Như mô tả ở trên, bề rộng băng thông là tỷ lệ với tốc độ bít, vì thế một băng thông lớn là cần thiết trong truyền thông với tốc độ bít cao.
Ở châu Âu, băng thông cho phép được quy định bởi tiêu chuẩn CENELEC, tiêu chuẩn này chỉ cho phép dải tần số giữa 3KHz và 145,5KHz. Điều này gây khó khăn cho PLC vì với băng thông như vậy không thể thực hiện được việc truyền những thông tin yêu cầu tốc độ bít cao như âm thanh, hình ảnh trực tuyến…
Hình 2.4 trình bày băng thông một cách chi tiết của tiêu chuẩn CENELEC. Dải tần số của PLC được chia làm 5 băng nhỏ. Hai băng đầu (3-9 và 9-95KHz) là giới hạn cho nhà cung cấp năng lượng và 3 giới hạn kia dành cho tuỳ chọn của khách hàng cung cấp năng lượng. Trong phần ghi chú thêm, chuẩn băng tần được cho phép cũng giới hạn băng tần tại máy phát. Như vậy hiện tại vẫn chưa có một thống nhất cho phép về băng tần của PLC, đó là một hạn chế rất lớn ảnh hưởng đến sự phát triển của PLC.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.4: các băng tần trong tiêu chuẩn CENELEC
Trong việc tăng thêm tốc độ bít, băng thông rộng hơn có thể là cần thiết. Các nghiên cứu gần đây đưa ra đề nghị tần số sử dụng trong khoảng giữa 1 và 20MHz. Nếu khoảng tần này được sử dụng, nó có thể làm tăng thêm rất lớn băng thông và có thể cho phép các ứng dụng cần tốc độ bít cao trên đường cáp điện. Một số vấn đề quan trọng là một phần của băng tần này đã được phân cho hệ thống thông tin khác. Những hệ thống thông tin khác sử dụng những băng tần cho phép này cũng gây nhiễu loạn tới hệ thống thông tin trên đường điện PLC. Một số ví dụ về hệ thống thông tin trong dải này là Radio, Radio nghiệp dư và hoa tiêu máy bay.
2.1.2. Nhiễu trên đường cáp điện
Đường dây điện được ra đời phục vụ cho việc truyền năng lượng điện chứ không nhằm mục đích truyền thông tin. Khi đưa thông tin truyền trên đó, ta sẽ gặp phải rất nhiều yếu tố gây nhiễu cho tín hiệu.
Nguồn gây nhiễu chính trên lưới điện xuất phát từ các thiết bị điện, chúng sử dụng nguồn cung cấp 50Hz và phát ra thành phần nhiễu kéo dài trên toàn bộ phổ tần của lưới điện. Phần nữa chính là từ sóng radio ở khắp mọi nơi như các hệ thống thông tin di động, phát thanh, truyền hình, kiểm soát không lưu, quân sự… ở mọi băng tần được sử dụng sóng tần số thấp vài trăm KHz đến sóng tần số siêu cao hàng GHz mang lại. Nguồn nhiễu sơ cấp của nhiễu trong khu vực dân cư là các thiết bị điện dân dụng: động cơ, đèn chiếu sáng, tivi… Ta có thể chia nhiễu làm các loại như sau:
2.1.2.1. Nhiễu tần số 50Hz
Nhiễu này xuất hiện đồng thời với sóng mang trên lưới điện, nó bao gồm tín hiệu tần số 50Hz và các hài của nó. Tuy nhiên, do có tần số thấp nên nguồn nhiễu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
này chỉ có ảnh hưởng chút ít tới hoạt động của hệ thống. Tần số làm việc của hệ thống càng nhỏ thì ảnh hưởng của loại nhiễu này càng lớn và ngược lại.
2.1.2.2. Nhiễu xung đột biến
Xuất hiện một cách bất thường trên lưới điện, mỗi khi có một thiết bị điện kết nối hoặc được ngắt khỏi lưới điện, đặc biệt là những thiết bị có công suất lớn như bếp điện, bàn là hoặc thiết bị có sự phóng điện như đèn neon… Một thiết bị như vậy khi đóng, ngắt khỏi ổ điện tức là sẽ đóng, ngắt dòng điện lớn làm xuất hiện sự phóng tia lửa điện tại chỗ tiếp xúc, bản thân tia lửa điện này là một nhiễu dải rộng bao gồm nhiều tần số khác nhau, mang các mức năng lượng khác nhau.
