DSS7700
|
Аналоговой блок для головного устройстаз , [А/м]
ЭНЕПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка составляющей напряженности электрического поля в течение раб. дня [(В/м)2×ч]
ЭННПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка составляющей напряженности магнитного поля в течение раб. дня [(А/м)2×ч]
Нормируемым параметром электромагнитного поля в диапазоне частот 300 МГц -300 ГГц является предельно-допустимое значение плотности потока энергии.
ППЭПД - предельное значение плотности потока энергии [Вт/м2],[мкВт/см2]
К - коэффициент ослабления биологических эффектов
ЭНППЭПД - предельно-допустимая величина эн. нагрузки [В/м2×ч]
Т - время действия [ч]
Пред. величина ППЭпд не более 10 Вт/м2; 1000 мкВт/см2 в производственном помещении. В жилой застройке при круглосуточном облучении в соответствии с СН Þ ППЭпд не более 5 мкВт/см2.
Уменьшение составляющих напряженностей электрического и магнитного полей в зоне индукции, в зоне излучения - уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование.
Защита временем (ограничение время пребывания в зоне источника электромагнитного поля).
Защита расстоянием (60 - 80 мм от экрана).
Метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля.
Рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения электромагнитного поля.
Применение средств предупредительной сигнализации.
Применение средств индивидуальной защиты.
Человек дистанционно не может определить, находится ли установка под напряжением или нет. Ток, который протекает через тело человека, действует на организм не только в местах контакта и по пути протекания тока, но и на такие системы как кровеносная, дыхательная и сердечно-сосудистая.
Возможность получения электротравм имеет место не только при прикосновении, но и через напряжение шага и через электрическую дугу.
Эл. ток, проходя через тело человека оказывает термическое воздействие, которое приводит к отекам (от покраснения, до обугливания), электролитическое (химическое), механическое, которое может привести к разрыву тканей и мышц; поэтому все электротравмы делятся на местные и общие (электроудары).
Местные электротравмы:
электрические ожоги (под действием электрического тока);
электрические знаки (пятна бледно-желтого цвета);
металлизация поверхности кожи (попадание расплавленных частиц металла электрической. дуги на кожу);
электроофтальмия (ожог слизистой оболочки глаз).
1 степень: без потери сознания
2 степень: с потерей
3 степень: без поражения работы сердца
4 степень: с поражением работы сердца и органов дыхания
Крайний случай - состояние клинической смерти (остановка работы сердца и нарушение снабжения кислородом клеток мозга). В состоянии клинической смерти находятся до 6-8 мин.
Ι. Прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением
ΙΙ. Прикосновение к отключенным частям, на которых напряжение может иметь место:
в случае остаточного заряда
в случае ошибочного включения электрической установки или несогласованных действий обслуживающего персонала
в случае разряда молнии в электрическую установку или вблизи прикосновение к металлическим не токоведущим частям или связанного с ними электрического оборудования (корпуса, кожухи, ограждения) после перехода напряжения на них с токоведущих частей (возникновение аварийной ситуации - пробой на корпусе)
ΙΙΙ. Поражение напряжением шага или пребывание человека в поле растекания электрического тока, в случае замыкания на землю
ΙV. Поражение через электрическую дугу при напряжении электрической установки выше 1кВ, при приближении на недопустимо-малое расстояние
V. Действие атмосферного электричества при газовых разрядах
VΙ. Освобождение человека, находящегося под напряжением
Напряжение прикосновения - это разность потенциалов точек электрической цепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног.
Напряжение шага - это разность потенциалов j1 и j2 в поле растекания тока по поверхности земли между точками, расположенными на расстоянии шага (» 0,8 м).
заземление;
зануление;
защитное отключение.
В нашем случае используется искусственное защитное заземляющее устройство
Заземлению подлежат вся аппаратура, а также стойки, в которой эта аппаратура находится. По периметру комнаты, где располагается аппаратура, должен быть проложен контур заземления с целью защиты людей и аппаратуры от статического электричества.
Защитное заземление следует выполнять в соответствии с ПУЭ и СНиП 3.05.06-85 («Электротехнические устройства»).
Случаи поражения человека электрическим током возможны лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, или, иначе говоря, при прикосновении человека не менее чем к двум точкам цепи, между которыми существует некоторое напряжение.
Возникновение электротравмы в результате воздействии электрического тока или электрической дуги, может быть связано:
а) однофазным (однополюсным) прикосновением неизолированного от земли (основания) человека к неизолированным токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением;
б) с одновременным прикосновением человека к двум токоведущим неизолированным частям (фазам, полюсам) электроустановок, находящихся под напряжением;
в) с приближением на опасное расстояние человека к неизолированным токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением;
г) с прикосновением человека, неизолированного от земли (основание) к металлическим корпусам (корпусу) электрооборудования, оказавшегося под напряжением;
д) с включением человека, находящегося в зоне растекания тока замыкания на землю, на «напряжение шага»;
е) с действием атмосферного электричества при грозовых разрядах;
ж) с действием электрической дуги;
з) с освобождением человека, находяще1-ося под напряжением.
Тяжесть электротравм, оцениваемая величиной тока, проходящего через тело человека, и напряжением прикосновения, зависит от ряда факторов: схемы включения человека в цепь; напряжения сети, схемы самой сети, степени изоляции токоведущих частей от земли, а также величины емкости токоведущих частей относительно земли.
Наиболее широко используют установки напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора. Четырехпроводная сеть с глухозаземленной нейтралью позволяет иметь два рабочих напряжения: линейное в 380 В и фазное 220 В.
Трехпроводная есть, с изолированной нейтралью при нормальном режиме работы, менее опасна, а при аварийном режиме более безопасна сеть с заземленной нейтрально, поэтому в условиях, когда имеется агрессивная среда и, поддерживать изоляцию в хорошем состоянии затруднительно, предпочтение отдают чегырехпроводной сети с заземляемой нейтралью.
При напряжении выше 1000 В разрешается применять трехфазные сети: трехпроводную с изолированной нейтралью и трехпроводную с заземленной нейтралью.
Применительно к сетям переменного тока включение человека в электрическую сеть может быть однофазным и двухфазным.
Двухфазное включение, т.е. прикосновение человека одновременно к двум фазам, как правило, более опасно, поскольку к телу человека прикладывается наибольшее в данной сети напряжение - линейное, которое зависит лишь от напряжения сети и сопротивления человека, не зависит от режима нейтрали
I., = 1,73Uф/Rч = Uл/ R
где 1„ - величина тока, проходящего через тело человека, A; U, - линейное напряжение, т.е. напряжение между фазными проводами сети, В; Uф - фазное напряжение (напряжение между началом и концом одной обмотки или между фазным и нулевым проводами), В.
Двухфазное включение является одинаково опасным в сети, как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.
Однофазное включение возникает значительно чаще, но является менее опасным, чем двухфазное, поскольку напряжение, под которым оказывается человек, не превышает фазного, т.е. меньше линейного в 1,73 раза. Соответственно, меньше оказывается ток, проходящий через человека.
При однофазном включении на величину тока влияют также режим нейтрали источника тока, сопротивление изоляции и емкость проводов относительно земли, сопротивление пола, на котором стоит человек, сопротивление его обуви и некоторые другие факторы.
Однофазная сеть может быть изолирована от земли или иметь заземленный провод.
Классификация помещений и зданий по степени взрывопожароопасности.
ОНТП 24–85
Все помещения и здания подразделяются на 5 категорий:
Б – помещения, где осуществляются технологические процессы с использованием ЛВЖ с температурой вспышки свыше 28 °С, способные образовывать взрывоопасные и пожароопасные смеси при воспламенении которых образуется избыточное расчетное давление взрыва свыше 5 кПа.
tВСП > 28 °С; P – свыше 5 кПа.
В – помещения и здания, где обращаются технологические процессы с использованием горючих и трудно горючих жидкостей, твердых горючих веществ, которые при взаимодействии друг с другом или кислородом воздуха способны только гореть. При условии, что эти вещества не относятся ни к А, ни к Б. Эта категория пожароопасная.
Г – помещения и здания, где обращаются технологические процессы с использованием негорючих веществ и материалов в горючем, раскаленном или расплавленном состоянии.
Д – помещения и здания, где обращаются технологические процессы с использованием твердых негорючих веществ и материалов в холодном состоянии.
Основные причины пожаров: короткое замыкание, перегрузки проводов /кабелей, образование переходных сопротивлений.
Режим короткого замыкания – появление в результате резкого возрастания силы тока, электрических искр, частиц расплавленного металла, электрической дуги, открытого огня, воспламенившейся изоляции.
Причины возникновения короткого замыкания:
ошибки при проектировании.
старение изоляции.
увлажнение изоляции.
механические перегрузки.
Пожарная опасность при перегрузках – чрезмерное нагревание отдельных элементов, которое может происходить при ошибках проектирования в случае длительного прохождения тока, превышающего номинальное значение.
При 1,5 кратном превышении мощности резисторы нагреваются до 200–300 ˚С.
Пожарная опасность переходных сопротивлений – возможность воспламенения изоляции или других близлежащих горючих материалов от тепла, возникающего в месте аварийного сопротивления (в переходных клеммах, переключателях и др.).
Пожарная опасность перенапряжения – нагревание токоведущих частей за счет увеличения токов, проходящих через них, за счет увеличения перенапряжения между отдельными элементами электроустановок. Возникает при выходе из строя или изменения параметров отдельных элементов.
Пожарная опасность токов утечки – локальный нагрев изоляции между отдельными токоведущими элементами и заземленными конструкциями.
строительно–планировочные.
технические.
способы и средства тушения пожаров.
организационные.
Строительно–планировочные определяются огнестойкостью зданий и сооружений (выбор материалов конструкций: сгораемые, несгораемые, трудно сгораемые) и предел огнестойкости – это количество времени в течении которого под воздействием огня не нарушается несущая способность строительных конструкций вплоть до появления первой трещины.
Все строительные конструкции по пределу огнестойкости подразделяются на 8 степеней от 1/7 часа до 2 часов.
Для помещений ВЦ используют материалы с пределом стойкости от 1–5 степеней. В зависимости от степени огнестойкости определяют наибольшие дополнительные расстояния от выходов для эвакуации при пожарах (5 степень – 50 минут).
Технические меры – это соблюдение противопожарных норм при эвакуации систем вентиляции, отопления, освещения, электрического обеспечения и т.д.
использование разнообразных защитных систем.
соблюдение параметров технологических процессов и режимов работы оборудования.
Организационные меры – проведение обучения по пожарной безопасности, соблюдение мер по пожарной безопасности.
Снижение концентрации кислорода в воздухе.
Понижение температуры горючего вещества ниже температуры воспламенения.
Изоляция горючего вещества от окислителя.
Огнегасительные вещества: вода, песок, пена, порошок, газообразные вещества не поддерживающие горение (хладон), инертные газы, пар.
А. огнетушители химической пены.
В. огнетушитель пенный.
С. огнетушитель порошковый.
D. огнетушитель углекислотный, бром этиловый.
Противопожарные системы.
А. система водоснабжения.
В. пеногенератор.
Система автоматического пожаротушения с использованием средств автоматической сигнализации.
А. пожарный извещатель (тепловой, световой, дымовой, радиационный).
В. для ВЦ используются тепловые датчики–извещатели типа ДТЛ, дымовые, радиоизотопные типа РИД.
Система пожаротушения ручного действия (кнопочный извещатель).
Для ВЦ используются огнетушители углекислотные ОУ, ОА (создают струю распыленного бром этила) и системы автоматического газового пожаротушения, в которой используется хладон или фреон как огнегасительное средство.
Для осуществления тушения загорания водой в системе автоматического пожаротушения используются устройства спринклеры и дренчеры. Их недостаток – распыление происходит на площади до 15 м².
Классификация пожаров
|
Характеристика среды, объекта
|
Огнегасительные средства
|
А
|
Обычные твердые и горючие материалы (дерево, бумага)
|
Все виды
|
Б
|
Горючие жидкости, плавящиеся при нагревании (мазут, спирты, бензин)
|
Распыленная вода, все виды пены, порошки, составы на основе СО2 и бромэтила
|
С
|
Горючие газы (водород, ацетилен, углеводороды)
|
Газовые составы, в состав которых входят инертные разбавители (азот, порошки, вода)
|
Д
|
Металлы и их сплавы (натрий, калий, алюминий, магний)
|
Порошки
|
Е
|
Электрической установки под напряжением
|
Порошки, двуокись азота, оксид азота, углекислый газ, составы бромэтил + СО2
|
Вопрос обеспечения БЖД работников фирм и предприятий и по сей день является актуальным, что обусловлено прежде всего тем, что обусловлено прежде всего тем, что на протяжении последних лет усугубляется неблагоприятная ситуация в промышленности с охраной труда, а в ОС - с качеством природной среды. Растут число и масштабы техногенных ЧС. В промышленности растет уровень производственного травматизма и профессиональной заболеваемости. Растут и масштабы загрязнения атмосферы.
