Giới thiệu về công nghệ PLC

Giới thiệu công nghệ PLC Giới thiệu PLC - - Đi với phát triển kỹ thuật máy tính mạng, yêu cầu khắc khe hệ thống mạng đưa Mạng máy tính cần đảm bảo tốc độ truyền điều kiện cụ thể, ngồi cần đảm bảo tính linh động cần số lượng lớn điểm truy cập Vì thế, khơng cần phải lắp đặt dây dẫn; mạng cần có hệ thống quản lý đơn giản, đảm bảo độ tin cậy cao, phù hợp với kiểu thiết bị mạng Và hết, giá thành sản phẩm phải rẻ - - Một phương án tổ chức hệ thống mạng : hệ thống truyền liệu qua mạng lưới điện - - Trong này, giới thiệu sơ đồ tổ chức hệ thống mạng truyền liệu qua mạng lưới điện với ví dụ khu dân cư Alhan-Churt ( khoảng 2000 hộ dân) sử dụng công nghệ PLC - - Công nghệ PLC - giải vấn đề “Last mile”, nhờ vào sử dụng đường dây dẫn điện bên nhà, theo nguyên tắc Plug&Play Có nghĩa : khách hàng mua adapter modem thuê bao, không cần cài đặt nào, cắm vào ổ điện, cách tự động tạo kết nối với thiết bị đầu ( thiết bị đầu nhà có 1), sau tự động cài đặt cấu hình (configuration) địa IP Ưu điểm công nghệ không cần người sửa điện đến tận nhà Thêm nữa, modem làm việc nơi nhà, đâu PLC phủ đến Nó khơng cần đăng ký địa cụ thể, làm việc vùng, thành phố, chí thành phố khác - - Dù cho có ưu điểm đó, thị trường kết nối internet bão hòa, chậm mở rộng khách hàng sử dụng - - Nếu kết nối thêm videocamera, tổ chức hệ thống theo dõi video nhà, chí ko cần kết nối videocamera với máy tính Tất liên lạc truyền theo mạng lưới điện đến server nhà cung cấp Và người sử dụng điểm giới, kết nối internet, ghé vào trang cá nhân để kiểm tra tình trạng ngơi nhà Giải pháp tương tự dùng cho việc quản lý trẻ em, người trơng trẻ người phục vụ nhà.Ngồi ra, cài đặt thêm số cơng dụng ví dụ : hệ thống theo dõi chuyển động (motion detection) , camera đóng vai trò cảm ứng chuyển động, có thay đổi, tín hiệu truyền đến server, gửi SMS đến điện thoại người sử dụng – kết nối internet kiểm tra tình trạng ngơi nhà Phân tích 2.1 Cơng nghệ PLC - - Công nghệ PLC (Power line Communications – liên lạc đường dây điện), có tên khác PLT (Power Line Telecoms), công nghệ sử dụng đường dây điện để thực truyền tốc độ cao liệu giọng nói Phụ thuộc vào tốc độ truyền liệu, chia thành loại : dải rộng (broadband) BPL với vận tốc Mb/s dải hẹp (narrowband) NPL 2.2 Sự phát triển công nghệ PLC - - Ứng dụng PLC thực kết nối internet ổ cắm điện thực Scotland, sáng kiến công ty Scottish Hydro Elictrics Theo công bố họ, việc thử nghiệm “internet từ ổ điện ” phục vụ cho 150 người sử dụng, người sử dụng đạt vận tốc Mb/s Nhưng giá thành lại đắt gấp đôi so với nhà cung cấp mạng internet khác.Những công ty cung cấp điện nước hứng thú với dịch vụ này, kể công ty Đức, Ý, Sweden Tại Nga, công ty “Spark ” nghiên cứu ứng dụng thành công vào tháng 10 năm 2005 Tại thời điểm đó, có 750 