ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ. Σσλ Φνηηεηξηψλ ηνπ Σκήκαηνο Ζιεθηξνιφγσλ Μεραληθψλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηψλ ηεο Πνιπηερληθήο ρνιήο ηνπ Παλεπηζηεκίνπ Παηξψλ

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΧΝ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΤΠΟΛΟΓΗΣΧΝ ΣΟΜΔΑ ΤΣΖΜΑΣΧΝ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ (.Ζ.Δ) ΔΡΓΑΣΖΡΗΟ ΤΦΖΛΧΝ ΣΑΔΧΝ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ Σσλ Φνηηεηξηψλ ηνπ Σκήκαηνο Ζιεθηξνιφγσλ Μεραληθψλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηψλ ηεο Πνιπηερληθήο ρνιήο ηνπ Παλεπηζηεκίνπ Παηξψλ ΜΟΤΣΑΚΑ ΜΑΡΗΑ ΣΟΤ ΑΝΑΣΑΗΟΤ Αξηζκφο Μεηξψνπ: 5880 ΣΑΜΟΤΛΖ ΑΛΔΞΗΑ ΣΟΤ ΠΑΝΑΓΗΧΣΟΤ Αξηζκφο Μεηξψνπ: 5772 ΘΔΜΑ ΠΡΟΓΗΟΡΗΜΟ ΣΖ ΑΠΟΓΟΖ ΑΓΧΓΧΝ ΤΦΖΛΖ ΣΑΖ ΓΗΑ ΣΖ ΥΡΖΖ POWERLINE COMMUNICATION (PLC) ΔΠΗΒΛΔΠΟΤΑ ΔΠΗΚΟΤΡΖ ΚΑΘΖΓΖΣΡΗΑ ΔΛΔΤΘΔΡΗΑ ΠΤΡΓΗΧΣΖ ΠΑΣΡΑ..

2 ΠΗΣΟΠΟΗΖΖ Πηζηνπνηείηαη όηη ε Γηπισκαηηθή εξγαζία κε ζέκα ΠΡΟΓΗΟΡΗΜΟ ΣΖ ΑΠΟΓΟΖ ΑΓΧΓΧΝ ΤΦΖΛΖ ΣΑΖ ΓΗΑ ΣΖ ΥΡΖΖ POWERLINE COMMUNICATION (PLC) ησλ Φνηηεηξηώλ ηνπ Σκήκαηνο Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ ΜΟΤΣΑΚΑ ΜΑΡΗΑ ΣΟΤ ΑΝΑΣΑΗΟΤ Αξηζκφο Μεηξψνπ: 5880 ΣΑΜΟΤΛΖ ΑΛΔΞΗΑ ΣΟΤ ΠΑΝΑΓΗΧΣΟΤ Αξηζκφο Μεηξψνπ: 5772 Παξνπζηάζηεθε δεκόζηα θαη εμεηάζηεθε ζην Σκήκα Ζιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ ζηηο../../.. Ζ ΔΠΗΒΛΔΠΟΤΑ Ο ΓΗΔΤΘΤΝΣΖ ΣΟΤ ΣΟΜΔΑ ΔΠΗΚΟΤΡΖ ΚΑΘΖΓΖΣΡΗΑ ΔΛΔΤΘΔΡΗΑ ΠΤΡΓΗΧΣΖ ΚΑΘΖΓΖΣΖ ΑΝΣΧΝΖ ΑΛΔΞΑΝΓΡΗΓΖ 2

3 ΑΡΗΘΜΟ ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ: Θέκα: ΠΡΟΓΗΟΡΗΜΟ ΣΖ ΑΠΟΓΟΖ ΑΓΧΓΧΝ ΤΦΖΛΖ ΣΑΖ ΓΗΑ ΣΖ ΥΡΖΖ POWERLINE COMMUNICATION (PLC) Φνηηήηξηεο: Μνπζηάθα Μαξία, ηακνχιε Αιεμία Δπηβιέπνπζα: Δπίθνπξε Καζεγήηξηα Διεπζεξία Ππξγηψηε ΠΔΡΗΛΖΦΖ Ο ζηφρνο ηεο δηπισκαηηθήο απηήο είλαη ε πεξηγξαθή ηεο αλαδπφκελεο ηερλνινγίαο PLC (PowerLine Communication). Ζ ηερλνινγία απηή κε ηε ρξήζε ηνπ παληαρνχ παξφληνο ειεθηξηθνχ δηθηχνπ πξνζθέξεη αθφκα θαη ζε απνκαθξπζκέλνπο ρξήζηεο πιεζψξα επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ θαη πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν, απνηειψληαο κηα αληαγσληζηηθή επηινγή ηξφπνπ επηθνηλσλίαο. Γηα ηελ θαηαλφεζε ηεο PLC ηερλνινγίαο αξρηθά θξίλνπκε απαξαίηεηε ηελ ιεπηνκεξή πεξηγξαθή ηεο δνκήο ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ, ηνπ εμνπιηζκνχ πνπ απαηηείηαη γηα ηελ εθαξκνγή ηεο θαη ησλ αξρηηεθηνληθψλ ηεο. ηε ζπλέρεηα γίλεηαη αλαθνξά ζηα πξνβιήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη θαη ρξήδνπλ αληηκεηψπηζεο. Δπηπξφζζεηα, γίλεηαη ζχληνκε παξνπζίαζε ησλ ελαιιαθηηθψλ ππεξεζηψλ θαη ζχγθξηζε ησλ PLC κε απηέο. Ζ κεηάδνζε κέζσ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ πξνζθέξεη έλα κεγάιν εχξνο δψλεο, παξέρνληαο κία γθάκα πνιπάξηζκσλ ππεξεζηψλ, φπσο ην έμππλν ζπίηη ή ην AMR (Automatic Meter Reading) γηα ηε δηεπθφιπλζε ηφζν ησλ νηθηαθψλ ρξεζηψλ φζν θαη ησλ επηρεηξεζηαθψλ. Ζ ρξήζε ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο σο ηειεπηθνηλσληαθφ θαλάιη απαηηεί ηελ εθαξκνγή ησλ θαηάιιεισλ ηερληθψλ πξφζβαζεο. Οη πην δηαδεδνκέλεο ηερληθέο είλαη νη FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) θαη CDMA (Code Division Multiple Access). Ζ παξνχζα δηπισκαηηθή επηθεληξψζεθε ζηελ TDMA θαη ηελ FDMA κε δηακφξθσζε ζήκαηνο OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ε νπνία νλνκάδεηαη OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Πξαγκαηνπνηήζεθαλ εμνκνηψζεηο ζε Matlab δηάθνξσλ αιγνξίζκσλ αλαινγηθήο δηθαηνζχλεο κε ηερληθή OFDMA θαη ηαπηφρξνλε εμνκνίσζε ηεο TDMA. ηφρνο είλαη λα ζπγθξίλνπκε ηνπο αιγφξηζκνπο απηνχο σο πξνο ην ζπλνιηθφ ξπζκφ κεηάδνζεο θαη ηε δηθαηνζχλε θαηαλνκήο ησλ πφξσλ ζηνπο ρξήζηεο. Απφ ηε ζχγθξηζε απηή πξνθχπηεη φηη ε ηερληθή TDMA απνδίδεη ιηγφηεξν, ελψ απφ ηνπο ππφινηπνπο αιγφξηζκνπο ηα θαιχηεξα απνηειέζκαηα επηθέξεη ν αιγφξηζκνο ησλ Bill et al., κε ηζνξξνπία ηνπ ζπλνιηθνχ ξπζκνχ κεηάδνζεο θαη ηεο επηζπκεηήο δηθαηνζχλεο. 3

4 Λέμεηο θιεηδηά Σειεπηθνηλσλίεο κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (PLC), γξακκέο Μέζεο Σάζεο (ΜΣ), γξακκέο Υακειήο Σάζεο (ΥΣ), Head end, ζπδεπθηήξαο, Ζιεθηξνκαγλεηηθή πκβαηφηεηα (EMC), Έμππλν ζπίηη, Απνκαθξπζκέλε Μέηξεζε (AMR), OFDM, DSSS, OFDMA, TDMA ABSTRACT Main goal of this diploma thesis is the description of the up and coming PLC (PowerLine Communication) technology. This technology offers access to the web and to several broadband services to even distant and isolated users, by exploiting the power line grid, widely spread to nearly all surface land sites, consisting this way a competitive communication alternative. For a better comprehension of the PLC technology, this work starts with a detailed description of the power line grid, the several PLC technology architectures and the necessary equipment for their application. Following this work, there is a reference to any possible problems that need to be overcome and a short comparative presentation of the PLC technology versus other alternatives to it. The data transmission over electricity lines offers a wide bandwidth and thus it may support a variety of applications, as the smart home and AMR (Automatic Meter Reading) for the proper service of either domestic or industrial users. The use of electricity power lines as a communication channel necessitates the application of multiple access Strategies as FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) and CDMA (Code Division Multiple Access), which are currently the most popular. This thesis is focused on TDMA and FDMA with OFDM signal modulation. This technique is called OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Several proportional rate constraints algorithms were simulated in Matlab applying both OFDMA and TDMA strategies in order to compare these algorithms in terms of the maximized total throughput and the fair allocation of resources to the end users (fairness). From this comparison it comes up that TDMA technique is less efficient, whereas from the other algorithms the most efficient is the one of Bill et al., that offers a good balance between total throughput and fairness. Keywords PowerLine Communications (PLC), Medium Voltage Lines (MV), Low Voltage Lines (LV), Head end, Coupler, Electromagnetic Compatibility (EMC), Smart Home, Automatic Meter Reading (AMR), OFDM, DSSS, OFDMA, TDMA 4

5 Δπραξηζηήξην εκείσκα ην ζεκείν απηφ ζα ζέιακε λα επραξηζηήζνπκε ηελ θαζεγήηξηα καο θα. Διεπζεξία Ππξγηψηε γηα ηε ζπλνιηθή ηεο θαζνδήγεζε θαηά ηε δηάξθεηα εθπφλεζεο απηήο ηεο εξγαζίαο αιιά θαη γηα ηελ εκπηζηνζχλε πνπ καο έδεημε κε ηελ αλάζεζε ελφο ηέηνηνπ ελδηαθέξνληνο ζέκαηνο. Αθφκα, ζα ζέιακε λα επραξηζηήζνπκε ηδηαίηεξα ηνλ ππνςήθην Γηδάθηνξα θ. Βαζίιεην Παπνπηζή ηνπ εξγαζηεξίνπ Αζχξκαηεο Σειεπηθνηλσλίαο θαη ηνλ δηεπζπληή απηνχ θαζεγεηή θ. ηαχξν Κσηζφπνπιν νη νπνίνη ζπλέβαιαλ ζηελ νινθιήξσζε ηεο εξγαζίαο απηήο. 5

6 ΠΙΝΑΚΑ ΠΕΡΙΕΦΟΜΕΝΩΝ Πίλαθαο Δηθφλσλ ΑΚΡΧΝΤΜΑ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1: ΣΟΥΟ, ΚΟΠΟ ΚΑΗ ΗΣΟΡΗΚΖ ΑΝΑΓΡΟΜΖ Γεληθά Ση είλαη ην PLC Ηζηνξηθή επηζθφπεζε Πσο ιεηηνπξγεί ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2: ΓΗΚΣΤΑ Δπίπεδα ηάζεο Γνκή ηνπ Γηθηχνπ θαη ζηνηρεία ηεο ΓΔΖ ΑΔ χζηεκα Παξαγσγήο χζηεκα Γηαζπλδέζεσο θαη Μεηαθνξάο χζηεκα Τπνκεηαθνξάο χζηεκα Γηαλνκήο Πεξηγξαθή ησλ ζηνηρείσλ πνπ ζπλαληνχκε ζην ειεθηξηθφ δίθηπν ηνηρεία ΜΣ Ηλεκτρικοί Υποςτακμοί Υποςτακμοί μεταςχθματιςμοφ τάςθσ Γραμμζσ ΜΤ Συγκολλιςεισ Περιςτροφικόσ Διακόπτθσ (switchgear) Μεταςχθματιςτζσ ΜΤ/ΧΤ ηνηρεία ΥΣ Πίνακασ διακοπτών Γραμμζσ ΧΤ Συγκολλιςεισ (splices) Ερμάρια Δρόμων (cabinets streets) Κιβώτιο αςφαλειών Θάλαμοσ Μετρθτών Μία άνοδοσ (riser) Μετρθτζσ Προςταςία ςπιτιών Σνπνινγίεο Σνπνινγίεο ΜΣ Σνπνινγίεο ΥΣ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3: ΠΑΡΟΤΗΑΖ ΣΖ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ PLC Καηεγνξίεο ηεο ηερλνινγίαο PLC Βαζηθφο εμνπιηζκφο γηα ηελ PLC ηερλνινγία Γνκή PLC δηθηχσλ Γνκέο ΜΣ

7 Παραδείγματα δακτυλίων ΜΤ Γνκέο ΥΣ Παραδείγματα διαμορφώςεων δικτφων ΧΤ Οξγάλσζε PLC Γηθηχσλ Σνπνζεζία ηνπ ζηαζκνχ βάζεο Καηάηκεζε δηθηχσλ Γίθηπα κε ηελ ηερληθή ηεο πχιεο θαη ηνπ επαλαιήπηε Γνκή ησλ In-Home PLC δηθηχσλ Πνιχπινθα δίθηπα PLC πζηήκαηα Αξρηηεθηνληθήο PLC Γηθηχσλ Πεξηγξαθή ησλ PLC πζηεκάησλ Μειινληηθέο εμειίμεηο ησλ ζπζηεκάησλ αξρηηεθηνληθήο PLC ζηελήο θαη επξείαο δψλεο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4: ΣΔΥΝΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΚΑΗ ΠΡΟΚΛΖΔΗ Υαξαθηεξηζηηθά ηνπ PLC δηαχινπ κεηάδνζεο Υαξαθηεξηζηηθή ηνπ θαλαιηνχ Υαξαθηεξηζηηθά ηνπ PLC θαισδίνπ Μεηάδνζεο Μνληέιν ηνπ θαλαιηνχ PLC Ζιεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα ζηα PLC ζπζηήκαηα Δπεμήγεζε φξσλ ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηαο Καηεγνξηνπνίεζε ησλ EMC δηαηαξαρψλ Πξνδηαγξαθέο ησλ νξίσλ ιεηηνπξγίαο ησλ PLC δηθηχσλ Δπίδξαζε ησλ Παξεκβνιψλ θαη Πεξηνξηζκφο ηνπ Ρπζκνχ Γεδνκέλσλ Σερληθέο Πξνθιήζεηο Παξεκβνιή Δμαζζέλεζε ήκαηνο Θφξπβνο Απεηιή ζηελ αζθάιεηα ησλ δεδνκέλσλ Έιιεηςε πξνηχπσλ Κξηηήξηα βειηηζηνπνίεζεο ησλ Access PLC δηθηχσλ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5: ΤΠΖΡΔΗΔ ΠΟΤ ΠΡΟΦΔΡΔΗ Ζ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ PLC Τπεξεζίεο ελέξγεηαο Αλίρλεπζε ζέζεο ζθάικαηνο Μείσζε ησλ απσιεηψλ θαηά ηε δηαλνκή ελέξγεηαο Έιεγρνο ηνπ θνξηίνπ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν AMR- απνκαθξπζκέλε κέηξεζε (Automatic Meter Reader) AMR ςτενισ ηώνθσ AMR ευρείασ ηώνθσ Σειεπηθνηλσληαθέο Τπεξεζίεο Πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν Έμππλν ζπίηη VoIP (Voice over Interbet protocol)

8 5.2.4 Τπεξεζίεο χζηεξα απφ απαίηεζε VoD (Video on Demand) music on demand χγθιηζε ππεξεζηψλ θσλήο δεδνκέλσλ - βίληεν Double play Triple play Quadruple Play Multi-play IPTV-δηθηπαθή ηειεφξαζε Σειεθσλία κέζσ PLC Speech Packetization και Speech Depacketization Πραγματικόσ ρυκμόσ Χρόνοσ διζλευςθσ Hi-Fi Quality Telephony Νέεο Τπεξεζείεο Σειεπαξαθνινχζεζε ρψξσλ Τθλεοπτικι παρακολοφκθςθ οικείασ Τθλεοπτικι παρακολοφκθςθ εξωτερικών χώρων Σειεταηξηθή Σειε-εθπαίδεπζε Δπέθηαζε ησλ PLC ζε πεξαηηέξσ ηνκείο PLC ζηε Βηνκεραλία PLC ζε Γεκφζηνπο ρψξνπο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6: ΔΝΑΛΑΚΣΗΚΔ ΔΤΡΤΕΧΝΗΚΔ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΔ Δπξπδσληθή πξφζβαζε-δπξπδσληθφηεηα Φεθηαθή Γξακκή πλδξνκεηή (Digital Subscriber Line) Πεξηιεπηηθή πεξηγξαθή ηεο ADSL θαη VDSL ηερλνινγίαο Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα DSL/PLC Οπηηθέο ίλεο Υξήζε νπηηθψλ ηλψλ ζην δίθηπν πξφζβαζεο Τβξηδηθφ DSL κε νπηηθέο ίλεο/plc Καισδηαθφ modem -Γίθηπν θαισδηαθήο ηειεφξαζεο Πιενλεθηήκαηα- Μεηνλεθηήκαηα Καισδηαθφ κφληεκ (cable modem)/plc WiFi WiMAX WiMax-WiFi Γνξπθνξηθφ Internet- ηερλνινγία DVB-RCS χγθξηζε κεηαμχ Power Line Communications (PLC) θαη άιισλ ζρεηηθψλ ηερλνινγηψλ Οηθνλνκηθή ζχγθξηζε γηα ηηο δηάθνξεο ηερλνινγίεο

9 6.10 πκπεξάζκαηα ζχγθξηζεο ΚΔΦΑΛΑΗΟ 7: ΣΔΥΝΗΚΔ ΓΗΑΜΟΡΦΧΖ ΓΗΑ ΤΣΖΜΑΣΑ PLC Σν κνληέιν αλαθνξάο OSI Αληηζηνηρία κε ηα PLC δίθηπα Μέζνδνη Γηακφξθσζεο Οξζνγψληα Μέζνδνο Γηακφξθσζεο κε Γηαίξεζε πρλνηήησλ (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) Γηακφξθσζε πνιιαπινχ θέξνληνο Αλάιπζε OFDM Μεηάδνζε Block κε δηαζηήκαηα αζθαιείαο Κπθιηθή ζπλέιημε θαη DFT Κπθιηθή επέθηαζε Μεδεληθφ πξφζεκα Δμίζσζε ζπρλφηεηαο Γηάγξακκα OFDM block Υξνληθφο ζπγρξνληζκφο θαη ζπγρξνληζκφο ζπρλφηεηαο Σερληθέο απισκέλνπ θάζκαηνο (spread spectrum) Αξρέο Γηακφξθσζεο DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) χγθξηζε κεηαμχ DSSS θαη FHSS χγθξηζε ηερληθψλ δηακφξθσζεο γηα ζπζηήκαηα PLC Γηαρείξηζε θαικάησλ Forward Error Correction Μεραληζκνί ARQ ΚΔΦΑΛΑΗΟ 8: ΣΡΑΣΖΓΗΚΔ ΠΟΛΛΑΠΛΖ ΠΡΟΒΑΖ ΓΗΑ OFDM χγθξηζε ηπραίαο πξφζβαζεο θαη πνιιαπιήο πξφζβαζεο Πνιιαπιή πξφζβαζε κε δηαίξεζε ζπρλφηεηαο (FDMA) Πνιιαπιή Πξφζβαζε κε Γηαίξεζε Υξφλνπ (TDMA) Round Robin Πνιιαπιή Πξφζβαζε κε Γηαίξεζε Κσδίθσλ (CDMA) Πιενλεθηήκαηα ηεο ηερληθήο OFDMA Σερληθέο δηακνηξαζκνχ πφξσλ γηα OFDMA Αιγφξηζκνο Μέγηζηνπ Οιηθνχ Ρπζκνχ Μεηάδνζεο Αιγφξηζκνο Μέγηζηεο Γηθαηνζχλεο ή Αιγφξηζκνο Max-Min Αιγφξηζκνο κε Πεξηνξηζκφ Αλαινγίαο ησλ Ρπζκψλ Μεηάδνζεο (αλαινγηθήο δηθαηνζχλεο) Απνηειέζκαηα Πξνζνκνίσζεο θαη ρνιηαζκφο πκπεξάζκαηα ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ

10 Πίνακας Εικόνων Εικόνα 1: PLC δίκτυο πρόςβαςθσ Εικόνα 2: από τθν παραγωγι ςτθν κατανάλωςθ, ιεραρχία του θλεκτρικοφ πλζγματοσ] Εικόνα 3: Στάδια μεταβίβαςθσ θλεκτρικισ ενζργειασ Εικόνα 4: Διάγραμμα υποςτακμοφ μεταςχθματιςμοφ Εικόνα 5: Εναζριεσ (αριςτερά) και υπόγειεσ (δεξιά) γραμμζσ τροφοδοςίασ ΜΤ Εικόνα 6:Στακμόσ μεταςχθματιςμοφ τφπου δωματίου με υπόγειεσ γραμμζσ τροφοδοςίασ ΜΤ.. 32 Εικόνα 7: Υπόγειοσ υποςτακμόσ μεταςχθματιςμοφ, με μεταςχθματιςτι, ςφςτθμα εξαεριςμοφ, μεταλλάκτθ ΧΤ και περιςτροφικοφσ διακόπτεσ Εικόνα 8: Επίγειοσ Υποςτακμόσ μεταςχθματιςμοφ Εικόνα 9: Εναζριοσ Υποςτακμόσ μεταςχθματιςμοφ πάνω ςε κολϊνα Εικόνα 10: Υποςτακμόσ μεταςχθματιςμοφ μζςα ςε κιβϊτιο Εικόνα 11: Τρόποι εγκατάςταςθσ γραμμϊν-απευκείασ ςτο ζδαφοσ, ςε ειδικζσ ςωλθνϊςεισ, ςε ειδικζσ ςχάρεσ Εικόνα 12: Μονωτιρεσ ςτερεάσ κατάςταςθσ και τφπου πυκνωτι αντίςτοιχα Εικόνα 13: Μονωτιρεσ τφπου από αζρα ςε αζρα και από αζρα ςε λάδι αντίςτοιχα Εικόνα 14: Αςφάλεια Εικόνα 15: Παράδειγμα μονάδασ απομακρυςμζνου ελζγχου για περιςτροφικοφσ μεταγωγείσ μονωμζνουσ με SF Εικόνα 16: Μεταςχθματιςτζσ ελαίου και ξθροφ τφπου αντίςτοιχα Εικόνα 17: Μεταςχθματιςτισ υπερυψωμζνοσ και επίγειοσ αντίςτοιχα Εικόνα 18: Υπόγειοι μεταςχθματιςτζσ Εικόνα 19: Ζνασ μεταλλάκτθσ (αριςτερά) ςυνδεδεμζνοσ ςτο δευτερεφον του μεταςχθματιςτι ςτα δεξιά Εικόνα 20: Μεταλλάκτεσ ανοιχτοφ (αριςτερά) και κλειςτοφ (δεξιά) τφπου Εικόνα 21: Εναζρια γραμμι ΧΤ με μθ μονωμζνουσ αγωγοφσ Εικόνα 22: Τομι καλωδίου τριϊν πυρινων με περιφερειακό ουδζτερο, τομεακισ μορφισ Εικόνα 23: Τομι καλωδίου τριϊν πυρινων με περιφερειακό ουδζτερο, κυκλικοφ τομζα Εικόνα 24: Ερμάριο δρόμου Εικόνα 25: Κιβϊτιο αςφαλειϊν Εικόνα 26: Δωμάτιο μετρθτϊν Εικόνα 27: Προκαταςκευαςμζνθ άνοδοσ Εικόνα 28: Πλαίςιο μετρθτι, ςε εγκατάςταςθ μονοκατοικίασ, το οποίο περιλαμβάνει ακόμα κιβϊτιο αςφαλειϊν και γενικό πίνακα Εικόνα 29: Παραδείγματα μετρθτϊν Εικόνα 30: Σχεδιάγραμμα τοπολογίασ διπλοφ κυκλϊματοσ Εικόνα 31: Ακτινικι τοπολογία μεμονωμζνων γραμμϊν ΜΤ Εικόνα 32: Ακτινικι τοπολογία μίασ μόνθσ γραμμισ ΜΤ Εικόνα 33: Ακτινικι τοπολογία ςε ςχιμα δζντρου Εικόνα 34: Τοπολογία δακτυλίου Εικόνα 35: Δικτυωτι τοπολογία Εικόνα 36: Τοπολογίεσ ΧΤ Εικόνα 37: Δομι του δικτφου ΧΤ για το Access PLC Εικόνα 38: Διάφορα παραδείγματα του In-Home PLC

11 Εικόνα 39: Εξοπλιςμόσ PLC δικτφου Εικόνα 40: Λειτουργία του PLC ςτακμοφ βάςθσ Εικόνα 41: PLC δίκτυο πρόςβαςθσ. Γενικι αρχιτεκτονικι Εικόνα 42: Modems για το In-Home PLC Εικόνα 43: Παράδειγμα επαγωγικοφ (a) και χωρθτικοφ (b) ςυηευκτιρα Εικόνα 44: Σφνδεςθ gateway ςτο μετρθτι οικίασ Εικόνα 45: Τυπικι PLC τοπολογία Εικόνα 46: Συνθκιςμζνθ αρχιτεκτονικι PLC ΜΤ, με τουσ δακτυλίουσ να ςυνδζονται ςτο οπτικό δίκτυο κορμοφ Εικόνα 47: Αρχιτεκτονικι PLC ΜΤ, όπου δφο κόμβοι του δακτυλίου ΜΤ ςυνδζονται μζςω οπτικισ ςφνδεςθσ Εικόνα 48: Κυτταρικι δομι PLC ΜΤ (1 θ περίπτωςθ) Εικόνα 49: : Κυτταρικι δομι PLC ΜΤ (2 θ περίπτωςθ) Εικόνα 50: Κυτταρικι δομι PLC ΜΤ (3 θ περίπτωςθ-πλιρθσ τοπολογία δακτυλίου) Εικόνα 51: Κυτταρικι δομι PLC ΜΤ (4 θ περίπτωςθ-ςυνδυαςμόσ τριϊν διακτυλίων) Εικόνα 52: Τοπολογία 1 δικτφου ΧΤ Εικόνα 53: Τοπολογία αςτζρα δικτφου ΧΤ Εικόνα 54: Τοπολογία δζντρου δικτφου ΧΤ Εικόνα 55: Τοπολογία 3 δικτφου ΧΤ Εικόνα 56: E-D εξωτερικό δίκτυο (outdoor network), D-C εςωτερικό δίκτυο (indoor network) Εικόνα 57: Πρϊτθ διαμόρφωςθ εξωτερικοφ δικτφου Εικόνα 58: Δεφτερθ διαμόρφωςθ εξωτερικοφ δικτφου Εικόνα 59: Τρίτθ διαμόρφωςθ εξωτερικοφ δικτφου Εικόνα 60: Χριςθ ερμαρίου ςαν ςτοιχείου διαςφνδεςθσ Εικόνα 61: Δίκτυο PLC με το ςτακμό βάςθσ ςτο μεταςχθματιςτι Εικόνα 62: Τοπολογία ενόσ δικτφου πρόςβαςθσ PLC και του αντίςτοιχου δικτφου χαμθλισ τάςθσ Εικόνα 63: Παράλλθλα ςυςτιματα πρόςβαςθσ PLC μζςα ςε ζνα δίκτυο χαμθλισ τάςθσ Εικόνα 64: Ανεξάρτθτα δίκτυα πρόςβαςθσ ςτο δίκτυο παροχισ Εικόνα 65: Δίκτυο πρόςβαςθσ PLC με δφο ιεραρχικά επίπεδα Εικόνα 66: PLC δίκτυο XT με επαναλιπτεσ ι πφλεσ Εικόνα 67: Τοπολογία ενόσ In-Home PLC δικτφου Εικόνα 68: Παράδειγμα ενόσ πολφπλοκου PLC Access δικτφου Εικόνα 69: Βαςικι δομι ενόσ PLC ςυςτιματοσ Εικόνα 70: Παράδειγμα πραγματικοφ εξοπλιςμοφ Εικόνα 71: PLC ςφςτθμα Εικόνα 72: PLC ςφςτθμα Εικόνα 73: PLC ςφςτθμα Εικόνα 74: Δομι ςυςτιματοσ αυτοματιςμοφ με χριςθ PLC ςτενισ ηϊνθσ Εικόνα 75: Κεντρικι δομι ενόσ PLC ςυςτιματοσ που χρθςιμοποιείται για υπθρεςίεσ ενζργειασ. 93 Εικόνα 76: Το echo model αναπαριςτά το πολυοδικό μοντζλο του PLC καναλιοφ Εικόνα 77: Διαφορετικζσ περιοχζσ τθσ θλεκτρομαγνθτικισ ςυμβατότθτασ Εικόνα 78: Βαςικό μοντζλο του προβλιματοσ τθσ θλεκτρομαγνθτικισ ςυμβατότθτασ Εικόνα 79: Ταξινόμθςθ των διαταραχϊν ςφμφωνα με το διατεκειμζνο φάςμα Εικόνα 80: Επιρροι ποικίλων πθγϊν διαταραχισ

12 Εικόνα 81: Παράδειγμα θλεκτρομαγνθτικισ παρεμβολισ διάφορων ςυςτθμάτων Εικόνα 82: Η θλεκτρομαγνθτικι ακτινοβολία ςτισ θλεκτρικζσ γραμμζσ προκαλεί παρεμβολι ςτισ γειτονικζσ μπάντεσ ςυχνοτιτων Εικόνα 83: Οι προςκετικοί τφποι κορφβου ςτα PLC περιβάλλοντα Εικόνα 84: Throughput ενάντια fairness Εικόνα 85: Πλεονεκτιματα για τον τελικό χριςτθ Εικόνα 86: Μελλοντικό δίκτυο ΔΕΗ με PLC και GPS ςυςτιματα Εικόνα 87: Βαςικι δομι AMR Εικόνα 88: Τεχνολογία AMR βαςιςμζνθ ςτο PLC ςτενισ ηϊνθσ Εικόνα 89: Εξοπλιςμόσ PLC του δικτφου πρόςβαςθσ και διανομισ Εικόνα 90: Συνδυαςμόσ ευρυηωνικοφ και ςτενισ ηϊνθσ PLC Εικόνα 91: Τοπολογία δικτφου ζξυπνου ςπιτιοφ Εικόνα 92: Smart Home Εικόνα 93: Σφςτθμα εξοικονόμθςθσ ενζργειασ Εικόνα 94: VoIP μζςω PLC Εικόνα 95: VoD μζςω PLC Εικόνα 96: Γραφικι αναπαράςταςθ τθσ Triple Play υπθρεςίασ Εικόνα 97: Απαιτοφμενο εφροσ ηϊνθσ για τισ διάφορεσ υπθρεςίεσ Εικόνα 98: Περιοριςμοί ςτθν τθλεφωνικι επικοινωνία Εικόνα 99: Τθλεπαρακολοφκθςθ χϊρων Εικόνα 100: Τθλεοπτικι παρακολοφκθςθ οικείασ Εικόνα 101: Τθλεπαρακολοφκθςθ δαςικισ περιοχισ Εικόνα 102: Τθλεπαρακολοφκθςθ δρόμων Εικόνα 103: Πρόςβαςθ ςε ιατρικζσ πλθροφορίεσ χρθςιμοποιϊντασ τθν PLC τεχνολογία Εικόνα 104: Απλοποιθμζνο διάγραμμα δικτφου που ανταποκρίνεται ςτο ςενάριο των ιατρικϊν πλθροφοριϊν, βαςιςμζνο ςτθν PLC τεχνολογία Εικόνα 105: Τιλε- εκπαίδευςθ με τθ χριςθ τθσ τεχνολογίασ PLC Εικόνα 106: Διάγραμμα Τιλε-εκπαίδευςθσ βαςιςμζνο ςτθν PLC τεχνολογία Εικόνα 107: Τα κανάλια ςτθν ADSL μετάδοςθ Εικόνα 108: Δομικά ςτοιχεία ADSL Εικόνα 109: Δομι οπτικοφ καλωδίου Εικόνα 110: Υβριδικό -ινό-ομοαξονικό δίκτυο Εικόνα 111: Εξοπλιςμόσ ςτθν πλευρά του χριςτθ Εικόνα 112: Αςφρματο ςφςτθμα επικοινωνίασ Εικόνα 113: Τεχνολογία WiMax Εικόνα 114: Δορυφορικζσ Υπθρεςίεσ Εικόνα 115: Σφγκριςθ ωσ προσ τθν προςιτότθτα-διακεςιμότθτα-εφροσ ηϊνθσ Εικόνα 116: Διακεςιμότθτα των διάφορων δικτφων Εικόνα 117: Το μοντζλο OSI Εικόνα 118: Επίπεδα δικτφου PLC Εικόνα 119: Θζςθ τθσ PLC τεχνολογίασ ςτο μοντζλο OSI Εικόνα 120: Πομπόσ πολλαπλϊν φερόντων-ζνα υψθλοφ ρυκμοφ φζρον R bps χωρίηεται ςε L παράλλθλα φζροντα κάκε ζνα από τα οποία ζχει ρυκμό R/L και ζπειτα πολλαπλαςιάηεται με μία διαφορετικι ςυχνότθτα φορζα

13 Εικόνα 121: Δζκτθσ πολλαπλϊν φερόντων-κάκε υποφζρον κωδικοποιείται ξεχωριςτά απαιτϊντασ L ξεχωριςτοφσ δζκτεσ Εικόνα 122: Το μεταδιδόμενο πολλαπλϊν φορζων ςιμα υφίςταται ςχεδόν επίπεδθ διάλειψθ ςε κάκε υποκανάλι αφοφ B/L<<Bc ακόμα και αν το ςυνολικό κανάλι υφίςταται διάλειψθ επιλεκτικϊν ςυχνοτιτων (B>Bc) Εικόνα 123: Κυκλικό πρόκεμα OFDM Εικόνα 124: Κυκλικι ςυνζλιξθ που ζχει δθμιουργθκεί από το κυκλικό πρόκεμα OFDM Εικόνα 125: Το μθδενικό πρόκεμα OFDM επιτρζπει ςτο κυκλικό κανάλι να επαναδθμιουργθκεί ςτο δζκτθ Εικόνα 126: Σφςτθμα OFDM με ςθμείωςθ διανυςμάτων Εικόνα 127: OFDM ςυγχρονιςμόσ (a) ςτον χρόνο και (b) ςτθ ςυχνότθτα. Εδϊ παρουςιάηονται δφο υποφορείσ ςτο πεδίο του χρόνου και οκτϊ υποφορείσ ςτο πεδίο τθσ ςυχνότθτασ, όπου f c =10MHz και το διάςτθμα του υποφορζα Δf=1MHz Εικόνα 128: Αρχι τθσ φαςματικισ εξάπλωςθσ τθσ DSSS τεχνικισ Εικόνα 129: Συνοπτικό ςχιμα του DSSS πομποφ Εικόνα 130: Ζνασ DSSS δζκτθσ βαςιςμζνοσ ςε προςαρμοςμζνο φίλτρο Εικόνα 131: Χρονικι φαςματικι αναπαράςταςθ τθσ γριγορθσ και αργισ FHSS Εικόνα 132: Πομπόσ τθσ FHSS Εικόνα 133: Δζκτθσ τθσ FHSS Εικόνα 134:Κφριεσ κατθγορίεσ FEC, block και ςυνελικτικοί κϊδικεσ Εικόνα 135: FDMA Εικόνα 136: Συνδυαςμόσ FDMA με TDMA Εικόνα 137: Οι χριςτεσ τθσ CDMA τεχνικισ μοιράηονται κυρίδεσ χρόνου και ςυχνότθτασ αλλά χρθςιμοποιοφν κωδικοφσ που επιτρζπουν ςτουσ χριςτεσ να διαχωρίηονται από τον δζκτθ Εικόνα 138: Στθν OFDMA ο ςτακμόσ βάςθσ κατανζμει ςε κάκε χριςτθ ζνα τμιμα υποφορζων, κατά προτίμθςθ ςε ζνα φάςμα ςυχνοτιτων ςτο οποίο το κανάλι είναι πιο ιςχυρό Εικόνα 139: OFDM με 256 υποφορείσ και OFDMA με μόνο 64 υποφορείσ να χρθςιμοποιοφνται από τουσ ςυνολικοφσ 256. Η ςυνολικι ιςχφ είναι ίδια αλλά θ OFDMA επιτρζπει αρκετά χαμθλότερθ μζγιςτθ ιςχφ Εικόνα 140: Συνολικόσ ρυκμόσ μετάδοςθσ δεδομζνων των χρθςτϊν ςυναρτιςει του αρικμοφ των χρθςτϊν Εικόνα 141: Κανονικοποιθμζνοι λόγοι ρυκμϊν μετάδοςθσ δεδομζνων ανά χριςτθ Εικόνα 142: Κανονικοποιθμζνοι λόγοι ρυκμϊν μετάδοςθσ ανά χριςτθ Εικόνα 143: Κζρδοσ του ςυνολικοφ ρυκμοφ μετάδοςθσ δεδομζνων των χρθςτϊν (bits/sec/hz) ςυναρτιςει του αρικμοφ των χρθςτϊν Εικόνα 144: Κζρδοσ του ςυνολικοφ ρυκμοφ μετάδοςθσ δεδομζνων των χρθςτϊν (%) ςυναρτιςει του αρικμοφ των χρθςτϊν Εικόνα 145: Δικαιοςφνθ ςυναρτιςει του αρικμοφ των χρθςτϊν Εικόνα 146: Συνολικόσ ρυκμόσ μετάδοςθσ δεδομζνων των χρθςτϊν ςυναρτιςει των αναλογικϊν περιοριςμϊν Εικόνα 147: Κανονικοποιθμζνοι λόγοι ρυκμϊν μετάδοςθσ δεδομζνων ανά χριςτθ (m=0) Εικόνα 148: Κανονικοποιθμζνοι λόγοι ρυκμϊν μετάδοςθσ δεδομζνων ανά χριςτθ (m=4) Εικόνα 149: Κανονικοποιθμζνοι λόγοι ρυκμϊν μετάδοςθσ δεδομζνων ανά χριςτθ (m=5)

14 ΑΚΡΩΝΤΜΑ ΑΚΡΧΝΤΜΟ BPL OECD PLC BPLC CPE OFDM DSSS ISP ΔΠΔΞΖΓΖΖ Broadband over Power Lines (Δπξπδσληθέο γξακκέο κεηαθνξάο) Organisation for Economic Co-operation and Development (Οξγαληζκφο Οηθνλνκηθήο πλεξγαζίαο θαη Αλάπηπμεο) Power Line Communication/ή Carrier (Δπηθνηλσλίεο ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) Broadband over Power Lines Communications (Δπξπδσληθφηεηα πάλσ απφ ηηο γξακκέο κεηαθνξάο) Customer Premises Equipment (ζπλδξνκεηηθφο εμνπιηζκφο) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (πνιχπιεμε νξζνγψληαο δηαίξεζεο ζπρλφηεηαο) Direct Sequence Spread Spectrum (Δπζεία αθνινπζία απισκέλνπ θάζκαηνο) Internet Service Provider (Πάξνρνο ππεξεζηψλ δηαδηθηχνπ) ANSI American National Standards Institute (Ακεξηθάληθν Ηλζηηηνχην Γηεζλψλ Πξνηχπσλ) NMS Network Management System (χζηεκα Γηαρείξηζεο) NTU Network Terminal Units (Σεξκαηηθέο Μνλάδεο Γηθηχνπ) ASK Amplitude Shift Keying (Γηακφξθσζε πιάηνπο) FSK Frequency Shift Keying (Γηακφξθσζε πρλφηεηαο) EMC electromagnetic compatibility (Ζιεθηξνκαγλεηηθή πκβαηφηεηα) 14

15 EMI electromagnetic interference (Ζιεθηξνκαγλεηηθή Παξεκβνιή) IEC International Electrotechnical Commission (Γηεζλήο Δπηηξνπή Ζιεθηξνηερλίαο) PER Packet Error Rate (Ρπζκφο κεηάδνζεο ιαλζαζκέλσλ παθέησλ) BER Βit Error Rate (Ρπζκφο κεηάδνζεο ιαλζαζκέλσλ bit) ITU International Telecommunication Union (Έλσζε Γηεζλψλ Σειεπηθνηλσληψλ) OPERA VoIP VoD IPTV OSI ISO PAM Open PLC European Research Alliance Voice Over Internet Protocol (Μεηάδνζε θσλήο κέζσ IP) Video on Demand (Βίληεν χζηεξα απφ απαίηεζε) internet protocol television (Γηθηπαθή Σειεφξαζε) Open System Interconnection Model (Μνληέιν αλνηρηνχ ζπζηήκαηνο δηαζχλδεζεο) International Standard Organization (Γηεζλήο Οξγαληζκφο Πξνηχπσλ) Pulse Modulation Amplitude (Γηακφξθσζε πιάηνπο παικψλ) FEC Forward Error Correction (Δκπξφζζηα Γηφξζσζε ιάζνπο) ARQ CRC Automatic Repeat request (Αίηεζε απηφκαηεο επαλάιεςεο) Cyclic Redundancy Check (Έιεγρνο θπθιηθνχ πιενλαζκνχ) DCF Distributed Coordination Function (Καηαλεκεκέλε ζπληνληζκέλε ιεηηνπξγία) PAPR peak to average ratio (Λφγνο Μέγηζηεο πξνο Μέζε Ηζρχνο) 15

16 CSI channel state information (Πιεξνθνξία θαηάζηαζεο θαλαιηνχ) SINR Signal-to-interference-plus-noise ratio (Λφγνο ήκαηνο πξνο Θφξπβν θαη Παξεκβνιή) DSL Digital Subscriber Line (Φεθηαθή πλδξνκεηηθή γξακκή) ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line (Αζχκκεηξε Φεθηαθή πλδξνκεηηθή γξακκή) MSDSL Multi-Rate Symmetric DSL VDSL Very-high-data-rate Digital Subscriber Line ONU Optical Network Unit (Μνλάδα νπηηθνχ δηθηχνπ) HFC NLOS PP PMP WLAN Wi-Fi Wimax DVB-RCS Hybrid Fiber Coaxial (Τβξηδηθφ ηλννκναμνληθφ θαιψδην) Non Line of Sight (Υσξίο νπηηθή επαθή) point to point (Απφ ζεκείν ζε ζεκείν) point to multipoint (Απφ ζεκείν ζε πνιιαπιά ζεκεία) Wireless Local Area Network (Αζχξκαην Σνπηθφ Γίθηπν) Wireless Fidelity (Αζχξκαηε Πηζηφηεηα) Worldwide Interoperability for Microwave Access (Παγθφζκηα Γηαιεηηνπξγηθφηεηα γηα Πξφζβαζε Μηθξνθπκάησλ) Digital Video Broadcast Return Channel via Satellite 16

17 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 1: ΣΟΦΟ, ΚΟΠΟ ΚΑΙ ΙΣΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ 1.1 Γενικϊ Σν δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη έλα ερζξηθφ πεξηβάιινλ γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κεγάιεο ηαρχηεηαο, αιιά έπεηηα απφ ρξφληα αλάπηπμεο, έρνπκε πιένλ ηελ εκθάληζε κηαο ηερλνινγίαο, ε νπνία βξίζθεηαη πξνο ην παξφλ ζε πεηξακαηηθφ ζηάδην θαη είλαη ηθαλή λα κεηαθέξεη δεδνκέλα πςειψλ ηαρπηήησλ ρξεζηκνπνηψληαο ην ππάξρνλ ειεθηξηθφ πιέγκα. Ζ ηερλνινγία απηή, πνπ αλαθέξεηαη σο PLC (PowerLine Communication) ηερλνινγία, ρξεζηκνπνηεί ην ειεθηξηθφ δίθηπν κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο γηα λα πξνζθέξεη ζηνπο νηθηαθνχο ρξήζηεο θαη ζηηο επηρεηξήζεηο επξπδσληθή πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη ζεσξείηαη απφ θάπνηνπο φηη είλαη ίζσο ε ηξίηε ηερλνινγία πνπο ζα απνηειέζεη πηζαλφ αληαγσληζηή γηα ηελ ηερλνινγία DSL θαη ην θαισδηαθφ κφληεκ. Πξφζθαηεο κειέηεο, εληνχηνηο, δείρλνπλ φηη ην ελδηαθέξνλ γηα ηελ PLC ηερλνινγία κεηαηνπίδεηαη απφ ηελ παξνρή επξπδσληθήο ζχλδεζεο ζηε ρξήζε «έμππλσλ» κεηξεηψλ πνπ ζα επηηξέςνπλ ζηα λνηθνθπξηά λα κεηψζνπλ ην ελεξγεηαθφ θφζηνο θαη ζηηο εηαηξείεο ελέξγεηαο λα δηαρεηξηζηνχλ πην απνηειεζκαηηθά ην ειεθηξηθφ δίθηπν πνπ εθκεηαιιεχνληαη κε ηελ αλάπηπμε ηνπ «έμππλνπ δηθηχνπ». Ζ PLC ηερλνινγία κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε πνιιά δεηήκαηα θνηλήο σθέιεηαο, φπσο είλαη ε ελέξγεηα, νη επηθνηλσλίεο, πεξηβαιινληηθά δεηήκαηα θαη ζέκαηα εζληθήο αζθάιεηαο. Γηα παξάδεηγκα, ην PLC κπνξεί λα ζπκβάιιεη ζηελ πξνψζεζε ηεο ελεξγεηαθήο πνιηηηθήο φζνλ αθνξά ηηο κεηξήζεηο θαηαλάισζεο θαη ηελ θνζηνιφγεζε, ηε δηαρείξηζε ηνπ θνξηίνπ θαη ηελ αλίρλεπζε ζθαικάησλ πνπ νδεγνχλ ζηε δηαθνπή ηεο ιεηηνπξγίαο. Αθφκα κπνξεί λα νδεγήζεη ζηελ επίιπζε επηθνηλσληαθψλ πξνβιεκάησλ παξέρνληαο επξπδσληθή πξφζβαζε θαη εληζρχνληαο ηνλ αληαγσληζκφ γηα επξπδσληθέο ππεξεζίεο ζηηο αγξνηηθέο θαη απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Δπηπιένλ, παξέρεη ζεκαληηθή βνήζεηα ζε πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα κέζσ ηεο δηαηήξεζεο θαη ηεο δηαρείξηζεο ηεο ελέξγεηαο θαη ζε δεηήκαηα εζληθήο αζθάιεηαο κέζσ ησλ πνιπάξηζκσλ δηθηχσλ θαη εθαξκνγψλ βίληεν παξαθνινχζεζεο ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ αζθάιεηα ηνπ θνηλνχ θαη ηελ πξνζηαζία ηεο ππνδνκήο ηνπ δηθηχνπ. Τπάξρνπλ αξθεηνί ιφγνη γηα ηνπο νπνίνπο ην PLC παξνπζηάδεη κεγάιν ελδηαθέξνλ. ζνλ αθνξά ηηο εηαηξίεο ειεθηξηζκνχ ε βαζηθή ππνδνκή γηα ηελ εθαξκνγή ηεο ηερλνινγίαο απηήο πξνυπάξρεη, δειαδή δελ ππάξρνπλ απαηηήζεηο γηα ηνλ εθ λένπ ζρεδηαζκφ ηνπ δηθηχνπ ή ηελ θαηαζθεπή επηπξφζζεησλ αγσγψλ, νχηε ππάξρεη αλάγθε γηα επηπξφζζεηε θαισδίσζε ησλ επηρεηξήζεσλ θαη ησλ λνηθνθπξηψλ. Έλα αθφκα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα γηα ηνπο θαηαζθεπαζηέο θαη πξνκεζεπηέο είλαη φηη ην 17

18 ειεθηξηθφ δίθηπν είλαη παληαρνχ παξφλ ζηηο πεξηζζφηεξεο ρψξεο πξνζθέξνληαο έλα ήδε ππάξρνλ δίθηπν πνπ θαιχπηεη ηφζν ηνπο αηνκηθνχο ρξήζηεο φζν θαη ηηο επηρεηξήζεηο.[1] ζνλ αθνξά ηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο, ν εμνπιηζκφο πνπ απαηηείηαη γηα ηελ εγθαηάζηαζε ηνπ PLC ζην ζπίηη είλαη πην νηθνλνκηθφο θαηά κέζν φξν απφ ηηο ππφινηπεο επξπδσληθέο ηερλνινγίεο φπσο ην DSL θαη ην θαισδηαθφ κφληεκ. Ο εμνπιηζκφο ρξεζηκνπνηεί ηηο ήδε ππάξρνπζεο πξίδεο πνπ ππάξρνπλ ζηηο νηθίεο δηεπθνιχλνληαο ηελ εγθαηάζηαζε, αθνχ δελ ππάξρεη αλάγθε γηα πξφζζεηε θαισδίσζε ή θάπνηνλ πξφζζεην εμνπιηζκφ. Γηα ηνπο ρξήζηεο ζηηο αγξνηηθέο πεξηνρέο, νη νπνίνη δελ κπνξνχλ λα έρνπλ DSL ε θαισδηαθφ κφληεκ, ην PLC έρεη ηε δπλαηφηεηα λα ηνπο πξνζθέξεη επξπδσληθή πξφζβαζε ε νπνία κπνξεί λα ππνζηεξίμεη ππεξεζίεο triple-play θαη απηνκαηηζκνχ, ειέγρνληαο ηαπηφρξνλα ηελ ειεθηξηθή θαηαλάισζε ηεο νηθίαο κέζσ ηνπ «έμππλνπ δηθηχνπ». Παξφια ηα πνιιά πιενλεθηήκαηα πνπ πξνζθέξεη ε ηερλνινγία απηή αληηκεησπίδεη θαη πξνβιήκαηα. Ζ ηερλνινγία απηή δεκηνπξγεί παξεκβνιή ζηε ζπρλφηεηα ησλ εξαζηηερληθψλ εθπνκπψλ θαη ησλ ζπρλνηήησλ αλάγθεο. Ο κηθξφο ξπζκφο εμέιημεο ηνπ PLC, κε αξηζκφ ζπλδξνκεηψλ κηθξφηεξν απφ ζε 15 OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development- Οξγαληζκφο Οηθνλνκηθήο πλεξγαζίαο θαη Αλάπηπμεο) απφ ην 2007, θαζψο θαη ε έιιεηςε δηεζλψλ πξνηχπσλ, ζεκαίλεη φηη ππάξρεη αλεπαξθή εμέιημε ζηελ θαηαζθεπή θαη βειηίσζε ηνπ εμνπιηζκνχ. Πνιιέο πεξηνρέο δνθηκψλ θαη εκπνξηθά δίθηπα εγθαηαιείπνληαη ή κεηαηξέπνληαη κε ζθνπφ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα παξαθνινχζεζε ζε κηθξά «έμππλα»-ειεθηξηθά δίθηπα. 1.2 Σι εύναι το PLC Ζ ηερλνινγία Power Line Communication/ή Carrier (PLC), επίζεο γλσζηή θαη σο Power Line Telecommunication (PLT) ή Broadband over Power Lines (BPL) ή Broadband over Power Lines Communications (BPLC) είλαη κηα ηερλνινγία ε νπνία επηηξέπεη ηε κεηαθνξά θσλήο, δεδνκέλσλ θαη internet κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ ηερλνινγία PLC κεηαθέξεη δεδνκέλα πςειψλ ζπρλνηήησλ κέζσ ησλ ίδησλ ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε κεηαθνξά ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζηηο νηθίεο θαη ζηηο επηρεηξήζεηο. Ζ αμηνπνίεζε ηεο ηερλνινγίαο απηήο πξαγκαηνπνηείηαη κε ηελ εγθαηάζηαζε ελφο κφληεκ ζε κία ζπλεζηζκέλε ειεθηξηθή πξίδα θαη ηεο πιεξσκήο ελφο κεληαίνπ αληίηηκνπ φπσο θαη γηα θάζε άιιε ηερλνινγία.[1] Σν PLC αλαπηχρζεθε ην 1928 απφ ηα εξγαζηήξηα AT&t Bell Telephone θαη αξρηθά ρξεζηκνπνηήζεθε γηα εζσηεξηθή θαη ρακειήο ηαρχηεηαο κεηάδνζε δεδνκέλσλ αθνχ κέρξη ηφηε δελ ππήξραλ εγθαηαζηάζεηο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Βαζηζκέλε ζηελ PLC ηερλνινγία, ν ζπλδξνκεηηθφο εμνπιηζκφο (CPE- Customer Premises Equipment) 18

19 φπσο ηα ηειεθσληθά ζπζηήκαηα, έρνπλ ρξεζηκνπνηήζεη ηελ ήδε ππάξρνπζα ειεθηξηθή θαισδίσζε γηα ηελ απνθπγή ηνπ θφζηνπο. ηελ Δπξψπε, ην ειεθηξηθφ δίθηπν επηηξέπεη ηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ ζε ηάζε απφ V θαη ζε ζπρλφηεηεο απφ 30kHz-150kHz. ηελ Ακεξηθή ε ηάζε είλαη 120V θαη νη ζπρλφηεηεο πάλσ απφ 150kHz. Οη εηαηξίεο ειεθηξηζκνχ ρξεζηκνπνηνχλ ζπρλφηεηεο θάησ απφ 490kHz γηα εζσηεξηθέο εθαξκνγέο φπσο ε ηειεκεηξία, ε παξαθνινχζεζε θαη ν έιεγρνο απνκαθξπζκέλσλ ππνζηαζκψλ. Απφ ηε δεθαεηία ηνπ 1990, ππάξρεη ζηαδηαθή αλάπηπμε ηεο PLC ηερλνινγίαο. 1.3 Ιςτορικό επιςκόπηςη Λφγσ ηεο ρακειήο ηαρχηεηαο, ηεο ρακειήο ιεηηνπξγηθφηεηαο θαη ηνπ πςεινχ θφζηνπο αλάπηπμεο, ε ηερλνινγία PLC δελ ζεσξήζεθε πνηέ ζνβαξά σο κέζν επηθνηλσλίαο, έζησ θαη αλ ε ιεηηνπξγία ηεο είρε μεθηλήζεη απφ ην Ηζηνξηθά, ε ηερλνινγία απηή δελ ήηαλ κφλν έλαο κεραληζκφο ειέγρνπ ησλ ειεθηξηθψλ εγθαηαζηάζεσλ, αιιά αξρηθά είρε ζρεδηαζζεί γηα ηελ απνζηνιή απιψλ εληνιψλ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζε πνιχ ρακειέο ζπρλφηεηεο απφ 100Hz έσο 180Hz. Έλαο ηέηνηνο κεραληζκφο θαζηζηά εθηθηά ηελ απνκαθξπζκέλε δηάγλσζε ζθάικαηνο θαη ηνλ έιεγρν αθφκα θαη γηα κεγάιεο απνζηάζεηο. Πξφζθαηα, ε ηερλνινγία απηή ρξεζηκνπνηείηαη ζην έμππλν ζπίηη. Σν έμππλν ζπίηη παξέρεη απηνκαηνπνηεκέλεο εθαξκνγέο φπσο ζπζηήκαηα δηαζθέδαζεο θαη αλέζεσλ ηα νπνία δηθηπψλνληαη θαη ειέγρνληαη απφ κία θεληξηθή ηνπνζεζία. Μία απιή κνξθή PLC παξέρεη αθφκα θαη ζχζηεκα ελδνζπλελλφεζεο.[1] Ζ πξψηε ηερληθή ε νπνία ρξεζηκνπνηήζεθε γηα λα θαηαζηήζεη εθηθηή ηε κεηάδνζε θαη ηνλ έιεγρν κελπκάησλ κέζσ ησλ γξακκψλ είλαη ε ηερληθή Ripple Control. Ζ ηερληθή απηή αλαθέξεηαη ζηα ζπζηήκαηα ηα νπνία εθαξκφδνληαη ζηα ειεθηξηθά δίθηπα γηα ζθνπνχο δηαρείξηζεο. Σα ζπζηήκαηα απηά πξνζθέξνπλ έλαλ ηξφπν επηθνηλσλίαο απφ έλα θεληξηθφ ζεκείν ζε νπνηνδήπνηε ζεκείν ηνπ δηθηχνπ ρακειήο ηάζεο. Ζ ηερληθή Ripple Control αλαθέξεηαη θπξίσο ζηηο καδηθέο εθαξκνγέο, αιιά θάπνηεο μερσξηζηέο θαη ζπγθεθξηκέλεο εθαξκνγέο πξέπεη επίζεο λα εμεηαζηνχλ. Σν ζχζηεκα απηφ δελ πξνζθέξεη κφλν ππεξεζίεο επηθνηλσληψλ, νη νπνίεο είλαη πξνο κία θαηεχζπλζε, αιιά κπνξεί επηπιένλ λα ππνζηεξίμεη εθαξκνγέο φπσο δηαρείξηζε ηνπ δεκνηηθνχ θσηηζκνχ θαη έιεγρν θνξηίνπ. ηα κέζα ηηο δεθαεηίαο ηνπ 1980, πξαγκαηνπνηήζεθαλ πεηξάκαηα ζε πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο κε ζθνπφ ηελ αλάιπζε ησλ ηερλνινγηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ ζαλ κέζν κεηαθνξάο δεδνκέλσλ. Δμεηάζηεθαλ θπξίσο νη ζπρλφηεηεο πνπ αλήθνπλ ζην θάζκα ησλ 5~500kHz. ε απηά ηα πεηξάκαηα, ηφζν ν ζφξπβνο ηνπ ζήκαηνο φζν θαη ε εμαζζέλεζε ηνπ απνηέιεζαλ ζεκαληηθνχο παξάγνληεο. Οη κειέηεο απηέο πξαγκαηνπνηήζεθαλ ηφζν ζηελ Ακεξηθή φζν θαη ζηελ Δπξψπε. 19

20 ην ηέινο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 80s θαη ζηηο αξρέο ηνπ 90s, αλαπηχρζεθε ε επηθνηλσλία δχν θαηεπζχλζεσλ κέζσ ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ βαζηθή δηαθνξά ησλ δηθηχσλ απηψλ ζε ζχγθξηζε κε ηα ζχγρξνλα δίθηπα είλαη φηη ζηα ζεκεξηλά ρξεζηκνπνηνχληαη πνιχ πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο θαη φηη ππάξρεη κηα νπζηαζηηθή εμαζζέλεζε ηνπ επηπέδνπ ησλ ζεκάησλ. Μέρξη ην 1997, πξαγκαηνπνηήζεθαλ δηάθνξα πεηξάκαηα πνπ είραλ σο ζηφρν ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ηε ρξήζε πνιχ πςειφηεξνπ εχξνο δψλεο ηφζν ζηελ Δπξψπε φζν θαη ζηελ Ακεξηθή. [1] 1.4 Πωσ λειτουργεύ Με ζθνπφ ηελ παξνρή επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ, ηα αξρηθά PLC ζπζηήκαηα ζπδεχγλπαλ ζήκαηα ξαδηνζπρλνηήησλ (radio frequency-rf) ζηηο ππάξρνπζεο ειεθηξηθέο γξακκέο. Σα ζήκαηα πςειψλ ζπρλνηήησλ κεηαδίδνληαη κέζσ ησλ ίδησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ πνπ κεηαθέξνπλ ην ειεθηξηθφ ξεχκα ρακειήο ζπρλφηεηαο ζηηο νηθίεο ή ζηηο επηρεηξήζεηο. Με απηφλ ηνλ ηξφπν ε κεηαθνξά ησλ δεδνκέλσλ θαη ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πξαγκαηνπνηείηαη απφ ηελ ίδηα θαισδίσζε.[1] ζνλ αθνξά ηελ ηερλνινγία, ε βαζηθή ηδέα ηεο ηερλνινγίαο PLC είλαη ε δηακφξθσζε ησλ ξαδηνζεκάησλ κε δεδνκέλα θαη ε κεηάδνζε απηψλ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ηε ρξήζε κηα κπάληαο ζπρλνηήησλ ε νπνία δελ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κεηαθνξά ειεθηξηζκνχ. Οη ζπρλφηεηεο νη νπνίεο ρξεζηκνπνηνχληαη θαη ην ζχζηεκα θσδηθνπνίεζεο επεξεάδνπλ ζεκαληηθά ηελ απφδνζε θαη ηελ ηαρχηεηα ηεο PLC ηερλνινγίαο. Σν ζχζηεκα θσδηθνπνίεζεο ην νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηνπο πεξηζζφηεξνπο πξνκεζεπηέο ηεο ηερλνινγίαο απηήο είλαη ε πνιππιεμία κε νξζνγψληα δηαίξεζε ζπρλφηεηαο (OFDM-Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Ζ OFDM είλαη κία ηερληθή ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κεηάδνζε ελφο κεγάινπ πνζνζηνχ ςεθηαθψλ δεδνκέλσλ κέζσ ελφο ξαδηνθχκαηνο. Ζ OFDM ρσξίδεη ηα ξαδηνζήκαηα ζε πνιπάξηζκα κηθξφηεξα «ππφ-ζήκαηα» ηα νπνία ζηε ζπλέρεηα κεηαδίδνληαη κε δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο ζην δέθηε. Ζ κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ κε ηε ρξήζε ηεο ηερληθήο OFDM κέζσ πνιιψλ θνξέσλ ζπρλνηήησλ απμάλεη ηαπηφρξνλα θαη ηελ ηαρχηεηα θαη ηελ αμηνπηζηία. Απψιεηα δεδνκέλσλ πξαγκαηνπνηείηαη φηαλ ε ειεθηξηθή δηαλνκή δηαθφπηεηαη απφ ηελ ιεηηνπξγία ή ηελ απελεξγνπνίεζε ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ. Ζ ηερληθή OFDM ρξεζηκνπνηεί κηθξά παθέηα δεδνκέλσλ γηα ηε κεηαθνξά ηεο πιεξνθνξίαο κέζα ζην ζπίηη, κε ζηφρν ηελ απψιεηα ελφο κηθξνχ αξηζκνχ δεδνκέλσλ απφ ηελ απψιεηα νιφθιεξνπ ηνπ ζήκαηνο. Μία άιιε ηερληθή θσδηθνπνίεζεο ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη είλαη ε δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο (DSSS-Direct Sequence Spread Spectrum). Ζ DSSS ρσξίδεηαη ζε δχν θαηεγνξίεο. ηελ πξψηε ην ζήκα ζηνλ πνκπφ ζπλδπάδεηαη κε κηα αθνινπζία bit πςειφηεξνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο, ή έλαλ chipping code, o νπνίνο δηαηξεί ηα 20

21 δεδνκέλα ηνπ ρξήζηε ζχκθσλα κε έλαλ παξάγνληα εμάπισζεο (spreading ratio). O chipping code είλαη έλα πιενλάδσλ δπαδηθφ ζηνηρείν γηα θάζε bit πνπ κεηαδίδεηαη, κε απνηέιεζκα λα απμάλεηαη ε αληίζηαζε ηνπ ζήκαηνο ζηελ παξεκβνιή. Ο πιενλαζκφο ησλ δεδνκέλσλ βνεζάεη ζηελ αλάθηεζε ησλ bits ηα νπνία έρνπλ αιινησζεί θαηά ηε δηάξθεηα ηεο κεηάδνζεο.[1] Απφ πιεπξάο κεραληθνχ ζρεδηαζκνχ, ην PLC παξέρεη απνηειεζκαηηθή κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζηελ νηθία ή ηελ επηρείξεζε κέζσ ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ(ην ειεθηξηθφ δίθηπν δηαλνκήο), ελψ ην δίθηπν θνξκνχ (backbone network) κεηαθέξεη ηα δεδνκέλα απφ ηνλ παξνρέα ηνπ internet (ISP- Internet Service Provider) ζην δίθηπν δηαλνκήο. Ζ ηερλνινγία PLC εθκεηαιιεχεηαη έλα απφ ηα κεγαιχηεξα θαη θπξίαξρα δίθηπα παγθνζκίσο, ην δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σν ειεθηξηθφ δίθηπν δηαλνκήο απνηειείηαη απφ έλα αξηζκφ ζηνηρείσλ πνπ έρνπλ σο ζηφρν ηε κεηαθνξά ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηνπο πειάηεο, θαη πεξηιακβάλεη ελαέξηεο θαη ππφγεηεο γξακκέο κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο θαζψο θαη κεηαζρεκαηηζηέο. Αξρηθά, ε ελέξγεηα παξάγεηαη ζηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο θαη δηαλέκεηαη ζε κία κεγάιε γεσγξαθηθή πεξηνρή κέζσ ησλ γξακκψλ πςειήο ηάζεο. Έπεηηα, ζηηο πεξηνρέο φπνπ ε ελέξγεηα ρξεηάδεηαη λα δηαλεκεζεί ζηνπο θαηαλαισηέο, ρξεζηκνπνηνχληαη κεηαζρεκαηηζηέο πνπ ππνβηβάδνπλ ηελ πςειή ηάζε ζε κία ρακειφηεξε γηα ηε κεηαθνξά ηεο απφ ηηο γξακκέο ΜΣ. Οη κεηαζρεκαηηζηέο ηνπνζεηνχληαη γεληθά ζηνπο ππνζηαζκνχο. Οη γξακκέο ΜΣ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα κεηαθέξνπλ ειεθηξηθή ελέξγεηα ζε κηθξφηεξεο γεσγξαθηθέο πεξηνρέο φπσο είλαη νη κηθξέο πφιεηο. Σέινο, γηα ηε κεηαθνξά ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηα ζπίηηα ή ζηα γξαθεία έλαο κεηαζρεκαηηζηήο κεηψλεη ηε ΜΣ ζηε ΥΣ. Ζ κεηαθνξά ηψξα πξαγκαηνπνηείηαη απφ ηηο γξακκέο ρακειήο ηάζεο.[1] Πξφζθαηεο ηερλνινγηθέο βειηηψζεηο έρνπλ νδεγήζεη ζηελ αλάπηπμε λέσλ ζπζηεκάησλ ηα νπνία θαζηζηνχλ πηζαλή ηελ κεηάδνζε επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σα ζπζηήκαηα απηά απνηεινχληαη απφ ην Access PLC (PLC δίθηπν πξφζβαζεο) θαη ην In-Home PLC (PLC εζσηεξηθήο εγθαηάζηαζεο), ή έλα ζπλδπαζκφ απηψλ ησλ δχν. Σν Access PLC κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κεηαδίδεη επξπδσληθέο ππεξεζίεο ζην ζπίηη, ρξεζηκνπνηψληαο εηζαγσγείο PLC (injectors), επαλαιήπηεο (repeaters) θαη εμαγσγείο (extractors) γηα ηε κεηάδνζε επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ κεγάιεο ηαρχηεηαο ζηνπο πειάηεο. Γηα λα πινπνηεζνχλ επηθνηλσλίεο ζε έλα δίθηπν παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο, είλαη απαξαίηεην λα εγθαηαζηαζνχλ PLC κφληεκ, ηα νπνία εμαζθαιίδνπλ ηε κεηάδνζε ησλ ζεκάησλ κέζσ ηνπ ειεθηξηθνχ πιέγκαηνο. Σν In-Home PLC είλαη ε επξπδσληθή πξφζβαζε κέζα ζε έλα θηίξην ή κηα ππνδνκή πνπ ρξεζηκνπνηεί ηηο ειεθηξηθέο γξακκέο ηνπ ίδηνπ ηνπ θηηξίνπ γηα ηελ παξνρή internet ζε απηφ. Σν In-Home PLC δηθηπψλεη ηηο ζπζθεπέο κέζα ζε έλα θηίξην ή κηα 21

22 νηθία. ε αληίζεζε κε ην Access PLC, ην In-Home PLC ρξεζηκνπνηεί ηελ ειεθηξηθή θαισδίσζε ζην εζσηεξηθφ ελφο ηδησηηθνχ θηηξίνπ θαη φρη ηηο γξακκέο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ θαηαιήγνπλ ζε απηφ, νη νπνίεο ρξεζηκνπνηνχληαη θαη ειέγρνληαη απφ ηελ εηαηξεία παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Οη επξπδσληθέο ζπζθεπέο ζπλδένληαη ζηελ ειεθηξηθή θαισδίσζε ηεο νηθίαο θαη ρξεζηκνπνηνχλ ηηο ειεθηξηθέο πξίδεο ζαλ ζεκείν πξφζβαζεο. Οη ηερλνινγίεο In-Home PLC έρνπλ θπξίσο ζρεδηαζηεί γηα ηελ παξνρή ελαιιαθηηθψλ ππεξεζηψλ επηθνηλσλίαο θαη internet ζε κηθξέο απνζηάζεηο. ηηο εθαξκνγέο ηνπ In-Home PLC πεξηιακβάλνληαη εθηφο απφ ηελ δηθηχσζε ησλ ζπζθεπψλ ηεο νηθίαο ή ηνπ θηηξίνπ θαη ε απφ θνηλνχ ρξήζε θάπνησλ ζπζθεπψλ φπσο νη εθηππσηέο απφ νπνηνδήπνηε δσκάηην. [1] Σέινο πξέπεη λα ηνλίζνπκε φηη ηα δίθηπα παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο δελ έρνπλ ζρεδηαζηεί γηα ηειεπηθνηλσληαθνχο ζθνπνχο θαη δελ απνηεινχλ ηδαληθφ κέζν κεηάδνζεο. Καηά ζπλέπεηα, ην θαλάιη κεηάδνζεο PLC ραξαθηεξίδεηαη απφ κηα κεγάιε θαη εμαξηψκελε απφ ηε ζπρλφηεηα εμαζζέλεζε, κηα κεηαβαιιφκελε ζχλζεηε αληίζηαζε, κεηαβαιιφκελεο δηαιείςεηο θαη αλεπηζχκεηεο θαηαζηάζεηο ζνξχβνπ. Γηάθνξεο πεγέο ζνξχβνπ, πνπ νθείινληαη ζην ειεθηξηθφ δίθηπν, εμαηηίαο ησλ δηαθνξεηηθψλ ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ πνπ ζπλδένληαη ζε απηφ, θαη ζην πεξηβάιινλ ηνπ δηθηχνπ, κπνξνχλ λα επεξεάζνπλ αξλεηηθά έλα PLC ζχζηεκα, πξνθαιψληαο δηαηαξαρέο ζε κηα ρσξίο ιάζε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, γηα ηελ παξνρή πςειφηεξσλ ξπζκψλ κεηάδνζεο, ηα δίθηπα PLC πξέπεη λα ιεηηνπξγήζνπλ ζε έλα θάζκα ζπρλφηεηαο κέρξη 30 MHz, ην νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη επίζεο απφ ηηο δηάθνξεο ξάδην ππεξεζίεο (radio services). Γπζηπρψο, έλα δίθηπν PLC ελεξγεί σο θεξαία παξάγνληαο ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία ζην ίδην ηνπ ην πεξηβάιινλ θαη πξνθαιεί παξεκβνιέο ζε άιιεο ππεξεζίεο νη νπνίεο ιεηηνπξγνχλ ζην ίδην θάζκα ζπρλνηήησλ. Δπνκέλσο, νη ξπζκηζηηθνί νξγαληζκνί ζέηνπλ πνιχ απζηεξά φξηα ζρεηηθά κε ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή εθπνκπή απφ ηα δίθηπα PLC, πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηε ιεηηνπξγία ηνπο κε πεξηνξηζκέλε ηζρχ ζήκαηνο. Απηφ πξνθαιεί κείσζε ηεο έθηαζεο ησλ δηθηχσλ θαη ησλ ξπζκψλ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, ελψ απμάλεηαη ε επαηζζεζία ζηηο δηαηαξαρέο. [2] Ζ κείσζε ησλ ξπζκψλ κεηάδνζεο είλαη ηδηαίηεξα αζχκθνξε ιφγσ ηνπ γεγνλφηνο φηη ηα Access PLC ρξεζηκνπνηνχλ έλα θνηλφ κέζν κεηάδνζεο, ζην νπνίν νη δηάθνξνη ζπλδξνκεηέο δηεθδηθνχλ ηνπο ίδηνπο πφξνπο κεηάδνζεο (εηθφλα 1). ηελ πεξίπησζε ησλ Access PLC, ην κέζν κεηάδνζεο πνπ παξέρεηαη απφ έλα δίθηπν παξνρήο ΥΣ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ ζπλδξνκεηψλ θαη ηνπ απνθαινχκελνπ PLC ζηαζκνχ βάζεο (PLC Base Station), ν νπνίνο ζπλδέεη ην δίθηπν πξφζβαζεο ζην δίθηπν επξείαο πεξηνρήο WAN (Wide Area Network), ην νπνίν πινπνηείηαη απφ άιιεο ζπκβαηέο ηερλνινγίεο επηθνηλσλίαο.[2] 22

23 Δηθόλα 1: PLC δίθηπν πξόζβαζεο [2] 23

24 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 2: ΔΙΚΣΤΑ PLC ή power line communication, είλαη ε γεληθή νλνκαζία πνπ αλαθέξεηαη ζηελ ηερλνινγία, ζηελ νπνία έρνπκε κεηαθνξά δεδνκέλσλ κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ θαισδίσλ. Ζ ηερλνινγία απηή είλαη απνηέιεζκα εθηεηακέλεο έξεπλαο ζηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ πςεινχ εχξνπο δψλεο κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σν ειεθηξηθφ ξεχκα θζάλεη ζηνπο ρξήζηεο ππφ ηε κνξθή ελαιιαζζφκελνπ ξεχκαηνο ρακειήο ζπρλφηεηαο (50 ή 60 Hz). Σν PLC ρξεζηκνπνηεί ηνπο πςειήο ζπρλφηεηαο κεηαθνξείο γηα ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ. Σν ειεθηξηθφ δίθηπν είλαη σο εθ ηνχηνπ ην κέζν γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ πνπ αληαπνθξίλεηαη ζην θπζηθφ ζηξψκα ηνπ κνληέινπ OSI. ε αληίζεζε κε ηα ππφινηπα επηθνηλσληαθά κέζα φπσο ην UTP (Ethernet cable), ηα νκναμνληθά θαιψδηα θαη ηα θαιψδηα νπηηθψλ ηλψλ, ην ειεθηξηθφ δίθηπν δελ έρεη σο πξσηαξρηθφ ηνπ ζηφρν ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Γνζέληνο ηνπ κεγέζνπο θαη ηεο πνιππινθφηεηαο ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ ππάξρνπλ δηάθνξα ζεκεία φπνπ είλαη δπλαηφλ λα πξαγκαηνπνηεζνχλ ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ. Σν ηκήκα φκσο ηνπ δηθηχνπ ζην επίπεδν ρακειήο ηάζεο πνπ απεπζχλεηαη ζηνλ νηθηαθφ θαηαλαισηή ππφζρεηαη λα απνθέξεη θαη ηα πεξηζζφηεξα θέξδε ιφγσ ηνπ πιήζνπο ησλ ππνςεθίσλ ζπλδξνκεηψλ. Ζ ρξήζε ησλ επηπέδσλ ηάζεο πξνζθέξεηαη θπξίσο γηα επηθνηλσλίεο ειέγρνπ θαη δηαρείξηζεο δηθηχνπ. Ήδε είλαη θνηλή πξαθηηθή νη πάξνρνη ειεθηξηθήο ελέξγεηαο λα πεξλνχλ νπηηθέο ίλεο καδί κε ηηο γξακκέο πςειήο ηάζεο. Δπνκέλσο ππάξρεη δπλαηφηεηα δεκηνπξγίαο ελφο επξπδσληθνχ δηθηχνπ επηθνηλσληψλ παξάιιεια κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν. Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ είλαη ινηπφλ κία ζπκπιεξσκαηηθή ιεηηνπξγία ηεο κεηάδνζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (πεξίπνπ 220V/50Hz ζηελ Δπξψπε, 110V/60Hz ζηε Ακεξηθή θαη ηελ Ηαπσλία) κέζσ ησλ θαισδίσλ ηα νπνία ηξνθνδνηνχλ ηηο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο απφ ηα δεκφζηα ειεθηξηθά δίθηπα. Γηα ην ιφγν απηφ ζεσξήζεθε απαξαίηεηε ε πεξηγξαθή ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, θαζψο επίζεο θαη ε πεξηγξαθή ησλ θχξησλ ζπζηαηηθψλ ηνπ. [3] 2.1 Επύπεδα τϊςησ Γηαθξίλνπκε ηα εμήο επίπεδα ηάζεο: 1. Τπεξχςειε Σάζε ΤΤΣ, κε επίπεδα ηάζεο άλσ ησλ 275 kv 2. Τςειή Σάζε ΤΣ, κε επίπεδα ηάζεο άλσ ησλ 35 kv 3. Μέζε ηάζε ΜΣ, κε επίπεδα ηάζεο απφ 1kV σο 35kV 4. Υακειή ηάζε ΥΣ, κε επίπεδα ηάζεο απφ 100V σο 1KV ιεο νη παξαπάλσ ηηκέο αλαθέξνληαη ζε ελεξγφ ηηκή πνιηθήο ηάζεο ηξηθαζηθνχ ζπζηήκαηνο. Σα παξαπάλσ επίπεδα γεθπξψλνληαη κε θαηάιιεινπο κεηαζρεκαηηζηέο έηζη ψζηε νη απψιεηεο λα είλαη ειάρηζηεο ζηηο ζπρλφηεηεο ησλ 50 ή 60 Hz. Βαζηθά, ε 24

25 Τπεξχςειε θαη Τςειή Σάζε ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε κεηαθνξά ηεο ελαιιαζζφκελεο ειεθηξηθήο ηζρχνο, ελψ ε Μέζε θαη ε Υακειή Σάζε γηα ηε δηαλνκή ηεο. ηελ εηθφλα 2 παξνπζηάδνπκε ζρεκαηηθά ηελ ηεξαξρία ησλ επηπέδσλ ησλ ηάζεσλ.[38] Δηθόλα 2: από ηελ παξαγσγή ζηελ θαηαλάισζε, ηεξαξρία ηνπ ειεθηξηθνύ πιέγκαηνο. [39] 2.2 Δομό του Δικτύου και ςτοιχεύα τησ ΔΕΗ ΑΕ ε απηή ηελ ελφηεηα ζα θάλνπκε κία πεξηγξαθή ηεο δνκήο ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ηφρνο ηνπ δηθηχνπ είλαη ε κεηαθνξά θαη δηαλνκή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απφ ηε κνλάδα παξαγσγήο ζηνλ ηειηθφ θαηαλαισηή. Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα παξάγεηαη ζηνπο ζηαζκνχο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ βξίζθνληαη ζε δηάθνξα ζεκεία ηεο ρψξαο. Οη ζηαζκνί πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηε ρψξα καο είλαη θπξίσο ζεξκνειεθηξηθνί (θαχζε πιηθψλ φπσο ν ιηγλίηεο, ην πεηξέιαην, θαη ην θπζηθφ αέξην) θαη πδξνειεθηξηθνί (ελέξγεηα απφ ηηο πδαηνπηψζεηο). Έλα κηθξφ πνζνζηφ ηεο ζπλνιηθά παξαγφκελεο ελέξγεηαο πξνέξρεηαη απφ ηελ εθκεηάιιεπζε ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο (π.ρ. ζηα αηνιηθά πάξθα). Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα κεηαθέξεηαη ζηε ζπλέρεηα απφ ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο ζηα θέληξα θαηαλάισζεο (κεγάια αζηηθά θέληξα) κέζσ ησλ γξακκψλ Τςειήο Σάζεο (150 kv) θαη Τπεξχςειεο Σάζεο (400 kv). Οη γξακκέο απηέο επηηξέπνπλ α) λα ζπλερίδεη λα παξέρεηαη ειεθηξηθή ελέξγεηα αθφκα θαη αλ παξνπζηαζηεί θάπνηα βιάβε β) ηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο κε ηε ιεηηνπξγία κφλν ησλ πην νηθνλνκηθψλ ζηαζκψλ γ) ηε δηαζχλδεζε κε ηα γεηηνληθά θξάηε. ηε ζπλέρεηα ε ειεθηξηθή ελέξγεηα δηαλέκεηαη ζηνπο θαηά ηφπνπο θαηαλαισηέο. Οη πεξηζζφηεξνη θαηαλαισηέο ηξνθνδνηνχληαη κε κνλνθαζηθέο παξνρέο ηάζεο (220 V). Άιιεο φκσο πνπ έρνπλ κεγαιχηεξεο αλάγθεο ηξνθνδνηνχληαη κε ηξηθαζηθέο παξνρέο (380 V).[40] ε αξθεηέο πεξηπηψζεηο φπσο βηνηερλίεο, κεγάια μελνδνρεία θηι νη θαηαλαισηέο ηξνθνδνηνχληαη κε Μέζε Σάζε (20 kv) θαη ζε ζπαληφηεξεο πεξηπηψζεηο, φπσο 25

26 κεγάια εξγνζηάζηα, κε Τςειή Σάζε (150 kv). Γηα ηνλ ππνβηβαζκφ ησλ επηπέδσλ ησλ ηάζεσλ απφ ηελ Τπεξχςειε Σάζε έσο ηελ Υακειή ρξεζηκνπνηνχληαη εηδηθέο ζπζθεπέο πνπ νλνκάδνληαη κεηαζρεκαηηζηέο. Σα ζχγρξνλα ζπζηήκαηα κεηαθνξάο θαη δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη ηξηθαζηθά θαη επί πιένλ, ζπκκεηξηθά. Ζ νκνηφκνξθε θφξηηζε ησλ ηξηψλ θάζεσλ επηηπγράλεηαη κε ηζνθαηαλνκή ησλ ππαξρφλησλ ή αλακελφκελσλ θνξηίσλ ησλ θαηαλαιψζεσλ ζην δίθηπν. Δπνκέλσο ην ζπκκεηξηθφ ηξηθαζηθφ δίθηπν παξηζηάλεηαη κέζσ κφλν κίαο θάζεο θαη ππνλνείηαη ε θνηλή ζπκπεξηθνξά θαη ησλ ηξηψλ κε κφλε δηαθνξά κία θαζηθή απφθιηζε. Δίλαη θνηλή πξαθηηθή λα δηαηξνχκε ην ζχζηεκα ζε ππνζπζηήκαηα ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ηα νπνία είλαη ηα εμήο [40]: 1. χζηεκα Παξαγσγήο 2. χζηεκα Γηαζπλδέζεσο θαη Μεηαθνξάο 3. χζηεκα Τπνκεηαθνξάο 4. χζηεκα Γηαλνκήο ηελ εηθφλα 3 παξνπζηάδνληαη ηα ζηάδηα κεηαβίβαζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ύςτημα Παραγωγόσ Παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο νλνκάδεηαη ε δηαδηθαζία πνπ απαηηείηαη γηα ηελ κεηαηξνπή κηαο κνξθήο πξσηνγελνχο ελέξγεηαο ζε ειεθηξηθή. ήκεξα ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο ε κεηαηξνπή θάπνηαο άιιεο κνξθήο πξψηα ζε κεραληθή (θηλεηήξηεο κεραλέο, ζηξφβηινη) θαη ζηε ζπλέρεηα ζε ειεθηξηθή κέζσ ησλ γελλεηξηψλ. Σν ζχλνιν ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ παξέρεηαη ζηνλ θαηαλαισηή ζήκεξα, πξνέξρεηαη θπξίσο απφ ζεξκνειεθηξηθνχο ζηαζκνχο κε ηελ θαχζε νξπθηψλ θαπζίκσλ, απφ πδξνειεθηξηθνχο ζηαζκνχο κε ηελ ξνή ή ηελ πηψζε ησλ πδάησλ θαη απφ ππξεληθνχο ζηαζκνχο κε ηελ ππξεληθή ζράζε δηαθφξσλ ζσκαηηδίσλ (νπξάλην, ζφξην, πινπηψλην). Δπίζεο, ηα ηειεπηαία ρξφληα νη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο, φπσο ν άλεκνο (αηνιηθή ελέξγεηα), ε ειηαθή ελέξγεηα, ε γεσζεξκία, ε βηνκάδα, θ.α. απνηεινχλ κηα ζεκαληηθφηαηε πεξηνρή έξεπλαο θαη εθαξκνγψλ. Σν ζχζηεκα παξαγσγήο απνηειείηαη απφ ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο (ηάζε παξαγσγήο: 11-15,75kV) θαη ηνπο κεηαζρεκαηηζηέο αλχςσζεο ηεο ηάζεο γηα ηε κεηαθνξά ηνπ ππφ ΤΣ.[41],[6] 26

27 Δηθόλα 3: ηάδηα κεηαβίβαζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. [41] ύςτημα Διαςυνδϋςεωσ και Μεταφορϊσ Σν ζχζηεκα κεηαθνξάο δηαθέξεη σο πξνο ηε ιεηηνπξγία ηνπ θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ζε ζρέζε κε ηα άιια ζπζηήκαηα. Απηφ αθελφο ρεηξίδεηαη κεγάια πνζά ηζρχνο αθεηέξνπ δηαζπλδέεη φινπο ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο θαη φια ηα ζεκεία κεγάιεο θαηαλάισζεο. Ζ ελέξγεηα κπνξεί λα δηαθηλεζεί πξνο θάζε επηζπκεηή θαηεχζπλζε κέζσ ησλ δηαθφξσλ γξακκψλ. Σα ζπζηήκαηα απηά ιεηηνπξγνχλ σο δηαζπλδεδεκέλα, έρνπλ δειαδή δπλαηφηεηα ακθίδξνκεο ξνήο ελέξγεηαο, αλάινγα κε ηα ραξαθηεξηζηηθά παξαγσγήο/δήηεζεο ηε δεδνκέλε ρξνληθή ζηηγκή, ελψ κέζσ ησλ δηθηχσλ κεηαθνξάο γίλνληαη νη δηεζλείο δηαζπλδέζεηο είηε γηα ιφγνπο εθεδξείαο είηε γηα αληαιιαγέο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κεηαμχ ησλ ρσξψλ, βάζεη πξνζπκθσλεκέλσλ πξνγξακκάησλ. 27

