتيب بلوك دياگرام و نمودار تك خطي PLC در شبكه قدرت را نشان مي دهد. پستRTUPLCLMUCVTLine Trapکابل Coaxialخط فشارقويشکل(1-2): بلوک دياگرام PLC در خطوط انتقال شکل(1-3): نمودار تک خطي خط انتقال قدرت با وجود PLC همان طور که قبلا ذکر شد افزايش کاربرد PLC در سطح توزيع به خاطر اتوماسيون شبکه الکتريکي بود. علاوه بر اهداف کنترلي و نظارتي در اتوماسيون، اهداف ديگري مخصوصاً در سالهاي اخير مزيد برعلت شدند تا استفاده از آن متوقف نشود. با شروع تجديد ساختار در صنعت برق و به وجود آمدن بازارهاي رقابتي برق، لزوم مشارکت مصرف کننده در بازار برق (از قبيل کنترل مصرف، مديريت مصرف يا DSM ، اندازه گيري مصرف به صورت Real Time براي اهدافي مانند پيش بيني بار و ... ) احساس شد. لازمه مشارکت مصرف کننده در اين بازار وجود تجهيزات مخابراتي موثر بين مصرف کننده هاي صنعتي، تجاري و حتي مسکوني در شبکه هاي توزيع برق است. PLC يکي از گزينه هاي موجود است که امکان پياده سازي آن نسبتا ساده است و اين بدان علت است که حداقل يکي از اجزاي آن (هاديهاي الکتريکي) بدون نياز به نصب اضافي، در دسترس مي باشد[7]. به عنوان مثال با نصب تجهيزات اندازه گيري هوشمند يا AMR در سمت مصرف کننده و انتقال اطلاعات آن از طريق PLC به شرکت برق مزاياي زير عايد طرفين مي شود: تعريف چند تعرفه براي مصرف برق اندازه گيري توان راکتيو مصرفي شناسايي دقيق مدل مصرف و امکان پياده سازي فرايندهاي مديريت مصرف و مديريت بار تشخيص سوء استفاده از برق (برق دزدي) تعيين مقدار واقعي تلفات الکتريکي شبکه و تلفات غير فني قابليت قطع و وصل برق به طور مثال براي مشترکيني که قبض خود را پرداخت نکرده اند. بعد از کاربردهايي که در بندهاي فوق براي PLC ذکر شد، به تدريج با پيشرفت تکنولوژي و روي کار آمدن اينترنت و خدمات مخابراتي جديد، ايده تبادل اطلاعات با پهناي باند بالا(مثل اطلاعات صوتي و تصويري) از طريق خطوط برق شکل گرفت. البته ممکن است تغييراتي در آن لحاظ شود که بايد به طور مفصل مسائل فني و اقتصادي آن آناليز شود. 1-2- ساختار شبکه PLC PLC ها را مي توان از لحاظ سرعت انتقال اطلاعات و کاربرد به سه دسته تقسيم کرد: PLC با سرعت کم (2400 bps ) که در خطوط توزيع فشار ضعيف و متوسط براي کاربردهاي حفاظتي، اندازه گيري مصرف انرژي از راه دور و اتوماسيون تجهيزات خانگي از راه دور استفاده مي شود. PLC با سرعت متوسط (حداکثر تا 64 Kbps) که در خطوط توزيع فشار متوسط و فشار قوي براي کاربردهاي حفاظتي، کنترل نيروگاهها از راه دور و ارتباط پست ها و نيروگاهها استفاده مي شود. PLC با سرعت بالا (بيش از 1Mbps) که در خطوط توزيع فشار ضعيف و متوسط براي کاربردهايي مثل انتقال اطلاعات صوتي و تصويري، اينترنت و ارتباط بين شرکت ها استفاده مي شود. فناوري PLC که در آن از خطوط قدرت موجود به منظور فراهم سازي دسترسي به اينترنت استفاده ميشود، اطلاعات را با اضافه کردن آنها به امواج فرکانس بالا روي خطوط انتقال الکتريکي منتقل ميکند. در واقع موج حامل، اطلاعات مخابراتي را به وسيله اضافه کردن آنها روي سيگنال 50 يا 60 هرتز قدرت مخابره ميکند كه اين ارتباطات مي‌تواند با پهناي باند وسيع روي خطوط برق با نرخ اطلاعات يك مگابيت در ثانيه و يا با پهناي باند كم با نرخ اطلاعات خيلي كمتر منتقل شود. در اين روش مودمها ، هر کدام از درگاههاي خروجي الکتريکي درون خانه يا اداره را به کامپيوتر متصل مي کنند. در شکل زير اصول کلي اين فناوري نشان داده شده است. همان طور که در شکل نشان داده شده است سيگنالهاي اطلاعاتي سوار شده بر روي خطوط برق در انتها توسط مودم جدا شده و به وسايل مورد نظر ميرسد[8]. شکل(1-4): اصول کلي PLC اساساً فناوريPLC بر مبناي مدولاسيون و دمدولاسيون اطلاعات به وسيله يک سيگنال حامل که در محدوده فرکانس بالا کار ميکند، شکل گرفته است. به طور کلي لايههاي فيزيکي و روش کدگذاري آن بر اساس روشOFDM صورت ميگيرد. با وجود اين توانمندي آن در مقابله با تداخل و اغتشاشها اصليترين نگراني طراحان محسوب مي شود (اصول و روش کلي اين فناوري به صورت شماتيک در شکل (1-4) نشان داده شده است). اغلب پيشنهادها براي افزايش ظرفيت انتقال شبکههاي PLCاستفاده از فرکانس حاملي است که در محدوده 1 تا 30 مگا هرتز کار کند. از آن جا فرکانس برق شهر در ايالات متحده 60 هرتز و در ساير کشورها 50 هرتز است، دو نوع سيگنال خواهيم داشت و در نتيجه اين مسئله خود يک محدوديت جديد محسوب ميشود. شکل (1-5) و (1-6) ساختار کلي يک سيستم PLCتوزيع را نشان ميدهند. به طور کلي در سيستم آمريکايي شبکههاي توزيع براي توزيع برق به 10 مصرف کننده نهايي از يک ترانسفورماتور توزيع استفاده ميشود که اين امر توانايي ايجاد و استفاده از شبکه هاي توزيع کوچکتر را فراهم مي سازد. در مقابل در اروپا و آسيا، اغلب ترانسفورماتورهاي توزيع 100 تا 200 مصرف کننده نهايي را تغذيه ميکنند. البته اين تفاوت در تاسيسات يا تفاوت در ساختار ترکيبي مصرف کننده ميتواند به طرحهاي متفاوتي براي شبکه قدرت منجر شود. اختلاف طرحهاي شبکه و سيستمهاي قدرت نيز نيازمند استاندارد سازي است و در نتيجه ميزان سختي کار بالاتر خواهد رفت. اين در حالي است که در کشورهاي مختلف نحوه رگولاسيون متفاوتي نيز وجود دارد. به همين دليل است که هنوز هم تحقيقات بر روي اين فناوري ادامه دارد و اين فناوري هنوز به بلوغ خود نرسيده است[8,2]. تكنولوژي PLC در شمال آمريكا از ولتاژ متوسط (1-50 کيلوولت) يا پايين (100-240 ولت) شبكه توزيع نيرو به عنوان زيرساخت مخابراتي براي انتقال امواج فرکانس بالا استفاده ميكند شبکه PLC دو خانواده اصلي دارد: شبکه مخابراتي توزيع که هدفش اتصال PLCهاي ايستگاههاي MV/LV به همديگر است. شبکه دسترسي يا PLCخارجي كه خانه را به بيرون متصل مي كند و هدفش اتصال مشتري به ايستگاه مي باشد. سيستم خانگي نيز وظيفه توزيع سيگنالها (كه به عنوان مثال از شبکه دسترسي PLC ميآيد) به پريزهاي برق داخل خانه (شبكه داخلي خانه) را عهده دار مي‌باشد. شکل(1-5): نمايش کلي يک سيستم PLC شکل(1-6): نمايش کلي يک سيستم PLC با پهناي باند کم لازم به ذکر است که ايستگاههاي MV/LV در ايران همان ترانسفورماتورهاي 20 KV/400V مي باشد. براي انتقال سيگنال مخابراتي از اين ترانس، به خاطر خاصيت فيلتري ترانس بايد از تجهيزات اضافي در اين ايستگاهها استفاده شود که در ادامه به آنها اشاره مي شود. در شکل (1-7) در سمت راست، اين سه خانواده و شبکه "زيرساخت اينترنت " و ارتباط آنها با يکديگر نشان داده شده است. همان طور که در شکل نيز نشان مشاهده ميشود شبکه دسترسي معمولا در شبکه ولتاژ پايين و شبکه توزيع در شبکه ولتاژ متوسط قرار دارد. خطوط قدرت نيز که از ترانسفورماتورهاي ولتاژ پايين به خانهها و مكانهاي تجاري ميروند كابلهاي زير زميني هستند و در مكانهاي روستايي اغلب خطوط هوايي ميباشند. به طور كلي سيستمهاي دسترسي PLC اروپايي از كابلهاي زميني استفاده مي‌كنند زيرا تابش امواج فرکانس بالا از خطوط هوايي بسيار بيشتر مي باشد. در شکل (1-8) نيز ساختار PLT با پهناي باند وسيع در شبکه توزيع MV/LV نمايش داده شده است. شکل (1-7): ساختار کلي شبکه PLC و خانواده هاي آن در شبکه توزيع شکل (1-8): ساختار PLT با پهناي باند وسيع در شبکه توزيع 1-2-1- شبکه دسترسي شبکه ولتاژ پايين سيستم توزيع (در ايران 400 V)، همان بخش دسترسي شبکه ارتباطات مي باشد و PLC در اين سطح ولتاژ، کاربرد بيشتري دارد. اين بخش از شبكه، مودمهاي PLC يا CPEs (تجهيزات خانگي) را از طريق خطوط ولتاژ پايين به ترانسفورماتورهاي PLC متصل ميکند. پريزهاي برق، محل اتصال مصرف كننده به شبكه ارتباطي ميباشند. CPE ها و TE ها كه به ترتيب در نقطه اتصال خانگي و ايستگاههاي MV/LV واقع شدهاند، بخشي از شبکه توزيع ميباشند[1,4]. شبکه دسترسي دو بخش دارد: بخش بين CPE تا تکرارکننده ها كه از طريق خطوط برق ساختمان و در بعضي موارد از طريق شبکه ولتاژ پايين به يكديگر متصل مي شوند. بخش بين تکرار کننده ها تا TE كه از طريق شبکه ولتاژ پايين به يكديگر وصل مي شوند. تکرار کننده تجهيزي است که در طول مسير ارسالي از آن براي تقويت سيگنال PLC استفاده مي شود (توضيحات بيشتر در بند 1-2-2 ارائه خواهد شد). مودمهاي PLT مي توانند با شبکه هاي موجود LAN لينک شوند و تعداد زيادي کاربر را به طور همزمان به اينترنت متصل کنند، که اين مورد مخصوصاً براي شرکت هاي کوچک مفيد است. همچنين در خانه باعث مي شود تمام پريزهاي معمولي برق تبديل به نقطه اتصال به اينترنت و VOIP گردند. شکل (1-9) نحوه ي اتصال شبکه دسترسي و شبکه خانگي و همچنين بعضي از کاربردهاي مدرن PLC مثل مديريت انرژي الکتريکي، کنترل و نظارت وسايل خانگي از راه دور، اندازه گيري ميزان مصرف برق، گاز، آب و... را نشان مي دهد. Gateway نشان داده شده در شکل، تجهيز متصل کننده بين شبكه خانگي و شبکه ارتباطي بزرگتر ( ارتباطات مخابراتي بيرون از ساختمان) مي باشد. شکل(1-9 ):نحوه ي اتصال شبکه خانگي و دسترسي شكل (1-10) شبكه معمول ولتاژ پايين توزيع آلمان را نشان ميدهد، ترانسفورماتور LV (Trafo) مركز شبكه است. هر كابل برق حدود 30 تا 40 خانه را تغذيه مي كند كه طول معمول آنها كمتر از 1 کيلومتر است. اكثر هاديها زير زميني بوده و در مناطق روستايي ممكن است از سيم هاي هوايي استفاده شود. هر مشترك به وسيله يك غلاف به كابل برق متصل مي شود. شکل(1-10): سيستم معمول ولتاژ پايين در آلمان كابل هاي معمول در سيستمهاي دسترسي و خانگي آلمان، سه نوع مي باشند: قطاع، غلاف غيرفلزي و سطحي به هم پيوسته (شكل1-11) خطوطي که از ترانسفورماتورهاي LV خارج مي شوند، نوع قطاعي با سطح مقطعهاي مختلف هستند. در سيستم خانگي نيز کابلها از نوع غلاف غيرفلزي يا شبكه مسطح ميباشند. شکل (1-11) کابلهايي که اغلب در سيستمهاي دسترسي و خانگي استفاده ميشود بعضي از مشخصات انتقال سيگنال HF سيم هاي برق معمول آلمان، كه براي ارسال سيگنال از PLC استفاده ميشود، در جدول(1-1) نشان داده شده است. همانطور كه مشاهده ميشود مشخصات امپدانس كاملاً متفاوت است كه به دليل شکل هندسي متفاوت سيمها مي باشد. مقدار افت در سيمهاي دسترسي به طور قابل توجهي از سيمهاي خانگي كمتر ميباشد[8,4]. جدول(1-1): مشخصات فني کابلهاي شکل 1-11 1-2-2- شبکه توزيع در واقع شبکه توزيع، TE هاي نصب شده در ايستگاههاي MV/LV را به يكديگر متصل مي کند. اين اتصال به روش هاي مختلفي صورت مي گيرد. اين روش ها مي توانند به صورت تركيبي نيز مورد استفاده قرار گيرند. شبکه ولتاژ متوسط ميتواند ايستگاههاي MV/LV مختلف را با استفاده از تجهيزات PLC ولتاژ متوسط به يکديگر متصل کند. مانند شبکههاي ولتاژ پايين، اين ارتباط مي تواند به صورت هوايي يا زميني انجام گيرد. استفاده از فيبرهاي نوري براي اتصال بين ايستگاههاي MV/LV در کنار فيبرهاي نوري و PLC در سطح ولتاژ متوسط، تکنولوژي هاي ديگر مانند LMDS ميتوانند به عنوان راه حل ترکيبي استفاده شوند. LDMS تکنولوژي انتقال اطلاعات به صورت بي سيم است که فرکانس کاري آن بين 26 GHz تا 29 GHz قرار دارد و در شبکه MV مي تواند به همراه PLC استفاده شود. مشکل اين تکنولوژي برد کوتاه آن است به طوري که در روزهاي باراني برد آن به يک و نيم مايل محدود مي شود. معمولاً ايستگاههاي