Рост масштабов производственной деятельности, расширение области применения технических систем, автоматизация производственных процессов приводят к появлению новых неблагоприятных факторов производственной среды, учет которых является необходимым условием обеспечения требуемой эффективности деятельности и сохранение здоровья работников. Поэтому в проекте были рассмотрены возможные поражающие, опасные и вредные факторы производственной среды, также были описаны методы и средства обеспечения БЖД работников, основные мероприятия по электробезопасности, охране ОС, предупреждению пожаров и аварий в помещении и ликвидации последствий ЧС.
В связи с вышеизложенным, считаю, что проект безопасен для экологии и здоровья человека из-за следующих факторов:
Надежная работа большого количества устройств в одной сети обеспечивается с помощью технологии передачи маркера;
Стабильную работу сети без сбоев и прерываний обеспечивает использование для передачи информации всего рабочего диапазона частот
Количество технических средств для организации канала связи – минимально (УП – в едином корпусе)
Слюдяной конденсатор связи не взрывоопасен
Конструктив оборудования обеспечивает работу в температурном режиме от -40°С до 85°С с влажностью до 95%
А кроме вышеизложенного, сеть на основе технологии PLC не требует технического обслуживания в процессе эксплуатации.
На сегодняшний день технология PLC является интересным и полезным продуктом, находящимся в особой нише, применение которого в отдельных случаях может дать хороший экономический результат. Наиболее перспективные области применения решений:
Организация связи в коттедже или квартире с использованием линейки
Организация связи в небольших коаксиальных сетях в сельской местности и поселках с использованием линейки Access или In-home
Организация связи до территориально удаленных населенных пунктов по средневольтовым линиям на дальности от 1 км с использованием линейки Access MV.
А вот столь популярное на западе использование PLC решений для организации связи в различных административных зданиях может наталкиваться на проблемы, вызванные спецификой построения и обслуживания отечественных электросетей.
Хотелось бы еще раз напомнить о необходимости строго соблюдения правил безопасности. Работы на электросетях должны проводить люди прошедшие инструктаж и получившие соответствующий допуск. Понятнее всего о мерах предосторожности
Учитывая динамику развития рынка, можно ожидать, что широкополосные технологии PLC в течение ближайших полутора лет могут найти широкое применение в самых различных отраслях - от телеметрии ресурсов коммунальных сетей до многофункциональных интеллектуальных систем отдельных помещений. После завершения работы над основными международными стандартами вероятно начало встраивания PLC-адаптеров практически во все бытовые приборы, предусматривающие возможность обмена данными с «внешним миром».
Учитывая, что в ЧР только два основных оператора фиксированной связи, рынок телекоммуникационных услуг не занят полностью, а использование и применение технологии PLC по мере ее развития, позволит стать одним из лидеров этого сегмента рынка как существующим провайдерам так новым участникам.
Проще говоря имея небольшой капитал можно создать очень перспективную и конкурентно способную организацию по предоставлению ШПД в интернет.
1. Савин А.Ф. PLC – уже не экзотика. Вестник связи
2. Павловский А. Соломасов С. PLC в России. Специфика, проблемы, решения, проекты. ИнформКурьерСвязь.
3. Невдяев Л.М. Мост в Интернет по линиям электропередачи. ИнформКурьерСвязь.
4. Курочкин Ю.С. "PLC приходит в Россию". Connect.
5. Коноплянский Д.К. PLC - передача данных по электрическим сетям. Последняя миля.
6. Даффи Д. BPL набирает силу. Сети.
7. Морриси П. Реализация технологии BPL. Сети и системы связи.
8. Отчет «Технология PLC и ее перспективы на российском рынке широкополосного абонентского доступа», компания «Современные телекоммуникации»
.
9. Электромонтажные работы. В 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ / Магидин Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. - М.: Высшая школа, 1991. - 208 с ISBN 5-06-001074-0
10. «Программируемые контроллеры PLC-5 ControlNet» - Allen-Bradley
11. «Безопасность жизнедеятельности» 2009 г.в. Р.А. Газаров,Р.С. Эржапова, Х.Э.Таймасханов, М.С.Хасиханов,
12. «Финансы предприятия» Е.Б. Тютюкина.
13. http://www.dchizhikov.boom.ru/works/PlanPLC.htm (Интернет через розетку - анализ товарного предложения на рынке PLC-модемов. Чижиков Дмитрий)
14. http://www.mrcb.ru/kpk.html?25614
15. http://network.xsp.ru/5_5.php
16. http://ru.wikipedia.org – электронная энциклопедия
17. http://www.datatelecom.ru/technology/plc.html
18. http://www.tellink.ru
19. https://www.corinex.com
20. http://www.bosfa.energoportal.ru/srubric16008-1.htm
BPL
|
Broadband over Power Lines - широкополосная передача по силовым линиям
|
CBPL
|
Cognitive Broadband over Power Lines - «распознаваемая» широкополосная передача по силовым линиям
|
CENELEC
|
Comite Europeen fie Normalisation Electnotechnique - Европейский комитет по стандартизации в области электротехники (английское наименование - Еигореаn Committee for Electrotechnical Standardization)
|
CoS
|
Class-of-Service - класс обслуживания
|
CPE
|
Customer Premises Equipment - абонентское оборудование
|
ETSI
|
European Telecommunications Slandartizalion Institute - Европейский институт по стандартизации в области телекоммуникаций
|
GMII
|
Giqabit Media Independence Interface - гигабитный независимый от среды интерфейс
|
GPIO
|
General Purpose I/O - основные задачи ввода/вывода
|
FDD
|
Frequency Devision Duplexing - дуплексирование с частотным разделением
|
HV
|
High Voltage - высокое напряжение
|
LV
|
Low Voltage - низкое напряжение
|
MII
|
Media Independence Interface - независимый от среды интерфейс
|
MV
|
Medium Voltage - среднее напряжение
|
NMS
|
Network Management System - система управления сетью
|
NPL
|
Narrowband over Power Lines - узкополосная передача по силовым линиям
|
OFDM
|
Ortogonal Frequency Division Multiplexing - ортогональное частотное мупьтиплексирование
|
OPERA
|
Open PLC European Research Alliance - Европейский исследовательский альянс в области PLC
|
PLC
|
Power Line Communications - связь по силовым кабелям
|
PLT
|
Power Line Telecommunications - телекоммуникации по силовым кабелям
|
QoS
|
Quality-of-Service - качество обслуживания
|
SPI
|
Serial Peripheral Interface - последовательный периферийный интефейс
|
TDD
|
Time Devision Duplexing - дуплексирование с временным разделением
|
TDM
|
Time Devision Multiplexing - мультиплексирование с временным разделением
|
UART
|
Universal Asynchronous Receiver-Transmitter - универсальный асинхронный приемопередатчик
|
UPA
|
Universal Powerline Association - ассоциация Universal Powerline
|
VLAN
|
Vitual LAN - виртуальная локальная сеть
|
|
Как ни странно, но есть еще те, кому не безразлична идея передачи данных по электрической проводке. Да, в мире немало людей, столкнувшихся с этим явлением лицом к лицу, кто-то, возможно, только собирается познакомиться с технологиями, открывающими такие возможности, для кого-то это уже состоявшийся удачный или неудачный опыт, а для кого-то - вчерашний день.
Итак, PLC. К сожалению, информации в сети не так много, как о том же Ethernet или Wi-Fi. Данной статьей постараюсь ответить на наиболее популярные вопросы некогда интересовавшие меня самого. PLC (Power Line Communication) - коммуникационная сеть, транспортом которой является обычная электропроводка квартиры, офиса или предприятия. Сети такого рода можно использовать для передачи данных и голоса. Электрический кабель буквально окружает современного человека. Он есть в домах, офисах и предприятиях, общественных местах. И это не удивительно, ведь провода являются единственным средством доставки электрического тока потребителю. Зачастую к электрифицированным объектам подходит не один, а несколько питающих кабелей. Связано это с использованием нескольких электрических фаз или дополнительных линий питания.
Само собой разумеется, что об использовании электрического кабеля, как средства коммуникации, задумывались давно. При реализации этой затеи подключение к сети сводилось бы к подключению вилки адаптера к розетке. Как следствие, была разработана новая спецификация, в основу которой легли разработки PLC и DPL (Digital PowerLine), которые велись ранее. Создана она была усилиями группы компаний, таких как Siemens, Nortel, Motorola и др., образовавших собой HomePlug Powerline Alliance . С появлением стандартов HomePlug 1.0, а затем и HomePlug AV PLC устройства в режиме BPL (Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи) стали способны обмениваться данными на скорости до 200Мб/с.
Где же можно использовать технологию Power Line Communication? При правильном применении почти где угодно, но, главным образом, данная технология используется для организации локальной сети дома и офиса, а также в качестве технологии доступа на провайдерском уровне. К достоинствам данной технологии можно отнести легкую масштабируемость сети, возможность реализации системы "умный дом" (наподобие технологии Z-Wave :)), отсутствие дополнительных отверстий в стене и кабеля в квартире/доме.
История
На заре развития электрических сетей встал вопрос об организации обмена диспетчерской информацией между энергетическими узлами. Наиболее рациональным было использование уже имеющихся линий электропередач, нежели строительство отдельных телеграфных линий. Уже в начале 20-го столетия в США для обмена телеграфной информацией использовали ЛЭП постоянного тока. С развитием радиосвязи стало возможным использовать в этих же целях и сети переменного тока.
В настоящее время обмен диспетчерской информацией по линиям электропередач широко применяется как один из основных видов связи. Приемопередатчик подключается к ЛЭП через фильтр присоединения, образованный из конденсатора малой емкости (2200 — 6800 пикофарад), и высокочастотного трансформатора (автотрансформатора). Подобная система позволяет передавать как голосовую информацию, так и данные телеметрии и телеуправления. Идея технологии PLC заключается в использовании силовых линий для высокоскоростного информационного обмена.
Как выяснилось в процессе разработки и последующей эксплуатации, узким местом технологии являлась слабая помехозащищенность и низкая скорость передачи данных. В марте 2000 года результатом объединения нескольких крупнейших телекоммуникационных компаний стал HomePlug Powerline Alliance, организованный с целью совместного исследования, разработки и проведения испытаний, кроме того было решено принять единый стандарт на передачу данных по системам электропитания. Кстати, на настоящий момент в состав HomePlug Powerline Alliance входит более сотни организаций.
Прототипом PowerLine является технология PowerPacket фирмы Intellon, которая легла в основу единого стандарта HomePlug1.0 (принят альянсом HomePlug 26 июня 2001 года), в нем была определена скорость передачи данных до 14 Мб/сек. Однако на данный момент стандарт HomePlug AV поднял скорость передачи данных до 200 Мбит/с. А новый стандарт G.hn в ближайший год расширит полосу до 1 Гбит/с.
Стоит заметить, что HomePlug не единственный пакет существующих спецификаций. Помимо HomePlug
имеются и другие — это широкополосная технология, поддерживаемая международной ассоциацией UPA
(Universal Powerline Association), а также технология с одноименным названием, которая была разработана рядом влиятельных японских компаний, объединившихся в альянс HD-PLC
(High-Definition Powerline Communications). В Европе вклад в разработку PLC-технологии внес альянс OPERA
(Open PLC European Research Alliance). Кратко расскажу о них.
OPERA
OPERA был основан европейскими компаниями-производителями и университетами в 2004 г. Альянс насчитывает более 40 участников. Целью были исследования и разработки в области интегрированных PLC-сетей для организации широкополосного доступа.
В 2006 году завершился первый проект альянса. Результатом завершения стал выход первой версии стандарта, которым поспешили воспользоваться многие производители PLC-оборудования. С января 2007 г. стартовал второй этап проекта, завершившийся в декабре 2008 г. Целью проекта стала разработка спецификаций, обеспечивающих возможность работы широкополосных систем с использованием в качестве физической среды существующей электропроводки. Отсюда и другое название — BPL (Broadband over Power Line).
