Cos'è la comunicazione su linea elettrica (plc) e come funziona

Power line Communications (PLC), nota anche come Power Line Telecommunications (PLT), è la tecnologia di comunicazione che utilizza il cablaggio pubblico e privato esistente per la trasmissione dei segnali. Utilizzando segnali di comunicazione PLC, dati ad alta velocità, voce e video vengono trasmessi su linee elettriche a bassa tensione.

Il PLC è una tecnologia in uso da anni ma ora è diventata più richiesta dopo il lancio di nuove tecnologie di comunicazione supportate dal PLC, ovvero il PLC sarebbe un mezzo di comunicazione affidabile per applicazioni come Internet of things (IoT) e Griglie intelligenti.

Cos'è la comunicazione su linea elettrica?

Il metodo di trasferimento di potenza e dati per la comunicazione attraverso la stessa rete esistente di fili da un'estremità all'altra è detto Power Line Communication. Esso fornisce comunicazioni dati a banda larga su conduttori che sono già in uso per la trasmissione di energia elettrica utilizzando un segnale modulare. Ora, questo può essere fatto attraverso il cablaggio della casa o del locale e può anche essere fatto attraverso il sistema di distribuzione dell'energia elettrica esistente.

BPL (Broadband over Power Line) è anche noto come Internet su linea elettrica che supporta la tecnologia PLC per consentire l'accesso a Internet attraverso le linee di trasmissione. La tecnologia BPL con PLC viene spesso utilizzata in luoghi remoti in cui vi è una scarsa quantità di accesso a Internet via cavo o connessioni PDSL.

Tipi di

Fondamentalmente esistono quattro tipi di PLC:

Rete interna: la trasmissione dati ad alta velocità può essere fornita per la rete domestica utilizzando il cablaggio di rete interno.
Banda larga su linea elettrica: l' accesso a Internet a banda larga può essere offerto attraverso il cablaggio di alimentazione di rete esterno.
Applicazioni interne a banda stretta: i servizi dati a bassa velocità di trasmissione come automazione domestica e citofoni possono essere controllati e utilizzati per la comunicazione attraverso la rete elettrica interna.
Applicazioni per esterni a banda stretta : le applicazioni per esterni a banda stretta possono essere utilizzate per la lettura automatica dei contatori e la sorveglianza o il controllo remoto.

Come funziona il PLC?

Come ogni altra tecnologia di comunicazione, anche il PLC è costituito da un mittente che modula i dati che devono essere inviati attraverso un mezzo di comunicazione, quindi il ricevitore demodulerà i dati per un ulteriore utilizzo. Oltre a inviare i segnali per la comunicazione, il PLC consente anche all'utente di controllare e monitorare tutti i dispositivi collegati alla linea di alimentazione perché è implementato nello stesso sistema di cablaggio.

Il PLC invia un'uscita meno fluttuante rispetto al vecchio sistema. Come puoi vedere il diagramma sopra, nel vecchio sistema che aveva un raddrizzatore e un generatore di frequenza per ottenere l'uscita più stabile possibile della frequenza desiderata ma c'era una piccola fluttuazione nell'uscita mentre il sistema PLC utilizza un raddrizzatore con un filtro e un Microcontrollore che fornisce un'uscita del valore stabile e desiderata con l'aiuto dell'interruttore a relè. Di conseguenza, la trasmissione dei dati è più accurata e più stabile con buoni segnali di uscita.

Schemi di modulazione utilizzati nel PLC:

Gli schemi di modulazione utilizzati nel PLC sono OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), Binary Phase Shift Keying (BPSK), Frequency Shift Keying (FSK), Spread-FSK (S-FSK) e anche schemi proprietari (come il Differential Code Shift Keying (DCSK)).

OFDM fornisce velocità di dati elevate ma richiede una buona potenza di calcolo per l'output FFT (Fast Fourier Transforms) e FFT inverso (IFFT). Mentre, d'altra parte, BPSK, FSK sono schemi di modulazione abbastanza standard e semplici che possono essere utilizzati nel PLC ma offrono basse velocità di trasmissione dei dati. Quindi, lo schema di modulazione attualmente in esecuzione per PLC è OFDM con modulazione PSK in grado di gestire un calcolo così pesante.

Usi del PLC

Il PLC viene utilizzato per la trasmissione di programmi radio, meccanismi di commutazione di controllo delle società di servizi pubblici, protezione della linea di trasmissione e lettura automatica dei contatori. Oltre a ciò, ci sono anche alcuni usi automobilistici in cui i dati, la voce e la musica vengono inviati tramite la linea di alimentazione della batteria a corrente continua (CC) con alcuni filtri speciali per rimuovere il rumore di linea dall'uscita finale.

Il termine Power Line Communication (PLC) è noto con un nome diverso come power line carrier, power-line digital subscriber line (PDSL), power line telecom (PLT), power line networking (PLN), comunicazione di rete e banda larga su linee elettriche (BPL).

Vantaggi e svantaggi del PLC

Vantaggi:

Basso costo di implementazione: il PLC non richiede l'installazione di nuovi cavi che, di conseguenza, ridurrebbe notevolmente i costi di implementazione.
Ampio raggio d'azione: il PLC può abilitare la comunicazione con nodi difficili da raggiungere dove il segnale wireless RF soffre di alti livelli di attenuazione come nelle strutture sotterranee o negli edifici con ostacoli e pareti metalliche, o semplicemente ovunque il segnale wireless sia indesiderabile a causa del Problemi di EMI in luoghi come gli ospedali.

Costi di esercizio inferiori: il PLC fornisce una soluzione a basso costo rispetto alle altre tecnologie esistenti come i sistemi RF wireless o di comunicazione a luce visibile (VLC).
Alta velocità per interni: l'implementazione di tecnologie PLC e VLC integrate insieme ha recentemente ricevuto una notevole attenzione dalla ricerca, che ha portato all'abilitazione di una nuova generazione di comunicazioni interne ad alta velocità per numerose applicazioni.

Questi vantaggi portano a più implementazioni di reti PLC in vari settori. Ma con i vantaggi ci sono anche alcuni svantaggi.

Svantaggi

Presenta anche alcuni svantaggi come:

Bassa velocità di trasmissione,
Sensibilità al disturbo,
Distorsione non lineare e modulazione incrociata tra i canali,
Di grandi dimensioni e
Il prezzo elevato di condensatori e induttori utilizzati nel sistema PLC.

A causa di questi svantaggi, il PLC non è ancora preferito in alcune applicazioni.

Applicazioni del PLC

Il PLC è ampiamente utilizzato in tecnologie come Smart Grid e microinverter. Acquisendo familiarità con le tecnologie con un numero maggiore di utenti, presto il PLC avrà più adattamenti per applicazioni come applicazioni di illuminazione (per il controllo del semaforo, regolazione della luminosità dei LED, ecc.), Applicazioni industriali (per il controllo dell'irrigazione, ecc.), come per i distributori automatici o la comunicazione da reception a camera di un hotel), applicazioni di telemetria (ad esempio piattaforme petrolifere offshore), applicazioni di trasporto (come l'elettronica di automobili, treni e aerei) e molte altre.

Problemi affrontati dal PLC

Il problema principale più grande che il PLC deve affrontare fino ad oggi è che il cablaggio di alimentazione nella tecnologia PLC non è schermato e non attorcigliato, il che significa che il cablaggio emetterà grandi quantità di energia radio, che di conseguenza causerà interferenze agli utenti esistenti di la stessa banda di frequenza. Inoltre, i sistemi BPL (Broadband over Power Line) subiranno delle interferenze dai segnali radio emessi dai cablaggi del PLC.