MV/LV، با يکي از دو آرايش زير به هم متصل مي شوند: استفاده از يک ايستگاه HV/MV براي اتصال ايستگاههاي MV/LV به صورت رينگي ]شکل (1-12)[ استفاده از لينکهاي MV که دو ايستگاه HV/MV را به هم متصل ميکند و اجازه ميدهد يک ايستگاه MV/LV با دو ايستگاه HV/MV تغذيه شود. با توجه به ساختار رينگي هر دو معماري، در صورت بروز خرابي در هر يک از تجهيزات، انتقال اطلاعات مختل نمي شود. البته بايد متذکر شد که در آرايش دوم لازم است فيبر نوري در هر دو ايستگاه HV/MV موجود باشد. شکل (1-12) نحوه اتصال شبکه مخابراتي را به شبکه الکتريکي در سطح ولتاژ MV نشان مي دهد. در اين شکل همچنين، نحوه تبادل اطلاعات از ايستگاه MV/LV به مشترکين نشان داده شده است. توسعه PLC هاي ولتاژ متوسط از اهميت بالايي برخودار است، زيرا به همان اندازه باعث توسعه اقتصادي و عرضه فناوري مي شود و اجازه ميدهد از وسايل و تجهيزات فعلي شبکه برق براي اتصال ايستگاه مختلف ولتاژ پايين استفاده کرد[3]. شکل (1-12) نحوه اتصال ايستگاههاي HV/MV به يکديگر 1-2-3- اتصال به شبکه هاي ارائه دهنده خدمات (اينترنت و شبکه PSTN ) در بعضي از نقاط شبکه توزيع PLC لازم است که اتصالاتي به شبکههاي خدمات دهنده به منظور مهيا کردن دسترسي به اينترنت و سرويس هاي تلفن برقرار گردد. همان طور که در شکل (1-13) نشان داده شده است شبکه اينترنت و تلفن از طريق يک سوئيچ به داخل شبکه توزيع ولتاژ متوسط تزريق شده است. ديگر سرويسهاي ارزش افزوده مانند سرويسهاي تصويري و چند رسانه اي ميتواند در اين بخش از شبکه اضافه شود و به صورت مستقيم توسط اپراتورهاي ارائه دهنده PLC در دسترس مشترکان قرار گيرد. سرويس هاي تصويري مانند تلوزيون هاي کابلي يا HDTV که در آن تصاوير ويدئويي به صورت Real Time ارسال مي شود. در اينصورت نيازي به کابل کشي جديد براي ارسال اين اطلاعات نيست. بسته به سرويسهاي پيشنهادي انعطاف پذيري زيادي در اين نوع از تجهيزات موردنياز براي اتصال وجود دارد. در حالت کلي تجهيزات سوئيچينگ براي اين کار لازم است. يکي ديگر از فوايد PLC اين است که در تماسهاي تلفني بين دو مشترک که در نقاط مختلف يک شبکه محلي توزيع يکسان قرار گرفته اند لازم نيست که مشترک به اپراتور شبکه PSTN سوئيچ شود. به اين معنا که سرويس هاي صوتي براي دو مشترک در نقاط مختلف يک شبکه توزيع يکسان است هيچ هزينه اي در بر ندارد[1]. شکل (1-13) نحوه اتصال اينترنت و PSTN به شبکه PLC 1-3- تجهيزات PLC در سطح توزيع سه گروه اصلي تجهيزات PLC عبارتند از : CPE ، تکرار کننده يا تجهيزات واسط (IE) و وسايل مبدل (TE) که در ادامه به بررسي ويژگيهاي کلي آنها ميپردازيم[3,6]. 1-3-1- تجهيزات مورد نياز مشترکين مودم يا تجهيزات لازم مشترکين (CPE) يکي از تجهيزات PLC است که در خانه مشترک واقع شده است و به وسيله پريز برق CPE هم سيگنال مخابراتي و هم برق را دريافت مي کند. CPE صوت و اطلاعات را از هم جدا ميکند (شکل 1-14) و آنها را به وسايل مورد نظر مشترکين ميرساند، مانند کامپيوترها و تلفنهاي عادي (با سوکتهاي Ethernet RJ45، USB، RJ-11). انواع مختلفي CPE وجود دارد: CPE فقط براي اينترنت CPE , (Ethernet and/or USB) براي اينترنت و تلفن (سوکتهاي Ethernet and/or USB +RJ-11) و در آخر CPE فقط براي صدا (RJ-11). شکل(1-14): تجهيزات PLC در شبکههاي توزيع و دسترسي در كنار PLC استفاده از Wi-Fi نيز هم اکنون در حال توسعه براي CPE ها مي باشد. با استفاده از اين تکنولوژي مي توان تجهيزات خانگي را به صورت بي سيم به شبکه مخابراتي که توسط خطوط برق به ساختمان مصرف کننده رسيده متصل کرد. سازنده ها رقابت زيادي بر سر ساخت دستگاههاي CPE دارند و تکنولوژيهاي آن مدام در حال پيشرفت مي باشد (از نظر شکل، وزن، ابعاد و ...) که نمونههايي از آن در شکل زير آورده شده است. شکل(1-15): نمونهاي از يک مودم (CPE) شکل(1-16): چند نمونهاي از يک مودمهاي تجاري موجود در بازار به همراه اسم شرکتهاي سازنده 1-3-2- تکرار کننده تکرار کنندهها يا تجهيزات مياني سيگنالهايي که از TE به خطوط ولتاژ پايين LV خانگي در نقاط اتصال خانگي (فاصلهاي تا حدود 300 متر) ميآيند را تقويت و دوباره تزريق ميکند، که معمولاً در اتاق کنتور در ساختمان يا در بعضي نقاط واسط بين خطوط ولتاژ پايين بين ايستگاههاي MV/LV و خانه مشترک قرار ميگيرد. بعضي اوقات تکرار کننده به عنوان گره مياني براي توسعه پوشش يا افزايش پهناي باند در نقاط مشکلدار شبکه (به دليل افت سيگنال بين TE و CPE در مسافتهاي طولاني ...) استفاده ميشوند، و به طور مستقيم مصرف کنندگان نهايي را سرويس نميدهند. و در بعضي مواقع نيز، بسته به توپولوژي الکتريکي شبکه، نيازي به تکرار کننده نميباشد، زيرا TE يک ارتباط کيفيت بالا با CPE برقرار مي کند. شکل (1-17): نمونهاي از دو تکرار کننده در اتاق کنتور و کابينت خيابان 1-3-3- ترانسفورماتور ترانسفورماتور (TE) يکي از تجهيزات PLC مي باشد که در ايستگاههاي مبدل MV/LV نصب ميشود. اين وسيله سيگنالهاي ورودي را که از شبکه توزيع PLC (کابلهاي ولتاژ متوسط، فيبرهاي نوري و غيره) ميآيند به شبکه دسترسي (کابل هاي ولتاژ پايين) تزريق ميکند. اطلاعات پايين دست از طريق TE به CPEs يا تکرار کنندهها در ترکيبهاي دو نقطهاي تا چند نقطهاي، انتقال داده ميشوند. TE هاي جديد، ترکيب ماژولي انعطاف پذيري دارند و داراي کارت هاي الکترونيکي زير مي باشند: کارتهاي LV، که سيگنالهاي ورودي از شبکه توزيع PLC را بر روي شبکه ولتاژ پايين کابلهاي الکتريکي تزريق ميکنند. کارتهاي MV که اجازه ميدهد ايستگاههاي MV/LV در شبکه ولتاژ متوسط با يکديگر ارتباطات داخلي