28 Οη ηάζεηο ιεηηνπξγίαο θπκαίλνληαη ζπλήζσο απφ 150kV (ζπαληφηεξα απφ 66kV) έσο 400kV ελψ ζε νξηζκέλεο ρψξεο θηάλεη κέρξη ηα 800kV ή 900 kv. Ζ επηινγή ηεο πςειήο ηάζεο νθείιεηαη ζε νηθνλνκηθνχο ιφγνπο επεηδή γηα δεδνκέλε κεηαθεξφκελε ηζρχ νη απψιεηεο ηζρχνο ηεο γξακκήο κεηψλνληαη κε ηελ αχμεζε ηεο ηάζεο. Δπίζεο ε επηινγή ηεο ηάζεο εμαξηάηαη απφ ηερλννηθνλνκηθά θξηηήξηα φπσο ε θακπχιε ηνπ κεηαθεξφκελνπ θνξηίνπ θαη ε απφζηαζε κεηαθνξάο. Σν θφζηνο κεηαθνξάο απνηειεί ηε ζπληζηακέλε ηνπ θφζηνπο εγθαηαζηάζεσο, ηνπ θφζηνπο απσιεηψλ θαη ηνπ θφζηνπο ζπληεξήζεσο ηεο γξακκήο. Σα δίθηπα κεηαθνξάο είλαη ζπλήζσο ελαέξηα.[40],[6] ύςτημα Τπομεταφορϊσ Σν ζχζηεκα ππνκεηαθνξάο δηαλέκεη ειεθηξηθή ελέξγεηα ζε έλαλ αξηζκφ ππνζηαζκψλ δηαλνκήο πνπ βξίζθνληαη ζε θάπνηα γεσγξαθηθή πεξηνρή ζε έλα επίπεδν ηάζεο, πνπ ηππηθά θπκαίλεηαη κεηαμχ 23kV θαη 150kV. Οη ππνζηαζκνί είλαη θφκβνη ζην δίθηπν παξνρήο ειεθηξηζκνχ κε ζηνηρεία κεηαζρεκαηηζηέο, αζθαιεηνδηαθφπηεο, δηαθφπηεο απνζχλδεζεο, κεηαζρεκαηηζηέο ηάζεο θαη έληαζεο θαη πξνζηαηεπηηθέο ζπζθεπέο ππέξηαζεο. Σν ζχζηεκα ππνκεηαθνξάο δέρεηαη ηελ ελέξγεηα είηε θαηεπζείαλ απφ ζηαζκνχο παξαγσγήο είηε απφ ην ζχζηεκα κεηαθνξάο κέζσ ππνζηαζκψλ. Δπίζεο κεγάινη θαηαλαισηέο είλαη δπλαηφλ λα εμππεξεηεζνχλ θαηεπζείαλ απφ ην ζχζηεκα ππνκεηαθνξάο. ε πνιιά ζπζηήκαηα δελ ππάξρεη ζαθήο δηάθξηζε κεηαμχ δηθηχσλ κεηαθνξάο θαη ππνκεηαθνξάο. Σα ραξαθηεξηζηηθά απηνχ ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη πεξηζζφηεξεο γξακκέο κεηαθνξάο, κηθξφηεξν κήθνο θαη κηθξφηεξε ηζρχο πνπ δηαθηλνχλ. ηελ Διιάδα, ηα δίθηπα 22kV ζηελ Αηηηθή, πνπ ηξνθνδνηνχλ δίθηπα 6.6 kv κπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ σο δίθηπα Τπνκεηαθνξάο (ηα δίθηπα ησλ 22 kv θαη 6.6 kv είλαη παιαηά δίθηπα, θαηαζθεπαζκέλα σο ηηο αξρέο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 60).[40],[6] ύςτημα Διανομόσ Σν ζχζηεκα δηαλνκήο πεξηιακβάλεη ηα δίθηπα δηαλνκήο κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο θαη ηνπο κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο κε ηνπο νπνίνπο ε κέζε ηάζε ππνβηβάδεηαη ζε ρακειή. Σν ζχζηεκα δηαλνκήο ηξνθνδνηείηαη απφ ηνπο ππνζηαζκνχο δηαλνκήο θαη παξέρεη ειεθηξηθή ελέξγεηα ζε κηθξνχο νηθηαθνχο θαηαλαισηέο (ππφ ρακειή ηάζε) θαη κεζαίνπ κεγέζνπο θαηαλαισηέο (ππφ κέζε ηάζε). Σα δίθηπα απηά ζηηο αζηηθέο ππθλνθαηνηθεκέλεο πεξηνρέο είλαη θαηά θαλφλα ππφγεηα ελψ ζηηο άιιεο πεξηνρέο είλαη ελαέξηα. Δθηελήο πεξηγξαθή ησλ ζπζηεκάησλ απηψλ θαη ησλ ζηνηρείσλ ηνπο αθινπζεί ζηηο επφκελεο ελφηεηεο. 28

29 2.3 Περιγραφό των ςτοιχεύων που ςυναντούμε ςτο ηλεκτρικό δύκτυο ηελ ελφηεηα απηή ζα νξίζνπκε θαη ζα πεξηγξάςνπκε ηα ζηνηρεία ηα νπνία απαξηίδνπλ ην ειεθηξηθφ δίθηπν απφ ηελ νπηηθή ηεο ηερλνινγίαο PLC. ηελ πεξηγξαθή καο επηθεληξσλφκαζηε ζηε κέζε θαη ρακειή ηάζε ζηηο νπνίεο θαη γίλεηαη εθαξκνγή ησλ PLC. Ζ ηδέα ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηεο YT σο θνκκάηη ηεο δηαδξνκήο ηνπ ζήκαηνο απφ ηνλ πάξνρν ζηνλ θαηαλαισηή απνξξίθζεθε ζρεδφλ ακέζσο αθνχ ζηελ γξακκή ΤΣ ν ζφξπβνο ηεο γξακκήο είλαη απμεκέλνο, δπζρεξαίλνληαο έηζη ηηο ηειεπηθνηλσλίεο θαη, αθεηέξνπ, ε παξνρή ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ ζήκαηνο ζηνλ θαηαλαισηή είλαη πνιχ δχζθνιε ιφγσ ηεο απφζηαζεο πνπ ζπλήζσο ρσξίδεη ηελ YT απφ ηηο αζηηθέο πεξηνρέο τοιχεύα ΜΣ Ηλεκτρικού Τποςταθμού Έλα ειεθηξηθφο ππνζηαζκφο απνηειεί έλα ηκήκα ηνπ δηθηχνπ κεηαθνξάο θαη δηαλνκήο, φπνπ ε ηάζε κεηαηξέπεηαη απφ ρακειή ζε πςειή θαη αληίζηξνθα, ρξεζηκνπνηψληαο κεηαζρεκαηηζηέο. Καηά βάζε απνηειείηαη απφ έλα ζχλνιν δηαθνπηηθψλ ζπζθεπψλ, ζπζθεπψλ ειέγρνπ θαη εμνπιηζκνχ αλχςσζεο ή ππνβηβαζκνχ ηάζεο. Ο εμνπιηζκφο απηφο ζηνρεχεη ζην λα θαηεπζχλεη ηε ξνή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, λα κεηαηξέπεη ηελ πνιχ πςειή ηάζε ή ηελ πςειή ηάζε ζε κέζε ηάζε ή αληίζηξνθα. Ο κεηαζρεκαηηζκφο ζπκβαίλεη ζε δηάθνξα επίπεδα θαη δηαδνρηθά ζε πνιινχο ππνζηαζκνχο μεθηλψληαο απφ ηηο εγθαηαζηάζεηο παξαγσγήο φπνπ ε ηάζε αλπςψλεηαη γηα ζθνπνχο κεηαθνξάο θαη ζηε ζπλέρεηα ζηαδηαθά κεηψλεηαη ζε ρακειφηεξα επίπεδα θαηάιιεια γηα βηνκεραληθή, αγξνηηθή θαη αζηηθή ρξήζε. Σν θχξην ζηνηρείν πνπ εμνπιίδεη έλαλ ειεθηξηθφ ππνζηαζκφ είλαη νη κεηαζρεκαηηζηέο.[42] Έλαο ππνζηαζκφο πνπ έρεη κεηαζρεκαηηζηή αλχςσζεο απμάλεη ηελ ηάζε ελψ κεηψλεη ην ξεχκα. ε αληίζεζε κε έλαλ ππνζηαζκφ πνπ δηαζέηεη κεηαζρεκαηηζηή ππνβηβαζκνχ, ν νπνίνο κεηψλεη ηελ ηάζε απμάλνληαο ην ξεχκα γηα νηθηαθή θαη εκπνξηθή δηαλνκή. Απφ ηερληθή άπνςε, νη ππνζηαζκνί ηαμηλνκνχληαη ζχκθσλα κε: ηελ παξαγσγή: ν ζθνπφο ηνπο είλαη λα ελζσκαηψλνπλ ζην δίθηπν ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα απφ ηηο εγθαηαζηάζεηο παξαγσγήο κέζσ ησλ αληίζηνηρσλ κεηαζρεκαηηζηψλ. ηε κεηαθνξά: νη ππνζηαζκνί ιεηηνπξγνχλ σο θφκβνη δηαζχλδεζεο ελφο αξηζκνχ γξακκψλ κεηαθνξάο. ηε δηαλνκή: ν ζθνπφο ηνπο είλαη ε κείσζε ηεο ηάζεο απφ απηήλ ηεο κεηαθνξάο ζε επίπεδα θαηάιιεια γηα ηνπηθή δηαλνκή. 29

30 Ο ζρεδηαζκφο ησλ ππνζηαζκψλ είλαη ηέηνηνο ψζηε λα πξαγκαηνπνηνχληαη νη παξαθάησ ιεηηνπξγίεο: κεηαηξνπή ηεο ηάζεο απφ έλα επίπεδν ζε έλα άιιν. έιεγρνο ηεο ηάζεο ψζηε λα αληηζηαζκίδνληαη νη αιιαγέο ηάζεηο ηνπ ζπζηήκαηνο. ελαιιαγή ησλ θπθισκάησλ δηαλνκήο θαη κεηαθνξάο απφ θαη πξνο ην ειεθηξηθφ πιέγκα. Δπίζεο δηαζέηνπλ δηαθφπηεο γηα πεξηπηψζεηο φπνπ απαηηείηαη δηαθνπή ιεηηνπξγίαο. κέηξεζε ησλ δηάθνξσλ ειεθηξηθψλ πνζνηήησλ. έγρπζε επηθνηλσληαθψλ ζεκάησλ ζην ειεθηξηθφ δίθηπν. πξνζηαζία απφ ηνπο θεξαπλνχο θαη άιινπο θηλδχλνπο. ζχλδεζε ησλ ειεθηξηθψλ εγθαηαζηάζεσλ παξαγσγήο ζην ζχζηεκα. πξαγκαηνπνίεζε δηαζπλδέζεσλ κεηαμχ δηάθνξσλ ειεθηξηθψλ εγθαηαζηάζεσλ παξαγσγήο. έιεγρνο ηεο άεξγνπ ηζρχνο. απηφκαηε απνζχλδεζε ησλ εζθαικέλσλ θπθισκάησλ. Δπνκέλσο, νη ιεηηνπξγίεο ησλ ειεθηξηθψλ ππνζηαζκψλ ζπγθεληξψλνληαη ζηηο εμήο ηξεηο θαηεγνξίεο: αζθάιεηαο: απνζχλδεζε ησλ ηκεκάησλ ή ηνπ εμνπιηζκνχ ηνπ δηθηχνπ ζηα νπνία αληρλεχνληαη ζθάικαηα. ιεηηνπξγίαο: βειηηζηνπνίεζε ησλ δηθηχσλ δηαλνκήο απφ άπνςε αζθάιεηαο θαη ειαρηζηνπνίεζε απσιεηψλ. Δπίζεο, δηαρσξηζκφο ησλ ηκεκάησλ πνπ ρξεηάδνληαη ζπληήξεζε ή εγθαηάζηαζε λένπ εμνπιηζκνχ. δηαζχλδεζεο: πξαγκαηνπνίεζε ζχλδεζεο δηάθνξσλ ειεθηξηθψλ δηθηχσλ, εγθαηαζηάζεσλ θαη γξακκψλ. Οη ειεθηξηθνί ππνζηαζκνί είλαη ηνπνζεηεκέλνη ζε δηάθνξεο ζέζεηο αλάινγα κε ηελ ηνπνινγία πνπ απαηηείηαη ζε θάζε πεξίπησζε. Μπνξεί λα είλαη επίγεηνη, ππφγεηνη θαη ελαέξηνη. Αλάινγα κε ηε κεηαηξνπή ηεο ηάζεο έρνπκε ηνπ ππνζηαζκνχο αλχςσζεο, ππνβηβαζκνχ θαη δηαλνκήο. Οη ειεθηξηθνί ππνζηαζκνί απνηεινχλ ηηο πην ζεκαληηθέο εγθαηαζηάζεηο ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ δηαλνκήο. Έλαο ηέηνηνο ππνζηαζκφο κπνξεί λα ηξνθνδνηεί δηάθνξνπο ππνζηαζκνχο κεηαζρεκαηηζκνχ ΜΣ θαη θάζε ππνζηαζκφο κεηαζρεκαηηζκνχ κε ηε ζεηξά ηνπ λα ηξνθνδνηεί εθαηνληάδεο θαηαλαισηέο. πλήζσο, νη εγθαηαζηάζεηο απηέο ιεηηνπξγνχλ ζε απνκαθξπζκέλεο ηνπνζεζίεο θαη έηζη απαηηνχληαη αμηφπηζηεο ηερλνινγίεο (νπηηθέο ίλεο, ξαδηνζπλδέζεηο θηι.) κεηάδνζεο γηα ηνλ απνκαθξπζκέλν έιεγρν, αληηθαζηζηψληαο ην δίθηπν ΤΣ. Δπνκέλσο, νη ηνπνζεζίεο ησλ ειεθηξηθψλ ππνζηαζκψλ απνηεινχλ ζεκεία πξφζβαζεο ηεο PLC ηερλνινγίαο ζην δίθηπν ΜΣ. Χο απνηέιεζκα κνλάδεο ζχδεπμεο ηνπνζεηνχληαη ζηηο εγθαηαζηάζεηο ΜΣ ή αθφκα θαη ζηηο θνιψλεο ζηελ πεξίπησζε ελαέξησλ ππνζηαζκψλ. Δίλαη ζεκαληηθφ λα ζεκεηψζνπκε, γηα ηε ρξήζε ηεο PLC 30

31 ηερλνινγίαο, φηη νη ππνζηαζκνί απηνχ δηαζέηνπλ έλα δσκάηην επηθνηλσληψλ γηα ζθνπνχο ηήιε-ειέγρνπ (telecontrol). Ο PLC εμνπιηζκφο ηνπνζεηείηαη ζε απηφ ην δσκάηην κέζα ζε εηδηθά θηβψηηα πάλσ ζε ζράξεο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ν PLC εμνπιηζκφο πξέπεη λα ζρεδηάδεηαη έηζη ψζηε λα πιεξεί ζπγθεθξηκέλεο πξνδηαγξαθέο δηαζηάζεσλ. Ο κφλνο πεξηνξηζκφο είλαη φηη απηά ηα δσκάηηα επηθνηλσλίαο κπνξεί λα βξίζθνληαη εθαηνληάδεο κέηξα καθξηά απφ ηηο κνλάδεο ζχδεπμεο.[42] Τποςταθμού μεταςχηματιςμού τϊςησ Δίλαη εθείλεο νη εγθαηαζηάζεηο πνπ ζπκπεξηιακβάλνληαη ζε απηέο ηεο ΜΣ, φπνπ γίλεηαη ε κεηαηξνπή ηεο ηάζεο ζε ΥΣ(<1kV), κε δξάζε ησλ κεηαζρεκαηηζκψλ. Απφ ηνλ ππνζηαζκφ κεηαζρεκαηηζκνχ ην ειεθηξηθφ δίθηπν ΥΣ εθηείλεηαη κέρξη πνπ θηάλεη ζηνπο ηειηθνχο θαηαλαισηέο. ηελ παξαθάησ εηθφλα βιέπνπκε ην δηάγξακκα ελφο ππνζηαζκνχ κεηαζρεκαηηζκνχ. Δηθόλα 4: Γηάγξακκα ππνζηαζκνύ κεηαζρεκαηηζκνύ.[42] Σα θχξηα ζπζηαηηθά ελφο ηέηνηνπ ζηαζκνχ είλαη: Γξακκέο ΜΣ: Πξφθεηηαη γηα ειεθηξηθέο γξακκέο πνπ ππνζηεξίδνπλ ζπγθεθξηκέλε ηάζε θαη ξεχκαηα, ηα νπνία θεχγνπλ απφ ηνλ ειεθηξηθφ ππνζηαζκφ θαη δηαλέκνληαη ζηνπο ππνζηαζκνχο κεηαζρεκαηηζκνχ. Πεξηζηξνθηθνί δηαθφπηεο (switchgears) ή πίλαθεο δηαλνκήο ΜΣ: Πξφθεηηαη γηα δηαηάμεηο πνπ έρνπλ ζθνπφ είηε ηελ απνκφλσζε είηε ηε δηαζχλδεζε δηάθνξσλ ζηνηρείσλ δηαλνκήο, φπσο κεηαζρεκαηηζηέο ή γξακκέο ΜΣ. Μεηαζρεκαηηζηέο: ζπζθεπέο νη νπνίεο κεηψλνπλ ην επίπεδν ηεο ηάζεο ηεο γξακκήο κεηαθνξάο απφ kv ζε kV. Πίλαθεο δηαθνπηψλ Υακειήο Σάζεο (LV switchboard): Πξφθεηηαη είηε γηα έλα κεγάιν εληαίν πιαίζην, είηε ζχλνιν πιαηζίσλ πνπ δηαλέκνπλ ηνλ ειεθηξηζκφ απφ έλαλ κεηαζρεκαηηζηή ζε δηάθνξεο ηξνθνδνζίεο ΥΣ (low voltage feeders). Υακειήο Σάζεο Σξνθνδνζίεο: Ζιεθηξηθέο γξακκέο ζπγθεθξηκέλεο ηάζεο θαη ξεχκαηνο πνπ δηαλέκνπλ ηνλ ειεθηξηζκφ ζηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο. Οη ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ κπνξεί λα είλαη ηνπνζεηεκέλνη ζε δηάθνξεο ζέζεηο αλάινγα κε ηελ ειεθηξηθή ηνπνινγία θαη ηηο αλάγθεο πνπ ζπλαληνχκε ζε θάζε 31

32 πεξίπησζε. Έηζη ινηπφλ κπνξνχκε λα δηαρσξίζνπκε απηνχο ηνπο ππνζηαζκνχο ζε δχν θαηεγνξίεο αλάινγα κε ηε ζέζε ηνπο. Απηέο είλαη: ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ εζσηεξηθνχ ρψξνπ, ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ εμσηεξηθνχ ρψξνπ. Οη ππνζηαζκνί εζσηεξηθνχ ρψξνπ δηαθξίλνληαη ζηηο εμήο θαηεγνξίεο: House-type (Σχπνπ δσκαηίνπ-επίγεηνη): ηελ πεξίπησζε απηή, νη γξακκέο ΜΣ πξνζεγγίδνπλ ηνλ ππνζηαζκφ κεηαζρεκαηηζκνχ είηε κε γξακκέο ελαέξηεο είηε κε γξακκέο ππφγεηεο, φπσο βιέπνπκε ζηελ παξαθάησ εηθφλα (εηθφλα 5). Καη ζηηο δχν πεξηπηψζεηο, ε εζσηεξηθή δνκή είλαη παξφκνηα (κε κνλαδηθέο δηαθνξέο λα ππάξρνπλ ζην ζεκείν εηζφδνπ ησλ γξακκψλ ΜΣ θαη ησλ ζηνηρείσλ πνπ ηηο ζηεξίδνπλ). Σελ εζσηεξηθή δνκή κπνξνχκε λα παξαηεξήζνπκε ζηελ εηθφλα 6.[42] Δηθόλα 5: Δλαέξηεο (αξηζηεξά) θαη ππόγεηεο (δεμηά) γξακκέο ηξνθνδνζίαο ΜΣ. [42] Δηθόλα 6:ηαζκόο κεηαζρεκαηηζκνύ ηύπνπ δσκαηίνπ κε ππόγεηεο γξακκέο ηξνθνδνζίαο ΜΣ.[42] 32

33 Buried enclosures (ππφγεηνη): ζηελ πεξίπησζε απηή ν ππνζηαζκφο κεηαζρεκαηηζκνχ ηξνθνδνηείηαη απφ γξακκέο ΜΣ ππφγεηεο. Μηα θνηλφηππε κνξθή ηέηνηνπ είδνπο βιέπνπκε ζηελ εηθφλα παξαθάησ (εηθφλα 7). Δηθόλα 7: Τπόγεηνο ππνζηαζκόο κεηαζρεκαηηζκνύ, κε κεηαζρεκαηηζηή, ζύζηεκα εμαεξηζκνύ, κεηαιιάθηε ΥΣ θαη πεξηζηξνθηθνύο δηαθόπηεο.[42] Δπίγεηνη ή ηνπνζεηεκέλνη ζηα ππφγεηα ησλ θηηξίσλ: Απηνί νη ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ βξίζθνληαη είηε ζην έδαθνο είηε ζηα ππφγεηα ησλ θηηξίσλ. Ζ δνκή θαη ε ιεηηνπξγία ηνπο είλαη ίδηα κε απηή ησλ πξνεγνχκελσλ πεξηπηψζεσλ. Δηθόλα 8: Δπίγεηνο Τπνζηαζκόο κεηαζρεκαηηζκνύ.[42] Να ζεκεηψζνπκε επίζεο ηελ χπαξμε ελφο εηδηθνχ ηχπνπ ππνζηαζκνχ κεηαζρεκαηηζκνχ πνπ θαιείηαη ππνζηαζκφο pad-mounted. Σν θχξην ραξαθηεξηζηηθφ γλψξηζκά ηνπ είλαη ην γεγνλφο φηη ζπγθεληξψλεη δηαθνξεηηθέο ιεηηνπξγηθέο κνλάδεο κέζα ζε κηα εληαία δνκή. Δπνκέλσο, απηνί νη ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ δηαηξνχληαη ζε ηξεηο πεξηνρέο: ΜΣ ιεηηνπξγία, ΥΣ ιεηηνπξγία θαη εζσηεξηθή πεξηνρή. ηελ θαηεγνξία ππνζηαζκψλ κεηαζρεκαηηζκνχ ηάζεο εμσηεξηθνχ ρψξνπ δηαθξίλνπκε ηνπο εμήο: 33

34 Δλαέξηνπο (πάλσ ζε ζηχιν): απηή ηελ πεξίπησζε παξαηεξνχκε ζηελ παξαθάησ εηθφλα (εηθφλα 9). Δηθόλα 9: Δλαέξηνο Τπνζηαζκόο κεηαζρεκαηηζκνύ πάλσ ζε θνιώλα.[42] ε θηβψηην (package transformer substation): Έλα εμσηεξηθφ θηβψηην ζηελ πξαγκαηηθφηεηα ζεσξείηαη κηα εηδηθή πεξίπησζε γηαηί κεξηθά ζηνηρεία βξίζθνληαη εμσηεξηθά (θπξίσο ν κεηαζρεκαηηζηήο θαη ν πίλαθαο) θαη άιια εζσηεξηθά. Σν ζρήκα ελφο ηέηνηνπ είδνπο ππνζηαζκνχ κεηαζρεκαηηζκνχ βιέπνπκε ζηελ παξαθάησ εηθφλα (εηθφλα 10).[42] Δηθόλα 10: Τπνζηαζκόο κεηαζρεκαηηζκνύ κέζα ζε θηβώηην.[42] Γραμμϋσ ΜΣ Οη γξακκέο απηέο είλαη ζηνηρεία ηα νπνία θέξνπλ ηνλ ειεθηξηζκφ ζε επίπεδν κέζεο ηάζεο. Σα θαιψδηα πνπ επηιέγνληαη πξέπεη λα είλαη ηέηνηα ψζηε λα παξέρνπλ κε αζθαιή ηξφπν επαξθή ηζρχ, γηα ζπλερφκελε θαη ρσξίο πξνβιήκαηα ιεηηνπξγία ελφο ζπζηήκαηνο ην νπνίν λα είλαη ηθαλφ λα αληαπεμέξρεηαη ζε κε αλακελφκελεο 34

35 ζπλζήθεο ή ζπλζήθεο ππεξθφξησζεο. Τπάξρεη κεγάιε πνηθηιία θαισδίσλ θαη είλαη δπλαηφλ απηά λα ηαμηλνκεζνχλ κε πνιινχο ηξφπνπο. Γηα παξάδεηγκα απηά κπνξεί λα ηαμηλνκεζνχλ ζχκθσλα κε ην πιηθφ ηνπ αγψγηκνπ ηκήκαηφο ηνπο. Σα θαιψδηα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζπλήζσο είλαη απηά ηνπ αινπκηλίνπ ή ηνπ ραιθνχ. Σν κέηαιιν ην νπνίν είλαη ν θαιχηεξνο αγσγφο ζηε θχζε, κεηά ην αζήκη, είλαη ν ραιθφο θαη ζηε ζπλέρεηα ην αινπκίλην, θαζψο είλαη θαη πην θζελφ. Μία άιιε ηαμηλφκεζε ησλ θαισδίσλ γίλεηαη ιακβάλνληαο ππφςε ηε δηαηνκή ηνπ θαισδίνπ. Αλάινγα κε ηελ ηζρχ πνπ κεηαθέξεηαη, ε δηαηνκή ηνπ θαισδίνπ πνηθίιεη, κεγαιχηεξε ηζρχ απαηηεί θαη κεγαιχηεξε δηαηνκή. Ο αξηζκφο ησλ ππξήλσλ είλαη επίζεο ζεκαληηθφο. Τπάξρνπλ δχν πεξηπηψζεηο: θαιψδηα εληαίνπ ππξήλα θαη θαιψδηα ηξηψλ ππξήλσλ. Σα ηειεπηαία πεξηιακβάλνπλ ηξείο αγσγνχο, έλαλ αγσγφ κέζα ζε θάζε θάζε. ε αληίζεζε, ηα θαιψδηα ελφο εληαίνπ ππξήλα πεξηιακβάλνπλ έλαλ αγσγφ θάζεο ζε θάζε θαιψδην, κε απνηέιεζκα λα ρξεηάδνληαη ηξία ηέηνηα θαιψδηα γηα γξακκέο ΜΣ. Σέινο ε πην θνηλή ηαμηλφκεζε γίλεηαη ζχκθσλα κε ηελ ηνπνζεζία ησλ θαισδίσλ, ε νπνία ηα δηαρσξίδεη ζε ελαέξηα θαη ππφγεηα.[42] Δλαέξηεο γξακκέο: Οη γξακκέο απηέο είλαη ππεξπςσκέλα θαιψδηα πνπ ηνπνζεηνχληαη πάλσ ζε θνιψλεο. Απηέο νη θνιψλεο κπνξνχλ λα είλαη θαηαζθεπαζκέλεο απφ μχιν, ράιπβα, ζθπξφδεκα ή fiberglass (παινλήκαηα). Οη δηάθνξεο κνξθέο πνπ κπνξνχκε λα ζπλαληήζνπκε είλαη: έλα θχθισκα αλά θνιψλα ή πεξηζζφηεξα απφ έλα. Οη ελαέξηεο γξακκέο είλαη θαλνληθά ηαμηλνκεκέλεο ζχκθσλα κε ηνλ αγσγφ. Οη πεξηζζφηεξνη αγσγνί είλαη απφ αινπκίλην ή ραιθφ. ήκεξα, ρξεζηκνπνηείηαη ην αινπκίλην γηα ζρεδφλ φιεο ηηο λέεο ππεξπςσκέλεο εγθαηαζηάζεηο δεδνκέλνπ φηη ην αινπκίλην είλαη ειαθξχηεξν θαη ιηγφηεξν αθξηβφ γηα κηα δεδνκέλε ηθαλφηεηα κεηαθνξάο ξεχκαηνο. Δληνχηνηο, ν ραιθφο ήηαλ ην πξψην κέηαιιν πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηα λα δηαβηβάζεη ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα θαη ζεκαληηθέο ράιθηλεο γξακκέο είλαη αθφκα ζε ιεηηνπξγία. Τπφγεηεο γξακκέο: Οη ππφγεηεο γξακκέο είλαη θαιψδηα πνπ είλαη ζακκέλα ζην έδαθνο. Οη γξακκέο απηέο δελ είλαη ζε θνηλή ζέα, νπφηε είλαη θαη πην αζθαιείο δεδνκέλνπ φηη ππάξρνπλ ιηγφηεξεο πηζαλφηεηεο ηπραίαο επαθήο, επίζεο είλαη πην αμηφπηζηεο δεδνκέλνπ φηη ππάξρνπλ ιηγφηεξεο δηαθνπέο θαη απαηηνχλ ρακειφ θφζηνο ζπληήξεζεο (αλ θαη πςειφηεξν απφ απηφ ησλ ελαέξησλ γξακκψλ).σηο ππφγεηεο γξακκέο ηηο ζπλαληνχκε κε ηνπο παξαθάησ ηξφπνπο: απεπζείαο ηνπνζέηεζε ζην ρψκα, ηνπνζεηεκέλεο ζε εηδηθέο ζσιελψζεηο, κέζα ζε εηδηθέο ζράξεο. 35

36 Δηθόλα 11: Σξόπνη εγθαηάζηαζεο γξακκώλ-απεπζείαο ζην έδαθνο, ζε εηδηθέο ζσιελώζεηο, ζε εηδηθέο ζράξεο.[42] υγκολλόςεισ Οη ζπγθνιιήζεηο είλαη ελψζεηο κεηαμχ δχν ηκεκάησλ θαισδίσλ κε ζθνπφ ηελ επηζθεπή ελφο ραιαζκέλνπ ηκήκαηνο απηνχ. Οη ζπγθνιιήζεηο απνηεινχλ θαη απηέο έλα θνκκάηη θαισδίνπ ή ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ επέθηαζε ηνπ.[42] Περιςτροφικόσ Διακόπτησ (switchgear) πλήζσο ν φξνο απηφο αλαθέξεηαη ζε κία ζχλζεηε δηάηαμε, ε νπνία έρεη ζθνπφ λα απνκνλψζεη ή λα δηαζπλδέζεη δηάθνξα ζηνηρεία ΜΣ ή ΥΣ, φπσο είλαη νη ηξνθνδνζίεο (feeders) ή νη κεηαζρεκαηηζηέο. Πξφθεηηαη γηα έλα γεληθφ φξν ν νπνίνο αλαθέξεηαη ζε δηαθνπηηθέο ζπζθεπέο θαη ην ζπλδπαζκφ ηνπο κε ζπζθεπέο ειέγρνπ, κέηξεζεο, πξνζηαζίαο ή ξχζκηζεο, φπσο επίζεο θαη ζην ζπλδπαζκφ απηψλ κε δηαηάμεηο δηαζπλδέζεσλ ή βνεζεηηθά εμαξηήκαηα. Έλαο, ινηπφλ, ν πεξηζηξνθηθφο δηαθφπηεο εθηειεί δχν ιεηηνπξγίεο: Πξνζηαζία θαη δηαζχλδεζε. Ζ πξψηε αθνξά ηε ζχλδεζε, απνζχλδεζε ή πξνζηαζία ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ, ελψ ε δεχηεξε αλαθέξεηαη ζηε ζχλδεζε ησλ γξακκψλ ΜΣ ζηελ είζνδν ή ζηελ έμνδν ηνπ κεηαζρεκαηηζηή. Ο πεξηζηξνθηθφο δηαθφπηεο είλαη πνιχ ζεκαληηθφ ζηνηρείν ζηα PLC δίθηπα ΜΣ. Δζσηεξηθά απηνχ ηνπνζεηνχληαη ζπλήζσο PLC κνλάδεο δεχμεο (ζπδεπθηήξεο), θαζψο ν πεξηζηξνθηθφο δηαθφπηεο απνηειεί ην ζεκείν ζην νπνίν θαηαιήγνπλ νη γξακκέο ΜΣ. Γηα απηφλ ηνλ ιφγν, απηφο ξπζκίδεη κεξηθέο θνξέο ην ζπδεπθηήξα PLC πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, αλάινγα κε ην δηαζέζηκν ρψξν ή νξίδεη αλ πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζεί έλα άιινο ζπδεπθηήξαο. Ζ δηάηαμε απηή απνηειείηαη απφ δηάθνξα ζηνηρεία φπσο πίλαθεο θαη δηαθφπηεο, κνλσηήξεο, αζθάιεηεο θαη κνλάδεο ηειερεηξηζκνχ. Παξαθάησ πεξηγξάθνπκε ζπλνπηηθά ηε ιεηηνπξγία απηψλ ησλ ζηνηρείσλ: 36

37 Απνδεχθηεο θαη δηαθφπηεο Σν πξφηππν ANSI νξίδεη ηνλ απνδεχθηε (circuit breaker) σο ηε κεραληθή δηαθνπηηθή δηάηαμε, πνπ είλαη ηθαλή λα πξαγκαηνπνηεί, λα θέξεη ή θαη λα δηαθφπηεη ξεχκαηα θάησ απφ θαλνληθέο ζπλζήθεο ή θαη γηα ζπγθεθξηκέλν ρξφλν, φπσο επίζεο είλαη ηθαλή λα δηαθφπηεη ηελ ηξνθνδνζία ξεχκαηνο θάησ απφ κε θαλνληθέο ή αλεπηζχκεηεο ζπλζήθεο. Ο απνδεχθηεο απνηειείηαη απφ επαθέο ηζρχνο κε ηθαλφηεηα απφζβεζεο ηφμσλ θαη ειέγρνπ, θαη απφ βνεζεηηθά θπθιψκαηα γηα ην θιείζηκν ή ηελ επαλέλαξμε ιεηηνπξγίαο ηνπ πίλαθα θάησ απφ ηηο αληίζηνηρεο ζπλζήθεο. Οη δηαθφπηεο εθηεινχλ παξφκνηεο ιεηηνπξγίεο κε απηέο ησλ απνδεπθηψλ φκσο δελ κπνξνχλ λα δηαθφςνπλ εζθαικέλα ξεχκαηα. Απηέο νη δηαηάμεηο είλαη ζεκαληηθέο γηα ηα PLC γηαηί κπνξεί λα επεξεάζνπλ ην εγρεφκελν PLC ζήκα ζηε γξακκή ΜΣ. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, έρεη παξαηεξεζεί φηη νη αγψγηκνη ζπδεπθηήξεο δελ ιεηηνπξγνχλ φηαλ ην θχθισκα είλαη αλνηρηφ. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ε ζέζε ηνπ δηαθφπηε ηξνπνπνηεί ηελ εκπέδεζε ηεο γξακκήο. Αλάινγα κε ηε ιεηηνπξγία ηνπο νη δηαθφπηεο ρσξίδνληαη ζηνπο ρεηξνθίλεηνπο δηαθφπηεο θαη ζηνπο απηφκαηνπο δηαθφπηεο. Έλαο αθφκα δηαρσξηζκφο ησλ δηαθνπηψλ γίλεηαη αλάινγα κε ηε κφλσζε πνπ ρξεζηκνπνηνχλ. ε απηή ηελ πεξίπησζε έρνπκε κνληέια κφλσζεο αέξα, θελνχ, ιαδηνχ θαη SF 6 (εμαθζνξηνχρν ζείν). Ο απνκαθξπζκέλνο έιεγρνο ησλ απηφκαησλ δηαθνπηψλ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεί ην PLC δίθηπν σο ηερλνινγία επηθνηλσληψλ (φπσο ζα δνχκε θαη ζην θεθάιαην ησλ ππεξεζηψλ ησλ PLC). ηελ πξαγκαηηθφηεηα ζηελήο δψλεο PLC ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ρξφληα ηψξα γηα απηή ηε ιεηηνπξγία, ε νπνία είλαη γλσζηή σο Power Line Carrier.[42] Μνλσηήξεο Χο ειεθηξηθφο κνλσηήξαο νξίδεηαη θαηά ην πξφηππν ANSI/IEEE κία κνλσηηθή θαηαζθεπή ε νπνία δηαπεξλάηαη απφ έλα ξεπκαηνθφξν αγσγφ ή δηαζέηεη εζσηεξηθφ δίαπιν γηα ηελ ηνπνζέηεζε ξεπκαηνθφξνπ αγσγνχ, κε ζθνπφ ηελ ειεθηξηθή απνκφλσζε ηνπ αγσγνχ απηνχ απφ ην πεξίβιεκα (αγψγηκν ή φρη) κηαο ζπζθεπήο. πλεπψο, ν ζθνπφο ελφο κνλσηήξα είλαη ε αζθαιήο κεηαθνξά ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απφ θαη πξνο ζπζθεπέο επξηζθφκελεο εληφο πξνζηαηεπηηθνχ θειχθνπο, φπσο π.ρ. κεηαζρεκαηηζηέο, ππθλσηέο ηζρχνο, δηαθφπηεο πελία αληηζηάζκηζεο θηι. Οη κνλσηήξεο κπνξνχλ λα ηαμηλνκεζνχλ ζχκθσλα κε ηελ θαηαζθεπή, ην κνλσηηθφ πιηθφ κέζα ζην κνλσηήξα θαη ηα κνλσηηθά κέζα ζηα άθξα απηνχ. χκθσλα κε ηελ πξψηε ηαμηλφκεζε ππάξρνπλ δχν νκάδεο κνλσηήξσλ: κνλσηήξαο ζηεξενχ ηχπνπ θαη κνλσηήξαο ηχπνπ ππθλσηή. χκθσλα κε ηε δεχηεξε ηαμηλφκεζε δηαθξίλνπκε ηνπο εμήο κνλσηήξεο: αέξα, ιαδηνχ, ραξηηνχ εκπνηηζκέλνπ κε ιάδη, αεξίνπ, ραξηηνχ δεζκεπκέλεο ξεηίλεο (Resin-bonded paper).[42] 37

38 Δηθόλα 12: Μνλσηήξεο ζηεξεάο θαηάζηαζεο θαη ηύπνπ ππθλσηή αληίζηνηρα.[42] Σέινο, ζχκθσλα κε ηα κνλσηηθά κέζα ησλ άθξσλ δηαθξίλνπκε ηνπο παξαθάησ κνλσηήξεο: απφ αέξα ζε ιάδη, απφ αέξα ζε αέξα, απφ ιάδη ζε ιάδη, απφ αέξα ζε SF 6 θαη απφ SF 6 ζε ιάδη. Δηθόλα 13: Μνλσηήξεο ηύπνπ από αέξα ζε αέξα θαη από αέξα ζε ιάδη αληίζηνηρα.[42] Αζθάιεηεο Απηέο απνηεινχλ ηηο πην παιηέο θαη απιέο δηαηάμεηο πξνζηαζίαο. ηαλ ην ξεχκα πνπ δηέξρεηαη απφ απηέο, ππεξβεί κηα πξνθαζνξηζκέλε ηηκή, ηφηε απηφ παξάγεη ζεξκφηεηα ζηελ ηεθηή ζχλδεζε, ηελ νπνία θαη ιηψλεη κε απνηέιεζκα ηε δηαθνπή ηνπ ξεχκαηνο. Οη αζθάιεηεο είλαη ζρεηηθά νηθνλνκηθέο ζπζθεπέο θαη δελ ρξεηάδνληαη άιιεο βνεζεηηθέο ζπζθεπέο φπσο κεηαζρεκαηηζηέο νξγάλσλ θαη ειεθηξνλφκνπο. Δίλαη αμηφπηζηεο θαη δηαζέζηκεο ζε κηα κεγάιε ζεηξά κεγεζψλ. Έλα κεηνλέθηεκά ηνπο είλαη φηη θαηαζηξέθνληαη θαηά ην ζηάδην ηνπ αλνίγκαηνο ηνπ θπθιψκαηνο θαη έπεηηα πξέπεη λα αληηθαηαζηαζνχλ. Οη αζθάιεηεο ΜΣ ζα κπνξνχζαλ λα βξεζνχλ ζε 38

39 δηάθνξεο ζέζεηο: ζπλδεδεκέλεο κε δηαθφπηεο, κεηαζρεκαηηζηέο, γξακκέο ΜΣ, θ.ιπ.[42] Δηθόλα 14: Αζθάιεηα.[42] Τπάξρνπλ ηέζζεξηο πνζφηεηεο πνπ είλαη ζεκαληηθέο γηα ηελ θάζε εθαξκνγή αζθαιεηψλ: 1. Ζ κέγηζηε ηάζε δηαβάζκηζεο (Maximum Rated Voltage) πνπ είλαη ε πςειφηεξε νλνκαζηηθή ηάζε ηνπ ζπζηήκαηνο, ζηελ νπνία ε αζθάιεηα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί. Ζ ηάζε δίλεηαη σο RMS ηηκή θαη σο πνιηθή ηηκή. Ζ ηδέα είλαη φηη κηα αζθάιεηα ηεο νπνίαο ην ηεθηφ κέξνο έρεη ιηψζεη πξέπεη λα είλαη ζε ζέζε λα δηαθφςεη ηε ξνή ηνπ ξεχκαηνο. 2. Σν κέγηζην ζπλερέο ξεχκα (Maximum continuous current) είλαη ην κέγηζην ξεχκα RMS πνπ κπνξεί λα δηαπεξλά ηελ αζθάιεηα ρσξίο λα ιηψλεη ην ηεθηφ ηεο κέξνο. Απηφ ην ξεχκα εμαξηάηαη απφ ηελ αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζηελ αζθάιεηα, θαη επνκέλσο εμαξηάηαη θαη απφ ηε ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο. 3. Σν κέγηζην ξεχκα δηαθνπήο (Maximum interrupting current) είλαη ην κέγηζην ξεχκα πνπ ε ηεθφκελε αζθάιεηα είλαη ζε ζέζε λα δηαθφςεη. 4. Ζ ρξνληθή απφθξηζε (Time response) πνπ δίλεηαη απφ ηελ ραξαθηεξηζηηθή ξεχκαηνο-ρξφλνπ. Μνλάδεο απνκαθξπζκέλνπ ειέγρνπ (Telecontrol units) Απηέο είλαη δηαηάμεηο πνπ ειέγρνπλ ην άλνηγκα θαη ην θιείζηκν ηνπ δηαθνπηηθνχ εμνπιηζκνχ. Απηφο ν έιεγρνο επηηξέπεη ηε δπλακηθή δηακφξθσζε ηεο ηνπνινγίαο ησλ δηθηχσλ δηαλνκήο ΜΣ. Γεληθά, απηέο νη κνλάδεο απνκαθξπζκέλνπ ειέγρνπ απνηεινχληαη απφ δχν ζπζθεπέο: ηε ζπζθεπή ειηγκνχ θαη ηε ζπζθεπή ηειεπηθνηλσληψλ. Ζ ζπζθεπή ειηγκνχ είλαη ε κεραληθή ζπζθεπή πνπ πξαγκαηνπνηεί ηελ ελαιιαγή αλνίγκαηνο/θιεηζίκαηνο, ελψ ε ζπζθεπή ηειεπηθνηλσληψλ είλαη αξκφδηα γηα ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ηεο ζπζθεπήο ειηγκνχ θαη ηνπ θέληξνπ ειέγρνπ. [42] 39

40 Δηθόλα 15: Παξάδεηγκα κνλάδαο απνκαθξπζκέλνπ ειέγρνπ γηα πεξηζηξνθηθνύο κεηαγσγείο κνλσκέλνπο κε SF 6.[42] Μεταςχηματιςτϋσ ΜΣ/ΧΣ Οη κεηαζρεκαηηζηέο ΜΣ/ΥΣ ή νη κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο κεηψλνπλ ηελ ηάζε κηαο ειεθηξηθήο γξακκήο δηαλνκήο (ησλ kv) ζε επίπεδν ηάζεο ρακειφηεξν (ζηα V), ην νπνίν είλαη θαηάιιειν γηα ηνλ εμνπιηζκφ πνπ δηαζέηνπλ νη ηειηθνί θαηαλαισηέο. Σν πξσηεχνλ ηχιηγκα ηνπ κεηαζρεκαηηζηή απνηειεί ην ηχιηγκα πνπ δέρεηαη ηελ ηζρχ (εδψ ΜΣ) θαη ην δεπηεξεχνλ ηχιηγκα (εδψ ΥΣ) είλαη ην ηχιηγκα ην νπνίν παξαδίδεη ηελ ηζρχ ρακειφηεξνπ επηπέδνπ ηάζεο γηα δηαλνκή. Βαζηθά, έλαο κεηαζρεκαηηζηήο απνηειείηαη απφ δχν θχξηα ζπζηαηηθά: έλα ππξήλα θηηαγκέλν απφ καγλεηηθά δηαπεξαηφ πιηθφ θαη έλαλ αγσγφ θηηαγκέλν απφ πιηθφ ρακειήο αληίζηαζεο φπσο είλαη ν ραιθφο ή ην αινπκίλην. Ο αγσγφο ηπιίγεηαη γχξσ απφ ηνλ ππξήλα ζε δηάθνξεο αλαινγίεο, κεηαζρεκαηίδνληαο ηελ ηάζε απφ έλα επίπεδν ζε έλα άιιν. Απηή ε δηαδηθαζία απαηηεί έλα πγξφ πιηθφ κφλσζεο (ή ηνλ αέξα γηα κηθξφηεξνπο κεηαζρεκαηηζηέο) κε ζθνπφ λα «ςχρεη» (απνκαθξχλεη ηε ζεξκφηεηα ψζηε λα απνθεχγεηαη ε ζέξκαλζή ηνπ) θαη λα κνλψλεη.[42] Γεληθά, νη κεηαζρεκαηηζηέο ΜΣ/ΥΣ κπνξνχλ λα ηαμηλνκεζνχλ ζχκθσλα κε ηξεηο παξακέηξνπο: Σελ «ηερλνινγία ςχμεο»: Απηή αλαθέξεηαη ζηελ ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα ςχρεη ην κεηαζρεκαηηζηή. χκθσλα κε ην ςπθηηθφ κέζν, νη κεηαζρεκαηηζηέο κπνξνχλ λα ηαμηλνκεζνχλ ζε κεηαζρεκαηηζηέο ειαίνπ (liquid immersed) ή κεηαζρεκαηηζηέο μεξνχ ηχπνπ (dry type). Έλαο κεηαζρεκαηηζηήο ειαίνπ είλαη ν κεηαζρεκαηηζηήο ζηνλ νπνίν ν ππξήλαο θαη νη ζπείξεο βπζίδνληαη ζε έλα κνλσηηθφ πγξφ, πνπ είλαη ζπρλά έλα ηδηαίηεξα δηπιηζκέλν νξπθηέιαην. Έλαο κεηαζρεκαηηζηήο μεξνχ ηχπνπ είλαη έλαο κεηαζρεκαηηζηήο ζηνλ νπνίν ν ππξήλαο θαη νη ζπείξεο απνηεινχληαη απφ αεξψδε ή μεξά ζπζηαηηθά πξνθεηκέλνπ λα ειαρηζηνπνηεζεί ε πεξηβαιινληηθή κφιπλζε θαη ν θίλδπλνο ππξθαγηάο. 40

41 Σελ «ζχλδεζε»: ε νπνία αλαθέξεηαη ζηνλ αξηζκφ θάζεσλ πνπ δηαζέηεη ν κεηαζρεκαηηζηήο. Τπάξρνπλ θαλνληθά κεηαζρεκαηηζηέο κηαο ή ηξηψλ θάζεσλ. Σε «ζέζε»: ε νπνία αλαθέξεηαη ζηελ θαηάζηαζε ηνπ κεηαζρεκαηηζηή: ππεξπςσκέλνο, επίγεηνο ή ππφγεηνο. Δηθόλα 16: Μεηαζρεκαηηζηέο ειαίνπ θαη μεξνύ ηύπνπ αληίζηνηρα.[42] Δηθόλα 17: Μεηαζρεκαηηζηήο ππεξπςσκέλνο θαη επίγεηνο αληίζηνηρα.[42] Δηθόλα 18: Τπόγεηνη κεηαζρεκαηηζηέο.[42] 41

42 Σέινο λα αλαθέξνπκε φηη νη ραξαθηεξηζηηθέο παξάκεηξνη ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ ΜΣ/ΥΣ είλαη ηα kva, νη ξνέο ηάζεο, ε ζχλζεηε αληίζηαζε, νη απψιεηεο, ε πνιηθφηεηα, ε ζπρλφηεηα, ν αξηζκφο θάζεσλ, νη δηαζηάζεηο, ην βάξνο, ην δηάγξακκα ζχλδεζεο, ην κέζν ςχμεο θαη νη ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο.[42] τοιχεύα ΧΣ Αθνχ παξνπζηάζακε παξαπάλσ ηα ζηνηρεία ηνπ δηθηχνπ ΜΣ ηψξα ζα παξνπζηάζνπκε κε ζπληνκία ηα ζηνηρεία ηνπ δηθηχνπ ΥΣ. Αλ θαη απφ άπνςε ηάζεο ε πεξηνρή ΥΣ αξρίδεη απφ ην δεπηεξεχνλ ηχιηγκα ηνπ κεηαζρεκαηηζηή ΜΣ/ΥΣ θαη ηειεηψλεη ζηηο πξίδεο ησλ πειαηψλ, ην δίθηπν ΥΣ δηαηξείηαη ζε δχν κέξε: ην δίθηπν δηαλνκήο ΥΣ θαη ηελ ειεθηξηθή εγθαηάζηαζε ζηηο νηθίεο ησλ πειαηψλ. Απηή ε δηαίξεζε είλαη ζεκαληηθή απφ δηάθνξεο απφςεηο: ρξήζε, ηδηνθηεζία, επζχλε. Ζ ρξήζε θαη δηαρείξηζε ησλ δεκφζησλ δηθηχσλ δηαλνκήο είλαη ππφ ηελ επζχλε ησλ ππεξεζηψλ θνηλήο σθέιεηαο πνπ εθκεηαιιεχνληαη ην ειεθηξηθφ δίθηπν. Απφ ηελ άιιε κεξηά, ν θαηαλαισηήο έρεη ηελ επζχλε ηεο δηθήο ηνπ εγθαηάζηαζεο. Σν ζεκείν δηαρσξηζκνχ εδψ είλαη ν πίλαθαο δηαλνκήο ζην κεηξεηή Πύνακασ διακοπτών Απηφο είλαη ην πξψην ζηνηρείν ηνπ δηθηχνπ ΥΣ πνπ εγθαζίζηαηαη κεηά απφ ην κεηαζρεκαηηζηή. πλδέεηαη άκεζα κε ηελ έμνδν ΥΣ ηνπ κεηαζρεκαηηζηή θαη ρξεζηκεχεη γηα ηε δηαλνκή ηεο ηζρχνο ζηηο ηξνθνδνζίεο ησλ δηάθνξσλ γξακκψλ ΥΣ. Δπίζεο, ζέηεη ηηο εγθαηαζηάζεηο απφ θαηάζηαζε ιεηηνπξγίαο ζε θαηάζηαζε εθηφο ιεηηνπξγίαο (on/off) θαη αληίζηξνθα, ελψ παξάιιεια εμαζθαιίδεη ηελ πξνζηαζία ησλ εγθαηαζηάζεσλ πνπ ζρεηίδνληαη κε θάζε ηξνθνδνζία. Οη πίλαθεο δηαθνπηψλ κπνξνχλ λα είλαη «θιεηζηνχ» (εζσθιεηφκελνη) ή «αλνηρηνχ» ηχπνπ (κε θαιπκκέλνπ). ηηο κέξεο καο, ε δνκή ηνπο είλαη επδηάθξηηε: πεξηιακβάλεη 4 νξηδφληηνπο ξνεθφξνπο αγσγνχο (busbars) (3 θάζεηο + νπδέηεξνο), νη νπνίνη ηξνθνδνηνχληαη απφ ηελ έμνδν ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ θαη ζπλδένπλ ηηο θάζεηεο ηξνθνδνζίεο. Τπάξρνπλ ραξαθηεξηζηηθά 4 ή 8 ξνεθφξνη αγσγνί.[42] 42

43 Δηθόλα 19: Έλαο κεηαιιάθηεο (αξηζηεξά) ζπλδεδεκέλνο ζην δεπηεξεύνλ ηνπ κεηαζρεκαηηζηή ζηα δεμηά.[42] Δηθόλα 20: Μεηαιιάθηεο αλνηρηνύ (αξηζηεξά) θαη θιεηζηνύ (δεμηά) ηύπνπ.[42] 43

44 Γραμμϋσ ΧΣ Απηέο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε δηαλνκή ηεο ηζρχνο απφ ην κεηαζρεκαηηζηή ΜΣ/ΥΣ πξνο ηνπο ζπλδεδεκέλνπο θαηαλαισηέο. Οη γξακκέο ΥΣ κπνξεί λα είλαη ελαέξηεο ή ππφγεηεο. Ζ επηινγή γίλεηαη ζχκθσλα κε δηάθνξα θξηηήξηα φπσο είλαη νη απαηηήζεηο δαπαλψλ, ε ππάξρνπζα ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ ή νη πεξηνξηζκνί αζηηθψλ ζρεδίσλ. ηα αθφινπζα ζα θάλνπκε αλαθνξά ζηηο αγψγηκέο εθείλεο δηαηάμεηο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηηο θχξηεο γξακκέο ΥΣ, φπσο επίζεο θαη ζε εθείλεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε ζχλδεζε κε ηηο εγθαηαζηάζεηο ΥΣ ησλ ηειηθψλ θαηαλαισηψλ (δεπηεξεχνπζεο γξακκέο). Δλαέξηεο γξακκέο: Οη ελαέξηεο γξακκέο ΥΣ ρξεζηκνπνηνχληαη νπζηαζηηθά ζηηο αγξνηηθέο θαη πξναζηηαθέο πεξηνρέο φπνπ ε ζρεηηθά ρακειή ππθλφηεηα ηνπ πιεζπζκνχ δελ κπνξεί λα δηθαηνινγήζεη ην πςειφ θφζηνο ησλ ππφγεησλ γξακκψλ ΥΣ. Μπνξνχκε λα ζπλαληήζνπκε δχν είδε ελαέξησλ γξακκψλ: έλα κε κνλσκέλνπο αγσγνχο θαη έλα κε κε κνλσκέλνπο αγσγνχο. 1. Δλαέξηεο γξακκέο κε κνλσκέλσλ θαισδίσλ: Μηα ραξαθηεξηζηηθή πεξίπησζε απηνχ ηνπ είδνπο γξακκψλ βιέπνπκε ζηελ παξαθάησ εηθφλα (εηθφλα 21). Σέζζεξα κε-κνλσκέλα θαιψδηα είλαη αλαξηεκέλα ην έλα πάλσ απφ ην άιιν κεηαμχ ησλ ζηειψλ. Σν αλψηεξν θαιψδην είλαη ν νπδέηεξνο, ηα ηξία ρακειφηεξα είλαη νη θάζεηο. Μεξηθέο θνξέο ππάξρεη θαη έλαο πέκπηνο αγσγφο θάησ απφ ηηο θάζεηο πνπ ρξεζηκεχεη γηα ηελ ηξνθνδνζία ηνπ δεκφζηνπ λπρηεξηλνχ θσηηζκνχ. Υάιθηλνη αγσγνί έρνπλ ρξεζηκνπνηεζεί γηα πνιχ θαηξφ (αθνξά ηελ πιεηνςεθία ησλ ππαξρνπζψλ γξακκψλ). Γηα ηηο πην πξφζθαηεο γξακκέο νη αγσγνί θαηαζθεπάδνληαη απφ ην θξάκα αινπκηλίνπ (ASTER). Οη θνιψλεο κπνξεί λα είλαη μχιηλεο ή απφ εληζρπκέλν ζθπξφδεκα (béton-armé). Οη ζπζθεπέο αλάξηεζεο ησλ θαισδίσλ ζηηο θνιψλεο γίλνληαη απφ εηδηθνχο γπάιηλνπο κνλσηήξεο. Γηα ηηο γξακκέο κεγάινπ κήθνπο ν νπδέηεξνο πξέπεη λα είλαη γεησκέλνο κέζσ κίαο ζχλδεζεο κε ην έδαθνο θάζε m.[42] 2. Δλαέξηεο γξακκέο κνλσκέλσλ θαισδίσλ: Απηέο νη γξακκέο ζπλήζσο ρξεζηκνπνηνχληαη ζην δίθηπν ΥΣ επεηδή παξνπζηάδνπλ δηάθνξα πιενλεθηήκαηα νηθνλνκηθήο θαη ηερληθήο θχζεο ζε ζρέζε κε ηηο γξακκέο κεκνλσκέλσλ θαισδίσλ: Απηά ηα πιενλεθηήκαηα είλαη ε κεγαιχηεξε αζθάιεηα, ε ρακειφηεξε βχζηζε ηάζεο, ε βειηίσζε ζηε ζπλνρή ππεξεζηψλ, ε κείσζε ηνπ θηλδχλνπ ππξθαγηάο ζηηο δαζψδεηο πεξηνρέο θαη ην ρακειφηεξν χςνο ησλ ζηειψλ. Σέηνηα πιενλεθηήκαηα είλαη επίζεο ε επθνιφηεξε θαη αζθαιέζηεξε ζπληήξεζε θαη ε δπλαηφηεηα αλάξηεζεο ζεκείσλ ζχλδεζεο ζηηο πξνζφςεηο θηηξίσλ κε ζηφρν ηελ απνθπγή ρξήζεο ζηειψλ, αλ είλαη απαξαίηεην, ζε αζηηθέο πεξηνρέο. Μεηνλεθηήκαηα ησλ γξακκψλ απηψλ απνηεινχλ ην φξην ππεξζέξκαλζεο ησλ κνλσηηθψλ πεξηβιεκάησλ ζε πεξίπησζε ππεξθφξησζεο, νπφηε είλαη απαξαίηεηε ε ζσζηή πξνζηαζία ηεο γξακκήο (π.ρ αζθάιεηεο πνπ 44

45 επηηξέπνπλ ηε ξνή ελφο κέγηζηνπ ξεχκαηνο) θαη ηέινο πεξηνξηζκνί δηαηνκήο ησλ θαισδίσλ, ζέηνπλ απηά αθαηάιιεια γηα ηελ ηξνθνδνζία κεγάισλ θνξηίσλ. Δηθόλα 21: Δλαέξηα γξακκή ΥΣ κε κε κνλσκέλνπο αγσγνύο.[42] Σέινο λα αλαθέξνπκε ηα θαιψδηα ελαέξηαο ζχλδεζεο θαηαλαισηψλ-δηθηχνπ, ηα νπνία ζπλδένπλ ηνλ θαηαλαισηή κε ηε γξακκή ΥΣ θαη είλαη θαηαζθεπαζκέλα απφ 2 ( κία θάζε + νπδέηεξν) ή 4 (3 θάζεηο +νπδέηεξν) κνλσκέλνπο ζπλεζηξακκέλνπο αγσγνχο.[42] Τπφγεηεο γξακκέο: Σα θαιψδηα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζπρλά γηα ηηο ππφγεηεο γξακκέο XT έρνπλ ηελ εμήο κνξθή: 1. Καιψδηα ηξηψλ ππξήλσλ κε πεξηθεξεηαθφ νπδέηεξν αγσγφ: Ο νπδέηεξνο αγσγφο έρεη νκφθεληξε κνξθή πνπ ηπιίγεη ηνπο αγσγνχο θάζεο. Σα θαιψδηα κπνξεί λα είλαη θαηαζθεπαζκέλα απφ αινπκίλην ή ραιθφ. Οη αγσγνί κπνξεί λα έρνπλ ηνκεαθή κνξθή (sector form) ή κνξθή θπθιηθνχ ηνκέα (circular form). Σελ πξψηε πεξίπησζε παξαηεξνχκε ζηελ παξαθάησ εηθφλα (εηθφλα 22). Μία ηέηνηα γεσκεηξία νδεγεί ζε κία βέιηηζηε ιχζε πνπ ειαρηζηνπνηεί ηνλ φγθν (ή ηελ εμσηεξηθή δηάκεηξν) ηνπ θαισδίνπ γηα κία δεδνκέλε δηαηνκή ησλ αγσγψλ θάζεο (ην ηκήκα θαισδίσλ γεκίδεη ηέιεηα, ρσξίο θελά). ηελ δεχηεξε πεξίπησζε (εηθφλα 23), είλαη απαξαίηεηε ε ρξήζε δηειεθηξηθνχ γηα λα γεκίζεη ηελ πεξηνρή κεηαμχ ησλ αγσγψλ θάζεο θαη ηνπ ηπιίγκαηνο ηνπ νπδέηεξνπ αγσγνχ. 45

46 Δηθόλα 22: Σνκή θαισδίνπ ηξηώλ ππξήλσλ κε πεξηθεξεηαθό νπδέηεξν, ηνκεαθήο κνξθήο. [42] Δηθόλα 23: Σνκή θαισδίνπ ηξηώλ ππξήλσλ κε πεξηθεξεηαθό νπδέηεξν, θπθιηθνύ ηνκέα. [42] 2. Καιψδηα ηεζζάξσλ ππξήλσλ: πσο πξνεγνπκέλσο, νη αγσγνί θάζεο κπνξνχλ λα είλαη θπθιηθνχ ηνκέα (πνπ νδεγεί εληνχηνηο ζε κηα κε βέιηηζηε δνκή). Δλψ, ζε κεξηθέο άιιεο πεξηπηψζεηο ν νπδέηεξνο κπνξεί λα έρεη ηνκεαθή κνξθή ίδηα κε απηή ησλ αγσγψλ θάζεο, νπφηε νδεγνχκαζηε ζε κία ζπκκεηξηθή δνκή ηεζζάξσλ ηνκέσλ υγκολλόςεισ (splices) Οη ζπγθνιιήζεηο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα δεκηνπξγήζνπλ ζπλδέζεηο ζην δίθηπν. Πεξηπηψζεηο ζηηο νπνίεο απηέο είλαη απαξαίηεηεο απνηεινχλ: ε επέθηαζε κηαο ππάξρνπζαο γξακκήο, ε επηδηφξζσζε κηαο θαηεζηξακκέλεο γξακκήο, ε κεηάβαζε απφ ππφγεηα ζε ελαέξηα γξακκή ή ην ζεκείν ζην νπνίν ν θαηαλαισηήο ζπλδέεηαη κε ην δίθηπν Ερμϊρια Δρόμων (cabinets streets) Σα εξκάξηα δξφκσλ είλαη δηαθνπηηθέο ζπζθεπέο πνπ επηηξέπνπλ ηε ζχλδεζε κεηαμχ γξακκψλ ΥΣ. Υξεζηκνπνηνχληαη ηδηαίηεξα ζηα δίθηπα ΥΣ κε δηθηπσηή ηνπνινγία (meshed). ηελ παξαθάησ εηθφλα βιέπνπκε έλα παξάδεηγκα κηαο ηέηνηαο ζπζθεπήο. 46

47 Δηθόλα 24: Δξκάξην δξόκνπ.[42] Κιβώτιο αςφαλειών ηελ θνξπθή θάζε ζχλδεζεο ζην δίθηπν δηαλνκήο ΥΣ είλαη εγθαηεζηεκέλεο δηαθνπηηθέο θαη πξνζηαηεπηηθέο ζπζθεπέο. Ζ ιεηηνπξγία ηνπο είλαη λα πξνζηαηεχζνπλ ην δεκφζην δίθηπν δηαλνκήο απφ νπνηνδήπνηε ζεκαληηθφ βξαρπθχθισκα ηεο εγθαηάζηαζεο (κεκνλσκέλεο ή ζπιινγηθήο) πνπ δελ ππνζηεξίδεηαη απφ ηελ εζσηεξηθή κεκνλσκέλε πξνζηαζία ησλ εγθαηαζηάζεσλ ησλ πειαηψλ. Σα θηβψηηα αζθαιεηψλ κπνξνχλ λα εγθαηαζηαζνχλ έμσ απφ έλα θηίξην ζε κηα θακπίλα ή ζην εζσηεξηθφ ησλ θηηξίσλ, αιιά ζε θάζε πεξίπησζε πξέπεη λα είλαη πάληα πξνζηηφ ζηνπο ηερληθνχο. Δηθόλα 25: Κηβώηην αζθαιεηώλ.[42] 47

48 Θϊλαμοσ Μετρητών Βξίζθεηαη ζπλήζσο ζην ππφγεην ή ην ηζφγεην θαη ζπγθεληξψλεη ζην ίδην ζεκείν ηνπο κεηξεηέο, ηα ζπζηήκαηα πξνζηαζίαο θαζψο θαη ηηο δηαηάμεηο παξνρψλ. Ζ αθφινπζε εηθφλα δείρλεη ηε γεληθή κνξθή ελφο ηέηνηνπ ζαιάκνπ Μύα ϊνοδοσ (riser) Δηθόλα 26: Γσκάηην κεηξεηώλ.[42] Απνηειεί κία ελαιιαθηηθή ιχζε ζε θηίξηα πνπ δε δηαζέηνπλ θεληξηθφ ζάιακν κεηξεηψλ. ε απηή ηελ πεξίπησζε, κεηά ην θηβψηην αζθαιεηψλ (γεληθή δηαθνπηηθή ζπζθεπή), πνπ βξίζθεηαη ζην ππφγεην ή ην ηζφγεην, κέζα ή έμσ απφ ην θηίξην, ε ηξηθαζηθή παξνρή θηάλεη ζε θάζε φξνθν κέζσ κηαο αλφδνπ, ελψ ζηε ζπλέρεηα ηα δηακεξίζκαηα ηξνθνδνηνχληαη κε ηάζε κέζσ μερσξηζηψλ δηαθιαδψζεσλ θαη δηαηάμεσλ πξνζηαζίαο. Ζ άλνδνο κπνξεί λα είλαη απιά έλα ηξηθαζηθφ θαιψδην θαηάιιειεο δηαηνκήο ή έλαο δπγφο απνηεινχκελνο απφ ηέζζεξεηο ράιθηλεο κπάξεο ζηαζεξά ζηεξεσκέλεο πάλσ ζε κνλσηηθνχο απνζηάηεο, ηνπνζεηεκέλεο κέζα ζε έλα αζθαιή νδεγφ φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα παξαθάησ (εηθφλα 27). ηελ εηθφλα παξαθάησ βιέπνπκε κία πξνθαηαζθεπαζκέλε άλνδν απφ ράιθηλεο κπάξεο κε κνλσηηθή επηθάιπςε, ζηαζεξνπνηεκέλεο κε ηε βνήζεηα απνζηαηψλ θαη ηνπνζεηεκέλεο ζε αζθαιέο κνλσηηθφ πεξίβιεκα (νδεγφο). Σν χςνο θάζε ζηνηρείνπ ηεο αλφδνπ είλαη ίζν κε ην χςνο ελφο νξφθνπ θαη ζηα άθξα ηνπ ζπλδέεηαη κε ην αληίζηνηρν ζηνηρείν ηνπ πξνεγνχκελνπ ή επφκελνπ νξφθνπ. 48

49 Μετρητϋσ Δηθόλα 27: Πξνθαηαζθεπαζκέλε άλνδνο.[42] Οη κεηξεηέο κπνξνχλ λα ηαμηλνκεζνχλ ζχκθσλα κε ηα αθφινπζα θξηηήξηα: 1. Σελ αξρή ιεηηνπξγίαο ηνπο: ειεθηξνκεραληθνί ή ειεθηξνληθνί κεηξεηέο 2. Σνλ αξηζκφ ησλ θάζεσλ: κεηξεηέο κίαο θάζεο ή ηξηψλ 3. Σε κέγηζηε ηζρχ: νηθηαθνί, επαγγεικαηηθνί ή βηνκεραληθνί κεηξεηέο 4. Σν ζπκβφιαην ηνπ πειάηε: κεηξεηέο κίαο κέηξεζεο ή πεξηζζφηεξσλ 5. Σελ ηάζε: κεηξεηέο ΥΣ ή ΜΣ (γηα πνιχ κεγάινπο βηνκεραληθνχο θαηαλαισηέο) Ζ ζέζε ηνπ κεηξεηή πνηθίιεη κεηαμχ πνιιψλ πεξηπηψζεσλ: έμσ απφ ην ζπίηη ζηνλ ίδην πίλαθα καδί κε ην θηβψηην αζθαιεηψλ, κέζα ζην ζπίηη ζηνλ ίδην πίλαθα κε ην γεληθφ δηαθφπηε, θνληά ζηελ είζνδν κφλνο ηνπ ή καδί κε ηηο δχν πξνεγνχκελεο ζπζθεπέο, ή κέζα ζηνλ πίλαθα δηαλνκήο θηι. Γεληθά πξέπεη λα είλαη πξνζηηφο γηα ηελ αλάγλσζή ηνπ απφ ηνπο ηερληθνχο ηεο εηαηξίαο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη αλ δελ είλαη πξέπεη λα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζχζηεκα απνκαθξπζκέλεο αλάγλσζεο. ηηο εηθφλεο πνπ αθνινπζνχλ κπνξνχκε λα δνχκε κεξηθά παξαδείγκαηα κεηξεηψλ ΥΣ. 49

50 Δηθόλα 28: Πιαίζην κεηξεηή, ζε εγθαηάζηαζε κνλνθαηνηθίαο, ην νπνίν πεξηιακβάλεη αθόκα θηβώηην αζθαιεηώλ θαη γεληθό πίλαθα.[42] Δηθόλα 29: Παξαδείγκαηα κεηξεηώλ.[42] Προςταςύα ςπιτιών Μεηά ην κεηξεηή θαη ην γεληθφ πίλαθα, ν εμνπιηζκφο ησλ θαηαλαισηψλ ηξνθνδνηείηαη απφ πνηθίια θπθιψκαηα. ηελ αξρή θάζε θπθιψκαηνο ηνπνζεηείηαη κία ζπζθεπή πξνζηαζίαο. Σέηνηεο ζπζθεπέο κπνξεί λα είλαη αζθάιεηεο (ζηηο παιηφηεξεο εγθαηαζηάζεηο) ή κηθξνί πίλαθεο δηαθνπηψλ.[42] 2.4 Σοπολογύεσ Σα ειεθηξηθά δίθηπα ρσξίδνληαη ζε 3 θαηεγνξίεο πνπ πεξηιακβάλνπλ ηε κεηαθνξά, ηελ ππν-κεηαθνξά θαη ηε δηαλνκή, φπσο ήδε έρνπκε αλαθέξεη. Σα δίθηπα δηαλνκήο ρσξίδνληαη θαη απηά ζε δχν ηκήκαηα: δίθηπα δηαλνκήο ΜΣ θαη ΥΣ, γλσζηά θαη σο πξσηεχνπζα θαη δεπηεξεχνπζα δηαλνκή. ηηο επφκελεο παξαγξάθνπο ε πεξηγξαθή 50

51 ησλ δηάθνξσλ ηνπνινγηψλ ησλ δηθηχσλ ζα καο βνεζήζεη ζηελ θαιχηεξε θαηαλφεζε ηεο επέθηαζεο θαη εθαξκνγήο ησλ PLC δηθηχσλ ΜΣ θαη ΥΣ Σοπολογύεσ ΜΣ Γηπινχ θπθιψκαηνο (double circuit) Απνηειείηαη απφ δχν γξακκέο γηα θάζε θάζε, ε κία ιεηηνπξγεί σο θχξηα γξακκή παξνρήο ππεξεζηψλ, ελψ ε δεχηεξε ιεηηνπξγεί σο εθεδξηθή γξακκή. Απηή ε ηνπνινγία βνεζά ζηελ απνθπγή ππεξθφξησζεο ησλ γξακκψλ θαη ζηελ επίηεπμε θαιχηεξεο απφθξηζεο ζε πεξίπησζε ζθαικάησλ. Να ζεκεηψζνπκε επίζεο, φηη ηέηνηα πεξίπησζε ζπλαληνχκε κφλν ζηηο πεξηνρέο πςειήο ππθλφηεηαο ή κε εηδηθέο απαηηήζεηο. Ο κέζνο αξηζκφο κεηαζρεκαηηζηψλ ΜΣ/ΥΣ ζηε γξακκή ΜΣ είλαη 20, αιιά κπνξεί λα πνηθίιεη απφ 4 έσο 30, ελψ ε απφζηαζε κεηαμχ ησλ κεηαζρεκαηηζκψλ απηψλ θπκαίλεηαη απφ 150 έσο 400m. Δηθόλα 30: ρεδηάγξακκα ηνπνινγίαο δηπινύ θπθιώκαηνο.[42] Μνλνχ θπθιψκαηνο ηνπνινγία (single circuit) Απνηειείηαη απφ κηα γξακκή γηα θάζε θάζε. Ο κέζνο αξηζκφο ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ ΜΣ/ΥΣ ζηε γξακκή ΜΣ είλαη 20, αιιά κπνξεί λα πνηθίιεη απφ 4 έσο 30, φπσο θαη πξηλ. Ζ απφζηαζε κεηαμχ δχν κεηαζρεκαηηζηψλ ΜΣ/ΥΣ ζηε ΜΣ είλαη θαη εδψ απφ 150 έσο 400m. ηηο πεξηνρέο ρακειήο ππθλφηεηαο, ε απφζηαζε κεηαμχ ησλ ππνζηαζκψλ είλαη κεγαιχηεξε θαη κπνξεί λα είλαη κέρξη 1000m 51

52 Αθηηληθή ηνπνινγία (radial) Απηή ε ηνπνινγία ελψλεη ηνπο ειεθηξηθνχο ππνζηαζκνχο (ΤΣ/ΜΣ) κε ηνπο ππνζηαζκνχο κεηαζρεκαηηζκνχ (ΜΣ/ΥΣ) κε ηε βνήζεηα αθηηλσηψλ γξακκψλ. Απηέο νη γξακκέο (ή ηξνθνδφηεο) κπνξνχλ λα είλαη απνθιεηζηηθέο γηα έλαλ ππνζηαζκφ κεηαζρεκαηηζκνχ ή λα δηαζρίζνπλ δηάθνξνπο ηέηνηνπο ππνζηαζκνχο. Έλα πιενλέθηεκα ηνπ αθηηλσηνχ ζπζηήκαηνο, αθηηλσηνχ κε ηελ έλλνηα ησλ απνθιεηζηηθψλ κεκνλσκέλσλ γξακκψλ, είλαη ν θεληξηθφο έιεγρνο φισλ ησλ ππνζηαζκψλ κεηαζρεκαηηζκνχ. Δηθόλα 31: Αθηηληθή ηνπνινγία κεκνλσκέλσλ γξακκώλ ΜΣ.[42] Ζ δνκή κηαο γξακκήο ΜΣ, πνπ ηξνθνδνηεί δηάθνξνπο ππνζηαζκνχο κεηαζρεκαηηζκνχ, πεξλψληαο κία πξνο κία, είλαη πνιχ ζπλεζηζκέλε. Απηφ ην ζχζηεκα απαηηεί λα ππάξρνπλ ζπζθεπέο δηαλεκεκέλνπ ειέγρνπ (π.ρ. πεξηζηξνθηθνχο δηαθφπηεο), έλα γηα θάζε ππνζηαζκφ κεηαζρεκαηηζκνχ. Δηθόλα 32: Αθηηληθή ηνπνινγία κίαο κόλεο γξακκήο ΜΣ.[42] Καη ηα δχν ζπζηήκαηα είλαη αξθεηά δηαηζζεηηθά. Ζ ηνπνινγία ζε κνξθή δέληξνπ είλαη ζπλδπαζκφο ησλ δχν πξνεγνχκελσλ ηνπνινγηψλ. Ζ γξακκή έξρεηαη απφ ηνλ ειεθηξηθφ ππνζηαζκφ θαη δηαηξείηαη ζε φιν θαη πεξηζζφηεξεο δηαθιαδψζεηο κέρξη λα θηάζεη ηνλ ππνζηαζκφ κεηαζρεκαηηζκνχ. Δηθόλα 33: Αθηηληθή ηνπνινγία ζε ζρήκα δέληξνπ.[42] Οη αθηηλσηέο ηνπνινγίεο έρνπλ ηα εμήο πιενλεθηήκαηα: 1. Δπθνιφηεξε πξνζηαζία απφ ζθάικαηα 2. Υακειφηεξα ξεχκαηα ζθαικάησλ ζην κεγαιχηεξν κέξνο ηνπ θπθιψκαηνο 52

53 3. Δπθνιφηεξνο έιεγρνο ηάζεο 4. Δπθνιφηεξε πξφβιεςε θαη έιεγρνο ηεο ξνήο ηζρχνο 5. Υακειφηεξν θφζηνο Σνπνινγία Γαθηπιίνπ (ring) Οη ηνπνινγίεο δαθηπιίσλ είλαη πην βειηησκέλεο ζε ζρέζε κε ηηο αθηηλσηέο ηνπνινγίεο, θαζψο ε απψιεηα κηαο γξακκήο ΜΣ, δηαθφπηνληαο ηελ ηζρχ, ζεκαίλεη φηη δελ ηξνθνδνηνχληαη νη αληίζηνηρνη ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ. Δπνκέλσο, ε ηνπνινγία δαθηπιίνπ παξνπζηάδεηαη σο κία βειηησκέλε αθηηλσηή ηνπνινγία πνπ παξέρεη αλνηθηά ζεκεία δεζκψλ ζε άιιεο γξακκέο ΜΣ, δειαδή, δεκηνπξγεί ελαιιαθηηθέο δηαδξνκέο. Απηέο νη γξακκέο ιεηηνπξγνχλ αθφκα αθηηλσηά, αιιά εάλ εκθαληζηεί θάπνην ζθάικα, νη δηαθφπηεο επηηξέπνπλ ζε θάπνην ηκήκα ηεο γξακκήο λα επηζθεπαζηεί γξήγνξα. Καλνληθά, απηνί νη ιεηηνπξγνχλ ρεηξνθίλεηα, αιιά θάπνηεο εγθαηαζηάζεηο ρξεζηκνπνηνχλ πιένλ απηφκαηνπο δηαθφπηεο. Δηθόλα 34: Σνπνινγία δαθηπιίνπ.[42] Γηθηπσηή Σνπνινγία (networked) Μηα δηθηπσηή ηνπνινγία είλαη έλα δίθηπν ζην νπνίν νη ειεθηξηθνί ππνζηαζκνί θαη νη ππνζηαζκνί κεηαζρεκαηηζκνχ ελψλνληαη κέζσ πνιιψλ γξακκψλ ΜΣ ζε έλα πιέγκα. Δπνκέλσο, ε ηζρχο δηαλέκεηαη κέζσ δηάθνξσλ δηαδξνκψλ. Δάλ κηα γξακκή βγεη εθηφο ιεηηνπξγίαο, ε ηζρχο βξίζθεη ελαιιαθηηθή δηαδξνκή. Απηά ηα δίθηπα είλαη πην ζχλζεηα. Ο ζρεδηαζκφο ηνπο απαηηεί ηνλ ππνινγηζκφ ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ δηθηχνπ ζε θάζε πηζαλή θαηάζηαζε θαη δηακφξθσζε. Δηθόλα 35: Γηθηπσηή ηνπνινγία.[42] Γεληθά, ηα δίθηπα ΜΣ (πξσηεχνληα δίθηπα δηαλνκήο) είλαη δηθηπσηά. Παξφια απηά, ιεηηνπξγνχλ θαη σο αθηηληθέο ηνπνινγίεο αλνίγνληαο θάπνηα ηκήκαηα ηνπ δηθηχνπ. ε 53

54 πεξίπησζε απνηπρίαο ή απνζχλδεζεο θάπνηαο γξακκήο ΜΣ, νη ππφινηπεο γξακκέο πνπ δελ ζπλδένληαλ, πιένλ ζπλδένληαη ζην δίθηπν θαη επηηξέπνπλ ηε δηαλνκή ζε φινπο ηνπο πειάηεο.[42] Σοπολογύεσ ΧΣ Τπάξρνπλ δηάθνξεο πηζαλέο ηνπνινγίεο γηα ηα δίθηπα ΥΣ. Απηή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θάζε θνξά εμαξηάηαη απφ ην είδνο ηεο πεξηνρήο πνπ εμππεξεηείηαη, ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ θνξηίσλ (ηηο εγθαηαζηάζεηο ησλ ρξεζηψλ) θαη θπζηθά ηε ρψξα θαη ηνπο αληίζηνηρνπο θαλφλεο ιεηηνπξγίαο. ε γεληθέο γξακκέο έλαο κεηαζρεκαηηζηήο ΜΣ/ΥΣ έρεη δηάθνξεο ηξνθνδνζίεο γξακκψλ ΥΣ. Παξφια απηά, ππάξρνπλ πεξηπηψζεηο κεηαζρεκαηηζηψλ πνπ ηξνθνδνηνχλ κφλν κηα γξακκή ή, αθφκα πεξηζζφηεξεο ή απιά έλαλ κφλν (αιιά ζεκαληηθφ) θαηαλαισηή. ηε γεληθή πεξίπησζε φπνπ δηάθνξεο γξακκέο (4,8 θιπ) ηξνθνδνηνχληαη απφ ηνλ ίδην κεηαζρεκαηηζηή, παξαηεξνχληαη δηάθνξεο πεξηπηψζεηο. Γηα απηέο ηηο γξακκέο πνπ ηξνθνδνηνχλ έλα κφλν πειάηε, ε ηνπνινγία είλαη αθηηλσηή κε κεκνλσκέλεο γξακκέο. Γηα εθείλεο ηηο γξακκέο πνπ ηξνθνδνηνχλ πειάηεο, πνπ ζπλδένληαη φινη ζε δηαθνξεηηθά ζεκεία θαηά κήθνο ηνπ δηθηχνπ, ε ηνπνινγία ηνπ ηειεπηαίνπ είλαη θιαζζηθή αθηηλσηή κε εληαίεο γξακκέο. Γηα φινπο απηνχο πνπ πεξηέρνπλ δηαθιαδψζεηο ζηελ θχξηα γξακκή, ε ηνπνινγία είλαη αθηηλσηή κε ηνπνινγία δέληξνπ. ιεο απηέο νη δνκέο είλαη πνιχ ζπλεζηζκέλεο θαη κπνξνχλ λα ζπλππάξμνπλ ζην ίδην δίθηπν ΥΣ. Απηφ είλαη θαη ε πην ζπρλή πεξίπησζε. Πιέγκαηα ΥΣ κε ζπλδπαζκέλε δνκή (meshed structure) είλαη θνηλά γηα δηάθνξεο ρψξεο εηδηθά ζηελ Κεληξηθή θαη Βφξεηα Δπξψπε. Πνιχ ζπρλά απηά ηα δίθηπα, αλ θαη ζπλδπάδνληαη, ιεηηνπξγνχλ ζπλήζσο κε αθηηληθή δνκή ζε θαλνληθέο ζπλζήθεο. Ζ δνκή βξφρσλ (loop structure) είλαη κία αθφκα ηνπνινγία πνπ κπνξεί λα ζπλαληήζνπκε ζηα δίθηπα ΥΣ: κηα γξακκή πνπ πξνέξρεηαη απφ κία ηξνθνδνζία (feeder) επηζηξέθεη πίζσ ζε κία άιιε ηξνθνδνζία, ζρεκαηίδνληαο βξφρν. Απηφο ν ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ζε θαλνληθέο ζπλζήθεο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη ηελ αλνηθηή ή θιεηζηή δηακφξθσζε βξφρσλ. Μπνξνχκε, ινηπφλ, λα νινθιεξψζνπκε ιέγνληαο φηη έρνπκε γεληθά κηθηέο ηνπνινγίεο ζηα δίθηπα ΥΣ θαη φρη κία θαζαξή. ε φιεο ηηο αλσηέξσ πεξηπηψζεηο φπνηα θη αλ είλαη ε δνκή, νη γξακκέο ΥΣ ραξαθηεξίδνληαη απφ κήθε ζαθψο κηθξφηεξα απφ απηά ησλ γξακκψλ ΜΣ. Αθφκα θη αλ ε πνηθηιία είλαη ζρεηηθά κεγάιε αλάινγα κε ην είδνο ηεο πεξηνρήο πνπ εμππεξεηείηαη, κπνξνχκε λα πνχκε φηη ραξαθηεξηζηηθά κήθε γηα ΥΣ θπκαίλνληαη απφ κεξηθέο δεθάδεο κέηξα έσο κεξηθέο εθαηνληάδεο κέηξα. ηελ παξαθάησ εηθφλα δηαθξίλνπκε ζην επίπεδν ρακειήο ηάζεο δχν ηνπνινγίεο δηθηχσλ. ηελ αξηζηεξή ηνπνινγία απεηθνλίδεηαη κία ζπλδπαζκέλε δνκή, ζηελ νπνία 54

55 κπνξνχκε λα δηαθξίλνπκε λα δηαθξίλνπκε δηαθιαδψζεηο ζηελ θχξηα γξακκή. Γεμηά ηεο θχξηαο γξακκήο νη νηθίεο ζπλδένληαη αθηηληθά κε κεκνλσκέλεο γξακκέο ελψ αξηζηεξά απηήο νη νηθίεο ζπλδένληαη ζηελ θχξηα γξακκή κέζσ κίαο κεηθηήο θαη δηθηπσηήο ηνπνινγίαο. ηελ δεμηά ηνπνινγία ζεκεηψλνπκε φηη πξφθεηηαη γηα κία θιαζζηθή αθηηληθή ηνπνινγία. Δηθόλα 36: Σνπνινγίεο ΥΣ. [42] 55

