1.6 Historie přenosu zpráv po energetických sítích – 2
Současně s tím se však, zhruba od 30. let minulého století, v energetice začaly zavádět isystémy hromadného dálkového ovládání (HDO), které zjediného centrálního místa vysílaly signál do rozvětvené silnoproudé sítě, na který pak reagovaly celé skupiny dálkově ovládaných zařízení, vyvolávající buď smluvený signál, nebo spínací funkci. Zařízení hromadného dálkového ovládání prošla historickým vývojem od prvních „stejnosměrných systémů“ až k současným střídavým systémům využívajících moderní způsoby generování ovládacích signálů a elektronické přijímače. Injektování signálu se nejprve provádělo na sekundární straně transformátorů vn/nn, později pak itransformátorů vn/vn a vvn/vn. Signál se šíří přes transformátory až do sítě nn, kde jsou instalovány přijímače HDO.
Reálné počátky systémů HDO probíhaly ve Francii (Actadis 1923) a Německu (firma Siemens systém TELENERG r. 1933 - Potsdam, dále firma AEG systém Transkomandosystem roku 1937 - Magdeburg a Stuttgart). I když první pokusy s HDO byly v ČR už před 2. světovou válkou, tak skutečné nasazení proběhlo až v r. 1961.
Podrobnosti o systémech HDO jsou obsaženy v samostatném modulu „Hromadné dálkové ovládání“.
1.7 Historie přenosu zpráv po energetických sítích – 3
Výstavba robustních a mechanicky náročných dálkových silnoproudých vedení vn a vvn (velmi vysoké napětí) lákala hned na počátku rozvoje energetiky k myšlence využít je i pro přenos telefonních signálů.
K rozvinutí této myšlenky významně přispěly první pokusy s vysokofrekvenčním přenosem po venkovních slaboproudých vedeních (1908 -1911, Ruhmer – Německo a Squier – USA), které se později odrazily v rozšíření známé technologie označované jako „mnohonásobná vf nosná telefonie“ na principu frekvenčního multiplexu. To odstartovalo i první pokusy využít tohoto principu i u silnoproudých vedení ve formě tzv. vf elektrárenské telefonie.
První zmínky o realizaci tzv. ultraakustického (tj. vysokofrekvenčního) přenosu telefonního signálu na vysokonapěťových vedeních se však objevily v japonském elektrotechnickém časopise již v roce 1919. Byl zde popsán pokusný projekt přenosu vf signálu pomocí vn vedení 60 kV o délce 19 mil, zahájený v r. 1918 v Japonsku. V Evropě byl obdobný projekt realizován v Německu r. 1920, při použití tzv. anténní vazby.
Intenzivnější rozvoj této technologie však začal až tehdy, když byla zvládnuta výroba vysokonapěťových kondenzátorů pro realizaci tzv. kapacitní vazby. Zhruba v polovině dvacátých let minulého století se tato technologie začala souběžně rozvíjet v USA, Japonsku, Francii, Itálii a Německu.
V ČR začala výroba těchto zařízení již před druhou světovou válkou v podniku Telegrafia Praha (předchůdce závodu Tesla Strašnice). Po válce výroba těchto zařízení pokračovala a Tesla Strašnice byla monopolním dodavatelem těchto zařízení pro státy sdružené v bývalé RVHP a exportovala je i do dalších zemí. Jejich výroba u nás pak skončila se zánikem podniku Tesla Strašnice v 90. letech minulého století.
1.8 Historie přenosu zpráv po energetických sítích – 4
V současné době však stále více narůstá podíl vzdušných trojfázových vedení vvn, u kterých je do ochranného metalického lana vestavěn speciální optický kabel, pomocí kterého je možno takovýmto vedením přenést relativně velké datové toky, které jsou obvyklé v klasických telekomunikačních sítích s optickými kabely. To vytváří možnost nejen pro pokrytí služebních potřeb energetiky, ale i pro nabídku transportních služeb v rámci veřejné telekomunikační služby.
Další vývoj telekomunikační techniky pak umožnil aplikace, využívající i nn distribučních částí energetických sítí pro vytváření úzkopásmových systémů, sloužících pro účely lokálního ovládání, signalizace a dálkového měření (např. odečety stavů elektroměrů). Pokročilé přenosové technologie, vyvinuté zejména pro přenos telekomunikačních signálů v rádiových prostředích s vysokou hladinou rušení (technika rozprostřeného spektra, OFDM, CDMA ), však umožnily i realizaci širokopásmových datových systémů s vysokými přenosovými rychlostmi v relativně velmi nepříznivém elektromagnetickém prostředí distribučních elektroenergetických sítí.
Takovéto přenosové systémy se, kromě obecné zkratky PLC, nejčastěji označují termíny jako BPL (Broadband Power Line), DBPL (Digital Broadband Power Line) nebo též PDSL (Power Digital Subscriber Line).
Tyto systémy umožňují přenos digitálních signálů v rámci distribuční nn sítě na vzdálenosti řádově desítek až stovek metrů při přenosových rychlostech řádově jednotek, desítek, ale i stovek Mbit/s. Jde nejen o vytvoření přístupové sítě až k jednotlivému spotřebiteli elektrické energie, ale i o vytváření speciálních služeb v rámci skupiny budov, jedné budovy nebo dokonce jednoho bytu.
1.9 PLC telekomunikační služby
Jeden z možných současných klasifikačních pohledů na soubor telekomunikačních služeb přenášených pomocí silnoproudých sítí ukazuje následující schéma:
Služby v systémech PLC
1.10 PLC přenosová pásma
Silnoproudá energetická síť, původně projektovaná jen pro přenos technického kmitočtu 50 Hz, je dnes tedy využívána i pro přenosy signálů mnohem vyšších frekvencí. Přitom jednotlivé napěťové úrovně jsou využívány vrůzných frekvenčních pásmech a pro různé sdělovací účely. Jeden z možných klasifikačních přístupů z hlediska typických frekvenčních pásem uvádí následující tabulka.
Typická kmitočtová pásma pro přenos sdělovacích signálů v systémech PLC
|
Název pásma |
Podhovorové |
Hovorové |
Středofrekvenční |
Vysokofrekvenční |
|
Rozsah pásma |
f < 300 Hz |
f =300 Hz – 4 kHz |
f = 4 –150 kHz |
f > 150 kHz |
|
Užití |
HDO |
HDO |
DS, DO, DM Telefonní služby Úzkopásmové datové služby | Telefonní služby Širokopásmové datové služby |
|
Příklady užívaných kmitočtů a pásem |
0 Hz, 50 Hz, 166 Hz, 217 Hz |
300 Hz – 2500 Hz |
3 – 95 kHz, 9 – 95 kHz 95 – 148,5 kH |
40 kHz – 750 kHz 1 MHz – 30 MHz |