plc
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PLC. Mohamed Mokdad Ecole d’Ingénieurs de Bienne. Why PLC?. The biggest network in the world The main E.g. CH 250 000 km (Middle and low voltage) ONP (Liberalisierung) Year 90 Power suppliers have new business opportunities Everybody is connected!. PLC rationale. Low cost cabling - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
PLC
Mohamed Mokdad
Ecole d’Ingénieurs de Bienne
Why PLC?
• The biggest network in the world– The main– E.g. CH 250 000 km (Middle and low voltage)
• ONP (Liberalisierung)– Year 90– Power suppliers have new business
opportunities
• Everybody is connected!
PLC rationale
• Low cost cabling
• Higher bit rates (against modem)
• Buildings automation– Alarms– Detection– Remote controls
• IP Telephony
Le support PLC
• Cabling– Adapted for 50/60 Hz but not higher– A[dB] (PVC) = 8 x A[dB] (PE)
• Chlorure de polyvinyle & Polyéthylène
– E.g. 26 MHz results in 5 dB (PVC) & 40 (PE)– Perturbations
• bruit blanc, bande étroite, pics
– Capacity: 2 to 4 bits per Hz– A[dB] = f(distance, frequency)– Network = Low pass filter
Filtering
R
CPinPout
Z = R - j/2пfC
The main
• High Voltage– More than 110 kV
• Middle Voltage– From 10 to 30 kV
• Low Voltage– Less than 400 V
• 1 Transformer for 100-200 users & 300 m• Data information cannot go through
voltage transformer
The main
HV=110-380kV
MV=10-30kV
LV<400V
3-phase system
120°
120°
120°
380V
220V
Les 3 phases
• Biphase user between 2 phases
• Coupling via capacitance effects
R
S
T
N
Phase coupling
Concept PLC
The main
Data
Data
Data
HV=110-380kV
MV=10-30kV
LV<400V
Transmission bus
• Bus Access– CSMA/CD
• Modulation– TDMA, FDMA, CDMA
• Coding: OFDM– Orthogonal Frequency Division Multiplexing
• Self adapting system– Use non disturbed spectrum zones
Bandwidth vs. distance (Indors)
MHz
10.8
8.4
4.8
2.4
100 180 250m
max.1.50 Mbit/s min. 0.75 Mbit/s
max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s
max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s
max.3.00 Mbit/s (2 x 1.5) min. 1.50 Mbit/s
Spectrum
Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30":
NB 30, die am 30.3.01 vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde
Antrag an das Reg-TP
USEU
~13 MHz
Self adapting system
Frequency
Spectral density
Exemples d'architecture
Network A
Network B
Network C
PLC needs
• 1 ISP via Powerline– EWB? Autre?
• 1 "Modem" per access– Main Plug with ethernet interface– Layer 1: e.g. Ethernet or WLAN
• Import products– Standards are not the same worlwide– US products could not run in EU
Adapter
Separates the current and data signals at each mains supply socket, various interface variants and combinations e.g. USB, RS232, Ethernet, analog a/b
Equipment
• Outdoor master– Controls data and services up to 250
housholds
• Outdoor Access Point– Receives/transmits signals from/to the
Outdoor Master, also available in combination with an Indoor Controller
• Indoor Controller – Interfaces Outdoor AP to In House premises
Channels?
• No specific protocole, just not infringe the EMC Rules.
• Provider has to stay within frequency range.
• Standards– X-10, CEBus (EIA IS-60), LONWorks
• ETSI Standards and ASCOM– ETSI and CENELEC
Präsentation 2001Ascom PowerlineCommunications
Marcel Graber
13.4.01
mid voltage grid
M
S
S S
S SS
S
SS S
S
SS
S S S
OA
OA
OA
M => Master
S => Slave
Einleitung:
•Was versteht man unter Powerline Communications?
• Wie funktioniert Powerline?
So werden über Ascom PLC „Nachbarn“ vernetzt:
IP-Netz
PSTN
Datenübertragung:
• Breitband Daten
• Schmalband Daten
• VoIP Übertragung: -> vermittelte Telefonie -> IP- Telefonie (Zukunft?)
Backbone Niederspannungsnetz
Slaves
Zwei Beispiele der Signalverteilung bis zur Steckdose:
Mittelspannungsnetz
6 - 30 kV
Niederspannungs-
netz 0.4 kV
n
Einfamilienhaus, für nur eine Applikation: Multi Büro- oder Appartmenthaus:
LAN1
LANn
Outdoor FrequenzbandIn
door
Fre
quen
z ban
d
OutdoorAccessPoint
IndoorMaster
OutdoorMaster
Ein mit Ascom Powerline vernetztes Haus
Letzte MeileAccess
"Smart House"Applikationen
Sicherheit- und Alarmsysteme
Internet Anschluss
Telefonie:- Vermittelt "a/b"- IP-Telefonie
Indoor Controller
Verschiedene Adaptermodelle:- Internet -> USB oder Ethernet- analog Telefone & Fax- "Smart house" -> RS 232
Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30":
NB 30, die am 30.3.01 vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde
Antrag an das Reg-TP
USEU
~13 MHz
Technische Daten:
• Es musste eine Technologie gefunden/angewendet werden, die sich für die breitbandige Datenübertragung über das Niederspannungsnetz ausserhaus und inhaus eignet
• Produktekonzept:u.a - Master Slave
• - Infrastruktur-Geräte einfache Installation
• - Geräte Adapter "plug and play"
• Übertragungsfrequenzen: - Access ("last Mile") 1.6 bis 10.0/13.0 MHz
• - Inhaus ("last Inch") 15.0 bis 30.0 MHz
• Modulation: - GMSK
• Übertragungsart: - Paketorientiert
• Bandbreiten: - 1. Produktegeneration > 2 Mbit/s
• - 2. Produkte Generation > 10 Mbit/s
Die maximale Bandbreite für "jeden" Benützer:
MHz
10.8
8.4
4.8
2.4
100 180 250m
max.1.50 Mbit/s min. 0.75 Mbit/s
Maximal 3 Träger à 2.25 Mbit/s Bruttorate
• sofern der Kunde im Bereich von 100 m liegt, unter Einhaltung der Nutzungs- bestimmung "NB 30" und ohne Repeater
• möglicher Lösungsansatz: über "Friendly Customer" (siehe folgende Folie)
Netzplaner muss die grösst mögliche Flexibilität für den Design eines Anschluss- konzeptes angeboten werden, um die max. Kundenerwartung erfüllen zu können.
max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s
max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s
max.3.00 Mbit/s (2 x 1.5) min. 1.50 Mbit/s
"Friendly Customer" Installation:
PLCoutdoorMaster
PLCindoor
Controller
PLCoutdoor
Slave
TelcoNT
IAIA
Access (last mile), e.g. xDSL, CATV
Mit einem Hausbesitzer (Friendly Customer) wird ein Nutzungsvertrag für den Access abgeschlossen