56 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 3: ΠΑΡΟΤΙΑΗ ΣΗ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΑ PLC ην θεθάιαην απηφ ζα αλαιχζνπκε ηηο βαζηθέο θαηεγνξίεο ηεο ηερλνινγίαο PLC θαη ζηε ζπλέρεηα ζα πεξηγξάςνπκε ηνλ εμνπιηζκφ πνπ είλαη απαξαίηεηνο γηα ηελ εθαξκνγή ηεο ζην ήδε ππάξρνλ ειεθηξηθφ δίθηπν. Δπίζεο, ζα πεξηγξάςνπκε ηε δνκή ηνπ δηθηχνπ φπσο απηή δηακνξθψλεηαη κε ηελ ηερλνινγία PLC, ζα αλαθεξζνχκε ζηηο 3 βαζηθέο αξρηηεθηνληθέο ησλ PLC θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά απηψλ θαη ηέινο ζα πεξηγξάςνπκε ηα PLC ζπζηήκαηα ζηελήο θαη επξείαο δψλεο. 3.1 Κατηγορύεσ τησ τεχνολογύασ PLC Ζ ηερλνινγία PLC ρσξίδεηαη γεληθά ζε ηξεηο θαηεγνξίεο: Access PLC, In-Home PLC θαη Control PLC.Παξαθάησ ζα αλαιχζνπκε ηηο θαηεγνξίεο απηέο. Access PLC ή PLC πξφζβαζεο Access PLC νλνκάδεηαη ην δίθηπν ηεο Μέζεο Σάζεο (ΜΣ) θαη/ή ην δίθηπν ηεο Υακειήο Σάζεο (ΥΣ) ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ πνπ βξίζθεηαη έμσ απφ ηελ νηθία ηνπ ρξήζηε θαη ρξεζηκνπνηείηαη απφ ην PLC δίθηπν. ην Access PLC, ην PSTN ή ην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θνξκνχ ζπλδένληαη κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν κέζσ νπηηθψλ θαισδίσλ ή αζχξκαησλ ζπλδέζεσλ ζηνλ ππνζηαζκφ ΤΣ/ΜΣ (MV front end) ή ζηνπο κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο (LV front end). Δάλ ε ζχδεπμε γίλεηαη ζηε γξακκή ΜΣ, νη κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο ησλ γξακκψλ πξέπεη λα παξαθακθζνχλ κε ηε ρξήζε είηε αζχξκαηεο ζχλδεζεο είηε κε couplers ΜΣ/ΥΣ (ζπδεπθηήξσλ ΜΣ/ΥΣ), αθνχ ηα ηπιίγκαηα ηνπ κεηαζρεκαηηζηή δξνπλ σο θαησπεξαηά θίιηξα θαη σο εθ ηνχηνπ απνθφπηνπλ ηα ζήκαηα πςειήο ζπρλφηεηαο. Απνκνλσκέλεο θνηλφηεηεο πνιχ καθξηά απφ ηα φξηα ησλ πφιεσλ, κηθξά ρσξία πνπ ηξνθνδνηνχληαη απφ αλεμάξηεηεο πεγέο ελέξγεηαο (diesel, mini-hydro, Wind-power) θαη φινη απηνί πνπ ηξνθνδνηνχληαη κε ειεθηξηζκφ κέζσ γξακκψλ ΜΣ κεγάινπ κήθνπο κπνξνχλ λα απνθηήζνπλ πξφζβαζε ζην internet ρξεζηκνπνηψληαο ην Access PLC. Σν Access PLC κπνξεί λα αληηθαηαζηήζεη ην XDSL, ηηο νπηηθέο ίλεο, ηελ θαισδηαθή tv, θαη ην WiMax.[11] 56

57 Δηθόλα 37: Γνκή ηνπ δηθηύνπ ΥΣ γηα ην Access PLC. [11] In-Home PLC: Σν In-Home PLC είλαη ην ειεθηξηθφ δίθηπν κέζα ζε έλα θηίξην ην νπνίν απνηειεί έλα LAN (ηνπηθφ δίθηπν), επηηξέπεη ινηπφλ ηε δεκηνπξγία ελφο ηνπηθνχ LAN ζε έλα θηίξην ρσξίο ηελ απαίηεζε ή εγθαηάζηαζε νπνησλδήπνηε πξφζζεησλ θαισδίσλ UTP. Mε απηφλ ηνλ ηξφπν κεηψλεηαη ην θφζηνο θαη νπνηαδήπνηε ηαιαηπσξία ζρεηίδεηαη κε ηελ πξνζζήθε λέσλ θαισδίσλ. Σν In-Home PLC αληηθαζηζηά ηα θαιψδηα UTP θαη άιιεο εγθαηαζηάζεηο πνπ απαηηνχληαη γηα ηε δεκηνπξγία ελφο ηνπηθνχ δηθηχνπ, φπσο ε αζχξκαηε ζχλδεζε (Wi-Fi). Παξάγνληεο φπσο ε εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο εμαηηίαο πνιιψλ εκπνδίσλ ή ηεο παξνπζίαο ηνίρσλ επηιχνληαη κε ηε ρξήζε ηνπ In-Home PLC. Πξφζθαηα modem κέρξη 200Mbps ήηαλ δηαζέζηκα ζηελ αγνξά, θαζηζηψληαο ην In-Home PLC έλαλ ηζρπξφ αληίπαιν γηα ην θαιψδην UTP. ηελ πεξίπησζε πνπ απαηηείηαη ζχλδεζε κε ην internet, νη ηερλνινγίεο ηνπ ηειεπηαίνπ κηιίνπ (DSL, broadband-wireless, Access-PLC) πξνζθέξνπλ ηελ απαηηνχκελε ζχλδεζε. [11] Δηθόλα 38: Γηάθνξα παξαδείγκαηα ηνπ In-Home PLC. [11] 57

58 Control PLC ή DLC (Distribution Line Carrier) Σν Control PLC ιεηηνπξγεί θάησ απφ ηα 500 khz θαη ρξεζηκνπνηείηαη κφλν γηα λα εμππεξεηεί ην ειεθηξηθφ δίθηπν ησλ εηαηξηψλ έηζη ψζηε λα παξαθνινπζνχλ θαη λα ειέγρνπλ ην ειεθηξηθφ δίθηπν πνπ εθκεηαιιεχνληαη. Ο ζπγθεθξηκέλνο ηχπνο PLC δελ πξνθαιεί θάπνηνπ είδνπο παξεκβνιή ζηηο ήδε ππάξρνπζεο επξπδσληθέο ηερλνινγίεο ή ζηηο ξάδην κεηαδφζεηο. Δληνχηνηο, νη απμεκέλεο απαηηήζεηο γηα αλαβάζκηζε ησλ ηερλνινγηψλ παξαθνινχζεζεο ηνπ δηθηχνπ κπνξεί λα νδεγήζεη ζην κέιινλ ην Control PLC ζηε ρξήζε άιισλ επξπδσληθψλ ζπρλνηήησλ.[11] ηα πεξηζζφηεξα ζπζηήκαηα ην εμσηεξηθφ δίθηπν PLC (Access PLC) ρξεζηκνπνηεί ηελ ρακειφηεξε δψλε ζπρλνηήησλ απφ (2-10ΜΖz), ελψ ην εζσηεξηθφ δίθηπν PLC (In-House PLC) ρξεζηκνπνηεί ηελ πςειφηεξε δψλε απφ (15-30 ΜΖz). Οη ρακειφηεξεο ζπρλφηεηεο παξνπζηάδνπλ κηθξφηεξε παξελφριεζε, θαη γηα απηφ είλαη πεξηζζφηεξν θαηάιιειεο γηα ην εμσηεξηθφ δίθηπν, ψζηε λα επηηχρνπκε κέγηζηε απφζηαζε θάιπςεο. Δπίζεο πξέπεη λα ππάξρεη επαξθήο δηαρσξηζκφο κεηαμχ ησλ ζπρλνηήησλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ην εζσηεξηθφ θαη ην εμσηεξηθφ δίθηπν. Οη απνζηάζεηο θάιπςεο ζην εζσηεξηθφ δίθηπν είλαη πξνθαλψο κηθξφηεξεο απφ ηηο εμσηεξηθέο απνζηάζεηο. Έηζη ζην εζσηεξηθφ δίθηπν κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο. Δπηπιένλ, ν ζφξπβνο θαλαιηνχ πνπ παξάγεηαη απφ ειεθηξηθέο ζπζθεπέο είλαη πνιχ κηθξφηεξνο ζηηο πςειέο ζπρλφηεηεο απφ φηη ζηηο ρακειέο. 3.2 Βαςικόσ εξοπλιςμόσ για την PLC τεχνολογύα Γηα λα θαηαλνήζνπκε ηε δνκή ηνπ PLC δηθηχνπ, είλαη ζεκαληηθφ λα γλσξίδνπκε ην βαζηθφ εμνπιηζκφ πνπ απαηηείηαη γηα απηφ. Ο εμνπιηζκφο ελφο ηππηθνχ δηθηχνπ PLC θαίλεηαη ζηελ παξαθάησ εηθφλα. Να ζεκεηψζνπκε επίζεο φηη ζε δηάθνξα βηβιία ή θαηαιφγνπο εηαηξηψλ κπνξνχκε λα ζπλαληήζνπκε γηα ηελ ίδηα ζπζθεπή δηαθνξεηηθή νλνκαζία, ε νπνία ίζσο λα πεξηιακβάλεη θαη θάπνην επηπιένλ ραξαθηεξηζηηθφ, φκσο νη ιεηηνπξγίεο θαηά βάζε είλαη ίδηεο. 58

59 Δηθόλα 39: Δμνπιηζκόο PLC δηθηύνπ. [6] χζηεκα δηαρείξηζεο δηθηχνπ (Network Management System-NMS): Σν PLC- NMS είλαη ν ππξήλαο ηεο δνκήο ηεο δηθηχσζεο θαη απνηειείηαη απφ δηάθνξα είδε hardware θαη software. πσο νπνηαδήπνηε άιιε δνκή WAN ή MAN, ην PLC-NMS ειέγρεη θαη δηαρεηξίδεηαη ηελ «θίλεζε» ζην δίθηπν, θαη παξέρεη ηηο απαξαίηεηεο πιεξνθνξίεο ζηηο κνλάδεο ηνπ δηθηχνπ. Αθνχ νη εθαξκνγέο βαζίδνληαη ζηα πξσηφθνιια TCP/IP, ν ππξήλαο απηφο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα δηακφξθσζε, έιεγρν, παξαθνινχζεζε θαη δνθηκή ησλ δηαθφξσλ ζηνηρείσλ PLC πνπ ζπλδένληαη ζην ειεθηξηθφ πιέγκα. Δπηπιένλ ζηελ πεξίπησζε ηεο απνκαθξπζκέλεο κέηξεζεο AMR (Automatic Meter Reading) ηα δεδνκέλα πνπ απνθηψληαη απφ δηάθνξεο κνλάδεο PLC απφθηεζεο δεδνκέλσλ επεμεξγάδνληαη, ειέγρνληαη θαη δηαρεηξίδνληαη απφ ην PLC-NMS, ζην νπνίν ιακβάλνληαη επίζεο θαη νη ηειηθέο απνθάζεηο. Έλαο ζηαζκφο βάζεο PLC (θχξηνο ζηαζκφο): Πξαγκαηνπνηεί ηε ζχλδεζε κεηαμχ ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ δηθηχνπ θνξκνχ θαη ηνπ κέζνπ κεηάδνζεο. Ο ζηαζκφο βάζεο δελ ζπλδέεη κεκνλσκέλεο ζπζθεπέο ησλ ζπλδξνκεηψλ, αιιά έρεη ηε δπλαηφηεηα λα παξέρεη πνιιαπιέο δηεπαθέο δηαζχλδεζεο (xdsl, αζχξκαηεο δηαζπλδέζεηο). Με απηφ ηνλ ηξφπν, έλαο ζηαζκφο βάζεο PLC κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα πξαγκαηνπνηήζεη ηε ζχλδεζε κε ην δίθηπν θνξκνχ, ρξεζηκνπνηψληαο πνηθίιεο ηειεπηθνηλσληαθέο ηερλνινγίεο. πλήζσο, ν ζηαζκφο βάζεο ειέγρεη ηε ιεηηνπξγία ελφο δηθηχνπ PLC. Δληνχηνηο, ε πξαγκαηνπνίεζε ηνπ ειέγρνπ ηνπ δηθηχνπ κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί κε έλαλ θαηαλεκεκέλν ηξφπν (θαηάηκεζε δηθηχσλ, ηελ νπνία αλαιχνπκε παξαθάησ).[2] 59

60 Δηθόλα 40: Λεηηνπξγία ηνπ PLC ζηαζκνύ βάζεο.[2] Κφκβνο ΜΣ (MV Node): Ο θφκβνο ΜΣ είλαη ε κνλάδα πνπ κεηαηξέπεη ην ζήκα επηθνηλσλίαο απφ ην ηππηθφ IP κνξθφηππν ζε ζήκα PLC γηα κεηάδνζε κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο ΜΣ. Γηα ιφγνπο αζθαιείαο, ν θφκβνο ΜΣ δελ ζπλδέεηαη απεπζείαο κε ηε γξακκή ΜΣ αιιά κέζσ κηαο ζπζθεπήο ζχδεπμεο, ηνπ ζπδεπθηήξα (Coupler). Ζ ζχλδεζε κε ην ζπδεπθηήξα γίλεηαη ζπλήζσο κε έλα νκναμνληθφ θαιψδην. Ο θφκβνο ΜΣ ππνζηεξίδεη ζπλήζσο έλα ζχλνιν ιεηηνπξγηψλ φπσο α) ζχλδεζε κε ην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θνξκνχ (Backhaul connections to the telecommunications backbone) θαη αθνξά ηηο ζχξεο gateways απφ ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν ζην δίθηπν PLC, β) ζχλδεζε κε ην δίθηπν PLC-XT (κε ηνλ θφκβν ΥΣ), γ) ζπγθέληξσζε ησλ ζεκάησλ PLC γηα κεηάδνζε κέζσ ησλ γξακκψλ ΜΣ/ΥΣ. Δηθόλα 41: PLC δίθηπν πξόζβαζεο. Γεληθή αξρηηεθηνληθή. [43] MV Head end ή MV Concentrator Units (MVCUS): Γηαζθαιίδεη ηελ επαθή κεηαμχ ησλ MV modems πνπ βξίζθνληαη ζην ίδην MV cluster θαη ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ. Οη MVCUS είλαη PLC κνλάδεο απφ ζεκείν ζε πνιιαπιά ζεκεία 60

61 (point-to-multi-point) θαη κπνξνχλ λα εγθαηαζηαζνχλ ζηνλ κεηαζρεκαηηζηή ΤΣ/ΜΣ κηαο γξακκήο κέζεο ηάζεο, ή νπνπδήπνηε θαηά κήθνο ηεο γξακκήο κέζεο ηάζεο πνπ λα εμππεξεηεί ηε ζχλδεζε θαη λα κπνξεί λα ειέγρεηαη απφ ηα NMS. Modem MT (MV modem) ή LV Concentrator Unit (LVCU): Σν modem ΜΣ δηαζθαιίδεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ LV head end θαη MV head end ρξεζηκνπνηψληαο ην δίθηπν ΜΣ. Low Voltage Head End (LVHE) ή MV Distribution Units (MVDU). Δίλαη ε κνλάδα πνπ εγθαζίζηαηαη ζε θάζε θφκβν ηνπ δηθηχνπ ΥΣ, ζπλήζσο ζην ρψξν ηνπ Μ ΜΣ/ΥΣ θαη πξαγκαηνπνηεί δχν ιεηηνπξγίεο. πγθεθξηκέλα παξαθάκπηεη ην Μ ΜΣ/ΥΣ θαη επηηξέπεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ηνπ δηθηχνπ PLC ζηε γξακκή MT θαη ηνπ δηθηχνπ PLC ζηε γξακκή XT ελψ ελεξγεί σο επαλαιήπηεο (repeater) ζηε γξακκή ΜΣ. Οη κνλάδεο απηέο κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ είηε ζε ππφγεηεο γξακκέο είηε ζε γξακκέο πάλσ απφ ηε γε θαζψο θαη κε επαγσγηθνχο ή ρσξεηηθνχο ζπδεπθηήξεο. Δπαλαιήπηεο: ε κεξηθέο πεξηπηψζεηο, νη απνζηάζεηο κεηαμχ ησλ ζπλδξνκεηψλ PLC, νη νπνίνη βξίζθνληαη ζε έλα δίθηπν ρακειήο ηάζεο θαζψο θαη κεηαμχ ησλ ζπλδξνκεηψλ θαη ηνπ ζηαζκνχ βάζεο είλαη ππεξβνιηθά καθξηλέο γηα λα αλήθνπλ ζε έλα δίθηπν πξφζβαζεο PLC. ην πξφβιεκα απηφ έξρεηαη λα δψζεη ιχζε ε ηνπνζέηεζε επαλαιεπηψλ. Οη επαλαιήπηεο δηαηξνχλ έλα δίθηπν πξφζβαζεο PLC ζε δηάθνξα ηκήκαηα, έηζη ψζηε λα κπνξεί λα εθαξκνζηεί ε ηερλνινγία PLC. Ζ εθαξκνγή ησλ επαλαιεπηψλ κπνξεί λα επεθηείλεη ηηο απνζηάζεηο ηνπ δηθηχνπ ζε έλα ζχζηεκα PLC. Ζ ηνπνζέηεζε φκσο επαλαιεπηψλ απμάλεη ην θφζηνο ηνπ δηθηχνπ ιφγσ ηνπ επηπξφζζεηνπ εμνπιηζκνχ, θαζψο θαη ησλ δαπαλψλ εγθαηάζηαζεο. Δπνκέλσο, ν αξηζκφο επαλαιεπηψλ κέζα ζε έλα δίθηπν πξφζβαζεο PLC πξέπεη λα είλαη ν κηθξφηεξνο δπλαηφο. Οη επαλαιήπηεο ρσξίδνληαη ζε δχν θαηεγνξίεο ηνπο επαλαιήπηεο ΜΣ θαη ηνπο επαλαιήπηεο ΥΣ. [2] Δπαλαιήπηεο ΜΣ (MV Repeater): Ο επαλαιήπηεο ΜΣ είλαη ε ζπζθεπή πνπ ηνπνζεηείηαη θαηά κήθνο ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο ΜT (ελαεξίσλ ή ππνγείσλ) θαη ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα αληηζηαζκίδεη ηελ απφζβεζε ιφγσ κεηάδνζεο ζε γξακκέο ΜΣ κεγάινπ κήθνπο ή ζε γξακκέο ΜΣ κε πςειή απφζβεζε. ε θάπνηα ζπζηήκαηα νη θφκβνη ΜΣ κπνξνχλ λα επηηεινχλ θαη ηε ιεηηνπξγία ηνπ επαλαιήπηε. Δπαλαιήπηεο ΥΣ (LV Repeater): Ο επαλαιήπηεο ζην δίθηπν ΥΣ κεζνιαβεί κεηαμχ ηνπ LVHE θαη ηνπ CPE (NTU) θαη ζπλήζσο ηνπνζεηείηαη ζε ππαίζξηα εξκάξηα, ζε ζηχινπο, ζε ππφγεηα πνιπθαηνηθηψλ θαη ζε ζαιάκνπο κεηξεηψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο γηα λα αληηζηαζκίδεη ηελ απφζβεζε ιφγσ κεηάδνζεο ζε γξακκέο ΥΣ κεγάινπ κήθνπο ή ζε γξακκέο ΥΣ κε πςειή απφζβεζε. Δπίζεο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ή φρη κε πχιεο Ethernet γηα άιιεο επξπδσληθέο 61

62 ζπλδέζεηο φπσο νη θάκεξεο παξαθνινχζεζεο ή γηα λα επεθηείλνπλ ηελ θάιπςε ηεο αζχξκαηεο ζχλδεζεο κε ηε ρξήζε ζεκείσλ αζχξκαηεο πξφζβαζεο.[43],[11] Network Terminal Units (NTU): Γεληθά, ζην Access PLC ππάξρνπλ νη κνλάδεο NTU, νη νπνίεο είλαη ην ίδην κε ηα PLC modems φπσο ζπλήζσο απηά θαινχληαη ζην In-Home PLC. Ζ κνλάδα NTU είλαη ν ζπλδξνκεηηθφο εμνπιηζκφο (Customer Premises Equipment-CPE) ν νπνίνο πξαγκαηνπνηεί ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ απφ ηελ ειεθηξηθή πξίδα ζην computer ηνπ πειάηε κέζσ ηεο πχιεο Ethernet θαη επηηξέπεη ζηνλ πειάηε λα απνθηήζεη ηηο επξπδσληθέο ππεξεζίεο πνπ επηζπκεί (φπσο «ζεξθάξηζκα» ζην ίληεξλεη, VoIP θαη video). PLC modems: Σα PLC modems είλαη νη κνλάδεο NTU νη νπνίεο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηηο εθαξκνγέο ηνπ In-Home PLC, αλεμάξηεηα απφ ην εάλ νη εθαξκνγέο ηνπ ηειεπηαίνπ κηιίνπ παξέρνληαη απφ ην Access PLC, ην DSL ή θάπνηα άιιε ηερλνινγία. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο ηειεπηαίαο δεθαεηίαο ηα PLC modems έρνπλ βειηηψζεη ζεκαληηθά ηηο ηαρχηεηέο ηνπο απφ ηα 14Mbps, 45 Mbps θαη 85 Mbps ζηα 200 Mbps. Οη ειεθηξηθέο έμνδνη ησλ PLC modems ζπλδένληαη απεπζείαο ζηηο ειεθηξηθέο πξίδεο, κεηαθέξνληαο ηαπηφρξνλα ην ειεθηξηθφ ζήκα ησλ 50Hz γηα ηελ ηξνθνδφηεζε ησλ εζσηεξηθψλ ζηνηρείσλ ηνπ modem θαη ην πςειήο ζπρλφηεηαο επξπδσληθφ ζήκα, αιιά ην θαιψδην UTP πνπ ζπλδέεηαη ζηελ πχιε RJ-45 (ή ηελ πχιε USB, εάλ ππάξρεη) ηνπ modem θαζψο θαη ην Host computer κεηαθέξνπλ κφλν επξπδσληθφ ζήκα. Δπηπιένλ, είλαη δηαζέζηκα ζηελ αγνξά PLC modems ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη ζαλ αζχξκαηεο επεθηάζεηο.[11] Δηθόλα 42: Modems γηα ην In-Home PLC. [11] 62

63 πδεπθηήξεο Couplers: Ζ ζπδεπθηήξαο είλαη ε δηάηαμε πνπ επηηπγράλεη ηε ζχδεπμε ηνπ ζήκαηνο κε ηε γξακκή ειεθηξηθήο ηζρχνο. Ζ έγρπζε ησλ ζεκάησλ πςειψλ ζπρλνηήησλ γίλεηαη είηε απφ επαγσγηθνχο είηε απφ ρσξεηηθνχο ζπδεπθηήξεο, νη νπνίνη βξίζθνληαη ζε εγθαηαζηάζεηο πάλσ ή θάησ απφ ην έδαθνο. Ο επαγσγηθφο κπνξεί λα εγθαηαζηαζεί ρσξίο δηαθνπή ηεο παξνρήο ειεθηξηθήο ηζρχνο ζε ελαέξηεο θαη ππφγεηεο γξακκέο θαη έρεη ηθαλφηεηεο αληνρήο ζε πςειέο ηάζεηο, αληίμνεο θαηξηθέο ζπλζήθεο, θεξαπληθέο ππεξηάζεηο θαη ππεξηάζεηο πνπ πξνέξρνληαη απφ ην δίθηπν. Ο ρσξεηηθφο πξνηηκάηαη θπξίσο ζηηο ελαέξηεο γξακκέο. Οπζηαζηηθά ν ζπδεπθηήξαο (coupler) ιεηηνπξγεί σο πςηπεξαηφ θίιηξν ζην ειεθηξηθφ ζήκα ησλ 50 Hz ελψ αθήλεη ην πςίζπρλν ζήκα λα πεξάζεη ακεηάβιεην. [11],[43] Δηθόλα 43: Παξάδεηγκα επαγσγηθνύ (a) θαη ρσξεηηθνύ (b) ζπδεπθηήξα.[11] Gateway: Υξεζηκνπνηείηαη γηα λα ρσξίζεη ην access PLC δίθηπν απφ ην inhome PLC δίθηπν. Δπίζεο, κεηαηξέπεη ην κεηαδηδφκελν ζήκα ζηηο ζπρλφηεηεο πνπ έρνπλ θαζνξηζηεί λα ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ην έλα ή ην άιιν δίθηπν. Μηα ηέηνηα gateway ηνπνζεηείηαη ζπλήζσο θνληά ζην κεηξεηή ηνπ ζπηηηνχ (εηθφλα 44). Δπηπιένλ, κηα gateway ρξεζηκεχεη σο έλαο ηνπηθφο ζηαζκφο βάζεο ν νπνίνο ειέγρεη ην In home PLC θαη ζπληνλίδεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ εζσηεξηθψλ κφληεκ, ησλ εζσηεξηθψλ ζπζθεπψλ αιιά θαη ηνπ δηθηχνπ πξφζβαζεο. πλεπψο, ηα PLC κφληεκ ηνπ εζσηεξηθνχ κπνξνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ κεηαμχ ηνπο ρσξίο λα ππάξρεη απαξαίηεηα ξνή πιεξνθνξίαο ζηελ πεξηνρή πξφζβαζεο. Γεληθά, κηα gateway κπνξεί επίζεο λα ηνπνζεηεζεί νπνπδήπνηε ζην δίθηπν πξφζβαζεο ιεηηνπξγψληαο σο επαλαιήπηεο. Οη gateways ζπλδένληαη ζην δίθηπν κε ηνλ ίδην ηξφπν πνπ ζπλδένληαη νη επαλαιήπηεο. Δπίζεο, έλαο απμαλφκελνο αξηζκφο gateways κέζα ζε έλα δίθηπν πξφζβαζεο PLC κεηψλεη ηελ ρσξεηηθφηεηα ηνπ δηθηχνπ θαη πξνθαιεί πςειφηεξεο δαπάλεο. κσο νη επαλαιήπηεο παξέρνπλ κφλν κηα απιή πξνψζεζε ηνπ ζήκαηνο πιεξνθνξίαο κεηαμχ ησλ ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ, ελψ νη gateways κπνξνχλ λα παξέρνπλ επθπέζηεξε δηαίξεζε ησλ δηαζέζηκσλ πφξσλ ηνπ δηθηχνπ, εμαζθαιίδνληαο παξάιιεια κεγαιχηεξε απνδνηηθφηεηα ζε απηφ. [2] 63

64 Δηθόλα 44: ύλδεζε gateway ζην κεηξεηή νηθίαο. [2] Ο παξαπάλσ εμνπιηζκφο νκαδνπνηείηαη σο εμήο: ΜΣ θπςέιε (MV cell): πξφθεηηαη γηα ην ζχλνιν ησλ ΜΣ κφληεκ ηα νπνία επηθνηλσλνχλ κε ην ίδην head end ΜΣ. ΜΣ cluster: πξφθεηηαη γηα ην ζχλνιν κνλάδσλ ΜΣ/ΥΣ πνπ κνηξάδνληαη ηε ίδηα ζχλδεζε κε ην δίθηπν θνξκνχ.(φηαλ κηιάκε γηα θπςεισηά ζπζηήκαηα φπσο ην PLC σο cluster ραξαθηεξίδεηαη κηα νκάδα απφ γεηηνληθέο θπςέιεο) ΜΣ κνλάδεο (MV units): πεξηιακβάλνπλ ηα ΜΣ κφληεκ θαη ηνπο ΜΣ Head Ends. ΥΣ κνλάδεο (LV units): απηέο είλαη νη XT head ends, ΥΣ επαλαιήπηεο θαη ν CPE. ΥΣ θπςέιε (LV cell): πξφθεηηαη γηα ην ζχλνιν ησλ ΥΣ επαλαιεπηψλ θαη ηεξκαηηθψλ ρξεζηψλ πνπ επηθνηλσλνχλ κε ην ίδην ΥΣ head end.[43] 3.3 Δομό PLC δικτύων ηελ παξαθάησ εηθφλα βιέπνπκε κία ηππηθή δνκή ελφο PLC δηθηχνπ. Σν νπηηθφ δίθηπν θνξκνχ ζπλδέεηαη ζηνπο δαθηπιίνπο ηεο ΜΣ κέζσ νπηηθψλ PLC ππιψλ (optical-plc gateways). Οη δαθηχιηνη ΜΣ ζπλδένληαη κέζσ ΜΣ/ΥΣ PLC/ππιψλ (gateways), φπνπ ζπλδένληαη νη εγθαηαζηάζεηο ησλ ηειηθψλ πειαηψλ. Μία ηππηθή δνκή PLC κπνξεί λα δηαρσξηζηεί ζε ηξία θχξηα κέξε, ηα νπνία κε ηε ζεηξά ηνπο έρνπλ ηε δηθή ηνπο αξρηηεθηνληθή. Απηά είλαη: 1. Γίθηπν θχξηνπ θνξκνχ, ηππηθά έλαο νπηηθφο δαθηχιηνο. Απνηειεί ην ζχλνιν ηνπ εμνπιηζκνχ θαη ησλ ππνδνκψλ πνπ θαζηεξψλεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ δαθηπιίσλ PLC ΜΣ θαη ISP. Δπηπιένλ, παξέρεη ππεξεζίεο δηθηχνπ γηα λα εγγπεζεί κηα αμηφπηζηε, αζθαιή θαη ειεγρφκελε επηθνηλσλία. 2. Γαθηχιηνο ΜΣ, είηε κε FD (δηαίξεζεο ζπρλφηεηαο) είηε κε TD (δηαίξεζεο ρξφλνπ) ζρέδην. 3. Γαθηχιηνο ΥΣ, κε ηνπνινγία δέληξνπ ή αζηέξα. 4. ISP PSTN Τπεξεζίεο: Πξφθεηηαη γηα ηνλ πάξνρν ηειεπηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ (Internet, Voice and VoD). 64

65 Δηθόλα 45: Σππηθή PLC ηνπνινγία.[42] Παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ηελ αξρηηεθηνληθή ελφο PLC δηθηχνπ απνηεινχλ νη παξαθάησ: Απφζηαζε Ζ απφζηαζε κεηαμχ δχν θφκβσλ ελφο δηθηχνπ PLC (ζε κηα ηνπνινγία δαθηπιίσλ) ή κεηαμχ ηνπ master head-end θαη ηνπ slave είλαη κεξηθέο θνξέο πάξα πνιχ κεγάιε θαη ν εμνπιηζκφο ιήςεο κπνξεί λα κελ είλαη ζε ζέζε λα ιάβεη ζσζηά ηα ζηνηρεία. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ε ρξήζε επαλαιεπηψλ (repeaters) είλαη απαξαίηεηε. Τπάξρνπλ 2 ηχπνη επαλαιεπηψλ, αλάινγα κε ηνλ ηχπν ηνπ δηθηχνπ: 1. Δάλ ε επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ θφκβσλ Α θαη C γίλεηαη ρξεζηκνπνηψληαο νιφθιεξν ην εχξνο δψλεο ζπρλφηεηαο (απφ 1.6 έσο 30 MHZ), ηφηε ε επηθνηλσλία κεηαμχ ηνπ C θαη ηνπ Β ζα πξέπεη λα γίλεη ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ίδηα δψλε ζπρλφηεηαο, θαηά ηε δηάξθεηα ελφο δηαθνξεηηθνχ ρξνληθνχ δηαζηήκαηνο (πξνθεηκέλνπ λα απνθεπρζνχλ νη ζπγθξνχζεηο). χκθσλα κε απηφ ζρέδην έρνπκε TD επαλαιήπηεο (time-division repeaters). 2. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, εάλ ε ζχλδεζε κεηαμχ ησλ θφκβσλ Α θαη C γίλεηαη ρξεζηκνπνηψληαο κφλν κέξνο ηνπ ζπλνιηθνχ εχξνπο δψλεο ηεο ζπρλφηεηαο, ηφηε ε ζχλδεζε κεηαμχ ηνπ C θαη ηνπ Β κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη κηα δηαθνξεηηθή δψλε, ρξεζηκνπνηψληαο ην ίδην θαλάιη ηαπηφρξνλα. 65

66 Ζ επηινγή κεηαμχ ησλ παξαπάλσ επαλαιεπηψλ εμαξηάηαη απφ ηνλ αξηζκφ ησλ θφκβσλ πνπ ππάξρνπλ ζην δίθηπν. ηαλ νη θφκβνη είλαη ιηγφηεξνη είλαη θαιχηεξν λα ρξεζηκνπνηνχληαη TD επαλαιήπηεο επεηδή έηζη κεηψλεηαη ην θφζηνο θαη δηεπθνιχλεηαη ε εγθαηάζηαζε, αιιά φηαλ ν αξηζκφο ησλ θφκβσλ απμάλεη, ηφηε απμάλεηαη θαη ε θαζπζηέξεζε, ε ξπζκαπφδνζε κεηψλεηαη νπφηε είλαη θαιχηεξα λα ρξεζηκνπνηεζνχλ FD επαλαιήπηεο. Καζπζηέξεζε ηελ πεξίπησζε ππεξεζηψλ κε επαηζζεζία ζηελ θαζπζηέξεζε, ν ζρεδηαζκφο κε δηαίξεζε ρξφλνπ δελ ρξεζηκνπνηείηαη. Σφηε είλαη απαξαίηεηε ν ζρεδηαζκφο κε δηαίξεζε ζπρλφηεηαο.[42] Δομϋσ ΜΣ ηελ παξαθάησ εηθφλα βιέπνπκε ηελ πην ζπρλή δνκή ΜΣ, φπνπ δαθηχιηνη ΜΣ ζπλδένληαη ζην νπηηθφ δίθηπν θνξκνχ. Απηνί νη δαθηχιηνη κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ είηε δηαίξεζε ρξφλνπ είηε δηαίξεζε ζπρλφηεηαο, αλάινγα κε ηα πεξηζψξηα θαζπζηέξεζεο θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο εγθαηάζηαζεο. Κάζε θφκβνο ησλ δαθηπιίσλ κπνξεί λα ζπλδεζεί κε ην PLC δίθηπν ΥΣ. Δηθόλα 46: πλεζηζκέλε αξρηηεθηνληθή PLC ΜΣ, κε ηνπο δαθηπιίνπο λα ζπλδένληαη ζην νπηηθό δίθηπν θνξκνύ.[42] 66

67 ηε ζπλέρεηα, ζηελ επφκελε εηθφλα βιέπνπκε κία άιιε πηζαλή ηνπνινγία, φπνπ δχν θφκβνη ηνπ δαθηπιίνπ ΜΣ ζπλδένληαη επίζεο κέζσ νπηηθήο ζχλδεζεο. Δηθόλα 47: Αξρηηεθηνληθή PLC ΜΣ, όπνπ δύν θόκβνη ηνπ δαθηπιίνπ ΜΣ ζπλδένληαη κέζσ νπηηθήο ζύλδεζεο.[42] Παραδεύγματα δακτυλύων ΜΣ Οη αθφινπζεο εηθφλεο αλαπαξηζηνχλ θνηλνχο PLC δαθηπιίνπο ΜΣ πνπ κπνξνχλ λα ζρεδηαζηνχλ ζχκθσλα κε ηηο επξσπατθέο ηνπνινγίεο ηνπ δηθηχνπ ελέξγεηαο. 1 ε πεξίπησζε: Δηθόλα 48: Κπηηαξηθή δνκή PLC ΜΣ (1 ε πεξίπησζε). [47] 67

68 2 ε πεξίπησζε: Δηθόλα 49: : Κπηηαξηθή δνκή PLC ΜΣ (2 ε πεξίπησζε). [47] 3 ε πεξίπησζε: πιήξεο ηνπνινγία δαθηπιίνπ Δηθόλα 50: Κπηηαξηθή δνκή PLC ΜΣ (3 ε πεξίπησζε-πιήξεο ηνπνινγία δαθηπιίνπ).[47] 68

69 4 ε πεξίπησζε: Δηθόλα 51: Κπηηαξηθή δνκή PLC ΜΣ (4 ε πεξίπησζε-ζπλδπαζκόο ηξηώλ δαθηπιίσλ).[47] Δομϋσ ΧΣ Σα δίθηπα ΥΣ απνηεινχλ ην ηειεπηαίν ζηάδην ζχλδεζεο ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ κε ηνλ ηειηθφ ρξήζηε. Έηζη ε δνκή ζρεηίδεηαη άκεζα κε ηηο εγθαηαζηάζεηο ησλ ηειηθψλ ρξεζηψλ θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά απηψλ. Οη θχξηνη παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ηε ζρεδίαζε ελφο PLC δηθηχνπ ΥΣ είλαη: Ζ ηνπνζεζία ηνπ δηθηχνπ: Έλα δίθηπν PLC κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί ζε κία αζηηθή, βηνκεραληθή ή επηρεηξεζηαθή πεξηνρή. Δπηπιένλ, ππάξρεη δηαθνξά κεηαμχ ησλ αγξνηηθψλ θαη αζηηθψλ πεξηνρψλ. Οη βηνκεραληθέο θαη επηρεηξεζηαθέο πεξηνρέο ραξαθηεξίδνληαη απφ έλαλ πςειφηεξν αξηζκφ πειαηψλ πνπ είλαη ελ δπλάκεη ρξήζηεο ησλ ππεξεζηψλ PLC. Δπίζεο είλαη αλακελφκελν νη ζπλδξνκεηέο απφ ηηο επηρεηξεζηαθέο πεξηνρέο λα έρνπλ δηαθνξεηηθέο απαηηήζεηο απφ απηνχο ζηηο βηνκεραληθέο θαη εηδηθά απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο ζηηο αζηηθέο πεξηνρέο. Οη παξφκνηεο δηαθνξέο κπνξνχλ λα δηαθξηζνχλ κεηαμχ αζηηθψλ θαη αγξνηηθψλ πεξηνρψλ. Ζ ππθλφηεηα ζπλδξνκεηψλ: Ο αξηζκφο ησλ ζπλδξνκεηψλ ζε έλα ΥΣ δίθηπν φπσο θαη ε ζπγθέληξσζε ρξεζηψλ, πνηθίιεη απφ δίθηπν ζε δίθηπν. Οη ζπλδξνκεηέο κπνξνχλ λα ηνπνζεηεζνχλ ζπλήζσο ζε κνλνθαηνηθίεο (ρακειή ππθλφηεηα ζπλδξνκεηψλ), πνπ απνηειεί ραξαθηεξηζηηθφ γηα αγξνηηθέο 69

70 πεξηνρέο, ή κέζα ζε κηθξά ηεηξάγσλα ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ δηάθνξσλ κεκνλσκέλσλ πειαηψλ (π.ρ. αζηηθή πεξηνρή), ζε πνιπθαηνηθίεο κε πνιινχο νξφθνπο ή γξαθεία, ή κέζα ζε πχξγνπο δηακεξηζκάησλ ή επηρεηξήζεσλ (πνιχ πςειή ππθλφηεηα ζπλδξνκεηψλ), φπσο έλα κεγάιν εκπνξηθφ ηεηξάγσλν. Σν κήθνο ηνπ δηθηχνπ: Ζ κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ ηνπ κεηαζρεκαηηζηή θαη ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε ζην δίθηπν ΥΣ δηαθέξεη επίζεο απφ πεξηνρή ζε πεξηνρή. πλήζσο, ππάξρεη κηα ζεκαληηθή δηαθνξά κήθνπο κεηαμχ δηθηχσλ αζηηθψλ θαη αγξνηηθψλ πεξηνρψλ. Ζ ζρεδίαζε ηνπ δηθηχνπ: Σα ΥΣ δίθηπα απνηεινχληαη ζπλήζσο απφ πνιπάξηζκνπο θιάδνπο θαη δεπηεξεχνπζεο γξακκέο, πνπ κπνξνχλ λα έρνπλ θαη δηαθνξεηηθέο ηνπνινγίεο. Οη πην ζπλεζηζκέλεο ηνπνινγίεο είλαη νη παξαθάησ: Σνπνινγία 1: αληηζηνηρεί ζε πεξηνρή κε ρακειή ππθλφηεηα ζπλδξνκεηψλ, ζπλήζσο ζε κνλνθαηνηθίεο. Έλαο head end πξέπεη λα εγθαζίζηαηαη ζην κεηαζρεκαηηζηή. ηε ζπλέρεηα γηα λα ππάξρεη θαιή απφδνζε θαη ε απφζηαζε κεηαμχ ησλ επαλαιεπηψλ δε πξέπεη λα μεπεξλά ηα 100m. Απηφ ζεκαίλεη φηη κεηαμχ δχν επαλαιεπηψλ δελ γίλεηαη λα παξεκβάιινληαη πεξηζζφηεξα απφ 2 εξκάξηα δξφκνπ (εηθφλα 52). Δηθόλα 52: Σνπνινγία 1 δηθηύνπ ΥΣ.[42] Σνπνινγία 2: αληηζηνηρεί ζε πεξηνρέο κε κεγάιε ππθλφηεηα ζπλδξνκεηψλ, ζε κεγάια θηίξηα. Οη κεηξεηέο νκαδνπνηνχληαη ζε έλα δσκάηην κεηξεηψλ, ζην νπνίν ππάξρεη άκεζε ζχλδεζε κε ηνλ κεηαζρεκαηηζηή. Δδψ ππάξρνπλ δχν πεξηπηψζεηο: ε ηνπνινγία δέληξνπ, φπνπ ε ηξνθνδνζία πάεη θαηεπζείαλ ζην δσκάηην κεηξεηψλ θαη ε ηνπνινγία αζηέξα, φπνπ ππάξρνπλ πεξηζζφηεξα 70

71 δσκάηηα κεηξεηψλ πνπ ζπλδένληαη ζε θάζε ηξνθνδνζία. Απηέο ηηο δχν πεξηπηψζεηο πεξηγξάθνπκε παξαθάησ: Σνπνινγία αζηέξα: Έλαο Head end πξέπεη λα εγθαηαζηαζεί ζην Μ (κεηαζρεκαηηζηή). Οη επαλαιήπηεο εγθαζίζηαληαη θαλνληθά ζηα δσκάηηα κεηξεηψλ αιιά ζε εθείλεο ηηο πεξηπηψζεηο φπνπ ε απφζηαζε κεηαμχ ηνπ κεηαζρεκαηηζηή θαη ηνπ δσκαηίνπ κεηξεηψλ είλαη πάξα πνιχ κεγάιε, πξφζζεηνη επαλαιήπηεο πξέπεη λα εγθαηαζηαζνχλ κεηαμχ ησλ ελδηάκεζσλ εξκαξίσλ δξφκνπ (εηθφλα 53). Δηθόλα 53: Σνπνινγία αζηέξα δηθηύνπ ΥΣ.[42] Σνπνινγία δέληξνπ: πξφθεηηαη γηα ηελ πην απιή ηνπνινγία επεηδή δελ ππάξρεη θακία άιιε επηινγή. Πξέπεη θαη εδψ λα ηνπνζεηεζεί έλαο Head end ζην κεηαζρεκαηηζηή θαη έλαο επαλαιήπηεο ζε θάζε δσκάηην κεηξεηψλ (εηθφλα 54). 71

72 Δηθόλα 54: Σνπνινγία δέληξνπ δηθηύνπ ΥΣ.[42] Σνπνινγία 3: αληηζηνηρεί ζε πεξηνρέο πνιχ πςειήο ππθλφηεηαο ζπλδξνκεηψλ, ζε θηίξηα, κε κεηξεηέο λα δηαλέκνληαη ζε θάζε φξνθν απηψλ. Έλαο head end πξέπεη λα εγθαηαζηαζεί ζηνλ κεηαζρεκαηηζηή. Καλνληθά έλαο επαλαιήπηεο εγθαζίζηαηαη κέζα ζην θηίξην θαη θεληξηθά γηα λα θαιχπηεη φιν ην θηίξην, αιιά πάληα πξέπεη λα ππάξρεη νξαηφηεηα κε ηνλ θχξην ή άιιν επαλαιήπηε. Γηα παξάδεηγκα ζε κία εμαψξνθε πνιπθαηνηθία ν επαλαιήπηεο πξέπεη λα ηνπνζεηεζεί ζηνλ 3 φξνθν, αλ θαη κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί επίζεο ζηνλ 2 γηα λα απμεζεί ε ξπζκαπφδνζε κε ηνλ head end (εηθφλα 55). [42] Δηθόλα 55: Σνπνινγία 3 δηθηύνπ ΥΣ.[42] Παραδεύγματα διαμορφώςεων δικτύων ΧΣ ηα Δπξσπατθά δίθηπα ππάξρνπλ πνιιέο δηαθνξεηηθέο παξαιιαγέο ηφζν γηα ην εμσηεξηθφ δίθηπν φζν θαη γηα ην εζσηεξηθφ δίθηπν. Χζηφζν, θάπνηα απφ απηά ηα 72

73 κνληέια κπνξνχλ λα θαζηεξσζνχλ ηφζν γηα ην εμσηεξηθφ φζν θαη γηα ην εζσηεξηθφ δίθηπν ζαλ ηα πην ζπλεζηζκέλα αθνχ θαιχπηνπλ ηελ πιεηνςεθία ησλ πεξηπηψζεσλ. Σα ζεκεία έλαξμεο θαη ηεξκαηηζκνχ ηνπ εμσηεξηθνχ θαη ηνπ εζσηεξηθνχ δηθηχνπ θαίλνληαη ραξαθηεξηζηηθά ζηελ εηθφλα 56. Δηθόλα 56: E-D εμσηεξηθό δίθηπν (outdoor network), D-C εζσηεξηθό δίθηπν (indoor network).[28] Οη δηαθνξεηηθέο ππάξρνπζεο δηακνξθψζεηο νθείινληαη φρη κφλν ζηελ δηαθνξεηηθή αξρηηεθηνληθή ηνπ δηθηχνπ αιιά επίζεο θαη ζηηο δηαθνξεηηθέο πεξηφδνπο θαηαζθεπήο ηνπ. Σν ππάξρνλ δίθηπν ρακειήο ηάζεο κπνξεί είηε λα έρεη ρηηζηεί πξφζθαηα είηε λα έρεη ρηηζηεί δεθάδεο ρξφληα πξηλ ζε παιαηφηεξεο θαηνηθεκέλεο πεξηνρέο. Σερληθέο φπσο ε ρξήζε εμσηεξηθψλ εξκαξίσλ δελ ζεσξνχληαη πηα απαξαίηεηεο. Δηθόλα 57: Πξώηε δηακόξθσζε εμσηεξηθνύ δηθηύνπ.[28] ηελ πξψηε δηακφξθσζε (εηθφλα 57) ην εμσηεξηθφ δίθηπν ρσξίδεηαη ζε θεληξηθέο γξακκέο ηξνθνδνζίαο νη νπνίεο ζπλδένπλ ηα εξκάξηα θαη ζε δεπηεξεχνπζεο γξακκέο πνπ δηαλέκνπλ ηελ ελέξγεηα ζηα δηάθνξα θηίξηα. Ηδηαίηεξα ζεκαληηθή είλαη ε παξνπζία ησλ εμσηεξηθψλ εξκαξίσλ, ηα νπνία είλαη έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα ζηνηρεία πνπ έρνπλ σο ζηφρν ηελ θαιχηεξε δπλαηή αληαιιαγή κεηαμχ ηνπ επηπέδνπ εμαζζέληζεο ησλ ζεκάησλ θαη κηαο απνδεθηήο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ φηαλ ε κεηάδνζε ησλ πιεξνθνξηψλ γίλεηαη κε ηε ρξήζε ηεο PLC ηερλνινγίαο. 73

74 Δηθόλα 58: Γεύηεξε δηακόξθσζε εμσηεξηθνύ δηθηύνπ.[28] Ζ δεχηεξε δηακφξθσζε (εηθφλα 58) παξνπζηάδεηαη ζπλήζσο σο επέθηαζε παιαηνηέξσλ πεξηνρψλ φπνπ ππφγεηνη θφκβνη ρξεζηκνπνηνχληαη σο έλαξμε θχξησλ γξακκψλ. Απηή ε δηακφξθσζε είλαη ιηγφηεξν ειαζηηθή σο πξνο ηελ πξνεγνχκελε θαη ζπλεζίδεηαη ζε κηθηφ ηχπν θηηξηαθήο δφκεζεο. Σα θαιψδηα πνπ εμέξρνληαη απφ ηνλ ππφγεην θφκβν θζάλνπλ απεπζείαο ζηα θηίξηα. Δηθόλα 59: Σξίηε δηακόξθσζε εμσηεξηθνύ δηθηύνπ.[28] Ζ ηξίηε δηακφξθσζε (εηθφλα 59) ηνπ εμσηεξηθνχ δηθηχνπ ζπλεζίδεηαη ζε πεξηνρέο κε πνιπθαηνηθίεο κε άλσ ησλ 15 ζπηηηψλ. Δδψ, ηα ζπίηηα πνπ πεξηβάιινπλ ηνλ Μ ζπλδένληαη άκεζα κέζσ ηνπ θαισδίνπ ΥΣ. Σν ζχλνιν ησλ θηηξίσλ πνπ απέρνπλ θάπνην δηάζηεκα ηεο ηάμεσο ησλ κεξηθψλ δεθάδσλ κέηξσλ ζπλδένληαη κέζσ ελφο θεληξηθνχ θαισδίνπ πνπ ηξνθνδνηεί ην εξκάξην. Έπεηηα ηα θνπηηά ζπλδένληαη ρσξίο άιιν δηαρσξηζκφ κε ηα θηίξηα. Κάζε ζηαζκφο κεηαζρεκαηηζηή ηξνθνδνηεί κία ζπγθεθξηκέλε νκάδα θαη κηα πηζαλή βιάβε ζα έρεη ζεκαληηθφ αληίθηππν ζηε κεηάδνζε ηεο πιεξνθνξίαο. Γηα ην ιφγν απηφ, ζε νξηζκέλεο πεξηπηψζεηο ηα εξκάξηα (ή θάπνηα άιια αληίζηνηρα ζηνηρεία) δελ ρξεζηκνπνηνχληαη κφλν γηα ηε δηαλνκή ελέξγεηαο ζηε δηθή ηνπο νκάδα πειαηψλ αιιά επίζεο ρξεζηκνπνηνχληαη ζαλ ζηνηρεία παξάθακςεο γηα ηελ επίηεπμε δηαζχλδεζεο κε γεηηνληθά πιέγκαηα ρακειήο ηάζεο, φπσο θαίλεηαη ζηελ παξαθάησ εηθφλα: 74

75 Δηθόλα 60: Υξήζε εξκαξίνπ ζαλ ζηνηρείνπ δηαζύλδεζεο. [28] Ζ δηακφξθσζε απηή επηηξέπεη ηε ηξνθνδνζία ελφο δηθηχνπ ρακειήο ηάζεο απφ έλαλ άιιν κεηαζρεκαηηζηή θαη επνκέλσο εμαζθαιίδεηαη θάπνηνο ειάρηζηνο ρξφλνο γηα κία ζπγθεθξηκέλε πεξίνδν κέρξη ηελ επηζθεπή. 3.4 Οργϊνωςη PLC Δικτύων Σοποθεςύα του ςταθμού βϊςησ Ο ζηαζκφο βάζεο ζπλδέεη ην PLC δίθηπν ΥΣ κε ην δίθηπν επξείαο πεξηνρήο (WΑΝ) θαη αλαιφγσο, απηφ έρεη κηα θεληξηθή ζέζε ζηε δνκή ηνπ δηθηχνπ PLC. Τπάξρνπλ νη αθφινπζεο δχν δπλαηφηεηεο γηα ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ ζηαζκνχ βάζεο: Ο ζηαζκφο βάζεο ηνπνζεηείηαη ζηo κεηαζρεκαηηζηή ΜΣ/ΥΣ θαη ζπλδέεηαη ζην WΑΝ ελψ ην δίθηπν PLC δηαηεξεί ηελ ήδε ππάξρνπζα ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ ρακειήο ηάζεο (έηζη φπσο ηελ πεξηγξάςακε ζηελ πξνεγνχκελε ελφηεηα), φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 61. Ο ζηαζκφο βάζεο είλαη ηνπνζεηεκέλνο ζηηο εγθαηαζηάζεηο ελφο ζπλδξνκεηή PLC ή ζε νπνηαδήπνηε άιιε ζέζε ζην δίθηπν. Σφηε ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ PLC αιιάδεη θαη κπνξεί λα δηαθέξεη απφ ηελ ηνπνινγία πνπ έρεη ήδε δηακνξθσζεί σο δίθηπν ΥΣ, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 62.[2] 75

76 Δηθόλα 61: Γίθηπν PLC κε ην ζηαζκό βάζεο ζην κεηαζρεκαηηζηή.[2] πσο αλαθέξεηαη παξαπάλσ, ν ζηαζκφο βάζεο δελ ρξεηάδεηαη λα ηνπνζεηεζεί κέζα ζην κεηαζρεκαηηζηή. Ζ ζέζε ηνπ ζε έλα δίθηπν ΥΣ εμαξηάηαη πξσηαξρηθά απφ ηε δπλαηφηεηα ζχλδεζεο ηνπ ζηαζκνχ βάζεο κε ην WAN. Καηά ζπλέπεηα, ν ζηαζκφο βάζεο κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί ζηηο εγθαηαζηάζεηο ελφο ζπλδξνκεηή PLC ή ζε εξκάξηα δξφκσλ, ηα νπνία γεληθά βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθέο ζέζεηο ηνπ δηθηπνχ ρακειήο ηάζεο. Δάλ ν ζηαζκφο βάζεο δελ ηνπνζεηεζεί ζην κεηαζρεκαηηζηή, ην θεληξηθφ ζεκείν (ζεκείν ζχλδεζεο ζην δίθηπν θνξκνχ) ηνπ δηθηχνπ PLC κεηαθηλείηαη ζε άιιε ζέζε ζην δίθηπν. Απηφ έρεη ζαλ ζπλέπεηα δηαθνξεηηθέο απνζηάζεηο κεηαμχ ηνπ ζηαζκνχ βάζεο θαη ησλ ζπλδξνκεηψλ. Παξφια απηά, ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ PLC ΥΣ παξακέλεη πάληα ε ίδηα, θξαηψληαο ηελ ίδηα θπζηθή δνκή δέληξνπ. Δηθόλα 62: Σνπνινγία ελόο δηθηύνπ πξόζβαζεο PLC θαη ηνπ αληίζηνηρνπ δηθηύνπ ρακειήο ηάζεο.[2] 76

77 3.4.2 Κατϊτμηςη δικτύων Έλα δίθηπν ΥΣ κπνξεί λα πινπνηεζεί έηζη ψζηε λα πεξηιακβάλεη νιφθιεξν ην δίθηπν παξνρήο ρακειήο ηάζεο, ή κφλν έλα κέξνο απηνχ. Πξνθεηκέλνπ λα κεησζεί ν αξηζκφο ησλ ρξεζηψλ αλά δίθηπν PLC θαζψο θαη ην κήθνο δηθηχνπ, είλαη δπλαηφ λα δηαηξεζεί ην δίθηπν ρακειήο ηάζεο ζε αξθεηά κέξε (π.ρ. έλα δίθηπν PLC αλά ηκήκα δηθηχνπ). ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, αξθεηά δίθηπα PLC κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ ηαπηφρξνλα ζε έλα δίθηπν ρακειήο ηάζεο. Ζ εηθφλα 63 παξνπζηάδεη κηα πηζαλή θαηάηκεζε ελφο δηθηχνπ ρακειήο ηάζεο ην νπνίν απνηειείηαη απφ ηξία ηκήκαηα. Κάζε ηκήκα δηθηχνπ έρεη έλαλ ζηαζκφ βάζεο ν νπνίνο ζπλδέεη έλαλ αξηζκφ ζπλδξνκεηψλ ελφο μερσξηζηνχ PLC δηθηχνπ XT. Έηζη, ππάξρνπλ ηξία μερσξηζηά δίθηπα PLC XT κέζα ζην δίθηπν ρακειήο ηάζεο. Με ηνλ ηξφπν απηφ, ν αξηζκφο ησλ ζπλδξνκεηψλ πνπ δηακνηξάδνληαη ηε δηαζέζηκε ρσξεηηθφηεηα ηνπ δηθηχνπ, κεηψλεηαη. Απνηέιεζκα ηεο θαηάηκεζεο ηνπ δηθηχνπ ζε πνιπάξηζκα δίθηπα PLC είλαη ην κεησκέλν κήθνο απηψλ ζε ζρέζε κε ηα αξρηθά δίθηπα PLC πνπ ιεηηνπξγνχλ ζε αλεμάξηεηνπο ηνκείο ηνπ δηθηχνπ. πλεπψο, ε κεηάδνζε κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί κε ρακειφηεξα ζε ηζρχ ζήκαηα, γεγνλφο πνιχ ζεκαληηθφ εμαηηίαο ησλ πξνβιεκάησλ πνπ παξνπζηάδνληαη ιφγσ ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηαο. Τπάξρεη επίζεο έλαο κηθξφηεξνο αξηζκφο πηζαλψλ ζπλδξνκεηψλ ζε έλαλ ηνκέα ηνπ δηθηχνπ απφ φηη ζην ζπλνιηθφ δίθηπν XT, ελψ ε ρσξεηηθφηεηα ηεο κεηάδνζεο δηακνηξάδεηαη ζε έλα κηθξφηεξν αξηζκφ PLC ζπλδξνκεηψλ. Ζ θαηάηκεζε ηνπ δηθηχνπ δελ πεξηνξίδεηαη κφλν ζε ηκήκαηα απηνχ. Κάζε ηκήκα ηνπ δηθηχνπ παξνρήο XT ζα κπνξνχζε επίζεο λα ιεηηνπξγήζεη σο έλα μερσξηζηφ δίθηπν PLC XT. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα κηα πεξαηηέξσ κείσζε ζην κήθνο ηνπ δηθηχνπ θαη ζηνλ αξηζκφ ησλ ζπλδξνκεηψλ πνπ ζπλδένληαη ζην PLC δίθηπν XT. Πξνθχπηεη ζπλεπψο φηη ηα κεκνλσκέλα δίθηπα PLC κέζα ζην δίθηπν ρακειήο ηάζεο δηαηεξνχλ επίζεο ηε θπζηθή ηνπνινγία δέληξνπ. Κάζε έλα απφ ηα απηφλνκα απηά δίθηπα PLC κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ κε ην WΑΝ ρσξηζηά (εηθφλα 63) αληηπξνζσπεχνληαο αλεμάξηεηα δίθηπα πξφζβαζεο PLC (εηθφλα 64).[2] Δηθόλα 63: Παξάιιεια ζπζηήκαηα πξόζβαζεο PLC κέζα ζε έλα δίθηπν ρακειήο ηάζεο.[2] 77

78 Δηθόλα 64: Αλεμάξηεηα δίθηπα πξόζβαζεο ζην δίθηπν παξνρήο.[2] Μηα άιιε δπλαηφηεηα γηα ηε ζχλδεζε ζην δίθηπν θνξκνχ, είλαη νη ζηαζκνί βάζεσλ λα ρξεζηκνπνηνχλ ην δίθηπν XT σο κέζν κεηάδνζεο γηα ηε ζχλδεζε ζε έλαλ θεληξηθφ ζηαζκφ βάζεο (BS-0, εηθφλα 65), ν νπνίνο ζπλδέεηαη κε ην δίθηπν θνξκνχ, δεκηνπξγψληαο κε απηφλ ηνλ ηξφπν έλα δεχηεξν επίπεδν ηεξαξρίαο. Σα δίθηπα PLC κε πνιιαπιά επίπεδα ηεξαξρίαο κπνξνχλ λα πινπνηεζνχλ κε ηνλ ίδην ηξφπν. Οη ζηαζκνί βάζεο κπνξνχλ είηε λα δηακνηξαζηνχλ ην κέζν κεηάδνζεο γηα ζχλδεζε κε ην αλψηεξν επίπεδν δηθηχνπ ή ν θαζέλαο λα ρξεζηκνπνηήζεη έλα δηαθνξεηηθφ θάζκα ζπρλνηήησλ. Παξφια απηά θαη ζηηο δχν πεξηπηψζεηο ππάξρεη κείσζε ηεο δηαζέζηκεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ δηθηχνπ. Δπνκέλσο, ε πινπνίεζε ηέηνησλ επηπέδσλ ηεξαξρίαο δελ είλαη ζπκθέξνπζα, θαη είλαη επνκέλσο κε αλακελφκελε. Δηθόλα 65: Γίθηπν πξόζβαζεο PLC κε δύν ηεξαξρηθά επίπεδα.[2] ηηο πεξηπηψζεηο φπνπ ε απφζηαζε κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ βάζεο θαη ηνπ θεληξηθνχ ζεκείνπ ζε θάπνην αλψηεξν επίπεδν ηεξαξρίαο είλαη κηθξή, κπνξνχλ λα 78

79 πξαγκαηνπνηεζνχλ πςειφηεξνη ξπζκνί κεηάδνζεο ζην αλψηεξν επίπεδν (π.ρ. δεχηεξν επίπεδν). Δάλ ν ξπζκφο κεηάδνζεο είλαη επαξθήο έηζη ψζηε λα απνδεζκεχζεη φιε ηελ θίλεζε θνξηίνπ απφ φινπο ηνπο ζηαζκνχο βάζεο ηαπηφρξνλα θαη δελ ππάξρεη θακία ζπκθφξεζε ζην αλψηεξν επίπεδν, ε πξαγκαηνπνίεζε επηπέδσλ ηεξαξρίαο ζε ζπζηήκαηα PLC ζα κπνξνχζε λα έρεη θάπνην λφεκα.[2] Δύκτυα με την τεχνικό τησ πύλησ και του επαναλόπτη Ζ απφζηαζε ζηελ νπνία κπνξνχλ λα επεθηαζνχλ ηα δίθηπα PLC XT εμαζθαιίδεη ινγηθνχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πνπ εμαξηψληαη απφ ηελ ηζρχ ηνπ εγρεφκελνπ ζήκαηνο. Αληίζεηα, έλα ζήκα κεγαιχηεξεο ηζρχνο πξνθαιεί ζεκαληηθή ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία ζην PLC δίθηπν. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, ηα PLC δίθηπα ηα νπνία θαιχπηνπλ κεγαιχηεξεο απνζηάζεηο πξνζθέξνπλ ρακεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Δληνχηνηο, ε εγθαηάζηαζε δηθηχσλ PLC πνπ εθηείλνληαη ζε κεγαιχηεξεο απνζηάζεηο θαη εμαζθαιίδνπλ ηθαλνπνηεηηθνχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ είλαη εθηθηή κε ηελ εθαξκνγή κηα ηερληθήο κε επαλαιήπηεο. Ζ εηθφλα 66 παξνπζηάδεη έλα παξάδεηγκα ελφο PLC δηθηχνπ πξφζβαζεο πνπ ρξεζηκνπνηεί επαλαιήπηεο. Σα απνκαθξπζκέλα ηκήκαηα ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ δηθηχνπ ζπλδένληαη ζην ζηαζκφ βάζεο κέζσ επαλαιεπηψλ νη νπνίνη ιακβάλνπλ ην ζήκα θαη έπεηηα αλακεηαδίδνπλ απηφ εληζρπκέλν ζε θάπνην άιιν ηκήκα ηνπ δηθηχνπ. Οη επαλαιήπηεο ιεηηνπξγνχλ θαη ζηηο δχν θαηεπζχλζεηο θαη ρξεζηκνπνηνχλ είηε δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο είηε δηαθνξεηηθά θελά ρξφλνπ ζηα θνληηλά ηκήκαηα ηνπ δηθηχνπ. Δάλ είλαη απαξαίηεην νη ζπλδξνκεηέο κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζην ζηαζκφ βάζεο κέζσ πνιπάξηζκσλ επαλαιεπηψλ. Δμαηηίαο ηνπ γεγνλφηνο φηη έλαο επαλαιήπηεο απνζηέιιεη ηηο πιεξνθνξίεο κφλν κεηαμχ δχν γεηηνληθψλ ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ, ζπκπεξαίλνπκε φηη ην δίθηπν PLC ΥΣ πνπ ρξεζηκνπνηεί επαλαιήπηεο ρξεζηκνπνηεί ηνπο επαλαιήπηεο δηαηεξψληαο ηαπηφρξνλα ηε θπζηθή ηνπνινγία δέληξνπ. Με ηνλ ίδην ηξφπν, έλα PLC δίθηπν ΥΣ κπνξεί λα δηαηξεζεί ζε ππνδίθηπα κε ηε ρξήζε ησλ ππιψλ. ηελ πεξίπησζε απηή, θάζε πχιε ειέγρεη έλα PLC δίθηπν θαη πξαγκαηνπνηεί ηε ζχλδεζε κε ηνλ θεληξηθφ ζηαζκφ βάζεο. Χο εθ ηνχηνπ, νη πχιεο δελ δηαβηβάδνπλ απιά ηα δεδνκέλα κεηαμχ ησλ ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ αιιά επηπιένλ ειέγρνπλ ηα ππνδίθηπα. Παξφια απηά, ηα αλεμάξηεηα ππνδίθηπα έρνπλ επίζεο κηα θπζηθή ηνπνινγία δέληξνπ, φπσο είλαη νη πινπνηήζεηο δηθηχσλ κε πνιπάξηζκα ζπζηήκαηα PLC ζην δίθηπν παξνρήο ρακειήο ηάζεο. Γεληθά, έλαο πξναηξεηηθφο αξηζκφο επαλαιεπηψλ θαη ππιψλ κπνξεί λα εθαξκνζηεί ζε έλα δίθηπν PLC XT δηαηξψληαο απηφ ζε έλα κηθξφηεξα ηκήκαηα. Χζηφζν, έλαο πεξηνξηζηηθφο παξάγνληαο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ησλ πνιπάξηζκσλ ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ είλαη ε παξεκβνιή κεηαμχ ησλ γεηηνληθψλ ηκεκάησλ. Γηα ην ιφγν απηφ έλα 79

80 επξχηεξν θάζκα ζπρλφηεηαο πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη λα δηαηξεζεί κεηαμχ ησλ γεηηνληθψλ ηκεκάησλ, ην νπνίν ζα νδεγήζεη ζηε κείσζε ηεο θνηλήο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ δηθηχνπ φπσο είλαη ζηελ πεξίπησζε ησλ δηθηχσλ ρακειήο ηάζεο κε ηα πνιιαπιά ζπζηήκαηα πξφζβαζεο PLC.[2] Δηθόλα 66: PLC δίθηπν XT κε επαλαιήπηεο ή πύιεο.[2] Ζ εγθαηάζηαζε ησλ ππιψλ θαη ησλ επαλαιεπηψλ πξνθαιεί ζπκπιεξσκαηηθέο δαπάλεο, νη νπνίεο κπνξνχλ λα απνθεπρζνχλ εάλ νη ζηαζκνί βάζεο ιεηηνπξγήζνπλ ζαλ πχιεο ή επαλαιήπηεο. ε κηα αθξαία πεξίπησζε, θάζε ζηαζκφο κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη ηαπηφρξνλα θαη ζαλ επαλαιήπηεο, δηαηξψληαο ην PLC δίθηπν ζε κηθξά ηκήκαηα, ηα νπνία κεηψλνπλ ζεκαληηθά ηελ απαηηνχκελε ηζρχ ηνπ ζήκαηνο θαη ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. Χζηφζν, νη ζηαζκνί πνπ ιεηηνπξγνχλ σο επαλαιήπηεο είλαη πην πνιχπινθνη θαη νη εθαξκνγέο ηνπο απαηηνχλ έλα πεξίπινθν ζχζηεκα δηαρείξηζεο. Δπηπιένλ, νη επαλαιήπηεο πξνθαινχλ πξφζζεηεο θαζπζηεξήζεηο ζηε δηάδνζε εμαηηίαο ηνπ ρξφλνπ επεμεξγαζίαο πνπ απαηηείηαη γηα ηε κεηαηξνπή ηνπ ζήκαηνο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, ν αξηζκφο ππιψλ θαη επαλαιεπηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζην δίθηπν αλακέλεηαη λα πεξηνξηζηεί.[2] Δομό των In-Home PLC δικτύων Τπάξρνπλ νη αθφινπζεο ηξεηο δπλαηφηεηεο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ησλ In-Home PLC δηθηχσλ: Μηα ειεθηξηθή εγθαηάζηαζε εληφο ηεο νηθίαο ρξεζηκνπνηείηαη ζαλ κηα απιή πξνέθηαζε ηνπ PLC κέζνπ κεηάδνζεο πνπ παξέρεηαη απφ ην δίθηπν παξνρήο ρακειήο ηάζεο. Σν εγρψξην PLC δίθηπν ζπλδέεηαη κέζσ κηαο πχιεο κε ην δίθηπν XT, ε ζχλδεζε απηή κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί φρη κφλν κε θάπνην PLC ζχζηεκα αιιά θαη κε νπνηαδήπνηε άιιε επξπδσληθή ηερλνινγία (φπσο DSL). Σν εγρψξην PLC δίθηπν ππάξρεη ζαλ έλα αλεμάξηεην ζχζηεκα. 80

81 ηελ πξψηε πεξίπησζε, ην εγρψξην ειεθηξηθφ δίθηπν απνηειεί ηκήκα ελφο νκνηνγελνχο PLC δηθηχνπ ΥΣ. Σν ηειεπηθνηλσληαθφ ζήκα πνπ κεηαδίδεηαη κέζσ ηνπ δηθηχνπ ρακειήο ηάζεο δελ ζηακαηά ζην κεηξεηή αιιά κπνξεί επίζεο λα κεηαδνζεί ζηελ ειεθηξηθή εγθαηάζηαζεο ηεο νηθίαο. Με ηνλ ηξφπν απηφ, ε ζχλδεζε ζην ζχζηεκα πξφζβαζεο PLC είλαη εθηθηή απφ θάζε ειεθηξηθή πξίδα κέζα ζην ζπίηη. Ζ ειεθηξηθή εγθαηάζηαζε ηεο νηθίαο δηαηεξεί επίζεο ηε θπζηθή ηνπνινγία δέληξνπ. Σν εγρψξην δίθηπν PLC κπνξεί επίζεο λα ζπλδεζεί κέζσ κηαο πχιεο ζε νπνηνδήπνηε δίθηπν XT. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ε πχιε ιεηηνπξγεί ζαλ έλαο ρξήζηεο ζηε πιεπξά ηνπ δηθηχνπ ΥΣ θαη ζαλ ζηαζκφο βάζεο γηα ην εγρψξην δίθηπν. Δάλ ηφζν ην εγρψξην δίθηπν PLC φζν θαη ην δίθηπν ΥΣ PLC ρξεζηκνπνηνχλ PLC ηερλνινγία, ε πχιε ηνπνζεηείηαη ζην κεηξεηή. Απηφ είλαη επίζεο έλα ζεκείν ζην νπνίν νη ηξεηο θάζεηο κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ κεηαμχ ηνπο, θάλνληαο ην δίθηπν ΥΣ δηαζέζηκν ζε θάζε ηκήκα ηεο εζσηεξηθήο ειεθηξηθήο εγθαηάζηαζεο. πλεπψο απηή είλαη κηα επλντθή ζέζε γηα ηελ πχιε εάλ ην δίθηπν πξφζβαζεο πξαγκαηνπνηείηαη απφ θάπνηα άιιε ηερλνινγία. Σα αλεμάξηεηα εγρψξηα PLC δίθηπα πεξηιακβάλνπλ έλα ζηαζκφ βάζεο ν νπνίνο πξαγκαηνπνηεί κηα βαζηθή ιεηηνπξγία γηα φιν ην εγρψξην PLC ζχζηεκα. Μπνξνχκε λα ζεσξήζνπκε φηη ν ζηαζκφο βάζεο ελφο αλεμάξηεηνπ εγρψξηνπ PLC δηθηχνπ βξίζθεηαη ζην κεηξεηή (εηθφλα 67). Αλεμάξηεηα απφ ην είδνο ηνπ εγρψξηνπ PLC δηθηχνπ, απηφ δηαηεξεί ηε θπζηθή ηνπνινγία δέληξνπ, φπσο θαη θάζε άιιν δίθηπν PLC. Δπίζεο εάλ ν ζηαζκφο βάζεο κεηαθηλεζεί ζε θάπνηα άιιε ζέζε ηνπ εγρψξηνπ PLC δηθηχνπ ε θπζηθή ηνπνινγία ηνπ δέληξν παξακέλεη ε ίδηα. Χζηφζν, ην εγρψξηα PLC δίθηπα είλαη ζεκαληηθά πην κηθξά απφ ηα δίθηπα ΥΣ PLC. Κάπνηα εγρψξηα δίθηπα PLC νξγαλψλνληαη κε απνθεληξσκέλν ηξφπν, ν νπνίνο νδεγεί ζηε δνκή δηθηχνπ ρσξίο ζηαζκφ βάζεο. [2] Δηθόλα 67: Σνπνινγία ελόο In-Home PLC δηθηύνπ. [2] 81

82 3.4.5 Πολύπλοκα δύκτυα PLC πσο έρνπκε ήδε αλαθέξεη νη ηνπνινγίεο ησλ PLC δηθηχσλ ΥΣ πξαγκαηνπνηνχληαη κε δηάθνξνπο ηξφπνπο. Αλαιχζακε επηπιένλ ηε ζέζε ελφο ζηαζκνχ βάζεο ζε έλα δίθηπν παξνρήο ρακειήο ηάζεο, ηελ θαηάηκεζε ησλ δηθηχσλ, ηε ρξήζε επαλαιήπηε ή πχιεο θαζψο θαη ηε δνκή ηνπ In-Home PLC. ε έλα πξαγκαηηθφ πεξηβάιινλ, έλα δίθηπν PLC ΥΣ κπνξεί λα πεξηιακβάλεη πνιιά απφ απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά, κε απνηέιεζκα έλα ζχλζεην PLC δίθηπν. ηελ εηθφλα 68, παξνπζηάδνπκε έλα πηζαλφ PLC δίθηπν πνπ θαιχπηεη πνιπάξηζκα δίθηπα ρακειήο ηάζεο θαη πεξηιακβάλεη δηάθνξα ζηνηρεία δηθηχνπ. ε απηφ ππάξρνπλ ηξία δίθηπα παξνρήο, θάζε έλα απφ ηα νπνία έρεη έλα κεηαζρεκαηηζηή πνπ ηξνθνδνηεί πνιινχο θιάδνπο, νη νπνίνη ζπλδένληαη κε έλα κεηαβιεηφ αξηζκφ ρξεζηψλ (πηζαλνί ζπλδξνκεηέο PLC), κε δηαθνξεηηθέο ππθλφηεηεο ρξεζηψλ. Σα δίθηπα παξνρήο είλαη δηαζπλδεδεκέλα γηα λα θαιχςνπλ ηελ πεξίπησζε ζηελ νπνία θάπνηνο κεηαζρεκαηηζηήο ηεζεί εθηφο ιεηηνπξγίαο εμαζθαιίδνληαο κφληκε παξνρή ππεξεζηψλ ζηνπο ρξήζηεο. ε κία θαλνληθή πεξίπησζε, ηα ζεκεία ζχλδεζεο βγαίλνπλ εθηφο ιεηηνπξγίαο, κε απνηέιεζκα λα κελ ππάξρεη ξνή κεηαμχ ησλ δηθηχσλ. Χζηφζν, ηα ζεκεία ζχλδεζεο κπνξνχλ κε ηε ρξήζε ηνπ θαηάιιεινπ εμνπιηζκνχ λα επηηξέςνπλ ηε κεηάδνζε ζεκάησλ πςειψλ ζπρλνηήησλ. Δμαηηίαο ηεο αζχκκεηξεο δηαίξεζεο ησλ δηθηχσλ ησλ ρξεζηψλ, ππάξρεη έλαο ζεκαληηθά κεγαιχηεξνο αξηζκφο ζπλδξνκεηψλ ζην δεχηεξν δίθηπν παξνρήο (εηθφλα 68). Καηά ζπλέπεηα, ην δίθηπν παξνρήο ρσξίδεηαη ζε δχν δίθηπα PLC, δηαηξψληαο ηνπο ζπλδξνκεηέο ζε δχν νκάδεο, νη νπνίεο ειέγρνληαη απφ δχν μερσξηζηνχο ζηαζκνχο βάζεο (BS). Ο έλαο ζηαζκφο βάζεο ηνπνζεηείηαη ζην κεηαζρεκαηηζηή ελψ ν δεχηεξνο ζηα εξκάξηα (street cabinet-sc). ην δεχηεξν δίθηπν ΥΣ, ε ππθλφηεηα ηνπ ζπλδξνκεηή είλαη πνιχ πςειή. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, ηνπνζεηείηαη έλαο αξηζκφο ππιψλ γηα λα ζπλδέζεη ηηο νκάδεο ησλ ζπλδξνκεηψλ ζηνπο ζηαζκνχο βάζεο. Σν ηξίην δίθηπν PLC θαιχπηεη ην ηξίην δίθηπν ΥΣ θαη ν ζηαζκφο βάζεο ηνπ ηνπνζεηείηαη ζην κεηαζρεκαηηζηή. ην δίθηπν απηφ ππάξρεη ε αλάγθε εγθαηάζηαζεο ελφο επαλαιήπηε πνπ ζα εμαζθαιίζεη ηελ παξνρή επηθνηλσληψλ ζηνπο απνκαθξπζκέλνπο ζπλδξνκεηέο.[2] 82

83 Δηθόλα 68: Παξάδεηγκα ελόο πνιύπινθνπ PLC Access δηθηύνπ.[2] Έρνπκε ππνζέζεη φηη ν αξηζκφο ησλ ζπλδξνκεηψλ ζην πξψην δίθηπν παξνρήο είλαη κηθξφο ή ζεκαληηθά κηθξφηεξνο απφ ηνλ αξηζκφ ησλ ζπλδξνκεηψλ ζην δεχηεξν ή ζην ηξίην δίθηπν παξνρήο. πλεπψο, νη ζπλδξνκεηέο απηνί κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζε θάπνην γεηηνληθφ PLC δίθηπν πξφζβαζεο (δίθηπν 1 ή 3) γηα λα κεησζεί ην θφζηνο εγθαηάζηαζεο ελφο επηπξφζζεηνπ ζηαζκνχ βάζεο θαη ηεο ζχλδεζεο απηνχ ζην δίθηπν θνξκνχ. Καηά απηφλ ηνλ ηξφπν, νη ζπλδξνκεηέο ηνπ πξψηνπ δηθηχνπ παξνρήο ζπλδένληαη κεξηθψο ζηα δίθηπα ηνπ πξψηνπ θαη ηνπ ηξίηνπ δηθηπνχ πξφζβαζεο PLC θαη ζηνπο ζηαζκνχο βάζεο ηνπο. Ο επαλαιήπηεο R 1,2 εμαζθαιίδεη ηελ θάιπςε ησλ ζπλδξνκεηψλ νη νπνίνη είλαη καθξηά απφ ην ζηαζκφ βάζεο ή ην PLC δίθηπν 3. ηελ απιή πεξίπησζε ν επαλαιήπηεο R 1,1 δελ είλαη ελεξγφο (είλαη ηνπνζεηεκέλνο κεηαμχ ησλ πεξηνρψλ ηνπ δηθηχνπ παξνρήο 1 πνπ θαιχπηεηαη απφ ηα PLC ζπζηήκαηα 1 θαη 2). Ζ θαηάζηαζε ηεο θπθινθνξίαο ζην δίθηπν πξφζβαζεο δηαθέξεη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο. Οη επηρεηξεζηαθνί ζπλδξνκεηέο είλαη πην ελεξγνί ζηηο ψξεο πξσηλνχ, ελψ νη ηδησηηθνί ζπλδξνκεηέο είλαη πην ελεξγνί ην βξάδπ. Δάλ ππνζέηνπκε φηη νη ζπλδξνκεηέο ζην δίθηπν παξνρήο 3 είλαη θπξίσο ηδηψηεο (εηθφλα 68), θαη φηη 83

84 ππάξρνπλ δηάθνξνη επηρεηξεζηαθνί ζπλδξνκεηέο ζην δίθηπν παξνρήο 2, ηα PLC δίθηπα 1 θαη 2 έρνπλ κεγαιχηεξν θνξηίν θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο θαη ην PLC δίθηπν 3 κεγαιχηεξν ην βξάδπ. Δπνκέλσο, ζα ήηαλ ινγηθφ λα βειηηζηνπνηήζνπκε ην θνξηίν ηνπ δηθηχνπ κεηαμχ ησλ ζπζηεκάησλ πξφζβαζεο PLC, παξέρνληαο επίζεο θαιχηεξε πνηφηεηα ππεξεζηψλ (QoS-Quality of Service) ζην δίθηπν. Έηζη, γηα λα αλαθνπθηζηεί ην PLC δίθηπν 3, έλα κέξνο ησλ PLC ζπλδξνκεηψλ ζην πξψην δίθηπν παξνρήο κπνξεί λα εμππεξεηεζεί απφ PLC δίθηπν πξφζβαζεο 1. ηελ πεξίπησζε απηή, ν επαλαιήπηεο R 1,1 είλαη ελεξγφο, εμαζθαιίδνληαο ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ηνπ πξψηνπ ζηαζκνχ βάζεο θαη ηεο πεξηνρήο πνπ θαιχπηεη ην πξψην δίθηπν παξνρήο, ελψ ν επαλαιήπηεο R 1,2 ηίζεηαη εθηφο ιεηηνπξγίαο. Ζ αιιαγή ζηε δηακφξθσζεο ηνπ PLC δηθηχνπ ζε κηα πεξηνρή κε πνιιά ζπζηήκαηα πξφζβαζεο PLC κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί κε έλαλ δηαθνξεηηθφ ηξφπν, ν νπνίνο εμαξηάηαη απφ δχν παξάγνληεο: ην θνξηίν θίλεζεο θαη ηηο ζπλζήθεο κεηάδνζεο ζην δίθηπν. Δληνχηνηο, γηα λα είλαη ζε ζέζε λα αληηδξάζεη ζηηο ζπλζήθεο αιιαγήο ηνπ δηθηχνπ, ε επαλαδηακφξθσζε πξέπεη λα κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί απηφκαηα. Καηά ζπλέπεηα, ε δηαθχκαλζε ζηε ζπκπεξηθνξά ηνπ ζνξχβνπ ζην πεξηβάιινλ ηνπ δηθηχνπ κπνξεί λα νδεγήζεη ζε αλεπηζχκεηεο ζπλζήθεο κεηάδνζεο νη νπνίεο θαζηζηνχλ ηελ επηθνηλσλία κε ηνπο απνκαθξπζκέλνπο ζπλδξνκεηέο δχζθνιε. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ε νξγάλσζε ησλ επαλαιεπηψλ θαη ε δηαζχλδεζε ησλ δηθηχσλ κπνξνχλ λα αιιάμνπλ γηα λα ιχζνπλ απηφ ην πξφβιεκα. Αθφκε θαη νη επηπιένλ επαλαιήπηεο κπνξνχλ πξνζσξηλά λα ηεζνχλ ζε ιεηηνπξγία γηα λα μεπεξαζηεί ην πξφβιεκα. Να ηνλίζνπκε επίζεο φηη νη ζπλδξνκεηηθνί ζηαζκνί ηνπ δηθηχνπ κπνξνχλ λα ζρεδηαζηνχλ ψζηε λα ιεηηνπξγήζνπλ σο επαλαιήπηεο.[2] 3.5 υςτόματα Αρχιτεκτονικόσ PLC Δικτύων Ο εμνπιηζκφο πξφζβαζεο ζηα PLC απνηειείηαη απφ: ηνπο εγρπηήξεο (ζπγθεληξσηέο), επαλαιήπηεο θαη εμαγσγείο ζεκάησλ. Οη εγρπηήξεο PLC είλαη ζπλδεδεκέλνη ζην δίθηπν θνξκνχ κέζσ νπηηθψλ ηλψλ ή γξακκψλ Σ1 θαη παξεκβάιινληαη πξνο ζην δίθηπν ΜΣ πνπ ηξνθνδνηεί ηελ πεξηνρή ζηελ νπνία εθηείλεηαη ην PLC. Οη γξακκέο ΜΣ κπνξεί λα είλαη ελαέξηεο, αλαξηεκέλεο πάλσ ζε θνιψλεο ή ζακκέλεο ζην έδαθνο ζε ππφγεηα θαιψδηα. Οη ελαέξηνη αγσγνί είλαη αλαξηεκέλνη ζε θνιψλεο θαη ηππηθά βξίζθνληαη 10m πάλσ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Ζ ηξηθαζηθή θαισδίσζε πεξηιακβάλεη ηππηθά έλα θχθισκα δηαλνκήο ΜΣ, πξνεξρφκελν απφ έλαλ ππνζηαζκφ. Απηά ηα θαιψδηα κπνξνχλ λα είλαη ηνπνζεηεκέλα κε δηάθνξνπο ηξφπνπο δηάηαμεο φπσο νξηδφληηα, θάζεηα ή ηξηγσληθά. Ζ γεσκεηξηθή απηή δηάηαμε κπνξεί λα αιιάμεη απφ ηε κία θνιψλα ζηελ επφκελε. Μηα ή πεξηζζφηεξεο γξακκέο θάζεο κπνξνχλ λα δηαθιαδηζηνχλ απφ ηηο ηξηθαζηθέο γξακκέο γηα λα εμππεξεηήζνπλ δηάθνξνπο πειάηεο. Έλαο γεησκέλνο νπδέηεξνο αγσγφο βξίζθεηαη γεληθά θάησ απφ ηνπο αγσγνχο θάζεο θαη κεηαμχ ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ δηαλνκήο πνπ παξέρνπλ ΥΣ ζηνπο θαηαλαισηέο. 84