داشته باشند. کارتهاي Fast Ethernet يا Gigabyte Ethernet: براي اتصالات داخلي بين ايستگاه‌هاي MV/LV از طريق واسطه هاي متداول RJ-45 يا GbE، که اجازه ميدهد از فيبرهاي نوري يا ديگر تکنولوژي هاي موجود براي شبکه توزيع PLC (LMDS , xDSL و غيره) استفاده کرد. کارت هاي نصب شده درTE بسته به نقششان در شبکه متفاوت خواهند بود. شکل (1-18): نمونههايي از چند TE 1-3-4- Couplers اين تجهيزات در واقع واحدهاي متصل کننده (يا کوپلينگ) ميباشندکه براي تزريق و تصحيح سيگنالهاي مخابراتي از تجهيزات PLC به خطوط قدرت (LV,MV) به کار گرفته مي شود. اين وسايل شامل دو نوع کلي ميباشند (شکل 1-19 را ببينيد) متصل کنندههاي خازني که سيگنال را با تماس مستقيم با خطوط قدرت تزريق ميکند. متصل کننده هاي القايي که سيگنالها را به روش القا (به عنوان مثال متصل کننده هاي هيدراکسيد آهن) تزريق ميکنند. روشهاي انتخاب کوپلينگ مورد استفاده بايد بر اساس کيفيت سيگنال و راحتي نصب، و با توجه به مشخصات خاص در هر گره از شبکه، صورت گيرد. امروزه روشهاي کوپلينگ در حال پيشرفت هستند و به طور مؤثري زمان نصب، روش عمل، کارايي و امنيت آنها بالا رفته است. شکل (1-19): نمونههايي از واحدهاي متصل کننده- به ترتيب از راست به چپ؛ متصل کننده القايي ولتاژ پايين، متصل کنندههاي خازني ولتاژ پايين، متصل کننده القايي ولتاژ بالا، متصل کنندههاي خازني بالا 1-3-5- نصب تجهيزات پروسه نصب CPE آسان است و به راحتي، بدون نياز به سيم کشي اضافي به پريز برق متصل مي شود. کامپيوتر نيازمند کارت اينترنت يا اتصال USB و يا ديگر وسايل معمول براي اتصال به اينترنت مي باشد. تلفن نياز به هيچ فرآيند خاصي در نصب ندارد. در مسيرهاي طولاني يا نويزي براي تقويت سيگنال PLC بايد از تکرار کننده استفاده شود. نصب تکرار کننده ها در محل ورود به ساختمان و يا در مکان هاي مشخصي از شبکه توزيع انجام مي شود. براي نصب TE، از يک کارت LV براي مشترکيني که از سمت ولتاژ پايين ترانس تغذيه مي شوند، استفاده مي شود. بسته به تکنولوژي مورد استفاده براي اتصالات داخلي ايستگاههاي MV/LV در حلقه شبکه توزيع PLC، ديگر کارتها مانند MV و غيره نيز استفاده خواهد شد. مستقل از طبيعت ناهمگن شبکه الکتريکي و کهنگي بعضي از تجهيزات، همه روشهاي پياده سازي از عهده مسائل اوليه نصب بر ميآيند. تجهيزات با پيشرفت تکنولوژي مدام در حال کوچک و سبکتر شدن هستند که نصب را در اکثر نقاط آسان مي کنند. علاوه بر اين، توليد کنندهها عملکردهاي جديدي براي تسهيل فرآيند نصب، ايجاد کردهاند. قابليت هاي خود شکل بندي هم اکنون در تجهيزات PLC به کار ميرود و روز به روز در حال توسعه هستند (در واقع در اين قابليت در صورت نقص در نصب تجهيز، نشانه هايي براي آگاهي به نصب کننده داده مي شود)[2]. 1-4- باندهاي فرکانسي و روشهاي مدولاسيون فناوري انتقال PLC در باند فركانس 1.6MHz تا 30MHz كار مي كند. حاملهاي چندگانه به صورت همزمان مديريت ميشوند تا حداكثر توان عملياتي سيستم، حاصل شود. پهناي باند PLC در دو بخش مجزا (زير- باند) قابل تفکيک است (بخش دسترسي و بخش خانگي) كه هر كدام به قسمتهاي ارتباطي مختلفي تخصيص داده ميشوند. بخش دسترسي از زير- باند فركانسي پايين (تا حداكثر 12 مگاهرتز) استفاده ميكند. دليل اين کار، مسافت هاي طولاني تر و محيط آغشته به نويز در اين بخش است، پس فرکانس کمتر انتخاب مي شود تا تداخل به حداقل برسد. در حالي كه بخش خانگي معمولاً در فركانسهاي بالاتري (12 تا 30 مگاهرتز) كار مي‌کند[1]. در فناوري PLC مشخصات سيمهاي الكتريكي استفاده شده، بايد بهينه باشد، همچنين ظرفيت اطلاعاتي زيادي مهيا كند و انرژي تزريق شده را مينيمم كند، به طوري كه سطح تابش الكترومغناطيس با استانداردهاي EMC سازگار باشد. در مدولاسيون سيگنالهاي مخابراتي روي سيگنال حامل سوار شده و از طريق كانال ارسال مي شوند، در واقع مدولاسيون ديتاهاي موجود را قابل ارسال روي کانال مي کند. روشهاي مدولاسيون بي شماري براي انتخاب در سيستم ارتباطي PLC وجود دارد كه هر كدام فوايد و معايب خاص را دارند. با اين حال روش‌هاي انتقال PLC هنوز در جوامع بين المللي استانداردسازي نشده است. ميتوان روشهاي مدولاسيون را در خانوادههاي زير تقسيم بندي كرد: Direct Sequence Spread Spectrum Modulation (DSSS) Orthogonal Frequency Division multiplex (OFDM) Narrow band modulation of which GMSK is a variant براي جزئيات بيشتر به كتابهاي مربوط به Communication Digital مراجعه شود. شکل (1-20) سه روش متداول مدولاسيون مورد استفاده در PLC 1-4-1- DSSS روش DSSS به طور گسترده در كاربردهاي نظامي به منظور بدست آوردن استحكام در مقابل نفوذ عوامل بيگانه استفاده ميشود. اين روش چگالي طيفي پاييني را با پخش كردن سيگنال روي كل باند فركانسي ايجاد کرده و با پهناي باند پايين و مناسب در مقابل انتشار تاخير چند مسيره، استحكام قابل قبولي در مقابل تمامي انواع تداخلات فراهم ميكند. به همين خاطر براي انتقال اطلاعات با سرعت پايين، مناسب ميباشد. اين روش ساده و از لحاظ اقتصادي به صرفه و تحت بخشي از استانداردهاي Wireless LAN و IEEE802.11b ميباشد. 