BPL-технология обеспечивает высокоскоростную передачу данных (потоковое видео, IP-телефония и т.п.), а также организацию домашних локальных сетей. В число участников второго этапа проекта вошли ведущие европейские университеты Swiss Federal Institute of Technology (Швейцария), University of Dresden и University of Karlsruhe (Германия) и др., крупные технологические компании-разработчики DS2 (Испания) и CTI (Швейцария), а также европейские PLC-операторы EDEV-CPL (Франция), ONI (Португалия), PPC (Германия), коммунальные предприятия и OEM-производители — всего 26 участников. В основе предложенных альянсом спецификаций лежит технология, разработанная испанской компанией DS2, которая первой представила коммерческие микросхемы PLC-модемов, обеспечивающие пропускную способность канала связи на физическом уровне до 200 Мбит/с. Здесь предусматривается передача данных в полосе частот 10, 20 или 30 МГц. Способ модуляции — OFDM, число поднесущих — 1536. Для модуляции поднесущих используется модуляция типа ADPSK (Amplitude Differential Phase Shift Keying — амплитудно-дифференциальная фазовая манипуляция), что обеспечивает передачу до 10 бит на каждой поднесущей. Теоретически достижимая скорость передачи данных составляет 205 Мбит/с.
UPA
UPA была основана в 2004 г. В ее состав вошли ведущие производители электронного оборудования и исследовательские центры: Analog Devices, Ambient, Buffalo, Comtrend, Corinex, D-Link, NETGEAR, Korea Electrotechnology Research Institute, Toshiba и др. Целью ассоциации была разработка стандартов и нормативных документов, определяющих различные аспекты процесса передачи данных для ускорения развития PLC-рынка и продвижения систем передачи данных по электросетям на правительственном и корпоративном уровнях. Один из аспектов выполняемой UPA сертификации — совместная работа оборудования разных стандартов при использовании одной и той же физической среды передачи данных, т.е., к примеру, одновременное использование одной электросети для передачи потоков данных в соответствии со стандартами HomePlug и OPERA. Ассоциация UPA поддерживает основные спецификации, предложенные альянсом OPERA.
HD-PLC
HD-PLC основан японской корпорацией Panasonic Corporation, в состав которой вошли такие компании как AOpen, Advanced Communications Networks, Icron Technologies Corporation, I-O DATA DEVICE, Analog Devices, APTEL, Audiovox Accessories Corporation, Buffalo, OKI, Kawasaki Microelectronics, OMURON NOHGATA, Murata и др. Предложенная корпорацией Panasonic широкополосная технология HD-PLC предназначена для организации высокоскоростной передачи и приема данных по электросети и поддерживается альянсом CEPCA (Consumer Electronics Powerline Communication Alliance).
Этот альянс был образован в 2005 г. влиятельными японскими корпорациями Panasonic, Sony, Toshiba, Mitsubishi, Sanyo и Yamaha. Одно из направлений деятельности CEPCA — объединение усилий по разработке технологии, совместимой с различными стандартами, что потенциально позволит объединить сети передачи мультимедийных данных в пределах квартиры или здания. Конкурентами технологии HD-PLC являются технологии, продвигаемые ассоциациями HomePlug и UPA. Отличительной особенностью технологии HD-PLC является предложенный способ синтеза OFDM-сигнала. В отличие от принятого, к примеру, в технологии HomePlug AV способа формирования OFDM-сигнала с помощью инверсного быстрого преобразования Фурье (FFT), в технологии HD-PLC авторы предложили использовать Wavelet-преобразования. Wavelet OFDM — широкополосная технология передачи данных с использованием электросети, отличающаяся высокой спектральной эффективностью. В этой технологии для синтеза OFDM-сигнала используются Wavelet-преобразования. При этом теоретически достижимая скорость передачи данных составляет 210 Мбит/с.
Участники
Нужно понимать, что все перечисленные альянсы и ассоциации - это своего рода "клубы по интересам", ядро которых составляют несколько крупных производителей интегральных микросхем, преследующих коммерческую выгоду. На периферии же находятся производители модемов и прочего оборудования. Так были сформированы "некоммерческие" организации, развивающие и пропагандирующие "независимый от производителя" стандарт.
Ядро Homeplug Powerline Alliance составляют компании Cisco, Intel, LG, Motorola, Texas Instruments. Именно они являются союзниками компании Intellon, которая отражает американское направление развития данной технологии. Европейское же направление определяет компания DS2 поддерживаемая Европейским Союзом в рамках проекта OPERA. Более двух десятков компаний-партнеров DS2 объединились в ассоциацию UPA, в состав которой входят Buffalo, Corinex, D-Link, Intersil, Netgear, Toshiba и другие компании. Корпорация Panasonic в своих разработках придерживается спецификаций промышленного альянса CEPCA. На этот же стандарт ориентируются такие компании как Hitachi, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sanyo, Sony и др. К числу влиятельных международных организаций по стандартизации, несомненно, относятся Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) и международный союз электросвязи и стандартизации (ITU). В состав этих организаций входят представители ведущих компаний многих стран мира.
В декабре 2008 г. институтом стандартизации ITU-T был принят международный стандарт на высокоскоростную передачу данных по линиям электросетей, телефонным и коаксиальным кабелям. Новый стандарт ITU-T (G.9960), называемый также G.hn, — это пакет спецификаций канального и физического уровней, который унифицирует принцип построения проводных домашних сетей. В конце 2008 г. впервые появился международный стандарт, позволяющий в полной мере использовать потенциал проводных сетей, в которых в качестве физической среды передачи данных используются линии электросети, коаксиальный или телефонный кабели. За обеспечением совместимости всех сетей, созданных на базе G.hn, наблюдает некоммерческая организация Home Grid Forum, одним из основателей которой является компания DS2.
В конце 2008 г. компания DS2 объявила о намерении разработать микросхему PLC-модема, совместимую со спецификациями G.hn, UPA и OPERA. В июле 2005 г. институт IEEE объявил о создании рабочей группы, которая будет заниматься подготовкой стандарта Broadband PowerLine. Объектом изучения были приняты конкурирующие и несовместимые между собой спецификации использования электросетей для высокоскоростной передачи данных. Спецификации были представлены альянсом HomePlug Powerline Alliance, корпорацией Panasonic и компанией DS2.
В результате был одобрен первый проект стандарта: IEEE P1901 Draft Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications. В проекте стандарта предусматривается возможность использования на физическом уровне двух несовместимых между собой способов модуляции (FFT OFDM и Wavelet OFDM). Более того, допускалась возможность использования двух несовместимых между собой методов прямой коррекции ошибок.
Один из них базируется на сверточных турбокодах, во втором используются коды LDPC — коды с малой плотностью проверок на четность. В настоящее время турбокоды применяются в системах спутниковой и мобильной связи, беспроводного широкополосного доступа и цифрового телевидения. В проекте стандарта отсутствуют ссылки на использование технологии, предложенной компанией DS2, а принятые за основу два варианта PHY существенно различаются между собой. В результате оборудование с разными видами модуляции не может взаимодействовать в одной сети, хотя оно и будет соответствовать требованиям стандарта IEEE P1901. При написании были использованы материала этого сайта .
В теории
Основой технологии PowerLine является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбирается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал.
При частотном мультиплексировании (FDM - Frequency-Division Multiplexing) доступный спектр расходуется неэффективно. Связано это с наличием защитных интервалов (Guard Band) между поднесущими. Наличие защитных интервалов необходимо для предотвращения взаимного влияния сигналов.
Поэтому используется ортогональное частотно-разделенное мультиплексирование (OFDM). Идея заключается в размещении центров поднесущих частот так, что пик каждого последующего сигнала совпадает с нулевым значением предыдущего. Как видно, доступная полоса частот при использовании OFDM расходуется более эффективно.
Перед объединением в один сигнал отдельные поднесущие частоты подвергаются фазовой модуляции - каждая своей последовательностью бит.
Затем наступает черед PowerPacket engine, в котором поднесущие собираются в единый информационный пакет (OFDM-symbol). В технологии PowerLine используются 1536 поднесущие частоты с выделением 84 наилучших в диапазоне 2-32 Мгц. Любая технология передачи данных нуждается в адаптации к физической среде, значит ей нужны средства обнаружения и устранения ошибок и конфликтов. PLC не исключение. При передаче сигналов по бытовой сети могут возникать большие затухания на определенных частотах, что приведет к потере данных. В технологии Powerline предусмотрен специальный метод решения этой проблемы - динамическое выключение и включение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). Суть метода заключается в постоянном мониторинге канала с целью выявления участка спектра с превышением максимального порога затухания. В случае обнаружения такого участка передача данных в проблемном диапазоне частот прекращается до восстановления приемлемого значения затухания.
Сила технологии PowerLine, заключающаяся в использовании широкого спектра частот, одновременно является ее слабым местом. В различных странах спектр запрещенных для использования частот строго регламентирован. Работая, PLC-устройство способно "заглушить" радиоприем в используемом спектре. Эту проблему хорошо знают радиолюбители. Поэтому использование OFDM и широкого диапазона частот придают технологии PowerLine гибкость при использовании в различных условиях. Технически это реализуется путем настроек, так называемых Signal Mode и Power Mask на устройствах (в которых предусмотрена соответствующая возможность). Signal Mode - программный метод определения рабочего диапазона частот. Power Mask - программный метод ограничения спектра используемых частот. За счет этого устройства PowerLine могут спокойно сосуществовать в одной физической среде и не зашумлять диапазоны частот используемых радиолюбителями.
Другой существенной проблемой, теперь уже для самих устройств PLC, являются импульсные помехи, источниками которых могут быть различные зарядные устройства, галогеновые лампы, включение или выключение различных электроприборов.
Сложность ситуации заключается в том, что, используя вышеописанный метод, устройство PLC не успевает адаптироваться к быстроизменяющимся условиям, ведь их длительность может быть равна одной микросекунде и меньше. Для решения подобной проблемы используется каскадное кодирование битовых потоков перед их модуляцией и последующей передачей в сеть. Суть помехоустойчивого кодирования состоит в добавлении в исходный информационный поток избыточных битов, которые используются декодером на приемном конце для обнаружения и исправления ошибок. Каскадирование блочного кода Рида-Соломона и простого сверточного кода, декодируемого по алгоритму Витерби, позволяет исправлять не только одиночные ошибки, но и пакеты ошибок, что значительно увеличивает целостность передаваемых данных.
Кроме того, помехоустойчивое кодирование увеличивает безопасность передаваемой информации в общей среде передачи. Так как в качестве среды передачи данных выбрана сеть бытового электропитания, то в один момент времени передачу могут начать сразу несколько устройств. Для разрешения коллизий используется метод CSMA/CA. Благодаря добавлению в кадры данных, передаваемых в сетях PowerLine, полей приоритезации, стало возможным передавать голос и видео через IP.
На практике
HomePlug 1.0
Первая «электрическая» спецификация стандарта HomePlug была разработана и принята уже после года работы альянса - в середине 2001 года. Данная спецификация описывает следующие правила функционирования локальной сети:
- в качестве сетевой топологии используется «шина»;
- максимальная скорость передачи данных составляет 14 Мбит/с;
- максимальный диаметр сети составляет 100 м (на практике расстояние может составлять более 1000 м, но с более низкой скоростью передачи данных);
- допускается применение репитеров, что позволяет увеличить расстояния передачи данных до 10 000 м;
- используются адаптивные механизмы изменения частоты или отключения определённых каналов при обнаружении сильных помех;
- применяется сервис качества QoS (Quality of Service) с четырьмя уровнями качества доставки;
- для шифрования данных используется метод DES с 56-битным ключом шифрования.
По прошествии небольшого промежутка времени появилась неофициальная версия HomePlug 1.0 с пометкой Turbo, технические характеристики которой повторяли характеристики HomePlug 1.0 с единственным, но значительным отличием: скорость передачи данных была увеличена до 85 Мбит/с.
HomePlug AV
Принятие в 2005 году спецификации HomePlug AV стало знаменательным событием, поскольку позволило использовать этот стандарт для работы с большими потоками информации, например с видеопотоком в HD-качестве (HDTV). Если проанализировать данную спецификацию детально, то можно заметить, что при ее разработке были пересмотрены многие подходы, которые применялись при разработке спецификаций HomePlug 1.0 и HomePlug 1.0 Turbo. Спецификация HomePlug AV имеет следующие возможности:
- максимальная скорость передачи данных составляет 200 Мбит/с;
- передача данных ведется в диапазонах частот 2-28 МГц и 4-32 МГц;
- используется метод доступа к передающей среде CSMA/CA;
- применяется сервис качества QoS (Quality of Service);
- для шифрования данных используется технология AES со 128-битным ключом шифрования.
В настоящее время подавляющее большинство конечных подключений осуществляется посредством прокладки кабеля от высокоскоростной линии до квартиры или офиса пользователя. Это наиболее дешевое и надежное решение, но если прокладка кабеля невозможна, то можно воспользоваться имеющейся в каждом здании системой силовых электрических коммуникаций. При этом любая электрическая розетка в здании может стать точкой выхода в Интернет. От пользователя требуется только наличие PowerLine-модема для связи с аналогичным устройством, установленным, как правило, в электрощитовой здания и подключенным к высокоскоростному каналу.