85 Σα PLC ζήκαηα κπνξνχλ λα εγρένληαη ζηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα ΜΣ: (1) κεηαμχ ησλ αγσγψλ δχν θάζεσλ (2) κεηαμχ ελφο αγσγνχ θάζεο θαη ηνπ νπδέηεξνπ αγσγνχ ή (3) επάλσ ζε κηα εληαία θάζε ή ζηνλ νπδέηεξν αγσγφ. Οη εμαγσγείο ζήκαηνο παξέρνπλ ηε δηεπαθή κεηαμχ ησλ γξακκψλ ΜΣ, πνπ κεηαθέξλνπλ ηα PLC ζήκαηα, θαη ησλ πειαηψλ κέζα ζηελ πεξηνρή πνπ εμππεξεηεί ην δίθηπν PLC (πεξηνρή ππεξεζηψλ). Οη PLC εμαγσγείο ζήκαηνο βξίζθνληαη ζπλήζσο ζε θάζε κεηαζρεκαηηζηή δηαλνκήο ΥΣ ηξνθνδνηψληαο κηα νκάδα ζπηηηψλ. Μεξηθνί εμαγσγείο σζνχλ ηελ ηζρχ ησλ PLC ζεκάησλ γηα λα επηηξέςνπλ ηε κεηάδνζε κέζσ ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ ΥΣ θαη άιινη αλακεηαδίδνπλ ην PLC ζήκα γχξσ απφ ηνπο κεηαζρεκαηηζηέο κέζσ ησλ ζπδεπθηήξσλ ζηηο γεηηνληθέο γξακκέο κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο. Άιια είδε εμαγσγέσλ δηαζπλδένπλ ζπζθεπέο πνπ δελ είλαη PLC φπσο WiFi, νη νπνίεο επεθηείλνπλ ην PLC δίθηπν ζηηο εγθαηαζηάζεηο ησλ πειαηψλ. Γηα ηηο καθξηλέο δηαδξνκέο ησλ θαισδίσλ ΜΣ ε εμαζζέληζε ή ε παξακφξθσζε ησλ ζεκάησλ κπνξεί λα νδεγήζεη ηνπο PLC παξφρνπο ππεξεζηψλ, λα ρξεζηκνπνηήζνπλ επαλαιήπηεο γηα λα δηαηεξήζνπλ ηελ ηζρχ θαη πηζηφηεηα ηνπ ζήκαηνο. Ζ εηθφλα 69 απεηθνλίδεη ηε βαζηθή δνκή ελφο PLC ζπζηήκαηνο πνπ πεξηγξάθεηαη σο έλα θπςεισηφ δίθηπν ζε κία κεγάιε πεξηνρή φπνπ ππάξρνπλ γξακκέο ΜΣ. [12] Δηθόλα 69: Βαζηθή δνκή ελόο PLC ζπζηήκαηνο. [12] 85

86 Δηθόλα 70: Παξάδεηγκα πξαγκαηηθνύ εμνπιηζκνύ.[53] Περιγραφό των PLC υςτημϊτων Ζ ΝΣΗΑ (National Telecommunications and Information Administration) θαζνξίδεη ηξείο δηαθνξεηηθά ζπζηήκαηα δηθηχσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηνπο PLC πξνκεζεπηέο. Απηά ηα ζπζηήκαηα πεξηγξάθνπκε παξαθάησ: χζηεκα 1 Σν ζχζηεκα 1 (εηθφλα 71) ρξεζηκνπνηεί OFDM ηερληθή δηακφξθσζεο γηα λα θαηαλείκεη ην ζήκα PLC ζε έλα κεγάιν εχξνο ζπρλνηήησλ ρξεζηκνπνηψληαο πνιιά θέξνληα ζήκαηα πεξηνξηζκέλνπ εχξνπο. ηνλ PLC εγρπηήξα, δεδνκέλα απφ ην δίθηπν θνξκνχ κεηαηξέπνληαη ζε OFDM ζήκα θαη κεηά εγρένληαη κέζσ ηνπ ζπδεπθηήξα ζε κία θάζε ηεο γξακκήο ΜΣ. Έλαο εγρπηήξαο επίζεο κεηαηξέπεη ηα ζήκαηα PLC ζηηο γξακκέο ΜΣ, ζχκθσλα κε ηε δηακφξθσζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηηο ζπλδέζεηο ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ. Ζ ακθίδξνκε ξνή δεδνκέλσλ κεηαθέξεηαη απφ θαη πξνο ηηο γξακκέο ΥΣ, θάζε κία απφ ηηο νπνίεο ηξνθνδνηεί έλα ζχλνιν ζπηηηψλ, ρξεζηκνπνηψληαο PLC εμαγσγείο πξνθεηκέλνπ λα παξαθακθζνχλ νη κεηαζρεκαηηζηέο ΥΣ. Ο εμαγσγέαο δξνκνινγεί ηα δεδνκέλα θαη θάλεη ηε κεηαηξνπή ηνπ ζήκαηνο απφ ην δίθηπν πξφζβαζεο ζην δίθηπν εζσηεξηθήο εγθαηάζηαζεο. Οη ζπλδξνκεηέο απνθηνχλ πξφζβαζε ζην PLC ζήκα ρξεζηκνπνηψληαο ζπζθεπέο PLC. Πξνθεηκέλνπ λα γίλεη ε κεηαθνξά ζήκαηνο ζε κεγάιε απφζηαζε κεηαμχ ελφο PLC εγρπηήξα θαη δηάθνξνπο 86

87 εμαγσγείο πξέπεη νπσζδήπνηε λα ρξεζηκνπνηεζνχλ επαλαιήπηεο (αλακεηαδφηεο). ην ζχζηεκα 1 ν εγρπηήξαο θαη νη εμαγσγείο ρξεζηκνπνηνχλ ην ίδην εχξνο ζπρλνηήησλ (F1) ζηηο γξακκέο ΜΣ, δηαθνξεηηθφ απφ ην εχξνο ζπρλνηήησλ (F2), ην νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη ζηηο γξακκέο ΥΣ απφ ηνπο PLC ζπλδξνκεηέο. Λφγσ ηεο θνηλήο ρξήζεο ηνπ θαλαιηνχ απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο, γηα λα ειαρηζηνπνηεζεί ν ρξφλνο δηεθδίθεζεο ηνπ θαλαιηνχ ρξεζηκνπνηείηαη ην πξσηφθνιιν πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε αλίρλεπζε θέξνληνο θαη αλίρλεπζε ζχγθξνπζεο (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA-CD). Απηφο ν ηχπνο ζπζηήκαηνο ζρεδηάζηεθε ψζηε λα είλαη αλεθηή ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή αλάκεζα ζε εκηαλεμάξηεηεο γξακκέο PLC ρσξίο λα είλαη αλαγθαία ε ρξήζε απνκνλσηηθψλ θίιηξσλ ζηηο γξακκέο δηαλνκήο θαζψο φιεο νη ζπζθεπέο ζηηο γξακκέο ΜΣ ιεηηνπξγνχλ ζηελ ίδηα δψλε ζπρλνηήησλ. Ζ ηζρχο ηνπ ζήκαηνο πξέπεη λα έρεη ηέηνηα ηηκή ψζηε λα απνθεχγεηαη ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή εμαζθαιίδνληαο ηελ αλεμάξηεηε πινπνίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο ζε δχν ή ηξεηο δηαθνξεηηθέο γεηηνληθέο γξακκέο ΜΣ. Ο πξψηνο ηχπνο ζπζηήκαηνο εηζάγεη ην ζήκα PLC ζε κία θάζε.[12] Δηθόλα 71: PLC ζύζηεκα 1.[12] χζηεκα 2 Καη ζην δεχηεξν ζχζηεκα PLC, ρξεζηκνπνηείηαη ε OFDM δηακφξθσζε. Ζ δηαθνξά απφ ην πξψην ζχζηεκα εληνπίδεηαη ζηνλ ηξφπν πνπ ιακβάλνπλ ην ζήκα νη ζπλδξνκεηέο/θαηαλαισηέο ζηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπο. Αληί λα ρξεζηκνπνηήζνπλ θάπνηα ζπζθεπή πνπ ζα ζπλδέεηαη ζηε ΥΣ, γηα παξάδεηγκα θάπνην PLC κφληεκ, ζην δεχηεξν ζχζηεκα ην PLC ζήκα εμάγεηαη απφ ηε γξακκή ΜΣ θαηά αζχξκαην ηξφπν κε βάζε ην πξσηφθνιιν IEEE a/b/g/n Wi-Fi θαη κεηαδίδεηαη ζηνπο 87

88 ππνινγηζηέο θαη ζηα laptops ησλ ζπλδξνκεηψλ πάιη αζχξκαηα φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 72. Τπάξρνπλ θαη άιιεο ηερλνινγίεο εθηφο απφ ην WiFi πνπ κπνξνχλ επίζεο λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηε ζχλδεζε ησλ ζπζθεπψλ ησλ ζπλδξνκεηψλ κε ην PLC δίθηπν, θνηλφ ζεκείν ησλ νπoίσλ είλαη ην φηη δελ ρξεζηκνπνηνχλ ην δίθηπν ΥΣ. Σν ζχζηεκα 2 ρξεζηκνπνηεί δηαθνξεηηθέο δψλεο ζπρλνηήησλ θαηά ηε κεηάδνζε κέζσ ησλ γξακκψλ ΜΣ. Απηφ γίλεηαη, αθελφο, γηα ην δηαρσξηζκφ ηεο θίλεζεο PLC απφ ην ρξήζηε πξνο ηε γξακκή ΜΣ (upstream) θαη ηεο θίλεζεο απφ ηε γξακκή ΜΣ πξνο ζην ρξήζηε (downstream) θαη, αθεηέξνπ, γηα λα ειαρηζηνπνηεζεί ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή απφ άιιεο γεηηνληθέο κνλάδεο PLC. Αλ ην ζήκα πξφθεηηαη λα δηαλχζεη αξθεηά ρηιηφκεηξα κέρξη λα θζάζεη ζην ζπλδξνκεηή θαη γηα λα αληηζηαζκηζζνχλ νη απνζβέζεηο πνπ πθίζηαηαη, ρξεζηκνπνηνχληαη θαη ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε αλαγελλεηέο/επαλαιήπηεο, ψζηε λα θζάζεη ην ζήκα απφ ηνλ εηζαγσγέα ζηνλ εμαγσγέα ρσξίο αιινηψζεηο. Οη επαλαιήπηεο, φπσο θαη νη εηζαγσγείο, κεηαδίδνπλ θαη ιακβάλνπλ ζήκαηα ζε δηαθνξεηηθέο ξαδηνζπρλφηεηεο θαη ρξεζηκνπνηνχλ δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο απφ απηέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ νη γεηηνληθνί εηζαγσγείο θαη επαλαιήπηεο. Απηή ε δηαδηθαζία επηηξέπεη ηελ απνδνηηθή ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο δηφηη κεηψλεηαη ζην ειάρηζην ε πηζαλφηεηα παξεκβνιψλ απφ γεηηνληθνχο θφκβνπο. ε απηφ ην ζχζηεκα 2 νη αλακεηαδφηεο κπνξνχλ επίζεο λα ιεηηνπξγήζνπλ θαη σο εμαγσγείο αλ ζπλδεζνχλ κε έλα πνκπνδέθηε WiFi. Σν ζχζηεκα 2, ζπδεπγλχεη ηα PLC ζήκαηα ζε κία θάζε ηνπ δηθηχνπ ΜΣ. Δηθόλα 72: PLC ζύζηεκα 2.[12] 88

89 χζηεκα 3 Σν ζχζηεκα 3 PLC ρξεζηκνπνηεί δηαζπνξά επζείαο αθνινπζίαο DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) γηα ηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ ζηε γξακκή ΜΣ. ινη νη ρξήζηεο κέζα ζε θάζε θπςέιε κνηξάδνληαη κηα θνηλή δψλε ζπρλνηήησλ. Λφγσ ηεο θνηλήο ρξήζεο ηνπ θαλαιηνχ απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο, γηα λα ειαρηζηνπνηεζεί ε δηεθδίθεζε ηνπ θαλαιηνχ ρξεζηκνπνηείηαη θαη εδψ ην πξσηφθνιιν πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε αλίρλεπζε θέξνληνο θαη αλίρλεπζε ζχγθξνπζεο CSMA-CD. πσο θαη ζην πξψην ζχζηεκα PLC, απηφο ν ηχπνο ζπζηήκαηνο ζρεδηάζηεθε ψζηε λα αληέρεη δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή αλάκεζα ζε εκηαλεμάξηεηεο γξακκέο PLC, αθνχ φιεο νη ζπζθεπέο ζηε γξακκέο ΜΣ ιεηηνπξγνχλ ζηελ ίδηα δψλε ζπρλνηήησλ. ε κηα δνθηκαζηηθή πινπνίεζε ηνπ ηξίηνπ ζπζηήκαηνο, ν πάξνρνο ησλ ΒPL ππεξεζηψλ εγθαηέζηεζε ζε δχν απφ ηηο ηξεηο θάζεηο ηεο γξακκήο ΜΣ δχν αλεμάξηεηα θαλάιηα PLC.[12] Δηθόλα 73: PLC ζύζηεκα 3.[12] Σν ζχζηεκα 3 απνηειείηαη απφ έλα ζπγθεληξσηή (concentrator/injector) ν νπνίνο παξέρεη ηελ δηεπαθή κηαο T1 ή κηαο νπηηθήο ζχλδεζεο ζην δίθηπν θνξκνχ (internet backbone), έλα αξηζκφ απφ επαλαιήπηεο (repeaters) πνπ ηνπνζεηνχληαη θαηά κήθνο ηεο γξακκήο, έηζη ψζηε λα δηαηεξείηαη ε ηζρχο ηνπ ζήκαηνο ζε ηθαλνπνηεηηθά γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ επίπεδα. Σν ζήκα PLC κέζα απφ ηνπο Μ ΥΣ ηξνθνδνηεί ηηο νκάδεο ησλ ρξεζηψλ πνπ αλαινγνχλ ζηνλ θάζε εμαγσγέα. Σα γεηηνληθά ζπζηήκαηα ηνπ ζπζηήκαηνο 3 επηθνηλσλνχλ, επηθαιχπηνληαη κεηαμχ ηνπο θαη έηζη ηα ηεξκαηηθά PLC πνπ βξίζθνληαη κέζα ζηηο εγθαηαζηάζεηο ησλ ρξεζηψλ (modem) αιιά θαη νη επαλαιήπηεο είλαη ηθαλνί λα επηθνηλσλνχλ κε ηνλ εηζαγσγέα ψζηε λα ηνπο παξέρεη ηελ θαιχηεξε δηαδξνκή γηα ηε ξνή ηεο πιεξνθνξίαο. Σν ζχζηεκα 3 κεηαθέξεη ην 89

90 PLC ζήκα ζηηο γξακκέο ρξεζηκνπνηψληαο έλα δεχγνο ζπδεπθηήξσλ ζε κία θάζε θαη ηνλ νπδέηεξν αγσγφ Μελλοντικϋσ εξελύξεισ των ςυςτημϊτων αρχιτεκτονικόσ Οη θαηαζθεπαζηέο θαη νη πάξνρνη ηεο ηερλνινγίαο PLC πξνζδνθνχλ ζε έλα επξχ θάζκα επηινγήο ππεξεζηψλ πνπ κπνξεί λα πξνζθεξζεί ζηνπο ζπλδξνκεηέο ηνπο. Τςειήο πνηφηεηαο video, ήρνο θαη θσλή πάλσ απφ ην πξσηφθνιιν δηαδηθηχνπ (VoIP) θαη παηρλίδηα ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν πηζαλνινγείηαη φηη ζα απμήζνπλ θαηαθφξπθα ηε δήηεζε ζε θάζκα. Πξνθεηκέλνπ λα δηαζέηεη ζπλδξνκεηήο 1Mbps, ηα PLC ζπζηήκαηα πξέπεη λα ιεηηνπξγνχλ ζε ηαρχηεηεο πάλσ απφ 100Mbps ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο ΜΣ. Ζ PLC ηερλνινγία είλαη έηνηκε λα αληαπνθξηζεί ζηελ πξφθιεζε απηή. Κάπνηνη πξσηνπφξνη ηεο PLC ηερλνινγίαο πξνηείλνπλ ηε ρξήζε ζπρλνηήησλ πςειφηεξσλ ησλ 50MHz. Δληαηηθέο έξεπλεο γίλνληαη γηα ηε ρξήζε ηεο δψλεο απφ 4MHz έσο 130ΜHz, απνθιείνληαο ηηο ζπρλφηεηεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ήδε αδεηνδνηεκέλεο ππεξεζίεο. Μηα ιχζε πνπ έρεη πξνηαζεί ζηελ πξνζπάζεηα κείσζεο ηεο παξεκβνιήο ηεο PLC κεηάδνζεο ζε άιιεο αδεηνδνηεκέλεο ππεξεζίεο είλαη ε θξαγή ηνπ PLC ζήκαηνο ζηηο δψλεο φπνπ ε ιεηηνπξγία ηνπ ζπκπίπηεη κε ηε ρξήζε δεζκεπκέλσλ ζπρλνηήησλ. Σα κειινληηθά ζπζηήκαηα κπνξεί λα είλαη ηθαλά λα επηιχνπλ απηφ ην πξφβιεκα ρσξίο ηελ παξέκβαζε ηνπ δηαρεηξηζηή ηνπ ζπζηήκαηνο. Πξνθεηκέλνπ λα εθαξκνζηεί ε ιχζε απηή παξάιιεια κε ηελ αλάγθε γηα αχμεζε ηνπ θάζκαηνο ηεο PLC ηερλνινγίαο, επηβάιιεηαη ε ρξήζε λέσλ ζρεκάησλ δηακφξθσζεο πνπ ππνζηεξίδνπλ ηε κεγαιχηεξε θαζκαηηθή απφζηαζε ησλ θεξφλησλ.[12] ζν νη απαηηήζεηο ζε ξπζκνχο δεδνκέλσλ θαη ζε θάζκα απμάλνληαη, ππάξρεη πεξίπησζε ηα PLC ζπζηήκαηα λα απαηηνχλ γηα ηε ιεηηνπξγία ηνπο πςειφηεξα επίπεδα ηζρχνο, αιιά φρη απαξαίηεηα ζε πςειφηεξε ππθλφηεηα ηζρχνο απφ απηή πνπ ζήκεξα ηα ζήκαηα εθπέκπνπλ θαη ιακβάλνπλ. Οη PLC πσιεηέο κπνξνχλ λα εθκεηαιιεπηνχλ ηερληθέο πξνζαξκνγήο ηνπ επηπέδνπ ηζρχνο πξνθεηκέλνπ λα δηαηεξήζνπλ έλα ειάρηζην ιφγν ζήκαηνο πξνο ζφξπβν (SNR) ζε φιν ην θάζκα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηα PLC ζπζηήκαηα, παξάιιεια κε ηνλ πεξηνξηζκφ ηεο ηζρχνο εθπνκπψλ ησλ ζεκάησλ PLC. Ζ επίηεπμε απηνχ ηνπ ζηφρνπ αλακέλεηαη λα είλαη απνηέιεζκα ηεο αλάπηπμεο ηνπ κεραληζκνχ ειέγρνπ ηεο PLC ηερλνινγίαο. Ζ εηαηξεία Nortel έρεη αλαπηχμεη θαη έρεη θαηνρπξψζεη έλα θίιηξν πνπ εκπνδίδεη PLC ζήκαηα λα πεξάζνπλ ηαπηφρξνλα κε ΜΣ AC ηζρχ. Ζ ζπλεηή ρξήζε ηέηνησλ θίιηξσλ «κπινθαξίζκαηνο» επηηξέπεη ηε βέιηηζηε θαηάηκεζε ησλ PLC δηθηχσλ ζε θπςέιεο/θχηηαξα, δηάθνξσλ κεγεζψλ, πνπ έρνπλ ρακειή δηαθαλαιηθή παξεκβνιή απφ γεηηνληθέο θπςέιεο/θχηηαξα. Απηφ επηηξέπεη κεγαιχηεξε επαλαρξεζηκνπνίεζε ηεο ζπρλφηεηαο απ φηη ήδε δηαηίζεηαη. 90

91 Μηα άιιε PLC ηερλνινγία ρξεζηκνπνηεί κε δαλεηνδνηεκέλεο δψλεο ησλ 2.4 GHz θαη 5.8 Ghz. Μηα εθαξκνγή, πνπ ρξεζηκνπνηεί δηάθνξα ζχλνια chip ησλ πξσηνθφιισλ IEEE b/g WiFi, έρεη ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα θαηαδείμεη ηελ ηδέα ηεο κεηαθνξάο ησλ ζηνηρείσλ κέζσ θαισδίσλ ΜΣ κε ξπζκνχο πνπ ππεξβαίλνπλ ηα 200 Mbps. Δληνχηνηο, θαλέλα ζπκβαιιφκελν κέξνο πνπ αξρεηνζεηείηαη δελ ππνζηεξίδεη φηη απηή ε ηερλνινγία θαη απηέο νη ζπρλφηεηεο πξέπεη λα εμεηαζηνχλ ζηηο PLC ελέξγεηεο.[12] 3.6 PLC ςτενόσ και ευρεύασ ζώνησ Σέινο είλαη ζεκαληηθφ λα αλαθεξζνχκε ζηηο δχν θαηεγνξίεο ησλ PLC ζπζηεκάησλ φπσο απηέο δηακνξθψλνληαη απφ θάζκα ζπρλφηεηαο πνπ απηέο ρξεζηκνπνηνχλ. Έηζη πξνθχπηνπλ ζπζηήκαηα PLC ζηελήο θαη επξείαο δψλεο. PLC ηελήο Εψλεο Σα δίθηπα PLC ζηελήο δψλεο ιεηηνπξγνχλ κέζα ζην θάζκα ζπρλφηεηαο πνπ δηεπθξηλίδεηαη απφ ηνπο θαλφλεο ηεο CENELEC (πίλαθαο 1). Απηφ ην θάζκα ζπρλφηεηαο δηαηξείηαη ζε ηξεηο δψλεο: ηελ Α, πνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηηο εγθαηαζηάζεηο παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ησλ ππεξεζηψλ πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ ελέξγεηα, ηε Β θαη ηε C, νη νπνίεο παξέρνληαη γηα ηδησηηθή ρξήζε. Οη δψλεο ζπρλφηεηαο Β θαη C ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε απηνκαηηζκνχ θηηξίσλ θαη ζπηηηψλ. ήκεξα, ηα PLC ζπζηήκαηα ζηελήο δψλεο παξέρνπλ ξπζκνχο κεηάδνζεο κεξηθψλ εθαηνληάδσλ bps. Ζ κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ δχν PLC κφληεκ κπνξεί λα είλαη κέρξη 1ρικ. Γηα ηελ επέθηαζε ζε κεγαιχηεξεο απνζηάζεηο, είλαη απαξαίηεην λα εθαξκνζηεί κηα ηερληθή επαλαιεπηψλ.[2] Πίλαθαο 1: Εώλεο CENELEC γηα PLC ζπζηήκαηα ζηελήο δώλεο. Εώλε Δύξνο ζπρλόηεηαο (khz) Μέγηζην πιάηνο κεηάδνζεο (V) Τπνδήισζε ρξήζηε A Πάξνρνη ελέξγεηαο (utilities) B Οηθία C Οηθία Σα ζπζηήκαηα PLC ζηελήο δψλεο εθαξκφδνπλ ηερληθέο δηακφξθσζεο ζηελήο θαη επξείαο δψλεο. Σα πξψηα δίθηπα PLC ζηελήο δψλεο έρνπλ πξαγκαηνπνηεζεί κε δηακφξθσζε ASK (Amplitude Shift Keying). Ζ ASK δελ είλαη ζηαζεξή ελάληηα ζηηο δηαηαξαρέο θαη επνκέλσο, δελ είλαη θαηάιιειε γηα ηελ εθαξκνγή ζηα PLC δίθηπα. Απφ ηελ άιιε πιεπξά ε BPSK (Binary Phase Shift Keying) είλαη κία ζηαζεξή κέζνδνο επνκέλσο είλαη θαηαιιειφηεξε γηα εθαξκνγή ζηα PLC δίθηπα. Δληνχηνηο, ε 91

92 αλίρλεπζε θάζεο, πνπ είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ηεο BPSK, θαίλεηαη λα είλαη ζχλζεηε θαη ηα ζπζηήκαηα πνπ βαζίδνληαη ζε απηή ηελ κέζνδν ζπλήζσο δελ ρξεζηκνπνηνχληαη. Σα πεξηζζφηεξα πξφζθαηα PLC ζπζηήκαηα ζηελήο δψλεο εθαξκφδνπλ ηελ FSK (Frequency Shift Keying) θαη αλακέλεηαη φηη ε BPSK ζα ρξεζηκνπνηεζεί ζηα κειινληηθά ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ. [2] Σερληθέο δηακφξθσζεο επξείαο δψλεο ρξεζηκνπνηνχληαη επίζεο ζηα ζπζηήκαηα PLC ζηελήο δψλεο. Σα πιενλεθηήκαηα ηεο δηακφξθσζεο επξείαο δψλεο είλαη ε αλζεθηηθφηεηα ελάληηα ζηνλ ζφξπβν ζηελήο δψλεο θαη ε επηιεθηηθή εμαζζέληζε. Μία επηπιένλ ηερληθή κεηάδνζεο, πνπ ρξεζηκνπνηείηαη επίζεο ζην PLC ζχζηεκα ζηελήο δψλεο, είλαη ε δηακφξθσζε OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Μηα πνιχ ζεκαληηθή πεξηνρή εθαξκνγψλ ησλ PLC ζπζηεκάησλ ζηελήο δψλεο είλαη ν απηνκαηηζκφο θηηξίσλ θαη ζπηηηψλ (εηθφλα 74). Ο απηνκαηηζκφο θηηξίσλ είλαη κηα ραξαθηεξηζηηθή εζσηεξηθή εθαξκνγή ησλ PLC ζπζηεκάησλ ζηελήο δψλεο, κε ηηο ππεξεζίεο ελέξγεηαο λα ζπλαληψληαη πην ζπρλά. Σα ζπζηήκαηα απηνκαηηζκνχ πνπ βαζίδνληαη ζηα PLC φρη κφλν ρξεζηκνπνηνχληαη ζηα κεγάια θηίξηα αιιά ζπλαληψληαη ζπρλά θαη ζε ηδησηηθά λνηθνθπξηά γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε δηάθνξσλ ππεξεζηψλ απηνκαηηζκνχ. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, κηιάκε πιένλ κε ηνλ φξν «έμππλν ζπίηη» (πνπ αλαιχεηαη ζην θεθάιαην Τπεξεζίεο). Δηθόλα 74: Γνκή ζπζηήκαηνο απηνκαηηζκνύ κε ρξήζε PLC ζηελήο δώλεο. [2] πσο δηεπθξηλίδεηαη ζην πξφηππν CENELEC, νη εγθαηαζηάζεηο παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ηε δψλε Α γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ησλ ππεξεζηψλ ζρεηηθψλ κε ηελ ελέξγεηα. Καηά απηφλ ηνλ ηξφπν, κία εγθαηάζηαζε ηζρχνο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη ην PLC γηα λα πξαγκαηνπνηήζεη ηηο εζσηεξηθέο επηθνηλσλίεο κεηαμχ ηνπ θέληξνπ ειέγρνπ θαη ησλ δηαθνξεηηθψλ ζπζθεπψλ ηεο, εμαζθαιίδνληαο ιεηηνπξγίεο ηειερεηξηζκνχ, ρσξίο ηελ θαηαζθεπή πξφζζεηνπ δηθηχνπ ηειεπηθνηλσληψλ (εηθφλα 75). [2] 92

93 PLC επξείαο δψλεο: Σα επξπδσληθά ζπζηήκαηα PLC παξέρνπλ ζεκαληηθά πςειφηεξνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο (πάλσ απφ 2 Mbps) απφ ηα ζπζηήκαηα PLC ζηελήο δψλεο. Σα δίθηπα ζηελήο δψλεο κπνξνχλ λα πξαγκαηνπνηήζνπλ κφλν έλαλ κηθξφ αξηζκφ θαλαιηψλ θσλήο θαη κεηάδνζεο δεδνκέλσλ κε ρακεινχο ξπζκνχο. κσο, ηα επξπδσληθά δίθηπα PLC πξνζθέξνπλ ηελ πξαγκαηνπνίεζε πνιππινθφηεξσλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ, πνιιαπιέο ζπλδέζεηο θσλήο, γξήγνξε κεηάδνζε δεδνκέλσλ, κεηαθνξά ηειενπηηθψλ ζεκάησλ θαη ππεξεζίεο ζηελήο δψλεο. Δπνκέλσο, ηα επξπδσληθά ζπζηήκαηα PLC ζεσξνχληαη κία ηθαλή ηερλνινγία ηειεπηθνηλσληψλ. Δηθόλα 75: Κεληξηθή δνκή ελόο PLC ζπζηήκαηνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ππεξεζίεο ελέξγεηαο.[2] Ζ αμηνπνίεζε ησλ επξπδσληθψλ PLC νδεγεί ζηε δεκηνπξγία νηθνλνκηθά απνδνηηθψλ δηθηχσλ ηειεπηθνηλσλίαο ρσξίο ηελ ηνπνζέηεζε λέσλ εγθαηαζηάζεσλ. Σα δίθηπα παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο δελ ζρεδηάζηεθαλ γηα ηε κεηαθνξά πιεξνθνξηψλ θαη ππάξρνπλ κεξηθνί πεξηνξηζηηθνί παξάγνληεο ζηελ εθαξκνγή ηεο επξπδσληθήο ηερλνινγίαο PLC. Δπνκέλσο, νη απνζηάζεηο πνπ κπνξνχλ λα θαιπθζνχλ, θαζψο επίζεο θαη νη ξπζκνί κεηάδνζεο πνπ κπνξνχλ λα επηηεπρζνχλ απφ ηα PLC ζπζηήκαηα, είλαη πεξηνξηζκέλεο. Μηα πνιχ ζεκαληηθή πηπρή γηα ηελ εθαξκνγή ηνπ επξπδσληθνχ PLC είλαη απηή ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηάο (EMC). Γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ηνπ επξπδσληθνχ PLC απαηηείηαη έλα ζεκαληηθά επξχηεξν θάζκα ζπρλφηεηαο (κέρξη 30MHz), ην νπνίν παξέρεηαη απφ ηηο δψλεο CENELEC. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, έλα δίθηπν PLC ιεηηνπξγεί σο θεξαία πνπ γίλεηαη πεγή ζνξχβνπ γηα άιια ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ πνπ ιεηηνπξγνχλ ζην ίδην θάζκα ζπρλφηεηαο (π.ρ. δηάθνξεο ξάδην ππεξεζίεο). Λφγσ απηνχ, ηα επξπδσληθά ζπζηήκαηα PLC πξέπεη λα 93

94 ιεηηνπξγνχλ κε πεξηνξηζκέλε ηζρχ ζεκάησλ, ε νπνία κεηψλεη ηελ απφδνζή ηνπο (ξπζκνχο κεηάδνζεο, απνζηάζεηο).[2] Ζ ηερλνινγία PLC ΜΣ ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ζπλδέζεσλ απφ ζεκείν ζε ζεκείν (Point-to-Point) γεθπξψλνληαο απνζηάζεηο κεξηθψλ εθαηνληάδσλ κέηξσλ. Υαξαθηεξηζηηθνί ηνκείο εθαξκνγήο ηέηνησλ ζπζηεκάησλ είλαη ε ζχλδεζε δηθηχσλ ηνπηθήο πεξηνρήο (ηνπηθφ LAN), κεηαμχ θηηξίσλ ή κέζα ζε κηα παλεπηζηεκηνχπνιε, ή ε ζχλδεζε θεξαηψλ θαη ζηαζκψλ βάζεο ησλ θπςεινεηδψλ ζπζηεκάησλ επηθνηλσλίαο ζην δίθηπν θνξκνχ (Backbone). Ζ ηερλνινγία PLC XT ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ πινπνίεζε ηειεπηθνηλσληψλ ηνπ «ηειεπηαίνπ κηιηνχ», φπσο απνθαινχληαη ηα δίθηπα πξφζβαζεο. ε αληίζεζε κε ηα ζπζηήκαηα PLC ζηελήο δψλεο, δελ ππάξρεη θαλέλα δηεπθξηληζκέλν πξφηππν πνπ ηζρχεη γηα ηα επξπδσληθά δίθηπα PLC.[2] 94

95 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 4: ΣΕΦΝΙΚΑ ΦΑΡΑΚΣΗΡΙΣΙΚΑ ΚΑΙ ΠΡΟΚΛΗΕΙ 4.1 Χαρακτηριςτικϊ του PLC διαύλου μετϊδοςησ Έλα ζχζηεκα κεηάδνζεο ζε έλα ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν πξέπεη λα κεηαηξέςεη ηελ ξνή ησλ δεδνκέλσλ ηεο πιεξνθνξίαο ζε κία θαηάιιειε κνξθή πξηλ γίλεη ε έγρπζε ζην ηειεπηθνηλσληαθφ θαλάιη (ή ην κέζν κεηάδνζεο). πσο φια ηα ππφινηπα ηειεπηθνηλσληαθά θαλάιηα, ην PLC κέζν εηζάγεη εμαζζέληζε θαη κεηαηφπηζε θάζεο ζηα ζήκαηα. Δπηπιένλ, ην κέζν PLC αξρηθά έρεη ζρεδηαζηεί κφλν γηα ηε κεηαθνξά ελέξγεηαο θαη γηα ην ιφγν απηφ πνιιέο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο θαη κεραλήκαηα ζπλδένληαη ζε απηφ. Ζ ιεηηνπξγία απηή ηνπ δηθηχνπ παξνρήο θαζηζηά ην ειεθηξηθφ δίθηπν αθαηάιιειν γηα ηε κεηαθνξά ηειεπηθνηλσληαθψλ ζεκάησλ. Παξαθάησ ινηπφλ ζα παξνπζηάζνπκε ην ηειεπηθνηλσληαθφ θαλάιη θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ. Δμαηηίαο ησλ αζπλερεηψλ ζηελ εκπέδεζε πνπ ραξαθηεξίδνπλ ην PLC κέζν, ηα ζήκαηα αλαθιψληαη αξθεηέο θνξέο, ην νπνίν έρεη ζαλ απνηέιεζκα κία πνιπνδηθή κεηάδνζε, έλα θαηλφκελν ην νπνίν είλαη αξθεηά γλσζηφ ζηα αζχξκαηα πεξηβάιινληα.[2] Χαρακτηριςτικό του καναλιού Σν ειεθηξηθφ δίθηπν είλαη έλα αζηαζέο θαλάιη κεηάδνζεο εμαηηίαο ηεο δηαθνξάο ζηελ εκπέδεζε ε νπνία πξνθαιείηαη απφ ηηο δηάθνξεο ζπζθεπέο νη νπνίεο ζπλδένληαη ζε απηφ κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ πξηδψλ. Καζψο απηφ έρεη ζρεδηαζηεί γηα ηε δηαλνκή ελέξγεηαο θαη φρη γηα ηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ, ππάξρνπλ ζην θαλάιη αλεπηζχκεηα ραξαθηεξηζηηθά φπσο ν ζφξπβνο θαη ε εμαζζέληζε. Δπεηδή ηα ραξαθηεξηζηηθά απηά πνηθίινπλ αλάινγα κε ην ρξφλν, ην ειεθηξηθφ δίθηπν κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ έλα πνιπνδηθφ θαλάιη ην νπνίν πξνθαιείηαη απφ ηηο αλαθιάζεηο πνπ δεκηνπξγνχληαη ζηνπο θιάδνπο ησλ θαισδίσλ ιφγσ ησλ αζπλερεηψλ ηεο εκπέδεζεο. Ζ εκπέδεζε ησλ ειεθηξηθψλ θαλαιηψλ πνπ πνηθίιεη αλάινγα κε ηε ζπρλφηεηα εμαξηάηαη ζε κεγάιν βαζκφ απφ ηνλ ηχπν ηεο ζέζεο θαη θπκαίλεηαη απφ κεξηθά ohms έσο κεξηθά kiloohms. Ζ εκπέδεζε εμαξηάηαη θπξίσο απφ ηε ραξαθηεξηζηηθή εκπέδεζε ησλ θαισδίσλ, ηελ ηνπνινγία ηνπ ηκήκαηνο ηνπ δηθηχνπ πνπ κειεηάκε θαη ηε θχζε ησλ ζπλδεδεκέλσλ ειεθηξηθψλ θνξηίσλ. ηαηηζηηθή αλάιπζε θάπνησλ κεηξήζεσλ πνπ έρνπλ πξαγκαηνπνηεζεί δείρλεη φηη ζρεδφλ πέξα απφ νιφθιεξν ην θάζκα ε κέζε ηηκή ηεο εκπέδεζεο είλαη κεηαμχ 100Χ~150Χ. Χζηφζν, θάησ απφ 2MHz, ε κέζε απηή ηηκή ηείλεη λα κεησζεί ζε ρακειφηεξεο ηηκέο κεηαμχ 30Χ~100Χ. Δμαηηίαο ηεο δηαθνξάο απηήο ζηελ εκπέδεζε, ε αλαληηζηνηρία πξηλ θαη κεηά ηε ζχδεπμε θαη νη απψιεηεο ζηε κεηάδνζε είλαη έλα ζπλεζηζκέλν θαηλφκελν ζηα PLC δίθηπα. [2] Έρνπλ πξνηαζεί δηάθνξνη ηξφπνη πξνζέγγηζεο γηα λα πεξηγξάςνπλ ην κνληέιν θαλαιηνχ ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο. Μία πξψηε πξνζέγγηζε πεξηιακβάλεη ηε 95

96 ζεψξεζε ηνπ PLC κέζνπ ζαλ έλα πνιπνδηθφ θαλάιη εμαηηίαο ηεο πνιπνδηθήο θχζεο ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ -πνπ πξνθχπηεη απφ ηελ παξνπζία πνιπάξηζκσλ θιάδσλθαη ηελ αλαληηζηνηρία ηεο εκπέδεζεο ε νπνία πξνθαιεί αξθεηέο αλαθιάζεηο ζήκαηνο. Αλ θαη γηα ηελ πξνζέγγηζε απηή, ηελ νπνία αλαιχνπκε ζην θνκκάηη απηφ, έρεη απνδεηρζεί φηη ππάξρεη θαιή αληηζηνηρία κεηαμχ ηνπ ζεσξεηηθνχ κνληέινπ θαη ησλ κεηξήζεσλ, πξέπεη λα ηνλίζνπκε φηη έρεη θαη δχν βαζηθά κεηνλεθηήκαηα. Πξψηνλ, έρνπκε έλα κεγάιν ππνινγηζηηθφ θφζηνο γηα ηελ εθηίκεζε ηεο θαζπζηέξεζεο, ηνπ πιάηνπο θαη ηεο θάζεο πνπ ζρεηίδνληαη κε θάζε κνλνπάηη. Γεχηεξνλ, αθνχ πξφθεηηαη γηα κία πξνζέγγηζε ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ, είλαη επίζεο απαξαίηεην λα ιάβνπκε ππφςε ην κεγάιν αξηζκφ ησλ κνλνπαηηψλ πνπ ζρεηίδνληαη κε φιεο ηηο πηζαλέο αλαθιάζεηο απφ ηηο αηαίξηαζηεο απνιήμεηο ησλ γξακκψλ. [2] Χαρακτηριςτικϊ του PLC καλωδύου Μετϊδοςησ. Ζ δηάδνζε ησλ ζεκάησλ κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ έρεη σο απνηέιεζκα κηα εμαζζέληζε, ε νπνία απμάλεηαη κε ην κήθνο ηεο γξακκήο θαη ηε ζπρλφηεηα. Ζ εμαζζέληζε απηή είλαη ζπλάξηεζε ηεο ραξαθηεξηζηηθήο εκπέδεζεο ηεο γξακκήο Z L θαη ηεο ζηαζεξάο δηάδνζεο γ. Οη δχν απηνί φξνη ραξαθηεξίδνληαη απφ ηηο αθφινπζεο πξσηεχνπζεο παξακέηξνπο: R αληίζηαζε αλά κνλάδα κήθνπο, G αγσγηκφηεηα αλά κνλάδα κήθνπο, L απηεπαγσγή αλά κνλάδα κήθνπο θαη C ρσξεηηθφηεηα αλά κνλάδα κήθνπο, ελψ είλαη εμαξηεκέλνη απφ ηε ζπρλφηεηα, φπσο παξαηεξνχκε απφ ηηο δχν παξαθάησ ζρέζεηο: θαη Θεσξψληαο κία αληίζηνηρε γξακκή κεηαθνξάο, ε νπνία ηζνδπλακεί κφλν κε δηάδνζε ηνπ θχκαηνο απφ ηελ πεγή ζηνλ πξννξηζκφ, ε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ηεο γξακκήο κήθνπο l είλαη ε εμήο: ε δηαθνξεηηθέο κεηξήζεηο θαη κειέηεο ησλ ηδηνηήησλ ησλ ειεθηξηθψλ θαισδίσλ, ζπκπεξάλακε φηη R (f)<< 2πf L (f) θαη G (f)<<2πf C(f) εάλ ζεσξήζνπκε κπάληα ζπρλνηήησλ γηα ην PLC 1MHz~30MHz. Δπηπιένλ, ε εμάξηεζε ησλ L θαη C 96

97 ζεσξείηαη ακειεηέα έηζη ψζηε ε ραξαθηεξηζηηθή εκπέδεζε Z L θαη ε ζηαζεξά δηάδνζεο γ λα πξνζδηνξηζηνχλ απφ ηηο αθφινπζεο πξνζεγγίζεηο: θαη Γηα λα βξνχκε ηελ έθθξαζε γηα ην πξαγκαηηθφ κέξνο Re{} ηεο ζηαζεξάο δηάδνζεο ζαλ κηα απεπζείαο ζπλάξηεζε ηεο ζπρλφηεηαο f, αληηθαζηζηνχκε ην R (f) κε ηελ παξαθάησ εμίζσζε, ζηελ νπνία ην κ 0 θαη ε ζηαζεξά k αλαπαξηζηνχλ ηε ζηαζεξά δηαπεξαηφηεηαο θαη αγσγηκφηεηαο αληίζηνηρα, ελψ ην r ηελ αθηίλα ηνπ θαισδίνπ. Οη κεηξήζεηο έδεημαλ φηη G (f)~f θαη απηφ αληηθαζίζηαηαη επίζεο ζηελ έθθξαζε ηνπ πξαγκαηηθφ κέξνο: πλνςίδνληαο ηηο παξακέηξνπο ηνπ θαισδίνπ (Z L,r θηι) ζηηο ζηαζεξέο k 1,k 2 θαη k 3, ην πξαγκαηηθφ θαη ην θαληαζηηθφ κέξνο ηεο ζηαζεξάο δηάδνζεο κπνξεί λα εθθξαζηεί σο εμήο: Σα απνηειέζκαηα ηα νπνία ιάβακε απφ ηηο δηάθνξεο κεηξήζεηο πνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ γηα ηελ απψιεηα ζηε δηάδνζεο ηα ζπγθξίλακε κε ηηο ηηκέο πνπ ιάβακε απφ ηε ζρέζε (9), έπεηηα έγηλε κία πξνζέγγηζε κε ζθνπφ λα ιάβνπκε κηα ζρέζε ε νπνία αλαπαξηζηά ηε πξαγκαηηθή ζπκπεξηθνξά ηεο απψιεηαο φζνλ αθνξά ηε δηάδνζε ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο. Παξαθάησ παξνπζηάδνπκε ηε ζρέζε απηή, ζηελ νπνία ηα α 0,α 1 θαη k είλαη ζηαζεξέο.[2] Δάλ νη απψιεηεο ζηε δηάδνζε πνπ ππνινγίζηεθαλ παξαπάλσ παξηζηάλνπλ ηελ απψιεηα ηνπ κέζνπ αλά κνλάδα κήθνπο, ηφηε ε εμαζζέληζε ηνπ κέζνπ είλαη κία 97

98 ζπλάξηεζε ηνπ κήθνπο l. Με ηελ θαηάιιειε επηινγή ησλ παξακέηξσλ εμαζζέληζεο α 0,α 1 θαη k αλαπαξηζηάλνπκε ην πιάηνο ηεο ζπλάξηεζεο ηνπ θαλαιηνχ κεηάδνζεο: Μοντϋλο του καναλιού PLC Δθηφο ηεο εμαξηψκελεο απφ ηε ζπρλφηεηα εμαζζέληζε ε νπνία ραξαθηεξίδεη ην ειεθηξηθφ θαλάιη, βαζηέο εγθνπέο ζηελήο δψλεο ζπκβαίλνπλ ζηελ ζπλάξηεζε κεηαθνξάο, νη νπνίεο κπνξνχλ λα εμαπισζνχλ ζε νιφθιεξν ην θάζκα ζπρλνηήησλ. Οη εγθνπέο απηέο πξνθαινχληαη απφ πνιπάξηζκεο αλαθιάζεηο ησλ αζπλερεηψλ εκπέδεζεο. Σν κήθνο ηεο απφθξηζεο ησλ παικψλ θαη ν αξηζκφο ησλ κεγίζησλ κπνξνχλ λα πνηθίινπλ αλάινγα κε ην πεξηβάιινλ. Ζ ζπκπεξηθνξά απηή κπνξεί λα πεξηγξαθεί ζαλ «echo model» ηνπ θαλαιηνχ φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 76. Δηθόλα 76: Σν echo model αλαπαξηζηά ην πνιπνδηθό κνληέιν ηνπ PLC θαλαιηνύ. [2] χκθσλα κε ην echo model, θάζε κεηαδηδφκελν ζήκα κπνξεί λα θηάζεη ζην δέθηε απφ Ν δηαθνξεηηθά κνλνπάηηα. Κάζε κνλνπάηη i νξίδεηαη απφ κία ζπγθεθξηκέλε θαζπζηέξεζε η i θαη έλα ζπγθεθξηκέλν παξάγνληα θαζπζηέξεζεο C i. Σν θαλάιη PLC κπνξεί λα πεξηγξαθεί απφ κηα θξνπζηηθή απφθξηζε h(t) φπσο θαίλεηαη παξαθάησ: Ζ ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο γξάθεηαη σο εμήο: 98

99 πνπ ην g i είλαη έλαο παξάγνληαο βάξνπο πνπ παξηζηάλεη ην πξντφλ ηεο αλάθιαζεο θαη ηνπο παξάγνληεο κεηάδνζεο θαηά κήθνο ηνπ κνλνπαηηνχ. Ζ κεηαβιεηή η i παξηζηάλεη ηελ θαζπζηέξεζε πνπ εηζάγεηαη απφ ην κνλνπάηη i θαη ππνινγίδεηαη δηαηξψληαο ην κήθνο ηνπ κνλνπαηηνχ l i κε ηε ηαρχηεηα θάζεο v p. Αληηθαζηζηψληαο ηελ εμαζζέληζε ηνπ κέζνπ Α(f,l i ) κε ηελ έθθξαζε ηεο ζρέζεο 12 πξνθχπηεη ε ηειηθή ζρέζε ηνπ κνληέινπ ηνπ PLC θαλαιηνχ, πνπ θαιχπηεη θαη ηα ηξία ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ, δειαδή, ηελ εμαζζέληζε, ηηο δηαθπκάλζεηο ηεο εκπέδεζεο θαη ηα πνιπνδηθά απνηειέζκαηα. Ζ ζρέζε απηή απνηειείηαη απφ έλαλ παξάγνληα βάξνπο, έλαλ παξάγνληα εμαζζέληζεο θαη έλα παξάγνληα θαζπζηέξεζεο: 4.2 Ηλεκτρομαγνητικό ςυμβατότητα ςτα PLC ςυςτόματα Ζ ηερλνινγία PLC ρξεζηκνπνηεί ην ειεθηξηθφ δίθηπνγηα ηε κεηάδνζε ησλ ζεκάησλ. Ζ έγρπζε ησλ PLC ζεκάησλ ζηα ειεθηξηθά θαιψδηα έρεη σο απνηέιεζκα ηελ αθηηλνβνιία ελφο ειεθηξνκαγλεηηθνχ πεδίνπ ζην πεξηβάιινλ, ηα ειεθηξηθά ινηπφλ θαιψδηα ζπκπεξηθέξνληαη σο θεξαίεο. Σν πεδίν απηφ ζεσξείηαη δηαηαξαρή γηα ην πεξηβάιινλ θαη γηα ην ιφγν απηφ δελ πξέπεη λα μεπεξάζεη νξηζκέλα φξηα, έηζη ψζηε λα επηηεπρζεί ε ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα (electromagnetic compatibility- EMC). Με ηνλ φξν ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα ελλννχκε φηη ην ζχζηεκα PLC πξέπεη λα ιεηηνπξγεί ζε έλα πεξηβάιινλ ρσξίο λα πξνθαιεί δηαηαξαρέο ζηε ιεηηνπξγία ησλ άιισλ ζπζηήκαηα πνπ ππάξρνπλ ζε απηφ. ηελ ελφηεηα απηή, αθνχ δψζνπκε έλα αθξηβή νξηζκφ γηα ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα, έπεηηα ζα νξίζνπκε ηα ζπγθεθξηκέλα ραξαθηεξηζηηθά απηήο. Καηφπηλ ζα ζπδεηήζνπκε δχν ηξφπνπο γηα ηελ ηαμηλφκεζε ηεο. [2] Επεξόγηςη όρων τησ ηλεκτρομαγνητικόσ ςυμβατότητασ Ζιεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα είλαη ε ηθαλφηεηα κίαο ζπζθεπήο ή ελφο ζπζηήκαηνο λα ιεηηνπξγεί ηθαλνπνηεηηθά ρσξίο ηελ εηζαγσγή έληνλσλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ δηαηαξαρψλ κε ηε κνξθή παξεκβνιψλ ζε άιια ζπζηήκαηα (ή αθφκα θαη ζην ίδην), ηα νπνία ιεηηνπξγνχλ ζην ίδην πεξηβάιινλ. Ζιεθηξνκαγλεηηθή ζπκβνιή ζεκαίλεη αξκνλία κε ηα ππφινηπα ζπζηήκαηα θαη γηα ηνλ ιφγν απηφ πξέπεη λα κειεηήζνπκε ηα αθφινπζα δχν ραξαθηεξηζηηθά: Ηθαλνπνηεηηθή ιεηηνπξγία, ζεκαίλεη φηη ν εμνπιηζκφο πξέπεη λα είλαη αλζεθηηθφο ζηα ππφινηπα ζπζηήκαηα. Ο εμνπιηζκφο δελ πξέπεη λα είλαη 99

100 επεπεξέαζηνο απφ ηα ειεθηξνκαγλεηηθά ζήκαηα ησλ ππφινηπσλ εμνπιηζκψλ πνπ ππάξρνπλ ζην ίδην πεξηβάιινλ. Σν ραξαθηεξηζηηθφ απηφ ηεο EMC αλαθέξεηαη ζαλ ειεθηξνκαγλεηηθή επηδεθηηθφηεηα (electromagnetic susceptibility-ems). Με παξαγσγή έληνλσλ δηαηαξαρψλ, ζεκαίλεη φηη ν εμνπιηζκφο δελ πξέπεη λα δεκηνπξγεί πξνβιήκαηα ζηα ππφινηπα ζπζηήκαηα ή εμνπιηζκνχο. Ζ εθπνκπή ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ ζεκάησλ απφ έλαλ εμνπιηζκφ δελ πξέπεη λα πξνθαιεί πξνβιήκαηα ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο ζηα ζπζηήκαηα πνπ ππάξρνπλ ζηνλ ίδην ρψξν. Σν ραξαθηεξηζηηθφ απηφ ηεο EMC αλαθέξεηαη ζαλ ειεθηξνκαγλεηηθή εθπνκπή (electromagnetic emission-eme).[2] Σα δχν απηά θχξηα ραξαθηεξηζηηθά, EMS θαη EME, θαη νη παξαιιαγέο ηνπο παξνπζηάδνληαη ζηελ εηθφλα 77. Ζ έλλνηα ηεο επηδεθηηθφηεηαο είλαη παξφκνηα κε κία άιιε έλλνηα πνπ ραξαθηεξίδεη επίζεο ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα, ε νπνία είλαη ε αλνζία (immunity), θαη ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο πξνθαιείηαη ζχγρπζε κεηαμχ ησλ δχν απηψλ φξσλ. Οη δχν απηνί φξνη έρνπλ δηαθνξεηηθή ζεκαζία. Ζ επηδεθηηθφηεηα είλαη βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ ηκήκαηνο ηνπ εμνπιηζκνχ θαη κπνξεί λα εληνπηζηεί ζε έλα ειεθηξνκαγλεηηθφ πεξηβάιινλ ην νπνίν επεξεάδεη αξλεηηθά απηφλ ηνλ εμνπιηζκφ. Ζ αλνζία (immunity), αληίζεηα, ε νπνία ππνινγίδεηαη κε κία ζπγθεθξηκέλε κέζνδν, καο δείρλεη ζε πνην βαζκφ ην πεξηβάιινλ κπνξεί λα επεξεαζηεί ειεθηξνκαγλεηηθά πξνηνχ ππάξμεη αξλεηηθή επίδξαζε ζηνλ εμνπιηζκφ. Δηθόλα 77: Γηαθνξεηηθέο πεξηνρέο ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηόηεηαο. [2] Δηθόλα 78: Βαζηθό κνληέιν ηνπ πξνβιήκαηνο ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηόηεηαο. [2] Ο ειεθηξνκαγλεηηθφο ζφξπβνο δηαδίδεηαη κε ηελ αγσγή θαη ηελ αθηηλνβνιία θαη σο εθ ηνχηνπ κπνξεί λα έρεη ζπλέπεηεο ηφζν κέζα φζν θαη έμσ απφ ην ζχζηεκα, πνπ πεξηιακβάλεη ηελ πεγή ησλ δηαηαξαρψλ. ηελ πεξίπησζε παξνπζίαο EME απφ 100

101 αγψγηκεο εθπνκπέο, αλαθεξφκαζηε ζηελ ελδνζπζηεκηθή ζπκβαηφηεηα, ελψ ζηελ πεξίπησζε EMC απφ ξαδηνεθπνκπέο αλαθεξφκαζηε ζε δηαζπζηεκηθή ζπκβαηφηεηα. Μία παξφκνηα δηάθξηζε κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί θαη γηα ηελ επηδεθηηθφηεηα, ε δηαζπζηεκηθή ζπκβαηφηεηα επηηπγράλεηαη απφ ηελ αγψγηκε επηδεθηηθφηεηα (conducted susceptibility- CS) ελψ ε ελδνζπζηεκηθή αλνρή απφ ηελ αθηηλνβνινχζα επηδεθηηθφηεηα (radiated susceptibility- RS), φπσο παξνπζηάδεηαη ζηελ εηθφλα 78.[2] Δπεηδή ε ειεθηξνκαγλεηηθή παξεκβνιή (electromagnetic interference-emi) απνηειεί έλα ζνβαξφ πξφβιεκα γηα ηηο ηειεπηθνηλσλίεο (ή πην ζπγθεθξηκέλα γηα ηε κεηάδνζε), ε EMC είλαη έλαο ηνκέαο ν νπνίνο κειεηάηαη κέρξη θαη ζήκεξα. Χο εθ ηνχηνπ, θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ζρεδηαζκνχ κηαο ηειεπηθνηλσληαθήο ζπζθεπήο ή ελφο ζπζηήκαηνο, ηα EMC ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξντφληνο πξέπεη λα εξεπλεζνχλ πξνζεθηηθά πξνηνχ αξρίζεη ε επξχηεξε παξαγσγή ηνπ πξντφληνο. Ο νξγαληζκφο πξνηππνπνίεζεο IEC (International Electrotechnical Commission-Γηεζλήο Ζιεθηξνηερληθή Δπηηξνπή) έρεη νξίζεη ηελ EMI σο «ππνβάζκηζε» ηεο ιεηηνπξγίαο ελφο ζπζηήκαηνο ή κηαο ζπζθεπήο απφ ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή παξεκβνιή. Απηφ ζεκαίλεη φηη ην πξφβιεκα ηεο EMC κνληεινπνηείηαη ζε ηξία ηκήκαηα (φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 78): 1. Σελ πεγή ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνχ θαηλνκέλνπ ε νπνία εθπέκπεη ειεθηξνκαγλεηηθή ελέξγεηα. 2. Έλα πεξηβάιινλ ή κηα ζπζθεπή επαίζζεηε ζηελ ειεθηξνκαγλεηηθή ελέξγεηα πνπ δελ κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη ζσζηά εμαηηίαο ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνχ θαηλνκέλνπ. 3. Έλα κνλνπάηη κεηαμχ ηεο πεγήο θαη ηεο ζπζθεπήο ή ηνπ πεξηβάιινληνο, ην νπνίν θαιείηαη δηαδξνκή ζχδεπμεο (coupling path) θαη επηηξέπεη ηελ παξεκβνιή ηεο πεγήο ζην πεξηβάιινλ ή ηε ζπζθεπή. ηελ πξάμε, κία πεγή κπνξεί λα πξνθαιέζεη ηαπηφρξνλα δηαηαξαρέο ζε πνιιά ηκήκαηα ηνπ εμνπιηζκνχ ελψ επίζεο πνιιέο πεγέο κπνξνχλ λα ελνριήζνπλ έλα κέξνο ηνπ εμνπιηζκνχ. Χζηφζν, ην βαζηθφ κνληέιν κειέηεο ησλ πξνβιεκάησλ πνπ πξνθαινχληαη απφ ηελ ειεθηξνκαγλεηηθή παξεκβνιή παξακέλεη απηφ πνπ απεηθνλίδεηαη ζηελ εηθφλα 78. Σν κνληέιν απηφ καο νδεγεί ζην ζπκπέξαζκα φηη εάλ έλα απφ ηα ηξία απηά βαζηθά ηκήκαηα δελ ππάξρεη ηφηε έρνπκε ιχζεη ην πξφβιεκα ηεο παξεκβνιήο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, εάλ ε πεγή ηεο δηαηαξαρήο πξνθαιεί πνιιά πξνβιήκαηα, ίζσο απνηειεί ιχζε ε θαηαζηνιή ηεο πεγήο, δειαδή, ν πεξηνξηζκφο ηνπ coupling path φζν ην δπλαηφ πην θνληά ζηε πεγή. Δληνχηνηο, δελ κπνξνχκε λα πεξηνξίζνπκε θάζε πεγή, φπσο γηα παξάδεηγκα ηνπο επξπδσληθνχο κεηαδφηεο. [2] Κατηγοριοπούηςη των EMC διαταραχών Οη ειεθηξνκαγλεηηθέο παξεκβνιέο πνπ πξνθαινχληαη απφ κία ειεθηξηθή ζπζθεπή δελ είλαη εχθνιν λα πεξηγξαθνχλ θαη λα αλαιπζνχλ κε αθξίβεηα αιιά ππάξρνπλ 101

102 θάπνηεο γεληθέο κέζνδνη γηα ηηο ηαμηλνκήζνπκε κε βάζε θάπνηα απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ πξνζβαιιφκελσλ ζεκάησλ. Γεληθά, ν ραξαθηήξαο, ε ζπρλφηεηα θαη ν ηξφπνο κεηάδνζεο απνηεινχλ ηα βαζηθά ζηνηρεία γηα ηελ ηαμηλφκεζε ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ δηαηαξαρψλ. Ζ πξψηε κέζνδνο θαηεγνξηνπνίεζεο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ δηαηαξαρψλ βαζίδεηαη ζηηο κεζφδνπο ζχδεπμεο ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ελέξγεηαο απφ κία πεγή ζε έλα δέθηε. Ζ ζχδεπμε κπνξεί λα αλήθεη ζε κία απφ ηηο ηέζζεξηο παξαθάησ θαηεγνξίεο: 1. Αγψγηκε (ειεθηξηθφ ξεχκα) 2. Δπαγσγηθή ζχλδεζε (καγλεηηθφ πεδίν) 3. Υσξεηηθή ζχλδεζε (ειεθηξηθφ πεδίν), θαη 4. Αθηηλνβνινχκελε (ειεθηξνκαγλεηηθφ πεδίν) Ζ δηαδξνκή ζχδεπμεο ζπρλά ρξεζηκνπνηεί έλα ζχλζεην ζπλδπαζκφ ησλ ηεζζάξσλ απηψλ θαηεγνξηψλ κε απνηέιεζκα λα είλαη δχζθνιν λα αλαγλσξίζνπκε πνηεο απφ απηέο ρξεζηκνπνηνχληαη αθφκα θαη αλ ε πεγή θαη ν δέθηεο είλαη γλσζηνί. Ζ παξεκβνιή κπνξεί κάιηζηα λα πξνέξρεηαη απφ ηνλ εμνπιηζκφ κέζσ ελφο δηαθνξεηηθνχ αξηζκνχ κνλνπαηηψλ, ηα νπνία εμαξηψληαη απφ ηε ζπρλφηεηα ηεο παξεκβνιήο απηήο. Γηα παξάδεηγκα, ζηηο πςειέο ζπρλφηεηεο, ηα εμαξηήκαηα θαη ηα θαιψδηα ησλ πιαθεηψλ ηππσκέλνπ θπθιψκαηνο (Printed Circuit Boards-PCBs) κπνξνχλ λα εθπέκπνπλ έληνλα. ηηο ρακειφηεξεο ζπρλφηεηεο, ε παξεκβνιή κπνξεί λα ζπδεπθηεί απφ ηνλ εμνπιηζκφ κέζσ ησλ ζεκάησλ θαη ησλ θαισδίσλ ηνπ δηθηχνπ ζαλ αγψγηκεο εθπνκπέο. Απηέο νη αγψγηκεο εθπνκπέο κπνξνχλ επίζεο λα αθηηλνβνινχληαη ζε δηαθνξεηηθέο ηνπνζεζίεο φπσο νη αθηηλνβνινχζεο εθπνκπέο. Γεληθά, ε κεηάβαζε απφ ηηο αθηηλνβνινχζεο ζηηο αγψγηκεο εθπνκπέο γίλεηαη πεξίπνπ ζηε ζπρλφηεηα ησλ 30MHz, φπνπ νη αγψγηκεο εθπνκπέο θπξηαξρνχλ θάησ απφ απηή ηελ ηηκή ελψ νη αθηηλνβνινχζεο πάλσ απφ απηή (εηθφλα 79). [2] Δηθόλα 79: Σαμηλόκεζε ησλ δηαηαξαρώλ ζύκθσλα κε ην δηαηεζεηκέλν θάζκα. [2] 102

103 Έλαο άιινο ηξφπνο θαηεγνξηνπνίεζεο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ δηαηαξαρψλ γίλεηαη βάζεη ησλ ηξηψλ παξακέηξσλ ηνπ: ηεο δηάξθεηαο, ηνπ θχθινπ εξγαζίαο θαη ηνπ ξπζκνχ επαλάιεςεο. Οη δηαηαξαρέο κπνξεί λα είλαη κηθξήο ή κεγάιεο δηάξθεηαο. Αιιαγέο κεγάιεο δηάξθεηαο δελ πεξηιακβάλνληαη ζπλήζσο ζην πεδίν ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηαο επεηδή απηέο πξνθαινχλ θπξίσο κεηαηξνπέο ζηελ ελεξγφ (rms-root mean square) ηηκή ηεο ηάζεο ηνπ δηθηχνπ. Οη δηαηαξαρέο κηθξήο δηάξθεηαο δηαξθνχλ απφ κεξηθά δεπηεξφιεπηα έσο ιηγφηεξν απφ έλα microsecond. Οη ειεθηξνκαγλεηηθέο δηαηαξαρέο κηθξήο δηάξθεηαο κπνξνχλ λα θαηεγνξηνπνηεζνχλ ζηηο αθφινπζεο ηξεηο θιάζεηο: Θφξπβνο: ν νπνίνο απνηειεί κία κφληκε ή πξνζσξηλή αιιαγή ηεο θακπχιεο ηεο ηάζεο. Ο ζφξπβνο έρεη πεξηνδηθφ ραξαθηήξα θαη ν ξπζκφο επαλάιεςήο ηνπ είλαη πςειφηεξνο απφ ηε ζπρλφηεηα δηθηχνπ. Ο ζφξπβνο απηφο παξάγεηαη θπξίσο απφ ηηο ειεθηξηθέο κεραλέο, ηηο κεραλέο ζπγθφιιεζεο θηι. Σν πιάηνο ηνπ ζνξχβνπ παξακέλεη ηππηθά κηθξφηεξν απφ ην κέγηζην πιάηνο ηεο ίδηαο ηεο ηάζεο ηνπ δηθηχνπ. Παικνί: γίλεηαη ππέξζεζε ησλ αξλεηηθψλ θαη ζεηηθψλ κεγίζησλ ηνπο ζηελ ηάζε ηνπ δηθηχνπ. Οη παικνί ραξαθηεξίδνληαη απφ ηε κηθξή δηάξθεηα πνπ έρνπλ, ην κεγάιν πιάηνο θαη ηνπο γξήγνξνπο ρξφλνπο αλφδνπ ή θαζφδνπ. Οη παικνί κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ ζχγρξνλα ή αζχγρξνλα κε ηε ζπρλφηεηα ηνπ δηθηχνπ. Οη ζφξπβνη, νη νπνίνη παξάγνληαη θαηά ηε δηάξθεηα ησλ δηαδηθαζηψλ κεηαηξνπήο, κπνξνχλ λα ππάξμνπλ κεηαμχ ησλ παικψλ. Παξαδείγκαηα ζπζθεπψλ νη νπνίεο παξάγνπλ παικνχο είλαη νη δηαθφπηεο, νη αλνξζσηέο θηι. Transients: ησλ νπνίσλ ην ρξνληθφ δηάζηεκα κπνξεί λα πνηθίιεη απφ κεξηθέο πεξηφδνπο ηεο βηνκεραληθήο ζπρλφηεηαο σο κεξηθά δεπηεξφιεπηα. πλήζσο, ηα transients παξάγνληαη απφ δηαθφπηεο κεγάιεο ηζρχο. Γηα λα θαηνξζψζνπκε λα δηαθνξνπνηήζνπκε ηα transients απφ ην ζπλερή ζφξπβν, ν θχθινο εξγαζίαο δ νξίδεηαη σο εμήο: πνπ, η: ην πιάηνο ηνπ παικνχ κεηξεκέλν ζην 50% ηνπ χςνπο θαη f: ν ξπζκφο επαλάιεςεο ηνπ παικνχ, ή ν κέζνο αξηζκφο ησλ ηπραίσλ παικψλ αλά ιεπηφ. Ο ειεθηξηθφο εμνπιηζκφο πνπ έρεη έλαλ θχθιν εξγαζίαο (δ) κηθξφηεξν απφ 10-5 κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ κία πεγή transient. ηαλ ν θχθινο εξγαζίαο είλαη ζεκαληηθά κεγαιχηεξνο απφ 10-5 ε πεγή δελ ζεσξείηαη πιένλ παξνδηθή ή παικηθή αιιά ζπλερήο.[2] Προδιαγραφϋσ των ορύων λειτουργύασ των PLC δικτύων ηαλ ρξεζηκνπνηεζνχλ σο κέζν κεηάδνζεο ησλ PLC δηθηχσλ πξφζβαζεο, ηα δίθηπα ΥΣ δξνπλ θαη σο θεξαίεο πξνθαιψληαο ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. Σα PLC 103

104 ζπζηήκαηα πνπ επηηξέπνπλ ηε ιεηηνπξγία επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ ρξεζηκνπνηνχλ ην θάζκα κέρξη ηα 30MHz. Ζ ρξήζε ηνπ θάζκαηνο ζπρλνηήησλ πξνβιέπεηαη γηα δηάθνξεο ξαδηνθσληθέο ππεξεζίεο πνπ ελδερνκέλσο παξελνρινχληαη απφ ηε ιεηηνπξγία ησλ PLC ζπζηεκάησλ. Ζ ιεηηνπξγία πνιιψλ κηθξνθπκαηηθψλ ξαδηνθσληθψλ ππεξεζηψλ, φπσο ην εξαζηηερληθφ ξαδηφθσλν, δηάθνξεο δεκφζηεο ππεξεζίεο, ζηξαηησηηθέο εθαξκνγέο, αθφκα θαη πνιχ επαίζζεηεο ππεξεζίεο φπσο ν ελαέξηνο έιεγρνο θπθινθνξίαο, κπνξνχλ λα παξελνριεζνχλ απφ επηδήκηεο παξεκβνιέο πξνεξρφκελεο απφ ηα PLC δίθηπα. Οη αθφινπζεο δχν ιχζεηο πξνηείλνληαη γηα ηηο πξνδηαγξαθέο ησλ νξίσλ ιεηηνπξγίαο ησλ PLC δηθηχσλ : Ζ Πξνζέγγηζε Κακηλάδαο (Chimney Approach): έλα θάζκα 7.5MHz πεξίπνπ ζην ζπλνιηθφ θάζκα 1 30MHz κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θπξίσο απφ ηα PLC δίθηπα. Δληνχηνηο, ηα PLC δίθηπα νθείινπλ λα ιεηηνπξγνχλ θάησ απφ ζπγθεθξηκέλα φξηα αθηηλνβνιίαο ζην ππφινηπν ηκήκα ηνπ ζπλνιηθνχ θάζκαηνο. Γεληθφο Πεξηνξηζκφο Αθηηλνβνιίαο (General Radiation Limitation): ζε φιν ην θάζκα θάησ ησλ 30MHz, ηα κέγηζηα επίπεδα αθηηλνβνιίαο πεξηνξίδνληαη γηα φια ηα ελζχξκαηα ζπζηήκαηα ηειεπηθνηλσληψλ (ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ησλ ηερλνινγηψλ DSL, CATV θαη PLC). Καη ζηηο δχν πεξηπηψζεηο, ηα PLC ζπζηήκαηα επηβάιιεηαη λα ιεηηνπξγνχλ ππφ πεξηνξηζκέλα επίπεδα εθπνκπήο αθηηλνβνιίαο θαη θαη επέθηαζε ππφ ρακειή ηζρχ. Απηφ ην πξφβιεκα θαζίζηαηαη κεγαιχηεξν θαζψο ηα θαιψδηα ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ δελ είλαη ζσξαθηζκέλα νχηε έρνπλ ηε δνκή ζπλεζηξακκέλνπ δεχγνπο.[2] Δηθόλα 80: Δπηξξνή πνηθίισλ πεγώλ δηαηαξαρήο [2] 104

105 4.2.4 Επύδραςη των Παρεμβολών και Περιοριςμόσ του Ρυθμού Δεδομϋνων Γεδνκέλεο ηεο πεξηνξηζκέλεο ηζρχνο ιεηηνπξγίαο, ηα PLC δίθηπα γίλνληαη επαίζζεηα ζε παξεκβνιέο θαη δελ είλαη ηθαλά λα επεθηείλνπλ ηελ αθηίλα δξάζεο ηνπο πξνθεηκέλνπ λα δηαζθαιίζνπλ έλα ηθαλνπνηεηηθφ εχξνο κεηάδνζεο. Οη παξεκβνιέο πνπ δέρεηαη έλα PLC ζχζηεκα απφ ην πεξηβάιινλ πξνθαινχληαη απφ άιιεο ππεξεζίεο (φπσο εθπνκπέο ξαδηνεξαζηηερλψλ, ξαδηνθσλία) πνπ ιεηηνπξγνχλ ζε ζπρλφηεηεο κηθξφηεξεο ησλ 30MHz. Τπάξρνπλ, επίζεο, παξεκβνιέο πξνεξρφκελεο απφ ην PLC δίθηπν απηφ θαζαπηφ: κεγάιεο κεραλέο, φπσο νη ειεθηξνθηλεηήξεο, πνπ ζπλδένληαη κε ην δίθηπν ΥΣ, νζφλεο ηειενξάζεσλ θαη ππνινγηζηψλ φπσο θαη ελνριεηηθνί ζπηλζεξηζκνί πνπ πξνθαινχληαη απφ ηελ ελεξγνπνίεζε θαη απελεξγνπνίεζε ησλ ζπζθεπψλ θαη ζπζθεπέο πνπ πξνθαινχλ ειεθηξηθφ ηφμν. Γλσζηνί κεραληζκνί ειέγρνπ ιαζψλ (φπσο FEC, ARQ) κπνξνχλ λα εθαξκνζηνχλ ζηα PLC δίθηπα πξνο επίιπζε ησλ πξνβιεκάησλ δηάδνζεο ιαζψλ, πξνθιεζέληα απφ παξεκβνιέο.[2] 4.3 Σεχνικϋσ Προκλόςεισ Παρεμβολό ηα ζπζηήκαηα PLC, ηα δηακνξθσκέλα ζήκαηα δεδνκέλσλ εγρένληαη ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο κε δηαθνξηθφ ηξφπν (differential mode ή κεηαβηβάδσλ ηξφπν). Μηθξφ πνζνζηφ ησλ ζεκάησλ απηψλ «θεχγνπλ» απφ ηα ειεθηξηθά θαιψδηα θαη εκπνδίδνπλ ηελ κεηάδνζε ζεκάησλ ζε άιιεο ηειεπηθνηλσληαθέο εγθαηαζηάζεηο πνπ ιεηηνπξγνχλ ζηελ ίδηα ζπρλφηεηα. Οη εθπνκπέο απηέο πξνθαινχλ εμσηεξηθή παξεκβνιή πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ απψιεηα δεδνκέλσλ. Σειεπηθνηλσληαθέο εγθαηαζηάζεηο φπσο νη εξαζηηερληθέο εθπνκπέο, νη ππεξεζίεο αζχξκαηεο αζθάιεηαο θαη νη ζηαζκνί ζηξαηησηηθήο παξαθνινχζεζεο επεξεάδνληαη απφ ηα εθπεκπφκελα απηά ζήκαηα. Δπηπιένλ, ζήκαηα απφ άιιεο θνληηλέο ηειεπηθνηλσληαθέο εγθαηαζηάζεηο παξεκβάιινληαη ζηα PLC ζήκαηα κε απνηέιεζκα ηελ απψιεηα δεδνκέλσλ. Σα PLC ζήκαηα, πνπ εγρένληαη κε δηαθνξηθνχ ηξφπνπ ξεχκαηα, ξένπλ ζε αληίζεηεο θαηεπζχλζεηο θαη έρνπλ ηελ ίδηα θάζε θαη κέγεζνο. Σα ειεθηξνκαγλεηηθά ινηπφλ πεδία πνπ παξάγνληαη απφ ξεχκαηα δηαθνξηθνχ ηξφπνπ αιιειναλαηξνχληαη θαη δελ εθπέκπνπλ. Λφγσ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ, ηα ζήκαηα δηαθνξηθνχ ηξφπνπ κεηαηξέπνληαη ζε ξεχκαηα θνηλνχ ηξφπνπ (common mode ή αθηηλνβνινχληα ηξφπνπ). Έπεηηα ηα πεδία πξνζηίζεληαη αθνχ πιένλ πξνέξρνληαη απφ ξεχκαηα θνηλνχ ηξφπνπ, παξάγνληαο αλεπηζχκεηε αθηηλνβνιία. Αθνχ ηα θαιψδηα δελ δηαζέηνπλ ηελ θαηάιιειε κφλσζε ζπκπεξηθέξνληαη σο θεξαίεο, κε απνηέιεζκα νη γξακκέο κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ κεηαδίδνπλ ζήκαηα ζε πςειέο ζπρλφηεηεο λα εθπέκπνπλ ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. Ζ ζπκπεξηθνξά απηή πξνθαιεί 105

106 παξεκβνιή ζηα εμσηεξηθά ζήκαηα πνπ κεηαδίδνληαη κε ηηο ίδηεο ζπρλφηεηεο. ηελ πεξίπησζε ησλ PLC ζεκάησλ, ε πεγή είλαη θαζαξά σκηθφ ζηνηρείν ελψ ην θνξηίν κηγαδηθφ κε σκηθά, επαγσγηθά θαη ρσξεηηθά ζηνηρεία. Χο εθ ηνχηνπ ε εκπέδεζε ηεο πεγήο (Z s ) δελ είλαη ε ίδηα κε ηελ εκπέδεζε ηνπ θνξηίνπ (Z l ). Απηή ινηπφλ ε αλαληηζηνηρία ησλ εκπεδήζεσλ πξνθαιεί ειεθηξηθή αζηάζεηα κε απνηέιεζκα αζπκκεηξία ζηηο ειεθηξηθέο γξακκέο, ζηα ζεκεία έγρπζεο, ζηνπο ζπδεπθηήξεο, ηηο πξίδεο θαη ηνπο δηαθφπηεο. Ζ αζπκκεηξία απηή έρεη επίζεο σο απνηέιεζκα ηα ξεχκαηα θνηλνχ ηξφπνπ λα εθπέκπνπλ ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία. Απηφ νδεγεί ζε απψιεηα δεδνκέλσλ ε νπνία δελ είλαη επηζπκεηή ζε έλα θαιφ επηθνηλσληαθφ ζχζηεκα. Πνηθίια κέηξα γηα ηε κείσζε ηεο παξεκβνιήο είλαη δηαζέζηκα. ε απηά ηα κέηξα πεξηιακβάλνληαη ε ρξήζε ρακειψλ επηπέδσλ ηζρχνο γηα ηελ έγρπζε ηνπ PLC ζήκαηνο, ηερληθή επηινγήο ηεο ζπρλφηεηαο, ρξήζε ζπζθεπψλ έγρπζεο δηαθνξηθνχ ηξφπνπ, ηζνξξνπεκέλε γξακκή κεηάδνζεο γηα ην access PLC θαη ελίζρπζε ηνπ ζήκαηνο έγρπζεο γηα ην In-Home PLC. Παξφιν πνπ ηα κέηξα απηά επηηπγράλνπλ ηε κείσζε ηεο παξεκβνιήο δελ είλαη αξθεηά γηα ηελ πιήξε εμάιεηςε ηεο. [8] Δηθόλα 81: Παξάδεηγκα ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο δηάθνξσλ ζπζηεκάησλ [10] Πεξίπνπ ην 80% ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο ζηελ Ακεξηθή είλαη ελαέξηεο γξακκέο. Οη ελαέξηεο γξακκέο κέζεο ηάζεο κεγάισλ απνζηάζεσλ έρνπλ κεγαιχηεξε πηζαλφηεηα λα παξάγνπλ αλεπηζχκεηεο εθπνκπέο απφ ηα ππφγεηα θαιψδηα ρακειήο ηάζεο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, ε παξεκβνιή πνπ πξνθαιείηαη απφ ηηο γξακκέο κέζεο ηάζεο είλαη ζεκαληηθή γηα ηελ πιήξε παξνπζίαζε ηνπ πξνβιήκαηνο. Ζ PLC είλαη κία κε αδεηνδνηεκέλε ηερλνινγία θαη ξπζκίδεηαη απφ ηνπο θαλφλεο ηνπ πξσηνθφιινπ part 15 ηεο FCC. Παξφιν πνπ νη έξεπλεο έρνπλ απνδείμεη φηη ηα επίπεδα παξεκβνιήο είλαη κέζα ζηα φξηα πνπ έρνπλ ζεζπηζηεί απφ ηνπο θαλνληζκνχο ηεο FCC, θαλέλαο δελ κπνξεί λα εγγπεζεί φηη δελ ππάξρεη πηζαλφηεηα επηδήκηαο παξεκβνιήο. Ακειεηέεο εθπεκπφκελεο αθηηλνβνιίεο πξνθαινχλ παξεκβνιέο ζε 106

107 άιινπο ρξήζηεο ηνπ θάζκαηνο ζπρλνηήησλ. Γηα παξάδεηγκα, ε αθξφαζε ελφο εξαζηηερληθνχ ξαδηνζηαζκνχ κπνξεί λα γίλεη κε δπζθνιία ιφγσ ηεο παξεκβνιήο. Γηα ηελ πιήξε θαηαλφεζε ηνπ πξνβιήκαηνο, είλαη απαξαίηεην λα εμεηαζηεί ην επίπεδν ηνπ παξαζηηηθνχ ζνξχβνπ ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Με απηφλ ηνλ ηξφπν δίλεηαη ε δπλαηφηεηα ζηνπο ρεηξηζηέο ηεο PLC ηερλνινγίαο λα δηαηεξήζνπλ ηελ παξεκβνιή ζε ρακειφηεξα απφ ηνλ παξαζηηηθφ ζφξπβν επίπεδα ζηηο πεξηνρέο φπνπ εθηείλεηαη ην PLC. Απηφ δεκηνπξγεί κηα πξφθιεζε. Μέρξη ηψξα, ε FCC έρεη θαζνξηζκέλα φξηα γηα ηηο αθηηλνβνινχκελεο εθπνκπέο κφλν γηα ηηο πεξηνρέο πνπ βξίζθνληαη θνληά ζηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα. Χζηφζν, ηα θαηλφκελα καθξηλνχ πεδίνπ (far field effects) δελ κπνξνχλ λα ακειεζνχλ. Μεξηθέο εθπνκπέο PLC καθξηλνχ πεδίνπ είλαη πηζαλφ λα αλαθιαζηνχλ απφ ηελ ηνλφζθαηξα θαη λα επηζηξέςνπλ ζηε γε πξνθαιψληαο παξεκβνιή. Σέηνηεο εθπνκπέο καθξηλνχ πεδίνπ, πνπ πξνθαινχλ κεγάιεο εκβέιεηαο θαηλφκελα, δελ είλαη θαζφινπ ακειεηέεο θαη ζπλεηζθέξνπλ ζην θαηλφκελν ηεο παξεκβνιήο. Σα θαηλφκελα καθξηλήο εκβέιεηαο κπνξνχλ λα πξνθαιέζνπλ παξεκβνιή ζε απφζηαζε πνιιψλ ρηιηάδσλ ρηιηνκέηξσλ απφ ηελ πεγή. Γηα παξάδεηγκα, εθπνκπέο πνπ νθείινληαη ζην θαηλφκελν κεγάιεο εκβέιεηαο παξεκβάιινληαη ζην δέθηε ησλ αεξνζθαθψλ πνπ πεηνχλ πάλσ απφ ηηο ειεθηξνθφξεο γξακκέο πξνθαιψληαο παξεκβνιή. Γηα ηνλ ιφγν απηφ νη αλαθιάζεηο ζηελ ηνλφζθαηξα, πνπ απνηεινχλ ηελ βαζηθή αηηία ησλ θαηλνκέλσλ καθξηλήο εκβέιεηαο, ρξεηάδνληαη πεξαηηέξσ κειέηε.[2] ην κέιινλ, νη θαλνληζκνί γηα ηα επίπεδα παξεκβνιήο ζα πξέπεη λα ζπκπεξηιάβνπλ θαη ηα θαηλφκελα καθξηλήο εκβέιεηαο. Πξνθεηκέλνπ λα εμαζθαιηζηνχλ άιιεο αδεηνδνηεκέλεο ππεξεζίεο ηνπ θάζκαηνο ζπρλνηήησλ, ε FCC απέθιεηζε απφ ηε ιεηηνπξγία ηεο PLC ηερλνινγίαο έλα ζπγθεθξηκέλν εχξνο ζπρλνηήησλ. ε θάπνηεο άιιεο πεξηπηψζεηο, ε FCC έρεη ζέζεη νξηζκέλνπο πεξηνξηζκνχο πνπ αθνξνχλ ζπγθεθξηκέλεο γεσγξαθηθέο πεξηνρέο πξνζζέηνληαο κία αθφκα πξφθιεζε ζηελ αλάπηπμε ηεο ηερλνινγίαο PLC. Δάλ θαη ε παξεκβνιή ζε άιινπο ρξήζηεο ηνπ θάζκαηνο ζπρλνηήησλ πξνθαιεί κεγάιε αλεζπρία ζηελ FCC, ε PLC ηερλνινγία είλαη ππνρξεσκέλε λα δέρεηαη νπνηνδήπνηε είδνο αθηηλνβνιίαο πξνέξρεηαη απφ ηηο ππφινηπεο αδεηνδνηεκέλεο ηερλνινγίεο. Χο εθ ηνχηνπ ε παξεκβνιή πνπ πξνθαιείηαη ζην PLC απφ ηηο ππφινηπεο ππεξεζίεο ρξεηάδεηαη πεξαηηέξσ έξεπλα πξνηνχ νδεγεζνχκε ζηα ηειηθά ζπκπεξάζκαηα. Οη αζπλέρεηεο ζηηο γξακκέο ΜΣ, ηα αζξνηζηηθά απνηειέζκαηα θαη ην βέιηηζην ζρέδην είλαη κεξηθά απφ ηα επηπιένλ ζέκαηα πνπ ζα καο απαζρνιήζνπλ γηα ηελ πιήξε κειέηε ηεο ηερλνινγίαο απηήο. Απξφβιεπηεο αζπλέρεηεο ησλ γξακκψλ ΜΣ πεξηιακβάλνπλ ζεκεία αιιαγήο ησλ ζηξνθψλ ηνπ Μ/ (transformer taps), αζπκβαηφηεηα ζηα ζεκεία ζχλδεζεο ησλ επαλαιεπηψλ θηι. ια ηα πξνεγνχκελα πξνθαινχλ αλεπηζχκεηεο αθηηλνβνιίεο. Σα αζξνηζηηθά απνηειέζκαηα ηεο αθηηλνβνιίαο απνηεινχλ έλα μερσξηζηφ αληηθείκελν κειέηεο θαη είλαη έληνλα αλ αζρνιεζνχκε κε ην πξφβιεκα ηεο παξεκβνιήο ζην ζχλνιφ ηεο. Σελ πεξίνδν απηή, νη θαλνληζκνί θαη νη πξνδηαγξαθέο πνπ ζρεηίδνληαη κε ην επίπεδν ηεο παξεκβνιήο πεξηνξίδνληαη ζε κία κφλν ππφ κειέηε ζπζθεπή. Γηα λα θαηαλνήζνπκε ην πξαγκαηηθφ κέγεζνο ηνπ πξνβιήκαηνο, ζα ρξεηαδφκαζηαλ έλαλ κεγάιν αξηζκφ ειεθηξηθψλ 107