1-4-2- OFDM روش OFDM شامل تعداد زيادي از حاملهاي با پهناي باند باريك ميباشد كه كنار يكديگر قرار گرفتهاند (با يک فاصله کوچک براي جلوگيري از تداخل)، بنابراين سيگنال روي كل پهناي باند پخش مي شود. اين روش هم كار مدولاسيون و هم انتقال اطلاعات چندتايي (Multiplexing) را انجام مي‌دهد. استفاده از تعداد زيادي حامل (بيش از1200 حامل) اين انعطاف پذيري را ميدهد كه اگر يك حامل در فاصلهاي از پهناي باند، با عامل اختلالي روبرو شود مي توان آن را ناديده گرفت، و حاملهاي ديگر به كار خود ادامه مي دهند و از اين اختلال مصون مي مانند. بنابراين اين روش تكنيك ارتباطاتي قابل اطميناني ارائه ميدهد. OFDM در مقابل Frequency Selective Fading Channels و انتشارهاي طولاني مقاوم است و تداخل Inter symbol (ISI) ايجاد شده از انتشار چند مسيره، كه مشكل اساسي در PLC هاي پرسرعت مي باشد را برطرف مي كند و در كل كارايي بالايي دارد. مشكل اصلي اين نوع مدولاسيون پيچيدگي و نياز به تقويت كنندههاي قدرت كاملاً‌ خطي براي پرهيز از تداخل در باندهاي فركانسي بالا مي‌باشد. OFDM فناوري جديدي نيست و در بسياري از سيستمهاي ارتباطي ديگر نظير ADSL، DAB، TDT، DVB و ... استفاده شده است. 1-4-3- GMSK GMSK نوع خاصي از مدولاسيون باند باريك مي باشد كه اطلاعات را در فاز حامل ارسال مي كند كه نتيجه آن بستههاي سيگنال ثابت ميباشد. اين روش امكان استفاده از تقويت كنندههاي سادهتري بدون توليد هر گونه هارمونيك هاي اختلالي را فراهم مي كند. با مديريت هم زمان حاملهاي مختلف در باندهاي فركانسي، سرعت انتقال متفاوتي حاصل ميشود. اين مدولاسيون در مقابل پارازيتهاي خارجي مقاوم بوده و در تلفن سيار (GSM) و محصولات شركت ASCOM استفاده شده است. 1-5- PLC هاي نسل بعد با ظهور تراشه هاي جديد، پهناي باند PLC افزايش يافته و کارايي ها نيز پيشرفت کرده است. در نسل جديد PLC ، مشخصات جديدي اضافه شده و اجازه مي دهد شبکههاي PLC انواع سرويسها را پشتيباني کنند و سرويسهاي قبلي نيز توسعه يابند. به طور مثال پشتيباني کامل از VOIP، افزايش تعداد تماسهاي صوتي مجاز در شبکه، پشتيباني از VLAN و OVLAN ، Multicast (فرستادن اطلاعات به شبکه ها به طور همزمان ) و غيره. افزايش پهناي باند اجازه استفاده از سرويسهايي مانند: Hi Fi Audio streamingو HDTV streaming و ... را فراهم مي کند. علاوه بر اين: در تجهيزات نسل جديد PLC عمليات نصب بسيار راحتر ميشود. تجهيزات plug-and-play، قابليتهاي شکل بندي خودکار شبکه و قابليتهاي کنترل از راه دور را به PLC مي دهند. اندازه تجهيزات کوچکتر مي شود. مکانيزمهاي تشخيصي پيشرفته براي مديريت شبکه، نگهداري و کنترل از راه دور و يکپارچگي در سيستم ايجاد مي شود. 1-6- مقايسه PLC با ديگر فناوريهاي انتقال اطلاعات در اين قسمت ابتدا روش هاي ديگر انتقال اطلاعات در سطوح مختلف معرفي شده و سپس مقايسه اي بين اين روش ها و سيستم PLC ارائه مي شود. 1-6-1- شبكه مخابرات نوري ارتباطات از طريق فيبر نوري باتوجه به انتقال سريع داده‌ها و ايمني در مقابل نويز الكتريكي از محيطهاي مخابراتي براي نظارت و كنترل در صنعت برق مي‌باشد. از معايب اين روش مناسب نبودن آن براي كنترل تجهيزات هوائي شبكه توزيع مي‌باشد. بررسي‌هاي انجام شده نشان مي‌دهد كه استفاده از فيبر نوري بعنوان محيط مخابراتي در اتوماسيون شبکه توزيع از اهميت كمتري برخوردار است.[9,1] مزايا استفاده از فيبر نوري: عمليات سوئيچينگ (قطع و وصل) سيستم قدرت هيچ تأثيري در مسير ارتباطي فيبر نوري ندارد. عدم تأثيرپذيري از تداخل الكترومغناطيسي عدم محدوديت در دستيابي به تعداد كانال سرعت زياد ارسال داده خطاي كم (Bit error rate) دستيابي به كانال (بسيار سريع) معايب استفاده از فيبر نوري: هزينه بهره‌برداري زياد هزينه احداث زياد 1-6-2- شبكه مخابراتي ماهواره‌ نزديك به 40 سال از قرار گرفتن اولين ماهواره مخابراتي در مدار زمين كه ارتباط بين دو نقطه در آمريكا را به صورت يك تكرار كننده تأمين مي‌نمود، مي‌گذرد. از آن زمان تاكنون ارتباطات ماهواره‌اي شاهد گسترش وسيعي بوده كه عمدتاً مرهون پيشرفتهاي چشمگير در زمينه تكنولوژي فركانس ماكروويو، آنتن و پردازش سيگنال مي‌باشد. در ابتدا ماهواره‌هاي مخابراتي صرفاً براي فعاليتهاي تحقيقاتي، ستاره شناسي، نظامي و ارتباطات تلفني نقطه به نقطه بين‌المللي بكارگرفته مي‌شد. ليكن امروزه با حل بسياري از مشكلات ايستگاههاي زمين نظير ساخت اقتصادي تقويت كننده‌هاي كم نويز در فركانس‌هاي بالا و لذا كاهش آنتن‌هاي ايستگاههاي زميني روش‌هاي جديد در طراحي و ساخت آنتن‌هاي صفحه‌اي و كاهش ابعاد آنها، ساخت تقويت كننده‌هاي قدرت نيمه هادي و سخت‌افزارهاي پردازش سيگنال با قابليت پشتيباني پروتكل‌هاي پيچيده و غيره با درنظر گرفتن مسائل اقتصادي، وزن، استفاده از ماهواره در شبكه‌هاي اختصاصي را به صورت يكي از مسائل روز دنياي مخابرات درآورده است[9]. از آنجا كه يك شبكه ماهواره‌اي شامل دو بخش فضائي و زميني است لذا بايد اين دو بخش از نظر قابليت اطمينان و امنيت مورد توجه قرار گيرند. بطور كلي قبل از پرتاب و همچنين در ساخت آنها ملاحظاتي صورت مي‌گيرد تا ماهواره‌هائي كه در مدار قرار مي‌گيرند داراي قابليت اطمينان بالا باشند. بدين منظور در هنگام طراحي شبكه‌ ماهواره‌اي به مسائلي از قبيل افزايش قابليتها و كيفيت تجهيزات توجه كافي مي‌شود. در مورد امنيت ماهواره‌ها در فضا بخصوص در مدار سنكرون بعنوان يك امكان طبيعي مي‌بايست مصون از تعرض باشند. مزاياي شبكه مخابراتي ماهواره‌ قابليت ذاتي ارتباط Point-To-Multipoint و Multipoint –To-Point مستقل بودن از فاصله كاربرد در ظرفيتهاي مختلف نصب و برپايي سهل و سريع نگهداري ساده و امكان نظارت از راه دور ضريب اطمينان بالا توسعه سريع و ساده با دربرگيري سرويسهاي جديد قابليت پشتيباني پروتكلهاي متفاوت امكان دسترسي هر يك از ايستگاهها به كل يا بخشي از ظرفيت شبكه قابليت بالا در مديريت شبكه معايب شبكه مخابراتي ماهواره‌ تاخير محسوس لينك ماهواره (250 ميلي ثانيه) وابستگي و نياز به بخش فضايي