PLC, BPL – Využívání silnoproudých vedení a sítí pro přenos zpráv

1.41 Dosah signálů BPL systémů

Maximální dosažitelná vzdálenost mezi dvěma BPL modemy závisí hlavně na výstupním výkonu BPL signálu, jeho útlumu a též na úrovni rušení na přijímací straně. Závislost útlumu na vzdálenosti a frekvenci je zobrazena na obrázku.

Příklad typické závislosti útlumu signálu BPL na vzdálenosti v typickém veřejném úseku nn napěťové úrovně

Bez opakovačů může tato vzdálenost dosahovat řádově stovek metrů, ale jen ve veřejných elektrických sítích s venkovními nebo podzemními vodiči. Pro vnitřní část sítě s množstvím různých interferenčních zdrojů a spotřebičů neposkytuje jakákoliv průměrná hodnota překlenutelné vzdálenosti užitečnou informaci, protože různé typy instalací ovlivňují přenosovou vzdálenost o desítky metrů oběma směry. Ve vnitřních systémech se obvykle uvažuje odosažitelné vzdálenosti okolo 100 m.


1.42 Způsoby vazeb BPL zařízení

BPL modem může být navázán do energetické sítě buď přímo, nebo induktivně, jak ukazuje obrázek.

Základní možnosti připojení BPL modemů na energetickou síť (přímé vodivé připojení – Conductive coupling, nepřímé induktivní připojení – Inductive coupling)

Přímé vodivé připojení BPL modemu výstupním připojovacím kabelem samozřejmě předpokládá, že kapacitní vazba umožňující připojení modemu na vedení 230 V, je přímo jeho vnitřní součástí. V jiných případech je nutné použít externího vazebního zařízení. Nevýhodami této vazby jsou však jednak vysoké ztráty v bodech připojení s nízkou impedancí (<20 Ω), a také skutečnost, že při instalaci BPL modemu musí být síť zpravidla vypnuta. Přesto bývá tento způsob připojení v praxi nejčastější.

Při induktivní vazbě BPL modemu jsou do obvodu protékaného signálovým proudem zapojeny dvě vazební cívky, navinuté na dva, obvykle rozevíratelné, feritové vazební kroužky. Tyto se pak umístí tak, aby jimi procházely dva síťové vodiče lokálního nn rozvodu (obvykle fázový a nulový vodič). V tomto případě je BPL datová část a energetická síť galvanicky oddělena. Induktivní vazba je efektivnější tam, kde impedance energetické sítě v místě injektování signálu je relativně nízká. Toto je typické v případech, kdy se injektování provádí v místě uzlu, do kterého ústí několik rozvodných vedení a jejich paralelní spojení vytváří nízkou celkovou impedanci. Induktivní metoda je tedy výhodná např. pro rozvodnice větších objektů. Induktivní vazba je dále výhodná z hlediska jednoduché instalace bez nutnosti vypínání sítě a možnosti částečného směrování signálu (viz kondenzátor na obr.) i obvykle nižší vyzařovací úrovni BPL signálu.


1.43 Normalizace BPL systémů

Zatímco pro úzkopásmové PLC systémy jsou vytvořeny jednoznačné mezinárodní normy, je normalizace pro širokopásmové BPL systémy dosud mezinárodně nedořešená. Pro širokopásmové systémy se na světově uznávaných specifických normách tedy zatím stále pracuje, a proto by v tuzemských podmínkách mělo každé BPL zařízení splňovat platné normy, jako každé jiné zařízení informační techniky. Z pohledu BPL systémů jakožto zdroje rušení, by tedy např. tato zařízení měla odpovídat požadavkům normy ČSN EN55022.

Ovšem tento pohled je nutno zároveň doplnit jinými aspekty, které by se měly vsoučasné době brát vúvahu. Vprvní řadě je nutné připomenout, že BPL systémy patří do skupiny širokopásmových telekomunikačních systémů přenášených po vedeních, které ve své podstatě vytvářejí podmínky pro nežádoucí vyzařování těchto přenášených signálů, podobně je tomu např. iutelekomunikačních systémů ADSL či VDSL. Vdruhé řadě je nutné si uvědomit, že při rozvoji BPL systémů různé firmy používaly různorodé a někdy velmi odlišné realizační přístupy, které se umoderních BPL systémů již nepoužívají. Jednalo se např. o různé modulace nebo o způsoby využívání elektrorozvodné infrastruktury v závislosti na místních podmínkách.


Na sjednocení normalizačních přístupů se stále pracuje. V tomto směru byl významný evropský projekt OPERA (Open PLC European Research Alliance).



1.44 Další rozvoj systémů BPL–1

Širokopásmový přenos dat po energetické síti se stále rozvíjí, ruku v ruce s jeho standardizací. Na základě předchozího stručného přehledu je vidět, že téměř všechny současné BPL systémy pracují na velice podobných principech. Rozdíly nejčastěji bývají vrůzných metodách přístupu kmédiu, různých způsobech arobustnosti šifrování dat, ale zpohledu frekvenčních pásem, používaných modulací, možností navázání datového signálu do energetické sítě jsou všechny specifikace téměř shodné. Zpřehledu též vyplývá isnaha různých asociací, zabývajících se BPL technologiemi, vzájemně spolupracovat na sjednocení standardizace, což by usnadnilo a zlevnilo rozšíření BPL systémů.