108 γξακκψλ, παξάιιεια, πνπ κεηαδίδνπλ ην PLC ζήκα θαη ζα ζπκπεξηθεξφληνπζαλ ζαλ κηα ζεηξά θεξαηψλ νη νπνίεο ζα πξνθαινχζαλ πνιπάξηζκεο αθηηλνβνιίεο (εηθφλα 82). Οη ππεξεζίεο βξαρέσλ θπκάησλ επεξεάδνληαη εχθνια απφ ηελ αζξνηζηηθή αθηηλνβνιία ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο. Δπνκέλσο, ην ζχζηεκα PLC πξέπεη λα ζρεδηαζηεί θαηά ην βέιηηζην δπλαηφ ηξφπν γηα λα εμαζθαιίζνπκε ηελ επηηπρή κεηάδνζε δεδνκέλσλ πνπ ζα καο παξέρεη πςειήο ηαρχηεηαο πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν απφ ην ζπίηη ή ην γξαθείν καο ρσξίο έληνλεο παξεκβνιέο. Γηαπηζηψλεηαη ινηπφλ απφ ηα παξαπάλσ φηη απαηηείηαη πεξηζζφηεξε έξεπλα ζε πεξηνρέο ζηηο νπνίεο έρνπκε αζπλέρεηεο ζηηο γξακκέο ΜΣ θαη αζξνηζηηθά θαηλφκελα αθηηλνβνιηψλ.[8] Δηθόλα 82: Ζ ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία ζηηο ειεθηξηθέο γξακκέο πξνθαιεί παξεκβνιή ζηηο γεηηνληθέο κπάληεο ζπρλνηήησλ. Οη ειεθηξηθέο γξακκέο εθπέκπνπλ ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία θαη ζπκπεξηθέξνληαη σο θεξαίεο εθπέκπνληαο ζήκαηα θαηά κήθνο ηεο δηαδξνκήο.[9] Εξαςθϋνηςη όματοσ Σν δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απνηειεί ην κεγαιχηεξν δίθηπν κε ην 95% ηεο παγθφζκηαο θάιπςεο. Ζ ηζρχο ηνπ ζήκαηνο κεηψλεηαη θαζψο απηφ κεηαδίδεηαη ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο ζε πςειέο ζπρλφηεηεο. Ζ κείσζε απηή νθείιεηαη επίζεο ζε έλαλ αξηζκφ πνηθίισλ ραξαθηεξηζηηθψλ ησλ γξακκψλ ΜΣ θαη ΥΣ θαζψο θαη ησλ θαισδίσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηηο νηθίεο. Γηάθνξνη παξάγνληεο πξνθαινχλ εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο γηα ην Access PLC ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπο ηχπνπο ησλ θαισδίσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη, ηα ζεκεία έγρπζεο γηα ην PLC ζήκα θαη ηε θάζε έγρπζεο. Ζ εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο ζπκβαίλεη πην εχθνια ζηηο επξπδσληθέο ζπρλφηεηεο (MHz) απφ φηη ζηηο ζπρλφηεηεο ζηελήο δψλεο (KHz). Πξνζνκνηψζεηο πνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ ζην Tran-Anh γηα ην Access PLC δείρλνπλ φηη ε εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο απμάλεηαη κε ηελ αχμεζε ηεο ζπρλφηεηαο θαη ηελ αχμεζε ηνπ κήθνπο ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο. Σα PLC ζήκαηα κέζσ ησλ ελαέξησλ γξακκψλ πθίζηαληαη κηθξφηεξε εμαζζέληζε απφ φηη ηα ππφγεηα εμαηηίαο ηεο έιιεηςεο δηειεθηξηθήο απψιεηαο. Απηφ νθείιεηαη επίζεο ζηηο δηαθνξεηηθέο παξακέηξνπο ηνπ θάζε θαισδίνπ φπσο ε αθηίλα θηι. Ζ εμαζζέληζε εμαξηάηαη απφ ηνπο ηχπνπο ησλ δηάθνξσλ επηζηξσκάησλ ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο θαζψο θαη απφ ην πιηθφ κφλσζεο, φπσο ην ρισξηνχρν πνιπβηλχιην (PVC polyvinyl chloride) ή ραξηί εκπνηηζκέλνπ ιαδηνχ. Σα απνηειέζκαηα δείρλνπλ φηη ε εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο είλαη κηθξφηεξε γηα ηα θαιψδηα κε ραξηί εκπνηηζκέλνπ ιαδηνχ απφ απηά κε PVC. πκπεξαίλνπκε ινηπφλ φηη 108

109 ν ηχπνο ηνπ θαισδίνπ είλαη ζεκαληηθφο παξάγνληαο. Ζ εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο εμαξηάηαη φπσο πξναλαθέξακε θαη απφ ηε ζέζε πνπ εγρέεηαη ην ζήκα. Απνηειέζκαηα εξεπλψλ έδεημαλ φηη ην ζήκα εμαζζελεί πεξηζζφηεξν φηαλ απηφ εγρέεηαη ζηηο γξακκέο ΜΣ απφ φηαλ εγρέεηαη ζηηο γξακκέο ΥΣ. Ζ εμαζζέλεζε ζηηο γξακκέο ΜΣ είλαη ε ίδηα θαη γηα ηηο ηξεηο θάζεηο φηαλ φκσο ην ζήκα θηάζεη ζηηο γξακκέο ΥΣ ε εμαζζέληζε πνηθίιεη γηα ηηο δηαθνξεηηθέο θάζεηο. Ζ δηαθνξά απηή νθείιεηαη ζηελ αληζνξξνπία πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ηηο δηαθνξεηηθέο δνκέο ησλ γξακκψλ ΜΣ θαη ΥΣ. Ζ αληζνξξνπία απηή πνπ νδεγεί ζε δηαθνξεηηθή εμαζζέληζε είλαη έλαο άιινο παξάγνληαο πνπ πξέπεη λα κειεηήζνπκε.[8] Αξθεηνί είλαη θαη νη παξάγνληεο πνπ έρνπλ ζαλ απνηέιεζκα ηελ εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο θαη γηα ην In-Home PLC φπσο ην κήθνο ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ, ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ, ην πεξηβάιινλ θαη ηα θνξηία πνπ ζπλδένληαη ζην ειεθηξηθφ δίθηπν. Ο Maenou πξαγκαηνπνίεζε κεηξήζεηο ζε δχν δηαθνξεηηθά θηίξηα κε δηαθνξεηηθά ραξαθηεξηζηηθά ειεθηξηθψλ γξακκψλ. Σα απνηειέζκαηα ησλ εξεπλψλ δείρλνπλ φηη ε εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο απμάλεηαη κε ηελ αχμεζε ηεο απφζηαζεο κεηαμχ ηνπ ζεκείνπ εηζφδνπ ηνπ ζήκαηνο θαη ηνπ ζεκείνπ ιήςεο απηνχ θαζψο θαη κε ηελ αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ θιάδσλ. Οη κεηξήζεηο δείρλνπλ επίζεο φηη ε εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο εμαξηάηαη πεξηζζφηεξν απφ ηνλ αξηζκφ ησλ θιάδσλ απφ ην κήθνο ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ. Απηφ νθείιεηαη ζηηο αλαθιάζεηο πνπ δεκηνπξγνχληαη ζηα ηεξκαηηθά ησλ θιάδσλ ησλ γξακκψλ. Οη αλαθιάζεηο νθείινληαη ζηνλ θαθφ ζπλδπαζκφ ηεο εκπέδεζεο ησλ θνξηίσλ πνπ ζπλδένληαη ζηα ηεξκαηηθά. Αλαθιάζεηο επίζεο πξνθαινχληαη θαη απφ ηνπο δηάθνξνπο ηχπνπο θαισδίσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηηο θχξηεο θαη δεπηεξεχνπζεο γξακκέο (θιάδνπο). Δάλ ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ θαη ην κήθνο ησλ γξακκψλ ζεσξεζεί φηη επεξεάδνπλ ην ίδην πάιη ζα έρνπκε δηαθνξεηηθή εμαζζέληζε ζήκαηνο αθνχ εμαξηάηαη θαη απφ ην πεξηβάιινλ. Με ηελ έλλνηα πεξηβάιινλ ελλννχκε ην ρξφλν θαη ηνλ ειεθηξηθφ εμνπιηζκφ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζην ζπίηη ή ζην γξαθείν ηνπ θάζε ζπλδξνκεηή. Γηα παξάδεηγκα, εάλ ζεσξήζνπκε φπσο είπακε θαη παξαπάλσ, φηη ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ θαη ε απφζηαζε ησλ γξακκψλ είλαη ην ίδην, ε εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο αλάκεζα ζηνλ 6 ν θαη 10 ν φξνθν ηνπ ίδηνπ θηηξίνπ είλαη θαη πάιη δηαθνξεηηθή. Ζ δηαθνξά απηή νθείιεηαη ζηελ εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο πνπ κεηξάηαη θάζε θνξά. Έλαο άιινο παξάγνληαο πνπ επεξεάδεη ηελ εμαζζέληζε είλαη ηα θνξηία πνπ ζπλδένληαη θάζε θνξά ζηελ πξίδα. ζν κεγαιχηεξνο είλαη ν αξηζκφο ησλ θνξηίσλ ηφζν κεγαιχηεξε θαη ε εμαζζέληζε. πγθεθξηκέλα απφ πεηξάκαηα πνπ έρνπλ πξαγκαηνπνηεζεί πξνθχπηεη φηη κπνξεί ε εμαζζέληζε λα εμαξηάηαη απφ ηνλ αξηζκφ ησλ θνξηίσλ επεξεάδεηαη φκσο θαη απφ ηελ απφζηαζε πνπ βξίζθνληαη ηα θνξηία απηά απφ ην ζεκείν εηζφδνπ ηνπ ζήκαηνο, γηα ηελ αθξίβεηα ε εμαζζέληζε απμάλεηαη φζν ε απφζηαζε απηή κεγαιψλεη. Δπίζεο ην επίπεδν θνξηίσλ απφ πιεπξάο ηζρχνο δελ έρεη επηπηψζεηο ζηελ εμαζζέληζε ζεκάησλ. Παξαδείγκαηνο ράξηλ, θιηκαηηζηηθφ κεράλεκα 1000W θαη ιακπηήξαο θζνξηζκνχ 20 W δελ έρεη ζεκαληηθή δηαθνξά ζηελ εμαζζέληζε ησλ ζεκάησλ. 109

110 Γηα λα αληηκεησπηζηεί ε εμαζζέληζε, επαλαιήπηεο κπνξνχλ λα ηνπνζεηεζνχλ ζηνπο πφινπο θάζε 1000ft κε 2500ft (ην έλα πφδη αληηζηνηρεί ζε 0,305m). Δληνχηνηο, ηα ζήκαηα πςειήο ζπρλφηεηαο εμαζζελνχλ πεξηζζφηεξν έλαληη ησλ ζεκάησλ ρακειήο ζπρλφηεηαο. Δπνκέλσο θάπνηα θνκκάηηα ηνπ PLC ζήκαηνο εμαζζελνχλ πεξηζζφηεξν ζε ζχγθξηζε κε θάπνηα άιια ηνπ ηδίνπ ζήκαηνο. Απηφ απνηειεί κηα πξφθιεζε γηα ηνπο ζρεδηαζηέο ησλ επαλαιεπηψλ πνπ ζηνρεχνπλ ζηελ ηθαλφηεηα επηινγήο ησλ ζπρλνηήησλ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Απηφ επηηξέπεη ζηνλ επαλαιήπηε λα εληζρχζεη ηα ζήκαηα πςειήο ζπρλφηεηαο πεξηζζφηεξν απφ ζήκαηα ρακειήο ζπρλφηεηαο. Δληνχηνηο, ε ιχζε απηή είλαη αξθεηά δαπαλεξή. Μηα ελαιιαθηηθή πξνζέγγηζε ζα κπνξνχζε λα είλαη ε ρξήζε ελφο εμηζσηή εχξνπο πξηλ ηξνθνδνηήζνπκε ην ζήκα ζηνλ επαλαιήπηε. Μηα άιιε ελαιιαθηηθή ιχζε είλαη κείσζε ησλ απνζηάζεσλ κεηαμχ ηνπ ππνζηαζκνχ θαη ηνπ ζπηηηνχ ή ηνπ γξαθείνπ ηνπ ζπλδξνκεηή. ηηο ππθλνθαηνηθεκέλεο πεξηνρέο, ηα πεξηζζφηεξα απφ ηα θαιψδηα είλαη ππφγεηα. Σα ππφγεηα θαιψδηα πξνθαινχλ κεγαιχηεξε εμαζζέληζε απφ ηα ππεξπςσκέλα θαιψδηα δεκηνπξγψληαο έλα αθφκα πξφβιεκα ζηελ επέθηαζε ηεο PLC ηερλνινγίαο ζηηο ππθλνθαηνηθεκέλεο πεξηνρέο.[8] Θόρυβοσ Αλάινγα κε ηελ πξνέιεπζε ησλ ζηνηρείσλ ηνπ ζνξχβνπ, ν ζφξπβνο ζηηο ειεθηξηθέο γξακκέο κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί ζε πέληε βαζηθέο θαηεγνξίεο, νη νπνίεο δηαθξίλνληαη αλάινγα κε ηελ πξνέιεπζε, ηε ρξνληθή δηάξθεηα, ην θάζκα θαη ηελ έληαζή ηνπο. ε απηέο ηηο θαηεγνξίεο πεξηιακβάλνληαη ν ρξσκαηηθφο παξαζηηηθφο ζφξπβνο (colored background noise), ζφξπβνο ζηελνχ εχξνπο δψλεο (narrowband noise), πεξηνδηθφο σζηηθφο ζφξπβνο αζχγρξνλνο ζηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα (periodic impulsive noise asynchronous to the mains frequency), πεξηνδηθφο σζηηθφο ζφξπβνο ζπγρξνληζκέλνο ζηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα (periodic impulsive noise synchronous to the mains frequency) θαη αζχγρξνλνο σζηηθφο ζφξπβνο (non-periodic impulsive noise). ηελ εηθφλα 83 παξνπζηάδνληαη νη πέληε απηνί ηχπνη ζνξχβνπ ηνπο νπνίνπο θαη αλαιχνπκε παξαθάησ: 1. ρξσκαηηθφο παξαζηηηθφο ζφξπβνο (ηχπνο 1): ηνπ νπνίνπ ε θαζκαηηθή ππθλφηεηα είλαη ζρεηηθά κηθξή θαη ειαηηψλεηαη κε ηε ζπρλφηεηα. Ο ηχπνο απηφο πξνθαιείηαη θπξίσο απφ ηελ ππέξζεζε πνιπάξηζκσλ πεγψλ ζνξχβνπ κε ρακειφηεξε έληαζε. ε αληίζεζε κε ην ιεπθφ ζφξπβν, ν νπνίνο είλαη έλα ηπραίνο ζφξπβνο πνπ έρεη κηα εληαία θαη νκνηφκνξθε θαζκαηηθή ππθλφηεηα θαη είλαη νπζηαζηηθά αλεμάξηεηνο απφ ηε ζπρλφηεηα πέξα απφ θάζκα ζπρλνηήησλ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, ν ρξσκαηηθφο παξαζηηηθφο ζφξπβνο εμαξηάηαη ζε πνιχ κεγάιν βαζκφ απφ ηε ζπρλφηεηα. Οη παξάκεηξνη ηνπ ζνξχβνπ απηνχ πνηθίινπλ αλάινγα κε ην ρξφλν. 110

111 Δηθόλα 83: Οη πξνζζεηηθνί ηύπνη ζνξύβνπ ζηα PLC πεξηβάιινληα. [2] 2. ζφξπβνο ζηελνχ εχξνπο δψλεο (ηχπνο 2): ν νπνίνο ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο έρεη κηα εκηηνλνεηδή κνξθή, κε δηακνξθσκέλα πιάηε. Απηφο ν ηχπνο δεζκεχεη δηάθνξεο ππνδψλεο ζπρλνηήησλ, νη νπνίεο είλαη ζρεηηθά κηθξέο θαη ζπλερείο ζε φιν ην θάζκα ζπρλνηήησλ. Πξνθαιείηαη θπξίσο απφ ηελ είζνδν ησλ ξαδηνθσληθψλ ζηαζκψλ (broadcast stations) ζην κέζν κεηάδνζεο θαη πην ζπγθεθξηκέλα απφ ηηο ξαδηνθσληθέο δψλεο ζπρλνηήησλ κηθξνχ κήθνπο θχκαηνο. Σα πιάηε κεηαβάιινληαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο. Αχμεζε ηνπ πιάηνπο παξαηεξείηαη ηε λχρηα, θαηά ηελ νπνία νη ηδηφηεηεο ηεο αλάθιαζεο απφ ηελ αηκφζθαηξα γίλνληαη ηζρπξφηεξεο. 3. πεξηνδηθφο σζηηθφο ζφξπβνο αζχγρξνλνο ζηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα (ηχπνο 3): απνηειείηαη απφ κηα αθνινπζία παικψλ, ε νπνία έρεη ζπρλφηεηα επαλάιεςεο κεηαμχ 50 θαη 200 khz. Απηή απεηθνλίδεηαη ζην δηάγξακκα ηεο θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο ηζρχνο κε ραξαθηεξηζηηθέο γξακκέο νη νπνίεο έρνπλ θελά δηαζηήκαηα ζπρλφηεηαο κεηαμχ ηνπο. Απηφο ν ηχπνο ζνξχβνπ πξνθαιείηαη ζπλήζσο απφ ηελ αιιαγή ηεο ηάζεο ζηελ παξνρή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Ζ παξνρή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο είλαη θαηά θάπνην ηξφπν έλα θχθισκα απνκνλσηή ην νπνίν ηνπνζεηείηαη κεηαμχ κηαο πεγήο θαη ελφο θνξηίνπ αζχκβαησλ κεηαμχ ηνπο, πξνθεηκέλνπ λα ηα θάλεη ζπκβαηά. Λφγσ ηεο πςειήο ζπρλφηεηαο επαλάιεςεο, απηφο ν ζφξπβνο δεζκεχεη ζπρλφηεηεο νη νπνίεο βξίζθνληαη θνληά ε κία ζηελ άιιε, δεκηνπξγψληαο ζηελέο δέζκεο ζπρλνηήησλ. 4. πεξηνδηθφο σζηηθφο ζφξπβνο ζπγρξνληζκέλνο ζηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα (ηχπνο 5): απνηειείηαη απφ παικνχο κε ζπρλφηεηα επαλάιεςεο 50 ή 100Hz, νη νπνίνη είλαη ζπγρξνληζκέλνη κε ηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα. Απηνί νη παικνί έρνπλ ζχληνκε δηάξθεηα, ηεο ηάμεσο ησλ κηθξνδεπηεξνιέπησλ, θαη έρνπλ θαζκαηηθή ππθλφηεηα ηζρχνο ε νπνία κεηψλεηαη κε ηελ αχμεζε ηεο ζπρλφηεηαο. Πξνθαιείηαη απφ ηελ παξνρή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ε νπνία ιεηηνπξγεί ζηελ θεληξηθή ζπρλφηεηα, φπσο νη κεηαηξνπείο ηζρχνο πνπ ζπλδένληαη κε ην δίθηπν. 5. αζχγρξνλνο σζηηθφο ζφξπβνο (ηχπνο 5): ε απηφ ηνλ ηχπν ζνξχβνπ, νη παικνί πξνθαινχληαη θπξίσο απφ ηελ ελαιιαγή ησλ ρξεζηψλ ζην δίθηπν παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Έρνπλ δηάξθεηα απφ κεξηθά κηθξνδεπηεξφιεπηα σο θαη κεξηθά ρηιηνζηά ηνπ δεπηεξνιέπηνπ. Ζ θαζκαηηθή ππθλφηεηα ηζρχνο ηνπο, κπνξεί λα απνθηήζεη ηηκή κεγαιχηεξε απφ 50 db πάλσ απφ ην επίπεδν ηνπ ρξσκαηηθνχ παξαζηηηθνχ ζνξχβνπ. Απηφο ν ηχπνο ζνξχβνπ είλαη ε θχξηα αηηία ιαζψλ ζηελ ςεθηαθή κεηάδνζε πιεξνθνξίαο κέζσ ησλ ζπζηεκάησλ PLC.[2] 111

112 Οη πξψηνη ηξεηο ηχπνη ζνξχβνπ δελ πνηθίινπλ κε ην ρξφλν θαη κπνξνχλ λα δηαξθέζνπλ κεξηθά δεπηεξφιεπηα, ιεπηά ή αθφκα θαη ψξεο. Σνπο ζνξχβνπο απηνχο ηνπο νλνκάδνπκε παξαζηηηθνχο ζνξχβνπο (Generalized background noise). Οη άιινη δχν ηχπνη ζνξχβνπ κεηαβάιινληαη κε ην ρξφλν απφ θάπνηα microseconds κέρξη θάπνηα milliseconds. Μπνξνχλ λα ζπλνςηζηνχλ ζε κηα θαηεγνξία ζνξχβνπ ε νπνία ιέγεηαη σζηηθφο ζφξπβνο (impulsive noise) ή παικηθφο ζφξπβνο (impulse noise). Οη δχν ηειεπηαίνη είλαη θαη νη πην επηδήκηνη ηχπνη ζνξχβνπ γηα ηε κεηάδνζε ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο. Οη αηκνζθαηξηθέο ζπλζήθεο νη νπνίεο αιιάδνπλ ζπλερψο πξνθαινχλ ζφξπβν ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο. Οη ειηαθέο θειίδεο (sunspots) θαη νη αζηξαπέο πξνθαινχλ επίζεο ζφξπβν ζηηο γξακκέο ΜΣ θαη ΥΣ. πσο έρνπκε αλαθέξεη, νη γξακκέο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο έρνπλ ζρεδηαζηεί γηα ηε κεηαθνξά ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζηα 50Hz ή 60Hz, επνκέλσο είλαη ερζξηθέο ζηε κεηαθνξά ζεκάησλ ζε πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο. Γηα ην ιφγν απηφ ην ειεθηξηθφ ξεχκα είλαη έλαο ζεκαληηθφο παξάγνληαο ζηε δεκηνπξγία ειεθηξηθνχ ζνξχβνπ. Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ κεηαθέξεηαη απφ ηηο γεηηνληθέο γξακκέο πξνθαιεί επίζεο ζφξπβν. Δπηπιένλ, επεηδή ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα ζπκπεξηθέξνληαη ζαλ θεξαίεο, δέρνληαη αλεπηζχκεηα ζήκαηα ξαδηνζπρλνηήησλ πνπ κεηαδίδνληαη απφ γεηηνληθά ζπζηήκαηα. Σα αλεπηζχκεηα απηά ζήκαηα εκπνδίδνπλ ηα PLC ζήκαηα δεκηνπξγψληαο ζφξπβν ζηε γξακκή. Μειέηεο γηα ηα επίπεδα ηνπ ζνξχβνπ δείρλνπλ φηη νη νηθηαθέο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο, φπσο νη ιάκπεο θζνξηζκνχ, ε ειεθηξηθή ζθνχπα θ.α. πνπ ζπλδένληαη ζην ειεθηξηθφ δίθηπν, ζπλεηζθέξνπλ ζεκαληηθά ζην ζφξπβν. Απηφ νθείιεηαη ζηελ μαθληθή κείσζε ή αχμεζε ηνπ ξεχκαηνο θαη ηεο ηάζεο.[8] Γηα λα κεηψζνπκε ην ζφξπβν, πξέπεη ηα εγρχζνπκε ηα PLC ζήκαηα ζε πςειφηεξα επίπεδα ηζρχνο. Δπεηδή ηα πςειφηεξα επίπεδα ηζρχνο απμάλνπλ ηελ παξεκβνιή, ην επίπεδν ηζρχνο ηνπ PLC ζήκαηνο δελ κπνξεί λα απμεζεί φζν ρξεηάδεηαη. Δπηπιένλ, ε FCC έρεη ζέζεη πεξηνξηζκνχο ζηα επίπεδα ηζρχνο ηνπ PLC. Έλαο άιινο ηξφπνο είλαη ε ρξήζε πξνεγκέλσλ κεζφδσλ κεηάδνζεο φπσο ε πνιππιεμία κε νξζνγψληα δηαίξεζε ζπρλφηεηαο (OFDM). ε απηήλ ηελ ηερλνινγία πνιιαπινχ θέξνληνο, ην θέξνλ πςειήο ζπρλφηεηαο δηαηξείηαη ζε πνιιαπιά ππνθέξνληα ρακειήο ηαρχηεηαο. Ζ ηερληθή FEC (forward error correction) καδί κε ηελ ηερλνινγία OFDM κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα λα κεησζεί ε δηαηαξαρή ζηα παθέηα. Ο ζηφρνο είλαη λα κεηαθέξνπκε ζην ιήπηε έλα ζήκα πνπ ζα έρεη ειάρηζην ζφξπβν. Ο ζφξπβνο κπνξεί λα κελ εμαιεηθζεί πιήξσο, θαζψο απηφο κεηαβάιιεηαη κε ηε ζπρλφηεηα, ην θνξηίν, ηελ ψξα ηεο εκέξαο θαη ηε γεσγξαθηθή ηνπνζεζία. Γηαπηζηψλνπκε ινηπφλ φηη πξνθχπηνπλ ζεκαληηθά πξνβιήκαηα πνπ αθνξνχλ ηελ αμηνπηζηία θαη ηελ πνηφηεηα.[8] 112

113 4.3.4 Απειλό ςτην αςφϊλεια των δεδομϋνων Ζ αζθάιεηα ησλ δεδνκέλσλ είλαη έλαο απφ ηνπο πην ζεκαληηθνχο ηνκείο κειέηεο ζε νπνηαδήπνηε ηερλνινγία επηθνηλσληψλ. Δπεηδή νη ειεθηξηθέο γξακκέο δελ είλαη πξνζηαηεπκέλεο απφ ηηο ξαδηνζπρλφηεηεο, ηα PLC ζήκαηα δεκηνπξγνχλ ζεκαληηθή ειεθηξνκαγλεηηθή παξεκβνιή. Χο εθ ηνχηνπ, έρνπκε απψιεηα δεδνκέλσλ απφ ηηο ειεθηξηθέο γξακκέο, ηα νπνία άιινη ξαδηνδέθηεο κπνξνχλ κε κηθξή πξνζπάζεηα λα ρξεζηκνπνηήζνπλ. Σν In-Home PLC ιεηηνπξγεί ζαλ έλα κηθξφ ηνπηθφ δίθηπν. Με απηφλ ηνλ ηξφπν απμάλνληαη νη πηζαλφηεηεο ε ζπζθεπή ελφο ζπλδξνκεηή λα ιάβεη δεδνκέλα ηα νπνία δελ ρξεηάδεηαη. Ζ OFDM ηερλνινγία εληζρχεη ηελ αζθάιεηα θαη ηελ απνθξππηνγξάθεζε ησλ δεδνκέλσλ. Δληνχηνηο, ε απεηιή γηα ηελ αζθάιεηα ησλ δεδνκέλσλ εμαθνινπζεί λα απνηειεί έλα ζεκαληηθφ πξφβιεκα.[8] Έλλειψη προτύπων Οη ζπζθεπέο θαηαζθεπάδνληαη απφ δηαθνξεηηθνχο πξνκεζεπηέο, δελ είλαη δηαιεηηνπξγηθέο θαη απνηεινχλ ηδηνθηεζία απηψλ αθνχ ε ηερλνινγία PLC έρεη έιιεηςε πξνηχπσλ. Αξθεηνί πξνκεζεπηέο θαηαζθεπάδνπλ εμνπιηζκφ PLC φπσο Main.Net, Linksys, IOGear, Belkin, Netgear θαη D-Link. ινη απηνί νη θαηαζθεπάδνπλ ζπζθεπέο βαζηδφκελνη ζηα δηθά ηνπο πξφηππα. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ηε δεκηνπξγία πξνβιεκάησλ ζηελ εμππεξέηεζε ησλ πειαηψλ θαη ζηελ αληηκεηψπηζε πξνβιεκάησλ φηαλ θάπνηνο απφ ηνπο θαηαζθεπαζηέο απηνχο δελ είλαη πιένλ ζηελ αγνξά.[8] 4.4 Κριτόρια βελτιςτοπούηςησ των Access PLC δικτύων Bit Error Rate/Packet Error Rate: Έλα κέγεζνο, ην νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη επξχηαηα ζην ζρεδηαζκφ δηθηχσλ, είλαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο εζθαικέλσλ bit (Βit Error Rate-BER), ν νπνίνο νξίδεηαη σο ν ιφγνο ησλ bit πιεξνθνξίαο πνπ θηάλνπλ ζε έλα δέθηε (αθνχ πξψηα εθαξκνζηνχλ νη φπνηεο ηερληθέο δηφξζσζεο, φπσο θσδηθνπνίεζε θαλαιηνχ πνπ γίλεηαη γηα λα βειηησζεί απηφο ν ιφγνο) πξνο ην ζπλνιηθφ αξηζκφ ησλ κεηαδηδφκελσλ bit. Απηφ ην κέγεζνο εμαξηάηαη απφ ην κέζν κεηαθνξάο ηεο πιεξνθνξίαο θαη κπνξεί λα δηαθέξεη ζεκαληηθά κεηαμχ ησλ αζχξκαησλ θαη ελζχξκαησλ κέζσλ. πγθεθξηκέλεο ππεξεζίεο κπνξεί λα επηβάινπλ ζπγθεθξηκέλεο απαηηήζεηο ζρεηηθά κε ηνλ BER. Τπεξεζίεο πνιπκέζσλ θαη κεηαθνξάο δεδνκέλσλ γεληθά απαηηνχλ ρακειφηεξεο ηηκέο BER ζπγθξηηηθά κε θσλεηηθέο ππεξεζίεο. Ζ ρσξεηηθφηεηα ηνπ κέζνπ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, ε απαηηνχκελε πνηφηεηα ππεξεζίαο θαη αλζξψπηλε αληίιεςε θαη ςπρνινγία (φπσο π.ρ. ζηε θσλεηηθή επηθνηλσλία) είλαη νη θχξηνη παξάγνληεο πνπ θαζνξίδνπλ ηηο ζρεηηθέο πξνδηαγξαθέο. Ζ δηακφξθσζε θαη ε πνιχπιεμε, νη ηξφπνη 113

114 θσδηθνπνίεζεο, ε πηζαλή αιιεινεπηθάιπςε, ν ρξφλνο παχζεο, ν ζπγρξνληζκφο, ε κέζε θαη ε κέγηζηε ηηκή ηζρχνο, ε δηαθχκαλζε ηεο ζπρλφηεηαο είλαη κεξηθά απφ ηα ζεκαληηθά ζέκαηα πνπ πξέπεη λα ιεθζνχλ ππφςε ζρεηηθά κε ηελ πιηθή ππνδνκή πξνθεηκέλνπ λα πεξηνξηζηεί ν BER. Ο ξπζκφο κεηάδνζεο ιαλζαζκέλσλ παθέησλ (Packet Error Rate-PER) είλαη έλα αληίζηνηρν κέγεζνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη σο κέηξν ηνπ ιφγνπ ησλ εζθαικέλσλ παθέησλ πνπ θηάλνπλ ζην δέθηε πξνο ην ζχλνιν ησλ κεηαδηδφκελσλ παθέησλ. ε ζπγθεθξηκέλεο εθαξκνγέο ν PER ελδέρεηαη λα δηαθέξεη απφ ηνλ BER θαη ν PER είλαη κεγαιχηεξεο ζεκαζίαο. Δπίζεο θαη εδψ, ε ζπγθεθξηκέλε θάζε θνξά ππεξεζία θαζνξίδεη ηε κέγηζηε απνδεθηή ηηκή γηα ηνλ PER. ε θσλεηηθέο ππεξεζίεο κπνξεί λα είλαη απνδεθηέο πςειφηεξεο ηηκέο BER, αιιά ε απψιεηα νιφθιεξσλ παθέησλ δελ είλαη απνδεθηή. ε ππεξεζίεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ, φπνπ ηα δεδνκέλα κεηαδίδνληαη κε δηαδνρηθή απνζηνιή παθέησλ, ππάξρεη ε δπλαηφηεηα επαλεθπνκπήο ζε πεξίπησζε πνπ έλα παθέην ραζεί. Ο πίλαθαο 2 δείρλεη ραξαθηεξηζηηθέο BER ηηκέο ελψ ν πίλαθαο 2 παξνπζηάδεη ζπγθξηηηθά ηηο απαηηήζεηο ζρεηηθά κε ην BER θαη ηε πνζφηεηα κεηαθεξφκελεο πιεξνθνξίαο γηα θάπνηεο εθαξκνγέο.[28] Πίλαθαο 2: Βit Error Rate ΤΠΖΡΔΗΔ BER Σειεθσλία 10-5 Γεδνκέλα Δθαξκνγέο θαηαλεκεκέλεο ζε πνιινύο ππνινγηζηέο Hi-Fi ήρνο 10-5 Απνκαθξπζκέλνο Έιεγρνο 10-5 Πίλαθαο 3: Αμηνπηζηία θαη εύξνο δώλεο ΔΦΑΡΜΟΓΖ ΑΞΗΟΠΗΣΗΑ(BER) Δύξνο δώλεο Τςειή Υακειφ Μεηαθνξά αξρείνπ Τςειή Μέζν Πξόζβαζε ζην δηαδίθηπν Τςειή Μέζν Audio on Demand Υακειή Υακειφ Video on Demand Υακειή Μέζν Σειεθσλία Υακειή Υακειφ Σειεδηάζθεςε Υακειή Τςειφ Ρπζκαπφδνζε (bits/sec-ξπζκφο κεηάδνζεο) (throughput) Ο φξνο ξπζκπφδνζε νξίδεη ηελ κέζε πνζφηεηα ησλ δεδνκέλσλ πνπ κπνξνχλ λα δηαθηλνχληαη ζην δίθηπν. Ο BER θαη ε ξπζκαπφδνζε είλαη αιιειέλδεηα κεγέζε, έηζη 114

115 ψζηε λα ππάξρεη κία άκεζε ζχλδεζε, ε νπνία δεζκεχεηαη απφ ηηο ηδηφηεηεο ηνπ κέζνπ. Ζ ζπλνιηθή ξπζκαπφδνζε (gross throughput) αλαθέξεηαη ζην ζπλνιηθφ αξηζκφ ησλ κεηαδηδφκελσλ bits per sec (πεξηιακβάλεη θαη ηα overhead data-επηπιένλ δεδνκέλα πρ bits γηα δηφξζσζε ιαζψλ). Ζ ξπζκπφδνζε ησλ δεδνκέλσλ επίζεο επεξεάδεηαη απφ ηα επηπιένλ δεδνκέλα (overhead data) ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ θσδηθνπνίεζε, ηελ εθπνκπή ζήκαηνο, ηελ ηηηινθνξία ησλ παθέησλ (headers πρ ip) θηι. Ζ θαζπζηέξεζε πνπ πξνθαιείηαη απφ ηελ πνιππινθφηεηα ηνπ εμνπιηζκνχ (hardware), ηελ εθαξκνγή ηνπ αιγνξίζκνπ θηι, είλαη παξάγνληεο πνπ πεξηνξίδνπλ ηελ ξπζκαπφδνζε ηνπ κέζνπ. Ο ζρεδηαζκφο ηνπ δηθηχνπ πξέπεη λα πεξηιακβάλεη απαηηήζεηο ζρεηηθά κε ηελ ξπζκαπφδνζε φπσο πςειφ εχξνο δψλεο κεηάδνζεο, πηζαλψο δηαζέζηκν γηα αξθεηφ ρξφλν (burst mode transmission), ηε ρσξεηηθφηεηα απνκφλσζεο (buffer capacity), πνπ εμππεξεηεί ηελ απαηηνχκελε έληαζε ησλ κεηαδηδφκελσλ δεδνκέλσλ θαη ηνλ έιεγρν ιαζψλ (αλακεηαδφζεηο εμαηηίαο burst errors κπνξεί λα κεηψζνπλ ηελ ξπζκπφδνζε). Καζψο ε ξπζκπφδνζε ζπλήζσο ζπλεπάγεηαη ηνλ κέζν ξπζκφ κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ, ν βαζκφο εθκεηάιιεπζεο ηνπ κέζνπ ζρεηίδεηαη κε ην εχξνο δψλεο ηνπ ζπζηήκαηνο έηζη ψζηε λα κελ ππάξρεη ζπαηάιε ηεο ξπζκπφδνζεο ηνπ δηθηχνπ νπνηαδήπνηε ζηηγκή. Ο αθφινπζνο πίλαθαο πεξηιακβάλεη παξαδείγκαηα εθαξκνγψλ κε ηηο αληίζηνηρεο απαηηήζεηο ζε εχξνο δψλεο. Πίλαθαο 4: Δθαξκνγέο θαη αληίζηνηρν εύξνο δώλεο ΔΦΑΡΜΟΓΖ ΣΑΥΤΣΖΣΑ/ΔΤΡΟ ΕΧΝΖ Σειεθσλία 64 Kbps Σειεδηάζθεςε Kbps 2-θαλάιηα audio Kbps 5- θαλάιηα audio 320 Kbps Σειεδηάζθεςε 63 Κbps-153 Kbps HDTV 17 Mpbs Σαμηλφκεζε Τπεξεζηψλ Ζ ηθαλφηεηα λα πξνζθέξνληαη δηαθνξεηηθά επίπεδα πξνηεξαηφηεηαο αλάινγα κε ηε θχζε ηεο παξερφκελεο ππεξεζίαο ζπλήζσο αλαθέξεηαη σο Quality of Service (QoS). χκθσλα κε ηελ ITU, ε QoS είλαη ην απνηέιεζκα ηεο ζπλνιηθήο επίδνζεο ησλ ππεξεζηψλ, ην νπνίν θαζνξίδεη ην βαζκφ εμππεξέηεζεο ελφο ρξήζηε απφ ηελ ππεξεζία πνπ ρξεζηκνπνηεί θάζε θνξά. Τπάξρεη έλαο δηαρσξηζκφο κεηαμχ ησλ παξακέηξσλ ηνπ δηθηχνπ πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηελ πνηφηεηα παξνρήο ηεο ππεξεζίαο θαη ηεο πνηφηεηαο ε νπνία γίλεηαη αληηιεπηή απφ ηνλ ρξήζηε. Ζ ηαμηλφκεζε ησλ ππεξεζηψλ νδεγεί ζηελ δεκηνπξγία θιάζεσλ ππεξεζίαο. χκθσλα κε ην ATM Forum, γηα παξάδεηγκα, ππάξρνπλ πέληε θιάζεηο ππεξεζίαο: ζηαζεξφ πνζνζηφ δπαδηθψλ ςεθίσλ (Constant Bit Rate/CBR), γηα εθαξκνγέο φπσο ε ηειεθσλία κέζσ δηαδηθηχνπ, ν Μεηαβιεηφο ξπζµφο bit πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ (Real Time Variable Bit 115

116 Rate/rt-VBR), γηα εθαξκνγέο φπσο ε ηειεδηάζθεςε, ν Μεηαβιεηφο ξπζµφο bit µε πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ (Non Real Time Bit Variable Rate/nrt-VBR) γηα εθαξκνγέο φπσο θξάηεζε αεξνπνξηθψλ εηζηηεξίσλ θαη on line ηξαπεδηθέο ζπλαιιαγέο, ν αθαζφξηζηνο ξπζκφο bits (Unspecified Bit Rate/UBR) γηα εθαξκνγέο πνπ δε ζπκβαίλνπλ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν φπσο ην ειεθηξνληθφ ηαρπδξνκείν ή ε κεηαθνξά αξρείσλ θαη ν δηαζέζηκνο ξπζκφο bits (Available Bit Rate), νπνηαδήπνηε URB εθαξκνγή γηα ηελ νπνία ην ηειηθφ ζχζηεκα απαηηεί εγγπεκέλε πνηφηεηα ππεξεζίαο. Εεηήκαηα QoS πνπ πξέπεη λα επηιπζνχλ είλαη ε πξνηππνπνίεζε ηεο QoS, δηαδηθαζίεο δηαπξαγκάηεπζεο κε ηνλ πάξνρν ηεο ππεξεζίαο θαη ε επαιήζεπζε ηεο ιακβαλφκελεο πνηφηεηαο ππεξεζίαο πνπ πξέπεη λα ζπκθσλεί κε ηελ επηζπκεηή πνηφηεηα. Σέινο ε ηαμηλφκεζε ησλ ππεξεζηψλ είλαη έλλνηα πνπ ζρεηίδεηαη κε ηελ δηθαηνζχλε.[28] Καζπζηέξεζε θαη απφθιηζε θαζπζηέξεζεο (delay jitter) Έλα απφ ηα ζεκειηψδε θξηηήξηα γηα ηελ βειηηζηνπνίεζε ζηα δίθηπα δεδνκέλσλ είλαη απηφ ηεο κέζεο θαζπζηέξεζεο ησλ παθέησλ. Οξίδεηαη σο ην δηάζηεκα ρξφλνπ απφ ηελ αίηεζε κεηάδνζεο ελφο παθέηνπ πιεξνθνξίαο κέρξη ηελ επηηπρή παξάδνζή ηνπ ζηνλ πξννξηζκφ. Απηφ ην κέγεζνο είλαη ζπλδεδεκέλν κε ηελ απνθξηζηκφηεηα ηνπ δηθηχνπ φπσο απηή γίλεηαη αληηιεπηή απφ ηνλ ρξήζηε. Παξφιν πνπ ε κέζε θαζπζηέξεζε ησλ παθέησλ απνηεινχζε πάληα έλα ζεκαληηθφ θξηηήξην βειηηζηνπνίεζεο, ηειεπηαία ε ζεκαζία ηεο έρεη αλαβαζκηζηεί εμαηηίαο ηεο εηζαγσγήο νινθιεξσκέλσλ ππεξεζηψλ θαη πνιπκέζσλ. Γεληθά, ραξαθηεξηζηηθά κεγάιεο θαζπζηέξεζεο έρνπλ θαζνξηζηηθή επίδξαζε ζηηο δηαδξαζηηθέο ππεξεζίεο, φπσο επίζεο ζηηο επηθνηλσλίεο πνιπκέζσλ πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, ζηελ πεξίπησζε ησλ ππεξεζηψλ κε έιιεηςε ζηνηρείσλ δηαδξαζηηθφηεηαο (φπσο κεηαθνξά αξρείσλ ή παξαθνινχζεζε καγλεηνζθνπεκέλσλ βίληεν), ην κέγεζνο απηφ είλαη δεπηεξεχνπζαο ζεκαζίαο. ε απηφ ην ζεκείν πξέπεη λα ζεκεηψζνπκε φηη ην κέγεζνο ηεο θαζπζηέξεζεο ζπλδέεηαη κε ηελ ξπζκπφδνζε, θαζψο ην λα βειηηζηνπνηήζεηο θαη ηα δχν κεγέζε είλαη αδχλαην αθνχ πξφθεηηαη γηα αληηθξνπφκελνπο ζηφρνπο. Απφ φια ηα παξαπάλσ, είλαη θαλεξφ φηη ε έλλνηα ηεο θαζπζηέξεζεο αλαθέξεηαη ζηελ πξψηε ζηηγκή (ζηαηηζηηθή κέζε ηηκή) ηεο δηαδηθαζίαο θαηαλνκήο παθέησλ. Πξνθαλψο, ε ηηκή ηεο θαζπζηέξεζεο απηήο δελ κπνξεί λα ραξαθηεξίδεη φιε ηελ ζπκπεξηθνξά ελφο δηθηχνπ φζνλ αθνξά ηελ έλλνηα ηεο θαζπζηέξεζεο. ηελ πξαγκαηηθφηεηα ζε νξηζκέλεο πεξηπηψζεηο ε ηηκή απηή είλαη κηθξήο ζεκαζίαο. Έηζη, νξίδεηαη έλα επηπξφζζεην κέγεζνο ζρεηηθφ κε ηελ θαζπζηέξεζε, ε απφθιηζε θαζπζηέξεζεο (delay jitter). Ο δηεζλήο νξγαληζκφο ηειεπηθνηλσληψλ (ITU) πεξηγξάθεη ηνλ φξν jitter σο «ηηο ζηηγκηαίεο απνθιίζεηο θαζνξηζηηθψλ ηκεκάησλ ελφο ςεθηαθνχ ζήκαηνο ζε ζρέζε κε ηηο ηδαληθέο ζέζεηο ηνπο ζην ρξφλν». Πξαθηηθά ε ηηκή ηεο απφθιηζεο θαζπζηέξεζεο θαζνξίδεηαη απφ ηελ θαηαλνκή ηεο δεχηεξεο ζηηγκήο ηεο θαζπζηέξεζεο ησλ παθέησλ θαη παξέρεη κία εηθφλα ηνπ πφζν ζηαζεξή κέλεη ε 116

117 παξαηεξνχκελε θαζπζηέξεζε φηαλ ιακβάλεηαη κία αιιεινπρία παθέησλ. Χο κλεκνληθφο θαλφλαο, ην κέγεζνο ηνπ delay jitter είλαη ζεκαληηθφ κφλν ζε πεξηπηψζεηο επηθνηλσληψλ κεηαμχ πνιπκέζσλ, ελψ επηθνηλσλίεο δεδνκέλσλ δείρλνπλ κεγαιχηεξε αλνρή ζε πςειέο ηηκέο ηνπ delay jitter. Καζψο ην audio θαη video streaming απνηεινχλ κνξθή ζπλερνχο επηθνηλσλίαο, γηα παξάδεηγκα ν απνθσδηθνπνηεηήο εηθφλαο ζπλερψο αλαλεψλεη ηελ εηθφλα πνπ βιέπεη ν ρξήζηεο, είλαη πςίζηεο ζεκαζίαο λα κελ αδεηάζεη o buffer (απνκνλσηήο) πνπ ηξνθνδνηεί ηνλ απνθσδηθνπνηεηή. ε πεξίπησζε πνπ ζπκβεί θάηη ηέηνην, πξνθχπηεη δηαθνπή ιεηηνπξγίαο θαη παξαηεξείηαη ζεκαληηθή κείσζε ηεο πνηφηεηαο ηεο ππεξεζίαο. πλεπψο αθφκα θη αλ ε κέζε θαζπζηέξεζε παθέηνπ (packet delay) είλαη ρακειή, ζηελ πεξίπησζε πνπ κεξηθά παθέηα θαζπζηεξήζνπλ πεξηζζφηεξν απφ ην πξνθαζνξηζκέλν θαηψθιη, ν απνθσδηθνπνηεηήο δελ ιακβάλεη δεδνκέλα θαη δηαθφπηεη ηελ ηξνθνδνζία. ηνλ παξαθάησ πίλαθα πεξηιακβάλνληαη κεξηθέο ππεξεζίεο κε ηηο αληίζηνηρεο θαζπζηεξήζεηο.[28] Πίλαθαο 5: Δπαηζζεζία ζηελ θαζπζηέξεζε θαη ηελ απόθιηζε θαζπζηέξεζεο ΤΠΖΡΔΗΑ DELAY DELAY JITTER Ζιεθηξνληθό ηαρπδξνκείν Υακειή Υακειή Μεηαθνξά αξρείνπ Υακειή Υακειή Πξόζβαζε ζην δηαδίθηπν Μέζε Υακειή Αθξόαζε απαίηεζε(audio Demand) θαηά on Υακειή Τςειή Video on Demand Υακειή Τςειή Σειεθσλία Τςειή Τςειή Σειεδηάζθεςε Τςειή Τςειή Γηθαηνζχλε Ζ έλλνηα ηεο δηθαηνζχλεο (Fairness) είλαη έλα κέγεζνο ην νπνίν δελ έρεη νξηζηεί επίζεκα. κσο απνηειεί έλα ζεκαληηθφ παξάγνληα πνπ πξέπεη λα ιεθζεί ππφςε θαηά ηελ ζρεδίαζε ηεο αξρηηεθηνληθήο ελφο δηθηχνπ θαη ηελ πξαγκαηηθή ιεηηνπξγία απηνχ. Γηαηζζεηηθά απηφ ην κέγεζνο αληηπξνζσπεχεη ηε δηαθνξά ζηηο επηδφζεηο ησλ ππεξεζηψλ φπσο ηηο αληηιακβάλεηαη έλαο ρξήζηεο ζε ζρέζε κε ηνπο ππφινηπνπο ρξήζηεο (δχν ρξήζηεο αγνξάδνπλ ην ίδην επίπεδν ππεξεζίαο). Αθφκα, ν φξνο απηφο κπνξεί λα αλαθέξεηαη ζηνπο δηαθνξεηηθνχο ηχπνπο δηαθίλεζεο, νδεγψληαο ζε ζπγθξίζεηο ησλ επηδφζεσλ κεηαμχ ξνψλ επηθνηλσλίαο δηαθνξεηηθψλ απαηηήζεσλ (πρ ηειεθσλία έλαληη κεηαθνξάο δεδνκέλσλ). 117

118 Απφ ηα παξαπάλσ, είλαη θαλεξφ φηη πξνθεηκέλνπ λα εμαζθαιίζνπκε ηε δηθαηνζχλε ε αξρηηεθηνληθή ηνπ δηθηχνπ ζα πξέπεη λα πεξηιακβάλεη ηνπο θαηάιιεινπο κεραληζκνχο πνπ ζα δίλνπλ ζην ζχζηεκα έλα μεθάζαξν πξνζαλαηνιηζκφ πξνο απηή ηελ θαηεχζπλζε, ελψ ε εθαξκνγή ησλ ηαθηηθψλ πνπ ξπζκίδνπλ ην ηζνδχγην κεηαμχ ησλ δηαθφξσλ ρξεζηψλ ηεο ππεξεζίαο πξέπεη λα παξακείλεη ζηε δηαθξηηηθή επρέξεηα ηνπ ζπζηήκαηνο. Απηνί νη κεραληζκνί επηβάινπλ πξφζζεηεο απαηηήζεηο ζην ζρεδηαζηή ηεο αξρηηεθηνληθήο ηνπ δηθηχνπ θαη δελ πεξηνξίδνληαη ζε έλα κφλν επίπεδν αιιά εθηείλνληαη ζε έλα κεγάιν θνκκάηη ησλ δηάθνξσλ επηπέδσλ επηθνηλσλίαο. Δηδηθά, ηα ηέζζεξα θαηψηεξα OSI επίπεδα ζπκκεηέρνπλ ελεξγά ζηελ ζσζηή δηαρείξηζε ησλ παξνρψλ πξνο ηνπο ρξήζηεο. Εεηήκαηα πνπ αλήθνπλ ζηα ρακειφηεξα επίπεδα, φπσο ν έιεγρνο ηεο ηζρχνο, ε πξφζβαζε ζην κέζν, ε επηινγή δηαδξνκήο, ν έιεγρνο ξνήο έρνπλ ζεκαληηθφ αληίθηππν ζηελ δηθαηνζχλε φπσο απηή γίλεηαη αληηιεπηή απφ ηνπο ρξήζηεο πνπ βξίζθνληαη ζην δίθηπν. ε ζχγθξηζε κε ηα άιια κεγέζε, ε δηθαηνζχλε είλαη έλαο αληηθξνπφκελνο ζηφρνο. Αληηθεηκεληθά δελ είλαη δπλαηφ λα ππάξρεη ίζε κεηαρείξηζε φισλ ησλ ρξεζηψλ θαη ηαπηφρξνλα λα κεγηζηνπνηείηαη ε ξπζκπφδνζε ηνπ ζπζηήκαηνο ή ε κέζε θαζπζηέξεζε ηνπ παθέηνπ. Γηαηζζεηηθά, ε ηδέα ηεο δηθαηνζχλε ζέιεη ηηο απαηηήζεηο απφδνζεο λα είλαη ραιαξέο έηζη ψζηε φινη νη ρξήζηεο λα ιακβάλνπλ ππεξεζίεο ηνπ ίδηνπ βαζκνχ. Γηα παξάδεηγκα, ζην δίθηπν πνπ παξνπζηάδεηαη ζηελ παξαθάησ εηθφλα νη θφκβνη A,B θαη C ζέινπλ λα ζηείινπλ δεδνκέλα ζηνπο αληίζηνηρνπο Α,Β,C, θαζψο ην πξνζθεξφκελν θνξηίν γηα θάζε δεπγάξη είλαη ίζν κε ηελ ρσξεηηθφηεηα ζχλδεζεο. Με ζθνπφ ηελ κεγηζηνπνίεζε ηεο ξπζκπφδνζεο, ην δεπγάξη Α-Α πξέπεη λα απνθιεηζηεί, φηαλ φιεο νη πεγέο ηνπ ζπζηήκαηνο βξίζθνληαη ζηα δεχγε B-B.C-C. Πξνθαλψο γηα λα ππάξρεη δηθαηνζχλε ζην ζχζηεκα, πξέπεη γίλεη έλαο ζπκβηβαζκφο ζρεηηθά κε ηελ επηηεχμηκε ξπζκπφδνζε.[28] Δηθόλα 84: Throughput ελάληηα fairness.[28] ηηβαξφηεηα Ζ ζηηβαξφηεηα (robustness) είλαη έλα ραξαθηεξηζηηθφ πνιχ ζεκαληηθφ γηα ηα δίθηπα επηθνηλσληψλ. Καζψο ηα δίθηπα επηθνηλσληψλ επεθηείλνληαη φιν θαη πεξηζζφηεξνη 118

119 άλζξσπνη εμαξηψληαη απφ απηά γηα ηηο θαζεκεξηλέο ηνπο δξαζηεξηφηεηεο, ε ζηαζεξφηεηα θαη ε αμηνπηζηία πξέπεη λα απνηεινχλ ζεκαληηθνχ παξάγνληεο γηα ηνλ ζρεδηαζκφ ηεο αξρηηεθηνληθήο ησλ λέσλ δηθηχσλ. ήκεξα, ηα δίθηπα πιεξνθνξηψλ απνηεινχλ έλα εξγαιείν πνπ πξέπεη λα ιεηηνπξγεί θάζε ζηηγκή. Δπηπξφζζεηα, θαζψο ππάξρνπλ πνιιέο αληαγσληζηηθέο ηερλνινγίεο πνπ δηεθδηθνχλ κεξίδην ζηελ αγνξά, ε ζηηβαξφηεηα ηνπ δηθηχνπ παίδεη ζεκαληηθφ ξφιν ζηελ πξνηίκεζε πνπ ζα ηνπο δείμνπλ νη θαηαλαισηέο. ρεηηθά κε ην δίθηπν πξφζβαζεο PLC, νη θχξηνη αληαγσληζηέο είλαη είηε αζχξκαηα δίθηπα (π.ρ. βαζηζκέλα ζην πξσηφθνιιν ) είηε ηα ήδε ππάξρνληα ηειεθσληθά δίθηπα(π.ρ. xdsl). Γπζηπρψο, έλαληη ηνπ αληαγσληζκνχ, ε ιχζε PLC πξέπεη λα εμεηάζεη έλα πξφζζεην πξφβιεκα, δεδνκέλνπ φηη ην δίθηπν ελέξγεηαο είλαη κε θηιηθφ πξνο ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Σν θπζηθφ κέζν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηηο επηθνηλσλίεο κέζσ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ είλαη έλα εμαηξεηηθά πηεηηθφ θαλάιη (δει. κεηαβαιιφκελνπ ρξφλνπ) θαη παξνπζηάδεη επίζεο ηκεκαηηθά πςειά επίπεδα ζνξχβνπ ζε ζχγθξηζε κε άιια δίθηπα επηθνηλσληψλ. πλεπψο, ν ζρεδηαζκφο ηνπ θπζηθνχ ζηξψκαηνο πξέπεη λα είλαη εμαηξεηηθά πξνζεθηηθφο έηζη ψζηε νη ππεξεζίεο επηθνηλσλίαο λα κελ δηαθφπηνληαη, ελψ ε ππνβάζκηζε ησλ ππεξεζηψλ είλαη φζν ην δπλαηφλ ζπαληφηεξε. Δπηπιένλ, ν ζρεδηαζκφο ηνπ επηπέδνπ ζχλδεζεο δεδνκέλσλ ζρεηίδεηαη ζεκαληηθά κε ηε ζηηβαξφηεηα ηεο αξρηηεθηνληθήο ηνπ δηθηχνπ. Σα ζρέδηα, πνπ έρνπλ επηιεγεί γηα ηνλ έιεγρν πξφζβαζεο ζην κέζν, ηνλ ARQ (Automatic Repeat Request/απηφκαηε αίηεζε) επαλάιεςεο) ή ηνλ FEC (Forward Error Correction/εκπξφζζηα δηφξζσζε ιάζνπο), έρνπλ άκεζε επίδξαζε ζηελ ζηηβαξφηεηα φινπ ηνπ ζπζηήκαηνο.[28] Κφζηνο Αλεμάξηεηα απφ ην πφζν λέα κία αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ είλαη ή πφζν θαιήο επίδνζεο ππεξεζία παξέρεη, ην θφζηνο είλαη ην ηειεπηαίν θξηηήξην ζρεηηθά κε ηελ επηηπρία ή φρη κηαο αξρηηεθηνληθήο ζηελ αγνξά. Πξάγκαηη, ε εκπεηξία έρεη δείμεη φηη πνιιά λέα πξντφληα έρνπλ απνηχρεη ζε επίπεδν απήρεζεο ζηελ αγνξά, αθφκα θη αλ απηά έρνπλ πξνζαξκνζηεί ζε πνιχ πςειά πξφηππα θαη ελζσκαηψζεη πξαγκαηηθά θαηλνηφκεο ηδέεο. Πξνθαλψο, ε πξνηεηλφκελε PLC αξρηηεθηνληθή δελ κπνξεί λα απνθχγεη απηφλ ηνλ θίλδπλν, έηζη πξέπεη λα επηηεπρζεί ζπκβηβαζκφο κεηαμχ ηεο απφδνζεο θαη ηνπ θφζηνπο, ψζηε ηειηθά ε παξερφκελε ππεξεζία λα είλαη νηθνλνκηθά πξνζηηή. Ο φξνο ηνπ θφζηνπο δελ πεξηιακβάλεη κφλν ηελ ηηκή ηνπ δηθηπαθνχ εμνπιηζκνχ αιιά απνηειεί κία πην επξεία έλλνηα. Σν θφζηνο ηεο αξρηηεθηνληθήο PLC πεξηέρεη: 1. Σν θφζηνο ηνπ δηθηπαθνχ εμνπιηζκνχ (π.ρ. δηεπαθέο, γέθπξεο, θ.ιπ.). 2. Σν θφζηνο γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκφ θαη ηελ εγθαηάζηαζε ηνπ εμνπιηζκνχ. 3. Σν θφζηνο γηα ηε δηαηήξεζε ηεο ιεηηνπξγίαο ησλ δηθηχσλ (δει. πξνζσπηθφ θαη επηζθεπέο). 119

120 Φπζηθά, φια ηα παξαπάλσ ζεκεία θαζνξίδνπλ ηειηθά ηελ ηηκή πνπ ν θαηαλαισηήο θαιείηαη λα πιεξψζεη. ηνλ πηζαλφ πειάηε ελφο ζπζηήκαηνο πξφζβαζεο PLC πξέπεη λα παξνπζηαζηεί κηα ηηκή πνπ είλαη ηνπιάρηζηνλ ζπγθξίζηκε, εάλ φρη θζελφηεξε, απφ απηέο πνπ πξνζθέξνληαη απφ αληαγσληζηηθέο ηερλνινγίεο, φπσο εηδηθφηεξα ε xdsl θαη νη αζχξκαηεο. Γπζηπρψο, θαη νη δχν ηερλνινγίεο έρνπλ πξνεγεζεί ηνπ PLC, ζπλεπψο, ηα ζπζηαηηθά θαη νη ηηκέο εμνπιηζκνχ ηνπο αλακέλνληαη λα είλαη πνιχ ρακειφηεξα. Δληνχηνηο, κηα ιχζε δηθηχσζεο PLC έρεη ηελ πηζαλφηεηα λα παξέρεη ππεξεζία ρακειφηεξνπ θφζηνπο ζηνπο ρξήζηεο, θαζψο απηή δηαδίδεηαη θαη γίλεηαη θζελφηεξε. πκπεξαζκαηηθά, ππάξρεη κία ιεπηή ηζνξξνπία κεηαμχ απφδνζεο θαη θφζηνπο. Έλαο απφ ηνπο ζεκαληηθφηεξνπο ζηφρνπο ηνπ πξνγξάκκαηνο OPERA είλαη λα βξεζεί ε ηζνξξνπία κεηαμχ απηψλ ησλ παξακέηξσλ ησλ PLC, έηζη ψζηε λα κεγηζηνπνηεζεί ε πηζαλφηεηα επηηπρίαο θαη απήρεζήο ηνπο ζηελ αγνξά ππεξεζηψλ.[28] 120

121 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 5: ΤΠΗΡΕΙΕ ΠΟΤ ΠΡΟΥΕΡΕΙ Η ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΑ PLC Με κηα πξψηε καηηά ε PLC ηερλνινγία θαίλεηαη λα έρεη πςειέο δπλαηφηεηεο ζηελ παξνρή κηαο παληαρνχ παξνχζαο επξπδσληθήο πξφζβαζεο ζηα λνηθνθπξηά θαη ζε φιεο ηηο εγρψξηεο επηρεηξήζεηο. Σν γεγνλφο φηη ην ζχζηεκα ειεθηξηζκνχ επεθηείλεηαη ζε φιε ηε ρψξα δίλεη ζηελ ηερλνινγία PLC πνιιά πιενλέθηεκα. Ζ αλάπηπμε ηεο PLC ηερλνινγίαο αληαγσλίδεηαη ηελ DSL (digital subscriber line) ηερλνινγία θαη ηελ απιή ζχλδεζε κέζσ κφληεκ. Δπίζεο ε ηερλνινγία απηή ζπλδπάδεηαη κε άιιεο ηερλνινγίεο,παξέρνληαο ηελ δπλαηφηεηα αλάπηπμεο έμππλσλ δηθηχσλ θαη παξαθνινχζεζεο θαηαλάισζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ζθνπφ λα πεξηνξίζεη ην θφζηνο. Παξνπζηάδεη αθφκα κνλαδηθά ραξαθηεξηζηηθά φπσο είλαη ε δπλαηφηεηα ηεο επξπδσληθήο πξφζβαζεο ζην ζπίηη απφ νπνηαδήπνηε πξίδα κέζα ζε θάπνην δσκάηην ρσξίο ηελ αλάγθε γηα πεξαηηέξσ θαισδίσζε. Αθφκα παξέρεη ζηνπο πειάηεο ηε δπλαηφηεηα λα έρνπλ ηελ ίδηα ηαρχηεηα είηε θαηεβάδνληαο είηε αλεβάδνληαο δεδνκέλα. Ζ ειεθηξηθή θαισδίσζε ζην ζπίηη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα ζπλδέζεη ζε έλα δίθηπν ηνπο ππνινγηζηέο, ηνπο εθηππσηέο, ηα ηειέθσλα, fax θαη φιεο ηηο νηθηαθέο ζπζθεπέο. Ο απαξαίηεηνο εμνπιηζκφο είλαη ηφζν θζελφο φζν θαη ζηηο ππφινηπεο ηερλνινγίεο. Σν PLC είλαη ηδηαίηεξα ειθπζηηθφ αθνχ νη εηαηξίεο απνθηνχλ πεξηζζφηεξεο απεπζείαο δηφδνπο κέζα ζηα λνηθνθπξηά ζε ζρέζε κε ηηο εηαηξίεο ηειεπηθνηλσληψλ, ηδηαίηεξα ζηηο αγξνηηθέο θαη απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Γηα ηνλ ηειηθφ ρξήζηε ζηελ αγξνηηθή πεξηνρή ν νπνίνο δελ κπνξεί λα ιάβεη DSL ή ππεξεζίεο πξφζβαζεο κέζσ κφληεκ, ε PLC ηερλνινγία κπνξεί λα παξέρεη πνιιέο ππεξεζίεο ζε κία φπσο ηειέθσλν, ηειεφξαζε θαη πςειήο ηαρχηεηαο πξφζβαζε ζην δίθηπν. Σν PLC έρεη ηε δπλαηφηεηα λα παξέρεη επηπιένλ πιενλεθηήκαηα πνπ νη άιιεο ηερλνινγίεο δελ έρνπλ. Απηά κπνξεί λα είλαη είηε κηα απνκαθξπζκέλε κέηξεζε, πνπ κεηψλεη ην θφζηνο ρξήζεο, είηε έλα πιήζνο απηνκαηηζκψλ ζην ζπίηη, θαζψο θαη ππεξεζίεο δηαρείξηζεο νη νπνίεο δηεπθνιχλνπλ ηνλ ηειηθφ ρξήζηε. Απνηέιεζκα ινηπφλ είλαη ε βειηίσζε ησλ ζπλζεθψλ δηαβίσζεο θαη ε κείσζε ηνπ θφζηνπο. Γηαθξίλνληαη ηξεηο θχξηεο θαηεγνξίεο λέσλ εθαξκνγψλ θαη ππεξεζηψλ πνπ βαζίδνληαη ζε ηερλνινγίεο πιεξνθνξηψλ θαη επηθνηλσληψλ: 1. Τπεξεζίεο ελέξγεηαο, αιιά κε λέεο κνξθέο, ραξαθηεξηζηηθά θαη θιίκαθεο. Απηέο πεξηιακβάλνπλ απηφκαηε ζχλδεζε θαη απνζχλδεζε θνξηίσλ, αλίρλεπζε 121

122 ζέζεο ζθάικαηνο, κείσζε ησλ απσιεηψλ θαηά ηε δηαλνκή ελέξγεηαο, έιεγρνο ηνπ θνξηίνπ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν, κείσζε ηεο αλάγθεο γηα ζεξκηθέο θάκεξεο, απηφκαηνο έιεγρνο ζπληειεζηή ηζρχνο θαη ζηαζεξνπνίεζεο ηάζεο, απνκαθξπζκέλε κέηξεζε (AMR), ηηκνιφγεζε, απηνκαηηζκφο, έιεγρνο δηαλνκψλ θαη απεηθφληζε ησλ δεδνκέλσλ ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο (ηάζε, ξεχκα, ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο, πξαγκαηηθή ηζρχο, άεξγνο ηζρχο, ζπληειεζηήο ηζρχνο). 2. Σειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο βαζηδφκελεο ζε PLC ηερλνινγία. ε απηή ηελ θαηεγνξία πεξηιακβάλνληαη ε ηειεθσλία, VoIP (Voice Over Internet Protocol), πξφζβαζε ζην internet, κεηαθνξά δεδνκέλσλ, VoD (Video on Demand), ζχγθιηζε ππεξεζηψλ, ππεξεζία ηειεφξαζεο (internet TV-IPTV), ππεξεζία ξαδηνθψλνπ. 3. Νέεο θαηεγνξίεο ππεξεζηψλ πνπ βαζίδνληαη ζε PLC ηερλνινγίεο θαη ηερλνινγίεο επηθνηλσληψλ. Απηέο είλαη ηειεπαξαθνινχζεζε (ζε νηθίεο θαη επηρεηξήζεηο) γηα ιφγνπο αζθάιεηαο, δηαρείξηζε ελέξγεηαο γηα κείσζε ηνπ ζρεηηθνχ θφζηνπο, αλίρλεπζε θινπήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, εληνπηζκφο βιαβψλ θαη άκεζε απνθαηάζηαζε ζθαικάησλ, δηαρείξηζε αζθάιεηαο ηνπ δηθηχνπ, απηνκαηηζκφο ζπηηηνχ (smart home), ειεθηξνληθέο ππεξεζίεο πξνζαλαηνιηζκέλεο ζε πεξηερφκελν (ζηελ εθπαίδεπζε/e-learning ή ζηελ πγεία /e-health), ειεθηξνληθφ εκπφξην (e-commerce) θαη ςπραγσγία, φπσο παηρλίδηα βαζηζκέλα ζην δηαδίθηπν (e-gaming).[32] Απηέο νη ππεξεζίεο κπνξνχλ λα ζπλδπαζηνχλ κέζσ PLC κε ηηο ζπκβαηηθέο ηειεπηθνηλσληαθέο θαη ελεξγεηαθέο ππεξεζίεο, δηεπξχλνληαο θαηά ζπλέπεηα ην εχξνο ησλ δηαζέζηκσλ ππεξεζηψλ θαη εληζρχνληαο ηε κεκνλσκέλε επηινγή-ραξαθηεξηζηηθά πνπ απαηηνχληαη φιν θαη πεξηζζφηεξν απφ ηνπο πειάηεο. Με άιια ιφγηα ν ζπλδπαζκφο PLC θαη ηερλνινγηψλ επηθνηλσληψλ παξέρνπλ πνιιέο λέεο δπλαηφηεηεο ζηελ αλάπηπμε εθαξκνγψλ θαη ππεξεζηψλ. Ζ απνδνηηθή παξνρή ελέξγεηαο απνηειεί ζεκαληηθή πξνυπφζεζε. Παξαθάησ αλαιχνπκε κεξηθέο απφ ηηο ππεξεζίεο: Δηθόλα 85: Πιενλεθηήκαηα γηα ηνλ ηειηθό ρξήζηε.[26] 122

123 5.1 Τπηρεςύεσ ενϋργειασ Ανύχνευςη θϋςησ ςφϊλματοσ Ζ γλψζε ηεο απφζηαζεο ελφο ζθάικαηνο απφ έλαλ Τ/ ζήκεξα, δελ νδεγεί ζηελ αθξηβή γλψζε ηεο ζέζεο ηνπ ζθάικαηνο, γηαηί θάζε αλαρψξεζε έρεη ζπλήζσο πνιιέο δηαθιαδψζεηο. πλεπψο πνιιά ζεκεία ηεο αλαρψξεζεο είλαη πηζαλέο ζέζεηο ηνπ ζθάικαηνο. Ζ αθξηβήο ζέζε ηνπ ζθάικαηνο κπνξεί λα πξνθχςεη απφ απηέο ηηο πηζαλέο ζέζεηο κε άιια κέζα, πρ κε ελδεηθηηθά δηέιεπζεο ζθάικαηνο ή κε δνθηκαζηηθέο απνκνλψζεηο/επαλαζπλδέζεηο ηκεκάησλ ηεο αλαρψξεζεο. Απηέο νη δνθηκαζηηθέο απνκνλψζεηο/επαλαζπλδέζεηο ηκεκάησλ αλαρψξεζεο απμάλνπλ θαηά πνιχ ην ρξφλν εληνπηζκνχ θαη απνθαηάζηαζεο ηνπ ζθάικαηνο ελψ αξθεηέο θνξέο απαηηείηαη ε άθημε πξνζσπηθνχ ζηνλ πηζαλφ ηφπν ηνπ ζθάικαηνο γηα ηελ επηηφπνπ παξαηήξεζε ηεο γξακκήο θαη έλδεημεο ηνπ ζθάικαηνο. ε δίθηπα ρσξίο ηειεπνπηεία, ε έλδεημε ηνπ ζθάικαηνο δίλεηαη επηηφπνπ. Γηα παξάδεηγκα, αλ ην ελδεηθηηθφ δηέιεπζεο ζθάικαηνο είλαη ηνπνζεηεκέλν ζε ππνζηαζκφ εζσηεξηθνχ ρψξνπ ΜΣ/ΥΣ, δίλεηαη θσηεηλή έλδεημε πρ ζηελ πξφζνςε ηνπ θηηξίνπ ηνπ Τ/. Απηφ νδεγεί πξνθαλψο ζε απψιεηα αξθεηά κεγάινπ ρξνληθνχ δηαζηήκαηνο κέρξη ηελ απνθαηάζηαζε. πλέπεηα είλαη ε κείσζε ηεο αμηνπηζηίαο ηνπ δηθηχνπ θαη ηεο παξερφκελεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Με ηελ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν επνπηεία ηνπ δηθηχνπ απφ ην θέληξν ειέγρνπ PLC δηαπηζηψλεηαη άκεζα ε δεκηνπξγία θάπνηαο βιάβεο ζε θάπνην ζεκείν ηνπ δηθηχνπ. Έηζη δίλεηαη ε δπλαηφηεηα λα απνκνλσζεί ην ζεκείν ηεο γξακκήο πνπ έρεη ζθάικα θαη λα ηξνθνδνηεζνχλ απφ δηαθνξεηηθέο νδεχζεηο, εθφζνλ ην επηηξέπεη ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ, ηα άιια ηκήκαηα ηεο γξακκήο. Με ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο GPS ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ PLC είλαη εθηθηή ε αθξηβήο γλψζε ηνπ ζθάικαηνο ζην δίθηπν ΜΣ ηεο ΓΔΖ. Αο ππνηεζεί φηη ζην εγθαηεζηεκέλν δίθηπν PLC πξνθχπηεη ζθάικα ζε ηπραία ζέζε. Οη κνλάδεο δεχηεξεο γεληάο πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλεο εθαηέξσζελ ηνπ ζεκείνπ φπνπ ππάξρεη ην ζθάικα αληρλεχνπλ ηελ χπαξμή ηνπ θαη απνζηέιινπλ κελχκαηα ζην θέληξν δηαρείξηζεο θαη ειέγρνπ. Σν κήλπκα απηφ πεξηιακβάλεη ηε ζέζε θαη ηνλ ηχπν ηνπ ζθάικαηνο θαζψο θαη άιιεο πιεξνθνξίεο. Σα ζπλεξγεία ζπληήξεζεο θαη απνθαηάζηαζεο θαζνδεγνχληαη απφ ην ζχζηεκα GPS ζηε ζέζε ηνπ ζθάικαηνο κέζα ζε κηθξφ ρξνληθφ δηάζηεκα. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ ζπλδπαζκνχ ησλ ηερλνινγηψλ PLC θαη GPS απεηθνλίδεηαη ζηελ εηθφλα 86. Οη αηζζεηήξεο PLC αληρλεχνπλ ην ζθάικα πνπ ζπκβαίλεη ζην δίθηπν. Σν θέληξν δηαρείξηζεο θαη ειέγρνπ ελεκεξψλεηαη γηα ηελ βιάβε κέζσ ηνπ ινγηζκηθνχ επηθνηλσλίαο κε ηνπο αηζζεηήξεο PLC. Σν δνξπθνξηθφ ζχζηεκα επηθνηλσλίαο κε ην θέληξν δηαρείξηζεο κε θαηάιιειε δηεπαθή θαη γλσξίδνληαο ηελ αθξηβή ζέζε ησλ 123

124 αηζζεηήξσλ, δίλεη ην ζηίγκα ηνπ ζθάικαηνο πάλσ ζηνλ ςεθηαθφ ράξηε. Σν ζπλεξγείν απνθαηάζηαζεο βιαβψλ ελεκεξψλεηαη απφ ην θέληξν δηαρείξηζεο κέζσ ηνπ δηθηχνπ PLC γηα ηηο ππάξρνπζεο βιάβεο ζην δίθηπν ηεο ΓΔΖ. Σν ηερληθφ πξνζσπηθφ αλαγλσξίδεη ηε ζέζε θαη ηνλ ηχπν ηνπ ζθάικαηνο θαη εθνδηάδεηαη κε ηα απαξαίηεηα εξγαιεία, πιηθά θαη αλζξψπηλν δπλακηθφ έηζη ψζηε λα πξνρσξήζεη ζε πιήξε απνθαηάζηαζε ηνπ δηθηχνπ. Σα ζπλεξγεία εληνπίδνπλ ην ζθάικα θαη ζπεχδνπλ λα απνθαηαζηήζνπλ ηελ νξζή ιεηηνπξγία.[6] Δηθόλα 86: Μειινληηθό δίθηπν ΓΔΖ κε PLC θαη GPS ζπζηήκαηα.[6] Μεύωςη των απωλειών κατϊ τη διανομό ενϋργειασ Ζ απψιεηα ελέξγεηαο θαηά ηε δηαλνκή νθείιεηαη ζε πνιινχο παξάγνληεο ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ησλ δπλακηθψλ αιιαγψλ ζηνπο ππεξθνξησκέλνπο θαη ειαηησκαηηθνχο εμνπιηζκνχο. Οη βειηηψζεηο ζηελ απφδνζε, πνπ ζα πξνθχςνπλ κε ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγία PLC ζην δίθηπν ηεο ΓΔΖ θαη ηε δεκηνπξγία ελφο έμππλνπ δηθηχνπ είλαη νη εμήο: Ζ δηαθχκαλζε ηεο ηάζεο θαηαλάισζεο ζα κεησζεί επεηδή νη ππθλσηέο θαη νη ξπζκηζηέο ζα επνπηεχνληαη θαη ζα ειέγρνληαη απφ ην θέληξν δηαρείξηζεο ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν. Μείσζε ηεο πνηφηεηαο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζα αλαγλσξίδνληαη ακέζσο θαη νη ζπλζήθεο (ηάζε, ξεχκα, πξαγκαηηθή θαη άεξγνο ηζρχο, ζεξκνθξαζία θηι.) ζα είλαη γλσζηέο ζε φιε ηελ έθηαζε ηνπ δηθηχνπ ηεο ΓΔΖ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν. 124

125 Ζ νξζή ιεηηνπξγία ηνπ εμνπιηζκνχ ζα ειέγρεηαη ζπλερψο θαη επηθείκελεο βιάβεο ζε θαιψδηα, Μ θαη ζηνλ ππφινηπν βαζηθφ εμνπιηζκφ ζα πξνβιέπνληαη κε αλάιπζε ησλ αληίζηνηρσλ ππνγξαθψλ ζνξχβνπ πςειήο ζπρλφηεηαο.[6] Έλεγχοσ του φορτύου ςε πραγματικό χρόνο Σν ειεθηξηθφ θνξηίν ζηα δίθηπα δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κεηαβάιιεηαη κε ην ρξφλν θαη ηελ ηνπνζεζία. πλεπψο, ην ζχζηεκα παξαγσγήο θαη δηαλνκήο πξέπεη λα αληαπνθξίλεηαη άκεζα ζηηο αλάγθεο ησλ θαηαλαισηψλ θάζε ρξνληθή ζηηγκή. Οη ζεκαληηθφηεξνη παξάγνληεο γηα ηελ εθηίκεζε ηεο ηηκήο ηνπ θνξηίνπ είλαη: Παξάγνληεο ζρεηηδφκελνη κε ηνλ θαηαλαισηή φπσο ν ηχπνο θαηαλάισζεο, ν ηχπνο ζπζηήκαηνο ζέξκαλζεο, ην κέγεζνο θηηξίνπ, νη ειεθηξηθέο ζπζθεπέο, ν αξηζκφο ησλ εξγαδνκέλσλ ζε κία ππεξεζία θηι. Παξάγνληεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηνλ ρξφλν φπσο ην ζεκείν ηεο εκέξαο, ε εκέξα ηεο εβδνκάδαο (εηδηθέο εκέξεο, αξγίεο) θαη ην ζεκείν ηνπ έηνπο. Κιηκαηνινγηθνί παξάγνληεο φπσο ε ζεξκνθξαζία, ε πγξαζία, ε ειηαθή αθηηλνβνιία θηι. Άιια θνξηία πνπ ζρεηίδνληαη κε ην ππφ κειέηε θνξηίν. Πξνεγνχκελα ζηνηρεία, ηηκέο θαη θακπχιεο θνξηίνπ. Σν δίθηπν δηαλνκήο ΜΣ ζηεξείηαη ηεο επθπΐαο ησλ ζπζηεκάησλ SCADA πνπ εληνπίδνληαη ζηα δίθηπα ΤΣ. Σα δίθηπα δηαλνκήο έρνπλ πξνθαλψο ηε δπλαηφηεηα ηεο ελζσκάησζεο ζπζηεκάησλ SCADA. Χζηφζν, ε έθηαζε ηνπ δηθηχνπ είλαη ηφζν κεγάιε πνπ θαζηζηά αδχλαηε κηα ηέηνηα ιχζε. Λφγσ ηνπ πεξηνξηζκνχ νη πάξνρνη ειεθηξηζκνχ δελ έρνπλ ηε δπλαηφηεηα επνπηείαο ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν θαη ζπρλά είλαη αβέβαηνη κε ηα ηζρχνληα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο. Ζ ηξνθνδνζία ηζρχνο θαη ην θνξηίν ξεχκαηνο πξέπεη λα είλαη ζηαζεξά ηζνξξνπεκέλα γηα ηελ εμαζθάιηζε ηεο ιήςεο ηεο ζσζηήο ηάζεο απφ ηνπο θαηαλαισηέο. Αλ ε ηζρχο θαη ην θνξηίν ξεχκαηνο δελ βξίζθεηαη ζε ηζνξξνπία ηφηε ε ηζρχο πνπ παξέρεηαη ζηνπο θαηαλαισηέο ζα απμνκεηψλεηαη ζπλερψο. Έλα κεγάιν θχκα δήηεζεο ξεχκαηνο ζα νδεγήζεη ζε θνξηίν πνπ δελ ζα κπνξέζεη λα θαιχςεη ν πάξνρνο θαη απηφ ζα νδεγήζεη ζε επηιεθηηθέο πηψζεηο ηάζεηο ζε νξηζκέλεο πεξηνρέο γηα ηελ απνθπγή πηζαλψλ επξέσλ blackouts. Με ηελ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν επνπηεία ηνπ ζπζηήκαηνο ηξνθνδνζίαο ζην θέληξν δηαλνκήο κε PLC, νη πάξνρνη ζα έρνπλ ηε δπλαηφηεηα ηεο δπλακηθήο ξχζκηζεο ηεο θαηάζηαζεο ηνπ θνξηίνπ. Ζ εθαξκνγή ειέγρνπ ηνπ θνξηίνπ πεξηιακβάλεη ηελ νηθηαθή θαη ηελ εκπνξηθή δηαρείξηζε θαη έιεγρν ηνπ θνξηίνπ ζε φιν ην δίθηπν. Σα πιενλεθηήκαηα ηνπ έμππλνπ Γηθηχνπ, πνπ κέζσ ηεο ηερλνινγίαο PLC κπνξεί λα πινπνηεζεί αμηφπηζηα θαη απνηειεζκαηηθά πεξηιακβάλνπλ: Βειηησκέλν ηξφπν κέηξεζεο, αθνχ ηα φξγαλα κέηξεζεο ζα πάξνπλ θαη ηε 125

126 δπλαηφηεηα θνζηνιφγεζεο ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν, ηελ πξνπιεξσκή ινγαξηαζκψλ θαη πεξηζζφηεξεο επηινγέο γηα ηνπο θαηαλαισηέο. Παξάιιεια παξέρνληαη ζηηο εηαηξίεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πεξηζζφηεξα εξγαιεία γηα λα βειηηζηνπνηήζνπλ ηελ εθκεηάιιεπζε ησλ δπλαηνηήησλ ηνπο. Σν PLC κπνξεί λα ζεσξεζεί σο δηεπαθή κεηαμχ ηεο ΓΔΖ θαη ησλ θαηαλαισηψλ, παξέρνληαο πιεξνθνξίεο γηα ηελ θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη κελχκαηα γηα ελδερφκελεο δηαθνπέο ξεχκαηνο. Ο θαηαλαισηήο κπνξεί λα πξνγξακκαηίδεη ηηο εξγαζίεο ηνπ θαη λα αηζζάλεηαη κεγαιχηεξε αζθάιεηα. Οη εηαηξίεο παξαγσγήο ελέξγεηαο κπνξνχλ επίζεο, λα ζπληάμνπλ εθπησηηθά πξνγξάκκαηα, ψζηε λα επηηχρνπλ ηελ απνηειεζκαηηθφηεξε παξαγσγή θαη δηαλνκή ηεο ελέξγεηαο, ρξεψλνληαο πεξηζζφηεξν ηελ ελέξγεηα πνπ δεηείηαη ζε ψξεο αηρκήο, γεγνλφο πνπ ζα σζήζεη ηνπο θαηαλαισηέο λα δεηνχλ ελέξγεηα ζε άιιεο ψξεο. Οη ζπληειεζηέο θνξηίνπ ζα απμεζνχλ σο απνηέιεζκα άκεζεο θαη έκκεζεο δηαρείξηζεο ηνπ θνξηίνπ. Θα αμηνπνηεζεί, επίζεο, ε επνπηεία θαη ν έιεγρνο ησλ θαηαλεκεκέλσλ γελλεηξηψλ θαη ησλ ηπρφλ δηαηάμεσλ απνζήθεπζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο.[6] AMR- απομακρυςμϋνη μϋτρηςη (Automatic Meter Reader) Ο ζπλερψο απμαλφκελνο αξηζκφο ησλ θαηαλαισηψλ έρεη νδεγήζεη ηηο εηαηξίεο ζηελ αλαδήηεζε ελφο απνδνηηθνχ ηξφπνπ ππνινγηζκνχ ηεο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο. Σν AMR (Automatic Meter Reading) αλαθέξεηαη ζηελ απηνκαηνπνηεκέλε δηαδηθαζία κέηξεζεο ηεο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη θαη φρη κφλν ηεο ειεθηξηθήο, γηαηί κπνξεί λα ελζσκαηψζεη θαη άιινπο κεηξεηέο, φπσο θπζηθνχ αεξίνπ θαη λεξνχ. ηελ απνκαθξπζκέλε κέηξεζε ρξεζηκνπνηνχκε κηα ειεθηξνληθή ζπζθεπή κέηξεζεο, πνπ νλνκάδεηαη έμππλνο κεηξεηήο, κε δπλαηφηεηα επηθνηλσλίαο κε άιιεο ζπζθεπέο. Δθηφο απφ ηελ απηνκαηνπνίεζε ηεο δηαδηθαζίαο κέηξεζεο θαη ηνλ ππνινγηζκνχ ηεο θαηαλαιηζθφκελεο ελέξγεηαο ην AMR ζχζηεκα παξέρεη έλα ζχλνιν νινθιεξσκέλσλ ππεξεζηψλ. Καη αξράο, κπνξεί λα απεηθνλίζεη ηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν (real time) θαζψο νη κεηξήζεηο ιακβάλνληαη ζε ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα. Έηζη κπνξεί ν πειάηεο λα μέξεη αθξηβψο ηη θαηαλαιψλεη θαη ηη πιεξψλεη θαη επηπιένλ κπνξεί λα δεκηνπξγεζεί έλα ελεξγεηαθφ πξνθίι ηνπ πειάηε (θηηξίνπ). Σν πξνθίι απηφ απνηειεί έλα πνιχ ζεκαληηθφ πηζηνπνηεηηθφ πνπ ηνπ δίλεη αγνξαζηηθή δχλακε απέλαληη ζε κηα απειεπζεξσκέλε αγνξά ελέξγεηαο. Δπίζεο, δείρλεη ηη θαηαλαιψλεη ν πειάηεο θαη πνηα ρξνληθή ζηηγκή, ζπλεπψο απηφ κπνξεί λα βνεζήζεη ζεκαληηθά ζηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο θαη ρξεκάησλ, ζηελ απνθπγή πνηλψλ ιφγσ πςειψλ αηρκψλ ζηελ θαηαλάισζε. Δπηπιένλ κπνξεί λα βνεζήζεη 126

