Giao tiếp đường dây điện (plc) là gì và nó hoạt động như thế nào

Truyền thông đường dây điện (PLC), còn được gọi là Viễn thông đường dây điện (PLT) là công nghệ truyền thông sử dụng hệ thống dây công cộng và tư nhân hiện có để truyền tín hiệu. Sử dụng tín hiệu giao tiếp PLC, dữ liệu tốc độ cao, thoại và video được truyền qua đường dây điện hạ thế.

PLC là một công nghệ đã được sử dụng từ nhiều năm nay nhưng hiện có nhu cầu nhiều hơn sau khi ra mắt các công nghệ truyền thông mới đang được hỗ trợ bởi PLC, tức là PLC sẽ là một phương tiện truyền thông đáng tin cậy cho các ứng dụng như Internet-of-things (IoT) và Lưới thông minh.

Giao tiếp đường dây điện là gì?

Phương thức truyền điện và dữ liệu để liên lạc thông qua cùng một mạng dây hiện có từ đầu này sang đầu kia được gọi là Truyền thông đường dây điện. Nó cung cấp thông tin liên lạc dữ liệu băng thông rộng trên các dây dẫn đã được sử dụng để truyền tải điện năng bằng tín hiệu mô-đun. Bây giờ, điều này có thể được thực hiện thông qua hệ thống dây điện trong nhà hoặc cơ sở và cũng có thể được thực hiện thông qua hệ thống phân phối điện hiện có.

BPL (Broadband over Power Line) còn được gọi là Internet đường dây điện hỗ trợ công nghệ PLC cho phép truy cập Internet thông qua các đường truyền. Công nghệ BPL với PLC thường được sử dụng ở các vị trí xa, nơi có lượng truy cập Internet thấp bằng các kết nối cáp hoặc PDSL.

Các loại

Về cơ bản, có bốn loại PLC:

• Kết nối mạng nội bộ: Truyền dữ liệu tốc độ cao có thể được cung cấp cho mạng gia đình bằng hệ thống dây điện chính Nội bộ.
• Băng thông rộng qua đường dây điện: Truy cập internet băng thông rộng có thể được cung cấp thông qua hệ thống dây điện chính ngoài trời.
• Các ứng dụng nội bộ băng thông hẹp: Các dịch vụ dữ liệu tốc độ bit thấp như tự động hóa gia đình và liên lạc nội bộ có thể được điều khiển và sử dụng để liên lạc thông qua nguồn điện nội bộ.
• Các ứng dụng ngoài trời băng hẹp: Các ứng dụng ngoài trời băng hẹp có thể được sử dụng để đọc công tơ tự động và giám sát hoặc điều khiển từ xa.

PLC hoạt động như thế nào?

Giống như bất kỳ công nghệ truyền thông nào khác, PLC cũng bao gồm một người gửi điều chỉnh dữ liệu sẽ được gửi qua một phương tiện truyền thông, và sau đó người nhận sẽ giải điều chế dữ liệu để sử dụng tiếp. Ngoài việc gửi các tín hiệu để giao tiếp, PLC còn cho phép người dùng điều khiển và giám sát tất cả các thiết bị được kết nối với đường dây điện vì nó được thực hiện trong cùng một hệ thống dây điện.

PLC gửi một đầu ra ít dao động hơn so với hệ thống cũ. Như bạn có thể thấy sơ đồ trên, trong hệ thống cũ có bộ chỉnh lưu và bộ tạo tần số để có được đầu ra ổn định nhất có thể với tần số mong muốn nhưng có một sự dao động nhỏ trong đầu ra trong khi hệ thống PLC sử dụng Bộ chỉnh lưu với Bộ lọc & a Bộ vi điều khiển cung cấp đầu ra giá trị ổn định và mong muốn với sự trợ giúp của công tắc rơ le. Nhờ đó, việc truyền tải dữ liệu chính xác và ổn định hơn với tín hiệu đầu ra tốt.

Các sơ đồ điều chế được sử dụng trong PLC:

Các sơ đồ điều chế được sử dụng trong PLC là Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM), Khóa dịch chuyển pha nhị phân (BPSK), Khóa dịch chuyển tần số (FSK), Spread-FSK (S-FSK) và các lược đồ độc quyền (như Khóa dịch chuyển mã vi sai (ĐCSK)).