điểm kết nối, phân bổ hộ dân Tất điểm kết nối mạng quang Gigabit Ethernet - - Giá thành kết nối internet khơng cao, đảm bảo tính cạnh tranh công nghệ này, chất lượng gây phàn nàn khách hàng Ví dụ , khách hàng phàn nàn vấn đề kết nối mạng số ổ cắm định nhà (không thuận tiện cho người sử dụng) tốc độ truyền giảm bật thiết bị điện Điều phụ thuộc vào trạng thái đường dây dẫn nhà, vấn đề kỹ sư giải Tuy nhiên, chuyên gia ngành viễn thông đánh giá không cao khả phát triển PLC Lý cơng nghệ Để truyền liệu từ máy tính đến máy tính khác, có cơng nghệ Ethernet với thiết bị đầu cuối rẻ chất lượng tốt Bất kỳ thử nghiệm truyền liệu đường dẫn, mà sản xuất khơng tính tốn để truyền tín hiệu, dẫn đến chất lượng ( Nói dây dẫn đồng ADSL dây dẫn điện trog nhà ) Nhắc lại vấn đề “Last mile”, vấn đề nói nhiều thời gian gần đây, có nhiều hướng giải Nhưng hầu hết hướng giải có trở ngại : tất yêu cầu lắp đặt đường dây dẫn Dừơng khơng cần phải nói nhiều khó khăn này, thường xuyên xảy việc chi phí đường dây chiếm phần lớn chi phí lắp đặt mạng - - Vì vậy, cơng nghệ khơng cần lắp đặt dây dẫn ưu tiên Hiện có giải pháp : Wi-Fivà PLC Về Wi-Fi có nhiều nghiên cứu, cơng nghệ PLC thơng tin - - Cơng nghệ PLC cho phép xây dựng hệ thống mạng máy tính nội sở sử dụng hệ thống dây tải điện, lắp đặt sẵn nhà - - Cơ sở công nghệ khác theo ý tưởng đơn giản chia tín hiệu – cách , đồng thời truyền nhiều tín hiệu kênh truyền vật lý, tăng tốc độ truyền liệu Điều thực cách điều chế tín hiệu - - Trên nhìn đầu tiên, toa thuốc cho thành công công nghệ PLC lựa chọn phương án điều chế, mà đảm bảo tốc độ truyền nhanh Tuy nhiên, phương pháp điều chế đảm bảo đóng gói tín hiệu dày đặt, u cầu thao tác phức tạp Để ứng dụng cho công nghệ PLC, cần phải sử dụng DSP ( Digital signal processor) với tốc độ nhanh - - DSP ( Digital signal processor) – vi xử lý dùng để “manipulation” luồng liệu số tỉ lệ thời gian thực DSP sử dụng rộng rãi xử lý luồng thơng tin đồ họa, âm tín hiệu hình ảnh Như vậy, phát triển cơng nghệ PLC dựa vào phát triển vi xử lý DSP, có phương án hiệu điều chế Hiện nay, công nghệ PLC sử dụng điều chế OFDM, cho phép đạt tốc độ truyền liệu cao ổn định với nhiễu 2.3 Lĩnh vực ứng dụng PLC - Kết nối internet - Mạng nội nhà văn phòng - VoIP – IP-telephone - Truyền âm video tốc độ cao - Hệ thống theo dõi từ xa - Xây dựng kênh truyền liệu số cơng nghiệp - Hệ thống an tồn ( báo cháy, chống trộm… ) Mình có chút khơng hiểu : Vì phải nghiên cứu áp dụng PLC có nhiều nhược điểm mà thực tế công nghệ khác thực hay khắc phục tốt nhược điểm với giá thành mềm ? P/S: http://vntelecom.org/diendan/showthread.php?t=564 Cám ơn bạn ruacon1704 quan tâm Tại dùng PLC mà không sử dụng mạng không dây Wi-Fi ? WiFi bị giới hạn diện tích phủ sóng, bị chặn tồ nhà hay vật dụng (ví dụ bạn vừa