А также, PLC идеальное решение последней мили в коттеджных посёлках и в малоэтажной застройке, в связи с тем, что организация альтернативных каналов связи выходит в стоимости в 4 и более раз дороже, чем готовая электропроводка.
PowerLine-технология может быть использована при создании локальной сети в небольших офисах (до 10 компьютеров), где основными требованиями к сети являются простота реализации, мобильность устройств и легкая расширяемость. При этом как вся офисная сеть, так и отдельные ее сегменты могут быть построены с помощью PowerLine-адаптеров. Часто встречается ситуация, когда необходимо включить в уже существующую сеть удаленный компьютер или сетевой принтер, расположенный в другой комнате или в другом конце здания. Такая проблема легко решается с помощью PowerLine-адаптеров.
PowerLine-технология может быть использована при реализации идеи «умного дома», где вся бытовая электроника связана в единую информационную сеть с возможностью централизованного управления. Благодаря тому, что PLC использует готовые коммуникации, PowerLine-технология может быть использована в автоматизации технологических процессов, связывая блоки автоматизации по электропроводам или другим видам проводов. В связи с тем, что PLC может работать на различных проводах (не обязательно электрических), становится возможным применение технологии в охранных пожарных системах, а также для организации систем видеонаблюдения.
Имеются и отрицательные стороны: например, необходимость подключения всех адаптеров локальной сети к одной фазе. К ним также относится недостаток топологии «шина» - скорость делится между всеми устройствами сети.
Приведу пример реализации технологии в сети интернет-провайдера. Существуют различные варианты реализации технологии.
Я расскажу об одном, возможно самом простом. Подключение к Ethernet коммутаторам не представляет из себя чего-то необычного. PLC-контроллер устанавливается в ящик вместе с коммутатором на доме. Подключаются они друг к другу стандартным патч-кордом в 100мб/с FastEthernet порты. Ящик, в зависимости от модели PLC-контроллера или Head End"а (далее HE), может выглядеть по-разному.
PLC-сигнал передается по коаксиальному кабелю, который, с одной стороны, подключается к НЕ, с другой, к сплиттеру. Сплиттер - это своего рода переходник, используемый для подключения нескольких НЕ в доме. Такая необходимость может возникнуть при большом количестве подключений или при высоких требованиях к пропускной способности канала связи.
В случае использования нескольких НЕ производятся настройки Power Mask c выбором Signal Mode. Принятие этой меры необходимо для однозначного определения актуального НЕ для конкретного CPE клиента. В противном случае будет возникать ситуация с переключением CPE между HE, а значит и переавторизацией после каждого переключения.
Количество переключений определяется стабильностью связи между HE и CPE. С настройкой Signal Mode сильно разгуляться не выйдет, там всего несколько вариантов, а вот Power Mask можно настраивать достаточно гибко. В распоряжении инженера 256 битное поле данных, в рамках которого можно разрешать или запрещать работу в том или ином спектре частот. На данном этапе мы имеем две независимых сети: электрическую и сеть данных. Как же получить сеть способную передавать данные через вожделенную среду? Тут не обойтись без устройства "вливающего" PLC сигнал в электрические провода. Таким устройством является инжектор или, как его еще называют, каплер, а процесс "вливания" - инжектирование.
Для соединения коаксиальных кабелей используются специальные соединители.
Инжектировать можно и с помощью ферритовых колец. Да, не только фильтрами защищающими от шумов они могут быть. Тут стоит сказать, что далеко не каждый феррит подходит, а монтаж далеко не так прост, как хотелось бы. В результате монтажа ферритового кольца, сигнал инжектируется, но результат будет однозначно хуже, чем при использовании каплера.
После этого конечный пользователь уже может получить доступ к сети через электрическую розетку. Но ключевое слово здесь "может". Существует множество факторов влияющих на уровень сигнала и на возможность передачи данных по электрической сети. Их нужно выявлять путем замеров уровня сигнала на разных участках сети и устранять наиболее подходящим способом. Обычно это высокий уровень шумов на нижних этажах, например, девятиэтажного здания, или сильная зашумленность, в участке электрической цепи после УЗО (в направлении к потребителю). В этих ситуациях эффективно использовать шунт, который является своего рода "обходным путем" для PLC сигнала передаваемого в электросети. При слабом сигнале можно сделать дополнительное инжектирование при помощи все того же ферритового кольца или каплера. В конечном счете, схема подключения выглядит примерно так:
В сухом остатке
В заключении скажу, что технология PowerLine таит в себе множество подводных камней и не так проста в реализации и использовании, как о ней пишет производитель. Вполне неплохо данная технология подойдет в использовании на предприятиях для управления автоматизированными линиями. Строить локальную сеть дома на подобной технологии, наверное, экономически невыгодно, ведь один из самых дешевых PLC-адаптеров стоит порядка 1200 рублей. Следует учесть, что устройств нужно минимум два, а значит, сумма решения возрастает уже до двух с половиной тысяч рублей, при этом нет гарантии, что такая сеть будет работать стабильно 24х7. Но тут, как говорится, каждый решает сам, что для него приемлемо.
Что же касается использования Power Line в сети провайдера, то, скорее всего, время PLC уже прошло. В первую очередь, потому что комфортно работать в сети могут 1-15 пользователей, дальше могут начаться проблемы со скоростью и стабильностью подключения. В настоящее время ситуация когда НЕ перегружен редкость, т.к. большинство домов, вошедших в зону покрытия сети, подключены по технологии Ethernet. У PLC есть одно серьезное преимущество: услуга готова предоставиться любому потенциальному клиенту. Что это значит?
Если сравнивать с тем же Ethernet, то клиент сначала должен оставить заявку, заключить договор на предоставление услуг, после чего придут монтажники, просверлят, протянут, обожмут и готово - услугой можно пользоваться. С PLC иначе. Клиент делает заявку по телефону, на сайте, либо через ICQ, в конце концов, он может просто прийти в офис продаж для заключения договора и получения оборудования. Инсталляция оборудования крайне проста: нужно включить модем в розетку. По истечении 10 минут подключение уже будет работать (если, конечно, нет проблем с сигналом в квартире). При этом пользователь и не подозревает, что модем устанавливает связь с НЕ, авторизуется на RADIUS, вносится в базу данных, за ним закрепляются конфигурационные параметры, формируемые в виде отдельного конфигурационного файла, которые модем загружает и применяет. И только после этого клиентское оборудование получает ip адрес, с которым может работать в сети. С этого момента оборудование считается инсталлированым. Последующие подключения за этим же HE осуществляются менее чем за минуту.
При использовании CPE за другим HE (другой адрес или другой подъезд) инсталлировать оборудование придется повторно. Процесс проходит настолько гладко, что некоторые пользователи и не догадываются о том, сколько сотен метров кабелей и различного рода устройств, от НЕ до BGW, за их модемом.
Однажды обратился клиент и раздраженно недоумевал, как это так, у него не заработал интернет на даче. У себя дома и у друзей с его модемом ведь все работает! И это не единичный случай, бывали клиенты, переезжающие даже в другой город с оборудованием, выданным им во временное пользование. На просьбу сдать оборудование последовал ответ, дескать нет времени, кроме того клиент собирался продолжить использование этого оборудования. Оператор попытался убедить клиента все-таки отдать оборудование компании, аргументировав тем, что оно для него все равно бесполезно, и подключиться к интернету там, в другом городе, не удастся. Ответ был преисполнен сарказма: "Розетки там тоже есть". Ну что тут скажешь...
К плюсам технологии PLC можно отнести то, что мощность передатчика составляет 75 мВт, а это позволяет избежать регистрации оборудования как радиочастотного. Почему это важно? Нам, простым смертным, не стоит забывать о радиолюбителях, чьи интересы охраняются законодательством и в случае ущемления прав или зашумления избранного радиочастотного диапазона, на их защиту встанет Роспотребнадзор. О сложившихся баталиях и инженерных решениях можно написать отдельную большую статью. Скажу лишь то, что топор войны зарыт, шаткий мир поддерживается оперативным реагированием инженеров на обращения радиолюбителей.
Теперь очередь недостатков технологии. Помимо стоимости оборудования, это еще и зависимость от количества работающих CPE за одним HE. Это обстоятельство определяется шинной топологией сети. Не нужно забывать о высокочастотных шумах, появляющихся в сети вследствии включения электроприборов или при использовании импульсных блоков питания, энергосберегающих ламп и т.п. В некоторых случаях придется буквально выбирать: или подключение к сети в темноте или без интернета, но в освещенной комнате. Ирония иронией, но все это кажется смешным до тех пор пока не придется столкнуться с проблемой лицом к лицу. Кроме того, на качество и скорость связи оказывает отрицательное влияние качество электропроводки, наличие скруток (снижение скорости до полного пропадания) тип, мощность бытовых электроприборов и устройств.
Надеюсь, что материал, представленный в данной статье, даст ответы на некоторые вопросы, возможно, возбудит здоровый интерес к технологии.
Идея осуществлять передачу данных по электрической сети появилась
несколько десятков лет назад. Еще в 30-х годах прошлого века в России и Германии
проводились эксперименты по использованию силовых линий для передачи информации.
Однако до конца 90-х годов технология находила весьма ограниченное применение.
В основном она использовалась для оснащения высоковольтных линий электропередачи
ВЧ-каналами связи для передачи управляющей информации для технических служб
с низкой (2,4 Кбит/с) скоростью.
собый
интерес к возможности передачи информации по силовой сети возник с развитием
Интернета. Чтобы предоставить доступ в Интернет широким слоям населения, необходимо
было связать точки присутствия провайдера с домами или офисами клиентов, большинство
из которых не имеют канала для высокоскоростного доступа, аналогичного тому,
которым обладает провайдер. Причем для того, чтобы проложить такой кабель, каждому
клиенту придется выложить немалую сумму. И если корпоративные пользователи часто
могут позволить себе подключение по дорогостоящей технологии, то для домашних,
которых значительно больше, это абсолютно неприемлемо. Таким образом, перед
инженерами была поставлена задача разработать доступную по цене технологию последней
мили, которая надежно связала бы провайдера и его клиентов.
Десятки компаний работали в этом направлении, вложив сотни миллионов долларов
в различные технологии, начиная с хDSL, коаксиальных телевизионных кабелей,
беспроводного радиодоступа и заканчивая передачей данных через спутник.
Многие технологии основывались на том, чтобы использовать уже имеющуюся инфраструктуру
- телефонные линии, сети кабельного телевидения и т.п. - для осуществления доступа
в Интернет. Однако очевидно, что с точки зрения распространенности и доступности
готовой инфраструктуры с силовой сетью не может сравниться никакая другая. Силовые
розетки есть в каждом доме даже в самых отдаленных уголках земного шара.
В 90-х годах проводился целый ряд исследовательских работ по высокоскоростной
передаче данных по силовой сети, в ходе которых были выявлены некоторые проблемы:
электропроводка характеризуется высоким уровнем шумов, быстрым затуханием высокочастотного
сигнала, изменением коммуникационных параметров линии в зависимости от текущей
нагрузки. Со временем эти трудности удалось преодолеть. В процессе разработки
более совершенных способов модуляции сигналов были созданы технологии высокоскоростного
выхода в Интернет при помощи электросети.
Пионером в этой области была британская компания Nor.Web, которая совместно
с компанией United Utilities разработала технологию Digital Power Line (DPL),
позволяющую передавать голос и пакеты данных через простые электрические сети
120/220 В.
В 1997 году был проведен первый эксперимент, а уже через два года технология
прошла испытания в Манчестере и Милане. Однако результаты были неудачными, и
Nor.Web прекратила исследования. Неоднородность среды передачи и отсутствие
элементной базы и единого стандарта привели к тому, что технология Digital Powerline
не получила коммерческого применения.
Вслед за DPL появились решения немецких компаний: Bewag запатентовала телекоммуникационную
разработку, позволяющую передавать данные по электропроводам, Veba достигла
увеличения скорости передачи данных по силовым сетям, но наибольших успехов
в технологии передачи данных по электросетям добилась израильская компания Main.net
(www.mainnet-plc.com). Ее технология PLC (Powerline Communications) получила
широкое распространение.
PLC-оборудование обеспечивает передачу как данных, так и голоса (VoIP). Скорость
передачи данных может составлять от 2 до 10 Мбит/c.
В основе технологии PLC лежит частотное разделение сигнала, при котором высокоскоростной
поток данных разбивается на несколько низкоскоростных потоков, передающихся
на отдельных поднесущих частотах с последующим их объединением в один сигнал.
Главным ценовым конкурентом «электрического» доступа является асимметричная
цифровая абонентская линия (Asymmetrical Digital Subscriber Lines, ADSL). При
этом следует отметить, что несимметричные каналы не подходят для решения всех
задач, например они не годятся для динамичных онлайновых игр, где обратный трафик
достаточно велик.
