PLC Mohamed Mokdad Ecole d’Ingénieurs de Bienne
Why PLC? • The biggest network in the world – The main – E. g. CH 250 000 km (Middle and low voltage) • ONP (Liberalisierung) – Year 90 – Power suppliers have new business opportunities • Everybody is connected!
PLC rationale • Low cost cabling • Higher bit rates (against modem) • Buildings automation – Alarms – Detection – Remote controls • IP Telephony
Le support PLC • Cabling – Adapted for 50/60 Hz but not higher – A[d. B] (PVC) = 8 x A[d. B] (PE) • Chlorure de polyvinyle & Polyéthylène – E. g. 26 MHz results in 5 d. B (PVC) & 40 (PE) – Perturbations • bruit blanc, bande étroite, pics – Capacity: 2 to 4 bits per Hz – A[d. B] = f(distance, frequency) – Network = Low pass filter
Filtering R Pin C Z = R - j/2 пf. C Pout
The main • High Voltage – More than 110 k. V • Middle Voltage – From 10 to 30 k. V • Low Voltage – Less than 400 V • 1 Transformer for 100 -200 users & 300 m • Data information cannot go through voltage transformer
The main HV=110 -380 k. V MV=10 -30 k. V LV<400 V
3 -phase system 220 V 120° 380 V
Les 3 phases R S T N • Biphase user between 2 phases • Coupling via capacitance effects
Phase coupling
Concept PLC
The main HV=110 -380 k. V Data MV=10 -30 k. V LV<400 V Data
Transmission bus • Bus Access – CSMA/CD • Modulation – TDMA, FDMA, CDMA • Coding: OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing • Self adapting system – Use non disturbed spectrum zones
Bandwidth vs. distance (Indors) MHz 10. 8 max. 4. 50 Mbit/s (3 x 1. 5) min. 2. 25 Mbit/s 8. 4 max. 4. 50 Mbit/s (3 x 1. 5) min. 2. 25 Mbit/s 4. 8 max. 3. 00 Mbit/s (2 x 1. 5) min. 1. 50 Mbit/s 2. 4 max. 1. 50 Mbit/s min. 0. 75 Mbit/s m 100 180 250
Spectrum
Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30": Antrag an das Reg-TP NB 30, die am 30. 3. 01 vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde US EU ~13 MHz
Self adapting system Spectral density Frequency
Exemples d'architecture Network B Network A Network C
PLC needs • 1 ISP via Powerline – EWB? Autre? • 1 "Modem" per access – Main Plug with ethernet interface – Layer 1: e. g. Ethernet or WLAN • Import products – Standards are not the same worlwide – US products could not run in EU
Adapter Separates the current and data signals at each mains supply socket, various interface variants and combinations e. g. USB, RS 232, Ethernet, analog a/b
Equipment • Outdoor master – Controls data and services up to 250 housholds • Outdoor Access Point – Receives/transmits signals from/to the Outdoor Master, also available in combination with an Indoor Controller • Indoor Controller – Interfaces Outdoor AP to In House premises
Channels? • No specific protocole, just not infringe the EMC Rules. • Provider has to stay within frequency range. • Standards – X-10, CEBus (EIA IS-60), LONWorks • ETSI Standards and ASCOM – ETSI and CENELEC
Präsentation 2001 Ascom Powerline Communications Marcel Graber 13. 4. 01
S S S Einleitung: S OA OA • Was versteht man unter Powerline Communications? S OA S M => Master S => Slave S S S mid voltage grid S M • Wie funktioniert Powerline? S S
Slaves
Ein mit Ascom Powerline vernetztes Haus Verschiedene Adaptermodelle: Sicherheit- und Alarmsysteme Internet Anschluss Telefonie: - Vermittelt "a/b" - IP-Telefonie Indoor Controller Letzte Meile Access - Internet -> USB oder Ethernet - analog Telefone & Fax - "Smart house" -> RS 232 "Smart House" Applikationen
Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30": Antrag an das Reg-TP NB 30, die am 30. 3. 01 vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde US EU ~13 MHz
Technische Daten: • Es musste eine Technologie gefunden/angewendet werden, die sich für die breitbandige Datenübertragung über das Niederspannungsnetz ausserhaus und inhaus eignet • Produktekonzept: u. a - Master Slave • - Infrastruktur-Geräte einfache Installation • - Geräte Adapter "plug and play" • Übertragungsfrequenzen: - Access ("last Mile") 1. 6 bis 10. 0/13. 0 MHz • - Inhaus ("last Inch") 15. 0 bis 30. 0 MHz • Modulation: - GMSK • Übertragungsart: - Paketorientiert • Bandbreiten: - 1. Produktegeneration > 2 Mbit/s • - 2. Produkte Generation > 10 Mbit/s
Die maximale Bandbreite für "jeden" Benützer: • sofern der Kunde im Bereich von 100 m liegt, unter Einhaltung der Nutzungsbestimmung "NB 30" und ohne Repeater • möglicher Lösungsansatz: über "Friendly Customer" (siehe folgende Folie) Netzplaner muss die grösst mögliche Flexibilität für den Design eines Anschlusskonzeptes angeboten werden, um die max. Kundenerwartung erfüllen zu können. MHz 10. 8 max. 4. 50 Mbit/s (3 x 1. 5) min. 2. 25 Mbit/s 8. 4 max. 4. 50 Mbit/s (3 x 1. 5) min. 2. 25 Mbit/s 4. 8 Maximal 3 Träger à 2. 25 Mbit/s Bruttorate max. 3. 00 Mbit/s (2 x 1. 5) min. 1. 50 Mbit/s 2. 4 max. 1. 50 Mbit/s min. 0. 75 Mbit/s m 100 180 250
"Friendly Customer" Installation: IA IA PLC outdoor indoor Slave Controller Telco NT PLC outdoor Master Access (last mile), e. g. x. DSL, CATV Mit einem Hausbesitzer (Friendly Customer) wird ein Nutzungsvertrag für den Access abgeschlossen
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