Problematika rušivého vyzařování v pásmech vyhrazených rádiovým službám není typická jen pro technologie BPL, ale jak se ukazuje, týká se i dalších nových technologií, např. xDSL či UWB. Je třeba si uvědomit, že historický vývoj v oblasti standardů EMC reagoval na tehdejší největší hrozby, jako bylo např. rušení rozhlasu a později televize. Nemohl tedy v minulosti do standardů zahrnout vyzařování icitlivosti nových technologií ihustou koncentraci arůznorodost nových telekomunikačních, výpočetních, řídicích i napájecích systémů v dopravních prostředcích a v provozních i obytných budovách.

Vpřevážné většině BPL aplikací se jedná opřenos dat, ikdyž se obecně nevylučují ipřenosy hovoru či obrazu. BPL systémy tedy, kromě běžných datových přenosů a přístupu k internetu, mohou nabízet i telefonní služby, často označované jako Voice over PLC (VoPLC), možnost odesílání faxů a dokonce i video služby (videokonference, přenos videorelací) apod. Proto mohou být obecně použity i pro některé další služby, užívané v oblasti širokopásmových přístupových sítí.


1.45 Další rozvoj systémů BPL–2

V současné době tedy mohou být BPL systémy komerčně nabízeny např. pro průmyslové komunikační sítě menšího rozsahu, internetová připojení účastníků, výstavbu datových sítí voblastech omezené výstavby či přestavby – např. historické budovy, muzea agalerie, přístupové sítě kombinované spoužitím dalších telekomunikačních systémů (pevné telefonní a datové sítě, rádiové sítě GSM, GPRS, WiFI aj.), realizaci domovních sítí LAN bez nutnosti nové kabelizace, doplnění informačních přístupů v zemích s méně rozvinutou komunikační infrastrukturou v Asii, Africe a Jižní Americe.

Důležitý je i budoucí přístup k problematice jejich nasazování do elektromagnetického prostředí nových inteligentních budov i moderních systémů řízení, zejména pak do soustav inteligentních energetických sítí Smart Grids.


Z dosavadního vývoje systémů BPL je zřejmé, že se tyto již zařadily do používaných prostředků širokopásmových přístupových telekomunikačních sítí, a že jejich další rozvoj souvisí s problematikou jejich standardizace, z níž vyplývá snižování jejich ceny v důsledku větších výrobních sérií, a tedy zvyšování efektivity jejich nasazení.



1.46 Další rozvoj systémů BPL–2

Historický vývoj systémů PLC/BPL z celosvětového pohledu potvrzuje, že je nutno na ně nahlížet jako na jeden z prostředků, který má své místo v procesu konvergence telekomunikačních sítí a služeb. Využití těchto systémů v případech, kdy je to účelné napomáhá základnímu současnému trendu - zvyšování efektivity teleinformatických služeb.

Problémy s elektromagnetickou kompatibilitou úzkopásmových PLC systémů se v průběhu let podařilo vyřešit a dá se očekávat vyřešení technických a legislativních překážek i u širokopásmových BPL systémů. Tyto otázky je však nutno řešit nikoliv jen na základě již mnohaletých EMC doporučení, ale s ohledem na nová reálná teleinformatická prostředí, která vyžadují jiný přístup ke stanovení parametrů elektromagnetické interference a elektromagnetické odolnosti a zejména k hodnocení celkového elektromagnetického prostředí s ohledem na problematiku EMC pevných instalací.

BPL technologie na bázi čipu 3. generace DS2 je již reálně dostupná a použitelná. Z našich zkušeností i aplikací vyplývá, že některé vize a očekávání spojené se vznikem těchto zařízení se splnily, některé na svůj čas ještě čekají. Můžeme též konstatovat, že instalace PLC v rámci areálů a budov (indoor) jsou dnes, prakticky bez větších problémů technicky použitelné a v mnoha případech, díky rychlosti nasazování, ceně lidské práce a některým netechnickým aspektům, i ekonomicky výhodné.

Největší šanci však systémy PLC/BPL určitě dostanou v rámci budování inteligentních energetických sítí Smart Grids, které jsou pro rozvoj budoucích energetických sítí nezbytné. To potvrzují i současné avantgardní aplikace v řadě zemí.


Zdůrazněme však, že PLC/BPL není všespasitelná nová technologie, ale že se jedná o prostředek pro výhodné efektivní propojení s dalšími moderními přenosovými technologiemi.

Neměli bychom tedy dopustit, aby při současných aplikačních zkušenostech s PLC/BPL technologií, jsme ji blokovali někdy zbytečnými legislativními překážkami, nebo dokonce ji zcela zavrhli.