PLC-службы, такие как высокоскоростной доступ в Интернет (high speed Internet),
сегодня доступны в целом ряде европейских стран. Например, в Германии служба
предлагается в нескольких городах под разными торговыми марками: Vype (www.vype.de);
Piper-Net (www.piper-net.de)
и PowerKom (www.drewag.de);
в Австрии под торговой маркой Speed-Web (www.linzag.net);
в Швеции услуга предоставляется под брендом ENkom (www.enkom.nu);
в Нидерландах под именем Digistroom (www.digistroom.nl);
в Шотландии Broadband (www.hydro.co.uk/broadband).
Перспективная технология заинтересовала таких мощных игроков телекоммуникационного
рынка, как Motorola, Cisco Systems, Intel, Hewlett-Packard, Panasonic, Sharp
и др. Например, Motorola совместно с Phonex Broadband и Sonicblue успешно опробовала
метод передачи по электросети музыкальных файлов. Для того чтобы избежать негативных
факторов конкуренции, несколько крупных телекоммуникационных компаний объединились
в альянс (он получил название HomePlug Alliance) с целью совместного проведения
научных исследований и практических испытаний, а также принятия единого стандарта
на передачу данных по системам электропитания.
Привлекательность PLC-технологии для энергетических компаний
Для энергетических компаний PLC-технология выгодна по следующим причинам:
Открывает путь на новые рынки, так как превращает линии электропередачи в
сеть передачи данных;
Позволяет предлагать клиентам такие востребованные услуги, как высокоскоростной
доступ в Интернет, телефонию и др.;
Не требует частотного ресурса и соответствующих лицензий;
Недорогое оборудование обеспечивает низкие начальные капиталовложения и возможность
поэтапного наращивания мощностей;
Позволяет предложить новые виды услуг без существенных капиталовложений, поскольку
электросетевое оборудование уже имеет большое количество пользователей, развитую
инфраструктуру для построения системы поддержки клиентов, ремонтные службы и
т.п.;
Предоставляет энергетическим и муниципальным компаниям возможность постоянного
дистанционного мониторинга всех параметров потребления электроэнергии, воды,
газа, тепла и транзакций по оплате любых видов услуг.
Высокоскоростной доступ в Интернет
Стоимость реализации технологии последней мили складывается из стоимости линейной
инфраструктуры (примерно 60-80% от общей стоимости), стоимости оборудования
(20-30%) и стоимости проектирования, подготовительных инжиниринговых работ и
т.п. (10-20%). Широкая распространенность электрических сетей 0,2-0,4 кВ, отсутствие
необходимости в дорогостоящих работах по проводке траншей и пробивке стен для
прокладки кабелей стимулируют повышенный интерес к ним как к среде передачи
данных. В качестве примера высокоскоростного подключения к Интернету можно привести
технологию швейцарской компании Ascom, являющейся лидером в производстве систем
и сетей связи на основе PLC-технологии. Компания предлагает комплексное решение,
при котором питающие здание электрические кабели служат «последней милей» для
передачи данных, а электропроводка внутри здания выступает в роли «последнего
дюйма». Наружная (Outdoor; рис. 2) и внутренняя (Indoor;
рис. 3) системы позволяют использовать одну и ту же передающую
среду и различные несущие частоты. Для передачи данных по питающим здание фидерам
применяются низкие частоты, а внутри зданий - высокие.
Для наружных приложений компания Ascom предлагает использовать три несущие со
значением средних частот 2,4; 4,8 и 8,4 МГц. В зависимости от расстояния передачи
каждая из несущих передает данные со скоростью от 0,75 до 1,5 Мбит/с. При небольшом
расстоянии между промежуточной приемопередающей точкой (например, трансформаторной
подстанцией) и зданием применяются все три несущие. При этом достигается скорость
передачи до 4,5 Мбит/с. При минимальной скорости передачи без репитеров может
быть покрыто расстояние 200-300 м. Для наивысших значений скоростей передачи
расстояние сокращается примерно вдвое.
Концепция репитеров позволяет PLC вдвое расширить область действия наружных
и внутренних приложений. Репитер принимает трафик данных от мастер-устройства
и передает его на оконечные устройства, которых оно не может достичь напрямую.
Еженедельно компания Ascom выпускает около 6 тыс. PLC-адаптеров и 2 тыс. сетевых
устройств.
В качестве примера реализации проектов Ascom Powerline можно привести проект
одного из ведущих поставщиков электроэнергии в Германии - компании RWE, предоставляющей
доступ через сеть RWE PowerNet по более низкой цене, чем телевизионные и кабельные
компании. В настоящее время на базе оборудования Ascom Powerline Communications
AG уже реализован ряд проектов в странах Восточной Европы, готовятся пилотные
проекты по внедрению PLC на Украине и в России.
PLC-технологии для домашних сетей
Возможность передачи информации по электросети позволяет решить проблему не
только последней мили, но и «последнего дюйма». Дело в том, что количество проводов,
которые используются для соединения домашних ПК и других предметов домашней
электроники, уже возросло непомерно: в 150-метровой квартире прокладывается
до 3 км различных кабелей. А электрическая сеть как раз является идеальной средой
для передачи управляющих сигналов между бытовыми приборами, работающими в сети
110/220 В. PLC-технологии для домашних сетей позволяют эффективно реализовать
концепцию интеллектуального дома, предоставив целый ряд услуг по дистанционному
мониторингу, охране жилища, управлению его режимами, ресурсами и пр.
В частности, известная компания LG предлагает связывание своей бытовой электроники
посредством силовой сети (рис. 5):
Интернет-холодильник осуществляет функции контроля и мониторинга цифровой
электроники, подключенной к сети, и предоставляет доступ в Интернет;
Интернет-стиральная машина управляется по сети, позволяет загружать программы
стирки из Интернета;
Интернет-микроволновая печь позволяет скачать рецепт блюда из Интернета, осуществлять
удаленный Интернет-мониторинг;
Интернет-кондиционер управляется через Интернет.
Ожидается, что PLC-технология сможет дать новый импульс развитию средств передачи
данных по линиям электропитания и сделает возможным прямой доступ в Глобальную
сеть практически из любой точки земного шара по минимальной стоимости. Пока
технология не получила широкого распространения, однако в ближайшем будущем
можно ожидать, что она серьезно потеснит альтернативные технологии и приведет
к существенным изменениям на рынке провайдерских услуг: к снижению расценок
на доступ в Сеть, включая цены на подключение по коммутируемой телефонной линии
и по выделенным линиям.
Если PLC-технология получит распространение, она сможет значительно изменить
расстановку сил на рынке предоставления услуг Интернет-доступа и будет способствовать
разработке новых принципов проектирования силовых электрических сетей - с учетом
как энергетических, так и коммуникационных требований.
17.10.1999
Юрий ПОДГУРСКИЙ, Владимир Заборовский
В последнее время наблюдается всплеск интереса к средствам передачи данных по линиям электропитания. Это обусловлено, прежде всего, повсеместно возрастающей потребностью в средствах телекоммуникаций как в глобальном, так и в локальном масштабах.
Системы управления и мониторинга в промышленности и на транспорте, в медицине, энергетике, системах экологической безопасности и других областях человеческой деятельности становятся все более интеллектуальными и распределенными. Одновременно значительное распространение получают новые виды информационного обмена - средства домашней автоматики, сети малых и домашних офисов (SOHO), распределенные системы охранной и иной сигнализации, которые также нуждаются в развитой инфраструктуре средств связи. При этом определяющую роль играет экономический фактор: средства информационного обмена, являясь «инструментом» коммуникаций, должны быть дешевыми и повсеместно доступными.
На фоне слабой инфраструктуры российской проводной связи именно широкая распространенность электрических сетей, отсутствие необходимости проведения дорогостоящих работ, связанных с созданием траншей и колодцев, пробивкой стен и прокладкой кабелей, а также возможность формирования симметричных каналов связи (рис. 1) стимулируют повышенный интерес к электрическим сетям как среде передачи данных.Особенности линий питания
Сложность организации связи по линиям электропитания заключается в том, что существующие электросети первоначально не предназначались для передачи данных. Они характеризуются высоким уровнем шумов и быстрым затуханием высокочастотного сигнала, а также тем, что коммуникационные параметры линии, постоянные для традиционных физических сред, существенно меняются во времени в зависимости от текущей нагрузки. Специфической особенностью линий электропитания является и их разветвленная древовидная топология. Кроме того, при организации связи должны быть обеспечены электромагнитная совместимость и экранирование процессов передачи данных от собственно электропотребления.
Реализация систем передачи данных по электрическим линиям в России связана с дополнительными трудностями, заключающимися в том, что технические характеристики отечественных электрических сетей отличаются от характеристик сетей западных и пожалуй, (более важно), отсутствуют стандарты, определяющие главные параметры систем передачи данных по линиям электропитания.
Основные области применения
В настоящее время существует несколько стандартных системных подходов к передаче информации по линиям питания. Различия между ними состоят прежде всего в ориентации на конкретный класс приложений, а также в методах и средствах обеспечения надежного информационного взаимодействия.
Важнейшие области применения средств связи на основе электрических сетей показаны на рис. 2. Каждый класс приложений характеризуется специфическими требованиями к скорости и дальности передачи, методу доступа и другим показателям, определяющим качество передачи.К низкоскоростным распределенным системам управления и учета относятся системы автоматического управления в цехах и на производственных территориях, системы жизнеобеспечения зданий (лифты, кондиционеры, вентиляция), складские системы, средства учета энергопотребления, системы охранной и пожарной сигнализации в дачных поселках, гаражных кооперативах и т.д.
Другой класс приложений составляют средства домашней автоматики, позволяющие комплексно управлять бытовыми приборами вплоть до автоматического согласованного включения кофеварок и тостеров, а также вывода на телеэкран изображения с входной видеокамеры при появлении нежданных гостей. Сюда же можно отнести локальные сети для домашних и малых офисов, развернутые в пределах небольшого здания или отдельной квартиры.
Несомненный интерес представляют примеры успешного использования электрических сетей для организации телефонной связи в поселках и на ограниченных территориях, а кроме того, для обеспечения высокоскоростного доступа в Internet. Прогресс в этой области может не только изменить расстановку сил на рынке Internet-провайдеров, но и вызвать к жизни новые принципы проектирования силовых электрических сетей и их оптимальной структуризации с учетом как энергетических, так и коммуникационных требований.
Архитектура взаимодействия
Архитектура информационного взаимодействия на основе электросетей имеет иерархическую структуру; в обобщенном виде она представлена на рис. 3. Даже в рамках одной прикладной области конкретные ее реализации отличаются методами надежной доставки данных на различных уровнях иерархии.
Повышение надежности передачи на физическом уровне связано с выбором способа модуляции и частотного диапазона, с использованием методов цифровой обработки сигналов и адаптивного управления. Здесь в первую очередь следует отметить перспективность алгоритмов широкополосной (Spread Spectrum) модуляции, существенно повышающей помехоустойчивость передачи.При использовании SS-модуляции мощность сигнала распределяется в широкой полосе частот, и сигнал становится незаметным на фоне помех. На принимающей стороне значимая информация выделяется из шумоподобного сигнала с использованием уникальной для данного сигнала псевдослучайной кодовой последовательности. С помощью различных кодов можно осуществлять передачу сразу нескольких сообщений в одной широкой полосе частот. Описанный принцип лежит в основе метода множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). Технологии SS-модуляции и CDMA подробно рассмотрены в литературе (главным образом, на примерах использования в сотовых телефонных сетях). Здесь лишь отметим, что помимо помехоустойчивости SS-модуляция обеспечивает высокий уровень защиты информации.
Основные способы повышения надежности передачи на канальном уровне следующие:
- разбиение пакетов данных на кадры небольшой длины;
- использование корректирующих кодов для выявления и исправления ошибок;
- применение низкоуровневых протоколов надежной передачи на основе подтверждений приема коротких кадров;
- использование эффективных методов управления доступом к среде передачи данных.
Короткие пакеты позволяют увеличить не только вероятность достоверной передачи порции данных, но и эффективность адаптации передающей стороны к быстро меняющимся характеристикам сети. При использовании широкополосной модуляции это выражается в оптимальном перераспределении мощности сигнала в полосе частот с учетом фактического спектра помех.
Некоторые фирмы разработали оптимизированные протоколы доступа к среде, учитывающие особенности «электросетевых» приложений и зашумленность линий питания. Поскольку значительная часть таких приложений (автоматический учет, охранная сигнализация, домашняя автоматика) предполагает наличие в сети одного активного узла, для обеспечения доступа целесообразно использовать методы опроса или передачи маркера. Это снимает проблемы распознавания несущей в зашумленных сетях и необходимость выявления коллизий. В целях повышения надежности самого управления доступом используется принцип «трехкратного рукопожатия» при передаче маркера.
