브로드밴드 over 전원선

Broadband over power lines

Broadband over Power Line(BPL; 전력선 경유 광대역)은 공용 배전 배선을 통해 비교적 고속 디지털 데이터 전송을 가능하게 하는 Power-Line Communication(PLC; 전력선 통신)의 한 방법입니다.BPL은 다른 형태의 전원 라인 통신에 비해 높은 주파수, 넓은 주파수 범위 및 다른 기술을 사용하여 장거리 고속 통신을 제공합니다.BPL은 무선 통신 서비스에 할당된 무선 스펙트럼의 일부인 주파수를 사용합니다. 따라서, 이러한 서비스와의 간섭을 방지하는 것은 BPL 시스템을 설계하는 데 있어 매우 중요한 요소입니다.

역사

BPL은 1914년 미국 통신회사 AT&[1]T가 개발한 PLC 기술을 기반으로 합니다.전력회사들은 수년 동안 자체 전력망의 성능을 감시하기 위해 전류와 같은 선에 무선 주파수를 끼워팔아 왔습니다.최근에는 접속 BPL, 즉 그리드를 통해 고객에게 인터넷 서비스를 제공하려는 시도가 있었습니다.BPL의 전망은 2004년에 DSL과 케이블 사업자가 농촌 [2]지역에 보다 신속하게 서비스를 제공할 수 있도록 동기를 부여할 것으로 예측되었다.

액세스 BPL 전원 케이블로부터의 높은 수준의 감쇠(또는 데이터 신호 손실)는, 다음의 2개의 중요한 영향을 미쳤습니다.그것은 대역폭을 제한했고, 무선 커뮤니티 내의 그룹들의 반발을 샀다.

실행

일반적으로 BPL은 건물 내의 네트워크 머신(전원선 기반의 WiFi 익스텐더 포함)에 대한 사내 BPL 또는 전력회선을 사용하여 광대역인터넷을 전송하여 전력회사가 [3]전력시스템을 감시할 수 있도록 하는 액세스 BPL 중 하나입니다.

전류와 무선(데이터) 신호는 서로 다른 주파수로 진동하기 때문에 데이터 전송을 크게 방해할 정도로 서로 간섭하지 않습니다.[4]

중전압(MV) 라인은 일반적으로 배전소와 극에 장착된 변압기 사이의 몇 킬로미터에 걸쳐 최대 수십 킬로볼트를 운반합니다.저전압 라인은 수백 미터에 걸쳐 수백 볼트(일반적으로 극에 장착된 변압기에서 가정이나 회사로)를 전송합니다.

일반적으로 모뎀 커플러는 변전소의 MV 라인에 데이터 신호를 내장하고 LV 배전 변압기의 추출기가 건물 그룹에 전력을 공급합니다.

BPL 모뎀은 중주파 및 고주파(1.6~80MHz 전기 캐리어)로 송신합니다.모뎀의 비대칭 속도는 일반적으로 256kbit/s ~2.7Mbit/s입니다미터실에 있는 리피터에서는 속도가 최대 45Mbit/s이며 256개의 PLC 모뎀에 연결할 수 있습니다.중전압 스테이션에서는 헤드엔드에서 인터넷까지의 속도는 최대 135 Mbit/s입니다.인터넷 접속에는 광섬유백본 또는 고정무선을 사용할 수 있습니다.

유틸리티 기업은 자체 데이터 애플리케이션에 490kHz 미만의 주파수를 사용합니다.대부분의 BPL 기기는 1.7MHz에서 30MHz, 경우에 따라서는 80MHz까지 동작하도록 설계되어 있습니다.

기술적인 과제

BPL의 도입에는, 많은 근본적인 과제가 있습니다.주요 과제는, 전원 라인은 본질적으로 매우 노이즈가 많은 환경이라는 것입니다.디바이스의 전원을 켜거나 끌 때마다 팝 또는 클릭이 회선에 표시됩니다.스위칭 전원으로 인해 회선에 노이즈가 많은 고조파가 발생합니다.또한 동축 케이블이나 트위스트 페어와는 달리 배선에는 노이즈 제거 기능이 없습니다.

두 번째 큰 문제는 전자기 호환성(EMC)입니다.이 시스템은 수십 년 동안 군, 항공, 아마추어 라디오 및 단파 방송사들이 사용했던 고주파(HF) 범위에서 10~30MHz의 주파수를 사용할 것으로 예상되었다.전력선은 차폐되지 않고 전송되는 신호의 안테나 역할을 하며 고주파 무선 통신 및 방송에 간섭을 일으킵니다.2007년 NATO 연구 기술 기구는 BPL의 광범위한 배치가 "군사적 HF [5]무선 통신에 해로운 영향을 미칠 수 있다"는 결론을 내린 보고서를 발표했다.