هزينه‌هاي نگهداري و عملياتي متغير حساس بودن به شرايط جوي بخصوص به شيب باران 1-6-3- xDSL xDSL ، يك اتصال با سرعت بالا را با استفاده از كابل هاي معمولي تلفن براي كاربران اينترنت فراهم مي نمايد. در زمان نصب يك تلفن ( استاندارد) در اغلب كشورها از يك زوج كابل مسي استفاده مي شود. كابل مسي داراي پهناي بمراتب بيشتري نسبت به آن چيزي است كه در مكالمات تلفني استفاده مي گردد (بخش عمده اي ازظرفيت پهناي باند استفاده نمي گردد). xDSL از پهناي باند بلااستفاده بدون تاثير گذاري منفي بر كيفيت مكالمات صوتي، استفاده مي نمايد ( تطبيق فركانس هاي خاص به منظور انجام عمليات خاص)[1]. مزاياي xDSL : در زمان اتصال به اينترنت ، امكان استفاده از خط تلفن براي تماس هاي مورد نظر همچنان وجود خواهد داشت. سرعت به مراتب بالاتر از مودم هاي معمولي است ( 1/5 مگابايت ) نياز به كابل كشي جديد نبوده و همچنان مي توان از خطوط تلفن موجود استفاده كرد. شركت ارائه دهنده xDSL ، مودم مورد نظر را در زمان نصب خط فوق در اختيار مشترك قرار خواهد داد. معايب xDSL سرعت دريافت داده نسبت به ارسال داده بمراتب بيشتر است ( عدم وجود توازن منطي ) سرويس فوق در هر محل قابل دسترس نمي باشد. PLC به عنوان يک فناوري ارتباطي در سطوح توزيع و دسترسي، با ديگر فناوريهاي موجود در اين سطح ها رقابت ميکند. همچنين مي تواند به عنوان متمم، با ديگر فناوري هاي دسترسي به کار رود. PLC در مقابل ديگر تکنولوژيهاي موجود براي بازار تقاضا (xDSL,HFC) از نظر سرعت پياده سازي و سرويسهاي ارائه دهنده ، رقيب اصلي فناوريهاي موجود مي‌باشد. در واقع استفاده از زيرساختهاي موجود در فناوري PLC اين امکان را ايجاد مي کند که شبکه به سرعت گسترش يابد و سرويس ها با سرعت و کيفيت همراستا با ديگر فناوري هاي دسترسي، مهيا شوند[6]. در آخر نيز مقايسهاي کمي ( از 4 = عالي تا 0 = ضعيف) بين PLC و ديگر تکنولوژيها در جدول (2-1) آورده شده است. جدول (1-2): مقايسهاي کمي بين PLC و ديگر تکنولوژيها PLCxDSLHFCFWASatelliteFTTBسرمايه به ازاي هر مصرف کننده331100سود به ازاي هر مصرف کننده331213ظرفيت و سرويس ها333314سرعت پياده سازي331301فراهم سازي222141ميزان استانداردهاي به کار گرفته شده134214بلوغ تکنولوژي و استاندارد ها123224 فصل دوم مزايا، کاربرد و موارد استفاده از فناوري فصل دوم: مزايا، کاربرد و موارد استفاده از فناوري 2-1- مقدمه يكي از مهمترين ويژگي هاي استفاده از سيستم PLC، عدم نياز به ايجاد شبکه جديد براي تبادل اطلاعات و استفاده از شبکه الکتريکي موجود مي باشد. اين تكنولوژي به خاطر برخورداري از مزايايي همچون عدم اتلاف هزينه و زمان براي ساخت كانال مخابراتي جديد، مي تواند انتخابي مناسب در بازار سرويس هاي با پهناي باند وسيع باشد. از طرفي با توجه به اينکه بخش بزرگي از يك شبکه الکتريکي را قسمت فشار ضعيف تشکيل مي دهد، اين فناوري يكي از بهترين روش ها از لحاظ پوشش جغرافيايي مي باشد. در اين فصل با توجه به مطالب فصل يک، ابتدا به ذكر برخي از پارامترهايي كه ميتواند معيارهايي براي بررسي مزايا و معايب يك سيستم مخابراتي باشد، پرداخته شده و سپس بر اساس آنها مزاياي و معايب مهم سيستم PLC ذكر مي شود. در ادامه نيز كاربردهاي متنوع فناوري PLC‌ در سطوح مختلف شبكه برق بيان مي گردد. 2-2- بررسي مزايا و معايب سيستم مخابراتي PLC براي بررسي محيط‌هاي مخابراتي سيستم اتوماسيون توزيع، پارامترهاي متعددي درنظر گرفته مي‌شود كه هر يك از لحاظ فني، اقتصادي، كاربردي و مديريتي حائز اهميت مي ‌باشند. اين معيارها عبارتند از: مستقل بودن از شبكه و تغييرات آن عدم تأثيرپذيري از شرائط جغرافيائي نرخ خطا در ارسال داده‌ها سرعت كانال در ارسال داده‌ها قابليت ارتباط با فواصل دور امكانات توسعه با توجه به گسترش شبكه MV هزينه‌هاي نصب اوليه هزينه‌هاي بهره برداري و نگهداري هزينه هاي توسعه مديريت و كنترل مستقل محدوديتهاي اعمال شده از طرف ساير سازمانها سهولت تعمير و نگهداري ايمني اطلاعات 2-2-1- مزاياي سيستم PLC مزاياي سيستم PLC‌ به عنوان يك روش ارسال اطلاعات در شبكه برق با توجه به معيارهاي ذكر شده در بند قبل شامل موارد زير مي باشد[1]. به دليل استفاده از خطوط برق، نياز به نصب مسير ارتباطي نبوده كه اين به معناي عدم اتلاف هزينه و زمان براي ساخت كانال ارتباطي جديد مي باشد. سيستم PLC از جمله محيط‌هاي مخابراتي در صنعت برق مي‌باشد كه كاملاً مستقل بوده و مديريت و كنترل آن در دست شركتهاي برق مي‌باشد. محيط مخابراتي PLC از نوع كابلي يا سيم هوايي بوده و در صورت بروز خطا محل آن براحتي قابل رديابي و شناسايي است. دسترسي به هر نقطه شبكه توزيع در هر زمان ميسر بوده و شبكه مخابراتي به موازات آن قابل گسترش است. بنابراين توسعه شبكه PLC داراي پيچيدگي نمي باشد. سيستم PLC سرعت قابل قبولي در بخش ولتاژ ضعيف و سيستم خانگي دارد (با توجه به انتخاب پهناي باند زياد در اين سطوح). در كاربردهايي كه از PLC در بخش ولتاژ ضعيف استفاده مي شود، با توجه به اينكه فواصل ارسال سيگنال كم مي باشد، مي توان به سرعت بالايي براي تبادل اطلاعات دست يافت. هزينه تعمير و نگهداري PLC نسبتاً پايين بوده، به گونه اي كه معمولاً پس از نصب آنها نيازي به سرويس هاي دوره اي خاصي نمي باشد. 2-2-2- معايب سيستم PLC با وجود مزيت هاي ذكر شده براي سيستم PLC‌، اين روش داراي معايبي است كه مي تواند باعث محدود كردن كاربرد اين فناوري شود. بر اساس بخشهاي قبلي، كه در آنها مشكلات مهم اين سيستم توضيح داده شد، برخي از مهمترين معايب استفاده از اين روش شامل موارد زير مي باشد[2]: تغييرات امپدانس تضعيف زياد در مسير ارتباطي و ايجاد امواج ساكن در طول مسير وجود نويز ايمپالس تصادفي و يكنواخت تداخل از منابع خارجي مجاور خطوط فشارقوي وجود كليدهاي مجزا كننده تعداد شاخه‌هاي زياد سرعت كم انتقال اطلاعات در سطح ولتاژ متوسط (با توجه به انتخاب پهناي باند کم در آن سطح) هزينه بالاي مبدل و مودم هاي PLC 2-3- کاربردهاي مختلف سيستم PLC با توجه به توضيحاتي که در مورد مسائل فني، اجزاي تشکيل دهنده، مزايا و معايب سيستم PLC در بخشهاي قبلي ارائه شد، در اين بخش کاربردهاي مختلف اين سيستم در سطوح مختلف شبکه برق بيان ميشود[3]. 