Базовые компоненты
Типовая функциональная схема и основные компоненты коммуникационного узла «электрической сети связи» представлены на рис. 4.
Ядром коммуникационного узла являются контроллеры сетевого, канального и физического уровней; последние часто называются также приемопередатчиками или трансиверами. Как правило, эти компоненты реализуются на базе универсальных либо специализированных микропроцессоров и выпускаются рядом фирм в виде наборов микросхем.Изолирующий (соединительный) модуль в общем случае осуществляет две функции: изолирует аппаратуру коммуникационного узла от напряжения питания и выделяет информационный сигнал из силового напряжения. Обычно этот модуль выполняется из отдельных радиоэлектронных компонентов.
Некоторые фирмы изготавливают специальные микросхемы усилителей мощности, позволяющие передавать сигнал на большие расстояния. На основе этих компонентов может быть построен электромодем со стандартным или заказным интерфейсом пользователя.
Для обеспечения совместимости изделий различных производителей (в рамках одного класса приложений) предпринимаются усилия по стандартизации технологий передачи информации по линиям питания.
Технологии и продукты
Наиболее распространенными технологиями передачи данных по электрическим сетям 120/220 В являются:
- X-10 одноименной фирмы (http://www.x10.com
);
- CEBus компании Intellon (http://www.intellon.com
);
- LonWorks корпорации Echelon (http://www.echelon.com
);
- Adaptive Networks, предложенная фирмой с таким же названием (http://www.adaptivenetworks.com
);
- DPL 1000 производства NOR.WEB (http://www.nor.webdpl.com
).
Технология X-10
разработана в 1978 г. корпорацией Х-10 с ориентацией на задачи дистанционного управления светильниками и простейшими бытовыми приборами. Для передачи двоичной информации здесь используется генерация коротких радиоимпульсов частотой 120 кГц в момент перехода переменного напряжения через ноль. Выбор такой схемы кодирования обусловлен тем, что нулевое значение напряжения характеризуется меньшими уровнями шумов и влияния других устройств, подключенных к сети.
Двоичной «1» соответствует передача частоты 120 кГц в течение 1 мс, а двоичному «0» - отсутствие радиоимпульса. В целях уменьшения ошибок для передачи одного бита используются два перехода через ноль. Поэтому скорость передачи ограничена величиной 60 бит/с (для сети 120 B, 60 Гц).
Прикладному уровню соответствует язык управления простейшими устройствами. Полная команда Х-10 состоит из двух пакетов, разделяемых интервалами в три периода для ее передачи требуется 47 циклов или приблизительно 0,8 с.
Контроллеры и адаптеры Х-10 выпускаются многими фирмами США. В ряде стран Европы доступны продукты Х-10, адаптированные к европейским электросетям. Стоимость модулей Х-10 колеблется от 8 долл. за пассивный приемник до 50-100 долл. за многофункциональное активное устройство.
Основными недостатками системы на базе Х-10 являются низкая скорость передачи и функциональная ограниченность.
Технология Intellon CEBus (Intellon SSC)
создавалась компанией Intellon для передачи данных по линиям электропитания (120 В, 60 Гц) в соответствии со стандартом домашней сети CEBus (более подробную информацию об этом стандарте можно найти в Internet по адресу http://www.CEBus.com
). Стандарт CEBus (EIA-600) определяет требования, которые сделают возможным взаимодействие бытовых приборов и устройств домашней автоматики на основе различных физических сред передачи: линий электропитания, радио- и инфракрасных каналов, коаксиального кабеля и др. Модель CEBus включает протоколы прикладного, сетевого, канального и физического уровней эталонной модели OSI.
Функции прикладного уровня выполняет язык приложений CAL (Common Application Language), описанный в документе EIA-721. Он определяет унифицированный синтаксис для описания функционирования различных устройств и набор типовых команд. CAL является объектно-ориентированным языком, позволяющим задавать прикладные контексты взаимодействия, в частности звуковое управление телевизором, музыкальным центром, видеомагнитофоном и СD-плейером. Каждый контекст далее разбивается на объекты, представляющие собой такие параметры управления, как громкость, яркость и т.д.
Протокол сетевого уровня формирует пакеты данных, содержащие всю необходимую информацию об адресах источника и приемника.
Стандартом CEBus предусмотрена одноранговая модель взаимодействия, при которой любой узел имеет свободный доступ к сети. Для предотвращения коллизий на канальном уровне задействован механизм CSMA/CDCR.
На физическом уровне Intellon CEBus Powerline Carrier Protocol использует технологию SS-модуляции, предусматривающую передачу каждого бита данных в полосе частот 100-400 кГц.
Компания Intellon предлагает семейство продуктов Power Line Evaluation Kit, реализующих технологию Intellon CEBus: от комплекта микросхем до системного решения и средств проектирования сети. Его стоимость - 245 долл. По имеющейся информации, Microsoft приобрела лицензию на использование технологии Intellon CEBus для передачи данных по электрическим сетям.
Технология LonWorks (Local Operation NetWorks)
разработана американской корпорацией Echelon с целью создания распределенных систем (сетей) управления промышленного и бытового назначения. LonWorks предоставляет средства и конструктивные блоки, необходимые для проектирования, монтажа и обслуживания интеллектуальных взаимодействующих узлов и подсистем, включающих различные типы датчиков, устройств управления, индикации и т.д.
Основными компонентами технологии LonWorks являются:
- протокол LonTalk;
- микропроцессор Neuron Chip (3 х 8 бит ЦП, 10 Кбайт ОЗУ, 10 Кбайт ПЗУ);
- специализированные модули - трансиверы для различных сред передачи, управляющие модули, сетевые адаптеры и маршрутизаторы;
- средства проектирования - LonBuilder (конфигурирование и отладка сетей LonWorks), NodeBuilder (конфигурирование отдельного узла), LonMaker (анализ протоколов);
- программные шлюзы - Ethernet, Т1, Х.25, Bitbus, Profibus, CAN, Modnet, SINEC, Grayhill, Opto22 (цифровой), OptoMux, Modbus, ISAbus, STD32 bus, PC/104, VMEbus и EXMbus.
Основу технологии LonWorks составляет протокол LonTalk, используемый узлами сети для обмена информацией. Каждый узел сети должен содержать микропроцессор, реализующий функции данного протокола.
Протокол LonTalk является открытым и может быть «встроен» в любой подходящий микропроцессор. Примером такого встраивания является упомянутый выше микропроцессор Neuron Chip, который разработан по технологии LonWorks и производится компаниями Motorola и Toshiba. Этот чип обеспечивает эталонную реализацию LonTalk и допускает использование как в задачах управления обменом данных, так и для тестирования других реализаций указанного протокола.
LonTalk представляет собой семиуровневый коммуникационный протокол, позволяющий осуществлять надежную передачу данных через различные физические среды - витую пару, радиоканал (RF), инфракрасный канал, линии электропитания, коаксиальный или оптический кабель. Для среды каждого типа разработаны трансиверы, поддерживающие работу сети при различных длинах каналов, скоростях передачи и сетевых топологиях. Применяемый метод доступа - CSMA.
Для линий электропитания 24/120/220/380/480 В переменного (50/60/400 Гц) и постоянного тока разработано несколько трансиверов (PLT), выполненных в виде микросхем и микросборок.
Цена компонентов LonWorks достаточно велика: 42 долл. - за трансивер, от 2000 долл. - за систему программирования.
Технология LonWorks находит применение прежде всего в системах жизнеобеспечения зданий, промышленной и домашней автоматики. Она является одной из лидирующих в области распределенных управляющих сетей. Это подтверждается и тем, что в последнее время к разработкам домашних сетей на основе LonWorks активно подключилась Microsoft, а компания Cisco Systems продемонстрировала возможность доступа через Internet к узлам сети LonWorks с помощью обычных браузеров.
Корпорация Adaptive Networks (ANI)
выпускает ряд продуктов, поддерживающих высоконадежную передачу данных по любым видам электропроводки, в том числе соответствующим европейскому стандарту CENELEC. Технология, запатентованная ANI, обеспечивает эффективную скорость передачи до 115 кбит/с (физическая скорость 268 кбит/c) и надежность, сопоставимую с таковой для специальной выделенной кабельной инфраструктуры.
В 1991 г. технология Adaptive Networks была утверждена в качестве стандарта передачи данных для систем контроля в бортовых холодильных контейнерах (ISO 10368). Ее отличительными особенностями являются:
- обеспечение надежной передачи данных при высоком уровне помех за счет быстрой адаптации широкополосного сигнала к реальным характеристикам электросети;
- возможность работы с существующим сетевым ПО, ориентированным на витую пару или другой вид кабеля;
- использование прозрачного, надежного протокола канального уровня с исправлением ошибок (вероятность ошибочной передачи бита равна 10 -9);
- интегральная реализация, не требующая дополнительной интерфейсной логики;
- гибридная схема маркерного доступа к среде, используемая при достаточно большой загруженности сети.
В настоящее время выпускаются комплекты микросхем и модули, обеспечивающие эффективную пропускную способность 4,8 (AN48), 19,2 (AN192) и 100 кбит/с (AN1000). Для каждого набора микросхем предлагаются средства проектирования (Evaluation Kit). Стоимость компонентов и инструментальных средств достаточно высока.
Технология
DPL 1000,
позволяющая передавать данные по электросетям со скоростью до 1 Мбит/с, разработана английской компанией NOR.WEB (совместное предприятие Nortel Networks и United Utilities).
DPL 1000 можно по праву считать революционным шагом в развитии средств передачи данных по линиям электропитания, поскольку она открывает возможность практически всеобщего прямого доступа в Internet по крайне низким ценам. Если испытания, проводимые в настоящее время в нескольких странах Европы, подтвердят работоспособность систем на основе DPL1000, то в будущем можно ожидать существенных изменений на рынке провайдерских услуг и снижения расценок на доступ в Internet.
Новая технология базируется на запатентованных средствах экранирования данных от электрических наводок. Технические подробности ее реализации в доступных источниках практически отсутствуют. DPL 1000 представляет собой законченное решение для передачи данных от понижающей трансформаторной подстанции до конечного пользователя в доме или офисе.
В соответствии с технологией DPL 1000 производится определенная настройка рабочих параметров фрагмента распределительной электрической сети, подключенного к низковольтной обмотке понижающего трансформатора, после чего он может использоваться в качестве локальной сети. При этом снимается проблема «последней мили» для Internet-провайдеров и обеспечивается постоянный прямой доступ пользователей к Internet без загрузки телефонных абонентских линий.
В локальные сети на основе DPL 1000 входят следующие аппаратные компоненты:
- центральная станция, которая обеспечивает подключение локальной сети к магистральным каналам связи и сетевое администрирование;
- базовая станция, размещаемая на трансформаторной подстанции и реализующая подключение информационной локальной сети к низковольтным силовым линиям питания;
- присоединительное устройство, которое устанавливается на входе силового кабеля в дом (рядом с электросчетчиком) и обеспечивает стыковку с внутренней информационной сетью;
- коммуникационный модуль, подключаемый к компьютеру, на котором устанавливается коммуникационное ПО.
В настоящее время в нескольких европейских странах развернуты демонстрационные зоны для «обкатки» технологии DPL 1000. Например, в Великобритании с ее помощью к Internet подключена общеобразовательная школа, а в Германии на основе DPL 1000 первые пользователи получили постоянный выход во Всемирную сеть со скоростью до 1 Мбит/с в обоих направлениях.
Отдельные компоненты для передачи данных по электросетям создают и другие фирмы, среди которых следет отметить Intelogis и ITRAN.
Список используемых сокращений
|
AMR (Automated Meter Reading)
- автоматическое считывание показаний счетчиков. ASK (Amplitude-Shift Keying)
- амплитудная манипуляция. ASST (Adaptive Spread Spectrum Transmission)
- адаптивная широкополосная передача; патентованная технология компании Adaptive Networks. BPSK (Binary Phase-Shift Keying)
- двухпозиционная фазовая манипуляция. CAL (Сommon Application Language)
- унифицированный язык приложений стандарта CEBus. CEBus (Consumer Electronics Bus)
- шина бытовой электроники; стандарт взаимодействия на основе домашней сети, разработанный ассоциацией EIA. CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standartization)
- Европейский комитет стандартов по электротехнике. CDMA (Code Division Multiple Access)
- множественный доступ с кодовым разделением каналов. Метод доступа при использовании широкополосной (SS) модуляции. Осуществляется за счет перемножения последовательности полезных битов информации на индивидуальную псевдослучайную последовательность более коротких импульсов. DCSK (Differential Code Shift Keying)
- дифференциальная кодовая манипуляция; технология широкополосной модуляции, разработанная фирмой ITRAN Сommunications. DPL (Digital Power Line)
- «цифровая» линия электропитания. EIA (Electronics Industry Association)
- Ассоциация электронной промышленности. FCC (Federal Communications Commission)
- Федеральная комиссия связи (США). FSK (Frequency-Shift Keying)
- частотная манипуляция. ICSS (Integrated Circuit/Spread Spectrum)
- интегральные микросхемы для широкополосной модуляции; торговая марка фирмы National Semiconductor. PLT (Power Line Tranceiver)
- трансивер для передачи данных по линии электропитания. PSK (Phase-Shift Keying)
- фазовая манипуляция, при которой фаза несущей принимает только фиксированные из ряда допустимых значений (например, 0, 90, 180 и 270 град.), а информация закладывается в изменения фазы несущей. SOHO (Small Office/Home Office)
- малый/домашний офис. SSC (Spread Spectrum Carrier)
- «широкополосная» несущая. SST (Spread Spectrum Transmission)
- широкополосная передача.
|
Электромодемы ЭМ-20 и ЭМ-30
|
Производитель:
ЦНИИ РТК Тип устройства:
средство передачи информации по сети электропитания 220/380 В Линии связи:
сети питания 24/120/220/380 В переменного (50/60/400 Гц) или постоянного тока, а также обесточенные линии Дальность передачи, км:
0,5-1,0 (территория одной подстанции) Скорость передачи, кбит/с:
4,8; 9,6 или 50,0 Интерфейсы:
RS-232, RS-485, заказные Возможность адресного вызова
Возможность двунаправленной передачи
Многоканальная передача речи
Области применения:
- комплексные системы безопасности (охранная, пожарная, аварийная сигнализация в гаражах, садовых кооперативах, музеях, заповедниках, отелях);
- системы удаленного учета параметров и распределенного управления (локальные системы энергосбережения, перекачивающие и складские системы);
- оперативно разворачиваемые системы передачи информации (выставки, выездные мероприятия);
- автоматика зданий и объектов особого режима;
- локальные сети передачи данных и речи на основе существующих линий электропитания 220/380 В.
|
Технология передачи данных по сетям электропитания (PLC — power line communications) позволяет ввести автоматизированную систему управления в новую или уже существующую инфраструктуру, минимизируя затраты как при разработке проекта инфраструктуры, так и при прокладке дополнительных сетей передачи данных.
Идея PLC ведет начало с 1838 года, когда Эдвард Дэйви предложил использовать подобную технологию для дистанционного измерения уровней напряжения батарей на Ливерпульской телеграфной системе. Однако, лишь с появлением современных компонентов, позволяющих бюджетно реализовать необходимую вычислительную мощность (OFDM, о котором будет сказано ниже, достаточно долго «пылился на полке» из-за сложности реализации), технология PLC действительно стала актуальной и доступной в промышленном и в домашнем секторах, обеспечив необходимую надежность, скорость и простоту развертывания.
В настоящее время PLC используется, в основном, в системах энергоучета, простой автоматизации (освещение, приводы механизмов). Реже — это «последняя миля» в сетях передачи данных (Интернет), в голосовой связи. Развитие технологии сделало возможным использование не только в сетях переменного тока. Отсутствие дополнительных проводов оказалось настолько привлекательным, что сейчас осуществляется интеграция PLC даже в системы электропроводки автомобилей.
Технология
Основа PLC — модуляция фазы силовой линии, использование ее как несущей. Вариантов модуляции четыре: частотная (FSK — Frequency Shift Keying
), частотная с разнесенными частотами (S-FSK — Spread Frequency Shift Keying
), двоичная фазовая (BPSK — Binary Phase Shift Keying
) и ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов (OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing
). Выбор варианта определяется двумя критериями — эффективностью использования полосы частот и сложностью реализации, что, в свою очередь, определяет скорость передачи данных и помехоустойчивость. OFDM — наиболее скоростной и помехоустойчивый, но сложен в реализации, так как требователен к вычислительным ресурсам, в то время как BPSK и FSK легко реализуются, но обеспечивают лишь низкие скорости. Для FSK требуется синхронизация при переходе фазы через ноль, что ограничивает его использование только сетями переменного тока.
Кроме того, PLC-системы реализуются с учетом требований стандартов (IEC 61334, PRIME, G3 и других) или местных регуляторных требований (CENELEC, FCC и т.д.).
В таблицах 1 и 2 показаны сравнительные характеристики основных вариантов модуляции, стандартов и требований.
Таблица 1. Основные стандарты для PLC, поддерживаемые компанией TI
Стандарт
|
Модуляция
|
Диапазон
частот, кГц
|
Количество
поднесущих
|
Максимальная скорость обмена
данными, кБод
|
---|
IEC 61334
|
SFSK
|
60…76
|
2
|
1,2…2,4
|
PRIME
|
OFDM
|
42…90
|
97
|
128
|
G3
|
OFDM
|
35…90
|
36
|
34
|
G3-FCC
|
OFDM
|
145…314
|
36
|
206
|
314…478
|
36
|
206
|
145…478
|
72
|
289
|
P1901.2
|
OFDM
|
35…90
|
36
|
34
|
P1901.2-FCC
|
OFDM
|
145…314
|
36
|
217
|
314…478
|
36
|
217
|
145…478
|
72
|
290
|
PLC-Lite
|
OFDM
|
35…90
|
49
|
21
|
Таблица 2. Регуляторные инструкции
Регион
|
Инструкция
|
Диапазон частот, кГц
|
Примечания
|
---|
Европа
|
CENELEC A
|
3…95
|
для поставщиков электроэнергии
|
CENELEC B
|
95…125
|
|
CENELEC C
|
125…140
|
для пользовательских приложений (стандарт CSMA)
|
CENELEC D
|
140…148,5
|
для пользовательских приложений
|
США
|
FCC
|
10…490
|
—
|
Япония
|
ARIB
|
10…450
|
—
|
Китай
|
EPRI
|
3…500 (3…90)
|
—
|
PRIME
Альянс PRIME разработал стандарт с возможностью адаптации к параметрам физической среды передачи. Экспериментальным методом было обнаружено, что для достижения оптимальных результатов передачи данных необходимо 96 поднесущих. Топология сети — древовидная, с двумя типами узлов — базовым (корень дерева сети) и сервисными. Сервисные узлы способны работать в двух режимах — терминала и коммутатора, причем, переключение между режимами возможно в любой момент, в зависимости от требований сети, а режим коммутатора совмещает в себе режим терминала. Всего в сети может быть 1200 узлов, 32 из которых могут находится в режиме коммутатора, и осуществляется адресация до 3600 подсоединений.
Основное преимущество данного стандарта в открытости технологии, высокой скорости передачи данных и поддержке огромным числом производителей, что обеспечивает взаимозаменяемость оборудования, а также — возможность работы в режиме SFSK, обеспечивая совместимость с более старым оборудованием.
G3
В отличие от PRIME, изначально стандарт G3 разрабатывался компанией Maxim Integrated для французской компании ERDF, и лишь позже произошло объединение более десяти компаний в G3-PLC Alliance, что сделало G3 открытым.
G3 имеет более сложную систему кодирования (код Рида-Соломона), топологию ячеистой сети с максимальным количеством узлов — 1024. Стандарт более помехоустойчив, чем PRIME, но скорость передачи данных существенно ниже.
Помимо топологии и скорости, у G3 имеются два серьезных преимущества перед PRIME: первый — это возможность осуществлять связь через трансформаторы. Учитывая, что дальность связи без повторителей может достигать 10 км, данная особенность снижает количество концентраторов до максимально эффективного числа, что уменьшает общую стоимость проекта.
Вторая особенность — наличие 6LoWPAN-уровня, что позволяет осуществлять передачу IPv6-пакетов для интеграции с сетью Интернет.
G3 не поддерживает устройства SFSK, но допускает параллельную работу с ними на одной линии.
PLC-Lite
Помимо международных стандартов, существуют иные решения. Компания Texas Instruments предлагает собственный стандарт PLC-Lite.
Преимущество этого стандарта — более гибкий подход к реализации PLC, разработчики оборудования могут оптимизировать характеристики для улучшения передачи данных, и там, где G3 и PRIME испытывают затруднения из-за помех, PLC-Lite успешно справится. Кроме того, реализация PLC-Lite имеет низкую стоимость, что позволяет использовать его в недорогих проектах.
Существует еще одно важное свойство PLC-Lite: для небольших задач предусмотрено использование микроконтроллера PLC-модема, что позволяет обойтись от использования хост-контроллера. Это настолько упрощает разработку устройств и снижает стоимость, что становится экономически возможной интеграция PLC-модемов в сеть на бытовом уровне «выключатель — лампочка». Ниже будет описан один из проектов, показывающий эффективность такого решения.
Аппаратная реализация
Для реализации данной технологии используются PLC-модемы, которые условно можно разделить на три составляющие: согласующий модуль с силовой сетью, аналоговая и цифровая части. Реализация модемов разнообразна — существуют как одночиповые решения, так и многоэлементные. На рисунке 1 показана типичная схема PLC-модема для OFDM (для FSK и G3 дополнительно потребуется детектор перехода фазы через ноль (Zero-Cross detector).
Рис. 1.
Для обеспечения обработки аналогового сигнала компания TI предлагает микросхемы AFE030
,
AFE031
и AFE032,
которые отличаются величиной выходной токовой нагрузки передатчика, количеством детекторов перехода фазы через ноль (два — у AFE030 и AFE031, три — у AFE032) и возможностью программирования фильтра (AFE032). Эти микросхемы позволяют реализовать FSK-, SFSK- и OFDM-модуляцию в соответствии с требованиями CENELEC. Блок-схема микросхем на примере AFE031 представлена на рисунке 2, а подробная функциональность и особенности описаны в нашем журнале ранее: НЭ №10/2012: «Любой протокол — по проводам: решения Texas Instruments для PLC-систем передачи данных» и НЭ №7/2011: «Концерт для счетчика и сети: PLC-модемы компании Texas Instruments».
Рис. 2. Блок-схема AFE031 — аналоговой части PLC-модема
«Мозгом» модема является микроконтроллер семейства C2000 компании TI, оптимизированный для работы в PLC-модемах в качестве DSP. В настоящий момент компания TI предлагает несколько решений, базирующихся на региональных требованиях и стандартах и учитывающих оптимальность требуемых параметров. К примеру, если требуется разветвленная сеть системы сбора данных энергоучета в соответствии с CENELEC и стандартами G3 и/или PRIME, то идеальным решением будет PLC-модем, построенный на базе F28PLC83
в связке с аналоговым блоком AFE031
,
это же решение с использованием FlexOFDM (PLC-Lite) позволит осуществить связь в условиях сильных помех. Если же требуется относительно простая система на уровне «точка-точка», то пара F28PLC35/
AFE030
стандарта PLC-Lite подойдет наилучшим образом. В частности, F28PLC35/AFE030 идеально подходит для построения связей внутри одного объекта, например, для управления/автоматизации освещения, водоснабжения и прочих систем.
Разумеется, решения можно использовать комплексно, например, недорогой F28PLC35/AFE030 может использоваться для передачи данных от энергосчетчика к домашнему дисплею и к коллектору данных, более мощный — от коллектора к дата-центру.
В таблице 3 приведены сравнительные характеристики вышеназванных решений.
Таблица 3. Решения PLC-модемов от TI
Особенности
|
F28PLC35/
AFE030
(PLC-Lite)
|
F28PLC83/
AFE031
(CEN-A/BCD)
|
F28M35
/AFE032 (FCC)
|
---|
Региональный диапазон частот
|
CELENEC A, CENELEC BCD half band
|
CENELEC A, B, C, D with Tone Masks
|
CENELEC A,B,C,D, FCC, ARIB
|
Стандарт
|
FlexOFDM
|
PRIME/G3/IEC 61334/FlexOFDM
|
P1901.2/G3-FCC
|
Скорость передачи
данных, кБод
|
21
|
64…128
|
200
|
Стоимость
|
очень низкая
|
низкая
|
средняя
|
CPU, МГц
|
60
|
90 (VCU-I)
|
150 (VCU-I)
|
Преимущества
|
низкая стоимость надежность OFDM гибкий выбор диапазона высокая производительность NBI CLA для приложений CSMA/CA MAC
|
множество стандартов сертифицированный SW улучшенный алгоритм приема простой пользовательский интерфейс
|
множество стандартов высокая производительность допонительные методы надежности Adaptive Tone Mask проверен практикой
|
Иcпользование
|
In-Home Display (IHD) Home Area Network (HAN)
|
Automatic Meter Reading (AMR) Advanced Metering Infrastructure (AMI) In-Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN Energy Gateway
|
Automatic Meter Reading (AMR) Advanced Metering Infrastructure (AMI) Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) In-Home Display (IHD) (Home Area Network) HAN Energy Gateway
|
Практическое применение
Способность легкой интеграции технологии PLC практически везде, где есть силовые сети, открыла широкие возможности для энергосбытовых компаний, позволив реализовать управление потребителем и обратную связь с потребителем. Оснащение приборов учета PLC-модемами позволит:
- упростить фискальность;
- осуществлять сбор статистики по качеству и количеству энергоснабжения с очень точной привязкой ко времени;
- прогнозировать энергопоставки;
- оценивать состояние линий;
- оперативно вмешиваться в текущее состояние, например, осуществлять приоритетное подключение потребителей в аварийных ситуациях;
- снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций за счет «направленной превентивности» в обслуживании линий энергопередач.
