Tehnologia Powerline Comunication

Companiile de distributie a energiei electrice sunt un nou competitor pe piata de telecomunicatii. De-a lungul ultimilor ani, rolul lor principal a fost de consumator de astfel de servicii de transmisii de voce si de date. Datorita ariei mari de acoperite de retelele de inalta, medie si de joasa tensiune, aproximativ intreg teritoriul statelor dezvoltate face parte din aceasta retea electrica. Retele electrice impun prezenta unor automatizari si relee de protectie. Retelele de joasa tensiune nu au fost niciodata utilizate pentru transmiterea informatiilor (cu exceptia catorva teste desfasurate in anii '90). Retelele de medie tensiune utilizeaza asa-numitele sisteme de automatizare a distributiei (SAD) care implica comunicatia cu dispecerul energetic. Caile de comunicatie utilizate in prezent sunt asigurate de retele radio (in banda radio sau chiar microunde). Liniile de inalta tensiune sunt utilizate pentru transmisii de date de mica viteza (9.6 kbps) si de voce de mai bine de 40 de ani. Pretul echipamentelor este ridicat, dar caile de comunicatie sunt suficient de sigure pentru a justifica astfel aceste costuri.

1.1 Transmisiile de date in companiile de electricitate

O diagrama a sistemului actual de comunicatii utilizat de companiile de distributie a energiei electrice este prezentata in Figura 1. Majoritatea legaturilor sunt pe linii inchiriate si sisteme PLC de mica viteza.

Necesitatile de comunicatie dintre dispecer si reteaua de automatizare de medie tensiune este asigurata in parte de o retea radio, cu viteze de 1200 bps si in cel mai bun caz de 9600 bps. Liniile inchiriate nu sunt o alternativa din cauza costurilor mari. Comunicatiile de mare viteza pe distante lungi sunt acoperite in exclusivitate de legaturiradio inchiriate. In acest moment nu exista transfer de informatie intre dispecer si consumator (cu cateva exceptii - pentru anumiti mari consumatori exista linii inchiriate).

Comunicatiile de voce sunt asigurate de companiile publice sau private de telefonie prin intermediul liniilor inchiriate sau a terminalelor mobile. Politicile tarifare ale acestor companii au determinat o scadere a costurilor pentru comunicatiile de mare distanta la companiile de telefonie mobila comparativ cu cele de telefonie fixa. Aplicatii ca citirea automata a contoarelor sunt asigurate prin intermediul modem-urilor GSM integrate intr-o retea nationala. Din nou, costurile asociate acestui tip de transmisie sunt prohibitive.

Cablurile de fibra optica care se instaleaza in acest moment pe reteaua de inalta tensiune va asigura necesitatile de comunicatie dintre dispecer si transmisiile de voce si date dintre statiile de transformare. In aceasta arhitectura clientul nu face parte din proiect.

1.2 Noile tehnologii de comunicatie - o noua legatura cu clientii

Fibra optica instalata in conductorul de protectie te liniile de inalta tensiune ofera oportunitatea realizarii de comunicatii de foarte mare viteza. Topologia prezentata in Figura 2 prezinta o posibila solutie pentru un sistem integrat care combina reteaua de fibra optica si comunicatiile pe reteaua de energie electrica. In acest sistem caile de comunicatie intre dispecer si statiile de transformare si centralele de productie sunt asigurate pe cai de foarte mare viteza optice. Este necesara instalarea de legaturi radio de rezerva. Legatura intre statiile de transformare si clienti, prin intermediul transformatorului, este asigurata de un sistem de comunicatii PLC de mare viteza. Atat clientii rezidentiali cat si cei industriali au acces la aceasta retea.

In ciuda numeroaselor progrese inregistrate in domeniul comunicatiilor PLC inca mai persista cateva dificultati si anume: atenuarea variaza in timp si cu frecventa; configuratia retelei se schimba frecvent din cauza sarcinilor care se comuta aleator; tipurile de modulatie standard nu pot fi utilizate din cauza propagarilor multiple; lipsa ecranarii determina comportarea conductoarelor ca si antene; din cauza problemelor de compatibilitate electromagnetica nivelul semnalului nu poate fi crescut.

In acelasi timp, avantajele oferite de sistemule PLC comparativ cu alte sisteme de transmisie sunt numeroase: este mediul cel mai raspandit, cu mai multe prize in fiecare camera din locuinta; este disponibil in intreaga lume; este usor de adoptat de clienti, cu costuri minime; este foarte usor de instalat; ofera viteze de comunicatie comparabile cu retele Ethernet. Implementand un asemenea sistem, companiile de electricitate pot sigura clientilor mai multe servicii, printre care amintim: acces la Internet, telefonie, citirea automata a contoarelor, video la cerere, monitorizarea sistemului de alarma, aparatura inteligenta. Servicii suplimentare sunt asigurate si companiilor de utilitati: managementul sarcinii, comutarea si echilibrarea incarcarilor in retea, localizarea defectelor, monitorizarea calitatii energiei livrate, tarifare in timp real.

Multe companii au fost interesate de aceasta noua tehnologie, cateva realizand implementari de test in anul 2001 - Tabelul 1.

Importante progrese au inregistrat in ultimii ani si la companiile producatoare de circuite integrate destinate comunicatiilor digitale pe reteaua de alimentare cu energie electrica. Cele mai importante caracteristici tehnice ale acestor retele de transmitere a datelor in sistem PLC sunt prezentate in Tabelul 2.

[2.] Guillermo Acosta, OFDM Simulation Using Matlab, 2000;

[3.] Schulze H., Luders C., Theory and Applications of OFDM and CDMA, ;