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PLC. Mohamed Mokdad Ecole d’Ingénieurs de Bienne. Why PLC?. The biggest network in the world The main E.g. CH 250 000 km (Middle and low voltage) ONP (Liberalisierung) Year 90 Power suppliers have new business opportunities Everybody is connected!. PLC rationale. Low cost cabling

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Presentation Transcript

  1. PLC Mohamed Mokdad Ecole d’Ingénieurs de Bienne

  2. Why PLC? • The biggest network in the world • The main • E.g. CH 250 000 km (Middle and low voltage) • ONP (Liberalisierung) • Year 90 • Power suppliers have new business opportunities • Everybody is connected!

  3. PLC rationale • Low cost cabling • Higher bit rates (against modem) • Buildings automation • Alarms • Detection • Remote controls • IP Telephony

  4. Le support PLC • Cabling • Adapted for 50/60 Hz but not higher • A[dB] (PVC) = 8 x A[dB] (PE) • Chlorure de polyvinyle & Polyéthylène • E.g. 26 MHz results in 5 dB (PVC) & 40 (PE) • Perturbations • bruit blanc, bande étroite, pics • Capacity: 2 to 4 bits per Hz • A[dB] = f(distance, frequency) • Network = Low pass filter

  5. Filtering R Pout Pin C Z = R - j/2пfC

  6. The main • High Voltage • More than 110 kV • Middle Voltage • From 10 to 30 kV • Low Voltage • Less than 400 V • 1 Transformer for 100-200 users & 300 m • Data information cannot go through voltage transformer

  7. The main HV=110-380kV MV=10-30kV LV<400V

  8. 3-phase system 220V 120° 120° 120° 380V

  9. Les 3 phases • Biphase user between 2 phases • Coupling via capacitance effects R S T N

  10. Phase coupling

  11. Concept PLC

  12. The main HV=110-380kV Data MV=10-30kV LV<400V Data Data

  13. Transmission bus • Bus Access • CSMA/CD • Modulation • TDMA, FDMA, CDMA • Coding: OFDM • Orthogonal Frequency Division Multiplexing • Self adapting system • Use non disturbed spectrum zones

  14. Bandwidth vs. distance (Indors) MHz 10.8 8.4 4.8 2.4 max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s max.3.00 Mbit/s (2 x 1.5) min. 1.50 Mbit/s max.1.50 Mbit/s min. 0.75 Mbit/s m 100 180 250

  15. Spectrum

  16. Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30": Antrag an das Reg-TP NB 30, die am 30.3.01 vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde US EU ~13 MHz

  17. Self adapting system Spectral density Frequency

  18. Exemples d'architecture Network B Network C NetworkA

  19. PLC needs • 1 ISP via Powerline • EWB? Autre? • 1 "Modem" per access • Main Plug with ethernet interface • Layer 1: e.g. Ethernet or WLAN • Import products • Standards are not the same worlwide • US products could not run in EU

  20. Adapter Separates the current and data signals at each mains supply socket, various interface variants and combinations e.g. USB, RS232, Ethernet, analog a/b

  21. Equipment • Outdoor master • Controls data and services up to 250 housholds • Outdoor Access Point • Receives/transmits signals from/to the Outdoor Master, also available in combination with an Indoor Controller • Indoor Controller • Interfaces Outdoor AP to In House premises

  22. Channels? • No specific protocole, just not infringe the EMC Rules. • Provider has to stay within frequency range. • Standards • X-10, CEBus (EIA IS-60), LONWorks • ETSI Standards and ASCOM • ETSI and CENELEC

  23. Präsentation 2001Ascom PowerlineCommunications Marcel Graber 13.4.01

  24. S S S • Einleitung: • Was versteht man unter Powerline Communications? • Wie funktioniert Powerline? S OA OA OA M => Master S => Slave S S S mid voltage grid S S S S S M S S S S

  25. Slaves

  26. Verschiedene Adaptermodelle: Sicherheit- und Alarmsysteme - Internet -> USB oder Ethernet - analog Telefone & Fax - "Smart house" -> RS 232 Internet Anschluss "Smart House" Applikationen Telefonie: - Vermittelt "a/b" - IP-Telefonie Indoor Controller Letzte Meile Access Ein mit Ascom Powerline vernetztes Haus

  27. Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30": Antrag an das Reg-TP NB 30, die am 30.3.01 vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde US EU ~13 MHz

  28. Technische Daten: • Es musste eine Technologie gefunden/angewendet werden, die sich für die breitbandige Datenübertragung über das Niederspannungsnetz ausserhaus und inhaus eignet • Produktekonzept:u.a - Master  Slave • - Infrastruktur-Geräte  einfache Installation • - Geräte Adapter  "plug and play" • Übertragungsfrequenzen: - Access ("last Mile")  1.6 bis 10.0/13.0 MHz • - Inhaus ("last Inch")  15.0 bis 30.0 MHz • Modulation: - GMSK • Übertragungsart: - Paketorientiert • Bandbreiten: - 1. Produktegeneration  > 2 Mbit/s • - 2. Produkte Generation  > 10 Mbit/s

  29. Die maximale Bandbreite für "jeden" Benützer: • sofern der Kunde im Bereich von 100 m liegt, unter Einhaltung der Nutzungs- bestimmung "NB 30" und ohne Repeater • möglicher Lösungsansatz: über "Friendly Customer" (siehe folgende Folie) • Netzplaner muss die grösst mögliche Flexibilität für den Design eines Anschluss- konzeptes angeboten werden, um die max. Kundenerwartung erfüllen zu können. MHz 10.8 8.4 4.8 2.4 max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min. 2.25 Mbit/s Maximal 3 Träger à 2.25 Mbit/s Bruttorate max.3.00 Mbit/s (2 x 1.5) min. 1.50 Mbit/s max.1.50 Mbit/s min. 0.75 Mbit/s m 100 180 250

  30. "Friendly Customer" Installation: IA IA PLC PLC Mit einem Hausbesitzer (Friendly Customer) wird ein Nutzungsvertrag für den Access abgeschlossen outdoor indoor Slave Controller PLC outdoor Telco Master NT Access , e.g. xDSL , CATV ( last mile )

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