Sieci domowe cz.1

Technologia PLC bywa jeszcze nazywana DPL (Digital PowerLine). Ta już niemal historyczna nazwa wywodzi się od Norweb Communications i Nortel Networks. W 1991 r. spółka Norweb Communications powołała zespół naukowców pod kierownictwem Paula Brauna do opracowania metody przesyłania informacji okablowaniem elektroenergetycznym na skalę światową. Wkrótce do ich prac i eksperymentów przyłączył się Northern Telecom - dzisiejszy Nortel Networks. Nazwa DPL pojawiła się oficjalnie w 1997 r. jako prawdopodobny standard światowy. Rok później Nortel i United Utilities zawiązały spółkę NOR.WEB i zaczęły wprowadzać DPL począwszy od Londynu. Ale już we wrześniu 1999 spółka United Utilities zgłosiła zamiar wycofania swojego 50-proc. udziału, a 15 grudnia obydwie firmy oficjalnie rezygnowały z DPL. Powodem takiej decyzji były - co zostało specjalnie podkreślone - nikłe efekty ekonomiczne. Sama technologia nie została zakwestionowana. Tak więc wycofanie się Nortela z rozwoju DPL 1000 nie oznacza regresu tej technologii. Z kolei Norweb Communications już nie istnieje. Szerzej o PLC - w 3 części naszego cyklu.

PLC wąskopasmowe

Przewody energetyczne, jak już wspomniano, są łatwo dostępnym medium w prawie każdym domu. Mogą być wykorzystywane do monitorowania pomieszczeń i otoczenia oraz komunikowania się z urządzeniami sterującymi.

Sieci domowe cz.1

Lonworks - system komunikacji end-to-end. LNS (Lonworks Network Services) jest katalizatorem dla jednoczesnego mostowania internetu, intranetów i sieci sterowania.

Dostępne dzisiaj systemy dotyczą w swej istocie sterowania urządzeń elektrycznych. Większość z nich pochodzi od producentów oferujących własne rozwiązania. Z czasem ich protokoły, często opatentowane, stają się standardami de facto, jak X10, Lonworks, CEBus czy PLUG-IN.

  • X10. Protokół X10 jest znany od 1980 r. , a jego nazwa wywodzi się od nazwy firmy. Z założenia jest on przeznaczony dla sterowania urządzeniami domowymi -klimatyzacją, oświetleniem, ogrzewaniem, zabezpieczeniami itp. W technologii tej transmituje się dane cyfrowe przy użyciu modulacji amplitudy. Adresy, dane i polecenia przesyła się w specjalnych ramkach, zawsze po wykryciu przejścia sinusoidy napięcia przez zero. Próby zwiększenia częstotliwości transmisji do ponad 300 kHz zakończyły się pomyślnie, dzięki czemu urządzenia protokołu X10 mogą komunikować się z PC i urządzeniami RF.

    X10, jak twierdzi się w USA, stał się standardem de facto dla komunikacji z urządzeniami domowymi. Jest w tym jednak tylko część prawdy. W rzeczywistości X10 można uznać za standard de facto tylko w liniach jednofazowych, gdzie różnica częstotliwości w energetyce amerykańskiej (60 Hz) i europejskiej (50 Hz) jest w zasadzie do pominięcia. Ale w układach trójfazowych w czasie połowy sinusoidy wystąpią 3 przejścia przez zero i wtedy tej różnicy nie można pominąć. Będzie o tym mowa w trzeciej części cyklu.

    Na świecie jest już ponad 1 mln produktów zgodnych z tym protokołem, podzielonych na 3 grupy: urządzenia nadawcze, odbiorcze i dwukierunkowe. Jednym z prostszych urządzeń odbiorczych jest elektryczne gniazdo naścienne, do którego przyłącza się lampę. Gniazdo takie powinno tylko interpretować polecenia, na przykład: włącz, zgaś, zmniejsz oświetlenie o 25, 50 czy 75 proc. W przyszłości regulację oświetlenia będzie można przeprowadzać przez Internet. Protokół X10 musi ewoluować także i w tym kierunku.

  • Lonworks firmy Echelon. Lonworks nie jest prostym protokołem komunikacyjnym. Stosowany w tym systemie chip Neuron zawiera implementacje wszystkich protokołów i wraz z układami towarzyszącymi stanowi kompletny system sterujący, tworzony od początku według reguły ăcały system w jednym chipieÓ. Zarys koncepcji systemu Echelona ilustruje rysunek 5.

  • CEBus. Jest to system promowany przez firmę Intellon, przeznaczony dla sieci sterowania. Produkty oferowane przez firmę składają się z dwu ważnych składników: urządzenia nadawczo-odbiorczego oraz mikrokontrolera. Pakiety danych są transmitowane przez urządzenie nadawczo-odbiorcze z szybkością ok. 10 kb/s, z wykorzystaniem techniki rozpraszania widma. Protokół CEBus wykorzystuje własności model komunikacji peer-to-peer i protokołu CSMA/CDCR dla unikania kolizji. Model system CEBus ilustruje rysunek 6.

  • PLUG-IN. Protokół ten upowszechnia Intelogis. Odnosi się on w pełni do warstwowego modelu OSI. Zostały w nim zdefiniowane wszystkie warstwy prócz sesji i prezentacji. PLUG-IN stosuje CEBus Generic Common Application Language jako swój protokół warstwy aplikacji, ale Intelogis promuje model klient/serwer, a nie model peer-to-peer.

  • PNT (Powerline Networking Technology) jest systemem firmy Inari skalowalnym od niskich do wysokich przepływności. Zapewnia jakość usług niezbędną przy transmisji głosu i wideo. PNT składa się z trzech głównych członów: Inari DPL (Digital Powerline), PLX (Powerline Exchange Protocol) oraz ALS (Application Layer Services).

    Sieci domowe cz.1

    Model CEBus (EIA - 600) na tle modelu OSI

    DPL definiuje zespół reguł, od których zależy, jak informacja będzie transmitowana pomiędzy fizycznymi (sprzętowymi) składnikami sieci. DPL stosuje modulację PSK (Phase Shift Keying). W PSK sygnały cyfrowe są wysyłane przez linię energetyczną z wykorzystaniem dwóch lub więcej zmian faz w wąskim pasmie. Przesunięcie fazowe jest przeznaczone do reprezentowania specyficznego (konkretnego) symbolu, jak logiczna jedynka lub zero. Zaletą PSK jest jej niski koszt.

    PLX jest własnym protokołem Inari, który obejmuje warstwy łącza danych, sieciową i transportową modelu OSI. Co ważniejsze, protokół PLX zajmuje się specyficznymi żądaniami MAC dla domowych sieci. Przed stworzeniem tego protokołu spółka analizowała wszystkie istniejące protokoły MAC, jak: Ethernet, TR, ATM, 802.11 Wireless i CEBus. Przeprowadzone badania utwierdziły ją w przekonaniu, że żaden z nich nie nadaje się do adaptacji w nieprzyjaznym środowisku sieci energetycznych. W tym stanie rzeczy firma opracowała własny protokół, specjalnie dla sieci okablowania elektroenergetycznego. Główny układ scalony tego systemu przedstwiono na rysunku 7.


  • TOP 200