127 ζεκαληηθά ζηελ νξζή πξφβιεςε θνξηίνπ απφ ηελ ξπζκηζηηθή αξρή ελέξγεηαο θαη ηελ απνδνηηθφηεξε έληαμε κνλάδσλ παξαγσγήο. ε ζπλζήθεο απειεπζεξσκέλεο αγνξάο νη εηαηξίεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζα έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα επηθνηλσλνχλ κε ηνπο θαηαλαισηέο κέζσ κελπκάησλ πάλσ ζηνλ έμππλν κεηξεηή θαη λα πξνζθέξνπλ δειεαζηηθέο πξνζθνξέο ρξέσζεο αλά KWh ή λα θάλνπλ πξνζθνξέο ψζηε λα θαηαξηίζνπλ εηδηθά πξνγξάκκαηα ρξέσζεο κε βάζεη ηηο ψξεο θαηαλάισζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ αχμεζε ηεο ηηκήο ηεο KWh ζε πεξηφδνπο αηρκήο είλαη κηα κέζνδνο πνπ κπνξεί λα κεηψζεη ηελ αληίζηνηρε δήηεζε κε απνηέιεζκα ηεξάζηην φθεινο γηα ηελ ΓΔΖ. Σν απηνκαηνπνηεκέλν απηφ ζχζηεκα κπνξεί λα πξνζθέξεη αθφκα δπλαηφηεηεο ρεηξηζκνχ θνξηίνπ, αλίρλεπζεο ζθαικάησλ ζην δίθηπν θαη έγθαηξεο ελεκέξσζεο ηνπ ζπζηήκαηνο αιιά θαη αμηνπηζηία ζηηο κεηξήζεηο.[35] Ζ ππεξεζία AMR είλαη κία ππεξεζία, ε νπνία κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί είηε κέζσ PLC ζηελήο δψλεο είηε κέζσ PLC επξείαο δψλεο. Σν ζχζηεκα απηφ απνηειείηαη απφ δχν κέξε (θαη ζηηο δχν πεξηπηψζεηο): ην ηκήκα πξφζβαζεο (access part) θαη ην ηκήκα ηνπ θνξκνχ (backbone part). Σν ηκήκα πξφζβαζεο απνηειείηαη απφ κία έλαλ ζπγθεληξσηή (concentrator), πνπ ζπιιέγεη ηηο πιεξνθνξίεο απφ ηνπο δηάθνξνπο κεηξεηέο (ε ζπιινγή απηή κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί θαη απφ άιιεο ηερλνινγίεο φπσο νη αλαινγηθέο ηειεθσληθέο γξακκέο, αζχξκαηα κέζσ κηα ζηαζεξήο θεξαίαο, κέζσ GSM θηι.) Έπεηηα, ν ζπγθεληξσηήο ζηέιλεη ηηο πιεξνθνξίεο ζην θεληξηθφ ζχζηεκα, ζπλήζσο ρξεζηκνπνηψληαο dial-in δίθηπν. Σα Dial-in δίθηπα ρξεζηκνπνηνχληαη ζπρλά γηα λα ζπιιέμνπλ δεδνκέλα απφ ηνλ ζπγθεληξσηή ή ηελ πχιε ζηνλ θεληξηθφ ππνινγηζηή. Απηφ είλαη πνπ θαινχκε ηκήκα θνξκνχ. Παξαθάησ αλαιχνπκε μερσξηζηά ηηο δχν πεξηπηψζεηο.[44] Δηθόλα 87: Βαζηθή δνκή AMR. [44] AMR ςτενόσ ζώνησ ηα PLC ζηελήο δψλεο έλαο εγρπηήο ζήκαηνο (signal injector), ν νπνίνο βξίζθεηαη ζε έλαλ ζηαζκφ δηαλνκήο, εγρέεη έλα ζήκα ζηηο ειεθηξηθέο γξακκέο, θαη έπεηηα αληαπνθξίλεηαη ε θαηάιιειε κνλάδα TIU (Telemetry Interface Unit). Ο ξπζκφο κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ πνηθίιεη απφ αξθεηά kilobits/sec ζε ιηγφηεξν απφ έλα 127

128 bit/sec. Σα ζήκαηα κε ηνλ ρακειφηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο κπνξνχλ λα ηαμηδέςνπλ κέρξη θαη 100 κίιηα θαη λα πεξάζνπλ κέζσ ησλ ήδε ππαξρφλησλ κεηαζρεκαηηζηψλ. Σν PLC ρξεζηκνπνηείηαη ζαθψο απφ ηνπο παξφρνπο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο δεδνκέλνπ φηη απηή ε ηερλνινγία ρξεζηκνπνηεί ην ειεθηξηθφ δίθηπν(ηνπ νπνίνπ ε εθκεηάιιεπζε αλήθεη ζηηο εηαηξείεο θνηλήο σθέιεηαο ζηηο πεξηζζφηεξεο ρψξεο) σο κέζν κεηάδνζεο. Δληνχηνηο, νη εηαηξίεο παξνρήο αεξίνπ θαη λεξνχ πξνηηκνχλ ηε radio-based ηερλνινγία. Δηθόλα 88: Σερλνινγία AMR βαζηζκέλε ζην PLC ζηελήο δώλεο. [44] AMR ευρεύασ ζώνησ Σν PLC είλαη κηα ηερλνινγία πνπ παξέρεη επξπδσληθή επηθνηλσλία ηεο ηάμεο ησλ Mbps. Σν δηαζέζηκν απηφ εχξνο δψλεο ππεξβαίλεη θαηά πνιχ ηηο απαηηήζεηο γηα AMR. Οη πεξηζζφηεξεο απφ ηηο ηερλνινγίεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ παξνρή ηεο ππεξεζίαο AMR πξνζθέξνπλ ξπζκνχο δεδνκέλσλ κεξηθψλ Kbps. Καηά ζπλέπεηα, έλα ζχζηεκα επξπδσληθνχ PLC κφλν γηα AMR πξνζθέξεη έλα εχξνο δψλεο πνιχ κεγαιχηεξν απφ απηφ πνπ ρξεηαδφκαζηε. Δπνκέλσο, αλ θαη απφ ηελ ηερληθή άπνςε έλα επξπδσληθφ PLC κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ ππεξεζία AMR, θαίλεηαη ινγηθφ ην κέζν απηφ λα κνηξαζηεί θαη ζε δηάθνξεο άιιεο ππεξεζίεο εθηφο ηεο AMR. Σν AMR επξείαο δψλεο παξνπζηάδεη ηα εμήο πιενλεθηήκαηα: δηθηπαθή ππνδνκή πνπ θαιχπηεη ην ζχλνιν ησλ πειαηψλ παξνρή πιήξνπο ειέγρνπ απφ έλα θεληξηθφ ζεκείν, πξάγκα πνπ κεηψλεη ην ζπλνιηθφ θφζηνο δηαρείξηζεο επηηξέπεη ηελ απνκαθξπζκέλε παξαθνινχζεζε άιισλ αηζζεηήξσλ (θσηηάο, ζεξκνθξαζίαο θηι) επηηξέπεη ηελ ελνπνίεζε κεηαμχ δηαθνξεηηθψλ παξνρψλ ππεξεζηψλ θαη έιεγρν 128

129 έμππλσλ ζπζθεπψλ κέζα ζην ζπίηη θαηαγξάθεη ηελ θαζεκεξηλή θαηαλάισζε απηνκαηνπνηεί ηελ πξνπιεξσκή θαη πιεξσκή ησλ ινγαξηαζκψλ επηηξέπεη απνκαθξπζκέλε παξαθνινχζεζε θαη εληνπίδεη παξαπνίεζε ζην κεηξεηή. Βνεζάεη ζηνλ έιεγρν απσιεηψλ θαη ζηε ζπληήξεζε ζθαικάησλ ηνπ ζπζηήκαηνο. νη απαηηήζεηο ηνπ δελ είλαη κεγάιεο γηα έλα OFDM ζχζηεκα. Γηα κεγάιε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ ην θαλάιη κεηάδνζεο είλαη ειεχζεξν. πλεπψο νχηε ν αξηζκφο κεηάδνζεο αιιά νχηε θαη ε θαζπζηέξεζε είλαη ζεκαληηθνί παξάγνληεο γηα ην AMR ζχζηεκα. Αληηζέησο ε αμηνπηζηία ηνπ δηθηχνπ θαη ε αζθάιεηα ησλ δεδνκέλσλ είλαη ζεκαληηθνί παξάγνληεο θαη έηζη ε OFDM ηερληθή είλαη ε θαηάιιειε κέζνδνο γηα έλα ζχζηεκα AMR. Ζ βαζηθή ππνδνκή είλαη παξφκνηα κε ην AMR ζηελήο δψλεο. Δδψ ν ζπλδξνκεηηθφο εμνπιηζκφο ζπλδέεηαη κε ην δσκάηην κεηξεηή ζην νπνίν είλαη ηνπνζεηεκέλνο ν επαλαιήπηεο. Σν PLC δίθηπν παξέρεη ζην δσκάηην απηφ κία ηειεπηθνηλσληαθή ππνδνκή βαζηζκέλε ζηελ ηερλνινγία Ethernet. Έπεηηα απφ ηνλ επαλαιήπηε ηα δεδνκέλα θηάλνπλ ζηνλ ζηαζκφ Μ ΜΣ/ΥΣ, φπνπ θαη ν Μ παξαθάκπηεηαη κε ηνλ εμνπιηζκφ πνπ αλαθέξακε παξαπάλσ. Ζ ζχλδεζε κε ην δίθηπν θνξκνχ γίλεηαη κέζσ νπηηθψλ παξαθάκπηνληαο θαη ηε ΜΣ θαη ηε ΤΣ είηε ρξεζηκνπνηψληαο ην δίθηπν δηαλνκήο ΜΣ παξαθάκπηνληαο κφλν ηελ πςειή κε ηνλ ίδην ηξφπν, γηα ηελ ηειηθή ζχλδεζε κε ην πάξνρν. Ζ ιχζε απηή εμαιείθεη ηελ αλάγθε ρξήζεο ζπλδέζεσλ Dialin, αθνχ ην ζχζηεκα είλαη πάληα ζπλδεδεκέλν κε ηνπο κεηξεηέο. Δηθόλα 89: Δμνπιηζκόο PLC ηνπ δηθηύνπ πξόζβαζεο θαη δηαλνκήο.[44] 129

130 Γηα ηελ παξνρήο AMR ην επξπδσληθφ PLC κπνξεί λα ζπλδπαζηεί κε θάπνηεο απφ ηηο ήδε ππάξρνπζεο ηερλνινγίεο, κε ζθνπφ λα δηεπθνιπλζεί ε νινθιήξσζε ησλ ήδε ππαξρφλησλ AMR ζπζηεκάησλ θαη ησλ επξπδσληθψλ PLC δηθηχσλ. Σν επξπδσληθφ PLC κπνξεί λα ζπλδπαζηεί είηε κε ην PLC ζηελήο δψλεο (παξφιν πνπ δηακνηξάδνληαη ην ίδην κέζν), είηε κε ηελ αζχξκαηε ηερλνινγία είηε λα ρξεζηκνπνηεζεί απφ κφλν ηνπ. Δηθόλα 90: πλδπαζκόο επξπδσληθνύ θαη ζηελήο δώλεο PLC.[44] ηελ παξαπάλσ παξαηεξνχκε φηη ην επξπδσληθφ ρακειήο ηάζεο Head End (Broadband Low Voltage Head End-BBLVHE), κε ηνλ επξπδσληθφ ρακειήο ηάζεο επαλαιήπηε (Broadband Low Voltage Repeater-BBLVR) ρξεζηκνπνηνχλ Ethernet ή ζεηξηαθφ SLIP πξσηφθνιιν. Σν AMR ζπλδέεηαη κε ην NBHE ρξεζηκνπνηψληαο PLC ζηελήο δψλεο. Σν NBHE βξίζθεηαη ζην Transformer Center-CT ή ζην BBLVR θαη φια ηα AMRs πνπ ζπλδένληαη ζε απηφ κπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ ζαλ έλα ππνζχζηεκα ηνπ παξφρνπ. To NBHE κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ front-end γηα ην ππνζχζηεκα, ην νπνίν ζπιιέγεη ηα δεδνκέλα απφ ηνπο κεηξεηέο απφ φια ηα AMRs ηα νπνία ζπλδένληαη ζε απηφ κέζσ ησλ γξακκψλ ρακειήο ηάζεο θαη επηθνηλσλνχλ κε ηνλ πάξνρν κέζσ ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ θαλαιηνχ. Σν AMR είλαη έλαο έμππλνο κεηξεηήο ν νπνίνο ζπιιέγεη, επεμεξγάδεηαη θαη θαηαγξάθεη ηελ ελεξγεηαθή θαηαλάισζε θαη επηθνηλσλεί, κε ην NBHE κέζσ ηνπ PLC ζηελήο δψλεο (Power Line Communication narrowband-nbplc). Τπάξρνπλ δχν πηζαλά ζελάξηα ελζσκάησζεο κε ην επξπδσληθφ PLC: ζην ζηαζκφ ηνπ κεηαζρεκαηηζηή ή ζην δσκάηην ηνπ κεηξεηή. Δάλ ν ζπλδπαζκφο πξαγκαηνπνηεζεί ζην ζηαζκφ ηνπ κεηαζρεκαηηζηή -πεξηπηψζεηο b θαη c ζηελ εηθφλα- ην επξπδσληθφ PLC ιεηηνπξγεί ζαλ backhaul δίθηπν, ην νπνίν 130

131 κεηαθέξεη ηηο πιεξνθνξίεο απφ ηνπο ζηαζκνχο ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ ζην δίθηπν θνξκνχ. Απηή είλαη κία θαηάιιειε ιχζε γηα ηηο πεξηπηψζεηο εθείλεο ζηηο νπνίεο ρξεζηκνπνηείηαη ήδε ην PLC ζηελήο δψλεο θαη ην επξπδσληθφ PLC αληηθαζηζηά κηα πηζαλή ήδε ππάξρνπζα ζχλδεζε dial-in ζηνπο ζηαζκνχο ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ. Δάλ ν ζπλδπαζκφο πξαγκαηνπνηεζεί ζην κεηξεηή (a), ην PLC ζηελήο δψλεο ρξεζηκνπνηείηαη κφλν γηα ζπιιέμεη ηα δεδνκέλα ησλ κεηξήζεσλ απφ ην δσκάηην ησλ κεηξεηψλ. Απηφ ζεκαίλεη φηη ηα θηίξηα απηφ πξέπεη λα είλαη ήδε εμνπιηζκέλα κε ζπζθεπέο γηα επξπδσληθφ PLC έηζη ψζηε λα κπνξνχλ λα παξέρνπλ επξπδσληθέο ππεξεζίεο.[44] 5.2 Σηλεπικοινωνιακϋσ Τπηρεςύεσ Πρόςβαςη ςτο διαδύκτυο Σν PLC ρξεζηκνπνηεί ηελ ηερλνινγία PLC κε ζθνπφ ηελ παξνρή επξπδσληθνχ internet κέζσ ησλ ζπκβαηηθψλ γξακκψλ ξεχκαηνο. Σν κφλν πνπ ρξεηάδεηαη γηα έλαλ ππνινγηζηή ή κηα ζπζθεπή γηα λα έρεη πξφζβαζε πςειήο ηαρχηεηαο ζην internet είλαη ε ηνπνζέηεζε ελφο PLC modem ζε κηα πξίδα. Με κηα πξψηε καηηά βιέπνπκε πσο πξνζθέξνληαη πιενλεθηήκαηα φκνηα κε εθείλα ησλ θαισδηαθψλ ή DSL ζπλδέζεσλ. Ζ έηνηκε ππνδνκή επηηξέπεη ζε αλζξψπνπο ζε απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο λα απνθηήζνπλ πξφζβαζε ζην internet κε ζρεηηθά κηθξή επέλδπζε ζε εμνπιηζκνχο. Δπίζεο ε ηφζν κεγάιε δηαζεζηκφηεηα θάλεη εχθνιε ηε ζχλδεζε άιισλ ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ φπσο ηειενξάζεηο θαη ερνζπζηήκαηα. Σα PLC modem εθπέκπνπλ ζε κεζαίεο θαη πςειέο ζπρλφηεηεο Έξυπνο ςπύτι Σν έμππλν ζπίηη είλαη έλα ζπίηη πνπ έρεη νκαδνπνηήζεη, νξγαλψζεη θαη απηνκαηνπνηήζεη ηηο ιεηηνπξγίεο αλάινγα κε ηηο αλάγθεο πνπ έρεη ν θάζε ηδηνθηήηεο. Κάζε ζπζθεπή ηνπ ζπηηηνχ ζα είλαη δηθηπσκέλε κε θάζε άιιε ελψ φιεο ζα έρνπλ πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν. Ο πην πξφζθαηνο ηξφπνο γηα ηελ πινπνίεζε ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ είλαη ε ρξεζηκνπνίεζε ηεο ηερλνινγίαο PLC αθνχ θάλεη ρξήζε ηεο ήδε εγθαηεζηεκέλεο ειεθηξηθήο θαισδίσζεο κε απηφκαηε πξφζβαζε ζε θάζε ζπζθεπή ηνπ ζπηηηνχ. Ζ ηνπνινγία ελφο δηθηχνπ πνπ εθκεηαιιεχεηαη ηελ ηερλνινγία PLC ζην ζρήκα πνπ αθνινπζεί. 131

132 Δηθόλα 91: Σνπνινγία δηθηύνπ έμππλνπ ζπηηηνύ.[37] Οη γξακκέο ελαιιαζζφκελνπ ξεχκαηνο πνπ είλαη δηαζέζηκεο ζε φιε ηελ έθηαζε ηνπ ζπηηηνχ, κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ σο ζηνηρεία απνζηνιήο θαη ππνδνρήο δηαθξηηψλ ζεκάησλ ειέγρνπ, ή κελπκάησλ επηθνηλσλίαο κεηαμχ έμππλσλ ζπζθεπψλ. Οη ξπζκνί κεηάδνζεο πνπ ππνζηεξίδνληαη είλαη ηδηαίηεξα πςεινί θαη απηφ απνηειεί κία απφ ηηο ζεκαληηθφηεξεο πξνθιήζεηο. Ο ξπζκφο κεηαθνξάο εμαξηάηαη απφ ηελ παιαηφηεηα ησλ θαισδίσλ θαη επεξεάδεηαη απφ ηνλ ζφξπβν ησλ ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ. πκπιεξσκαηηθέο πινπνηήζεηο ζηελ ηερλνινγία PLC είλαη ην αζχξκαην δίθηπν δεδνκέλσλ θαη ε δηθηχσζε κέζσ ησλ ππαξρφλησλ θαισδίσλ ηειεθσληθήο γξακκήο. ην παξαθάησ ζρήκα αλαθέξνπκε ηηο ζεκαληηθφηεξεο εθαξκνγέο πνπ πξνζθέξεη ην έμππλν ζπίηη: 1. Έιεγρνο ζεξκνθξαζίαο: γίλεηαη εχθνια είηε είζαη ζην ζπίηη είηε είζαη ζηνλ δξφκν, ρξεζηκνπνηψληαο έλαλ αηζζεηήξα πνπ ζπγθεληξψλεη ηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο. Σν ζχζηεκα κπνξεί απηφκαηα λα πξνζαξκφδεη ηε ζεξκνθξαζία εζσηεξηθά ηνπ ζπηηηνχ. Έλαο πξνγξακκαηηδφκελνο ζεξκνζηάηεο κπνξεί λα ζηέιλεη κήλπκα ζην θηλεηφ ηειέθσλν εάλ ε ζεξκνθξαζία αιιάδεη γξήγνξα, φηαλ παξνπζηαζηεί θάπνην πξφβιεκα ζην θιηκαηηζηηθφ ή ζην ζχζηεκα ζέξκαλζεο. 2. Γηαλνκή video: πξνζθέξεη κεγάιε άλεζε ζηνλ ρξήζηε θαζψο ε ηειεφξαζε πνπ βξίζθεηαη ζην θεληξηθφ δσκάηην κπνξεί λα πξνβάιεη κία ηαηλία απφ ην VCR ή ην DVD player ζε θάζε ηειεφξαζε ην ζπηηηνχ εμαιείθνληαο ηελ αλάγθε γηα επηπιένλ ζπζθεπέο αλαπαξαγσγήο video. 3. Γνξπθνξηθέο, θαισδηαθέο θαη off-air θεξαίεο: δξνκνινγνχληαη ζην πίλαθα δηαλνκήο κέζσ ελφο θνηλνχ ζεκείνπ. Οπνηαδήπνηε ππεξεζία θη αλ επηιέμνπκε κπνξνχκε λα θαηεπζχλνπκε ην ζήκα ηεο ηειεφξαζεο ζε νπνηνδήπνηε δσκάηην κέζα ζην ζπίηη απφ κία απιή ζχλδεζε. 132

133 Δηθόλα 92: Smart Home.[45] 4. ινη νη ππνινγηζηέο κέζα ζην ζπίηη κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζε έλα θνηλφ δίθηπν έηζη ψζηε λα κνηξάδνληαη ηελ ίδηα γξακκή internet, πεξηερφκελα θαη εθηππσηέο, δίλνληαο ηε δπλαηφηεηα γηα ηαπηφρξνλε πξφζβαζε γηα φιε ηελ νηθνγέλεηα. Γίλεηαη αθφκα ε δπλαηφηεηα ζηνπο γνλείο λα παξαθνινπζνχλ ην πσο ηα παηδηά ηνπο ρξεζηκνπνηνχλ ην internet κέζσ εηδηθψλ πξνγξακκάησλ ειέγρνπ εγθαηεζηεκέλα ζε επηιεγκέλα computers. Έλα επηπξφζζεην θέξδνο είλαη ε εμνηθνλφκεζε ρξεκάησλ γηα επηπξφζζεην εμνπιηζκφ θαη ππεξεζίεο internet. 5. Κάκεξεο εγθαηεζηεκέλεο ζηα θαηάιιεια ζεκεία κπνξνχλ λα κεηαδψζνπλ εηθφλεο ζε νπνηαδήπνηε νζφλε ηειεφξαζεο παξέρνληαο έλα επηπιένλ κέηξν αζθάιεηαο. Μπνξείο λα ειέγρεηο νπνηνδήπνηε ζεκείν ηνπ ζπηηηνχ κε ηελ επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ θαλαιηνχ αθφκα θαη απφ ην γξαθείν. 6. Μπνξείο απιά λα ρξεζηκνπνηήζεηο ην ηειέθσλν γηα λα κηιήζεηο ζε έλαλ επηζθέπηε πνπ ρηππά ην θνπδνχλη θαη πιεθηξνινγψληαο έλαλ θσδηθφ λα ηνπ αλνίμεηο ηελ πφξηα. Γηα επηπιένλ πξνζηαζία, ε θάκεξα ηεο εμψπνξηαο κπνξεί λα ζηείιεη εηθφλα ζε νπνηαδήπνηε ηειεφξαζε ζην ζπίηη έηζη ψζηε λα κπνξείο λα δεηο πνηνο βξίζθεηαη ζηελ πφξηα. 7. Γηαλνκή ήρνπ ζε φιν ην ζπίηη ζε ζπγθεθξηκέλεο πεξηνρέο πνπ εζχ επηιέγεηο. Καηάιιειν ζχζηεκα ειέγρνπ ζνπ επηηξέπεη λα πξνζαξκφζεηο ηελ έληαζε ηνπ ήρνπ ζε θάζε δσκάηην ή αθφκα θαη λα ηνλ θιείζεηο ηειείσο. 8. Σν κειινληηθφ απηνκαηνπνηεκέλν έμππλν ζπίηη παξέρεη κεγάιν επίπεδν άλεζεο. Με ην πάηεκα ελφο κπνπηφλ κπνξείο λα αλνίμεηο ηελ ηειεφξαζε, λα 133

134 ελεξγνπνηήζεηο ην DVD player, λα αλάςεηο ηα θψηα θαη λα ξπζκίζεηο ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ ζπηηηνχ ζην επηζπκεηφ επίπεδν. 9. ιεο νη νηθηαθέο ζπζθεπέο απφ ην ςπγείν, ην πιπληήξην ή ηνλ ειεθηξηθφ θνχξλν κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζην νηθηαθφ δίθηπν. Έλαο ππνινγηζηήο κπνξεί λα παξαθνινπζεί ηελ ελεξγεηαθή θαηαλάισζε θαη λα ζε πξνεηδνπνηεί φηαλ ππάξρεη πξφβιεκα, εμαζθαιίδνληαο φηη νη ζπζθεπέο ιεηηνπξγνχλ ζηηο θαηάιιειεο ζπλζήθεο. Δπίζεο κπνξείο λα πξνγξακκαηίζεηο ιεηηνπξγίεο λα ζπκβνχλ ζε ζπγθεθξηκέλεο ψξεο. Αθφκα,ππάξρεη ε δπλαηφηεηα κέζσ κηαο νζφλεο LCD λα βιέπεηο ηα δηαζέζηκα πξντφληα ελφο θαηαζηήκαηνο θαη λα παξαγγείιεηο ηα πξντφληα πνπ εζχ επηζπκείο. Σέινο, κπνξεί ην ςπγείν λα αλαγλσξίδεη ην πεξηερφκελφ ηνπ, λα πξνγξακκαηίζεη έλα κελνχ θαη λα ζηείιεη νδεγίεο καγεηξηθήο ζην θνχξλν. 10. Με απίζηεπηε επειημία, ν ειεθηξνληθφο πίλαθαο δηαλνκήο είλαη ν θεληξηθφο θφκβνο ειέγρνπ γηα ην ηειέθσλν, ην video, ην ζχζηεκα αζθάιεηαο θαη φισλ ησλ ππεξεζηψλ. Αληί λα επαλαζπλδέεηο θαιψδηα θάζε θνξά πνπ ζέιεηο λα κεηαθηλήζεηο ηελ ηειεφξαζε απιά αιιάδεηο ηε ζέζε ηνπ patch cable ζηνλ πίλαθα δηαλνκήο. 11. Σν ζχζηεκα αζθάιεηαο πξνζηαηεχεη φιε ηελ νηθνγέλεηα κε ηελ ηθαλφηεηα λα παξαθνινπζείο ην ζχζηεκα κέζσ ηνπ ηειεθψλνπ ή ελφο πιεθηξνινγίνπ. [45] Ζ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο είλαη επίζεο έλα απφ ηα πην ζεκαληηθά ζέκαηα πνπ καο απαζρνινχλ γηα ηε ιεηηνπξγία ελφο έμππλνπ ζπηηηνχ. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ε αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ ειεθηξνληθψλ ζπζθεπψλ έρεη σο απνηέιεζκα κεγαιχηεξε ελεξγεηαθή θαηαλάισζε. Μέζσ ηεο έμππλεο ρξήζεο θαη ηνπ ζσζηνχ ειέγρνπ φισλ ησλ νηθηαθψλ θαη κε ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ ε θαηαλάισζε ηεο ελέξγεηαο κπνξεί λα κεησζεί κέρξη θαη 25%. Σν πην ζεκαληηθφ ζηνηρείν γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε απηνχ ηνπ εγρεηξήκαηνο είλαη ν απηνκαηνπνηεκέλνο έιεγρνο ησλ εγθαηαζηάζεσλ πνπ ππάξρνπλ κέζα ζην ζπίηη (φπσο θσηηζκφο, ζχζηεκα θιηκαηηζκνχ-εμαεξηζκνχζέξκαλζεο (HVAC Heating, Ventilation, Air Conditioning)) ζχκθσλα κε ηα πεξηβαιινληνινγηθά δεδνκέλα. Με απηφλ ηνλ ηξφπν βειηηψλεηαη ε άλεζε θαη ε αζθάιεηα ηνπ ρξήζηε ελψ ηαπηφρξνλα κεηψλεηαη ε ζπλνιηθή ελεξγεηαθή θαηαλάισζε. Αλάινγα κε ηελ παξνπζία ησλ θαηνίθσλ ζην δσκάηην ε ζεξκνθξαζία, ε ζπγθέληξσζε δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα (carbon dioxide-co2), ε πγξαζία θαη ε έληαζε ηνπ θσηηζκνχ κπνξνχλ λα ξπζκηζηνχλ κε ην βέιηηζην δπλαηφ ηξφπν. Ζ ζέξκαλζε θαη ν εμαεξηζκφο κπνξνχλ λα απελεξγνπνηεζνχλ εάλ αλνίμνπκε ηα παξάζπξα ή απμεζεί ε ζεξκνθξαζία ηνπ εμσηεξηθνχ πεξηβάιινληνο. Ζ παξαθάησ εηθφλα δείρλεη έλα ζχζηεκα HVAC ζε κία νηθία. Σν ζχζηεκα απηφ απνηειείηαη απφ έλα δίθηπν κε πνηθίινπο εζσηεξηθνχο θαη εμσηεξηθνχο αληρλεπηέο θαη ελεξγνπνηεηέο, ζχζηεκα απνζήθεπζεο ησλ δεδνκέλσλ θαη έλα multi-bus ηξφπν επηθνηλσλίαο.[46] 134

135 Δηθόλα 93: ύζηεκα εμνηθνλόκεζεο ελέξγεηαο. [46] Σν θφζηνο γηα ηελ πινπνίεζε ελφο έμππλνπ ζπηηηνχ πνηθίιεη αλάινγα κε ηηο δπλαηφηεηεο θαη ηα ζπζηήκαηα πνπ ζέιεη ν θαηαλαισηήο λα εγθαηαζηήζεη. Γηα παξάδεηγκα γηα έλα ζχζηεκα ζπλαγεξκνχ ρξεηάδνληαη πεξίπνπ επξψ ελψ γηα έλα παθέην ζπζηήκαηνο παξαθνινχζεζεο θαη θαηαγξαθήο επξψ. Μηα νινθιεξσκέλε ιχζε κπνξεί λα θηάζεη ζε αξθεηά πςειέο ηηκέο VoIP (Voice over Interbet protocol) VoIP είλαη έλαο γεληθφο φξνο πνπ ραξαθηεξίδεη κηα νηθνγέλεηα κεζνδνινγηψλ (πξσηφθνιια επηθνηλσληψλ) θαη ηερλνινγίεο κεηάδνζεο γηα κεηαθνξά θσλήο θαη πνιπκέζσλ ζχκθσλα κε ην IP(Internet Protocol) δίθηπν φπσο ην internet. Υξεζηκνπνηείηαη κε ζηφρν ηε κεηαθνξά ηεο θσλήο κέζσ δηαδηθηχνπ. Σν VoIP ζηέιλεη πιεξνθνξίεο θσλήο κε ςεθηαθή κνξθή ζε δηαθξηηά παθέηα αληί λα ρξεζηκνπνηεί ην ηππηθφ δίθηπν ηειεθσλίαο. Σα βήκαηα ηα νπνία πξαγκαηνπνηνχληαη γηα ηε δεκηνπξγία κίαο VoIP θιήζεο ε δηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο θαη ηνπ κέζνπ κεηάδνζεο, ςεθηνπνίεζε ηνπ αλαινγηθνχ ζήκαηνο θσλήο, πξναηξεηηθή ζπκπίεζε, θαηάηκεζε ζε παθέηα θαη κεηάδνζε ζαλ IP παθέηα κέζσ ηνπ δηθηχνπ. Απφ ηελ πιεπξά ηνπ ιήπηε παξφκνηα βήκαηα αλαπαξάγνπλ ην αξρηθφ ζήκα ηεο θσλήο. Σν VoIP πηνζεηεί ζπγθεθξηκέλα πξσηφθνιια πνπ ειέγρνπλ ηελ έλαξμε θαη ηνλ ηεξκαηηζκφ ησλ θιήζεσλ. Δπίζεο ρξεζηκνπνηεί πξσηφθνιιν πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ κε ζηφρν λα εμαζθαιίζεη φηη ηα παθέηα ζα κεηαδνζνχλ έγθαηξα. Υξεζηκνπνηψληαο ηα δεκφζηα δίθηπα είλαη δχζθνιν λα εμαζθαιίζεηο κεγάιε πνηφηεηα ππεξεζηψλ (Quality of Service - QoS). Καιχηεξεο ππεξεζίεο εμαζθαιίδνληαη κέζσ ηδησηηθψλ δηθηχσλ ή απφ παξφρνπο ηειεθσλίαο κέζσ internet (ITSP). Γηα ηε ρξήζε VoIP, κία εηαηξία έρεη ζηελ θαηνρή ηεο κία ζπζθεπή VoIP ζηελ 135

136 είζνδν. Ζ πχιε εηζφδνπ δέρεηαη παθέηα κεηάδνζεο θσλήο απφ ηνπο ρξήζηεο κέζσ ηεο εηαηξίαο θαη έπεηηα ηα δξνκνινγεί ζε άιια ζεκεία ηνπ intranet (ηνπηθή πεξηνρή ηνπ επξχηεξνπ δηθηχνπ). Μεξηθνί πάξνρνη VoIP ππεξεζηψλ ζνπ επηηξέπνπλ λα επηθνηλσλείο κε άιινπο αλζξψπνπο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηελ ίδηα ππεξεζία ελψ άιινη ζνπ επηηξέπνπλ λα θαιείο νπνηνλδήπνηε έρεη έλα ηειεθσληθφ αξηζκφ ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ αζηηθέο, ππεξαζηηθέο, δηεζλείο θιήζεηο θαζψο θαη θηλεηά ηειέθσλα. Δπίζεο ελψ θάπνηεο ππεξεζίεο VoIP ιεηηνπξγνχλ κφλν κέζσ ηνπ ππνινγηζηή ζνπ ή κέζσ ελφο εηδηθνχ VoIP ηειεθψλνπ άιιεο ππεξεζίεο ζνπ επηηξέπνπλ λα ρξεζηκνπνηείο ην παξαδνζηαθφ ηειέθσλν ην νπνίν ζπλδέεηο κε έλα κεηαζρεκαηηζηή VoIP. Δάλ εζχ θαιείο έλα ζπλεζηζκέλν αξηζκφ ηειεθψλνπ ην ζήκα κεηαηξέπεηαη ζε έλα ηππηθφ ηειεθσληθφ ζήκα πξηλ απηφ θηάζεη ηνλ ηειηθφ πξννξηζκφ. Σν VoIP ζνπ επηηξέπεη λα θάλεηο απεπζείαο έλα ηειεθψλεκα απφ ηνλ ππνινγηζηή ζνπ, ή απφ έλα εηδηθφ VoIP ηειέθσλν ή έλα παξαδνζηαθφ ηειέθσλν ζπλδεδεκέλν κε έλα VoIP κεηαζρεκαηηζηή. Έλα κεγάιν πιενλέθηεκα ηεο ππεξεζίαο απηήο είλαη φηη απνθεχγεηαη ε ρξέσζε ηεο ηππηθήο ηειεθσλίαο. Έηζη εμαηηίαο ηνπ κεησκέλνπ θφζηνπο, πνπ πξνζθέξεη ζηνπο θαηαλαισηέο, έγηλε επξέσο γλσζηή. Οη VoIP θιήζεηο γίλνληαη κέζσ internet. Οη πεξηζζφηεξεο ηληεξλεηηθέο ζπλδέζεηο ρξεψλνληαη κε έλα κεληαίν αληίηηκν. Να ζεκεηψζνπκε φηη ζηηο ππεξαζηηθέο θιήζεηο ε ρξέσζε δελ γίλεηαη αλά ιεπηφ ελψ ζηηο δηεζλείο θιήζεηο ε εμνηθνλφκεζε ρξεκάησλ απνηειεί έλα ζεκαληηθφ πξνηέξεκα. Μεξηθέο πξφζζεηεο ππεξεζίεο θαη εθαξκνγέο ηνπ VoIP απνηεινχλ νη παξαθάησ: Δπηθνηλσλία κέζσ κελπκάησλ. Γπλαηφηεηα επηθνηλσλίαο κε πειάηεο κέζσ ειεθηξνληθψλ κελπκάησλ θαη fax. Πξφζβαζε ζην ειεθηξνληθφ ηαρπδξνκείνπ κέζσ ηειεθψλνπ (θηλεηνχ θαη ζηαζεξνχ) κε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο κεηαηξνπήο θεηκέλνπ ζε νκηιία (text to speech). Οκαδηθή ηειεθσληθή ζπλδηάζθεςε. Τπεξεζίεο θαηαιφγνπ γηα ηελ απεπζείαο επηινγή εζσηεξηθνχ ηειεθψλνπ, ρσξίο ε δηαδηθαζία λα πξαγκαηνπνηείηαη κέζσ ηνπ ηειεθσληθνχ θέληξνπ. πλψλπκνη φξνη είλαη IP telephony, Internet telephony, voice over broadband (VoBB), broadband telephony, and broadband phone. [48],[49] 136

137 Δηθόλα 94: VoIP κέζσ PLC.[47] Τπηρεςύεσ ύςτερα από απαύτηςη Μηα ζεκαληηθή θαηεγνξία ππεξεζηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη φιν θαη πεξηζζφηεξν είλαη νη εθαξκνγέο on demand. Δδψ αλήθνπλ εθαξκνγέο φπσο νη ηαηλίεο, ελεκεξσηηθέο εθπνκπέο, κνπζηθά αξρεία, παηρλίδηα, ή ινγηζκηθφ πιηθφ ηηο νπνίεο ν ρξήζηεο κπνξεί λα ιάβεη χζηεξα απφ ηελ απαηηνχκελε ρξέσζε. Πην ζπγθεθξηκέλα: VoD (Video on Demand) Ζ ηερλνινγία VoD είλαη κία κέζνδνο πνπ κεηαδίδεη streaming videos. Έηζη κπνξνχκε είηε λα παξαθνινπζήζνπκε ην video θαζψο απηφ θαηεβαίλεη ζηνλ ππνινγηζηή καο είηε αθνχ απηφ θαηέβεη πιήξσο. Σν βίληεν κεηαθέξεηαη απφ έλα θεληξηθφ server ή έλα δίθηπν θαη πξνβάιιεηαη ζηελ ηειεφξαζε ή ζηελ νζφλε ηνπ ππνινγηζηή. Σν VoD επηηξέπεη ζην ρξήζηε λα «παξαγγείιεη» ςεθηαθά κεηαδηδφκελεο ηαηλίεο, λα παξαθνινπζήζεη εθπαηδεπηηθά video απφ ηελ άλεζε ηνπ ζπηηηνχ ηνπ θαη λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ζπλεδξίαζεηο κέζσ video. Αθφκα, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα ζηέιλνπκε ή λα βιέπνπκε videoclip ζε θηλεηά ηειέθσλα ή άιιεο αζχξκαηεο ζπζθεπέο. Δπίζεο, κπνξείο λα παξαθνινπζήζεηο φρη κφλν ηαηλίεο θαη πξνγξάκκαηα ηεο ηειεφξαζεο αιιά θαη απνζεθεπκέλα πξνγξάκκαηα φπσο αζιεηηθά γεγνλφηα, δειηία ελεκέξσζεο, κνπζηθά θαη reality shows. Σαηλίεο θαη αγαπεκέλεο εθπνκπέο ζηελ ηειεφξαζε κπνξνχλ λα γίλνπλ πξνζβάζηκεο κεηά απφ δήηεζε κέζσ ηεο 137

138 ηερλνινγίαο απηήο. Σέινο εμαιείθεη ηελ αλάγθε ελνηθίαζεο ηαηληψλ θαη παξέρεη ηε δπλαηφηεηα πξφζβαζεο ζε κία κεγάιε ζπιινγή πιηθνχ πνπ δηαηίζεηαη απφ ηνλ πάξνρν. πσο ην VCR ή ην DVD player ην VoD πξνζθέξεη έλα κεγάιν αξηζκφ επηινγψλ αθνχ ην video έρεη θαηέβεη. Γηα παξάδεηγκα ν ρξήζηεο κπνξεί λα επηιέμεη λα ην ζηακαηήζεη, λα ην μεθηλήζεη απφ ηελ αξρή ή λα εθηειέζεη νπνηαδήπνηε ιεηηνπξγία ελφο θνηλνχ videoplayer. Γηα λα απμήζνπκε ηηο δπλαηφηεηεο ηνπ VoD απαηηείηαη έλα δίθηπν κε κεγαιχηεξν εχξνο δψλεο. ηηο εθαξκνγέο απηέο ν ρξήζηεο κπνξεί λα δεη ην video πνπ επηζπκεί αθνχ πξψηα θαηαβάιιεη ην ρξεκαηηθφ πνζφ πνπ απαηηείηαη, ε θσδηθνπνίεζε κεηάδνζεο είλαη αζθαιήο θαη δελ επηηξέπεη ζην ρξήζηε λα ππνθιέςεη ηελ ηαηλία ή λα ηελ μαλαδεί ρσξίο ηελ αληηζηνηρεί ρξέσζε. Ζ ππεξεζία VoD κέζσ PLC θαίλεηαη ζηελ παξαθάησ εηθφλα. Δηθόλα 95: VoD κέζσ PLC.[47] music on demand Ζ ξαγδαία εμάπισζε ηεο ρξήζεο ηνπ internet ηα ηειεπηαία ρξφληα έρεη σο απνηέιεζκα ηελ εχθνιε εχξεζε κνπζηθψλ αξρείσλ θαη ηελ πξνκήζεηα απηψλ κέζσ ηεο αλάπηπμεο πξνγξακκάησλ αληαιιαγήο αξρείσλ. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ζεκαληηθέο απψιεηεο ζηα έζνδα ησλ κνπζηθψλ βηνκεραληψλ αθνχ φιν θαη πεξηζζφηεξνη ρξήζηεο απνθηνχλ ηα θνκκάηηα πνπ επηζπκνχλ εχθνια, γξήγνξα θαη ην θπξηφηεξν εληειψο δσξεάλ. Μία πξνζπάζεηα αληηκεηψπηζεο ηνπ θαηλνκέλνπ απηνχ είλαη ε πξνκήζεηα κέζσ internet ησλ κνπζηθψλ απηψλ αξρείσλ λα γίλεηαη on demand 138

139 θαη ζπλεπψο ειεγρφκελε. Πξφθεηηαη γηα κηα ρξεψζηκε ππεξεζία πνπ έρεη σο ζηφρν λα πεξηνξίζεη ηελ παξάλνκε δηαθίλεζε ησλ ηξαγνπδηψλ θαη ηηο απψιεηεο ζηα θέξδε ησλ εηαηξηψλ. Μεηαδίδεηαη κε ηνλ ίδην ηξφπν φπσο θαη ε ππεξεζία VoD ύγκλιςη υπηρεςιών φωνόσ δεδομϋνων - βύντεο Ζ έλλνηα ηεο ζχγθιηζεο άπηεηαη πνιιψλ πιεπξψλ ηεο ηειεπηθνηλσληαθήο αγνξάο, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ησλ θαηαζθεπαζηψλ, ησλ δηθηχσλ, ησλ ζπζθεπψλ θαη ησλ ππεξεζηψλ. Πξφθεηηαη γηα κία ηάζε ε νπνία δηακνξθψλεη ην επηρεηξεκαηηθφ ηνπίν θαη πξνζθέξεη ακέηξεηεο επθαηξίεο ζηνπο παξφρνπο, ζηνπο δεκηνπξγνχο πεξηερνκέλνπ θαη ζηνπο θαηαλαισηέο. ζν νη θαηαλαισηέο απαηηνχλ αλεκπφδηζηε επηθνηλσλία, φζν ε ζχγθιηζε απηή ζα αλαδεηθλχεηαη σο ε ιχζε-θιεηδί. Οη ρξήζηεο επηδεηνχλ νηθνλνκηθέο θαη απνηειεζκαηηθέο ππεξεζίεο ζχγθιηζεο, νη νπνίεο πξνζθέξνληαη ζε νινθιεξσκέλα θαη εχρξεζηα παθέηα. Πην ζπγθεθξηκέλα, κε ηελ νινέλα θαη κεγαιχηεξε αλάπηπμε ησλ επξπδσληθψλ δηθηχσλ θαη ηελ πξνζηηή ζχλδεζε ζε απηά θαη ησλ νηθηαθψλ ρξεζηψλ παξαηεξήζεθε κεγάιε αλάγθε γηα ηε ζχγθιηζε ησλ ππεξεζηψλ θσλήο, δεδνκέλσλ θαη βίληεν ζε έλα εληαίν δίθηπν. Πιένλ, απηέο νη ππεξεζίεο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηνχλ θνηλνχο πφξνπο θαη παξάιιεια λα αιιειεπηδξνχλ κεηαμχ ηνπο παξέρνληαο έηζη πνιιέο λέεο δπλαηφηεηεο. Μέρξη ζήκεξα νη ππεξεζίεο απηέο δηαηίζελην μερσξηζηά ρσξίο θακία δπλαηφηεηα αιιειεπίδξαζεο. Χζηφζν, νη κεγάινη πάξνρνη επηδηψθνπλ ηε δεκηνπξγία λέσλ αληαγσληζηηθψλ παθέησλ ππεξεζηψλ ψζηε λα πξνζθέξνπλ πεξηζζφηεξεο θαη πςειήο πνηφηεηαο ππεξεζίεο θαη λα θαιχςνπλ φζν ην δπλαηφ κεγαιχηεξν κεξίδην ηεο αγνξάο. Έηζη, πξνέθπςαλ νινθιεξσκέλα επηρεηξεκαηηθά παθέηα πνπ ζπλδπάδνπλ ηηο αθφινπζεο ππεξεζίεο: 1. θσλήο 2. βίληεν 3. δεδνκέλσλ, κε παξνρή πνιχ πςειψλ ηαρπηήησλ πξφζβαζεο ζην Γηαδίθηπν. Σα παθέηα απηά πνπ ζπλδπάδνπλ κε εληαίν ηξφπν ηηο παξαπάλσ ππεξεζίεο δεκηνπξγνχλ έλα λέν είδνο παθέησλ ππεξεζηψλ κε ηελ νλνκαζία X-Play. Πην ζπγθεθξηκέλα, αλάινγα κε ην βαζκφ ζχγθιηζεο ησλ ππεξεζηψλ απηψλ πξνθχπηνπλ ηα παθέηα ππεξεζηψλ Double Play (2Play), Triple Play (3Play) θαη Quadruple Play(4Play).[23] Double play Πξφθεηηαη γηα ηνλ κηθξφηεξν βαζκφ ζχγθιηζεο ππεξεζηψλ πνπ δεκηνπξγήζεθε αξρηθά κε ηελ αλάπηπμε ησλ επξπδσληθψλ δηθηχσλ. Σν παθέην Double Play 139

140 πεξηιακβάλεη ην ζπλδπαζκφ ησλ ππεξεζηψλ θσλήο θαη δεδνκέλσλ. Πην ζπγθεθξηκέλα, ζπλδπάδνληαη ππεξεζίεο επξπδσληθήο πξφζβαζεο ζην δηαδίθηπν θαη ηειεθσλίαο θαη ην παθέην απνθαιείηαη Double play, πξνθεηκέλνπ λα δηαθαλεί ε «δπαδηθφηεηα» ηεο ππεξεζίαο. ε απηή ηελ πεξίπησζε, ην δίθηπν θσλήο κπνξεί λα ελνπνηεζεί κε ην δίθηπν κεηάδνζεο δεδνκέλσλ θαη λα εμππεξεηήζεη ηφζν ηηο αλάγθεο κεηάδνζεο θσλήο φζν θαη ηηο αλάγθεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Απηφ πξαγκαηνπνηείηαη κέζσ ελφο ελνπνηεκέλνπ δηθηχνπ (δηθηχνπ ζχγθιηζεο), πνπ βαζίδεηαη ζηελ ηερλνινγία θαη ζην πξσηφθνιιν IP Triple play ε επφκελν ζηάδην, βξίζθεηαη ν ζπλδπαζκφο ηεο ηαπηφρξνλεο παξνρήο πςειψλ ηαρπηήησλ πξφζβαζεο ζην δηαδίθηπν, ησλ ππεξεζηψλ ηειεφξαζεο (IPTV, VoD) θαη ηειεθσλίαο (VoIP) κέζσ κίαο κνλαδηθήο επξπδσληθήο ζχλδεζεο, πνπ απνθαιείηαη Triple Play ππεξεζία. Ζ βαζηθή ηδέα ηεο Triple Play ππεξεζίαο είλαη ε παξνρή ελφο εληαίνπ παθέηνπ ππεξεζηψλ ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε ρσξίο λα απαηηείηαη ε μερσξηζηή ελεξγνπνίεζε ησλ παξαπάλσ ηξηψλ ππεξεζηψλ. Ο ρξήζηεο έρεη κε απηφ ηνλ ηξφπν ηε δπλαηφηεηα λα πιεξψλεη γηα ηηο ππεξεζίεο απηέο ζε έλα κφλν πάξνρν θαη κάιηζηα κε ζπγθξηηηθά πνιχ κηθξφηεξν θφζηνο. Πξφθεηηαη, νπζηαζηηθά, γηα έλα νινθιεξσκέλν παθέην ππεξεζηψλ πνπ ζαλ ζηφρν έρεη θπξίσο ηε δεκηνπξγία ελφο εκπνξηθνχ κνληέινπ παξά ηελ αληηκεηψπηζε ηερληθψλ δεηεκάησλ απφ ηελ ηαπηφρξνλε παξνρήησλ ππεξεζηψλ θσλήο δεδνκέλσλ βίληεν. Δίλαη πξνθαλέο φηη γηα ηελ παξνρή ηεο Triple Play ππεξεζίαο ηίζεληαη πνιχ κεγαιχηεξεο απαηηήζεηο ζε εχξνο δψλεο θπξίσο ιφγσ ηεο κεγάιεο ρσξεηηθφηεηαο πνπ απαηηείηαη γηα ηε κεηάδνζε βίληεν. Πην ζπγθεθξηκέλα, απαηηείηαη κία ηδηαίηεξα πςειήο ηαρχηεηαο επξπδσληθή ζχλδεζε ηεο ηάμεο ησλ 20 Mbps.ήκεξα, ε Triple Play ππεξεζία πξνζθέξεηαη θπξίσο απφ παξφρνπο θαισδηαθήο ηειεφξαζεο θαη παξφρνπο ηειεπηθνηλσληψλ, πνπ ήδε δηαζέηνπλ ππάξρνπζεο ππνδνκέο κε κεγάιε ρσξεηηθφηεηα εχξνπο δψλεο.[23] Δηθόλα 96: Γξαθηθή αλαπαξάζηαζε ηεο Triple Play ππεξεζίαο.[23] 140

141 Quadruple Play Σα ηειεπηαία ρξφληα, ε Triple Play ππεξεζία έρεη εμειηρζεί ζηελ Quadruple Play (ή 4play) ππεξεζία θαη κε ηνλ φξν απηφλ ελλννχκε ηνλ ζπλδπαζκφ triple play θαη απηνκαηηζκφ ζπηηηνχ Multi-play Σέινο, ν φξνο multi-play απνηειεί κία γεληθή έλλνηα πνπ πεξηγξάθεη φια ηα παξαπάλσ δηαθνξεηηθά παθέηα ππεξεζηψλ. Πην ζπγθεθξηκέλα, ν φξνο multi-play ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εκπνξηθή πεξηγξαθή ηεο παξνρήο πνηθίισλ ππεξεζηψλ ηειεπηθνηλσληψλ, φπσο ε επξπδσληθή πξφζβαζε ζην Γηαδίθηπν, ε ςεθηαθή ηειεφξαζε, ε IP ηειεθσλία απφ πάξνρνπο ή νξγαληζκνχο πνπ κέρξη πξηλ ιίγν θαηξφ παξείραλ κφλν κία ή δχν απφ ηηο παξαπάλσ ππεξεζίεο.[23] IPTV-δικτυακό τηλεόραςη Ζ δηθηπαθή ηειεφξαζε (internet television) αλαθέξεηαη ζπρλά ζηε δηεζλή βηβιηνγξαθία σο IPTV (internet protocol television). Με πην ηερληθνχο φξνπο ε «δηθηπαθή ηειεφξαζε» κπνξεί λα πεξηγξαθεί σο έλα ζχζηεκα θαηά ην νπνίν ςεθηαθφ ηειενπηηθφ ζήκα εθπέκπεηαη ζε ζπλδξνκεηέο -ρξήζηεο ηνπ internet, κε ηε βνήζεηα ηνπ IP θαη κίαο επξπδσληθήο ζχλδεζεο. Ζ ππεξεζία απηή ζπρλά παξέρεηαη ζε ζπλδπαζκφ κε VνD θαη κπνξεί λα πεξηιακβάλεη ηαπηφρξνλα θαη άιιεο δηθηπαθέο ππεξεζίεο (π.ρ VoIP). Σν ηειενπηηθφ ζήκα πνπ «θέξεη» ην πεξηερφκελν, είλαη ζπλήζσο θσδηθνπνηεκέλν ζε κνξθή MPEG2 θαη δηαλέκεηαη κέζσ IP Multicast (κέζνδνο κε ηελ νπνία ε πιεξνθνξία κπνξεί λα απνζηαιεί ηαπηφρξνλα ζε πνιινχο απνδέθηεο -ππνινγηζηέο). Καζψο ρξεζηκνπνηεί θαη εθκεηαιιεχεηαη φιεο ηηο δπλαηφηεηεο θαη ηα πιενλεθηήκαηα ηνπ internet, ε IPTV ζηέιλεη ιηγφηεξε (ζε φγθν δεδνκέλσλ) πιεξνθνξία απφ ηελ «παξαδνζηαθή ηειεφξαζε» -αλαινγηθή ή ςεθηαθή, ζπλεπψο ππφζρεηαη κηθξφηεξν θφζηνο γηα ηνπο παξφρνπο (operators), αιιά θαη θαιχηεξεο ηηκέο γηα ηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο/θαηαλαισηέο. Με ηε βνήζεηα εηδηθψλ ζπζθεπψλ (set-top box) θαη ηε ρξήζε επξπδσληθψλ ζπλδέζεσλ, ην ηειενπηηθφ ζήκα κπνξεί λα δηαλεκεζεί ζην λνηθνθπξηά πνιχ πην εχθνια θαη αμηφπηζηα απφ φηη κε άιινπο ηξφπνπο. Δπηπιένλ, κε ηε ρξήζε ησλ λέσλ ζπζθεπψλ καγλεηνζθφπεζεο, φπσο ησλ ςεθηαθψλ εγγξαθέσλ video (Digital Video Recorders -DVR) είλαη δπλαηή ε ηαπηφρξνλε εγγξαθή πνιιψλ πξνγξακκάησλ, γεγνλφο πνπ ζα ηθαλνπνηήζεη θαη ηνλ πιένλ απαηηεηηθφ ρξήζηε. Καη πάλσ απφ φια ε δηθηπαθή ηειεφξαζε ζεκαίλεη γηα ηνπο ρξήζηεο/ζεαηέο απφιπηε ειεπζεξία, πεξηζζφηεξε θαη απφ απηή πνπ ηνπο πξνζέθεξε αξρηθά ην video θαη αξγφηεξα ην DVD. Σψξα, πιένλ, δελ είλαη κφλν αλεμάξηεηνη απφ ην ρξφλν εθπνκπήο 141

142 κηα ζεηξάο, αθνχ δελ ηίζεηαη θαλ ηέηνην δήηεκα (ηελ «θαηεβάδνπλ» θαη ηε βιέπνπλ φπνηε επηζπκνχλ), αιιά θαη απφ ηνλ ηφπν ζέαζεο. Γελ είλαη αλαγθαζκέλνη λα βξίζθνληαη ζην ζπίηη ηνπο θαη κπξνζηά ζε κία ζπγθεθξηκέλε νζφλε ηειεφξαζεο, κπνξνχλ λα απνιαχνπλ ηελ αγαπεκέλε ηνπο ζεηξά ζηνλ ππνινγηζηή ηνπο (πάλσ ζην γξαθείν), ζηνλ θνξεηφ ηνπο ππνινγηζηή ή αθφκα θαη ζε άιιεο θνξεηέο ζπζθεπέο ςπραγσγίαο.[51] Δηθόλα 97: Απαηηνύκελν εύξνο δώλεο γηα ηηο δηάθνξεο ππεξεζίεο.[47] Σηλεφωνύα μϋςω PLC O ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ δελ είλαη πξφβιεκα ζηελ κεηάδνζε ηνπ ιφγνπ, αθνχ κπνξεί λα γίλεηαη κε 5.6 Kbit/s, κηα ηηκή ε νπνία ππνζηεξίδεηαη απφ ηα δίθηπα PLC. Αληίζεηα, αθνχ ε ηειεθσλία είλαη κηα ακθίδξνκε εθαξκνγή, ν ρξφλνο απφ ηε ζηηγκή πνπ ε πιεξνθνξία ζηέιλεηαη απφ ηνλ ρξήζηε κέρξη ηε ζηηγκή πνπ ιακβάλεηαη απφ ην δέθηε δελ πξέπεη λα μεπεξλάεη ηα 300ms. Δάλ πξφθεηηαη γηα έλα ζπκκεηξηθφ δίθηπν, ε κέγηζηε επηηξεπφκελε ηηκή απφ ηε ζηηγκή πνπ ζα ζηείινπκε κέρξη ηε ζηηγκή πνπ ζα ιάβνπκε ηε πιεξνθνξία δελ πξέπεη λα μεπεξλάεη ηα 300ms. Απηή είλαη ε κέγηζηε επηηξεπφκελε ηηκή γηα κία εθαξκνγή ζηελ νπνία ζπκκεηέρεη ν άλζξσπνο. Ο ζπγρξνληζκφο είλαη ν δεχηεξνο πεξηνξηζκφο ζηε κεηάδνζε ηνπ ιφγνπ. Οη πιεξνθνξίεο πξέπεη λα είλαη δηαζέζηκεο ζηνλ δέθηε ζε ζπγθεθξηκέλεο ρξνληθέο ζηηγκέο. Πην ζπγθεθξηκέλα ηα bytes πνπ παξάγνληαη απφ ηελ ςεθηνπνίεζε πξέπεη λα κεηαδίδνληαη ζε πιήξσο πξνθαζνξηζκέλνπο ζπγρξνληζκέλνπο ρξφλνπο. Γηα παξάδεηγκα, εάλ ζηε ζπκπίεζε έρνπκε ξνή δεδνκέλσλ 8kBit/s, ηφηε έρνπκε ζπγρξνληζκφ θάζε microsecond. Δάλ ν ιφγνο δελ ζπκπηέδεηαη, έλα θαλάιη πνπ κπνξεί λα κεηαθέξεη κέρξη 64 kbits/s ζπγρξνλίδεηαη θάζε 125 κs. Σν ηξίην θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο PLC ηειεθσλίαο είλαη ε ρξήζε ηεο VoIP (voice over IP) ηερληθήο. Σα δεδνκέλα ηνπ ιφγνπ δξνκνινγνχληαη ζε IP παθέηα θαη ρξεζηκνπνηνχλ ηηο ίδηεο πεγέο δηθηχνπ φπσο ηα παθέηα πνπ δξνκνινγνχλ άιιεο εθαξκνγέο. Δπνκέλσο, ε ηειεθσλία κέζσ PLC ρξεζηκνπνηεί ηα ίδηα ζπκβαηηθή δνκή φπσο ε κεηάδνζε ηνπ ιφγνπ κέζσ IP. Παξφηη ηα παθέηα κεηαδίδνληαη θαλνληθά απφ ηνλ πνκπφ ιακβάλνληαη ζε αθαλφληζηα δηαζηήκαηα απφ ηνλ δέθηε. Δμαηηίαο απηνχ ε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζην δέθηε ζε ζπγθεθξηκέλεο ρξνληθέο ζηηγκέο είλαη κάιινλ 142

143 δχζθνιε. Απηή ε αθαλφληζηε ιήςε νθείιεηαη ζηε δηαζηαχξσζε ησλ PLC δηθηχσλ, πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηα παθέηα λα θηάλνπλ ζε ηπραίεο ρξνληθέο ζηηγκέο. Σν παξαθάησ ζρήκα απεηθνλίδεη ηνπο πεξηνξηζκνχο ιφγσ ζπγρξνληζκνχ ζηε απνκαθξπζκέλε ηειεθσλία. Δηθόλα 98: Πεξηνξηζκνί ζηελ ηειεθσληθή επηθνηλσλία.[3] Ζ κέζνδνο πξφζβαζεο ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη θαη έρεη ην δηθαίσκα κεηάδνζεο ζην ζεκείν πξφζβαζεο, ε CSMA/CA ( carrier sense multiple access/collision avoidance), έρεη σο απνηέιεζκα ηα PLC δίθηπα λα δηαζηαπξψλνληαη ζε ηπραίνπο ρξφλνπο. Δπηπιένλ γηα λα θηάζνπλ ηα παθέηα ζηνπο ιήπηεο ζα ρξεηαζηεί λα δηαζρίζνπλ κεγαιχηεξα δίθηπα θαη λα κεηαθεξζνχλ κέζσ ελδηάκεζσλ θφκβσλ νη νπνίνη δηαζηαπξψλνληαη επίζεο ηπραία.[3] Speech Packetization και Speech Depacketization Αο ππνζέζνπκε φηη ν ιφγνο ζπκπηέδεηαη ζηα 8 Kbit/s, ην νπνίν είλαη θαη ην πην ζπλεζηζκέλν ζηελ ηειεθσλία πάλσ ζε IP πεξηβάιινληα. Σα bytes ηεο ηειεθσλίαο θαηαλέκνληαη ζε παθέηα ρξεζηκνπνηψληαο έλα IP παθέην ην νπνίν απφ κφλν ηνπ βαζίδεηαη ζε έλα πιαίζην Ethernet ή ζε έλα πιαίζην PLC γηα κεηάδνζε δεδνκέλσλ κέζσ ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ. Ο ζπγρξνληζκφο γίλεηαη θάζε microsecond φηαλ έρσ ηελ ηαρχηεηα ησλ 8 Kbit/s. Δάλ ζπκβνιίζνπκε κε n ηνλ αξηζκφ ησλ bytes ηα νπνία κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ απφ απφ ην PLC πιαίζην, ν ρξφλνο νινθιήξσζεο είλαη n'= 1ms. Αθνχ ην ειάρηζην κήθνο ησλ PLC πιαηζίσλ είλαη 64bytes, ε παθεηνπνίεζε απαηηεί 64ms. Ζ δηαδηθαζία ηεο απνπαθεηνπνίεζεο δελ απαηηεί ζηελ πξαγκαηηθφηεηα επηπιένλ ρξφλν αθνχ δηεμάγεηαη ηελ ίδηα ρξνληθή ζηηγκή κε ηελ παθεηνπνίεζε. Έηζη ν ρξφλνο packetization-depacketization είλαη ίζνο κε ην ιηγφηεξν 64 ms. ηελ πξαγκαηηθφηεηα 143

144 ζπλεζίδεηαη λα πξνζζέηνπκε ην ρξφλν packetization θαη depacketization έηζη ψζηε λα ιακβάλνπκε ππφςε θαη ηελ θαζπζηέξεζε πνπ παξνπζηάδεηαη ζηα πεξηζζφηεξα packetizers-depacketizers. Δίλαη απνδεθηφ απηή ε ηηκή ησλ 64ms λα παξακέλεη θάησ ησλ 150ms θαζψο ε πιεξνθνξία εμέξρεηαη. κσο, ε ηηκή απηή ησλ 64-ms κπνξεί λα απνδεηρζεί πάξα πνιχ πςειή εάλ ηα παθέηα πξέπεη λα δηαζρίζνπλ θαη άιια δίθηπα εθηφο ησλ PLC δηθηχσλ ή εάλ ν ρξφλνο packetizers-depacketizers είλαη πνιχ αξγφο. Απηή είλαη ε θχξηα αηηία πνπ ηα παθέηα απηά απνηεινχληαη κφλν απφ 16 bytes δεδνκέλσλ θαη ηα ππφινηπα ελαπνκείλαληα ζπκπιεξψλνληαη κε padding bytes έηζη ψζηε λα πεηχρνπλ ηελ κέγεζνο ηνπ πιαηζίνπ.[3] Πραγματικόσ ρυθμόσ Ο πξαγκαηηθφο ξπζκφο κέζσ ηνπ δηθηχνπ είλαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα πνιχ πην γξήγνξνο απφ ηα 8 Kbit/s αθνχ ηα παθέηα πεξηέρνπλ πνιιέο πξφζζεηεο πιεξνθνξίεο φπσο νη ηίηινη θαη ηα padding bypes. Ο πξαγκαηηθφο ξπζκφο γηα έλα PLC δίθηπν ή άιια παθέηα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ είλαη πεξίπνπ Kbit/s άκα ρξεζηκνπνηήζνπκε ην πξφηππν IPv6 θαη ην ελζσκαηψζνπκε ζην Ethernet. Δάλ ην IPv6 standard ρξεζηκνπνηεζεί ε ηαρχηεηα ησλ θαλαιηψλ μεπεξλά ηα 100 Kbit/s. Ο ρξφλνο πνπ ν θσδηθνπνηεηήο-απνθσδηθνπνηεηήο απαηηεί λα κεηαηξέςεη ην ζήκα απφ αλαινγηθφ ζε ςεθηαθφ θαη ην αληίζεην εθηηκάηαη πεξίπνπ ζηα 5 ms. Έηζη 26 ms απαηηνχληαη γηα θσδηθνπνίεζε-απνθσδηθνπνίεζε, θαηαλνκή ζε παθέηα θαη ην αληίζηξνθν. Ο ζπλνιηθφο επηηξεπφκελνο ρξφλνο κεηαθνξάο γίλεηαη 124 ms (είλαη ν κέγηζηνο ρξφλνο κεηαθνξάο ησλ 150ms απφ ηνλ νπνίν αθαηξνχκε 26ms γηα δηάθνξνπο ρξφλνπο). Ζ ηερληθή πξφζβαζεο MAC ζην PLC δίθηπν ζπκπεξηιακβάλεηαη ζην ρξφλν κεηαθνξάο.[3] Χρόνοσ διϋλευςησ ηελ ηερλνινγία PLC, ν ρξφλνο αλακνλήο γηα πξφζβαζε ζην δίθηπν κπνξεί λα είλαη αξθεηά κεγάινο. Δάλ γηα παξάδεηγκα, πέληε πειάηεο είλαη ζπλδεδεκέλνη ηελ ίδηα ζηηγκή ζην ειεθηξηθφ δίθηπν ρξεζηκνπνηψληαο 1500 byte πιαηζίσλ θαη ρξφλνπο πξφζβαζεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ ηερληθή CSMA/CA, ηφηε ζα έρνπκε έλα ρξφλν αλακνλήο πεξίπνπ 10ms ή θαη κεγαιχηεξν. Δαλ ην ηειέθσλν πξννξίδεηαη γηα θάπνηνλ άιιν ππάιιειν ηεο ίδηαο εηαηξίαο πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνο ζην δίθηπν,ηφηε κπνξεί λα πξνζηεζνχλ ζην ρξφλν πξφζβαζεο πεξίπνπ 10ms. ινο καδί ν ρξφλνο δηέιεπζεο παξακέλεη πεξίπνπ ζηα 100 ms ππνζέηνληαο φηη ε θίλεζε είλαη ζρεηηθά πςειή αιιά ρσξίο ζπγθξνχζεηο. Απηφο ν ρξφλνο θάλεη εθηθηή ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ θσλήο ζε θαιέο ζπλζήθεο κέζσ ελφο PLC δηθηχνπ. Με εμαίξεζε ην HomePlug AV standard θαη έξεπλεο πνπ βξίζθνληαη ζε εμέιημε απφ αληαγσληζηέο, ηα παθέηα ησλ ππφινηπσλ ρξεζηψλ θπθινθνξνχλ έρνληαο ηελ ίδηα 144

145 πξνηεξαηφηεηα αθφκα θαη αλ ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ δελ είλαη ν πξσηαξρηθφο ζθνπφο. Γηα παξάδεηγκα ηα παθέηα ελφο πειάηε, ν νπνίνο εξγάδεηαη ζε κία peer-to-peer (P2P) εθαξκνγή θαη κε ζθνπφ ηελ αλάθηεζε ελφο αξρείνπ video κε πνιιά gigabytes, circulate ahead of the packets a user on the phone. Απηφο είλαη ν ιφγνο πνπ κεηψλεηαη δξαζηηθά ν αξηζκφο ησλ ρξεζηψλ ή ε θίλεζε είλαη ηδηαίηεξα αηζζεηή γηα απηή ηε γεληά PLC. Ζ επφκελε γεληά HomePlug AV PLC ζα είλαη ηθαλή λα δηαρεηξίδεηαη ηηο πξνηεξαηφηεηεο ηεο ηειεθσλίαο θαη ησλ παθέησλ Video εμαζθαιίδνληαο θαιχηεξε πνηφηεηα ππεξεζηψλ. Δάλ ν αξηζκφο ησλ ρξεζηψλ ππεξβεί ηνπο 10 ή εάλ ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ππεξβεί ηα 5 Mbit/s, ε επηηπρία ζηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ρξεζηκνπνηψληαο ην Homeplug 1.0 PLC network δελ κπνξεί λα εγγπεζεί. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε κία άιιε ηερληθή ζα πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα νξίζεη ηηο πξνηεξαηφηεηεο ησλ παθέησλ πνπ κεηαθέξνπλ ηνλ ιφγν.[3] Hi-Fi Quality Telephony Σα PLC ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα κεηαθέξνπλ πςειήο πνηφηεηαο θσλή απφ φηη ε ζπκβαηηθή ηειεθσλία. Πξάγκαηη κε παξνπζηάδνληαο πεξηνξηζκνχο ζηνλ ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, κπνξνχλ λα πξνζθέξνπλ έλα κεγάιν εχξνο δψλεο γηα ηε κεηαθνξά hi-fi ή ζρεδφλ hi-fi δεδνκέλσλ. Τπνζέηνπκε φηη έρνπκε δεδνκέλα ησλ 512 Kbit/s ζπκπηεζκέλα ζε 64 Kbit/s. Γηα λα γεκίζνπκε ηα 64 bytes κε ηειεθσληθά δεδνκέλα κφλν 8ms απαηηνχληαη. Γεληθά ν ξπζκφο ξνήο ησλ IP παθέησλ είλαη ν ίδηνο φπσο θαη πξηλ αιιά απνηπγράλνληαο λα ην γεκίζεη κε padding bytes απηφ πεξηιακβάλεη κφλν ρξήζηκα bytes. Έηζη ινηπφλ δεδνκέλα ηεο ίδηα πνηφηεηαο κπνξνχλ λα κεηαθεξζνχλ κε ηνλ ίδην ξπζκφ. Απηή ε ηερληθή δελ ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο αθνχ νη πεξηζζφηεξεο ηειεθσληθέο ζπζθεπέο δελ είλαη ζπκβαηέο. Ζ ζπκβαηφηεηα επηηπγράλεηαη ρξεζηκνπνηψληαο microcomputer κε sound board. Γπζηπρψο απηή ε ιχζε δελ απνδεηθλχεηαη θαιχηεξε αθνχ ηα boards ζηελ αγνξά είλαη πνιχ αξγά θαη απαηηνχλ ρξφλν νινθιήξσζεο πεξίπνπ 50 milliseconds πνπ έρεη σο απνηέιεζκα έλαλ απαξάδεθην ρξφλν κεηαθνξάο δεδνκέλσλ φηαλ δχν ζπζθεπέο ζπλδένληαη.[3] 5.3 Νϋεσ Τπηρεςεύεσ Σηλεπαρακολούθηςη χώρων Ζ επξεία ρξήζε ησλ IP cameras κε εγθαηεζηεκέλε δηεπαθή Ethernet ζεκαίλεη φηη νη θάκεξεο απηέο κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζε έλα ηνπηθφ PLC δίθηπν κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ πξηδψλ. Απηφ παξέρεη κεγάιε επρέξεηα ζηελ ηνπνζέηεζε ηεο θάζε 145

146 θάκεξαο πνπ κε νπνηνδήπνηε ηξφπν πξέπεη λα βξίζθνληαη θνληά ζε κία παξνρή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Έηζη, βάζεη ηεο PLC ηερλνινγίαο, είλαη δπλαηφλ λα παξέρεηαη επνπηεία απφ καθξηά ζε ρψξνπο φπσο ζπίηηα, γξαθεία, επηρεηξήζεηο, εξγνζηάζηα, δξφκνη, δαζηθέο πεξηνρέο, γθαξάδ, ρψξνη ζηάζκεπζεο θ.α. Ζ παξαθάησ εηθφλα αλαπαξηζηά ηελ παξνχζα εθαξκνγή.[3] Δηθόλα 99: Σειεπαξαθνινύζεζε ρώξσλ.[3] Σηλεοπτικό παρακολούθηςη οικεύασ Με απηή ηελ εθαξκνγή κπνξνχκε λα εμαζθαιίζνπκε πεξηζζφηεξε αζθάιεηα ηεο ηδηνθηεζίαο καο. ηαλ απνπζηάδνπκε ηειενπηηθά ζπζηήκαηα επηηήξεζεο ειέγρνπλ ηνλ νηθηαθφ ρψξν θαη κπνξνχλ λα καο ελεκεξψζνπλ είηε ζηνλ ρψξν εξγαζίαο καο είηε θαη εθηφο απηνχ. Σα δίθηπα ινηπφλ PLC παξέρνπλ ηελ δπλαηφηεηα καθξηλήο παξαθνινχζεζεο ρσξίο λα ρξεηάδεηαη λα εγθαηαζηήζνπκε λέα θαιψδηα απμάλνληαο ην θφζηνο κηαο ηέηνηαο εγθαηάζηαζεο. Ο απαξαίηεηνο εμνπιηζκφο ζε απηή ηε πεξίπησζε πεξηιακβάλεη κία ηππηθή θάκεξα θαη έλα PLC modem, γηα ηελ επηθνηλσλία γηα ην PLC δίθηπν, ην νπνίν κπνξνχλ λα κνηξαζηνχλ πεξηζζφηεξεο απφ κία ζπζθεπέο. 146

147 Δηθόλα 100: Σειενπηηθή παξαθνινύζεζε νηθείαο.[6] Σηλεοπτικό παρακολούθηςη εξωτερικών χώρων Ζ ηειεπαξαθνινχζεζε ρξεζηκνπνηείηαη πιένλ επξέσο θαη ζηνπο εμσηεξηθνχο ρψξνπο ζε θξίζηκεο ζέζεηο. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ παξαθνινχζεζε δξφκσλ, γηα έιεγρν ηεο ηαρχηεηαο ησλ απηνθηλήησλ, γηα πξνζηαζία δεκφζησλ θηηξίσλ, δαζηθψλ πεξηνρψλ θαη πεξηνρψλ κε ειιηπή αζηπλφκεπζε. Σν PLC δίθηπν παίδεη ζεκαληηθφ ξφιν ζε απηή ηελ ιεηηνπξγία θαζψο ην δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θηάλεη θαη ζηηο πην απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Δθηφο απφ ηελ παξνρή ηεο δσληαλήο ηειενπηηθήο επηηήξεζεο, ην ζχζηεκα κπνξεί λα έρεη πξφζζεηνπο αηζζεηήξεο γηα λα ειέγμεη πνιιέο άιιεο βαζηθέο παξακέηξνπο, φπσο ηνλ θαπλφ, κηα ππξθαγηά, ηε ζεξκνθξαζία θαη ηελ αθηηλνβνιία. Απηέο νη πξφζζεηεο ζπζθεπέο κπνξνχλ απιά λα ηνπνζεηεζνχλ παξάιιεια κε ηελ επηηήξεζε θαη δηαβηβάδνπλ ηα ζηνηρεία κέζα απφ ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα ζε έλα ζηαζκφ ειέγρνπ καδί κε ηα ηειενπηηθά ζηνηρεία. [6] Δηθόλα 101: Σειεπαξαθνινύζεζε δαζηθήο πεξηνρήο.[6] 147

148 Δηθόλα 102: Σειεπαξαθνινύζεζε δξόκσλ.[6] Σηλεώατρικό Ο φξνο e-health αλαθέξεηαη ζηε ρξήζε ηνπ Ηληεξλέη ζαλ έλα ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ telehealth. Υξεζηκνπνηψληαο ηηο ππεξεζίεο πνπ παξέρνληαη απφ ην Γηαδίθηπν, κπνξεί λα γίλεη κηα αξρηθή εθηίκεζε γηα ηελ πγεία ησλ αλζξψπσλ, λα δνζνχλ νη θαηάιιειεο νδεγίεο γηα ηα θάξκαθα ηα νπνία πξέπεη λα ιεθζνχλ θαζψο θαη ζπκβνπιέο ζε αλζξψπνπο κε ρξφληα πξνβιήκαηα, λα δνζνχλ νδεγίεο γηα ζεξαπεπηηθέο αγσγέο θαη ηέινο κπνξεί ν θάπνηνο πνπ αληηκεησπίδεη έλα πξφβιεκα λα ζπκβνπιεπηεί ηνπο παξνρείο ππεξεζηψλ πγείαο ρσξίο λα ρξεηάδεηαη λα θχγεη απφ ηελ νηθία ηνπο. Δθηφο βέβαηα ησλ πξνεγνχκελσλ δηεπθνιχλζεσλ πνπ αθνξνχλ θπξίσο ηνπο αζζελείο, ε ππεξεζία e-health κπνξεί επίζεο λα πεηχρεη κία ζεκαληηθή βειηίσζε γηα δεκφζηα πγεία. Δπηπιένλ, κε ηε βειηίσζε ησλ Πξνζσπηθψλ Γηαγλσζηηθψλ ζπζθεπψλ (Personal Diagnostic Devices-PDD), δσηηθά ζεκεία ηνπ αζζελή κπνξνχλ λα παξαθνινπζνχληαη νιφθιεξε ηελ εκέξα. Οη ζπζθεπέο απηέο κπνξνχλ λα αληρλεχζνπλ πηζαλέο επηθίλδπλεο θαηαζηάζεηο θαη απηφκαηα λα ελεκεξψζνπλ ην ηαηξηθφ πξνζσπηθφ πνπ βξίζθεηαη ζην πην θνληηλφ λνζνθνκείν. Δίλαη επίζεο εθηθηή ε ζηηγκηαία πξφζβαζε ζηνλ ηαηξηθφ θάθειν ηνπ αζζελή θαη ζηηο πην πξφζθαηεο εμεηάζεηο ηνπ. Με απηφλ ηνλ ηξφπν ν ηαηξφο παξέρεη κηα επθνιφηεξε, γξεγνξφηεξε θαη αθξηβέζηεξε αμηνιφγεζε ηεο θαηάζηαζεο ηεο πγείαο ηνπ αζζελνχο. Ζ παξνρή ινηπφλ απηψλ ησλ ππεξεζηψλ βνεζνχλ ην ηαηξηθφ πξνζσπηθφ λα αληαπνθξηζεί απνηειεζκαηηθφηεξα θαη πην αμηφπηζηα ζηηο απμεκέλεο ζεκεξηλέο απαηηήζεηο, αλαβαζκίδνληαο ζεκαληηθά ην ππάξρνλ ζχζηεκα πγείαο. 148

149 Παξφια απηά, νη πεξηζζφηεξεο e-health ππεξεζίεο ρξεηάδνληαη έλα επηθνηλσληαθφ δίθηπν ην νπνίν ζα ππνζηεξίδεη πςεινχο ξπζκνχο δεδνκέλσλ. Οη αλαδπφκελεο ηερλνινγίεο ελεκέξσζεο θαη επηθνηλσληψλ είλαη νη πεξηζζφηεξν ππνζρφκελεο ζηελ παξνρή ππεξεζηψλ πνπ ζρεηίδνληαη κε ηα πξνβιήκαηα πγείαο, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηελ πνηφηεηα, ηελ γξήγνξε πξφζβαζε, θαη ην θφζηνο. Ζ ηερλνινγία PLC είλαη κία απφ ηηο πην πξφζθαηεο ηερλνινγίεο πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ παξνρή e-health ππεξεζηψλ. Ζ ηερλνινγία απηή παξέρεη κεγάιν εχξνο δψλεο θαη επίζεο κεηψλεη ζεκαληηθά ην θφζηνο αθνχ ην ειεθηξηθφ δίθηπν ρξεζηκνπνηείηαη ηαπηφρξνλα ζαλ έλα δίθηπν παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη δεδνκέλσλ. Οη εθαξκνγέο e-health πνπ βαζίδνληαη ζηελ PLC ηερλνινγία κπνξνχλ λα παξέρνπλ βειηησκέλεο ππεξεζίεο πγεηνλνκηθήο πεξίζαιςεο ζηνπο αζζελείο, φπσο ηαηξηθέο πιεξνθνξίεο ή αθφκα θαη ηνλ πιήξε έιεγρν ηεο πγείαο ησλ αζζελψλ θαζψο θαη ηελ ππνζηήξημε απηψλ. Δηθόλα 103: Πξόζβαζε ζε ηαηξηθέο πιεξνθνξίεο ρξεζηκνπνηώληαο ηελ PLC ηερλνινγία.[29] Δηθόλα 104: Απινπνηεκέλν δηάγξακκα δηθηύνπ πνπ αληαπνθξίλεηαη ζην ζελάξην ησλ ηαηξηθώλ πιεξνθνξηώλ, βαζηζκέλν ζηελ PLC ηερλνινγία.[29] Ο βαζηθφο εμνπιηζκφο γηα ηνλ αζζελή είλαη: έλα PLC modem έλα θνκπηνχηεξ ή έλαο εμνπιηζκφο ν νπνίνο παξέρεη πξφζβαζε ζην ίληεξλεη (Set Top Box/ Analogue TV) 149

150 κία ζπζθεπή παξαθνινχζεζεο δσηηθψλ ζεκείσλ ηνπ αζζελή ή ζπζθεπή πνπ ζα ελεκεξψλεη ην ηαηξηθφ πξνζσπηθφ ζε πεξίπησζε παξνπζίαζεο θάπνηνπ πξνβιήκαηνο ( ζπλήζσο κε αζχξκαηε πξφζβαζε κε ην PLC modem).[29] Σηλε-εκπαύδευςη Μηα άιιε ελδηαθέξνπζα πεξηνρή ζηελ εθπαηδεπηηθή θάιπςε είλαη ε καθξηλή εθκάζεζε. Με ηνλ φξν e-learning αλαθεξφκαζηε ζε δηαδηθαζίεο θαη κεζφδνπο πνπ έρνπλ σο ζηφρν ηελ κάζεζε, ηελ παξαθνινχζεζε καζεκάησλ θαη ηελ εθπφλεζε εξγαζηψλ απφ ην ζπίηη ηνπ ελδηαθεξφκελνπ κέζσ ηνπ δηαδηθηχνπ. Αξρηθά, ε ππεξεζία απηή αλαθέξεηαη ζε επίζεκε εθπαίδεπζε ζηα πξφηππα εθπαηδεπηηθψλ ηδξπκάησλ (ζρνιεία δεκνηηθήο θαη κέζεο εθπαίδεπζεο, παλεπηζηήκηα) ζηα νπνία ηα κέιε ηεο εθπαηδεπφκελεο νκάδαο θαζψο θαη νη δηδάζθνληεο βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθέο γεσγξαθηθέο ηνπνζεζίεο αιιά ε ρξήζε δηαδξαζηηθψλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζηεκάησλ επηηξέπεη ηε κεηαμχ ηνπο επηθνηλσλία θαζψο θαη ηε ρξήζε εθπαηδεπηηθνχ πιηθνχ. Δπηπιένλ, ε ππεξεζία απηή έρεη επίζεο νδεγήζεη ζηε δεκηνπξγία online βηβιηνζεθψλ κε ζθνπφ ηελ εχθνιε θαη γξήγνξε αλαδήηεζε πιεξνθνξηψλ ζε νπνηνδήπνηε κέξνο θαη αλ βξηζθφκαζηε. Δηθόλα 105: Σήιε- εθπαίδεπζε κε ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο PLC.[29] Ζ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο PLC έρεη ην βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ φηη παξέρεη επξπδσληθή πξφζβαζε, ε νπνία είλαη απαξαίηεηε γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ εηθφλαο θαη ήρνπ ή δεδνκέλσλ ειέγρνπ απφ θαη πξνο ηνλ αζζελή, ρσξίο λα απαηηείηαη ε εγθαηάζηαζε επηπιένλ θαισδίσζεο. Ο εμνπιηζκφο κπνξεί λα κεηαθεξζεί εχθνια απφ ην έλα δσκάηην ζην άιιν απιά ζπλδένληαο ηνλ εμνπιηζκφ ζηελ πξίδα πνπ επηζπκνχκε. Ζ ηερλνινγία ινηπφλ PLC παξέρεη ζε απνκαθξπζκέλνπο αζζελείο έλαλ εχθνιν θαη ρακεινχ θφζηνο ηξφπν λα παξαθνινπζήζνπλ ηα εθπαηδεπηηθά πξνγξάκκαηα πνπ επηζπκνχλ. Παξαθάησ παξνπζηάδεηαη ην δηάγξακκα ην νπνίν αληαπνθξίλεηαη ζην ζελάξην ηεο Σήιε-εθπαίδεπζεο. 150

151 Δηθόλα 106: Γηάγξακκα Σήιε-εθπαίδεπζεο βαζηζκέλν ζηελ PLC ηερλνινγία.[29] Δπηπιένλ, αζχξκαηε ηνπηθή πξφζβαζε κπνξεί επίζεο λα ππνζηεξηρζεί κε ζθνπφ ηελ παξνρή κηαο πην ξεαιηζηηθήο θαη άλεηεο ππεξεζίαο. ηελ νηθία ηνπ ρξήζηε ε ρξήζε αζχξκαηεο ηερλνινγίαο κπνξεί λα επηηξέςεη ηε ρξήζε ηεο Σήιε-εθπαίδεπζεο αθφκα θαη αλ ε ζχλδεζε κε ηελ πξίδα δελ είλαη εθηθηή. [29] Ο απαηηνχκελνο εμνπιηζκφο είλαη: έλα PLC κφληεκ έλα θνκπηνχηεξ ή έλαο παξφκνηνο εμνπιηζκφο ν νπνίνο κπνξεί λα παξέρεη πξφζβαζε ζην ίληεξλεη θαη επηηξέπεη ηνλ έιεγρν ηνπ ξνκπφη απφ καθξηά έλα ξνκπφη εμνπιηζκέλν κε IP θάκεξα, κηθξφθσλν, κεγάθσλα, πξφζβαζε ζην δίθηπν θαη λα επηηξέπεη επίζεο ηνλ έιεγρν απφ καθξηά.[29] 5.4 Δπέθηαζε ησλ PLC ζε πεξαηηέξσ ηνκείο Ζ αλάπηπμε ηεο PLC ηερλνινγίαο έπεηζε αξθεηνχο θαηαζθεπαζηέο λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ηελ ηερλνινγία PLC ζαλ έλα κέζν κεηάδνζεο γηα εθαξκνγέο πνπ κέρξη ηψξα δελ κπνξνχζαλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ θαζφινπ ή ήηαλ δηαζέζηκεο κφλν κέζσ ηδησηηθψλ θαη αθξηβψλ δηθηχσλ. Σν γεγνλφο φηη έλαο απμαλφκελνο αξηζκφο βηνκεραληθψλ ζπζθεπψλ έρνπλ πιένλ κία δηεπαθή δηθηχνπ θάλεη εθηθηή ηε δεκηνπξγία λέσλ ηχπσλ δηθηχσλ παξέρνληαο ζχλδεζε ζε πινία, απηνθίλεηα θαη δεκφζηνπο ρψξνπο PLC ςτη Βιομηχανύα ηελ βηνκεραλία, νη πεξηνξηζκνί ζηηο εθαξκνγέο είλαη πην απζηεξνί ζε ζχγθξηζε κε ηα δεκφζηα θαη επαγγεικαηηθά ηνπηθά δίθηπα. Μέρξη ηψξα απηνί νη πεξηνξηζκνί έρνπλ επηβξαδχλεη ηελ αλάπηπμε ησλ PLC αιιά ε αλάπηπμε ηνπ HomePlug θαη ε αλαζχδεπμε απφ ηελ επέθηαζε ησλ PLC δηθηχσλ νδήγεζε ζην λα ζεσξήζνπκε ηα PLC κηα πξαγκαηνπνηήζηκε ιχζε γηα ζπλδέζεηο κεηαμχ κεραλψλ. Οη βηνκεραληθέο εθαξκνγέο νη νπνίεο ρξεζηκνπνηνχλ δίθηπα PLC είλαη νη αθφινπζεο: 1. αηζζεηήξεο δηθηχσλ 151

