Comunicació per Portadora de Línia Elèctrica | PLCC
També conegut com a "sense fil", la Comunicació per Portadora de Línia Elèctrica (PLCC) ha evolucionat molt des del seu ús inicial en comptadors a ubicacions remotes fins a les seves aplicacions actuals en automatització domèstica, accés a Internet d'alta velocitat, xarxa intel·ligent, etc. Al principi del segle XX, les companyies elèctriques utilitzaven els telèfons com a mitjà de comunicació per intercanviar missatges de veu per a suport operatiu, manteniment, control, etc., i com a mètode de connectivitat en ubicacions remotes. Les línies telefòniques anaven paral·leles a les línies elèctriques. Això tenia molts inconvenients:
L'ús de circuits telefònics a grans distàncies i en terrenys difícils com muntanyes era molt car.
Interferència de soroll deguda a les corrents que fluïen en paral·lel a les línies elèctriques sobre els circuits telefònics.
Interrupcions freqüents de les línies telefòniques durant condicions meteorològiques adverses com neu a l'hivern, tempestes, etc., que les feien menys fiables.
Això va portar a l'idea d'inventar un mètode de comunicació més robust i menys car. L'ús de la línia elèctrica com a mètode de telefonia era una idea llarga pensada i el seu primer test exitós va tenir lloc al Japó el 1918. I després, la seva comercialització va començar durant els anys 1930.
Comunicació per Portadora de Línia Elèctrica
La figura 1 mostra una xarxa bàsica de PLCC utilitzada en subestacions elèctriques. La Comunicació per Portadora de Línia Elèctrica (PLCC) utilitza la infraestructura elèctrica existent per a la transmissió de dades des de l'emissor fins al receptor. Funciona en mode full duplex. El sistema PLCC consta de tres parts:
Les assemblades terminal inclouen els receptors, emissors i relès de protecció.
L'equipament de couplament és la combinació de l'afinador de línia, el condensador de couplament i la trampa d'ona o de línia.
La línia de transmissió de 50/60 Hz serveix com camí per a la transmissió de dades en l'amplada de banda PLCC.
Condensador de Couplament
Forma l'enllaç física de couplament entre la línia de transmissió i les assemblades terminals per a la transmissió de senyals de portadora. La seva funció és proporcionar alta impedància a la freqüència de la potència i baixa impedància a les freqüències del senyal de portadora. Són habitualment fabricats amb sistema dielèctric de paper o líquid per a aplicacions de alta tensió. Les capacitances dels condensadors de couplament van des de 0,004-0,01µF a 34 kV fins a 0,0023-0,005µF a 765kV (font: IEEE).
Bobina de Drenatge
Com es mostra a la figura 1, la funció de la bobina de drenatge és proporcionar alta impedància per a la freqüència de la portadora i baixa impedància per a la freqüència de la potència.
Afinador de Línia
Està connectat en sèrie amb el condensador de couplament per formar un circuit resonant o filtre passa-alt o filtre passa-banda. La seva funció és igualar l'impedància del terminal PLC amb la línia elèctrica per a impressar la freqüència de la portadora sobre la línia elèctrica. A més, també proporciona aïllament de la freqüència de la potència i protecció contra sobretensions transitories.
Trampa de Línia o Trampa d'Onda
És un filtre de tanca paral·lela L-C o filtre de band-stop connectat en sèrie amb la línia de transmissió. Presenta alta impedància a les freqüències del senyal de portadora i molt baixa impedància a la freqüència de la potència. Consisteix en
Bobina principal
Un inductor que està connectat directament a la línia elèctrica de alta tensió porta la freqüència de la potència.
Dispositiu d'afinament
Pot ser un condensador o una combinació de condensador, inductor i resistència, connectat a través de la bobina principal per afinar la trampa de línia a la freqüència de bloqueig desitjada.
Dispositiu de protecció
Normalment és un parafulmin de tipus gap utilitzat per protegir la trampa de línia de danys causats per sobretensions transitories.
La trampa de línia o trampa d'ona evita la pèrdua no desitjada de potència del senyal de portadora i també evita la transmissió del senyal de portadora a línies elèctriques adjacents. Les trappes de línia o trappes d'ona estan disponibles per a aplicacions de bloqueig de freqüències de portadora de banda estreta i ampla.
Característiques del Canal de Línia Elèctrica
Impedància Característica
L'impedància característica de la línia de transmissió es dona per :
On, L és la inductància per unitat de longitud en Henry (H).
C és la capacitance per unitat de longitud en Farad (F).
Varia en el rang de 300-800 Ω per a la comunicació per línia elèctrica.Atenuació
Es mesura en decibels (dB). Les pèrdues d'atenuació poden ser degudes a la desigualtat d'impedància, pèrdues resistives, pèrdues de couplament i diverses altres pèrdues que ocorren en la trampa de línia, l'afinador de línia, la línia elèctrica, etc.
Soroll
El ràtio senyal-soroll (SNR) ha de ser alt al costat receptor, altrament la freqüència de la portadora mostra patrons erràtics al costat receptor. El nivell de soroll limita l'atenuació que els canals PLCC poden tolerar.