2-3-1- كنترل تجهيزات خانگي در اين روش کانال مخابراتي PLC ، همان سيم کشي برق داخل خانه است. اين تکنيک در اتوماسيون سيستم هاي خانگي به منظور کنترل از راه دور لوازم منزل و نيز روشنايي بدون نياز به نصب هيچگونه سيم هاي کنترلي اضافي به کار مي رود. به طور کلي اين دستگاه ها با يک موج حامل با فرکانسي بين 20 تا 200 کيلوهرتز کار ميکنند، موج حامل به وسيله سيگنال هاي ديجيتال مدوله مي شود. هر گيرنده در اين سيستم يک آدرس دارد که مي توان به وسيله سيگنالهاي منتقل شده روي سيم کشي خانه به طور مشخص به آن فرمان داد و در گيرنده اين سيگنال ها را کد گشايي کرد. از آن جا که سيگنال حامل ممکن است براي خانههاي مجاور و يا آپارتمانهايي با يک سيستم توزيع مشابه استفاده شود، نقشه هاي کنترلي آنها يک آدرس خانه نيز خواهند داشت. 2-3- 2- شبكه سازي خانگي كاربرد ديگر تكنولوژي ارتباطات از طريق خطوط برق، استفاده از آن براي وصل كردن كامپيوترهاي خانگي و دستگاه‌هاي جانبي است. در حال حاضر هيچ استاندارد جهاني براي ارتباطات از طريق خطوط برق وجود ندارد. با اين حال استانداردهايي براي شبكه‌ کردن لوازم خانگي، بوسيله تعدادي از شركت‌ها و كارخانجات در اين زمينه گسترش يافته است و تحقيقات بر روي اين زمينه همچنان ادامه دارد[4]. 2-3-3- دسترسي به اينترنت همان طور که قبلاً گفته شد، كاربرد تكنولوژي PLC، اينترنت پر سرعت از طريق خطوط برق(BPL) ميباشد که دسترسي به اينترنت با پهناي باند وسيع روي خطوط معمولي برق را مهيا ميکند. كاربر لازم است تنها يك كامپيوتر و يا هر وسيله ديگري كه يك مودم BPL دارد را در پريز برق وارد كند تا اينترنت پر سرعت بدست آورد. BPL مزاياي زيادي نسبت به ارتباط از طريق كابل معمولي يا DSL دارد. زيرساخت گسترش يافته موجود اجازه دسترسي به اينترنت به مردم در جاهاي بيشتري مي‌دهد با اين وجود گوناگوني در مشخصه فيزيكي شبكه الكتريكي و نبود استاندارد IEEE نمايانگر اين است كه از مهيا شدن تکنولوژي تا استاندارد و فراگير شدن آن فاصله زيادي وجود دارد و مقدار پهناي باندي كه يك سيستم BPL در مقايسه با ارتباط از طريق كابل و ارتباط بي سيم مي‌تواند مهيا كند مورد سؤال است. انتقال سريع اطلاعات نيازمند سيگنالهائي با فركانس بالا و پهناي باند وسيع است. مودمهاي PLC اطلاعات را در محدوده فرکانس هاي متوسط و بالا (6/1 تا 30 مگاهرتز ) انتقال مي دهند، به طور کلي سرعت اين مودم ها از 256 کيلوبايت بر ثانيه تا 7/2 مگابايت بر ثانيه متغير است. توسط تکرار کننده واقع در اتاق اندازه گيري اين سرعت تا بالاي 45 مگابايت بر ثانيه مي رسد و مي تواند به 256 مودم PLC متصل شود. در ايستگاههاي ولتاژ متوسط سرعت اينترنت تا 135 مگابايت بر ثانيه افزايش مي يابد (اخيراً سرعت 200 مگابايت بر ثانيه نيز ايجاد شده است). براي اتصال به اينترنت مي توان از ارتباطات بي سيم و يا مسير (شبکه) هاي فيبر نوري استفاده کرد. البته اين سيستم مشكلاتي نيز دارد. مشكل اصلي اين است كه خطوط برق ذاتاً محيطي بسيار نويزدار است. هر زمان كه وسيله‌اي روشن يا خاموش شود، سيگنال ضربه‌اي در خطوط برق القا مي‌شود. اين وسايل نويزهاي هارمونيك‌داري را در خطوط برق القا مي‌كنند و در نتيجه سيستم بايد طوري طراحي شود كه با اين مشكل واقعي كنار بيايد و بتواند در اين محيط كار كند. پهناي باند وسيع روي خطوط برق در اروپا نسبت به آمريكا با سرعت بيشتري گسترش يافته است و پياده سازي اين تکنولوژي در اروپا با موفقيت به انجام رسيده است چون ولتاژ اصلي ترانسفورماتورها براي مناطق مسکوني در آنجا بين 220 تا 300 ولت مي باشد. از آنجا که ترانسفورماتورهاي 110 ولت در آمريکاي شمالي به کار گرفته شده اند، در نتيجه استفاده از تکنولوژي پهناي باند روي خطوط قدرت به شکل کندتر و تنها براي تعداد معدودي از مصرف کنندگان در حال شکل گيري است. تقريباً همه شبكه‌هاي بزرگ قدرت، برق را در ولتاژ بالا منتقل مي‌كنند تا اتلاف توان انتقالي كم شود سپس نزديك مصرف‌كننده از ترانسفورماتورهاي كاهنده استفاده مي‌كنند. از آنجايي كه سيگنال‌هاي BPL نمي‌تواند به آساني از ترانسفورماتور رد شود (به دليل ماهيت سلفي و ايجاد فيلتر پائين گذر در برابر سيگنال)، مؤلفه‌هاي فركانس بالاي آن حذف مي‌شود و جبران‌كننده يا تكرار كننده در ترانسفورماتورها مورد نياز است. تفاوت سيستم هاي برق‌رساني، در آمريکاي شمالي و اروپا در به کارگيري موثر BPL است. در آمريکاي شمالي تعداد کمي از مشترکين به يک ترانسفورماتور توزيع متصل شده اند در حالي که در اروپا ممکن است ده ها تا صدها خانه به يک ايستگاه جزء متصل شده باشند . از آنجا که سيگنال هاي BPL از طريق ترانسفورماتورهاي توزيع قابل انتشار نيستند به تكرار كننده هاي بيشتري در آمريکاي شمالي نياز است. از طرفي چون تعداد خانه‌هاي كمتري از يك خط استفاده مي‌كنند و پهناي باند ثابت است سرعت وصل شدن خانه‌ها به اينترنت در آمريكا نسبت به اروپا بيشتر است. مشكل عمده ديگر قدرت سيگنال و فركانس عملياتي آن است. معمولاً