도입

액세스 BPL을 실장하기 위한 시도는 전세계적으로 많이 있어 왔습니다.이 모든 시도는 BPL이 광대역인터넷 접속을 제공하는 수단으로는 실행 가능하지 않음을 나타내고 있습니다.이는 ADSL, Wi-Fi, 심지어 3G 모바일에도 미치지 못하는 제한된 도달 범위와 낮은 대역폭의 두 가지 문제 때문입니다.세계 주요 제공업체들은 스마트 그리드를 통해 저대역폭 연결 장비로 BPL 배치를 제한하거나 BPL 운영을 완전히 중단했다.

호주에서는 2004년부터2007년 사이에 액세스 BPL의 시행이 있었습니다만,[4] 액티브한 액세스 BPL 배치는 남아 있지 않은 것 같습니다.

영국에서는 BBC가 BPL [6][7][8]설치의 간섭을 감지하는 테스트 결과를 발표했습니다.

미국에서는 2004년 10월 미국 연방통신위원회가 전력선을 통한 인터넷 접속 서비스의 마케팅 용어인 "Access BPL"의 도입을 촉진하기 위한 규칙을 채택했다.

이 기술규칙은 미국 전국 아마추어 무선조직, American Radio Relay League(ARRL) 및 기타 주파수 사용자에 의해 도입된 규칙보다 자유롭지만 BPL 프로바이더에 의한 간섭의 조사와 수정을 요구하는 조항이 포함되어 있습니다.

2004년 Current[9] Communications에 의해 오하이오, 켄터키, 인디애나에 대한 서비스가 발표되었지만, 2008년에 [10][11]BPL 사업에서 탈퇴했습니다.

2006년 8월 3일 FCC는 전력선을 통한 광대역통신에 대한 각서 의견과 명령을 채택하여 모든 [12]미국인에게 광대역 서비스를 촉진할 수 있도록 승인하였다.이 명령은 추가 연구가 완료될 때까지 배치를 제한하거나 금지하라는 항공, 비즈니스, 상업, 아마추어 라디오 및 기타 주파수 사용자 부문의 요청을 거부했다.FCC 의장인 케빈 마틴은 BPL이 "케이블, 디지털 가입자선, 광섬유 및 무선 광대역 솔루션에 대한 실행 가능한 대안을 제공할 유비쿼터스 광대역 솔루션으로서 큰 가능성을 가지고 있다"[13][14]고 말했다.

미국에서는 접속 BPL을 미국에서 제공하는 야심찬 계획을 가지고 있던 국제 광대역 전기 통신(IBEC)이 2012년 [15][16]1월에 BPL 운영을 중단했다.

표준

IEEE 1901은 고속(물리층에서는 최대 500 Mbit/s) BPL의 [17]표준입니다.100MHz 미만의 전송 주파수를 사용합니다.인터넷 액세스서비스로의 마지막 마일 접속(구내까지 1500m 미만)에 사용되는 BPL 디바이스와 로컬에리어 네트워크, 스마트 그리드,[18] PLC 애플리케이션용으로 건물내에서 사용되는 BPL 디바이스를 포함한 모든 클래스의 BPL 디바이스에서 사용할 수 있습니다.

장애 시나리오

통신 신호에 에러가 발생했을 가능성이 있는 방법은 여러 가지가 있습니다.간섭, 크로스채터, 액티브디바이스 및 패시브디바이스는 모두 신호에 노이즈 또는 감쇠가 발생합니다.오류가 심각해지면 신뢰할 수 없는 신호에 의해 제어되는 장치가 고장나거나 작동하지 않거나 바람직하지 않은 방식으로 작동할 수 있습니다.