На данный момент существует потребность в счетчиках для ЖКХ различного типа. Компания TI готова предложить различные варианты решений (в том числе — программно-отладочные средства), позволяющие построить «умную» сеть практически под любые требования (рисунок 3). Рассмотрим практический пример энергоучета на базе этих решений.
Рис. 3.
Обычно в домах присутствует как минимум три счетчика — счетчик электроэнергии и два счетчика водоснабжения. Однако, их может быть гораздо больше: существуют проекты домов, где есть газоснабжение, водоснабжение подводится дважды, что требует наличия уже четырех счетчиков. И, если с электросчетчиком особых проблем нет, то с остальными необходимо осуществить достоверную связь с помощью иного интерфейса. Да и существование в сети каждого счетчика индивидуально не представляется практичным. Добавим необходимость аварийного отключения систем энергоснабжения (а за рубежом — еще и отключение по окончанию оплаты) — это потребует дополнительных датчиков и исполнительных механизмов. Кроме того, конечному пользователю крайне любопытно, сколько, где, когда и чего потрачено, а возможности «умной» сети сообщить ему такую информацию гораздо выше, чем у простого счетчика. Значит, необходим модуль отображения информации. А теперь давайте умножим все это на некоторое число квартир в доме, районе…
Поэтому в автоматизированной измерительной инфраструктуре (AMI) присутствует важный элемент — концентратор данных (рисунок 4).
Рис. 4.
Условно модуль концентратора можно разделить на четыре части: основной процессор приложений, модуль связи c сервером данных (и с некоторыми счетчиками) на базе PLC-модема, блок питания и интерфейсные модули для связи со счетчиками и пользователями по множеству различных интерфейсов.
Основой концентратора служит процессор TI семейства Sitara
AM335x
(ARM Cortex-A8) или семейства Stellaris
(Cortex-M4) или ARM-DSP, что позволяет разработчику выбрать оптимальное по стоимости решение в зависимости от технических условий.
Большое количество интерфейсов у концентратора данных позволит собрать данные со счетчиков или обеспечить связь с сервером там, где применение технологии PLC по каким-либо причинам оказалось невозможным.
Благодаря возможности процессора PLC-модема от TI выполнять пользовательские приложения, схема автоматизированной системы измерения становится достаточно проста, а ее построение весьма гибко: электросчетчик совместно с PLC-модемом и дополнительными интерфейсами способен осуществлять сбор данных с других счетчиков, управлять исполнительными механизмами и отображать информацию для пользователя. На рисунке 5 показано типовое решение электросчетчика, рассчитанного на широкую универсальность.
Рис. 5.
Типовые решения счетчиков газо- и водоснабжения выполнены на базе микроконтроллеров TI серии MSP430
,
отличающихся низким потреблением тока, что делает возможным батарейное питание. На рисунке 6 и 7 видно, что, помимо основных систем измерения, отображения и связи, присутствует RFID-модуль. который обеспечивает режим авансовой оплаты услуг газо- и водоснабжения.
Рис. 6.
Рис. 7.
Помимо возможности контроля показаний непосредственно на счетчиках, в «умной» сети присутствует In-Home Display — центральный информационный дисплей (рисунок 8), благодаря которому нет необходимости проверять каждый счетчик по отдельности, все можно увидеть сразу. Это позволяет монтировать счетчики более удобно и/или не нарушать дизайн дома — как правило, в обычных случаях либо доступ к счетчику затруднен, и считывание показаний становится проблемой для пользователя, либо счетчик становится несимпатичной частью интерьера.
Рис. 8.
Оснащение ЖКХ системами такого рода позволяет получить множество положительных моментов:
- централизованный сбор информации о количестве потребленной энергии от всех пользователей сети позволяет своевременно выставлять счета с указанием точной суммы, вводить различные системы тарификации и осуществлять предупредительные и ограничительные меры при превышении лимита или нарушении правил энергопотребления;
- более грамотное распределение средств на модернизацию и ремонт систем на основе информации о сбоях в системах энергопотребления и потребностях на отдельных участках;
- возможность оперативно локализовывать и решать аварийные ситуации.
Кроме того, система настолько гибка, что позволяет вносить существенные дополнения без какого-либо глобального перестроения. Например, интеграция в систему датчиков утечек газа позволит внести превентивные меры по обеспечению безопасности.
К сожалению, для внедрения такой системы требуется решение серьезных организационных вопросов (и некоторые капиталовложения) со стороны энергосбытовых компаний и ЖКХ. Однако, такая система вполне оправдывает свое существование ради, удобства пользователя.
Автоматизация измерений — лишь одно из направлений применения технологии PLC. Немаловажная часть — возможность автоматизированного управления различными системами, такими как освещение, вентиляция, электроприводы ворот и жалюзи, системы альтернативного электропитания (рисунок 9).
Рис. 9.
Благодаря широким возможностями микроконтроллера концентратора данных TI осуществляется целый ряд удобных, а иногда и необходимых возможностей управления:
- контроль и управление всеми системами;
- удаленное подключение через интернет;
- автоматическое включение освещения по календарю или датчику;
- автоматическое подключение аварийного источника питания с «умным» подключением потребителей;
- выборочное или общее отключение систем при аварийных ситуациях;
- дистанционное управление с пульта (например, открывание ворот гаража).
Разумеется, существуют альтернативные решения: собственные решения производителей освещения, электроприводов ворот и проч. Преимущество же решения на базе PLC-компонентов от TI — в возможности интеграции в уже существующий объект без каких-либо значительных изменений, а также — в универсальности.
В конечном итоге, единое управление намного проще, надежнее и удобней (неплохим примером могут служить два варианта аудио-видео техники: одного производителя с единым пультом управления и нескольких разных, с соответствующим количеством пультов), и дает возможность легкого расширения системы.
В некоторых случаях использование PLC-модемов может вообще быть единственным простым и экономически выгодным решением. Рассмотрим следующий типовой пример: коттедж, гостиная с четырьмя точками входа (улица, двор, лестница на второй этаж, кухня). Включение освещения в гостиной становится проблематичным — дешевое решение (один выключатель) просто неудобно. Удобно наличие четырех перекрестных (проходных) выключателей, по одному в каждой точке входа. Это позволит управлять освещением с любой точки, не делая лишних движений (при выключении — в темноте). Но для реализации необходимо к двум выключателям провести три провода, а еще к двум — четыре.
И ведь это управление одной лампой. Если же в люстре две и более групп ламп, количество проводов резко возрастает. Стоимость двухклавишного перекрестного выключателя даже без учета стоимости проводов уже сравнима со стоимостью PLC-модема. Стоимость работ по монтажу такой системы также достаточно высока. Попробуем создать такую же систему с возможностью регулировки яркости, и придется интегрировать что-то дистанционное непосредственно в лампу.
Применение PLC-модема производства компании TI избавляет от необходимости прокладки дополнительных кабелей, более того, заставляет несколько по-иному взглянуть на классическую систему: PLC-модем в роли выключателя и регулятора может быть интегрирован не только в точку подключения выключателя, но и в линию розеток. Подключение ламп также упрощается (не требуется разводки с выключателями). Количество и характер управления лампами становится несущественным. Дизайн выключателей (регуляторов) получает безграничные возможности. Кроме того, объединение в общую «умную» сеть позволяет реализовать систему аварийного освещения, не прокладывая ни единого дополнительного кабеля.
Отладочные средства производства TI
Для разработки систем на базе технологии PLC компания TI предлагает следующее:
- MODEM DEVELOPER’S KIT
- TMDSDC3359
Набор TMDSPLCKIT-V3 включает в себя два PLC-модема, две управляющие карты на базе TMS320F28069
,
имеет встроенный USB-JTAG-эмулятор и все необходимые кабели. Также прилагается программное обеспечение для PLC, поддерживающее стандарты OFDM (PRIME, G3 и FlexOFDM) и S-FSK, и среда разработки Code Composer Studio v4.x с ограничением размера исполняемого кода 32 кбайт. Используемая микросхема аналоговой обработки сигнала — AFE031
.
Внешний вид одного из модемов показан на рисунке 10.
Рис. 10.
Data Concentrator Evaluation Module TMDSDC3359
(рис. 11). Этот продукт позволяет отладить системы на базе концентратора данных. Построен на процессоре AM335x семейства Sitara ARM Cortex-A8 с OC Linux BSP. Плата имеет широкую периферию:
- 2x USB;
- 2x Ethernet;
- 2x RS-232;
- 3x RS-485;
- инфракрасный приемопередатчик;
- температурный датчик;
- Sub-1ГГц и 2,4ГГц RF; AM335x.
Рис. 11.
Есть возможность подключения модуля для коммуникации по трехфазным сетям. Импульсный блок питания встроен.
Поддерживаемые стандарты — G3, PRIME.
Заключение
Использование технологии PLC для передачи данных обладает множеством преимуществ, позволяя в кратчайшие сроки и с минимальными затратами развернуть «умную» сеть, способную быстро адаптироваться под требуемые задачи, а благодаря возможностям стандартов G3 и PRIME — под среду передачи данных.
Компания Texas Instruments предоставляет комплексное решение, от микросхем до ПО, для реализации PLC-сетей в системах управления и сбора информации. Благодаря своей гибкости, такое решение позволяет реализовать систему для любого типа протокола и удовлетворяет возможные требования регуляторных инструкций.
Компания КОМПЭЛ является официальным дистрибьютором Texas Instruments и может обеспечить разработчиков как самими процессорами и аналоговыми микросхемами, так и средствами разработки для реализации собственных PLC-проектов.
Литература
4. Андрей Самоделов. Концерт для счетчика и сети: PLC-модемы компании Texas Instruments//Новости Электроники №7/2011.
5. Алексей Пазюк. Любой протокол — по проводам: решения Texas Instruments для PLC-систем передачи данных//Новости Электроники №10/2012.
Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail:
Приложение Bluetooth Smart SensorTag от TI облегчает разработку Bluetooth-приложений в устройствах на AndroidTM 4.3
Компания Texas Instruments
объявила о выходе на рынок приложения для ОС Android под названием Bluetooth Smart SensorTag,
последовавшем за интеграцией поддержки приложения Bluetooth Smart Ready в ОС Android 4.3 "Jelly Bean". Новый продукт, доступный для бесплатного скачивания по адресу www.ti.com/sensortag-app-android-eu,
устраняет препятствия для разработчиков приложений, желающих воспользоваться преимуществами миллионов смартфонов и планшетов на ОС Android, которые вскоре будут оснащены Bluetooth Smart Ready. Разработка блока приложений Bluetooth Smart, поддерживаемых теперь ОС Android и iOS, стала проще и быстрее при помощи набора разработчика Sensor Tag
на базе CC2541.
В набор входят шесть датчиков широкого применения, размещенных на одной плате для быстрой оценки и демонстрации. Дополнительная информация о наборе Sensor Tag размещена по адресу www.ti.com/lprf-stdroid-pr-eu.
Набор Sensor Tag не требует знаний в области программного или аппаратного обеспечения, чтобы быстро запустить приложения Bluetooth Smart на смартфоне или планшете. Разработчики делятся своими достижениями, сделанными при помощи Sensor Tag, на странице Texas Wiki (http://processors.wiki.ti.com/index.php/Bluetooth_SensorTag?DCMP=lprf-stdroid-eu&HQS=lprf-stdroid-pr-wiki1-eu
) и в Твиттере по хештэгу #SensorTag.
Шесть встроенных датчиков набора Sensor Tag, включая бесконтактный инфракрасный температурный датчик TMP006
от TI, помогают разработать многочисленные приложения в таких областях, как здравоохранение и образование, а также создавать новые аксессуары для мобильных устройств. С набором работает бесплатное, обновляемое «по воздуху», ПО BLE-Stack TM от TI. Набор Sensor Tag на базе CC2541 служит дополнением к другим решениям от TI — двухрежимному Bluetooth на базе СС2564 и WiLink TM .
О компании Texas Instruments