OFDM cung cấp tốc độ dữ liệu cao nhưng yêu cầu mã lực tính toán tốt cho đầu ra Fast Fourier Transforms (FFT) và Inverse-FFT (IFFT). Mặt khác, BPSK, FSK là các sơ đồ điều chế khá chuẩn và đơn giản có thể được sử dụng trong PLC nhưng chúng cung cấp tốc độ dữ liệu thấp. Vì vậy, sơ đồ điều chế hiện đang chạy cho PLC là OFDM với điều chế PSK có thể xử lý một tính toán nặng như vậy.

Công dụng của PLC

PLC được sử dụng để truyền các chương trình vô tuyến, cơ chế chuyển mạch điều khiển của công ty tiện ích, bảo vệ đường truyền và đọc công tơ tự động. Ngoài ra, cũng có một số mục đích sử dụng trên ô tô trong đó dữ liệu, giọng nói và âm nhạc được gửi qua đường dây nguồn pin một chiều (DC) với một số bộ lọc đặc biệt để loại bỏ tiếng ồn đường dây khỏi đầu ra cuối cùng.

Thuật ngữ Truyền thông đường dây điện (PLC) được biết đến với nhiều tên khác nhau như sóng mang đường dây điện, đường dây thuê bao kỹ thuật số đường dây điện (PDSL), viễn thông đường dây điện (PLT), mạng đường dây điện (PLN), giao tiếp nguồn và qua băng thông rộng đường dây điện (BPL).

Ưu điểm và nhược điểm của PLC

Ưu điểm:

• Chi phí triển khai thấp: PLC không yêu cầu lắp đặt thêm dây mới do đó sẽ giảm đáng kể chi phí triển khai.
• Phạm vi tiếp cận lớn: PLC có thể cho phép giao tiếp với các nút khó tiếp cận nơi tín hiệu không dây RF bị suy hao ở mức độ cao như trong các cấu trúc ngầm hoặc các tòa nhà có vật cản và tường kim loại, hoặc đơn giản là bất cứ nơi nào tín hiệu không dây không mong muốn do Các vấn đề về EMI ở những nơi như bệnh viện.

• Chi phí vận hành thấp hơn: PLC cung cấp giải pháp chi phí thấp so với các công nghệ hiện có khác như hệ thống truyền thông không dây RF hoặc ánh sáng nhìn thấy (VLC).
• Tốc độ cao trong nhà: Việc triển khai các công nghệ PLC và VLC tích hợp với nhau gần đây đã nhận được rất nhiều sự quan tâm nghiên cứu, dẫn đến việc cho phép thế hệ truyền thông trong nhà tốc độ cao mới cho nhiều ứng dụng.

Những ưu điểm này dẫn đến việc triển khai nhiều mạng PLC hơn trong các ngành công nghiệp khác nhau. Nhưng đi kèm với ưu điểm cũng có một số nhược điểm.

Nhược điểm

Nó cũng có một số nhược điểm như:

• Tốc độ truyền thấp,
• Nhạy cảm với sự xáo trộn,
• Biến dạng phi tuyến và điều chế chéo giữa các kênh,
• Kích thước lớn và
• Giá cao của tụ điện và cuộn cảm được sử dụng trong hệ thống PLC.

Do những nhược điểm này, PLC vẫn không được ưa chuộng trong một số ứng dụng.

Các ứng dụng của PLC

PLC được sử dụng rộng rãi trong các công nghệ như Smart Grid và micro-inverters. Đưa các công nghệ quen thuộc với nhiều người dùng hơn, PLC sẽ sớm thích ứng hơn cho các ứng dụng như ứng dụng chiếu sáng (để điều khiển đèn giao thông, làm mờ LED, v.v.), ứng dụng công nghiệp (để điều khiển tưới tiêu, v.v.), ứng dụng máy-máy (như cho máy bán hàng tự động hoặc giao tiếp giữa lễ tân với phòng của khách sạn), ứng dụng đo từ xa (ví dụ như giàn khoan dầu ngoài khơi), ứng dụng vận tải (như thiết bị điện tử trong ô tô, tàu hỏa và máy bay) và nhiều ứng dụng khác.

Các vấn đề mà PLC phải đối mặt

Vấn đề chính lớn nhất mà PLC đang phải đối mặt cho đến nay là hệ thống dây điện trong công nghệ PLC không được che chắn và không được quấn, có nghĩa là hệ thống dây điện sẽ phát ra một lượng lớn năng lượng vô tuyến, do đó, sẽ gây nhiễu cho người dùng hiện tại của cùng một dải tần. Ngoài ra, các hệ thống BPL (Băng thông rộng trên Đường dây Nguồn) sẽ bị nhiễu sóng từ các tín hiệu vô tuyến phát ra từ hệ thống dây PLC.