  1. 간섭:모뎀은 같은 대역폭 내의 많은 신호 중 특정 주파수를 판별할 수 없기 때문에 인근 시스템으로부터의 간섭으로 인해 신호 열화가 발생할 수 있습니다.
  2. 활성 장치에 의한 신호 열화:릴레이, 트랜지스터 및 정류기와 같은 장치는 해당 시스템에서 노이즈를 생성하여 신호 열화의 가능성을 높입니다.생활공간의 최신 전기규정에 따라 필요한 ARCI(Ac-Fault Circuit Interrupter) 장치도 신호를 [19]감쇠시킬 수 있습니다.
  3. 패시브 디바이스에 의한 신호 감쇠:트랜스 및 DC-DC 컨버터는 입력 주파수 신호를 거의 완전히 감쇠시킵니다.신호가 수신 노드에 전달되기 위해서는 "바이패스" 장치가 필요합니다.바이패스 디바이스는 보호 스테이지와 직렬로 필터와 커플러를 패시브 디바이스와 병렬로 배치하는 3단계로 구성해도 된다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Telephony over Power Lines (Early History) - Engineering and Technology History Wiki". ethw.org. Archived from the original on October 3, 2019. Retrieved February 20, 2016.
  2. ^ Denis Du Bois (December 9, 2004). "Broadband over Powerlines (BPL) in a Nutshell". Energy Priorities blog. Archived from the original on November 19, 2014. Retrieved November 6, 2013.
  3. ^ "How Broadband Over Powerlines Works". HowStuffWorks. July 9, 2004. Retrieved February 22, 2016.
  4. ^ a b "Whatever happened to Broadband over Power Line? - E & T Magazine". eandt.theiet.org. October 15, 2013. Retrieved February 20, 2016.
  5. ^ "HF Interference, Procedures and Tools" (PDF). Final Report of NATO RTO Information Systems Technology Panel Research Task Group IST-050/RTG-022. NATO Research and Technology Organisation. June 2007. Archived from the original (PDF) on October 25, 2007. Retrieved November 6, 2013.
  6. ^ "The effects of PLT on broadcast reception". Archived from the original on August 6, 2007. Retrieved December 16, 2011.
  7. ^ "PLT and Broadcasting". Archived from the original on March 9, 2005. Retrieved December 16, 2011.
  8. ^ "Co-existence of PLT and Radio Services". Archived from the original on August 5, 2007. Retrieved December 16, 2011.
  9. ^ Grant Gross (March 2, 2004). "Vendor Offers Broadband by Power Lines". PC World. Retrieved July 22, 2011.
  10. ^ Katie Fehrenbacher (September 13, 2011). "Current's pivot: From broadband to smart grid to overseas". GigaOM. Retrieved June 13, 2012.
  11. ^ "CURRENT Group Says Goodbye to BPL Industry". SmartGrid News. February 19, 2008. Archived from the original on March 12, 2015. Retrieved June 13, 2012.
  12. ^ "FCC Adopts Memorandum Opinion and Order on Broadband over Power Lines to Promote Broadband Service to all Americans" (PDF). News release. August 3, 2006. Retrieved July 22, 2011.
  13. ^ "Statement of Chairman Kevin J. Martin" (PDF). August 3, 2006. Retrieved July 22, 2011.
  14. ^ Schwager, Andreas; Berger, Lars T. (February 2014). "PLC Electromagnetic Compatibility Regulations". In Berger, Lars T.; Schwager, Andreas; Pagani, Pascal; Schneider, Daniel M. (eds.). MIMO Power Line Communications: Narrow and Broadband Standards, EMC, and Advanced Processing. Devices, Circuits, and Systems. CRC Press. pp. 169–186. doi:10.1201/b16540-9. ISBN 9781466557529.
  15. ^ Joan Engebretson (January 3, 2012). "IBEC Shutdown Deals Latest Blow to BPL". Telecompetitor. Retrieved November 6, 2013.
  16. ^ "Nelson County Broadband Provider IBEC Drops Service". WVIR-TV. January 2, 2012. Retrieved November 6, 2013.
  17. ^ Nayagam, Arun; Rajkotia, Purva R.; Krishnam, Manjunath.; Rindchen, Markus. (February 2014). "Chapter 13: Radiation Mitigation for Power Line Communications Using Time Reversal". In Berger, Lars T.; Schwager, Andreas; Pagani, Pascal; Schneider, Daniel M. (eds.). MIMO Power Line Communications. CRC Press. pp. 391–426. doi:10.1201/b16540-17. ISBN 9781466557529. Archived from the original on May 19, 2014. Retrieved February 20, 2016.
  18. ^ "Final IEEE 1901 Broadband Over Power Line Standard Now Published". Press release. IEEE Standard Association. February 1, 2011. Retrieved December 23, 2013.
  19. ^ 진행 중인 작업:Belkin 기가비트 파워라인 HD는 http://www.smallnetbuilder.com/lanwan/lanwan-reviews/30888-a-work-in-progress-belkin-gigabit-powerline-hd-starter-kit-reviewed?start=4에서 구할 수 있습니다.