mua thiết bị phát WiFi cửa hàng về, khơng đủ sức để phát cho nhà 3-4 tầng sử dụng) Hệ thống PLC định hướng dùng cho sở cố định Nếu bạn định xây dựng sở (xí nghiệp, bệnh viện, làng xã ) , hệ thống cần đựoc trang bị đến khu vực Dòng điện Vậy cần trang bị thêm hệ thống khác, mà hệ thống điện có sẵn khả truyền thông tin, liệu Hệ thống PLC không phủ nhận công nghệ khác, mà lựa chọn, tuỳ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể Ví dụ dành cho mạng kết nối lòng đất, hầm mỏ - nơi mà dòng điện đựoc đưa đến Cám ơn theo dõi Good luck 2.4 Những tiền đề kỹ thuật để phổ biến công nghệ PLC - - Sự thành công kinh tế nhà mạng viễn thông phụ thuộc vào định công nghệ ứng dụng để xây dựng mạng lưới kết nối - - Mạng dây dẫn quang đảm bảo việc truyền liệu với vận tốc lớn, chưa đạt đến số lượng lớn người sử dụng - - Trên thị trường nay, hầu hết phải kể đến kỹ thuật xDSL đảm bảo cho người sử dụng kết nối internet dịch vụ thơng tin số khác đường điện thoại sẵn có Trong số cơng nghệ : wide-band wireless access(BWA), truy cập qua vệ tinh ( satellite access) , truy cập qua đường dây dẫn truyền hình, truyền liệu đóng gói mạng 2.5G/ 3G (GPRS/EDGE/UMTS,CDMA 2000 1X/ EV-DO) - - Thiết bị PLC hệ thứ thứ đảm bảo vận tốc truyền tối đa 10-14 Mb/s Nhưng chi phí sản xuất cao có tượng phát xạ cao đường dây tải điện Vì cơng nghệ PLC ứng dụng vào thị trường thương mại - - Tuy nhiên, với phát triển công nghệ vi điện tử, sản xuất thiết bị PLC hệ thứ với vận tốc truyền tin lên đến 200 Mb/s, sử dụng chuẩn dây điện, mở khả để phát triển PLC 2.5 Giới thiệu kỹ thuật truy cập băng thông rộng hệ thống PLC - - Hệ thống PLC đại định hướng để giải kỹ thuật truy cập băng thông rộng, chủ yếu công nghệ sau : - - Đầu tiên ứng dụng “tín hiệu mở rộng phổ ” (spread spectrum - SS), giảm đáng kể nhiễu truyền tin Khi sử dụng điều chế SS, cơng suất tín hiệu trải dải tầng số rộng, tín hiệu trở nên “khó nhận thấy ” nhiễu Bên phía nhận tin, lượng lớn thơng tin tách từ tín hiệu nhiễu ( noise-like signal) cách sử dụng dãy mã hóa Khi sử dụng nhiều mã hóa khác nhau, truyền lúc nhiều tin nhắn dãy tầng số rộng Phương thức kể dựa sở kỹ thuật CDMA Cần nhấn mạnh khả chống nhiễu cao, điều chế SS đảm bảo độ an tồn thơng tin cao - - Thứ hai công nghệ dựa OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex ), đồng thời truyền tín hiệu vài tầng số sóng mang Phương pháp đảm bảo độ xác cao truyền tin chống nhiễu Phát triển thêm theo công nghệ thứ hai nghiên cứu công ty USA Intellon Ứng dụng OFDM mở rộng – luồng liệu ban đầu chia nhỏ thành gói nhỏ, gói truyền vùng tầng số 4,3-20,9 MHz cách sử dụng điều chế pha tương đối sóng mang (DBPSK DQPSK – Differential Quadrature Phase Shift Keying) Vận tốc truyền tín hiệu đạt vài chục Mb/s - - Kỹ thuật PLC thực theo phương pháp đa truy