152 2. ζχλδεζε κεηαμχ πξνγξακκαηηδφκελσλ ινγηθψλ ειεγθηψλ 3. ην PC κπνξεί λα ηνπνζεηεζεί ζε πεξηνξηζκέλνπο ρψξνπο φπνπ δελ είλαη δπλαηή ε απνζηνιή ζήκαηνο [52] PLC ςε Δημόςιουσ χώρουσ πσο ζηε βηνκεραλία, φιν θαη πεξηζζφηεξνη δεκφζηνη ρψξνη έρνπλ ζπζθεπέο επηθνηλσλίαο ή ζπζθεπέο πνπ δηαζέηνπλ δηεπαθή Ethernet, έηνηκεο λα ζπλδεζνχλ ζην ηνπηθφ δίθηπν. Πνιινί δεκφζηνη ηνκείο έρνπλ δηεπθνιπλζεί ήδε κε ηε ρξήζε ησλ PLC, κέζσ ησλ νπνίσλ δηθηπψλνληαη. Μεξηθνί ηνκείο είλαη νη παξαθάησ: 1. ππξνζβεζηηθή (πρ αλάθηεζε θαηαγξαθψλ ηνπ δεκφζηνπ θηηξίνπ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ηνκέα) 2. αζηπλνκία( πρ ρεηηθή πξφζβαζε ζηε βάζε δεδνκέλσλ ζην ζπγθεθξηκέλν πεδίν) 3. ηαηξηθή ηερλνινγία (ΔΜΣ) (emergency medical technology) (πρ πξφζβαζε ζε ηαηξηθά αξρεία field) 4. ρξήζε PLC απφ ηνπο δήκνπο ησλ πφιεσλ γηα ηε παξνρή επξπδσληθήο πξφζβαζεο θαη γηα εζσηεξηθέο εθαξκνγέο δεκφζηαο ρξήζεο. 5. ρξήζε απφ δήκνπο γηα έιεγρν θαη ηειεπαξαθνινχζεζε 6. δηαλνκή πιηθνχ κεηαμχ δηαδξαζηηθψλ ηεξκαηηθψλ.[52] 152

153 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 6: ΕΝΑΛΑΚΣΙΚΕ ΕΤΡΤΖΩΝΙΚΕ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΕ ηε ζχγρξνλε θνηλσλία, ην νηθνλνκηθφ, βηνκεραληθφ, ηερλνινγηθφ θαη πνιηηηζηηθφ πεξηβάιινλ θαζψο θαη νη ζπλζήθεο δσήο κεηαβάιινληαη ξαγδαία. Ζ άλζεζε ηεο ηερλνινγίαο θαη ησλ εθαξκνγψλ ηεο είλαη ηεξάζηηα ελψ παξάιιεια νη απαηηήζεηο θαη νη αλάγθεο ησλ πνιηηψλ αιιά θαη ησλ ίδησλ ησλ θξαηψλ γηα παξνρή πξνεγκέλσλ ππεξεζηψλ νινέλα απμάλεη. ην ζεκεξηλφ πεξηβάιινλ πςειήο ηερλνινγίαο, ε βάζε πάλσ ζηελ νπνία ζα ζεκειησζεί ε αληαγσληζηηθφηεηα ελφο θξάηνπο ή θαη κηαο πεξηθέξεηαο απνηειείηαη ζε κεγάιν βαζκφ απφ πξνεγκέλεο δηθηπαθέο ππνδνκέο πςειήο πνηφηεηαο, νξζνινγηθά θνζηνινγεκέλεο, νη νπνίεο ζα πξνζθέξνπλ επαξθείο ξπζκνχο κεηάδνζεο θαη αδηάιεηπηε ιεηηνπξγία ζηνπο ρξήζηεο θαζψο θαη εχθνιε δπλαηφηεηα πξφζβαζεο γηα ηελ πιεηνςεθία ηνπ πιεζπζκνχ. Σα δίθηπα επξπδσληθήο πξφζβαζεο κπνξνχλ λα θαιχςνπλ απφ ηερλνινγηθήο ζθνπηάο απηέο ηηο ζχγρξνλεο απαηηήζεηο θαη ε ηαρεία αλάπηπμε ηνπο απνηειεί γηα φια ηα αλαπηπγκέλα θαη αξθεηά αλαπηπζζφκελα θξάηε ζεκαληηθφ ζηξαηεγηθφ ζηφρν. Αξρηθά, ν φξνο «broadband», ήηαλ έλαο ηερληθφο φξνο πνπ αλαθεξφηαλ νπζηαζηηθά ζηελ πνζφηεηα πιεξνθνξίαο πνπ κπνξνχζε λα κεηαθεξζεί αλάκεζα ζε δχν επηθνηλσλνχζεο νληφηεηεο κέζσ ελφο ηειεπηθνηλσληαθνχ θαλαιηνχ. κσο, ζηελ πξνζπάζεηα δηαηχπσζεο ηεο «επξπδσληθήο πξφζβαζεο», νη δηάθνξεο νκάδεο εξγαζίαο θαηέιεμαλ ζε έλα ζχλνιν δηαθνξεηηθψλ νξηζκψλ, θπξίσο ιφγσ ηεο δπλακηθήο θχζεο ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ πεξηβάιινληνο, φπνπ νη εθαξκνγέο, νη ππεξεζίεο αιιά θαη ε ηερλνινγία ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζηεκάησλ βξίζθεηαη ζε ζπλερή αλαδηακφξθσζε. [23] 6.1 Ευρυζωνικό πρόςβαςη-ευρυζωνικότητα Δπξπδσληθφηεηα νξίδεηαη κε ηελ επξεία έλλνηα, ην δπλακηθφ πιαίζην πνπ είλαη ζπλπθαζκέλν κε έλα επξχ θάζκα ηερλνινγηψλ, ππεξεζηψλ θαη πνιηηηθφ-νηθνλνκηθψλ ζεκάησλ. Πξφθεηηαη κε άιια ιφγηα γηα έλα πξνεγκέλν, εθηθηφ θαη θαηλνηφκν πεξηβάιινλ απνηεινχκελν απφ : 1.ηελ παξνρή γξήγνξσλ ζπλδέζεσλ ζην Γηαδίθηπν ζε φζνλ ην δπλαηφλ κεγαιχηεξν κέξνο ηνπ πιεζπζκνχ, κε αληαγσληζηηθέο ηηκέο (κε ηε κνξθή θαηαλαισηηθνχ αγαζνχ), ρσξίο εγγελείο πεξηνξηζκνχο ζηα ζπζηήκαηα κεηάδνζεο θαη ηνλ ηεξκαηηθφ εμνπιηζκφ ησλ επηθνηλσλνχλησλ άθξσλ 2.Tελ θαηάιιειε δηθηπαθή ππνδνκή πνπ: επηηξέπεη ηελ θαηαλεκεκέλε αλάπηπμε ππαξρφλησλ θαη κειινληηθψλ δηθηπαθψλ εθαξκνγψλ θαη πιεξνθνξηαθψλ ππεξεζηψλ δίλεη ηε δπλαηφηεηα αδηάιεηπηεο ζχλδεζεο ησλ ρξεζηψλ ζε απηέο 153

154 ηθαλνπνηεί ηηο εθάζηνηε αλάγθεο ησλ εθαξκνγψλ ζε εχξνο δψλεο, αλαδξαζηηθφηεηα θαη δηαζεζηκφηεηα είλαη ηθαλή λα αλαβαζκίδεηαη ζπλερψο θαη κε κηθξφ επηπιένλ θφζηνο ψζηε λα εμαθνινπζεί λα ηθαλνπνηεί ηηο αλάγθεο φπσο απηέο απμάλνπλ θαη κεηεμειίζζνληαη κε ξπζκφ θαη θφζηνο πνπ επηηάζζνληαη απφ ηελ πξφνδν ηεο πιεξνθνξηθήο θαη ηεο ηερλνινγίαο επηθνηλσληψλ 3.Tε δπλαηφηεηα ηνπ πνιίηε λα επηιέγεη: αλάκεζα ζε ελαιιαθηηθέο πξνζθνξέο ζχλδεζεο πνπ ηαηξηάδνπλ ζηνλ εμνπιηζκφ ηνπ κεηαμχ δηαθφξσλ δηθηπαθψλ εθαξκνγψλ θαη κεηαμχ δηαθφξσλ ππεξεζηψλ πιεξνθφξεζεο θαη ςπραγσγίαο θαη κε πηζαλή ζπκκεηνρή ηνπ ίδηνπ ηνπ πνιίηε ζηελ παξνρή πεξηερνκέλνπ, εθαξκνγψλ θαη ππεξεζηψλ 4.Tν θαηάιιειν ξπζκηζηηθφ πιαίζην απνηεινχκελν απφ πνιηηηθέο, κέηξα, πξσηνβνπιίεο, άκεζεο θαη έκκεζεο παξεκβάζεηο, αλαγθαίεο γηα ηελ ελδπλάκσζε ηεο θαηλνηνκίαο, ηελ πξνζηαζία ηνπ αληαγσληζκνχ θαη ηελ εγγχεζε ζνβαξήο ηζνξξνπεκέλεο νηθνλνκηθήο αλάπηπμεο ηθαλήο λα πξνέιζεη απφ ηε γεληθεπκέλε ζπκκεηνρή ζηελ Δπξπδσληθφηεηα θαη ηελ Κνηλσλία ηεο Πιεξνθνξίαο. [23] Δπξπδσληθά δίθηπα θαη ππεξεζίεο είλαη απηά πνπ εγγπψληαη ζε θάζε επνρή ηελ απξφζθνπηε θαη δηαθαλή πξφζβαζε φισλ ησλ πνιηηψλ ζηελ πιεξνθνξία θαη ηα ζπζηήκαηα επηθνηλσλίαο, γηα ηελ εθπιήξσζε ησλ αλαγθψλ ηνπο. Μηα κεγάιε πνηθηιία επξπδσληθψλ ηερλνινγηψλ είλαη ζήκεξα δηαζέζηκεο γηα λα πξνζθέξνπλ πξφζβαζε ζην internet θαη πιήζνο άιισλ ππεξεζηψλ. Οη πην ζεκαληηθέο επξπδσληθέο ηερλνινγίεο είλαη νη εμήο: 1. Φεθηαθή πλδξνκεηηθή Γξακκή-Digital Subscriber Line (DSL) 2. Οπηηθέο Ίλεο 3. Οκναμνληθφ θαιψδην 4. Αζχξκαηε ηερλνινγία 5. BPL (Broadband Over Power Lines) Αθνινπζεί κηα κηθξή πεξηγξαθή γηα θάζε κία απφ ηηο παξαπάλσ ηερλνινγίεο. Έπεηηα ζα ζπγθξίλνπκε θάζε ηερλνινγία μερσξηζηά κε ηελ ηερλνινγία PLC. 6.2 Ψηφιακό Γραμμό υνδρομητό (Digital Subscriber Line) Σν DSL πξνέξρεηαη απφ ηα αξρηθά ησλ ιέμεσλ Digital Subscriber Line θαη ζηελ νπζία απνηειεί κηα ηερλνινγία πνπ κεηαηξέπεη ην απιφ ηειεθσληθφ θαιψδην ζε έλα δίαπιν ςεθηαθήο επηθνηλσλίαο κεγάινπ εχξνπο δψλεο κε ηε ρξήζε εηδηθψλ modems, ηα νπνία ηνπνζεηνχληαη ζηηο δπν άθξεο ηεο γξακκήο. Ο δίαπινο απηφο κεηαθέξεη 154

155 ηφζν ηηο ρακειέο φζν θαη ηηο πςειέο ζπρλφηεηεο ηαπηφρξνλα, ηηο ρακειέο γηα ηε κεηαθνξά ηνπ ζήκαηνο ηεο θσλήο θαη ηηο πςειέο γηα ηα δεδνκέλα. Αλάινγα κε ην είδνο ηνπ modem πνπ ζα ζπλδέζνπκε, πεηπραίλνπκε θαη δηαθνξεηηθέο επηδφζεηο. Με ην DSL επηηπγράλνληαη πςειφηεξεο ηαρχηεηεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ (κέρξη θαη 52,8 Mbps απφ ην Γηαδίθηπν ή άιιν απνκαθξπζκέλν Σειεπηθνηλσληαθφ Γίθηπν πξνο ην ρξήζηε -downstream- θαη 2,3 Mbps απφ ην ρξήζηε πξνο ην Γηαδίθηπν -upstream- ελψ ηαπηφρξνλα κεηαθέξνληαη θαη ηα αλαινγηθά ζήκαηα ηεο θσλήο. Οη ηερλνινγίεο DSL αλαθέξνληαη γεληθά σο xdsl. Μηα βαζηθή θαηεγνξηνπνίεζε ησλ xdsl ηερλνινγηψλ κπνξεί λα γίλεη βάζεη ηνπ εάλ είλαη ζπκκεηξηθέο ή αζχκκεηξεο, αλ επηηπγράλνπλ δειαδή ηηο ίδηεο ηαρχηεηεο γηα download θαη upload. Έηζη, ζπκκεηξηθέο είλαη νη HDSL, HDSL2, HDSL4, SDSL, SHDSL, IDSL, αζχκκεηξεο νη ADSL, ADSL2, ADSL2+, UDSL (G.Lite), ελψ νη RADSL, VDSL, VDSL2 κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ θαη κε ηνπο δχν ηξφπνπο (ζπκκεηξηθά θαη αζχκκεηξα): Αζχκκεηξν DSL (ADSL-Asymmetric Digital Subscriber Line): θαιείηαη «αζχκκεηξν» επεηδή ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ γίλεηαη κε αζχκκεηξν ηξφπν, δειαδή πξνζθέξεη δηαθνξεηηθφ ξπζκφ γηα ηε ιήςε (κέρξη 8 Mbps downstream) θαη δηαθνξεηηθφ γηα ηελ απνζηνιή δεδνκέλσλ (640 kbps upstream). Σν ADSL ιεηηνπξγεί κε απηφλ ηνλ ηξφπν επεηδή νη πεξηζζφηεξνη ρξήζηεο ηνπ ίληεξλεη θαηεβάδνπλ πνιχ πεξηζζφηεξεο πιεξνθνξίεο απφ φηη απηνί αλεβάδνπλ. Σν ζεκαληηθφηεξν είλαη φηη ην εχξνο δψλεο δελ ην κνηξαδφκαζηε, αιιά είλαη εμ' νινθιήξνπ ζηε δηάζεζή καο. Χζηφζν ζα πξέπεη λα ηνληζηεί ην γεγνλφο φηη ε απφδνζε ηνπ ADSL εμαξηάηαη ζεκαληηθά απφ ηελ απφζηαζε ηνπ ρξήζηε απφ ηνλ ηειεπηθνηλσληαθφ πάξνρν. ηνλ παξαθάησ πίλαθα παξνπζηάδεηαη ε παξαπάλσ εμάξηεζε: πίλαθαο 6: Δμάξηεζε ΑDSL από ηελ απόζηαζε Απόζηαζε ζε Km Σαρύηεηα ζε Mbps ADSL2 θαη ADSL2+: Ζ ηερλνινγία ADSL2 ζηνρεχεη ζηε βειηίσζε ηεο απφδνζεο ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ δηθηχνπ. πγθεθξηκέλα νη ξπζκνί κεηάδνζεο απφ ην δίθηπν πξνο ην ρξήζηε είλαη ηεο ηάμεο ησλ 12Mbps θαη απφ ην ρξήζηε ζην δίθηπν ηεο ηάμεο ηνπ 1Mbps ζε απφζηαζε 2.5km απφ ηνλ θεληξηθφ πάξνρν (DSLAM). Ζ ηερλνινγία ADSL2+ πξνζθέξεη ηαρχηεηεο πςειφηεξεο απφ ην 155

156 ADSL2. πγθεθξηκέλα νη ηαρχηεηεο θηάλνπλ ηα 24 Mbps γηα downstream θαη ηα 3.5Mbps γηα upstream ζε απφζηαζε 1.5km απφ ηνλ θεληξηθφ πάξνρν. Σέινο, έλα κεγάιν πιενλέθηεκα ηεο ADSL2+ είλαη φηη έρεη ηελ ηθαλφηεηα λα επηθνηλσλήζεη κε παιαηφηεξν εμνπιηζκφ κε απνηέιεζκα ν ρξήζηεο λα κελ ρξεηάδεηαη λα απνθαηαζηήζεη ηνλ ήδε ππάξρνληα εμνπιηζκφ ηνπ. Σν RADSL (Rate-Adaptive Digital Subscriber Line):απνηειεί παξαιιαγή ηεο ADSL ηερλνινγίαο φπνπ ην modem πξνζαξκφδεη ηελ ηαρχηεηα ζην upstream αλάινγα κε ην κήθνο θαη ηελ πνηφηεηα ηεο γξακκήο πξνο ηνλ πάξνρν ηεο DSL ζχλδεζεο, πξνθεηκέλνπ λα δηαηεξεζεί ζηαζεξή ε ηαρχηεηα ζην downstream. HDSL (High-bit-rate Digital Subscriber Line): είλαη ζπκκεηξηθφ θαη πξνζθέξεη ηνλ ίδην ξπζκφ κεηαθνξάο δεδνκέλσλ (κέρξη 2 Mbps) ηφζν γηα ηε απνζηνιή φζν θαη γηα ηε ιήςε. Χζηφζν, ε κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ δελ κπνξεί λα ππεξβαίλεη ηα 3,5 km. Μηα άιιε βαζηθή δηαθνξά απφ ην ADSL είλαη φηη απαηηείηαη ε εγθαηάζηαζε 2 ηειεθσληθψλ γξακκψλ (2 ζπλεζηξακκέλα θαιψδηα) γηα ηελ επίηεπμε ακθίδξνκεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Έλα πιενλέθηεκα απηήο είλαη φηη ζπλεξγάδεηαη απφιπηα κε ηα ςεθηαθά θπθιψκαηα Σ1 θαη Δ1 (δεκηνπξγήζεθαλ γηα ηελ παξνρή δηθηχσλ πςειψλ ηαρπηήησλ). SDSL ( Single-line Digital Subscriber Line): Ζ ηερλνινγία απηή είλαη ζπκκεηξηθή, έρεη ίδηα ηαρχηεηα θαη ίδην εχξνο δψλεο γηα απνζηνιή θαη ιήςε δεδνκέλσλ θαη ρξεζηκνπνηεί έλα απιφ θαιψδην ζπλεζηξακκέλσλ δεπγψλ. Μεηνλέθηεκά ηεο είλαη φηη παξφιν πνπ ην θαλάιη ηεο ηειεθσληθήο ππεξεζίαο είλαη δηαρσξηζκέλν απφ ηα θαλάιηα πνπ κεηαθέξνπλ δεδνκέλα, ε κεηάδνζε θσλήο δε κπνξεί λα γίλεη ηαπηφρξνλα κε ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. IDSL (ISDN-DSL): ππνζηεξίδεη ζπκκεηξηθή κεηάδνζε κέρξη θαη 144 Kbps πάλσ απφ ηηο ηειεθσληθέο γξακκέο. Γηαθέξεη απφ ην ζπγγεληθφ ISDN (integrated services digital network) ζην φηη είλαη ηερλνινγία «alwaysavailable» αιιά κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη ηνλ ίδην ηεξκαηηθφ εμνπιηζκφ ή modem πνπ ρξεζηκνπνηεί ην ISDN. Ζ δηαθνξά γίλεηαη απφ ηε κεξηά ηνπ παξφρνπ, ν νπνίνο ηεξκαηίδεη ηελ IDSL ζχλδεζε θαη ηε ζηέιλεη ζε έλαλ router ή έλα switch. MSDSL (Multi-Rate Symmetric DSL): είλαη «ζπκκεηξηθφ DSL» ην νπνίν είλαη ηθαλφ γηα πεξηζζφηεξνπο απφ έλαλ ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Ο ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ θαζνξίδεηαη απφ ηνλ πάξνρν ηεο ππεξεζίαο θαη ε πνηφηεηα ηνπ αλεβαίλεη αλάινγα κε ηελ ηηκή. Σν VDSL (Very-high-data-rate Digital Subscriber Line): είλαη ζρεηηθά λέα ηερλνινγία θαη ππφζρεηαη λα δψζεη εληππσζηαθά κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο πνπ κπνξεί λα θηάλνπλ ηα 52 Mbps, κε πεξηνξηζκφ φκσο ηε κέγηζηε απφζηαζε κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ ηνπ ράιθηλνπ αγσγνχ. Αλάινγα κε ηελ πινπνίεζε, ην VDSL δε κπνξεί λα μεπεξλά ην 1,5km θαη νη ξπζκνί κεηάδνζεο θπκαίλνληαη γηα ηε ιήςε απφ 13 έσο 52 Mbps θαη γηα ηελ απνζηνιή απφ 1,5 έσο 2,3 Mbps. Ζ δεχηεξε γεληά ηεο ηερλνινγίαο (VDSL2) ρξεζηκνπνηεί 30MHz θάζκαηνο γηα ηαρχηεηεο κέρξη θαη 100Mbps θαη ζηηο δχν θαηεπζχλζεηο γηα απφζηαζε

157 κέηξσλ, ελψ γηα κεγαιχηεξεο απνζηάζεηο ν ξπζκφο θζίλεη. [23],[24] Ζ ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο είλαη απηή ηνπ ADSL ελψ ε ηειεπηαία εμέιημε πεξηιακβάλεη ηελ πξνζπάζεηα επέθηαζεο ηεο VDSL κε ηελ αμηνπνίεζε ηνπ δηθηχνπ ησλ νπηηθψλ ηλψλ. Παξαθάησ ζα παξνπζηάζνπκε πεξηιεπηηθά ηε θηινζνθία ιεηηνπξγίαο ηεο ADSL θαη VDSL. ηνλ Πίλαθα 3 ζπγθξίλνπκε ηηο DSL ηερλνινγίεο σο πξνο ηα βαζηθά ηνπο ραξαθηεξηζηηθά. Πίλαθαο 7: Σερλνινγίεο xdsl ηύπνο κέγηζηε απνζηνιή δεδνκέλσλ κέγηζηε ιήςε δεδνκέλσλ κέγηζηε απόζηαζε απαηηνύκελεο γξακκέο ηειεθσληθή ζηήξημε ADSL 800Kbps 8Mbps 5.500m 1 λαη HDSL 2Mbps 2Mbps 3.650m 2 φρη IDSL 144Kbps 144Mbps m 1 φρη MSDSL 2Mbps 2Mbps 8.800m 1 φρη RADSL 1Mbps 7Mbps 5.500m 1 λαη SDSL 2.3Mbps 2.3Mbps 6.700m 1 φρη VDSL 16Mbps 52Mbps 1.200m 1 λαη Περιληπτικό περιγραφό τησ ADSL και VDSL τεχνολογύασ Δηθόλα 107: Σα θαλάιηα ζηελ ADSL κεηάδνζε.[23] Έλα ADSL θχθισκα ζπλδέεη έλα ADSL modem ζε θάζε πιεπξά κηαο ηειεθσληθήο γξακκήο, θαη δεκηνπξγεί 3 επηθνηλσληαθά θαλάιηα ( 1), έλα πςειήο ηαρχηεηαο πξνο ην ζπλδξνκεηή (downstream), έλα αηζζεηά ρακειφηεξεο ηαρχηεηαο γηα ξνή δεδνκέλσλ απφ ην ρξήζηε πξνο ηνλ παξνρέα (upstream) θαη έλα βαζηθφ ηειεπηθνηλσληαθφ θαλάιη. Σν θαλάιη απηφ ρσξίδεηαη απφ ην ςεθηαθφ modem κε θίιηξα, έηζη ψζηε αθφκε θαη αλ ην ADSL απνηχρεη, λα κελ δηαθνπεί ε ηειεθσληθή επηθνηλσλία. [23] 157

158 Ο θπξηφηεξνο εμνπιηζκφο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε κηαο ADSL ζχλδεζεο είλαη ν εμήο: ADSL Modem/Router (ATU-R, ADSL Tranceiver Unit Remote): είλαη δηάηαμε πνπ ρξεζηκεχεη ζηελ απνζηνιή θαη ιήςε δεδνκέλσλ ησλ επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ, κέζσ κηαο απιήο ηειεθσληθήο ζχλδεζεο. πλδέεη ηνλ εμνπιηζκφ κέζσ ηεο ηειεθσληθήο γξακκήο κε ην δίθηπν ηνπ παξφρνπ θαη απνηειεί ηεξκαηηζκφ ηνπ δηθηχνπ ADSL ζην ρψξν ηνπ ρξήζηε. POTs Splitter (Plain old telephone service Splitter): νλνκάδεηαη ε ζπζθεπή πνπ αλαιακβάλεη λα δηαρσξίζεη ην ζήκα ηεο ADSL απφ ην ζήκα ηνπ ηειεθψλνπ. Γηαρσξίδεη δειαδή ηα θαλάιηα upstream θαη downstream απφ ην ηειεθσληθφ θαλάιη (δηαρσξηζκφο απφ 300KHz κέρξη ηα 3.5MHz). Σν Splitter (δηαρσξηζηήο) απφ ηε κία πιεπξά ζπλδέεηαη ζηελ Σειεθσληθή γξακκή θαη απφ ηελ άιιε βγάδεη δχν εμφδνπο κηα γηα ηηο ηειεθσληθέο ζπζθεπέο θαη κηα γηα ην ADSL Modem πεηπραίλνληαο έηζη ην δηαρσξηζκφ. Μπαίλεη πάληα πξψην πξηλ απφ φιεο ηηο άιιεο ζπζθεπέο θαη ζπλδέεηαη θαηεπζείαλ ζηελ ηειεθσληθή πξίδα. Ο POTs Splitter κπνξεί λα είλαη ελζσκαησκέλνο ζηηο δηαηάμεηο ATU-R. [33] DSLAM (πνιππιέθηεο) ή ATU-C (ADSL Tranceiver Unit Central Office): Σν Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM) είλαη ν πνιππιέθηεο / απνπνιππιέθηεο ησλ ςεθηαθψλ ζπλδξνκεηηθψλ γξακκψλ DSL (Digital Subscriber Line). Δίλαη κηα ζπζθεπή πνπ ηνπνζεηείηαη ζην Κέληξν Σειεπηθνηλσληαθψλ Παξφρσλ θαη επηηξέπεη ζην DSL λα ιεηηνπξγεί. Έλα DSLAM ιακβάλεη ζπλδέζεηο απφ πνιινχο πειάηεο θαη ηηο ζπλελψλεη ζε κία ζχλδεζε πςειήο ρσξεηηθφηεηαο πξνο ην Internet. Σα DSLAMs είλαη γεληθά επέιηθηα θαη κπνξνχλ λα ππνζηεξίμνπλ πνιινχο ηχπνπο DSL ζην ίδην θεληξηθφ γξαθείν θαη δηαθνξεηηθέο πνηθηιίεο πξσηνθφιισλ θαη δηακφξθσζεο (modulation).σν ADSL ζήκα θαζνδεγείηαη ζηνλ πνιππιέθηε ζηνλ νπνίν ζπλδένληαη φιεο νη ADSL γξακκέο ηεο πεξηνρήο θαη ηηο «πιέθεη» φιεο καδί γηα λα πεξάζνπλ κέζσ κηαο ΑΣΜ γξακκήο (νπηηθή ίλα ηηο πεξηζζφηεξεο θνξέο) θαη λα ζπλερίζνπλ ηελ δηαδξνκή ηνπο πέξα απφ ην ηειεθσληθφ θέληξν. ιε ινηπφλ ε θίλεζε απφ θαη πξνο ηνπο ρξήζηεο, θαη απφ θαη πξνο ηνπο εμππεξεηεηέο ηνπ δηθηχνπ, δηεθπεξαηψλεηαη κέζσ ηνπ DSLAM. [33] 158

159 Δηθόλα 108: Γνκηθά ζηνηρεία ADSL.[33] ζνλ αθνξά ηνλ εμνπιηζκφ ηνπ VDSL είλαη ν ίδηνο κε απηφλ ηεο ADSL ζχλδεζεο κε ηε κφλε δηαθνξά φηη ζπκπεξηιακβάλεη θαη ηνλ εμνπιηζκφ ηεξκαηηζκνχ ησλ νπηηθψλ ηλψλ (ONU-Optical Network Unit), θαζηζηψληαο έηζη ηελ ηερλνινγία απηή πβξηδηθή. Σέινο, ε ηερλνινγία απηή κεηαθέξεη ηα δεδνκέλα ζε πςειέο ηαρχηεηεο αιιά ζε ζρεηηθά κηθξέο απνζηάζεηο Πλεονεκτόματα και Μειονεκτόματα Πιενλεθηήκαηα απνηεινχλ ηα παξαθάησ: Σαπηφρξνλε ρξήζε: ε ηειεθσληθή γξακκή κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα θσλεηηθέο θιίζεηο θαη ζχλδεζε ζην δηαδίθηπν ηε ίδηα ζηηγκή. Ζ ηαρχηεηα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ είλαη πνιχ κεγαιχηεξε απφ φηη ζε έλα θαλνληθφ κφληεκ (2 Mbps έλαληη 56 Kbps). Γελ απαηηεί απαξαηηήησο λέα θαισδίσζε, ε ππάξρνπζα ηειεθσληθή γξακκή κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί. Οη παξνρείο ηεο ADSL ζχλδεζεο πεξηιακβάλνπλ γεληθά έλα κφληεκ σο κέξνο ηεο εγθαηάζηαζεο. ηνπο πεξηνξηζκνχο πεξηιακβάλνληαη ηα εμήο: Ζ ιήςε ησλ δεδνκέλσλ είλαη γξεγνξφηεξε απφ ηελ απνζηνιή ησλ δεδνκέλσλ κέζσ δηαδηθηχνπ. Σν DSL δελ είλαη δηαζέζηκν παληνχ Ζ πνηφηεηα ηεο ζχλδεζεο εμαξηάηαη απφ ηελ απφζηαζε απφ ην θεληξηθφ γξαθείν ηνπ παξνρέα, φζν κεγαιχηεξε είλαη ε απφζηαζε ηφζν κηθξφηεξε είλαη ε ηαρχηεηα πνπ πξνζθέξεηαη ζην ρξήζηε. Να αλαθέξνπκε επίζεο, φηη ε απφζηαζε απνηειεί πεξηνξηζκφ κφλν γηα ηελ DSL ζχλδεζε θαη φρη γηα ηελ απιή ηειεθσληθή θιήζε. Ζ αηηία γηα απηφ είλαη νη κηθξνί 159

160 εληζρπηέο πνπ είλαη γλσζηνί σο πελία θφξησζεο, ηνπο νπνίνπο ρξεζηκνπνηεί ε ηειεθσληθή εηαηξία γηα λα εληζρχζεη ηα ηειεθσληθά ζήκαηα. [33] DSL/PLC Δάλ θαη νη ζπλδξνκεηέο ηεο DSL ηερλνινγίαο μεπεξλνχλ ηα 10 εθαηνκκχξηα, ππάξρνπλ θάπνηνη ζεκαληηθνί πεξηνξηζκνί πνπ δελ επηηξέπνπλ ζηελ ηερλνινγία απηή λα είλαη δηαζέζηκνη παληνχ. Έλαο βαζηθφο πεξηνξηζκφο είλαη φηη ν ζπλδξνκεηήο δελ πξέπεη λα βξίζθεηαη ζε απφζηαζε κεγαιχηεξε πεξίπνπ απφ ηα m απφ έλα ηειεθσληθφ θέληξν (αλάινγα βέβαηα κε ηελ ηερλνινγία DSL πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζε θάζε πεξίπησζε). Απηφ πεξηνξίδεη ζεκαληηθά ηνλ αξηζκφ ησλ ζπηηηψλ θαη ησλ γξαθείσλ πνπ κπνξνχλ λα ππνζηεξίμνπλ ηελ DSL ηερλνινγία. Απφ ηελ άιιε, θάζε ζπίηη θαη γξαθείν δηαζέηεη ειεθηξηθή θαισδίσζε θαη είλαη ζε ζέζε λα ππνζηεξίμεη ηελ PLC ηερλνινγία αθφκα θαη ζε πεξηνρέο ηηο νπνίεο δελ κπνξεί λα εμππεξεηήζεη ε DSL ηερλνινγία. Δπηπιένλ, ηα ζπίηηα θαη ηα γξαθεία ηα νπνία εμππεξεηνχληαη κέζσ ηεο ηερλνινγίαο απηήο, κπνξεί λα κελ έρνπλ παξνρέο ηειεθψλνπ ζε θάζε ρψξν ζηνλ νπνίν ζέινπκε λα εγθαηαζηήζνπκε ηνλ ππνινγηζηή καο. Παξφια απηά επεηδή έλα ηππηθφ ζπίηη έρεη πεξηζζφηεξεο παξνρέο ηειεθψλνπ, ε δπλαηφηεηα λα ζπλδέζεη θάπνηνο ηνλ εμνπιηζκφ ηνπ ππνινγηζηή ηνπ κε ηνλ παξνρέα DSL ππεξεζηψλ είλαη πξνθαλψο πνιχ πην εχθνιν απφ ην λα εγθαηαζηήζεη κηα ζχλδεζε θαισδηαθνχ κφληεκ. Αληίζεηα ε δπζθνιία ζηελ εγθαηάζηαζε ηεο PLC ηερλνινγίαο είλαη πνιχ κηθξφηεξε αθνχ πξίδεο ππάξρνπλ αξθεηέο ζε θάζε δσκάηην ηεο νηθίαο. ζνλ αθνξά ζηνλ εμνπιηζκφ ηεο DSL ηερλνινγίαο, νη ηειεθσληθέο εηαηξίεο ην κφλν ην νπνίν έρνπλ λα θάλνπλ είλαη λα ηαρπδξνκήζνπλ ην DSL modem ζην λέν πειάηε, ν νπνίνο κπνξεί πιένλ λα ην εγθαηαζηήζεη εχθνια θαη κφλνο ηνπ. Καηά ζπλέπεηα, ε ηερλνινγία DSL παξέρεη ηελ ίδηα επθνιία ζηνλ πειάηε γηα ηελ εγθαηάζηαζή ησλ DSL κφληεκ, πνπ παξέρεηαη θαη ζηνπο πειάηεο ηεο PLC ηερλνινγίαο. 6.3 Οπτικϋσ ύνεσ Οη νπηηθέο ίλεο είλαη έλα κεγάιν θεθάιαην ησλ ηειεπηθνηλσληψλ, ην νπνίν πξνζθέξεη κεηάδνζε ήρνπ, εηθφλαο θαη βίληεν ζε πνιχ πςειέο ηαρχηεηεο. Ζ νπηηθή ίλα απνηειείηαη απφ: 1.Σελ θεληξηθή γπάιηλε θπιηλδξηθή ίλα, πνπ νλνκάδεηαη ππξήλαο θαη είλαη ην ηκήκα ζην νπνίν δηαδίδεηαη ην θσο. 2. Σελ επηθάιπςε (απιή ή πνιιαπιή), πνπ είλαη έλαο νκφθεληξνο κε ηνλ ππξήλα θχιηλδξνο. Έρεη κηθξφηεξν δείθηε δηάζιαζεο απφ ηνλ ππξήλα, γηα λα 160

161 παζαίλεη ην θσο ζπλερείο νιηθέο αλαθιάζεηο. Ζ επηθάιπςε απηή νλνκάδεηαη καλδχαο 3.Σν πεξίβιεκα, πνπ είλαη έλα αδηαθαλέο πιαζηηθφ. [23],[24] Δηθόλα 109: Γνκή νπηηθνύ θαισδίνπ. [24] Οη νπηηθέο ίλεο έρνπλ πνιιά πιενλεθηήκαηα ζε ζρέζε κε ηα ράιθηλα θαιψδηα, ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε ηερλνινγίεο DSL. Κάπνηα απφ απηά ηα πιενλεθηήκαηα ζπλνςίδνληαη παξαθάησ: Οη νπηηθέο ίλεο έρνπλ απεξηφξηζην εχξνο δψλεο. Σν κηθξφ βάξνο θαη νη κηθξέο δηαζηάζεηο ζηηο νπηηθέο ίλεο έρνπλ ζαλ απνηέιεζκα ηελ ηνπνζέηεζε πνιιψλ νπηηθψλ ηλψλ κέζα ζε έλα κφλν θαιψδην. Έηζη, ην κηθξφ βάξνο ηνπ θαισδίνπ δηεπθνιχλεη ηελ εγθαηάζηαζή ηνπ. Οη νπηηθέο ίλεο έρνπλ αλαηζζεζία ζε ειεθηξνκαγλεηηθέο παξεκβνιέο. Γηαζέηνπλ δπλαηφηεηα πξνζηαζίαο ησλ δεδνκέλσλ απφ ππνθινπή, πεξηνξίδνληαο ηελ πιεξνθνξία ζηνλ ππξήλα ηεο νπηηθήο ίλαο. Έρεη πνιχ ρακειφ θφζηνο πξψηεο χιεο γηαηί νη νπηηθέο ίλεο θαηαζθεπάδνληαη απφ γπαιί, πνπ είλαη πιηθφ πην θζελφ απφ ηνλ ραιθφ. Έρνπλ πνιιή θαιή κφλσζε, πξνζθέξνληαο αζθάιεηα ζε εθξεθηηθέο θαη επηθίλδπλεο πεξηνρέο. Έρνπλ πνιχ κηθξή απφζβεζε θαη επηηξέπεη ηηο ζπλδέζεηο ζε κεγάιεο απνζηάζεηο. Έρνπλ κηθξέο απαηηήζεηο ζε ελέξγεηα. Απηφ νθείιεηαη ζην γεγνλφο φηη δελ παξαηεξνχληαη ζεκαληηθέο απψιεηεο ζήκαηνο, θαζψο θαη ζηνλ ηξφπν κεηάδνζε δεδνκέλσλ, δειαδή κε ηε ρξήζε θσηεηλήο δέζκεο, πνπ απαηηεί πνιχ κηθξφηεξε θαηαλάισζε ελέξγεηαο, ζε ζρέζε κε ην ειεθηξηθφ ζήκα.[24] Δλψ κεηνλέθηεκα ησλ νπηηθψλ ηλψλ απνηειεί ην γεγνλφο φηη, ην νπηηθφ ζήκα πξέπεη λα κεηαηξαπεί ζε ειεθηξηθφ γηα λα είλαη δπλαηή ε επεμεξγαζία ηεο πιεξνθνξίαο. Απηφ ζεκαίλεη φηη παξνπζηάδεηαη κηα ζεκαληηθή θαζπζηέξεζε ελψ αλ πξνζζέζνπκε θαη ην γεγνλφο φηη ειεθηξνληθέο δηαηάμεηο δελ κπνξνχλ λα δνπιέςνπλ ζε ηφζν πςειέο ηαρχηεηεο νδεγνχκαζηε ζην ζπκπέξαζκα φηη κέλνπλ αλεθκεηάιιεπηεο νη δπλαηφηεηεο πνπ καο παξέρεη ε νπηηθή ίλα. [24] 161

162 6.3.1 Χρόςη οπτικών ινών ςτο δύκτυο πρόςβαςησ Αλαγλσξίζηεθε ε αλάγθε ρξήζεο ησλ νπηηθψλ ηλψλ γηα ηελ κεηαθνξά ηεο νινέλα απμαλφκελεο πιεξνθνξίαο ζηα δίθηπα πξφζβαζεο (είλαη ην ηκήκα ηνπ δηθηχνπ απφ ην ηειεπηθνηλσληαθφ θέληξν κέρξη ην ζπλδξνκεηή πεξηιακβάλνληαο θαη ην θχξην δίθηπν θαη ην θχξην δηαλνκήο). Έηζη ινηπφλ δεκηνπξγήζεθε ε νηθνγέλεηα ηερλνινγηψλ FTTx, φπνπ ην 'x' παξηζηάλεη ηφζν ηηο δηάθνξεο επηινγέο φζνλ αθνξά ηνλ αξηζκφ ησλ ζπλδξνκεηψλ πνπ κνηξάδνληαη ην ηειεπηαίν ηκήκα ηεο θαισδίσζεο, φζν θαη ην βαζκφ πξνζέγγηζεο ηνπ ζπλδξνκεηή κε νπηηθή ίλα. Γεληθά κε ηνλ φξν FTTx ελλννχκε φηη ε νπηηθή ίλα θηάλεη ζε θάπνην ζεκείν ηνπ δηθηχνπ πέξα απφ ην central office (CO) ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ παξφρνπ. Πίλαθαο 8: Βαζηθέο Καηεγνξίεο FTTx FTTx - Fiber To The... FTTN (Node)/FTTN (Neighborhood)/ FTTCab(Cabinet)/ FTTS (Street) FTTC (Curb) FTTB (Building) FTTH (Home)/ FTTO (Office) Πεξηγξαθή Οξίδεηαη κέρξη πεξίπνπ κέρξη 1500 m απφ ηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε. Οη νπηηθέο ίλεο θηάλνπλ κέρξη ην Cabinet (θνπηί) πνπ εμππεξεηεί κηα γεηηνληά, θαη απφ εθεί κέρξη ηνλ ηειηθφ ρξήζηε ρξεζηκνπνηείηαη ε ππάξρνπζα ππνδνκή (πρ ραιθφο). Δπηηξέπεη ηαρχηεηεο πξφζβαζεο κεξηθψλ δεθάδσλ Mbps θαη είλαη θαηάιιειε γηα λε εμππεξεηήζεη έλα κεγάιν αξηζκφ ρξεζηψλ. Οξίδεηαη σο πεξίπνπ 150 m απφ ηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε. Απφ εθεί κέρξη ηνλ ηειηθφ ρξήζηε ρξεζηκνπνηείηαη ε ππάξρνπζα ππνδνκή (πρ ραιθφο).δπηηξέπεη ηαρχηεηεο πξφζβαζεο κεξηθψλ δεθάδσλ Mbps θαη είλαη θαηάιιειε γηα λε εμππεξεηήζεη έλα κεγάιν αξηζκφ ρξεζηψλ (φπσο θαη ε πξνεγνχκελε) Ζ νπηηθή ίλα θηάλεη ζην νηθνδνκηθφ ηεηξάγσλν, αιιά φρη ζε θάζε φξνθν γξαθείν ή δηακέξηζκα. Θεσξείηαη θαηάιιειε γηα ηελ εμππεξέηεζε κεγάισλ επηρεηξήζεσλ κε κεγάιεο απαηηήζεηο ηαρχηεηαο ή θηηξίσλ κε κεγάιε ζπγθέληξσζε ζπλδξνκεηψλ κε ζρεηηθά κηθξέο απαηηήζεηο. Ζ νπηηθή ίλα θηάλεη ζε ηδησηηθά ζπίηηα/δηακεξίζκαηα θαη γξαθεία. Δίλαη θαηάιιειε γηα ηηο ίδηεο πεξηπηψζεηο πειαηψλ φπσο ε παξαπάλσ. FTTP (Premises) Ζ νπηηθή ίλα θηάλεη ζε θάζε ηχπν θηηξίνπ (ρξεζηκνπνηείηαη θάπνηεο θνξέο γηα λα πεξηγξάςεη ην FTTH ή θαη ην FTTB. Ζ βαζηθή δηαθνξά απφ ηα FTTN θαη FTTC είλαη φηη ε νπηηθή ίλα θαιχπηεη θαη ην ''Last Mile'' κέρξη ηνλ ηειηθφ ρξήζηε. FTTA (Apartment) FTTD (Dormitory) Πεξηιακβάλεη ηελ νπηηθή ίλα απφ ην ππφγεην ηεο πνιπθαηνηθίαο ζην δηακέξηζκα. Ζ νπηηθή ίλα θηάλεη ζηνπο ρψξνπο θαηνηθίαο ησλ ζπνπδαζηψλ ζε θνιέγηα θαη παλεπηζηήκηα. 162

163 Οη πην βαζηθέο ηερλνινγίεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη ε ηερληθή FTTH, πνπ φκσο ζεσξείηαη αξθεηά κεγάινπ θφζηνπο. Πην νη θαλνληθή ζεσξείηαη ε ηερληθή FTTB θαη πξνηηκάηαη ζε ππθλνθαηνηθεκέλεο πεξηνρέο. Δλψ ε πην ζπκθέξνπζα νηθνλνκηθή ιχζε είλαη ε ηερληθή FTTC, θαζψο αληηθαζηζηά κε νπηηθή ίλα κφλν ην θχξην δίθηπν θαη αμηνπνηεί ην δίθηπν δηαλνκήο. [23] Τβριδικό DSL με οπτικϋσ ύνεσ/plc Ζ PLC ηερλνινγία είλαη κηα ηερλνινγία ππφ αλάπηπμε θαη εθαξκφδεηαη ζε πεξηνξηζκέλν αθφκα αξηζκφ πεξηνρψλ. Ζ ηερλνινγία απηή είλαη επαίζζεηε ζε παξεκβνιέο θαη ζνξχβνπο, ελψ παξάιιεια επεξεάδεη ηηο ξαδηνζπρλφηεηεο δεκηνπξγψληαο ζεκαληηθά πξνβιήκαηα ζε άιιεο ηερλνινγίεο, ζε απηά ηα ζεκεία ππεξηεξνχλ νη νπηηθέο ίλεο. Δπηπιένλ, νη κέρξη ηψξα ηαρχηεηεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ PLC ηερλνινγία είλαη πνιχ κηθξφηεξεο απφ απηέο πνπ έρνπλ επηηεπρζεί κέζσ νπηηθψλ ηλψλ (πβξηδηθφ DSL). Παξφια απηά ε ηερλνινγία PLC εμειίζζεηαη θαη ππάξρνπλ πξνζδνθίεο φηη ηα πξνβιήκαηα απηά ζα μεπεξαζηνχλ, θαζηζηψληαο ηε ηζρπξά αληαγσληζηηθή ζην εγγχο κέιινλ. 6.4 Καλωδιακό modem -Δύκτυο καλωδιακόσ τηλεόραςησ Σν δίθηπν θαισδηαθήο ηειεφξαζεο (cable TV network ) μεθίλεζε σο θνξέαο παξνρήο ηειενπηηθψλ ππεξεζηψλ, αιιά πιένλ θηλείηαη πξνο ηελ θαηεχζπλζε ηεο πξφζβαζεο ζην Γηαδίθηπν. Σα δίθηπα θαισδηαθήο ηειεφξαζεο (CATV) είλαη βαζηζκέλα ζε νκναμνληθά θαιψδηα θαη εληζρπηέο RF. Σα δίθηπα μεθίλεζαλ κε δπλαηφηεηα κνλφδξνκεο κεηάδνζεο. Αξγφηεξα φκσο αληηθαηαζηάζεθε κέξνο ηνπ θχξηνπ νκναμνληθνχ δηθηχνπ κε νπηηθέο ίλεο δεκηνπξγψληαο έηζη ηελ πβξηδηθή-νπηηθήνκναμνληθή ηερλνινγία (HFC-Hybrid Fiber Coaxial). Με ηε ρξήζε νπηηθήο ίλαο θαη νκναμνληθνχ θαισδίνπ κεηαηξάπεθε ην παξαδνζηαθφ, κνλφδξνκν, ηειενπηηθφ δίθηπν, ζε έλα ζχγρξνλν ηειεπηθνηλσληαθφ ακθίδξνκν δίθηπν, παξέρνληαο ζηνπο ζπλδξνκεηέο ππεξεζίεο δηαδηθηχνπ πςειήο ηαρχηεηαο. Να ηνλίζνπκε βέβαηα φηη ε ηερλνινγία απηή δελ ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ Διιάδα.[32] 163

164 Δηθόλα 110: Τβξηδηθό -ηλό-νκναμνληθό δίθηπν. [32] ην παξαπάλσ ζρήκα βιέπνπκε ηε δνκή ελφο πβξηδηθνχ-ηλφ-νκναμνληθνχ δηθηχνπ κε ηα θπξηφηεξα ζηνηρεία ηνπ, πνπ είλαη ηα εμήο: Distribution hub = Κφκβνο δηαλνκήο High-bandwidth fiber= Ίλα κεγάινπ εχξνπο δψλεο Switch = Μεηαγσγέαο Bidirectional Amplifier =Γηπιήο θαηεχζπλζεο εληζρπηήο Fiber node = Κφκβνο ίλαο Coaxial cable = Οκναμνληθφ θαιψδην ηελ Δηθφλα 111 πνπ αθνινπζεί δηαθξίλνπκε ηνλ εμνπιηζκφ ζηελ πιεπξά ηνπ ρξήζηε: Filter = θίιηξν γηα ην δηαρσξηζκφ δεδνκέλσλ δηαδηθηχνπ απφ video (ηειενπηηθφ ζήκα) Cable modem (CM)=είλαη ζπζθεπέο πνπ βξίζθνληαη ζηελ πιεπξά ηνπ ζπλδξνκεηή θαη κεηαηξέπνπλ ηελ ςεθηαθή πιεξνθνξία ζε δηακνξθσκέλν ζήκα RF απφ ην ρξήζηε πξνο ην δίθηπν, ελψ εθηεινχλ ηελ αληίζηξνθε δηακφξθσζε πξνο ηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε. Μεξηθέο εθαηνληάδεο ρξήζηεο κπνξνχλ λα κνηξαζηνχλ έλα θαλάιη ιήςεο ησλ 6 Mhz θαη έλα ή πεξηζζφηεξα θαλάιηα απνζηνιήο. ηελ θάζνδν ην modem κπνξεί λα πξνζθέξεη ξπζκνχο κέρξη 40 Mbps ζε θάζε θαλάιη, αθνχ ην modem είλαη ζπκβαηφ κε ηε δηακφξθσζε ηνπ ςεθηαθνχ πξνηχπνπ κεηάδνζεο MPEG. Δπηηξέπνπλ ζηνπο ζπλδξνκεηέο λα απνιακβάλνπλ κηα ζεηξά ππεξεζηψλ πςειήο ηαρχηεηαο θαη λα είλαη ζπλδεδεκέλνη ζην ίληεξλεη 24 ψξεο ηελ εκέξα ρσξίο λα εκπνδίδνληαη νη ππεξεζίεο θαισδηαθήο ηειεφξαζεο.[32] 164

165 Δηθόλα 111: Δμνπιηζκόο ζηελ πιεπξά ηνπ ρξήζηε.[32] Να αλαθέξνπκε αθφκα φηη ζηελ πιεπξά ηνπ παξνρέα βξίζθεηαη κηα ζπζθεπή πνπ θαιείηαη ηεξκαηηθφ ζχζηεκα θαισδηαθνχ modem (CMTS), θαη εθηειεί ηηο αληίζηνηρεο ιεηηνπξγίεο πνπ πξαγκαηνπνηεί ην θαισδηαθφ modem ζηελ πιεπξά ηνπ ζπλδξνκεηή.[32] Πλεονεκτόματα- Μειονεκτόματα Γελ ρξεηάδεηαη επηπιένλ εμνπιηζκφο ζην ρξήζηε γηα λα κεηαηξέςεη ην ζήκα ζε κνξθή θαηάιιειε γηα ηηο ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηεί. Έηζη, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεί ηελ θαισδηαθή ηειεφξαζε θαη ην ξαδηφθσλν φπσο θαη πξηλ. ήκαηα κπνξνχλ λα κεηαδίδνληαη απνδνηηθά, αλάινγα κε ηηο ππεξεζίεο πνπ κεηαθέξνπλ. Σν εχξνο δψλεο δελ είλαη απφ πξηλ θαζνξηζκέλν. Μπνξεί λα δεζκεχεηαη θαη λα κεηαβάιιεηαη απφ ππεξεζία ζε ππεξεζία (φπσο γηα παξάδεηγκα ζηελ θαισδηαθή ηειεφξαζε κε ηαηλίεο απφ επηινγή) αλάινγα κε ηε δήηεζε. Σέινο, έλα κεηνλέθηεκα ηνπ δηθηχνπ HFC είλαη φηη φινη νη ζπλδξνκεηέο κνηξάδνληαη ην ίδην θαιψδην θαη θαηά ζπλέπεηα θαη ηε ρσξεηηθφηεηα ηνπ. Δπεηδή κνηξάδνληαη νη ζπλδξνκεηέο ην ίδην εχξνο δψλεο ζα πξέπεη λα ιακβάλνληαη κέξηκλα γηα ζέκαηα αζθάιεηαο θαη θξππηνγξάθεζεο. [24] Καλωδιακό μόντεμ (cable modem)/plc Ζ ππεξεζία απηή παξφιν φκσο πνπ παξέρεηαη ζε έλαλ κεγάιν αξηζκφ ζπλδξνκεηψλ, δελ είλαη παληαρνχ παξψλ. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, ε ηερλνινγία απηή είλαη δηαζέζηκε κφλν ζην 60%-65% ησλ ζπηηηψλ ζηελ Νφηην Ακεξηθή, ην νπνίν ζεκαίλεη φηη πεξίπνπ ην 35% ησλ λνηθνθπξηψλ δελ κπνξνχλ λα ηε ρξεζηκνπνηήζνπλ. Δπηπιένλ, ε 165

166 ηερλνινγία απηή ζπλήζσο παξαθάκπηεη επηρεηξήζεηο πνπ βξίζθνληαη ζε εκπνξηθά θέληξα θαη απηφλνκεο επηρεηξεζηαθέο κνλάδεο. Απηφ ζεκαίλεη φηη κηθξέο επηρεηξήζεηο κπνξεί λα έρνπλ δπζθνιίεο ζην λα γίλνπλ ζπλδξνκεηέο ηεο ηερλνινγίαο απηήο. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, ε ηερλνινγία PLC ιφγσ ηεο ρξήζεο ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε νπνηνδήπνηε γξαθείν, ζπίηη ή επηρείξεζε (κηθξή ή κεγάιε). Απηφ ζεκαίλεη φηη ην 35% ησλ ππεξεζηψλ ην νπνίν δελ εμππεξεηείηαη απφ ηελ ηερλνινγία ηνπ θαισδηαθνχ κφληεκ ζα αλαγθαζηεί λα ρξεζηκνπνηήζεη θάπνηα απφ ηηο άιιεο αληαγσληζηηθέο ηερλνινγίεο (DSL), ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηεο PLC. Αθφκα φκσο θαη εάλ ε ππεξεζία ηνπ θαισδηαθνχ κφληεκ είλαη δηαζέζηκε ζην ζπίηη ή ζην γξαθείν πξέπεη θάπνηνο λα ιάβεη ππφςε φηη νη απαξαίηεηεο ειεθηξηθέο παξνρέο ησλ θαισδίσλ κπνξεί λα κελ είλαη δηαζέζηκεο ζε θάζε ρψξν. Γηα παξάδεηγκα νη πεξηζζφηεξεο νηθίεο έρνπλ ειεθηξηθέο παξνρέο γηα ηελ θαισδηαθή ηειεφξαζε ζηελ θνπδίλα θαη ζηα δχν ππλνδσκάηηα. Δπνκέλσο νη ρψξνη πνπ θάπνηνο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη ηελ ηερλνινγία απηή είλαη πεξηνξηζκέλνη. Μία άιιε δηαθνξά κεηαμχ ησλ δχν ηερλνινγηψλ είλαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πνπ ππνζηεξίδνπλ. ήκεξα ε ηερλνινγία Cable modem είλαη ζαθψο πην γξήγνξε απφ ηε PLC, απηφ φκσο δελ ζεκαίλεη φηη ε αλάπηπμε ηεο ηειεπηαίαο δελ κπνξεί λα καο πξνζθέξεη ζην κέιινλ αληαγσληζηηθέο ηαρχηεηεο. 6.5 WiFi Σν Wi-Fi πξνέξρεηαη απφ ηα αξρηθά ησλ «Wireless Fidelity» (Φεθηαθή Πηζηφηεηα) θαη έρεη επηθξαηήζεη ζαλ φξνο γηα ην πςειήο ζπρλφηεηαο PMP αζχξκαην ηνπηθφ δίθηπν (WLAN).Σν WiFi απνηειεί ηνπηθή πξνζαξκνγή ηνπ MMDS θαη δελ απαηηεί νπηηθή επαθή. Βαζηθά απνηειεί έλα αζχξκαην ηξφπν δηαζχλδεζεο, ελψ δίλεη ηελ δπλαηφηεηα ζχλδεζεο θαη κε ην Internet. To Wi-Fi είλαη αζχξκαην ηνπηθφ δίθηπν ην νπνίν είλαη ζπκβαηφ κε ην πξφηππν ΗΔΔΔ Δηθόλα 112: Αζύξκαην ζύζηεκα επηθνηλσλίαο. [34] Σν πξσηφθνιιν ιεηηνπξγεί κε ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ηεο ηάμεσο ησλ 1 θαη 2 Mbps. Ζ κεηάδνζε ζήκαηνο γίλεηαη κε δχν ηξφπνπο, έλαο απφ ηνπο νπνίνπο είλαη ζηε ISM δψλε ζπρλνηήησλ (2.4 GHz ~ GHz) φπνπ ρξεζηκνπνηείηαη 166

167 δηακφξθσζε FSK 2 level, γηα κεηάδνζε κε ξπζκνχο 1 Mbps θαη FSK 4 level, γηα κεηάδνζε κε ξπζκνχο 2 Mbps. Ο δεχηεξνο ηξφπνο κεηάδνζεο ζήκαηνο είλαη κέζσ ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο, κε κήθνο θχκαηνο 850nm, φπνπ ρξεζηκνπνηείηαη δηακφξθσζε Pulse Position Modulation (PPM). Να ηνλίζνπκε φηη έρνπλ εθδνζεί αξθεηέο παξαιιαγέο ηνπ νη νπνίεο βειηηψλνπλ αξθεηά ηνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο (κέρξη θαη 54Mbps), ηελ αζθάιεηα θαη κεηψλνπλ ην ζφξπβν. [34] 6.6 WiMAX Σν Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), γλσζηφ θαη κε ηελ νλνκαζία WirelessMAN (Wireless Metropolitan Area Network), είλαη κηα ηειεπηαία αζχξκαηε ηερλνινγία, πνπ ζρεδηάζηεθε γηα λα παξέρεη ζπλδεζηκφηεηα ηχπνπ WiFi ζε κεγαιχηεξε εκβέιεηα. Απηφ ηελ θαζηζηά θαηά απηφ ηνλ ηξφπν σο κηα αληαγσληζηηθή επξπδσληθή ηερλνινγία αζχξκαηεο πξφζβαζεο. Τηνζεηήζεθε απφ ηελ ΗΔΔΔ ην 2001 (ΗΔΔΔ ) θαη ιεηηνπξγεί ζε κηα επξεία κπάληα ζπρλνηήησλ (2-66 GHz). Παξέρεη ξπζκνχο κεηάδνζεο πνπ αγγίδνπλ ηα 70 Mbps ζηνλ αέξα θαη θάιπςε πνπ κπνξεί λα θηάζεη ηα 50Km ζηελ πεξίπησζε επηθνηλσλίαο ζεκείνπ πξνο ζεκείν. Δπηζεκαίλεηαη φηη ππάξρνπλ δχν ηχπνη WiMax: νπηηθήο επαθήο (LOS) WiMax θαη κε νπηηθήο επαθήο (NLOS) WiMax. Τπάξρνπλ επίζεο δχν δπλαηφηεηεο επηθνηλσλίαο PTP (Point to Point-ζεκείν πξνο ζεκείν) θαη PMP (Point to Multipoint- ζεκείνπ πξνο πνιιαπιά ζεκεία). Σα ζπζηήκαηα WiMax απνζθνπνχλ ζηελ πξνζθνξά ζηαζεξήο ηνπνινγίαο, λνκαδηθή, θνξεηή θαη ηειηθά θηλεηή αζχξκαηε επξπδσληθή ζπλδεζηκφηεηα κέζσ θεξαηψλ ηνκέα, ρσξίο ηελ αλάγθε νπηηθήο επαθήο.[34] Δηθόλα 113: Σερλνινγία WiMax [31] 167

168 Σέινο, ηα βαζηθά πιενλεθηήκαηα ησλ ζπζηεκάησλ πνπ βαζίδνληαη ζην πξφηππν είλαη ηα εμήο: Ζ ηθαλφηεηα γξήγνξεο παξνρήο ππεξεζηψλ αθφκα θαη ζε πεξηνρέο πνιχ απνκαθξπζκέλεο φπνπ ε εγθαηάζηαζε ελζχξκαησλ δηθηχσλ ζα ήηαλ εμαηξεηηθά δχζθνιε. Απνθπγή κεγάινπ θφζηνπο εγθαηάζηαζεο. Ζ ηθαλφηεηα ππέξβαζεο ησλ θπζηθψλ πεξηνξηζκψλ πνπ ππάξρνπλ ζηελ ελζχξκαηε δηθηχσζε.[34] WiMax-WiFi Ζ βαζηθή δηαθνξά κεηαμχ ηνπ WiMax θαη ηνπ Wi-Fi (802.11) δελ είλαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο ν νπνίνο είλαη παξεκθεξήο, αιιά ε εκβέιεηα ησλ δχν ηερλνινγηψλ. Σν WiMax κπνξεί λα πξνζθέξεη πξφζβαζε ζε κεξηθέο δεθάδεο ρηιηφκεηξα ζε αληίζεζε κε ην Wi-Fi πνπ πεξηνξίδεηαη ζε κεξηθέο εθαηνληάδεο κέηξα (ηεο ηάμεο ησλ 30m ζε εζσηεξηθνχο ρψξνπο θαη κέρξη 450m ζε εμσηεξηθνχο ρψξνπο). Δπηπιένλ, ην WiMax έρεη ζρεδηαζηεί γηα λα εμππεξεηεί εθαηνληάδεο ρξήζηεο ζε ζρέζε κε ην Wi-Fi πνπ κπνξεί λα δηαρεηξηζηεί κφιηο κεξηθέο δεθάδεο. Μηα αθφκα πνιχ ζεκαληηθή δηαθνξά είλαη ε παξνρή ππεξεζηψλ πνπ δηαζέηεη ην WiMax. Αληηζέησο, ην Wi-Fi δελ έρεη θάπνηα δπλαηφηεηα γηα QoS. Σέινο, ην WiMax είλαη πην αλζεθηηθφ ζηελ πνιπνδηθή εμαζζέληζε γηαηί ρξεζηκνπνηεί 256 ή 2048 ζεκεία ζηνλ FFT, ελψ ην κφλν 64. πσο γίλεηαη εχθνια αληηιεπηφ θαη νη δχν παξαπάλσ ηερλνινγίεο είλαη ζπκπιεξσκαηηθέο θαη φρη αληαγσληζηηθέο πξνο ην WiMax. Ο θπξίσο ιφγνο είλαη ε απφζηαζε πνπ ηηο θαηαηάζζεη ζε εζσηεξηθέο (indoor) ηερλνινγίεο, ελψ ην WiMax κπνξεί λα θαηαηαρζεί ζε ηερλνινγία γηα εμσηεξηθνχο ζθνπνχο (outdoor). [31] 6.7 Δορυφορικό Internet- τεχνολογύα DVB-RCS Ζ ηερλνινγία DVB-RCS (Digital Video Broadcast Return Channel via Satellite) επηηξέπεη ηελ ακθίδξνκε ζχλδεζε κέζσ δνξπθφξνπ θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ παξνρή επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ κεηάδνζεο θσλήο, δεδνκέλσλ θαη εηθφλαο. Απεπζχλεηαη θπξίσο ζε επηρεηξήζεηο ή άιινπο νηθηαθνχο ρξήζηεο νη νπνίνη ρξεηάδνληαη ιήςε θαη εθπνκπή κεγάινπ φγθνπ δεδνκέλσλ, αλεμαξηήησο θαηξηθψλ ζπλζεθψλ ή πεξηνρήο. ηελ βαζηθή ηνπ κνξθή, ην αληίζηνηρν δίθηπν ζπλίζηαηαη απφ έλαλ θεληξηθφ ζηαζκφ εδάθνπο (hub), έλαλ δνξπθφξν, θαη ηα ηεξκαηηθά ησλ ρξεζηψλ. ινη νη ρξήζηεο ζπλδένληαη ζηνλ θεληξηθφ ζηαζκφ εδάθνπο, ν νπνίνο ειέγρεη ην ζχζηεκα θαη ιεηηνπξγεί σο πχιε κεηαμχ ησλ ρξεζηψλ θαη άιισλ δηθηχσλ (ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ Γηαδηθηχνπ). Ο ππξήλαο ηνπ DVB-RCS πεξηιακβάλεη ην ζχζηεκα δεδνκέλσλ DVB/MPEG-2 γηα ηελ ζχλδεζε πξνο ηνπο ρξήζηεο (forward link), θαζψο θαη ην 168

169 πξσηφθνιιν πνιιαπιήο πξφζβαζεο MF-TDMA γηα ηε ζχλδεζε επηζηξνθήο (return link). ήκεξα, νη πινπνηήζεηο βαζηζκέλεο ζην DVB-RCS μεπεξλνχλ ηηο 100 παγθνζκίσο, πξνζθέξνληαο ηαρχηεηεο σο 45 Mbps πξνο θάζε ρξήζηε θαη σο 5 Mbps ζηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε. Ζ δνξπθνξηθή ζχλδεζε ζην internet είλαη δηαζέζηκε ζε φιν ηνλ θφζκν, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ζηαζκψλ πνπ θηλνχληαη ζηελ ζάιαζζα ή ηελ ζηεξηά. Τπάξρνπλ ηξεηο ηχπνπ δνξπθνξηθνχ internet: (α) Μνλφδξνκν Multicast (β) Μνλφδξνκν κε επίγεηα επηζηξνθή θαη (γ) Ακθίδξνκν. [25] Δηθόλα 114: Γνξπθνξηθέο Τπεξεζίεο. [30] 6.8 ύγκριςη μεταξύ Power Line Communications (PLC) και ϊλλων ςχετικών τεχνολογιών Αξρηθά, γίλεηαη κία ζχγθξηζε αλάκεζα ζην αζχξκαην δίθηπν, ζην PLC θαη ζην δίθηπν κε ίλεο, φζνλ αθνξά ηε δηαζεζηκφηεηα, ηελ πξνζηηφηεηα θαη ην bandwidth. Σφζν ην PLC, φζν θαη ην αζχξκαην δίθηπν θαιχπηνπλ κεγαιχηεξε πεξηνρή απφ φηη απηφ κε ηηο ίλεο φπσο βιέπνπκε θαη ζηελ παξαθάησ εηθφλα. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ην δίθηπνειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη παληνχ, ην δίθηπνρακειήο ηάζεο έρεη ην κνλαδηθφ ραξαθηεξηζηηθφ φηη απνηειεί κηα ήδε ππάξρνπζα δηθηπσκέλε ππνδνκή γηα δηζεθαηνκκχξηα ρξήζηεο. ζνλ αθνξά ηελ νηθνλνκηθή πξνζηηφηεηα παξαηεξνχκε φηη ηα αζχξκαηα δίθηπα είλαη ηα πην νηθνλνκηθά αιιά κε κηθξή δηαθνξά απφ ην PLC θαζψο γηα ηε ζχλδεζε κέζσ ηνπ ηειεπηαίνπ δελ απαηηείηαη ε εγθαηάζηαζε λένπ δηθηχνπ. Σέινο, νη νπηηθέο ίλεο ζαλ ηερλνινγία πξνζθέξνπλ ην κεγαιχηεξν εχξνο δψλεο θαη ζπγθεληξσηηθά ππεξηεξνχλ. Παξφια απηά θαη ε PLC ηερλνινγία είλαη ηθαλνπνηεηηθή σο πξνο ηηο ηξεηο απηέο ζπληζηψζεο. [26] 169

170 Δηθόλα 115: ύγθξηζε σο πξνο ηελ πξνζηηόηεηα-δηαζεζηκόηεηα-εύξνο δώλεο. [26] ηελ παξαθάησ εηθφλα θαίλεηαη ραξαθηεξηζηηθά ε δηαζεζηκφηεηα ησλ δηαθφξσλ ηερλνινγηψλ. Αλάινγα, ινηπφλ ζε πνηα πεξηνρή έρνπκε λα κεηαδψζνπκε ηελ πιεξνθνξία, εθαξκφδνπκε θαη ηελ θαηάιιειε ηερλνινγία. Σειηθά, ην PLC ππεξηεξεί ζε πνιινχο ηνκείο ζε ζρέζε κε ηα ππφινηπα δίθηπα. Ζ θαζνιηθφηεηά ηνπ είλαη δεδνκέλε, θαζψο είλαη ην δίθηπν κε ηε κεγαιχηεξε έθηαζε. Φηάλεη αθφκα θαη ζηηο πην απνκνλσκέλεο πεξηνρέο πνπ κπνξεί λα κελ έρνπλ θαλ ηειέθσλν. Δηθόλα 116: Γηαζεζηκόηεηα ησλ δηάθνξσλ δηθηύσλ. [26] Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα, ν αξηζκφο ησλ πηζαλψλ πειαηψλ λα είλαη αζχγθξηηα κεγαιχηεξνο απφ απηφλ ησλ ππφινηπσλ ηερλνινγηψλ. Αθφκε, φπσο είπακε θαη 170

171 παξαπάλσ, ην PLC δελ ρξεηάδεηαη θάπνηνπ λένπ είδνπο εγθαηάζηαζε κέζα ζην ζπίηη, θαζψο ην απηφ πνπ ρξεηάδεηαη είλαη νη γξακκέο ηνπ ξεχκαηνο, νη νπνίεο ήδε ππάξρνπλ. Απηφ κε ηε ζεηξά ηνπ, έρεη σο επαθφινπζν ην ρακειφ θφζηνο απηήο ηεο ηερλνινγίαο. Σα κφλα πνπ πξέπεη λα αγνξάζεη ν πειάηεο είλαη έλα repeater, έλα coupler θαη ην ηεξκαηηθφ ηνπ. Γελ έρεη, θπζηθά, θφζηε ελνηθίαζεο ηεο γξακκήο, πξάγκα ην νπνίν ζπκβαίλεη ζε κηα DSL γξακκή. Έλα άιιν ζεκαληηθφ ζηνηρείν, είλαη πσο ε ηερλνινγία απηή κπνξεί εχθνια λα ζπλδπαζηεί κε άιιεο, λα ιεηηνπξγήζεη ζπκπιεξσκαηηθά θαη ηειηθά λα θηάζεη θαη κέρξη ηα 200 Mbit/s, ηαρχηεηα πνπ πιένλ είλαη εθηθηή. Αθφκε, φζνλ αθνξά ηελ αζθάιεηα ηεο επηθνηλσλίαο, απηή πξνζπαζεί λα εμαζθαιηζηεί κε κεζφδνπο θξππηνγξάθεζεο πνπ ζπλερψο βειηηψλνληαη. Γελ έρνπκε, δειαδή, ρακειφηεξν επίπεδν αζθαιείαο ζε ζρέζε κε ηηο άιιεο ηερλνινγίεο.[26] ηνλ πίλαθα πνπ αθνινπζεί ζπλνςίδνπκε ηα βαζηθά πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηα ησλ πην επξέσο ρξεζηκνπνηνχκελσλ ηερλνινγηψλ: Πίλαθαο 9: Πιενλεθηήκαηα- Μεηνλεθηήκαηα γηα ηηο δηάθνξεο ηερλνινγίεο ηερλνινγία πιενλεθηήκαηα κεηνλεθηήκαηα PLC ADSL VDSL FTTH Cable modem -Καιέο επηδφζεηο -πλερψο on-line -Καιή γεσγξαθηθή θάιπςε -Καιέο επηδφζεηο -πλερψο on-line -Καιέο επηδφζεηο -πλερψο on-line -Απεξηφξηζην θάζκα -Υακειφ θφζηνο ζπληήξεζεο -Δμαηξεηηθέο επηδφζεηο -πλερψο on-line 171 -Βξίζθεηαη ζε ζηάδην αλάπηπμεο -Γελ έρεη αθφκε ζεκαληηθή βάζε πειαηψλ -Πηζαλά πξνβιήκαηα ζηα δίθηπα δηαλνκήο θαη αθξηβή αλαβάζκηζε ηνπο -Μπνξεί λα πξνθαιέζεη αζχξκαηεο παξεκβνιέο -πεξηνξηζκέλν εχξνο δψλεο ην νπνίν είλαη επαίζζεην ζηελ απφζηαζε -αζχκκεηξν θαλάιη αλφδνπ κε ρακειέο ηαρχηεηεο -πεξηνξηζκέλε εκβέιεηα, ρξεηάδεηαη εγθαηαζηάζεηο νπηηθνχ δηθηχνπ -ην εχξνο δψλεο είλαη επαίζζεην ζηηο απνζηάζεηο -αθξηβέο εγθαηαζηάζεηο νπηηθψλ ηλψλ -Πεξηνξηζκέλε γεσγξαθηθή θάιπςε -πεξηνξηζκέλν εχξνο δψλεο αλά θαλάιη, ην εχξνο δψλεο δηακνηξάδεηαη αλάκεζα ζε πνιινχο ρξήζηεο -αζχκκεηξνη ρακεινί ξπζκνί θαλαιηνχ αλφδνπ

172 WiFi/WiMax Γνξπθόξνο -Οηθνλνκηθή επηινγή -Καιέο επηδφζεηο -Γελ απαηηείηαη ελζχξκαηε εγθαηάζηαζε -Μεγάιε πεξηνρή θάιπςεο -Ηδαληθή γηα πνιιαπιέο εθπνκπέο -πξνβιήκαηα αζθάιεηαο -πεξηνξηζκέλε εκβέιεηα -αθξηβή ηερλνινγία ζηελ εγθαηάζηαζε -πεξηνξηζκέλε ρσξεηηθφηεηα αλά ρξήζηε ηνλ παξαθάησ πίλαθα παξαζέηνπκε θάπνηεο ζεκαληηθέο δηαθνξέο κεηαμχ ηεο ηερλνινγίαο PLC θαη ησλ ηερλνινγηψλ cable modems (θαισδηαθψλ modems), DSL θαη αζχξκαηεο ηερλνινγίαο: Πίλαθαο 10: Σερληθά ραξαθηεξηζηηθά γηα ηηο δηάθνξεο ηερλνινγίεο Σερλνινγία Μέζν Μεηάδνζεο Γηακνηξαδ όκελν Φάζκα Γηαηηζέκελ ν Φάζκα πρλνηήησ λ Υσξεηηθόηεηα Αθηίλα Δκβέιεηαο Αζθάιεηα PLC Τπάξρνπζεο ειεθηξηθέο ππνδνκέο Ναη (ζην θπζηθφ ζηξψκα) 1~30 MHz (πξνο ην παξφλ) Max:200Μbps αλά θιάδν γξακκήο ρξήζε επαλαιεπηψλ γηα ηε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο. ηελ ΥΣ ε απφζηαζε κεηαμχ δχν επαλαιεπηψλ δελ πξέπεη λα μεπεξλάεη ηα 100m Ζ ηειεπηαία PLC ηερλνινγία ρξεζηκνπνηεί θξππηνγξάθεζε δεδνκέλσλ Cable modem Τπάξρνπζα ππνδνκή θαισδηαθήο ηειεφξαζεο Ναη (κέρξη 1000 ρξήζηεο) 7~860MHz (ηππηθά 7~550MHz) 6MHz αλά θαλάιη. 40Mbps αλά θαλάιη κε βειηίσζε ζηα 50 Mbps. Πξνηεηλφκελν θάζκα αλά ρξήζηε 0.5~3 Mbps Υξήζε εληζρπηψλ γηα επέθηαζε ηεο εκβέιεηαο Οπνηνζδήπνηε ρξήζηεο θαισδηαθνχ ζπζηήκαηνο κπνξεί λα δηαβάζεη φια ηα παθέηα πνπ πεξλάλε απφ ην θαιψδην. Γηα απηφ ην ιφγν είλαη ζεκαληηθφ ν πάξνρνο θαισδίσζεο λα θξππηνγξαθεί φιε ηελ θίλεζε θαη πξνο ηηο δχν θαηεπζχλζεηο. Παξφια απηά εμαθνινπζεί λα είλαη ιηγφηεξν αζθαιέο νη 172

173 γεηηνληθνί ρξήζηεο λα ιακβάλνπλ θξππηνγξαθεκέλα κελχκαηα ζε ζρέζε κε ην λα κελ ηα ιακβάλνπλ θαζφινπ. ΑDSL VDSL Κιαζζηθφ δίθηπν ηειεθσλίαο Υξήζε θπξίσο ηνπ θιαζζηθνχ δηθηχνπ ηειεθσλίαο FTTH Οπηηθέο ίλεο PON :λαη P2P: φρη φρη Μέρξη 1.1 MHz φρη Μέρξη 1.1 MHz THz Max:12Μbps ζηα 0.3km Max: 5.4km (αιιά κε 1.5Mbps) Αζθαιέο θαζψο ην ADSL παξέρεη απφ άθξν ζε άθξν (point-topoint) ζχλδεζε Max: 52Μbps Max:1200m Αζθαιέο θαζψο παξέρεη απφ άθξν ζε άθξν (point-to-point) ζχλδεζε Μέρξη 1Gbps αλά θαλάιη αλά νπηηθή ίλα 20km Σν πην αζθαιέο κέζν κεηάδνζεο. Γνξπθόξ νο Γνξπθνξηθφ πηάην, θεξαία λαη 3GHz~30GHz πξνζθέξεη ηαρχηεηεο σο 45 Mbps πξνο θάζε ρξήζηε θαη σο 5 Mbps ζηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε Μεγάιε πεξηνρή θάιπςεο κέρξη km Τπάξρνπλ πξνβιήκαηα παξαβίαζεο αζθάιεηαο ηα νπνία αληηκεησπίδνληαη κε ζπλερψο βειηησκέλεο κεζφδνπο θξππηνγξάθεζεο WiMax πξνηππνπνηεκέ λα πξσηφθνιια λαη 2GHZ ~66 GHz Max: κέρξη 70Mbps LOS: 30Km~50km NLOS: 3Km~8km Τπάξρνπλ πξνβιήκαηα παξαβίαζεο αζθάιεηαο ηα νπνία αληηκεησπίδνληαη κε ζπλερψο βειηησκέλεο κεζφδνπο θξππηνγξάθεζεο (πρ triple -DES) WiFi Ethernet, πξνηππνπνηεκέ λα πξσηφθνιια a/b/g/n λαη 2.4~5.7 GHz (κε αδεηνδνηεκέλα εχξε δψλεο) Mbps αλά θαλάιη αλά νπηηθή ίλα Max: Μέρξη 30m ζε εζσηεξηθνχο ρψξνπο θαη κέρξη 450m ζε εμσηεξηθνχο. Υξήζε κεζφδσλ θξππηνγξάθεζεο γηα ηελ αληηκεηψπηζε ησλ πξνβιεκάησλ αζθάιεηαο. Ζ ζχγθξηζε κεηαμχ ησλ δηαθνξεηηθψλ ηερλνινγηψλ δείρλεη φηη ηα θχξηα πιενλεθηήκαηα ηεο BPL (ή PLC) ηερλνινγίαο είλαη: 173

174 Μφληκε ζχλδεζε Καιέο επηδφζεηο Πνιχ θαιή θάιπςε πκκεηξηθή επηθνηλσλία, δχν θαηεπζχλζεσλ ρεηηθά κηθξφ θφζηνο θαζψο ην κεγαιχηεξν κέξνο ηεο ππνδνκήο ππάξρεη ήδε Δχθνιε αλαβάζκηζε Παξνρή ηειεπηθνηλσληαθψλ θαη ελεξγεηαθψλ ππεξεζηψλ ηαπηφρξνλα κέζσ ηεο ίδηαο ππνδνκήο 6.9 Οικονομικό ςύγκριςη για τισ διϊφορεσ τεχνολογύεσ Ο παξαθάησ πίλαθαο ζπγθξίλεη ηα εηήζηα θφζηε πνπ ζεσξείηαη φηη απαηηνχληαη γηα ηελ εγθαηάζηαζε θαη ηε ζπληήξεζε ηεο ππνδνκήο ελφο δηθηχνπ ζε έθηαζε 1 km 2.Γηα ηα απνηειέζκαηα απηά ιάβακε ππφςε, γηα θάζε κία απφ ηηο παξαπάλσ ηερλνινγίεο, ην θφζηνο επέλδπζεο, ηελ πεξαηηέξσ εγθαηάζηαζε ηνπ πιηθνχ, ηε ζπληήξεζε θαη ηε δηαρείξηζε. Θεσξνχκε φηη έρνπκε απφζβεζε ηεο αξρηθήο επέλδπζεο ζε 5 ρξφληα, έηζη ψζηε ε εηήζηα επέλδπζε λα κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ ην 5 ν ζηνηρείν ηνπ ζπλνιηθνχ θφζηνπο ηεο επέλδπζεο. [29] πίλαθαο 11: ύγθξηζε ηνπ θόζηνπο γηα δηάθνξεο ηερλνινγίεο Δηήζην θόζηνο ζε Euro Κφζηνο επέλδπζεο Δγθαηάζηαζε ζπκπιεξσκαηηθνχ εμνπιηζκνχ Κφζηνο ζπληήξεζεο θαη δηαρείξηζεο Κφζηνο ελνηθίαζεο πλνιηθό εηήζην θόζηνο PLC ADSL Οπηηθέο ίλεο Γνξπθόξνο Αζύξκαηε ηερλνινγία Γελ έρεη εθηηκεζεί 750 Γελ έρεη εθηηκεζεί 1500 Γελ έρεη εθηηκεζεί ρφιηα γηα ηηο πξνεγνχκελεο εθηηκήζεηο: Ζ ηερλνινγία ADSL απνδεηθλχεηαη ε πην θαηάιιειε φζνλ αθνξά ηελ αξρηθή επέλδπζε, ηδηαίηεξα ζε πεξηνρέο ζηηο νπνίεο ππάξρεη ήδε θάιπςε απφ ην δίθηπν PSTN. Σν θχξην πξφβιεκα ηεο ηερλνινγίαο απηήο παξακέλεη ην πςειφ θφζηνο εγθαηάζηαζεο ηνπ δηθηχνπ ζηηο απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. 174

175 Ζ ηερλνινγία PLC δηαηεξεί ρακειφ ην θφζηνο επέλδπζεο. Σα θχξηα πιενλεθηήκαηα ηεο είλαη ε ζρεδφλ ζπλνιηθή γεσγξαθηθή θάιπςε θαη ε κεησκέλε επίδξαζε ζην πεξηβάιινλ. Οη νπηηθέο ίλεο απαηηνχλ ηξηπιάζην θφζηνο επέλδπζεο απφ ηελ ηερλνινγία ADSL ελψ επεξεάδνπλ αξλεηηθά ην πεξηβάιινλ. Οη αζχξκαηεο ηερλνινγίεο έρνπλ κέζν θφζηνο επέλδπζεο πεξίπνπ πεληαπιάζην ηεο ηερλνινγίαο ADSL, ελψ ν δνξπθφξνο έρεη έλα πνιχ πςειφ αξρηθφ θφζηνο (πεξίπνπ 5,4 θνξέο πςειφηεξν ηεο ADSL). Ζ ηερλνινγία ADSL παξνπζηάδεη ην πςειφηεξν θφζηνο ζπληήξεζεο θαη δηαρείξηζεο ζε ζρέζε κε ηηο ελζχξκαηεο ηερλνινγίεο. Οη νπηηθέο ίλεο έρνπλ έλα αξθεηά κεγάιν θφζηνο επέλδπζεο (εμαηηίαο ηνπ θφζηνπο ηεο ίλαο θαη ηεο δηθηχσζεο ηεο), αιιά έλα πνιχ κηθξφ θφζηνο δηαρείξηζεο. Σν θφζηνο γηα ηελ εγθαηάζηαζε εμνπιηζκνχ (ζπζθεπέο απνζηνιήο ζεκάησλ, δέθηεο, θ.ιπ.) γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ αζχξκαηα ή κέζσ δνξπθφξσλ είλαη πνιχ πςειφ φπσο επίζεο θαη ην θφζηνο ζπληήξεζεο. Ζ PLC ηερλνινγία εθηφο απφ έλα ρακειφ θφζηνο επέλδπζεο, έρεη επίζεο θαη έλα ρακειφ θφζηνο δηαρείξηζεο. Σέινο, ην θφζηνο ελνηθίαζεο ππνινγίζηεθε κφλν γηα ηηο δνξπθνξηθέο επηθνηλσλίεο θαη απηέο κέζσ ADSL. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ππνζέζακε φηη νη ππεξεζίεο πνπ παξέρνληαη απφ ηηο ηερλνινγίεο PLC, νπηηθψλ ηλψλ θαη αζχξκαηα δελ ρξεηάδνληαη νη πάξνρνη απηψλ λα πιεξψλνπλ θάπνην ελνίθην. [29] 6.10 υμπερϊςματα ςύγκριςησ Σν DSL, ην θαισδηαθφ modem θαη ε ηερλνινγία ησλ νπηηθψλ ηλψλ αλακέλεηαη λα παξακείλνπλ νη θπξίαξρεο ηερλνινγίεο γηα ηελ παξνρή επξπδσληθνχ Internet ηφζν βξαρππξφζεζκα φζν θαη καθξνπξφζεζκα, θαζψο ε νπνηαδήπνηε λέα ηερλνινγία ζα ρξεηαζηεί αξθεηφ ρξφλν γηα ηελ επξεία απνδνρή ηεο. ην κέιινλ, νη δηάθνξεο ηερλνινγίεο αλακέλεηαη λα ζπλππάξμνπλ. Απηέο είηε ζα αληαγσλίδνληαη ε κία ηελ άιιε είηε ζα ζπλππάξρνπλ κε απνηέιεζκα πβξηδηθέο ιχζεηο πνπ ζα δηεπθνιχλνπλ ηελ επξεία θάιπςε. Ζ θάζε κία ηερλνινγία κπνξεί λα παξέρεη ζπγθεθξηκέλεο ππεξεζίεο κε ηνλ πην απνηειεζκαηηθφ ηξφπν. ήκεξα, ε ηερλνινγία πνπ βαζίδεηαη ζηνπο δνξπθφξνπο είλαη ζε ζρέζε κε ηελ PLC ηερλνινγία αξθεηά αθξηβή, ελψ ην WLAN απεπζχλεηαη ζε δηαθνξεηηθέο νκάδεο. Οη ηερλνινγίεο DSL, CATV θαη ηα αζχξκαηα δίθηπα απνηεινχλ ηνπο κεγαιχηεξνπο αληαγσληζηέο ζηελ αγνξά γηαηί ζηνρεχνπλ ζε πειάηεο πνπ δελ επηζπκνχλ ηελ θιαζζηθή ηειεθσληθή θαισδίσζε. Σα PLC κπνξνχλ λα ελνπνηεζνχλ κε απηέο ηηο ηερλνινγίεο, εθκεηαιιεπφκελα ηα ζεηηθά ησλ ηειεπηαίσλ, έηζη ψζηε λα βειηηψζνπλ ην QoS ηνπο. Σα ελνπνηεκέλα, πιένλ, δίθηπα PLC ζα είλαη απηά πνπ ζα νδεγήζνπλ ζηνλ νξηζκφ ησλ λέσλ επηρεηξεζηαθψλ κνληέισλ. Καζψο ε αλάγθε γηα επξπδσληθή πξφζβαζε απμάλεηαη, ηα ζέκαηα πνπ 175