سيستم از فركانس 10 تا 30 مگاهرتز استفاده مي‌كند كه بوسيله اپراتورهاي راديويي، فرستنده‌هاي موج كوتاه بين‌المللي و بسياري از سيستم‌هاي ارتباطي (مانند نظامي، هوايي و ...) استفاده مي‌شود. از آنجا كه خطوط قدرت بدون محافظ الكتريكي مي باشند مي توانند باعث انتشار امواج و در نتيجه تداخل با ساير سيگنال هاي بي سيم در اتمسفر ( سيگنال هاي راديويي پليس و آمبولانس ها) شود. اين مساله در صورت نزديك بودن آنتن هاي مخابراتي به خطوط قدرت شدت مي يابد. در شکل (2-1)، نحوه ايجاد تداخل توسط خطوط قدرت نشان داده شده است. شکل (2-1): نحوه ايجاد تداخل توسط خطوط قدرت سيستم‌هاي BPL جديد از مدلاسيون OFDM استفاده مي‌كنند كه با حذف كردن فركانس‌هايي مشخص، موجب مي‌شود كمتر با سرويس‌هاي راديويي تداخل كنند. 2-3-4- پخش برنامه‌هاي راديويي گاهي PLC براي انتقال برنامه‌هاي راديو بوسيله خطوط برق يا تلفن بكار مي‌رود. اين كاربرد در آلمان و سوئيس آزمايش شده است. در اين موارد برنامه‌هاي راديو بوسيله ترانسفورماتورهاي مخصوصي روي خطوط برق سوار مي‌شوند و براي جلوگيري از تداخل‌هاي غيرقابل كنترل، فيلترهايي براي فركانس‌هاي حامل سيستم‌هاي داراي PLC در ايستگاه‌هاي توزيع نصب شده ‌اند. 2-3-5- تلفن با فراهم شدن سرويسهاي تلفن از طريق VOIP (پروتکل H.323 و SP)، موقعيت PLC به عنوان شبکه ارتباطي جايگزين براي مکمل کردن شبکه دسترسي اپراتورهاي ارتباطي، پررنگتر شده است. تکنولوژي VOIP در حال رسيدن به کيفيت سرويسهاي سنتي سوئيچ تلفن مي‌باشد. انتظار ميرود که VOIP جايگزين سرويسهاي معمول تلفن گردد. و هم اکنون نيز در اروپا و امريکا بعضي از اپراتورها سرويسهاي تجاري VOIP ارائه مي دهند و مقبوليت خوبي نيز بين مشترکين پيدا کرده است. يکي از فوايد PLC اين است که براي تماس هاي تلفني بين مصرف کننده هاي نهايي که در شبکه محلي توزيع يکساني قرار گرفته اند نياز به سوئيچ به اپراتورهاي شبکه ارتباطي PSTN نمي باشد. به طور مشابه براي اينكه از خطوط تلفن موجود بتوان استفاده هايي به جز كاربرد عادي تلفن (POTS) داشت، بايد به نوعي از تداخل سيگنال هاي متفاوت ارسالي در خط تلفن جلوگيري شود. بدين منظور از روش FDM استفاده مي شود (همانند PLC خطوط قدرت). در اين روش براي هر كاربرد يك فركانس مشخص در نظر گرفته مي شود. در شكل (2-2) اين مطلب براي سه كاربرد POTS، xDSL (براي دسترسي به اينترنت) و شبكه كردن تجهيزات خانگي (شكل 2-3) و اداري نشان داده شده است. شكل (2-2): نحوه تخصيص فركانس براي كاربردهاي همزمان از خط تلفن شكل (2-3): نمونه اي از شبكه شدن تجهيزات اداري و خانگي 2-3-6- کاربردهاي ديگر PLC علاوه بر موارد ذکر شده اين فناوري کاربردهاي ديگري نيز دارد که در ادامه بصورت فهرست وار بيان شدهاند: اندازه گيري خودکار: تعريف چند تعرفه براي مصرف برق، اندازه گيري توان راکتيو مصرفي، شناسايي دقيق مدل مصرف و امکان پياده سازي فرايندهاي مديريت مصرف و مديريت بار، تشخيص سوء استفاده از برق (برق دزدي) از جمله کاربردهاي آن مي باشد[5]. مديريت تقاضا: امروزه با به وجود آمدن بازارهاي رقابتي برق، لزوم مشارکت مصرف کننده در بازار برق (از قبيل کنترل مصرف، مديريت مصرف يا DSM ، اندازه گيري مصرف به صورت Real Time براي اهدافي مانند پيش بيني بار و ... ) احساس شده است. لازمه مشارکت مصرف کننده در اين بازار وجود تجهيزات مخابراتي موثر بين مصرف کننده هاي صنعتي، تجاري و حتي مسکوني در شبکه هاي توزيع برق است. PLC يکي از گزينه هاي موجود است که امکان پياده سازي آن نسبتا ساده است و دليل اين امر آن است که حداقل يکي از اجزاي آن (هاديهاي الکتريکي) بدون نياز به نصب مجدد، از قبل در دسترس است. پيشبيني و مديريت بار کنترل از راه دور ايستگاههاي مبدلهاي توزيع تحليل اضافه بار مبدلهاي توزيع سنجش از راه دور (پارامترهاي الکتريکي مختلفي همچون؛ ولتاژ، جريان، توان و ...) برطرف کردن عدم تعادل فازهاي شبکه با فرمان مستقيم به کليدهاي مربوطه تشخيص خرابيها و مشکلات شبکه از راه دور مشخص سازي علت خرابي تشخيص سرقت دسترسيهاي غير مجاز به شبکه ارائه صورت حساب واقعي (نه تخميني) از مصرف برق مشترکان: با توجه به اين که در يک سيستم اتوماسيون اطلاعات مصرف مشترکين به صورت Real Time به شرکت هاي برق منتقل مي شود، صورت حساب مصرف انرژي آنها به صورت دقيق خواهد بود که علت آن متفاوت بودن قيمت برق مصرفي در ساعات مختلف روز است. تعرفه انعطاف پذير و متغير در شكل (2-4) برخي از كاربردها و مزاياي سيستم PLC‌ نشان داده شده است. از جمله اين کاربردها مي توان به ارائه انواع سرويس ها مانند آموزش از طريق اينترنت و تلويزيون هاي کابلي اشاره کرد. برخي از مزايايي که در شکل مشخص شده اند شامل دسترسي آسان به اينترنت بدون نياز به سيم کشي جديد، اتصال مناطق دور افتاده به شبکه اينترنت و استفاده از وسعت شبکه برق به منظور ايجاد يک شبکه مخابراتي وسيع مي باشد. شکل (2-4): برخي از كاربردها و مزاياي فناوري PLC 2-4- نتيجه گيري در پايان به عنوان يک جمع بندي کلي ميتوان گفت در بين برتريها و مزاياي اين فناوري که باعث شده به يکي از تکنولوژيهاي مطرح براي دسترسي به اينترنت مبدل شود موارد اصلي زير بيشتر دخيل مي باشند. استفاده از زيرساخت هاي موجود (شبکه فعلي برق) که اجازه مي دهد پوشش بسيار بيشتري نسبت به ديگر تکنولوژي ها داشته باشد. گسترش و نصب سريع، آسان و ماژولار نصب سريع و آسان تجهيزات خانگي هزينه سرمايه و عمليات مشابه xDLS و کمتر از سرويس هاي کابلي توانايي انتقال اطلاعات و فراهم کردن سرويس هاي پهن باند برابر يا بهتر از ديگر تکنولوژيهاي موجود