Hình 2.5: Xung nhiễu xuất hiện khi bật đèn
2.1.2.3. Nhiễu xung tuần hoàn
Hầu hết nguồn gây nhiễu kiểu này đều xuất phát từ các Triac điều khiển đèn điện tần số xuất hiện của nó bằng hai lần tần số dòng xoay chiều trên lưới điện, hay nói cách khác là nó sẽ lặp lại sau mỗi nửa chu kỳ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.6: Nhiễu xung tuần hoàn
2.1.2.4. Nhiễu xung kéo dài
Được gây ra bởi các loại động cơ điện một chiều hoặc xoay chiều trong các thiết bị điện (máy khoan, động cơ truyền lực, máy hút bụi và nhiều các thiết bị ứng dụng khác…). Các bộ phận tiếp xúc như cổ góp ở động cơ điện một chiều sẽ là một trong những nguyên nhân gây nhiễu trên, xuất hiện với tần số của chuỗi xung khoảng vài KHz trở xuống.
Hình 2.7: Nhiễu phát ra khi chạy máy hút bụi và phổ tần của nó
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kiểu này có đường phổ không tương quan với sóng hình sin 50Hz. Việc khởi động thiết bị điện như tivi sẽ làm phát ra loại nhiễu này đồng thời với tần số quét mạnh 15734Hz trong tivi. Các thành phần của nhiễu này cần phải được loại bỏ khi thiết kế một hệ thống thu phát. Nó được thấy nhiều trong khu dân cư và rất không ổn định, mức độ nhiễu theo từng ngày, từng giờ tùy theo việc sử dụng của người dân. Loại nhiễu này có khuynh hướng giảm dần năng lượng khi mà tần số tăng lên. Mật độ năng lượng nhiễu tập trung dày ở phạm vi tần số thấp. Điều đó có nghĩa là tín hiệu sóng mang trong PLC sẽ ít bị ảnh hưởng của nhiễu hơn khi tần số được tăng lên.
2.1.2.6. Nhiễu sóng radio
Bản thân lưới điện chính là một anten rất lớn thu nhận, phát xạ các sóng vô tuyến từ dải tần rất thấp cho đến rất cao. Các dải sóng do các đài phát thanh, phát hình hay radio nghiệp dư phát đi được lưới điện thu được và đó chính là một nguồn gây nhiễu rất đáng kể cho hệ thống thông tin PLC. Thêm vào đó khoảng tần số sử dụng ở PLC cũng bao gồm một khoảng dải tần đã cấp phép sử dụng cho các hệ thống thông tin vô tuyến, chính vì thế mà các tần số cho radio đó nhiễu khi rất gần tần số sử dụng của PLC.
2.1.2.7. Nhiễu nền
Đây là loại nhiễu mà ta có thể thấy ở bất kỳ đâu trên lưới điện và đối với mọi loại hệ thống thông tin. Nó luôn có trên đường dây điện, do biến áp phân phối, hệ thống chiếu sáng công cộng, các tải xa gây ra. Các phép đo chỉ ra rằng, nhiễu này giảm khi tần số tăng, nhiễu này thường gặp phải ở tần số dưới 5MHz so với phần còn lại của phổ tần.
2.1.3. Trở kháng đường truyền và sự phối hợp trở kháng
Ở hình 2.1 các tham số quan trọng của hệ thống là trở kháng đầu ra của máy phát Zt và trở kháng đầu vào của máy thu Zl . Đường dây điện lực giống như một anten phát/thu làm cản trở quá trình phát/thu tin. Mọi hệ thống truyền thông luôn cố gắng để đạt được phối hợp trở kháng tốt, nhưng mạng đường dây điện lực chưa thích nghi được với vấn đề này vì trở kháng đầu vào (hay đầu ra) thay đổi theo thời gian đối với tải và vị trí khác nhau, nó có thể thấp cỡ mΩ hay cao tới hàng nghìn Ω, và thấp một cách đặc biệt tại các trạm con. Một số trở kháng không phối hợp khác
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn