Eneriledningsbärande kommunikation | PLCC
Även kallad trådad trådlös kommunikation, har Power Line Carrier Communication (PLCC) utvecklats långt ifrån sin tidigaste användning i mätning på avlägsna platser till dess nuvarande tillämpningar inom hemautomatisering, höghastighetsinternet och smarta nätverk. Under det tidiga 20-talet använde energiföretagen telefoner som medel för kommunikation av röstmeddelanden för driftstöd, underhåll, kontroll etc. och som en metod för anslutning på avlägsna platser. Telefonlinjerna gick parallellt med strömlinjerna. Detta hade många nackdelar:
Användningen av telefonlinjer över stora avstånd och i svår terräng som berg var mycket dyrt.
Bullerstörningar orsakade av strömmar som flödar i parallella strömlinjer över telefonlinjerna.
Frequent stängning av telefonkablar under hård väderlek som snö under vintern, stormar etc gjorde dem mindre pålitliga.
Detta ledde till idén om att hitta en mer robust och billigare metod för kommunikation. Användningen av strömlinje som ett sätt att utföra telefoni var en långt tanken idé och dess första framgångsrika test ägde rum i Japan 1918. Och därefter började dess kommersialisering under 1930-talet.
Power Line Carrier Communication
Figur 1 visar ett grundläggande PLCC-nätverk som används i strömförsörjningsstationer. Power Line Carrier Communication (PLCC) använder den befintliga ströminfrastrukturen för dataöverföring från sändande till mottagande slutpunkt. Den fungerar i full duplex-läge. PLCC-systemet består av tre delar:
Terminalenheterna inkluderar mottagare, sändare och skyddspolster.
Kopplingsekipaget är kombinationen av linjetuner, kopplingskondensator och vågor eller linjesnara.
Den 50/60 Hz strömnätet överföringslinjen fungerar som väg för dataöverföring inom PLCC-bandbredden.
Kopplingskondensator
Den bildar den fysiska kopplingslänken mellan överföringslinje och terminalenheter för reläing av bärarsignaler. Dess funktion är att ge hög impedans för strömfrekvens och låg impedans för bärarsignalfrekvenser. De är vanligtvis tillverkade av papper eller vätskedielektrisk system för högspänningsapplikationer. Koppelkapacitorns storlekar varierar från 0,004-0,01 µF vid 34 kV till 0,0023-0,005 µF vid 765 kV (källa: IEEE).
Drainspiral
Som visas i figur 1 är syftet med drainspiralen att ge hög impedans för bärarfrequens och låg impedans för strömfrekvens.
Linjetuner
Den är ansluten i serie med kopplingskondensatorn för att forma en resonant circuit eller högpassfilter eller bandpassfilter. Dess funktion är att matcha impedansen hos PLC-terminalen med strömlinjen för att trycka bärarfrequensen över strömlinjen. Dessutom ger den också isolering från strömfrekvens och överspanningskydd.
Linjesnara eller Vågesnara
Det är en parallell L-C tankfilter eller bandstoppfilter anslutet i serie med överföringslinjen. Den presenterar hög impedans för bärarsignalfrekvenser och mycket låg impedans för strömfrekvens. Den består av
Huvudspiral
En induktor som är direkt ansluten till högspänningsströmlinjen bär strömfrekvens.
Stämningseinhet
Det kan vara en kondensator eller en kombination av kondensator, induktor och resistor, ansluten över huvudspiralen för att stämma linjesnaran till önskad blockeringsfrekvens.
Skyddeinhet
Det är vanligtvis en gap-type överspanningsmotstånd som används för att skydda linjesnaran från skador orsakade av transitoriska överspanningar.
Linjesnaran eller vågesnaran förhindrar oönskad förlust av bärarsignalens effekt och förhindrar också bärarsignalens överföring till angränsande strömlinjer. Linjesnaror eller vågesnaror finns för smalt band och brett band bärarsignalblockeringstillämpningar.
Strömlinjekanalens egenskaper
Karakteristisk impedans
Överföringslinjens karakteristiska impedans ges av :
Där L är induktansen per enhet längd i Henry (H).
C är kapacitansen per enhet längd i Farad (F).
Den varierar i intervallet 300-800 Ω för strömlinjekommunikation.Försvagning
Det mäts i decibel (dB). Försvagningsförluster kan bero på impedansmissmatch, resistiva förluster, kopplingsförluster och olika andra förluster som uppstår i linjesnara, linjetuner, strömlinje osv.
Buller
Signal-buller-förhållandet (SNR) måste vara högt vid mottagaränden, annars visar bärarfrequensen oregelbundna mönster vid mottagaränden. Bullernivån begränsar den försvagningsgrad som PLCC