cập “điểm – tập hợp điểm” Phân trạm trung chuyển cục (local substation) đảm bảo cho người sử dụng kết nối với dịch vụ truyền liệu, IP-telephone… Thiết bị đầu cuối PLC-modem, thường thực vai trò cổng giao tiếp (interface) với máy tính cá nhân Ethernet Modem kết nối với cổng thông tin (ổ cắm điện 220V) đầu cổng giao tiếp với máy tính, kết nối thêm điện thoại, đảm bảo hoạt động IPtelephone - - Kết nối với internet kỹ thuật gọi Broadband over power lines (BPL) - - Sự khác biệt với kết nối DSL, mạng lưới nội bộ, kỹ thuật cho phép số lượng lớn người truy cập băng thông rộng vào internet - - Như vậy, công nghệ PLC – phương pháp rẻ để xây dựng mạng nội bộ, khơng đòi hỏi kéo thêm dây điện( cho modem) cho phép truy cập cho người dân khu phố Một thiết bị đầu có khả đảm bảo truy cập mạng PLC cho 500 người sử dụng - - PLC mở thời kỳ mới, đưa internet đến tận nơi xa xơi nhất, nơi tạm thời có đường dây tải điện điến #7 2.6 Những khó khăn phát triển công nghệ PLC - - Đa số hệ thống PLC phân loại theo hiệu điện mạng điện dùng để truyền dẫn - - Khi truyền dẫn tín hiệu theo đường dây điện bình thường, hay xuất suy giảm hàm truyền tần số định, dẫn đến tín hiệu Cơng nghệ PLC sử dụng phương pháp đặc biệt để giải vấn đề – luân phiên bật tắt truyền tín hiệu (dynamically turning off and on data-carrying signals) Bản chất phương pháp : thiết bị thực việc theo dõi liên tục kênh truyền để phát đoạn phổ bị suy giảm mức cho phép Khi phát lỗi, tần số bị suy giảm tạm thời dừng sử dụng đến đường truyền trở lại bình thường - - Ngồi ra, xuất nhiễu xung (khoảng micro giây) , gây từ nguồn : đèn halogen, bật tắt thiết bị điện công suất lớn… - - Đường dây điện không theo chuẩn gây suy giảm mạnh tín hiệu - - Nhân tố cản trở phát triển hệ thống PLC vận tốc cao chưa có chuẩn dành cho hệ thống PLC dải phổ rộng, dẫn đến khó khăn tương thích có dịch vụ sử dụng vùng tần số gần - - Năm 2001, tập đoàn quốc tế HomePlug Powerline Alliance đưa chuẩn dành cho xây dựng mạng gia đình đường dây điện – gọi HomePlug 1.0 Đó chuẩn để xây dựng mạng gia đình, chuẩn đầy đủ kỹ thuật PLC dải phổ rộng tạm thời chưa có 2.7 Giới thiệu chuẩn có - -Hiện có chuẩn cơng nghệ : IEEE, ETSI, CENELEC, OPERA, UPA HomePlug Powerline Alliance 2.7.1 Chuẩn IEEE Tổ chức IEEE thông báo việc xây dựng nhóm chuẩn làm việc với BPL Dự án mang tên IEEE P1675, Bên cạnh chuẩn IEEE P1675 có thêm hướng khác : - -IEEE P1755, xây dựng nhằm quy định tiêu chuẩn cho thiết bị PLC, yêu cầu theo tính tương thích điện từ, phương pháp kiểm tra đo lường - -IEEE P1901, , mô tả tầng vật lý tầng liên kết liệu - -IEEE BPL Study Group, đảm bảo việc xây dựng nhóm có liên quan với BPL 2.7.2 Chuẩn ETSI - Được xây dựng trường đại học châu Âu nhằm quy định chuẩn mảng viễn thông PLC 2.7.3 Chuẩn CENELEC - -CENELEC – tổ chức phi thương mại ủy ban kỹ thuật điện EC, tổ chức lớn quy định chuẩn trường điện từ Đối với PLC, CENELEC xây dựng phân loại PLC cho tầng vật lý tầng trao đổi liệu với môi trường dẫn Chuẩn mang tên EN55022 2.7.4 OPERA - -Tập đoàn Open PLC European Research Alliance (OPERA) thành lập năm 2004 khuôn khổ chương trình châu Âu Broadband for All, hướng tới phát triển công nghệ truy cập internet tốc độ cao Hội đồng châu Âu khởi xướng cung cấp tài Tổng ngân sách 20 triệu euro, phần lớn số dùng cho xây dựng chương trình FP6 Dự án hoàn thành năm 2006, với tham gia 30 công ty trường nghiên cứu từ 12 quốc gia - -Đến nay, quy định OPERA dùng cho tầng PHY, MAC thiết bị truyền liệu mạng điện 2.7.5 Chuẩn UPA 2.7.6 Chuẩn HomePlug Powerline Alliance - -Năm 2000, tập đồn cơng nghiệp quốc tế Homeplug Powerline thơng báo chuẩn kết nối HomePlug Đến có 80 cơng ty lớn sử dụng chuẩn này, số : Motorola, France Telecom, Philips, Samsung, Sony, Matsushita, Sharp … Nếu thiết bị có dấu hiệu có nghĩa thiết bị thỏa mãn có yêu cầu chuẩn mà tập đoàn Homeplug Powerline quy định hoàn toàn tương hợp với thiết bị nhà sản xuất khác - -Dựa vào chuẩn Homeplug Powerline Specification 1.0 , công ty Intellon (USA) phát triển công nghệ Power Package TM Hiện có chuẩn sau : - + HomePlug 1.0 ( tháng 6-2001) quy định công nghệ đảm bảo truyền liệu với vận tốc lên đến 14 Mbit/s - + HomePlug 1.0 Turbo (tháng 12-2004) phát triển chuẩn 1.0 với vận tốc tăng lên đến 84 Mbit/s - + HomePlug AV (tháng 8-2005) quy định công nghệ PLC với vận tốc truyền đến 200 Mbit/s , đảm bảo đường truyền chất lượng cho âm video - + HomePlug Command and Control (tháng 9-2005) quy định điều khiển thiết bị HomePlug - + HomePlug BPL : trình phát triển 2.8 Các phương án sử dụng PLC Các hình minh họa cho thấy khả sử dụng mạng PLC Điều khiển mạng PLC thực nhờ hệ thống nhà sản suất, ví dụ HP OpenView Thành phần mạng PLC bao gồm : - Thành phần làm việc người sử dụng (workstation): PC, notebook, PDA… Ngồi ra, kết nối thiết bị khác tùy trường hợp cụ thể - User PLC device (adapter) với interface Ethernet, USB, Wi-Fi - PLC- modem : với nhiệm vụ routing, authentication, ADSL-access - Đường dây dẫn điện 2.0 ... lắp đặt mạng - - Vì vậy, công nghệ không cần lắp đặt dây dẫn ưu tiên Hiện có giải pháp : Wi-Fivà PLC Về Wi-Fi có nhiều nghiên cứu, cơng nghệ PLC thơng tin - - Công nghệ PLC cho phép xây dựng hệ... (narrowband) NPL 2.2 Sự phát triển công nghệ PLC - - Ứng dụng PLC thực kết nối internet ổ cắm điện thực Scotland, sáng kiến công ty Scottish Hydro Elictrics Theo công bố họ, việc thử nghiệm “internet... đồ họa, âm tín hiệu hình ảnh Như vậy, phát triển công nghệ PLC dựa vào phát triển vi xử lý DSP, có phương án hiệu điều chế Hiện nay, công nghệ PLC sử dụng điều chế OFDM, cho phép đạt tốc độ truyền