176 πξνθχπηνπλ γηα ηελ πξφζβαζε, ην εχξνο δψλεο, ηελ ηηκή θαη ην πεξηερφκελν ζα δεκηνπξγήζνπλ λέα δεηήκαηα. Σν εχξνο δψλεο πξέπεη λα είλαη ηνπιάρηζηνλ 1 Mbit/s θαη ην κεληαίν θφζηνο δελ πξέπεη λα ππεξβαίλεη ηα

177 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 7: ΣΕΦΝΙΚΕ ΔΙΑΜΟΡΥΩΗ ΓΙΑ ΤΣΗΜΑΣΑ PLC 7.1 Σο μοντϋλο αναφορϊσ OSI H επηθνηλσλία κεηαμχ δηαθνξεηηθψλ ρξεζηψλ απαηηεί αληαιιαγή πιεξνθνξίαο κέζσ δηαθνξεηηθψλ ζπζθεπψλ αιιά θαη δηθηχσλ. Απηφ θαζηζηά ηελ επηθνηλσλία κηα πνιχπινθε δηαδηθαζία. Με ζηφρν ηελ αληηκεηψπηζε απηήο ηεο πνιππινθφηεηαο έρνπλ δηακνξθσζεί θαη ηππνπνηεζεί μερσξηζηά επίπεδα ηεξαξρίαο. Σα ηειεπηαία ζπληζηνχλ ην ηεξαξρηθφ κνληέιν OSI (Open System Interconnection Model) ηνπ δηεζλνχο νξγαληζκνχ πξνηχπσλ ISO (International Standard Organization). Ζ βαζηθή θηινζνθία πνπ δηέπεη ην πξφηππν OSI είλαη ηεο επηπεδνπνίεζεο (layering). ιεο νη απαηηνχκελεο γηα επηθνηλσλία ιεηηνπξγίεο νκαδνπνηνχληαη ζε επηά κεγάια επίπεδα. Οη ιεηηνπξγίεο απηέο είλαη αλεμάξηεηεο κεηαμχ ηνπο έηζη ψζηε αιιαγέο ζε έλα επίπεδν λα κελ έρνπλ επίδξαζε ζηα άιια. ηελ Δηθφλα 117 βιέπνπκε ηα επηά επίπεδα, έηζη φπσο έρνπλ ηηηινθνξεζεί απφ ηνλ ISO κε παξάιιειε παξάζεζε ηεο Διιεληθήο νξνινγίαο. Οη δηαθεθνκκέλεο γξακκέο κεηαθξάδνληαη ζε πξσηφθνιια πνπ ζπλδένπλ ηα δηάθνξα επίπεδα (ελφηεηεο) κεηαμχ ηνπο. Σα επίπεδα απηά είλαη έηζη επηιεγκέλα, ψζηε λα γίλεη επθνιφηεξνο ν ηξφπνο νξηζκνχ ησλ ηππνπνηήζεσλ. Ο ISO γηα θάζε επίπεδν ηππνπνηεί ηηο ππεξεζίεο πνπ απηφ πξνζθέξεη θαη ηα πξσηφθνιια πνπ ην αθνξνχλ. Σα ρακειφηεξα επίπεδα είλαη ηα θαιχηεξα πξνζδηνξηζκέλα θαζψο ήδε ππάξρνπλ πνιιά θαη απνδεθηά πξσηφθνιια. Σα ηξία ρακειφηεξα επίπεδα είλαη ηα θαζαξά επηθνηλσληαθά επίπεδα πνπ αλαθέξνληαη ζηνλ ηξφπν κεηάδνζεο θαη πινπνηνχληαη ζε ζπζθεπέο επηθνηλσλίαο (ηειεπηθνηλσληαθνί θφκβνη, modem, θιπ.). Σα πςειφηεξα επίπεδα αλαθέξνληαη ζε ιεηηνπξγίεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηηο εθαξκνγέο θαη πινπνηνχληαη θπξίσο ζηνπο ππνινγηζηέο. Παξαθάησ παξαηίζεηαη ζπλνπηηθή πεξηγξαθή ησλ επηά επηπέδσλ ηνπ OSI. Δπίπεδν 1- Φπζηθφ ζηξψκα (Physical layer): Δμαζθαιίδεη ηε θπζηθή ζχλδεζε (δεχμε) κεηαμχ δχν ρξεζηψλ ηνπ δηθηχνπ πνπ επηζπκνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ. Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη ζην επίπεδν ζχλδεζεο δεδνκέλσλ είλαη απηέο πνπ απαηηνχληαη γηα ηελ απνθαηάζηαζε, επίβιεςε θαη απφιπζε ηεο δεχμεο. Δπίπεδν 2- Δπίπεδν ζχλδεζεο δεδνκέλσλ (Datalink layer): Δμαζθαιίδεη ηελ αμηφπηζηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζηε δεχμε πνπ απνθαηαζηάζεθε απφ ην θπζηθφ επίπεδν. Πξσηφθνιια ηνπ επηπέδνπ απηνχ ρεηξίδνληαη ηελ απνθαηάζηαζε, επίβιεςε θαη απφιπζε ζπλδέζεσλ δεδνκέλσλ θαζψο θαη ηελ αληηκεηψπηζε ζθαικάησλ (πρ δεκηνπξγνχλ ην θαηάιιειν πιαίζην κε bits επζπγξάκκηζεο, bit ειέγρνπ, δηεχζπλζε, σθέιηκε πιεξνθνξία θηι.).γηαηξείηαη ζε δχν ζηξψκαηα: 177

178 1. MAC (Medium Access Control): Σν ρακειφηεξν απφ ηα δχν ππνζηξψκαηα. Αλαθέξεηαη ζηα πξσηφθνιια πξφζβαζεο. 2. LLC (Logical Link Control): Σν αλψηεξν απφ ηα δχν ππνζηξψκαηα. Αλαθέξεηαη ζηνλ εληνπηζκφ θαη ηε δηφξζσζε ιαζψλ, έιεγρν ξνήο θα. Δπίπεδν 3- Δπίπεδν δηθηχνπ (Network layer): Γηαθηλεί ηα δεδνκέλα ζην δίθηπν, δειαδή εθηειεί ηηο ιεηηνπξγίεο ηεο κεηαγσγήο ζηνπο θφκβνπο, ηεο δξνκνιφγεζεο, ηνπ έιεγρνπ ξνήο θαη ηεο απνθαηάζηαζεο ζθαικάησλ. Σν επίπεδν απηφ παξέρεη επίζεο θαη δηαρεηξίδεηαη ινγηθά θαλάιηα φπσο ηα λνεηά (ηδεαηά) θαλάιηα (virtual circuits) ηνπ δεκφζηνπ επηινγηθνχ δηθηχνπ. Δπίπεδν 4- Δπίπεδν κεηαθνξάο (Transport layer): Δίλαη ην αλψηεξν επίπεδν πνπ έρεη ζρέζε κε ηελ παξνρή ηειεπηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ. Απηφ έρεη ηελ ηειηθή επζχλε παξνρήο ηεο ππεξεζίαο κεηαθνξάο ησλ δεδνκέλσλ. Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξεη είλαη: δηαρείξηζε ζπλδέζεσλ, κεηαβίβαζε δενκέλσλ, έιεγρνο ξνήο.[5] Δπίπεδν 5- Δπίπεδν ζπλφδνπ (Session layer): Δμαζθαιίδεη ηε δπλαηφηεηα ζηνπο ρξήζηεο λα πξαγκαηνπνηνχλ ζπλφδνπο (sessions) νξγαλψλνληαο θαη ζπγρξνλίδνληαο ηνλ δηάινγν ηνπο (πρ απνθαηάζηαζε ηεο ζχλδεζεο ζπλφδνπ κε δηαπξαγκάηεπζε ησλ παξακέηξσλ ζχλδεζεο). Δπίπεδν 6- Δπίπεδν παξνπζίαζεο (Presentation layer): Παξέρεη ππεξεζίεο ζρεηηθέο κε ηε κεηαηξνπή ηνπ θψδηθα ησλ δεδνκέλσλ, ηε ζπγθξφηεζε ηνπο (format) θαη ηε ζχληαμε (data syntax), ψζηε λα κπνξνχλ λα εμππεξεηεζνχλ εθαξκνγέο κε δηαθνξεηηθά ραξαθηεξηζηηθά επεμεξγαζίαο δεδνκέλσλ. Γεληθά, επηηξέπεη ζε κία εθαξκνγή λα εξκελεχεη ζσζηά ηα δεδνκέλα πνπ ιακβάλεη. Δπίπεδν 7- Δπίπεδν εθαξκνγήο (Application layer): Δίλαη ην αλψηαην επίπεδν ηνπ OSI. Απηφ παξέρεη ηηο απαηηνχκελεο ππεξεζίεο γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε νπνησλδήπνηε εθαξκνγψλ (πρ ζπλεξγαζία δηαθνξεηηθψλ ηεξκαηηθψλ γηα επεμεξγαζία θεηκέλνπ). εκεηψλεηαη, φηη ε εθαξκνγή δελ βξίζθεηαη ζην επίπεδν εθαξκνγήο, αιιά απιά ην ρξεζηκνπνηεί γηα ηελ πξφζβαζε ηεο ζηηο ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο πνπ παξέρεη ην κνληέιν.[5] 7.2 Αντιςτοιχύα με τα PLC δύκτυα Σα επίπεδα 5-7 είλαη θνληηλφηεξα ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε θαη ζε κηα εθαξκνγή πνπ βξίζθεηαη ζε εμέιημε. Δπνκέλσο, απηά ηα επίπεδα πνιχ ζπρλά ραξαθηεξίδνληαη σο επίπεδα δηθηχσλ εθαξκνγήο (ή επίπεδα πξνζαλαηνιηζκέλα ζε εθαξκνγέο). ε ζχγθξηζε κε ηα επίπεδα εθαξκνγήο, ηα επίπεδα 1-4 είλαη αξκφδηα γηα ηε κεηάδνζε ζην δίθηπν, θαη αλαιφγσο, θαινχληαη επίπεδα κεηαθνξάο, ή πξνζαλαηνιηζκέλα ζε κεηαθνξά επίπεδα. 178

179 Tν επίπεδν κεηαθνξάο (επίπεδν 4) θξνληίδεη γηα ηηο ζπλδέζεηο απφ άθξν ζε άθξν θαη αλαιφγσο, εθαξκφδεηαη ζηηο ηειεπηθνηλσληαθέο ζπζθεπέο (π.ρ. TCP ζηνλ ηππνπνηεκέλν εμνπιηζκφ ππνινγηζηψλ). Σα επίπεδα 1-3 εθπιεξψλνπλ ζηφρνπο νη νπνίνη ζρεηίδνληαη κε ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κέζσ άιισλ δηθηχσλ θαη ηκεκάησλ δηθηχσλ (ππνδίθηπα). χκθσλα κε απηφ, ηα επίπεδα απηά εθαξκφδνληαη κέζα ζε δηάθνξα ζηνηρεία δηθηχσλ, φπσο κεηαγσγείο (switches), δξνκνινγεηέο, θιπ θαη θαινχληαη εμαξηψκελα επίπεδα δηθηχνπ (ή επίπεδα δηθηχνπ). Καηά ζπλέπεηα, ην επίπεδν κεηαθνξάο (επίπεδν 4), αληηπξνζσπεχεη κηα δηεπαθή, έλα ζχλδεζκν κεηαμχ ησλ δηθηχσλ κεηαθνξάο (1-3) θαη ησλ δηθηχσλ εθαξκνγήο (5-7).[2] Δηθόλα 117: Σν κνληέιν OSI. [7] Έλα δίθηπν πξφζβαζεο PLC, απνηειείηαη απφ έλαλ ζηαζκφ βάζεο θαη έλα αξηζκφ ζπλδξνκεηψλ νη νπνίνη ρξεζηκνπνηνχλ ηα modem PLC. Σα modem PLC παξέρνπλ ζπλήζσο δηάθνξεο δηεπαθέο έηζη ψζηε λα κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζην δίθηπν νη δηαθνξεηηθέο ζπζθεπέο (Δηθφλα 118). Καηά ζπλέπεηα, κηα δηεπαθή ρξήζηε κπνξεί λα παξέρεη κηα δηεπαθή Ethernet ε νπνία ζπλδέεη έλαλ πξνζσπηθφ ππνινγηζηή. Έλα modem PLC είλαη ζπλδεδεκέλν κε ην κέζν κεηάδνζεο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο παξέρνληαο κηα ζπγθεθξηκέλε δηεπαθή PLC. Ζ επηθνηλσλία κεηαμχ ηνπο πξαγκαηνπνηείηαη ζην ηξίην επίπεδν. Οη πιεξνθνξίεο ιακβαλφκελεο ζην θπζηθφ επίπεδν κέζσ ηνπ δηθηχνπ ρακειήο ηάζεο, κεηαδίδνληαη κέζσ ησλ ππνεπηπέδσλ MAC θαη LLC ζην επίπεδν δηθηχνπ, ην νπνίν είλαη νξγαλσκέλν ζχκθσλα κε θαζνξηζκέλν πξφηππν (π.ρ. IP). Σν πξφηππν απηφ εμαζθαιίδεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ηνπ δηθηχνπ PLC θαη ηεο δηεπαθήο Ethernet (ή νπνηαζδήπνηε άιιεο 179

180 ηερλνινγίαο). Οη πιεξνθνξίεο πνπ παξαιακβάλνληαη απφ ηηο ζπζθεπέο κέζσ ησλ δηεπαθψλ, δηαβηβάδνληαη ζηα ζηξψκαηα εθαξκνγήο. Ο ζηαζκφο βάζεο ζπλδέεη έλα δίθηπν πξφζβαζεο PLC θαη ην αληίζηνηρν δίθηπν ρακειήο ηάζεο κε ην δίθηπν δηαλνκήο θαη έπεηηα κε ην δίθηπν θνξκνχ. πλεπψο, παξέρεη κηα ζπγθεθξηκέλε δηεπαθή PLC γηα ην δίθηπν ρακειήο ηάζεο θαζψο θαη κηα αληίζηνηρε γηα ην δίθηπν δηαλνκήο. Γεληθά, ε αληαιιαγή δεδνκέλσλ κεηαμχ ελφο δηθηχνπ PLC θαη ελφο δηθηχνπ δηαλνκήο πξαγκαηνπνηείηαη ζην ηξίην επίπεδν. ην ίδην επίπεδν γίλεηαη ε αληαιιαγή δεδνκέλσλ κεηαμχ ηεο δηεπαθήο PLC ζην modem PLC θαη ηεο δηεπαθήο ηνπ ρξήζηε. Δηθόλα 118: Δπίπεδα δηθηύνπ PLC. [2] χκθσλα κε ηελ εθηίκεζε πνπ παξνπζηάδεηαη παξαπάλσ, κπνξεί λα αλαγλσξηζηεί φηη θαη νη ζηαζκνί βάζεο θαη ηα modem PLC παξέρνπλ κηα θαζνξηζκέλε δηεπαθή γηα ηε ζχλδεζή ηνπο ζην κέζν κεηάδνζεο ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο (Δηθφλα 118). Οη δηεπαθέο γηα δηαζχλδεζε ζην δίθηπν δηαλνκήο θαη ζην δίθηπν θνξκνχ, θαζψο θαη πξνο ηηο δηάθνξεο ζπζθεπέο ηνπ ρξήζηε, πξαγκαηνπνηνχληαη ζχκθσλα κε ηηο ηερλνινγίεο πνπ εθαξκφδνληαη ζην δίθηπν θνξκνχ θαη ζηηο ηεξκαηηθέο ζπζθεπέο. Ζ δηαζχλδεζε κεηαμχ ηεο ηερλνινγίαο PLC θαη άιισλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ηερλνινγηψλ πξαγκαηνπνηείηαη ζην ηξίην επίπεδν δηθηχνπ. Ζ ηππηθή δηεπαθή PLC πεξηιακβάλεη δχν επίπεδα δηθηχνπ παξέρνληαο κία ππεξεζία ζχλδεζεο Ethernet ζηα αλψηεξα επίπεδα. Σν θπζηθφ επίπεδν θαη ηα ππνεπίπεδα MAC θαη LLC ηνπ δεχηεξνπ επηπέδνπ. Σν θπζηθφ επίπεδν PLC νξγαλψλεηαη αλάινγα κε ηα ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηα ηνπ κέζνπ κεηάδνζεο (ζηελ πξνθεηκέλε πεξίπησζε ηα ειεθηξηθά θαιψδηα). ηελ εηθφλα 119 παξνπζηάδεηαη ε ζέζε ηεο ηερλνινγίαο PLC ζην κνληέιν OSI. Σν επίπεδν 1 απνηειείηαη απφ ηελ ειεθηξηθή θαισδίσζε πνπ θέξεη ην PLC ζήκα. Ο PLC εμνπιηζκφο παξέρεη έλα ηεξκαηηθφ κε κία ππεξεζία ζχλδεζεο Ethernet πνπ αληηζηνηρνχλ ζην επίπεδν 2, ρξεζηκνπνηψληαο έλα πξσηφθνιιν MAC 180

181 θαη PLC modem. Σν ηεξκαηηθφ ρξεζηκνπνηεί ηηο ππεξεζίεο ηνπ PLC δηθηχνπ γηα λα παξέρεη πξφζβαζε ζηα αλψηεξα ζηξψκαηα.[2] Σν θπζηθφ ζηξψκα ηεο PLC ηερλνινγίαο απνηειείηαη απφ ειεθηξηθή θαισδίσζε θαη πην γεληθά απφ ειεθηξηθά δίθηπα. Με ζθνπφ λα κεηαδνζεί ην ζήκα PLC ζε απηφ ην κέζν, ε ζπρλφηεηα ηεο γξακκήο ηνπ ειεθηξηθνχ θπθιψκαηνο ζπκπιεξψλεηαη απφ έλα δηακνξθσκέλν ζήκα κηθξνχ εχξνπο γχξσ απφ κία θεληξηθή ζπρλφηεηα F. Δπνκέλσο, ην θπζηθφ επίπεδν απνηειείηαη απφ απηφ ην ρακεινχ εχξνπο δηακνξθσκέλν ζήκα κεηαδηδφκελν ζηελ ειεθηξηθή θαισδίσζε ζε κία ζπρλφηεηα θαζνξηζκέλε απφ ηελ εθαξκνζκέλε PLC ηερλνινγία θαη απφ ηνπο θαλνληζκνχο πνπ έρνπλ εθαξκνζηεί. Δηθόλα 119: Θέζε ηεο PLC ηερλνινγίαο ζην κνληέιν OSI. [3] 7.3 Μϋθοδοι Διαμόρφωςησ Ζ επηινγή ηεο ηερληθήο δηακφξθσζεο γηα έλα δεδνκέλν ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα γίλεηαη βάζεη ηεο θχζεο θαη ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ κέζνπ ζην νπνίν ζα γίλεη ε κεηάδνζε. Ζ γξακκή κεηαθνξάο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ιεηηνπξγεί ζε έλα ερζξηθφ πεξηβάιινλ γηα κεηάδνζε ζεκάησλ κε πςειά επίπεδα ζνξχβνπ. Ζ ηερληθή δηακφξθσζεο πνπ ζα επηιεγεί πξέπεη λα μεπεξλά απηέο ηηο δπζθνιίεο. Γηα παξάδεηγκα πξέπεη λα είλαη ηθαλή λα αληηκεησπίδεη ηα κε γξακκηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ. Απηή ε κε γξακκηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ κεηάδνζεο κπνξεί λα θάλεη ηελ απνδηακφξθσζε αξθεηά πνιχπινθε θαη αθξηβή αλ φρη αδχλαηε γηα ξπζκνχο κεηάδνζεο άλσ ησλ 10Mbps, γηα απινχ θέξνληνο δηακφξθσζε. πλεπψο, ε 181

182 δηακφξθσζε πξέπεη λα ιχλεη απηφ ην πξφβιεκα ρσξίο ηελ αλάγθε γηα εμαηξεηηθά πνιχπινθε ηζνζηάζκηζε (equalization). Ζ κεηαβνιή ηεο αληίζηαζεο ζηηο γξακκέο κεηαθνξάο δεκηνπξγνχλ θχκαηα ερνχο, πξνθαιψληαο δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο (delay spread), κε απνηέιεζκα επηπιένλ πξνβιήκαηα. Δπνκέλσο ε ηερληθή πνπ πξέπεη λα επηιεγεί πξέπεη λα ραξαθηεξίδεηαη απφ πςειή πξνζαξκνζηηθφηεηα, ρξεζηκνπνηψληαο θαη απνξξίπηνληαο ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο πνπ κπνξεί λα ελνρινχλ ή λα ρξεζηκνπνηνχληαη απφ άιιεο ππεξεζίεο νπφηε δελ κπνξνχλ πξνθαλψο λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ζήκαηα PLC. ρεηηθέο έξεπλεο επηθεληξψζεθαλ ζε δχν ζπγθεθξηκέλεο ηερληθέο δηακφξθσζεο πνπ ηθαλνπνηνχλ ηα θξηηήξηα γηα πςειή απφδνζε ζε πεξηβάιινληα αθηιφμελα φπσο απηά ηνπ PLC. Απηέο είλαη ε πνιππιεμία κε νξζνγψληα δηαίξεζε ζπρλφηεηαο OFDM θαη ε δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο (spread spectrum).[4] Ορθογώνια Μϋθοδοσ Διαμόρφωςησ με Διαύρεςη υχνοτότων (Orthogonal Frequency Division Multiplexing- OFDM) Ζ νξζνγψληα κέζνδνο δηακφξθσζεο κε δηαίξεζε ζπρλνηήησλ είλαη κία πνιιαπινχ θέξνληνο δηακφξθσζε, ε νπνία έρεη πξφζθαηα κεγάιε απνδνρή ζε ζπζηήκαηα κεηάδνζεο πςεινχ ξπζκνχ δεδνκέλσλ, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ςεθηαθέο ζπλδξνκεηηθέο γξακκέο, αζχξκαηα ηνπηθά δίθηπα, επξείαο εθπνκπήο ςεθηαθά video, Wimax θαη άιιεο θαηλνχξγηεο αζχξκαηεο επξπδσληθέο ηερλνινγίεο, φπσο Flash- OFDM πνπ ζρεδηάζηεθαλ απφ ηελ Flarion θαη ηελ ηέηαξηε γεληά θπηηαξηθψλ ζπζηεκάησλ. Ζ εμάπισζε ηεο OFDM ζε εθαξκνγέο πςεινχ ξπζκνχ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πξνθχπηεη πξσηαξρηθά απφ ηελ απνδνηηθφηεηα θαη ηελ επειημία ζηε δηαρείξηζε ηεο δηαζπκβνιηθήο παξεκβνιήο (intersymbol interference-isi) ζε θαλάιηα κε κεγάιε δηαζπνξά. ηελ πεξίπησζε πνπ ε δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο η απμάλεηαη αξθεηά ζε ζρέζε κε ηε δηάξθεηα ζπκβφινπ Ts, ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή γίλεηαη πνιχ έληνλε. Γεληθά γηα έλα ζχζηεκα πςεινχ ξπζκνχ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ηζρχεη η>>ts, αθνχ ν αξηζκφο ησλ ζπκβφισλ πνπ ζηέιλνληαη αλά δεπηεξφιεπην είλαη κεγάινο.[4] Διαμόρφωςη πολλαπλού φϋροντοσ Ζ βαζηθή ηδέα ηεο δηακφξθσζεο ηνπ πνιιαπινχ θέξνληνο είλαη αξθεηά απιή θαη αλαπηχρζεθε γηα ζπζηήκαηα κε πςειφ ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ θαη θαλάιηα ρσξίο δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή. Με ζθνπφ λα έρνπκε έλα θαλάιη πνπ δελ επεξεάδεηαη απφ ηελ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή, ε δηάξθεηα ζπκβφινπ Ts πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξε -ζπρλά ζεκαληηθά κεγαιχηεξε- απφ φηη ε δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο 182

183 ηνπ θαλαιηνχ η. Σα ςεθηαθά ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ δελ κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ παξνπζία δηαζπκβνιηθήο παξεκβνιήο, ην error floor απμάλεηαη γξήγνξα θαη θαζψο ε δηάξθεηα ζπκβφινπ πιεζηάδεη ηελ δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο ή πέθηεη θάησ απφ απηήλ ν ξπζκφο κεηάδνζεο ησλ ζθαικάησλ γίλεηαη κε αλεθηφο. Γηα επξπδσληθά θαλάιηα ηα νπνία παξέρνπλ πςειφ ξπζκφ δεδνκέλσλ, ν νπνίνο απαηηείηαη γηα ηηο ζεκεξηλέο εθαξκνγέο, ε επηζπκεηή δηάξθεηα ζπκβφινπ είλαη ζπλήζσο πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο έηζη ε παξνπζία ηεο δηαζπκβνιηθήο παξεκβνιή είλαη έληνλε. Με ζθνπφ λα μεπεξάζνπκε ην πξφβιεκα απηφ ε δηακφξθσζε πνιιαπινχ θέξνληνο ρσξίδεη ην ζπλνιηθφ εχξνο ηνπ θαλαιηνχ ζε έλα πιήζνο απφ ππνθαλάιηα. ε θάζε ππνθαλάιη έλα θέξνλ δηακνξθψλεηαη κε πνιχ ρακειφηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ. Έλα ηέηνην ζρήκα δηακφξθσζεο κπνξεί λα ζεσξεζεί φηη απνηειείηαη απφ L αλεμάξηεηα δηακνξθσκέλα θέξνληα κε δηαθνξεηηθή ζπρλφηεηα ην θάζε έλα. Σα θέξνληα απηά έρνπλ Ts/L>>η θαη σο εθ ηνχηνπ δελ επεξεάδνληαη απφ ηελ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή. Κάζε έλα απφ απηά ηα θέξνληα κπνξνχλ έπεηηα λα ζηαιζνχλ κέζσ L παξάιιεισλ ππνθαλαιηψλ δηαηεξψληαο ηνλ ζπλνιηθφ επηζπκεηφ ξπζκφ δεδνκέλσλ. Σππηθά ηα ππνθαλάιηα είλαη νξζνγψληα θάησ απφ ηδαληθέο ζπλζήθεο κεηάδνζεο, φπνπ ζηελ πεξίπησζε απηή ε πνιιαπινχ θέξνληνο δηακφξθσζε αλαθέξεηαη σο νξζνγψληα κέζνδνο δηακφξθσζεο κε δηαίξεζε ζπρλνηήησλ (OFDM). Ο ξπζκφο κεηάδνζεο ζε θάζε ππνθαλάιη είλαη πνιχ κηθξφηεξνο απφ ηνλ ζπλνιηθφ ξπζκφ κεηάδνζεο έηζη ην εχξνο δψλεο πνπ αληηζηνηρεί ζην ππνθαλάιη είλαη πνιχ κηθξφηεξν απφ ην εχξνο δψλεο ηνπ ζπλνιηθνχ ζπζηήκαηνο. Ο αξηζκφο ησλ ππνθαλαιηψλ επηιέγεηαη έηζη ψζηε λα εμαζθαιίζεη φηη θάζε ππνθαλάιη έρεη εχξνο δψλεο πνιχ κηθξφηεξν απφ ην ζπλνιηθφ εχξνο δψλεο ηνπ θαλαιηνχ, έηζη ηα ππνθαλάιηα ππφθεηληαη ζε επίπεδεο δηαιείςεηο. Χο απνηέιεζκα ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή ζε θάζε ππνθαλάιη είλαη κηθξή. Δπηπιένλ ζηελ ςεθηαθή εθαξκνγή ηεο ηερληθήο OFDM ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή κπνξεί λα εμαιεηθζεί ηειείσο κε ηε ρξήζε ηεο θπθιηθήο επέθηαζεο (cyclic prefix). ηελ απινχζηεξε πεξίπησζε ε πνιιαπινχ θέξνληνο δηακφξθσζε ρσξίδεη ηα επξείαο δψλεο εηζεξρφκελα θέξνληα ζε L ζηελήο δψλεο ππνθέξνληα, θαζέλα απφ ηα νπνία κεηαδίδεηαη έπεηηα ζε έλα ππνθαλάιη κε δηαθνξεηηθή νξζνγψληα ζπρλφηεηα.[4] Μία απιή αλαπαξάζηαζε ελφο πνιιαπινχ θέξνληνο απνζηνιέα θαη δέθηε δίλεηαη ζηηο εηθφλεο 120, 121, 122. Δηδηθά έλα ζήκα πςεινχ ξπζκνχ κεηάδνζεο R bps θαη κε εχξνο δψλεο B ρσξίδεηαη ζε L παξάιιεια ππνθέξνληα θάζε έλα απφ ηα νπνία έρεη ξπζκφ R/L θαη εχξνο δψλεο B/L. Έπεηηα, αθνχ πεξάζεη δηακέζνπ θαλαιηνχ H(f) (απφθξηζε ζπρλφηεηαο), ην ιακβαλφκελν ζήκα εκθαλίδεηαη φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 122, φπνπ εκείο γηα επθνιία ππνζέζακε φηη ην ζρήκα ηνπ παικνχ επηηξέπεη έλα ηέιεην ζρήκα θάζκαηνο έηζη ψζηε λα κελ ππάξρεη θαζφινπ επηθάιπςε κεηαμχ ησλ ππνθεξφλησλ. ζν ν αξηζκφο ησλ ππνθεξφλησλ είλαη αξθεηά κεγάινο ψζηε ην εχξνο δψλεο ηνπ θάζε ππνθέξνληνο λα είλαη κηθξφηεξνο απφ ην ζπλνιηθφ εχξνο 183

184 δψλεο ζπλνρήο, B/L<<Bc, εμαζθαιίδεηαη φηη θάζε ππνθέξνλ ππφθεηηαη ζε επίπεδε δηάιεηςε. Σα ακνηβαία νξζνγψληα ζήκαηα κπνξνχλ έπεηηα λα αληρλεπηνχλ μερσξηζηά φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 121.[4] Δηθόλα 120: Πνκπόο πνιιαπιώλ θεξόλησλ-έλα πςεινύ ξπζκνύ θέξνλ R bps ρσξίδεηαη ζε L παξάιιεια θέξνληα θάζε έλα από ηα νπνία έρεη ξπζκό R/L θαη έπεηηα πνιιαπιαζηάδεηαη κε κία δηαθνξεηηθή ζπρλόηεηα θνξέα. [4] Χο εθ ηνχηνπ, ε ηερληθή πνιιαπινχ θέξνληνο παξνπζηάδεη ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ φζνλ αθνξά ην ρξφλν θαη ηε ζπρλφηεηα. ηελ πεξίπησζε ηεο ζπρλφηεηαο νη ππνθνξείο έρνπλ εχξνο δψλεο B/L<<Bc, πνπ εμαζθαιίδεη επίπεδε δηάιεηςε, ην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο ηζνδπλακεί κε επηθνηλσλία ρσξίο δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή. ην πεδίν ηνπ ρξφλνπ ε δηάξθεηα ζπκβφινπ θάζε ππνθνξέα έρεη απμεζεί ζε T=LTs, ψζηε ην L λα απμάλεηαη θαη λα εμαζθαιίδεη φηη ε δηάξθεηα ζπκβφινπ μεπεξλάεη ηε δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο ηνπ θαλαιηνχ (T>>η), ζπλζήθε πνπ απαηηείηαη γηα λα έρνπκε επηθνηλσλία ρσξίο δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή. Παξφιν πνπ ε δηακφξθσζε πνιιαπινχ θέξνληνο είλαη εχθνιε ζηελ θαηαλφεζή ηεο έρεη ζεκαληηθά κεηνλεθηήκαηα. Πξψηνλ, ζα έρνπκε έλα κεγάιν ζθάικα ζην εχξνο δψλεο αθνχ ηα ππνθέξνληα δελ κπνξνχλ λα έρνπλ έλα ηέιεην ηεηξαγσληθφ παικφ θαη λα βξίζθνληαη κέζα ζηα πεξηζψξηα ηνπ ρξφλνπ. Σέινο απαηηνχληαη L αλεμάξηεηεο κνλάδεο RF θαη κνλνπάηηα απνδηακφξθσζεο. ην επφκελν εδάθην ζα παξνπζηάζνπκε ην πσο ε ηερληθή OFDM μεπεξλά απηά ηα πξνβιήκαηα.[4] 184

185 Δηθόλα 121: Γέθηεο πνιιαπιώλ θεξόλησλ-κάζε ππνθέξνλ θσδηθνπνηείηαη μερσξηζηά απαηηώληαο L μερσξηζηνύο δέθηεο. [4] Δηθόλα 122: Σν κεηαδηδόκελν πνιιαπιώλ θνξέσλ ζήκα πθίζηαηαη ζρεδόλ επίπεδε δηάιεηςε ζε θάζε ππνθαλάιη αθνύ B/L<<Bc αθόκα θαη αλ ην ζπλνιηθό θαλάιη πθίζηαηαη δηάιεηςε επηιεθηηθώλ ζπρλνηήησλ (B>Bc). [4] Ανϊλυςη OFDM Με ζθνπφ λα μεπεξάζνπκε ηα πξνβιήκαηα ηεο πξνεγνχκελεο ηερληθήο πνπ παξνπζηάδνληαη ζηνλ πνκπφ θαη δέθηε ε OFDM ηερληθή ρξεζηκνπνηεί κηα πην απνδνηηθή ππνινγηζηηθή ηερληθή, ηνλ δηαθξηηφ κεηαζρεκαηηζκφ Fourier (discrete Fourier Transform), ν νπνίνο ρξεζηκνπνηείηαη ζε κία πην απνδνηηθή εθαξκνγή ηνπ γλσζηή σο Γξήγνξνο Μεηαζρεκαηηζκφο Fourier (fast Fourier Transform-FFT). O 185

186 FFT θαη ν αληίζηξνθνο FFT, ν IFFT, κπνξνχλ λα δεκηνπξγήζνπλ έλα πιήζνο νξζνγψλησλ ππνθνξέσλ ρξεζηκνπνηψληαο κία απιή δηάδνζε Μετϊδοςη Block με διαςτόματα αςφαλεύασ Αξρηθά νκαδνπνηνχκε ηα L ζχκβνια δεδνκέλσλ ζε έλα κπινθ, πνπ νλνκάδεηαη OFDM ζχκβνιν. Έλα OFDM ζχκβνιν έρεη δηάξθεηα T sec, φπνπ Σ=LTs. Με ζθνπφ λα δηαηεξήζνπκε θάζε ζχκβνιν αλεμάξηεην απφ ηα άιια είλαη απαξαίηεην λα εηζάγνπκε έλα ρξνληθφ δηάζηεκα αζθάιεηαο κεηαμχ απηψλ ησλ ζπκβφισλ. Με απηφλ ηνλ ηξφπν, αθνχ δερηνχκε κία ζεηξά ζπκβφισλ, φζν ην δηάζηεκα αζθάιεηαο Tg είλαη κεγαιχηεξν απφ ηε δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο ηνπ θαλαιηνχ η, θάζε ζχκβνιν δελ ζα εκπιαθεί κε ηα ππφινηπα: Γηα λα ην ζέζνπκε απιά, ε κεηάδνζε OFDM επηηξέπεη ηε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή ζηα OFDM ζχκβνια. Αιιά αλ ζπκπεξηιάβνπκε έλα επαξθέο δηάζηεκα αζθάιεηαο κπνξνχκε λα εγγπεζνχκε φηη δελ ζα ππάξρεη παξεκβνιή κεηαμχ ηνπο.[4] Κυκλικό ςυνϋλιξη και DFT Σψξα πνπ ηα OFDM ζχκβνια έρνπλ δηακνξθσζεί νξζνγψληα θαη κε έλα δηάζηεκα αζθάιεηαο ν επφκελνο ζηφρνο είλαη λα πξνζπαζήζνπκε λα απαιείςνπκε ηελ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή (ISI) ζε θάζε έλα απφ απηά ηα ζχκβνια. ηαλ έλα εηζεξρφκελν θέξνλ x[n] ζηέιλεηαη δηακέζνπ ελφο γξακκηθνχ ρξνληθά ακεηάβιεηνπ θίιηξνπ πεπεξαζκέλεο θξνπζηηθήο απφθξνπζεο (Finite Impulse Response-FIR) θαλαιηνχ h[n], ε έμνδνο ηεο γξακκηθήο ζπλέιημεο εηζφδνπ θαη θαλαιηνχ είλαη : y[n]=x[n]*h[n]. Αλ ππνινγίζνπκε ην y[n] ρξεζηκνπνηψληαο ηελ θπθιηθή ζπλέιημε ηφηε: (1) πνπ: L (2) 186

187 θαη ε θπθιηθή ζπλάξηεζε x[n] L = x[nmodl] είλαη κία πεξηνδηθή κνξθή ηεο x[n] κε πεξίνδν L. Με άιια ιφγηα θάζε ηηκή ηεο ζρέζεο 1 είλαη ην άζξνηζκα ησλ γηλνκέλσλ ησλ L φξσλ. ηελ πεξίπησζε ηεο θπθιηθήο ζπλέιημεο είλαη δπλαηφλ λα πάξνπκε ηνλ DFT ηεο εμφδνπ ηνπ θαλαιηνχ y[n] γηα λα έρνπκε: (3) ην νπνίν παξάγεη ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο: (4) Να ζεκεηψζνπκε φηη ε δπαδηθφηεηα κεηαμχ ηεο θπθιηθήο ζπλέιημεο ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ θαη ν απιφο πνιιαπιαζηαζκφο ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο είλαη ραξαθηεξηζηηθά ηνπ κεηαζρεκαηηζκνχ DFT. Ο κεηαζρεκαηηζκφο DFT νξίδεηαη σο: ελψ ν αληίζηξνθνο: (5) (6) Αλαθεξφκελνη ζηε ζρέζε 4 ην κνληέιν απηφ πεξηγξάθεη έλα θαλάιη πνπ δελ πθίζηαηαη δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο φπνπ θάζε ζχκβνιν εηζφδνπ X[m] είλαη απιά δηακνξθσκέλν απφ κία ζχλζεηε ηηκή H[m]. Έηζη γλσξίδνληαο ηελ απφθξηζε ζπρλφηεηαο ζην δέθηε είλαη εχθνιν λα αλαθηήζνπκε ην ζχκβνιν εηζφδνπ ππνινγίδνληαο απιά: (7) Ζ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή ε νπνία είλαη ε βαζηθή παξεκβνιή ζηα επξπδσληθά θαλάιηα έρεη κεηξηαζηεί. Ζ θπθιηθή ζπλέιημε κπνξεί λα δεκηνπξγεζεί πξνζζέηνληαο έλα θπθιηθφ πξφζεκα (cyclic prefix-cp), ην νπνίν αλαιχνπκε ζηελ επφκελε παξάγξαθν.[4] Κυκλικό επϋκταςη Σν θιεηδί γηα λα θάλνπκε ηελ OFDM εθαξκφζηκε είλαη λα ρξεζηκνπνηήζνπκε ηνλ αιγφξηζκν FFT, ν νπνίνο είλαη ιηγφηεξνο πνιχπινθνο. Γηα λα δεκηνπξγήζεη ν FFT/IFFT αιγφξηζκνο έλα θαλάιη απαιιαγκέλν απφ ηελ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή πξέπεη απηφ λα παξνπζηάδεη κία θπθιηθή ζπλέιημε, φπσο παξαηεξείηαη ζηε ζρέζε 4. Πξνζζέηνληαο έλα θπθιηθφ πξφζεκα ζην κεηαδηδφκελν ζήκα, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 123, δεκηνπξγείηαη έλα ζήκα ην νπνίν έρεη ηελ κνξθή x[n] L,θαη έηζη ηζρχεη: 187

188 Δηθόλα 123: Κπθιηθό πξόζεκα OFDM. [4] Αο δνχκε πσο απηφ δνπιεχεη. Δάλ ε κέγηζηε δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο ηνπ θαλαιηνχ έρεη κία δηάξθεηα λ+1 δεηγκάησλ, πξνζζέηνληαο έλα δηάζηεκα αζθάιεηαο ηνπιάρηζηνλ λ δεηγκάησλ κεηαμχ ησλ OFDM ζπκβφισλ, θάλνληαο θάζε OFDM ζχκβνιν αλεμάξηεην απφ απηφ πνπ πξνεγείηαη θαη απφ απηφ πνπ έπεηαη, νπφηε ζεσξνχκε φηη δελ ππάξρεη ζπζρέηηζε κεηαμχ ηνπο. Ζ αλαπαξάζηαζε ελφο ηέηνηνπ OFDM ζχκβνινπ ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ ζαλ έλα δηάλπζκα κήθνπο L δίλεη: x=[x 1 x 2... x L ] (8) Όζηεξα απφ έλα θπθιηθφ πξφζεκα κήθνπο λ, ην κεηαδηδφκελν ζήκα είλαη: (9) Ζ έμνδνο ηνπ θαλαιηνχ είλαη εμνξηζκνχ y cp =h*x cp, φπνπ ην h είλαη ην κήθνο ησλ λ+1 δηαλπζκάησλ πνπ πεξηγξάθεη ηελ απφθξηζε ηνπ παικνχ ηνπ θαλαιηνχ ηνπ OFDM ζπκβφινπ. Ζ έμνδνο y cp έρεη (L+λ)+(λ+1)-1=L+2λ δείγκαηα. Σα πξψηα λ δείγκαηα ηεο εμφδνπ y cp πεξηιακβάλνπλ παξεκβνιή απφ ηα πξνεγνχκελα OFDM ζχκβνια θαη έηζη απηά απνξξίπηνληαη. Σα ηειεπηαία λ δείγκαηα δηαρένληαη κέζα ζηα επφκελα OFDM ζχκβνια θαη έηζη απνξξίπηνληαη θαη απηά. Απηφ αθήλεη αθξηβψο L δείγκαηα γηα ηελ επηζπκεηή έμνδν y, ηα νπνία είλαη αθξηβψο απηά πνπ απαηηνχληαη γηα λα αλαθηήζνπκε ηα L ζχκβνια δεδνκέλσλ πνπ είλαη ελζσκαησκέλα ζην δηάλπζκα x. Ο δηθφο καο ηζρπξηζκφο είλαη φηη ζε απηά ηα L δείγκαηα ηνπ y ηζρχεη: Θεσξνχκε ην y 0, ην πξψην ζηνηρείν ζην δηάλπζκα y. πσο θαίλεηαη ζηελ Eηθφλα 8 ην y 0 εμαξηάηαη απφ ην x 0 θαη ηηο θπθιηθά αλαδηπισκέλεο ηηκέο x L-λ...x L-1. Έηζη ινηπφλ έρνπκε: y 0 =h 0 x 0 +h 1 x L h λ x L-λ y 1 =h 0 x 1 +h 1 x h λ x L-λ+1. (10). y L-1 =h 0 x L-1 +h 1 x L h λ x L-λ-1 188

189 Δηθόλα 124: Κπθιηθή ζπλέιημε πνπ έρεη δεκηνπξγεζεί από ην θπθιηθό πξόζεκα OFDM. [4] Απφ ηελ ζρέζε (2) παξαηεξνχκε φηη απηφ είλαη αθξηβψο ε ηηκή ησλ y0,y1,...y L-1 πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηε ζρέζε (1). Έηζη κηκνχκελνη ηελ θπθιηθή ζπλέιημε, έλα θπθιηθφ πξφζεκα ην νπνίν επεθηείλεηαη ηφζν φζo ε δηάξθεηα ηνπ θαλαιηνχ, επηηξέπεη ζηελ έμνδν ηνπ θαλαιηνχ y λα αλαιπζεί κέζσ ελφο απινχ πνιιαπιαζηαζκνχ ηεο απφθξηζεο ηεο ζπρλφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ H=DFT{h} θαη ηεο εηζφδνπ ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ X=DFT{x}. [4] Ζ κέζνδνο παξφιν πνπ είλαη απιή έρεη θάπνηνπο πεξηνξηζκνχο ζην εχξνο δψλεο θαη ηελ ελέξγεηα. Αθνχ ζηέιλνληαη λ πεξηηηά ζχκβνια ην απαηηνχκελν εχξνο δψλεο γηα ηελ OFDM απμάλεηαη απφ Β ζε (L+λ/L)B. κνηα έλα επηπξφζζεην λ ζχκβνιν πξέπεη λα θαηακεηξεζεί αληίζεηα ηεο κεηαδηδφκελεο ηζρχνο. Σν θπθιηθφ πξφζεκα έρεη έλα πεξηνξηζκφ ζηελ ηζρχ ησλ 10 log 10 (L+λ/L)B db επηπιένλ ηνπ πεξηνξηζκνχ ηνπ εχξνπο δψλεο. πκπεξαζκαηηθά ε ρξήζε ηνπ θπθιηθνχ πξνζέκαηνο παξνπζηάδεη απψιεηεο ζηελ ελέξγεηα θαη ζην ξπζκφ ησλ δεδνκέλσλ πνπ είλαη ίζεο : Rate Loss=Power Loss=L/(L+λ). Ζ ελέξγεηα πνπ ράλεηαη έρεη απμεζεί ζεκαληηθά ζε έλα πεξηνξηζκέλεο παξεκβνιήο αζχξκαην ζχζηεκα, πξνθαιψληαο παξεκβνιή ζηνπο γεηηνληθνχο ρξήζηεο. Έλαο ελαιιαθηηθφο ηξφπνο γηα λα πεξηνξίζνπκε ηα αξλεηηθά απνηειέζκαηα ηεο κεηαδηδφκελεο ελέξγεηαο είλαη ε ρξήζε ηεο κεδεληθήο επέθηαζεο. Πξέπεη λα ζεκεησζεί φηη γηα L>>λ ε αλαπνηειεζκαηηθφηεηα ηνπ θπθιηθνχ πξνζέκαηνο κπνξεί λα κεησζεί ζεκαληηθά κεηψλνληαο ηνλ αξηζκφ ησλ ππνθέξνλησλ. Παξφια απηά, έλαο ζεκαληηθφο αξηζκφο άιισλ πεξηνξηζκψλ πξέπεη λα πξαγκαηνπνηεζνχλ θαζψο ην L γίλεηαη κεγαιχηεξν. πσο ζπκβαίλεη κε ηα πεξηζζφηεξα πξνβιήκαηα ζρεδηαζκνχ ζπζηεκάησλ, επηζπκεηέο ηδηφηεηεο, φπσο ε απνηειεζκαηηθφηεηα πεξηνξίδνληαη γηα ράξηλ ηνπ θφζηνπο θαη ηεο αληνρήο ηνπ ζπζηήκαηνο.[4] Μηδενικό πρόθεμα Μία ελαιιαθηηθή ηνπ θπθιηθνχ πξνζέκαηνο είλαη ε ρξήζε ηνπ κεδεληθνχ πξνζέκαηνο, ην νπνίν απνηειείηαη απφ έλα θελφ δηάζηεκα αζθάιεηαο. Έλα εκπνξηθφ 189

190 ζχζηεκα ην νπνίν πξφηεηλε ην κεδεληθφ πξφζεκα είλαη ην Multiband OFDM system, ην νπνίν έρεη ηππνπνηεζεί γηα ιεηηνπξγία ππεξεπξείαο δψλεο (ultrawidwband-uwb) απφ ηελ WiMedia Alliance. πσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 125 ν πνκπφο πνιιαπιήο δψλεο OFDM απιά ζηέιλεη έλα θελφ πξφζεκα ζην νπνίν δελ ππάξρνπλ ηα κεηνλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη ζην θπθιηθφ πξφζεκα απφ ηηο απψιεηεο ελέξγεηαο. ην ιήπηε, ε «νπξά» κπνξεί λα πξνζηεζεί πίζσ θαη έηζη επαλαδεκηνπξγείηαη ην θαηλφκελν ηνπ θπθιηθνχ πξνζέκαηνο, κε απνηέιεζκα ην ππφινηπν OFDM ζχζηεκα λα κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη θαλνληθά. Τπάξρνπλ δχν ιφγνη πνπ φια ηα OFDM ζπζηήκαηα δελ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ ην κεδεληθφ πξφζεκα. Πξψηνλ, ην κεδεληθφ πξφζεκα γεληθά απμάλεη ηε ιακβαλφκελε ελέξγεηα θαηά, αθνχ ηψξα πξέπεη λα ιάβνπκε ηελ «νπξά», ελψ κε ηε ρξήζε ηνπ θπθιηθνχ πξνζέκαηνο απηή κπνξεί απιά λα αγλνεζεί. Γεχηεξνλ, ν επηπιένλ ζφξπβνο απφ ηα ιακβαλφκελα ζχκβνια ηεο «νπξάο» πξνζηίζεληαη πίζσ ζην ζήκα πξνθαιψληαο έλα κεγαιχηεξν ζφξπβν ελέξγεηαο. Ο ζρεδηαζηήο ηνπ ζπζηήκαηνο πξέπεη λα ειέγμεη ηα ππέξ θαη ηα θαηά ησλ δχν απηψλ κεζφδσλ θαη λα θαζνξίζεη πνηα απφ ηηο δχν είλαη πξνηηκφηεξε.[4] Δηθόλα 125: Σν κεδεληθό πξόζεκα OFDM επηηξέπεη ζην θπθιηθό θαλάιη λα επαλαδεκηνπξγεζεί ζην δέθηε. [4] Εξύςωςη ςυχνότητασ Γηα λα εθηηκεζνχλ ηα ιακβαλφκελα ζχκβνια, ηα θέξδε ηνπ θαλαιηνχ θάζε ππνθνξέα πξέπεη λα είλαη γλσζηά. Απηφ αληηζηνηρεί ζηε γλψζε ηνπ πιάηνπο θαη ηεο θάζεο ηνπ ππνθνξέα. Γηα απιέο ηερληθέο δηακφξθσζεο φπσο είλαη ε QPSK, πνπ δελ ρξεζηκνπνηεί ην πιάηνο γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ, ε γλψζε κφλν ηεο θάζεο είλαη ηθαλνπνηεηηθή. Αθνχ εθηειεζηεί ν αιγφξηζκνο FFT, ηα ζχκβνια πιεξνθνξίαο εθηηκψληαη ρξεζηκνπνηψληαο έλαλ εμηζσηή one tap frequency equalizer ή FEQ σο: (11) φπνπ Ζ l είλαη ε κηγαδηθή απφθξηζε ηνπ θαλαιηνχ ζε ζπρλφηεηα f c +(l- 1)Γf, θαη επνκέλσο δηνξζψλεη θαη ηελ θάζε θαη εμηζψλεη ην πιάηνο πξηλ ηε ζπζθεπή απφθαζεο. Να ζεκεηψζνπκε φηη ελψ ν FEQ αληηζηξέθεη ην θαλάιη, δελ ππάξρεη 190

191 θακία αχμεζε ηνπ ζνξχβνπ ή ρξσκαηηζκφο πνπ λα πξνθαινχλ πξφβιεκα, θαζψο θαη ην ζήκα θαη ν ζφξπβνο ζα έρνπλ ηελ ηζρχ ηνπο απεπζείαο δηαβαζκηζκέλε απφ 1/ Ζ l Διϊγραμμα OFDM block Αο αλαθέξνπκε ηψξα ζχληνκα ηα βήκαηα θιεηδηά ζε έλα OFDM ζχζηεκα επηθνηλσλίαο (Δηθφλα 126). ηελ OFDM κέζνδν, ε θσδηθνπνίεζε θαη ε απνθσδηθνπνίεζε πξαγκαηνπνηνχληαη ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο, φπνπ ηα X,Y θαη πεξηιακβάλνπλ ηα L κεηαδηδφκελα, ιακβαλφκελα θαη ππνινγηδφκελα ζχκβνια δεδνκέλσλ. Σν πξψην βήκα είλαη λα ζπάζνπκε ην ζήκα επξείαο δψλεο, εχξνπο Β, ζε L ζήκαηα ζηελήο δψλεο (ππνθνξείο), θάζε έλα κε εχξνο B/L. Με απηφλ ηνλ ηξφπν δηαηεξείηαη ν ζπλνιηθφο ξπζκφο ζπκβφινπ, αιιά θάζε ππνθνξέαο ππφθεηηαη ζε επίπεδε δηάιεηςε, ή επηθνηλσλία απαιιαγκέλε απφ δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή, φζν ρξεζηκνπνηείηαη έλα θπθιηθφ πξφζεκα πνπ ππεξβαίλεη ηελ δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο. Με ζθνπφ λα ρξεζηκνπνηήζνπκε κία κνλαδηθή εθπνκπή επξείαο δψλεο αληί ησλ L αλεμάξηεησλ ζηελήο δψλεο εθπνκπψλ, νη ππνθνξείο δηακνξθψλνληαη κε ηε ρξήζε κηαο IFFT ιεηηνπξγίαο. Με ζθνπφ ν αιγφξηζκνο IFFT/FFT λα απνζπλζέζεη ην θαλάιη δηαζπκβνιηθήο παξεκβνιήο ζε νξζνγψληνπο θνξείο, πξέπεη έλα θπθιηθφ πξφζεκα κήθνπο λ λα πξνζηεζεί κεηά ηελ IFFT δηαδηθαζία. Σα πξνθχπηνληα L+λ ζχκβνια πξέπεη ζηε ζπλέρεηα λα ζηαιζνχλ ζε ζπλέρεηεο δηακέζνπ ηνπ θαλαιηνχ επξείαο δψλεο.[4] Δηθόλα 126: ύζηεκα OFDM κε ζεκείσζε δηαλπζκάησλ.[4] ην ιήπηε, ην θπθιηθφ πξφζεκα απνξξίπηεηαη, θαη ηα L ιακβαλφκελα ζχκβνια αλαδηακνξθψλνληαη, ρξεζηκνπνηψληαο ηελ FFT δηαδηθαζία, απφ ηελ νπνία πξνθχπηνπλ L ζχκβνια δεδνκέλσλ ηεο κνξθήο Y l =H l X l +N l γηα ππνθνξέα l. Κάζε ππνθνξέαο, ζηε ζπλέρεηα, κπνξεί λα εμηζσζεί κέζσ ελφο FEQ δηαηξψληαο απιά κε ην θέξδνο ηνπ θαλαιηνχ γηα απηφλ ηνλ ππνθνξέα. 191

192 Να ζεκεηψζνπκε ηέινο φηη, κέρξη εδψ έρνπκε ακειήζεη έλα πιήζνο απφ ζεκαληηθά ζέκαηα. Γηα παξάδεηγκα έρνπκε ζεσξήζεη φηη ν πνκπφο θαη ν δέθηεο είλαη ηέιεηα ζπγρξνληζκέλνη θαη φηη ν δέθηεο «γλσξίδεη» ηέιεηα ηελ θαηάζηαζε ηνπ θαλαιηνχ, ψζηε λα εθηειέζεη ηελ δηαδηθαζία ηνπ FEQ. [4] Χρονικόσ ςυγχρονιςμόσ και ςυγχρονιςμόσ ςυχνότητασ Γηα λα απνδηακνξθψζνπκε έλα ζήκα OFDM, ν δέθηεο πξέπεη λα εθηειέζεη δχν ζεκαληηθέο εξγαζίεο ζπγρξνληζκνχ. Πξψηνλ, ε κεηαηφπηζε ρξνληζκνχ ηνπ ζπκβφινπ θαη νη βέιηηζηεο ρξνληθέο ζηηγκέο πξέπεη λα είλαη θαζνξηζκέλεο. Απηφ αλαθέξεηαη σο ρξνληθφο ζπγρξνληζκφο. Γεχηεξνλ, ν δέθηεο πξέπεη λα επζπγξακκίζεη ηε ζπρλφηεηα ηνπ θνξέα ηνπ φζν πην θνληά γίλεηαη κε ηε ζπρλφηεηα ηνπ θνξέα εθπνκπήο. Απηφ αλαθέξεηαη σο ζπγρξνληζκφο ζπρλφηεηαο. πγθξηλφκελα κε ηα ζπζηήκαηα απινχ θνξέα, νη απαηηήζεηο ρξνληθνχ ζπγρξνληζκνχ γηα ηελ κέζνδν OFDM είλαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα θάπσο ραιαξέο, θαζψο ε δνκή ηνπ OFDM ζπκβφινπ πξνζαξκφδεη κε θπζηθφ ηξφπν έλα ινγηθφ βαζκφ ζθαικάησλ ζπγρξνληζκνχ. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, νη απαηηήζεηο ζπγρξνληζκνχ ζπρλφηεηαο είλαη ζεκαληηθά πην απζηεξέο, θαζψο ε νξζνγσληφηεηα ησλ ζπκβφισλ βαζίδεηαη ζην φηη ηα ηειεπηαία είλαη επδηάθξηηα ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο. Ζ εηθφλα 127 δείρλεη έλα OFDM ζχκβνιν ζην ρξφλν (a) θαη ηε ζπρλφηεηα (b). ην πεδίν ηνπ ρξφλνπ, ν IFFT δηακνξθψλεη απνηειεζκαηηθά θάζε ζχκβνιν δεδνκέλνπ ζε κία κνλαδηθή ζπρλφηεηα θέξνληνο. ηελ εηθφλα 127 κφλν δχν θέξνληα θαίλνληαη: ην κεηαθεξφκελν ζήκα είλαη ε ζπληζηακέλε φισλ ησλ θνξέσλ. Καζψο ην παξάζπξν ρξφλνπ είλαη T=1κsec θαη ρξεζηκνπνηείηαη έλα νξζνγψλην παξάζπξν, ε απφθξηζε ζπρλφηεηαο θάζε ππνθνξέα γίλεηαη κία ζπλάξηεζε «sinc» πνπ πεξλά απφ ην κεδέλ θάζε 1/Σ=1ΜHz. Απηφ κπνξεί λα επηβεβαησζεί ρξεζηκνπνηψληαο ην κεηαζρεκαηηζκφ Fourier F{.}, θαζψο : F{cos(2πf c )*rect(1/t)}=f{cos(2πf c )}*F{rect(1/T)}=sinc(T(f-f c )), φπνπ rect(x)=1, x αλήθεη (-0.5,0.5) θαη κεδέλ νπνπδήπνηε αιινχ. Απηή ε απφθξηζε ζπρλφηεηαο παξνπζηάδεηαη γηα L=8 ππνθνξείο ζηελ Δηθφλα 127b. Ζ πξφθιεζε ηνπ ρξνληθνχ ζπγρξνληζκνχ θαη ηνπ ζπγρξνληζκνχ ζπρλφηεηαο κπνξεί λα εθηηκεζεί εμεηάδνληαο απηέο ηηο δχν εηθφλεο. Αλ ην παξάζπξν ηνπ ρξφλνπ γέξλεη πξνο ηα δεμηά ή ηα αξηζηεξά, εηζάγεηαη κία αιιαγή θάζεο ζε θάζε ππνθνξέα. ην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο, αλ ν ζπγρξνληζκφο ηεο ζπρλφηεηαο είλαη ηέιεηνο, ν δέθηεο παίξλεη δείγκαηα ζηελ θνξπθή θάζε ππνθνξέα, φπνπ ην επηζπκεηφ πιάηνο ηνπ ππνθνξέα κεγηζηνπνηείηαη, θαη ε παξεκβνιή κεηαμχ ησλ θνξέσλ είλαη κεδεληθή. Παξφια απηά, αλ ε ζπρλφηεηα ηνπ θνξέα είλαη κεηαηνπηζκέλε θαηά δηάζηεκα δ, 192

193 κεξηθή απφ ηελ επηζπκεηή ρξήζηκε ελέξγεηα ράλεηαη, θαη ην πην ζεκαληηθφ, ε παξεκβνιή κεηαμχ ησλ θνξέσλ κεηψλεηαη. Δηθόλα 127: OFDM ζπγρξνληζκόο (a) ζηνλ ρξόλν θαη (b) ζηε ζπρλόηεηα. Δδώ παξνπζηάδνληαη δύν ππνθνξείο ζην πεδίν ηνπ ρξόλνπ θαη νθηώ ππνθνξείο ζην πεδίν ηεο ζπρλόηεηαο, όπνπ f c =10MHz θαη ην δηάζηεκα ηνπ ππνθνξέα Γf=1MHz.[4] Πξέπεη λα ζεκεησζεί φηη ην πξφβιεκα ηνπ ζπγρξνληζκνχ απνηειεί πξφθιεζε ζηελ εθαξκνγή ηεο OFDM, θαη ε αλάπηπμε απνδνηηθψλ αιγνξίζκσλ ζπγρξνληζκνχ απαηηείηαη γηα ηελ απνηειεζκαηηθή ιεηηνπξγία ηεο OFDM ηερληθήο. [4] 7.4 Σεχνικϋσ απλωμϋνου φϊςματοσ (spread spectrum) Αρχϋσ Διαμόρφωςησ Ζ δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο απνηειεί κηα ηερληθή πνπ επηηπγράλεη ηε θαζκαηηθή εμάπισζε ησλ ζεκάησλ, πξνθεηκέλνπ λα κεηαδνζνχλ αμηνπνηψληαο φιν ην δηαζέζηκν εχξνο ζπρλνηήησλ (παξά ην κηθξφ απαηηνχκελν εχξνο δψλεο γηα ηελ κεηάδνζε φιεο ηεο πιεξνθνξίαο). Σα πξψηα ζπζηήκαηα απισκέλνπ θάζκαηνο ζρεδηάζηεθαλ γηα ηηο αζχξκαηεο ςεθηαθέο επηθνηλσλίεο, γηα λα αληηκεησπηζηεί, θπξίσο, ε θαηάζηαζε ζπκθφξεζεο, ε νπνία πξνθχπηεη φηαλ έλαο εμψηεξνο, ερζξηθφο παξάγνληαο επηρεηξεί ηελ παξεκβνιή ζηελ επηθνηλσλία. Γηα λα ππάξμεη παξεκβνιή ζηελ επηθνηλσλία, ν εμψηεξνο παξάγνληαο πξέπεη λα πξνβεί ζε δχν ελέξγεηεο: πξψηνλ, λα εληνπίζεη ηε κεηάδνζε θάπνηαο πιεξνθνξίαο θαη δεχηεξνλ, λα κεηαδψζεη έλα ζήκα ζπκθφξεζεο, ην νπνίν ζρεδηάδεηαη γηα λα παγηδεχζεη ηνλ δέθηε. Δπνκέλσο, ε δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο νθείιεη λα θάλεη ηηο δχν απηέο ελέξγεηεο φζν γίλεηαη πην δχζθνιεο. Αξρηθά, ζα πξέπεη λα ππάξμεη δπζθνιία ζηνλ εληνπηζκφ ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο απφ ηνλ εμσγελή παξάγνληα, θαη γηα ην ιφγν απηφ ην κεηαδηδφκελν, δηακνξθσκέλν κε ηελ ηερληθή ηνπ απισκέλνπ θάζκαηνο, ζήκα θαιείηαη θπξίσο ζήκα ζνξχβνπ. Έπεηηα, πξέπεη λα ππάξρεη δπζθνιία ζηελ παξεκβνιή ηνπ ζήκαηνο απφ έλα ζήκα ζπκθφξεζεο. 193

194 Ζ δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο ρξεζηκνπνηήζεθε αξρηθά γηα λα θαιχςεη ζηξαηησηηθέο αλάγθεο, βξίζθνληαο ζηηο κέξεο καο πεξηζζφηεξεο εθαξκνγέο ζε ερζξηθά, πξνο κεηάδνζε, ηειεπηθνηλσληαθά πεξηβάιινληα, φπσο απηά ηεο PLC ηερλνινγίαο. Οη πην θνηλέο εθαξκνγέο απηήο ηεο δηακφξθσζεο είλαη ε αζχξκαηε ηειεθσλία, ηα αζχξκαηα ηνπηθά δίθηπα LAN, ηα PLC ζπζηήκαηα θαη ηα ζπζηήκαηα αληηθαηάζηαζεο θαισδίνπ, φπσο ην Bluetooth. ε νξηζκέλεο πεξηπηψζεηο, δελ ππάξρεη θεληξηθφο έιεγρνο ζηηο ξαδηνζπρλφηεηεο, κε απνηέιεζκα ηα ζπζηήκαηα λα ιεηηνπξγνχλ αθφκα θαη ππφ ζπλζήθεο ηζρπξψλ παξεκβνιψλ απφ άιιεο ηειεπηθνηλσληαθέο πεγέο, φπσο θαη απφ άιιεο ειεθηξηθέο θαη ειεθηξνληθέο ζπζθεπέο. ε απηή ηελ πεξίπησζε ε ζπκθφξεζε δελ γίλεηαη απφ πξφζεζε, αιιά απφ ειεθηξνκαγλεηηθέο παξεκβνιέο νη νπνίεο επηδξνχλ αξλεηηθά ζηα ζπζηήκαηα πνπ ιεηηνπξγνχλ ζην ίδην θάζκα.[2] Δηθόλα 128: Αξρή ηεο θαζκαηηθήο εμάπισζεο ηεο DSSS ηερληθήο.[2] Οη αξρέο ηεο δηακφξθσζεο απισκέλνπ θάζκαηνο παξνπζηάδνληαη ζηελ Δηθφλα 128, φπνπ ην απζεληηθφ ζήκα πιεξνθνξίαο, έρνληαο εχξνο δψλεο B θαη δηάξθεηα Ts, κεηαηξέπεηαη κέζσ ελφο ςεπδν ζνξπβψδνπο ζήκαηνο, ζε έλα ζήκα κε ρξεζηκνπνηνχκελν θάζκα W, κε W>>B. Ζ επέθηαζε ηνπ εχξνπο δψλεο B κπνξεί λα κεηξεζεί κέζσ ελφο παξάγνληα απισκέλνπ θάζκαηνο νλνκαδφκελνο σο «παξάγνληαο επέθηαζεο» (SF). Γηα ζηξαηησηηθέο εθαξκνγέο, ν SF είλαη κεηαμχ ησλ ηηκψλ θαη ζην UMTS/W CDMA ζχζηεκα ν SF βξίζθεηαη κεηαμχ ησλ ηηκψλ Απηή ε παξάκεηξνο νλνκάδεηαη επίζεο σο «θέξδνο απισκέλνπ θάζκαηνο» ή «θέξδνο επεμεξγαζίαο» θαη νξίδεηαη σο: 194

195 Αλάκεζα ζηα πνιιά πιενλεθηήκαηα ηεο ηερλνινγίαο απισκέλνπ θάζκαηνο, κπνξεί λα αλαθεξζεί ε έκθπηε αζθάιεηα κεηάδνζεο, ε αληνρή ζηηο παξεκβνιέο απφ άιια ζπζηήκαηα, ε αληνρή ζηελ πνιπδίνδε δηάδνζε θαη ζηηο δηαιείςεηο. Οη πην ζπλήζεηο ηερληθέο αλνηρηνχ θάζκαηνο είλαη ε DS (Direct Sequence), FH (Frequency Hopping), TH (Time Hopping) θαη ε MC (Multi Carrier). Τπάξρεη, βέβαηα πηζαλφηεηα αλάκεημεο απηψλ ησλ ηξηψλ ηερληθψλ αλνηρηνχ θάζκαηνο, πξνθεηκέλνπ λα δεκηνπξγεζεί έλα πβξηδηθφ ζχζηεκα, κε νθέιε απφ ηηο δηαθνξεηηθέο ηερληθέο. ηηο επφκελεο παξαγξάθνπο, γίλεηαη αλαθνξά ζηηο DS θαη FH.[2] DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Ζ DSSS δηακφξθσζε είλαη ε πην ζπρλά ρξεζηκνπνηνχκελε κνξθή ηνπ ζπλφινπ ησλ ηερληθψλ αλνηρηνχ θάζκαηνο. Γηα ηελ εμάπισζε ηνπ θάζκαηνο ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο πιεξνθνξίαο, ε δηακφξθσζε DSSS δηακνξθψλεη ην ζήκα πιεξνθνξίαο κε κηα πςεινχ ξπζκνχ ςεπδνηπραία αθνινπζία παικψλ, δηακνξθσκέλσλ θαηά θάζε, πξνηνχ επηηεπρζεί ε αλάκεημε ηνπ ζήκαηνο κε ηε ζπρλφηεηα ηνπ θέξνληνο ηνπ ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο. Δηθόλα 129: πλνπηηθό ζρήκα ηνπ DSSS πνκπνύ.[2] ηνλ DSSS πνκπφ πνπ απεηθνλίδεηαη ζηελ Δηθφλα 129, ε δπαδηθή ξνή πιεξνθνξίαο b[n], πνπ έρεη ξπζκφ ζπκβφισλ θαη πιάηνο κε ηηκέο απφ ην ζχλνιν { 1, 1}, κεηαηξέπεηαη ζε έλα ειεθηξηθφ ζήκα b(t) κέζσ ηεο δηακφξθσζεο PAM (simple Pulse Modulation Amplitude), δεκηνπξγψληαο έλα ζπξκφ παικψλ. Πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί εμάπισζε ηνπ θάζκαηνο ηνπ ζήκαηνο πιεξνθνξίαο b(t), πνιιαπιαζηάδνπκε ην ζήκα κε έλα κνλαδηθφ, πςεινχ ξπζκνχ, θψδηθα εμάπισζεο c(t), ν νπνίνο ηέκλεη πνιιέο θνξέο ηνλ άμνλα (έρεη πνιιά κεδεληθά) αλά ρξνληθφ δηάζηεκα κεηαμχ δχν δηαδνρηθψλ ζπκβφισλ, κε πεξίνδν. Γηα ηε δεκηνπξγία ηνπ ζήκαηνο εμάπισζεο c(t), δεκηνπξγείηαη πξψηα κηα αθνινπζία θψδηθα c(m) απφ κηα γελλήηξηα ςεπδν ζνξπβηθψλ αθνινπζηψλ PNS κε κηα ζπρλφηεηα δηακνξθψλεηαη κέζσ ηεο PAM ηερληθήο κε ηνλ ζπξκφ. 195, ε νπνία

196 Γηαθνξεηηθέο ηερληθέο δηακφξθσζεο κνλνχ θέξνληνο κπνξνχλ λα εθαξκνζηνχλ πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί εμάπισζε ηνπ θάζκαηνο ηνπ ζήκαηνο ζε πςειέο ζπρλφηεηεο, φπσο νη ηερληθέο BPSK θαη QPSK, ή ε M PSK. Θεσξψληαο ηνλ DSSS πνκπφ λα βαζίδεηαη ζηελ δηακφξθσζε BPSK, ην θέξνλ ηνπ ζήκαηνο έρεη έλα κέγηζην πιάηνπο, φπνπ είλαη ε ελέξγεηα αλά bit πιεξνθνξίαο. Σφηε, ην κεηαδηδφκελν ζήκα πιεξνθνξίαο έρεη ηελ κνξθή: φπνπ ην ζήκα πιεξνθνξίαο b(t) νξίδεηαη σο: θαη ε θπκαηηθή κνξθή ηνπ θψδηθα εμάπισζεο, ην νπνίν είλαη έλα ζήκα βαζηθήο δψλεο, νξίδεηαη σο:, φπνπ, (t) δειψλεη έλα ηξηγσληθφ παικφ κνλαδηαίνπ πιάηνπο κε δηάξθεηα T. Λακβάλνληαο, ην εχξνο δψλεο ηνπ ζήκαηνο κεηά ηε δηακφξθσζε είλαη. Απηφ ζεκαίλεη φηη ην εχξνο δψλεο ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο είλαη Ν θνξέο θαζκαηηθά πιαηχηεξν απφ ην εχξνο δψλεο ηνπ απζεληηθνχ ζήκαηνο πιεξνθνξίαο. Δπνκέλσο, ν παξάγνληαο εμάπισζεο είλαη ίζνο κε Ν. ηελ πιεπξά ηνπ δέθηε, απνδηακφξθσζε θαη ζπκπίεζε ηνπ θάζκαηνο πξαγκαηνπνηνχληαη πξνθεηκέλνπ λα αλαπαξαρζεί ην απζεληηθφ ζήκα. Απφ ηελ νπηηθή ηεο δηακφξθσζεο, ν δέθηεο είλαη απιά έλαο κείθηεο πνπ νδεγεί ην ζήκα ζε ρακειφηεξε ζπρλφηεηα, αθνινπζνχκελν απφ έλα θίιηξν, ην νπνίν πξνζαξκφδεηαη ζε ηκήκαηα ηνπ ζήκαηνο c(t) θαη νλνκάδεηαη πξνζαξκνζκέλν θίιηξν. Ο πνιιαπιαζηαζκφο ηνπ ζήκαηνο ππφ δηακφξθσζε, πνπ επηηάζζεη ν κείθηεο, νπζηαζηηθά νδεγεί ην ζήκα ζηε βαζηθή δψλε. Αλ κπνξέζεη λα επηηεπρζεί ζπγρξνληζκφο κεηαμχ ησλ δχν αθνινπζηψλ, ε ζπζρέηηζή ηνπο ζα ηζνχηαη κε ηε κνλάδα. ε απηή ηελ πεξίπησζε, κεηά ηελ είζνδν ηνπ ζήκαηνο βαζηθήο δψλεο ζε έλα ζπζρεηηζηή, ην ζήκα πνπ ιακβάλνπκε είλαη νπζηαζηηθά ίζν κε ην αξρηθφ b(t). Σν ιακβαλφκελν, ηφηε, ζήκα δεηγκαηνιεπηείηαη κε ζπρλφηεηα θαη κηα εθηίκεζε φζνλ αθνξά ηνπ απζεληηθνχ πιάηνπο ηνπ δείγκαηνο, είηε +1 είηε 1, γίλεηαη πξνθεηκέλνπ λα αλαθηήζνπκε ηελ απζεληηθή ξνή δεδνκέλσλ b[n].[2] 196

197 Δηθόλα 130: Έλαο DSSS δέθηεο βαζηζκέλνο ζε πξνζαξκνζκέλν θίιηξν.[2] FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) ηελ FHSS δηακφξθσζε ε ζπρλφηεηα ηνπ ζήκαηνο παξακέλεη ζηαζεξή γηα έλα ζπγθεθξηκέλν ρξνληθφ δηάζηεκα ην νπνίν αλαθέξεηαη σο T c. Μεηά απφ απηφ ην ρξνληθφ δηάζηεκα νη ζπρλφηεηεο κεηάδνζεο κεηαβάιινληαη πεξηνδηθά. πλήζσο, ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο δηαηξείηαη ζε κε επηθαιππηφκελα ηκήκαηα ζπρλνηήησλ. Σν ζήκα δεδνκέλσλ απαζρνιεί έλα ηκήκα γηα δηάξθεηα Tc θαη κεηαπεδά ζε έλα άιιν ηκήκα αξγφηεξα. Δίλαη ρξήζηκε ε δηάθξηζε απηψλ ησλ κεηαπεδήζεσλ ζε γξήγνξεο αιιά θαη ζε αξγέο, θαζψο ππάξρεη ζεκαληηθή δηαθνξά ζηελ απφδνζε ησλ δχν ηχπσλ ζπζηεκάησλ. Έλα ζχζηεκα γξήγνξσλ κεηαπεδήζεσλ είλαη έλα ζχζηεκα ζην νπνίν ε κεηαπήδεζε ζπρλνηήησλ ιακβάλεη ρψξα ζε έλα ξπζκφ ίζν κε, πνπ είλαη κεγαιχηεξν απφ ην ξπζκφ ηνπ κελχκαηνο, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 131, ρξεζηκνπνηψληαο ηε 4 αδηθή FSK δηακφξθσζε, φπνπ ε πνζφηεηα T h είλαη ίζε κε,. ην ζχζηεκα αξγψλ κεηαπεδήζεσλ, ν ξπζκφο ησλ κεηαπεδήζεσλ είλαη κηθξφηεξνο απφ ην ξπζκφ ηνπ κελχκαηνο, γηα παξάδεηγκα ν ιφγνο είλαη ίζνο κε, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 131. [2] 197

198 Δηθόλα 131: Υξνληθή θαζκαηηθή αλαπαξάζηαζε ηεο γξήγνξεο θαη αξγήο FHSS. [2] Σν ινγηθφ δηάγξακκα ηνπ FHSS πνκπνχ γξήγνξεο κεηαπήδεζεο θαη ηνπ αληίζηνηρνπ δέθηε θαίλνληαη ζηελ εηθφλα 132 θαη ζηελ εηθφλα 133 αληίζηνηρα. ην FHSS ζχζηεκα, ηα ζρήκαηα δηακφξθσζεο, φπσο ε Μ αδηθή FSK, ε νπνία επηηξέπεη κε ζπλεθηηθή θψξαζε, ρξεζηκνπνηνχληαη ζηα ζήκαηα δεδνκέλσλ, επεηδή είλαη πξαθηηθά δχζθνιν λα θαηαζθεπαζηνχλ ζπλεθηηθνί ζπλζέηεο ζπρλνηήησλ. χκθσλα κε ηε γελλήηξηα ςεπδνηπραίσλ αθνινπζηψλ, ν ζπλζέηεο ζπρλνηήησλ δεκηνπξγεί έλα ζήκα κε ζπρλφηεηα αλάκεζα ζε έλα ζχλνιν πξνεπηιεγκέλσλ ζπρλνηήησλ, κε ηελ νπνία ζα κεηαδνζεί ην ζήκα βαζηθήο δψλεο ζην θαλάιη. Δηθόλα 132: Πνκπόο ηεο FHSS. [2] 198

199 Δηθόλα 133: Γέθηεο ηεο FHSS. [2] Απφ ηελ Μ αδηθή FSK, ην ζήκα δεδνκέλσλ κπνξεί λα εθθξαζηεί σο: φπνπ ζπρλνηήησλ παξάγεη έλα ζήκα κεηαπήδεζεο: θαη P είλαη κέζε κεηαδηδφκελε ηζρχο. Ο ζπλζέηεο πνπ ζπρλφηεηεο ζε απηφ ην FHSS ζχζηεκα.. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ππάξρνπλ L δηαζέζηκεο Έζησ ν πεξηνξηζκφο ηεο γξήγνξεο κεηαπήδεζεο, ν νπνίνο γίλεηαη ζηελ πεξίπησζε ηεο αξγήο κεηαπήδεζεο. Σν κεηαδηδφκελν ζήκα ζηε γξήγνξε κεηαπήδεζε FHSS δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: ελψ ζηελ πεξίπησζε ηεο αξγήο κεηαπήδεζεο, φπνπ είλαη:, ην κεηαδηδφκελν ζήκα 199

200 φπνπ [x] ν κέγηζηνο αθέξαηνο πνπ είλαη κηθξφηεξνο ή ίζνο κε ην x θαη Γ κηα ακεηάβιεηε ηπραία κεηαβιεηή ζην δηάζηεκα [0,Tb]. Ζ απαίηεζε γηα νξζνγσληφηεηα γηα ηα FSK ζήκαηα πηέδεη ην δηαρσξηζκφ ησλ ζπρλνηήησλ κεηαμχ δχν γεηηνληθψλ FSK ζπκβφισλ λα είλαη ηνπιάρηζηνλ ίζεο κε γηα γξήγνξε κεηαπήδεζε θαη γηα αξγή. Δπνκέλσο, ν ειάρηζηνο δηαρσξηζκφο κεηαμχ δηαδνρηθψλ ζπρλνηήησλ κεηαπήδεζεο είλαη γηα γξήγνξε κεηαπήδεζε θαη γηα ηελ αξγή. ηε πιεπξά ηνπ FHSS δέθηε, ε πξνηεξαηφηεηα είλαη ε αλαγέλλεζε κηα ςεπδνηπραίαο αθνινπζίαο ε νπνία νθείιεη λα είλαη ε ίδηα κε απηή πνπ παξάρζεθε ζηελ πιεπξά ηνπ πνκπνχ θαη βάζε ηεο νπνίαο επεηεχρζε ε δηακφξθσζε ηνπ ζήκαηνο ζε πςειή ζπρλφηεηα. Απηή ε αθξηβήο αλαγέλλεζε ηεο αθνινπζίαο νδεγεί ζε αζθαιή απνδηακφξθσζε. Χζηφζν, είλαη ζεκαληηθφ λα ζεκεηψζνπκε φηη πξέπεη λα αθνινπζήζεη θαη κηα δεχηεξε απνδηακφξθσζε. Με απηφ ηνλ ηξφπν, ην επαλαθηεκέλν ζήκα έρεη κηα απφ ηηο M πηζαλέο ζπρλφηεηεο ηεο ηηκήο ησλ b[n] ζε θάζε πεξίνδνt b.[2] ύγκριςη μεταξύ DSSS και FHSS Ζ ζχγθξηζε κπνξεί λα επηηεπρζεί κειεηψληαο δηαθνξεηηθέο παξακέηξνπο αμηνιφγεζεο, φπσο ε κείσζε ηεο ππθλφηεηαο θάζκαηνο, ε επαηζζεζία ζηηο παξεκβνιέο, ρσξεηηθφηεηα, θ.α. Ζ επηινγή ηνπ ηδαληθνχ ζρήκαηνο, ζχκθσλα κε ηηο αλάγθεο ηνπ ζπζηήκαηνο, εμαξηάηαη απφ παξακέηξνπο πνπ είλαη γξακκηθψο ή αληηζηξφθσο αλάινγεο ε κηα κε ηηο άιιεο. Σφζν ε DSSS φζν θαη ε FHSS κεηψλνπλ ηελ ππθλφηεηα θάζκαηνο ηνπ ζήκαηνο. Ο ηξφπνο πνπ ην πινπνηνχλ είλαη απφ ηε βάζε ηνπ. Γηα ηελ πινπνίεζε ελφο ηδαληθνχ ζπζηήκαηνο, νη επηδηψμεηο είλαη ε κείσζε ηφζν ηεο θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο φζν θαη ηεο κεηαδηδφκελεο ηζρχνο, έηζη ψζηε λα απνθεχγνληαη νη παξεκβνιέο ζε άιινπο ρξήζηεο ηνπ θάζκαηνο. Ζ ηερληθή DSSS νδεγεί ζε εμάπισζε ηεο ελέξγεηαο ηνπ ζήκαηνο κε θαηάηκεζε ηεο θάζεο ηνπ, πξνθεηκέλνπ ην ζήκα λα είλαη ζπλερέο γηα κηθξά ρξνληθά δηαζηήκαηα. Δπνκέλσο, αληί λα παξαηεξείηαη ζπζζψξεπζε ηεο κεηαδηδφκελεο ελέξγεηαο ζην εχξνο δψλεο δεδνκέλσλ, δηακνηξάδεηαη ζην θαηαηκεκέλν εχξνο δψλεο. Ζ ζπλνιηθή ελέξγεηα είλαη ε ίδηα, αιιά ε θαζκαηηθή ππθλφηεηα κεηψλεηαη αηζζεηά. Βεβαίσο, γίλεηαη ρξήζε πεξηζζφηεξσλ θαλαιηψλ απφ πξηλ. Αλ ην δηαζπαξκέλν ζήκα έρεη κηθξφηεξε ηζρχ απφ ην ζφξπβν, ηφηε ην ζήκα δελ ζα εληνπηζηεί. Σα παξαδνζηαθά FHSS ζήκαηα, κεηψλνπλ κφλν ην κέζν φξν ηεο θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο ηζρχνο, κεηαπεδψληαο ζε πνιιά θαλάιηα. Χζηφζν, θαηά ηε δηάξθεηα κηαο κεηαπήδεζεο, έλα FHSS ζήκα παξνπζηάδεηαη σο έλα ζήκα ζηελήο δψλεο, κε πςειή θαζκαηηθή ππθλφηεηα ηζρχνο. Ζ επαηζζεζία ζηηο παξεκβνιέο είλαη κηα αθφκε παξάκεηξνο αμηνιφγεζεο. ηνπο DSSS δέθηεο, ε δηαδηθαζία ηεο ζπκπίεζεο ηνπ θάζκαηνο πξαγκαηνπνηείηαη κε ηνλ 200

201 πνιιαπιαζηαζκφ ηνπ ιακβαλφκελνπ ζήκαηνο κε έλα ηνπηθφ αληίγξαθν ηνπ θψδηθα εμάπισζεο. Απηφ ζπζρεηίδεηαη κε ηελ ψζεζε ηνπ ζήκαηνο πίζσ ζην εχξνο δψλεο ηεο πιεξνθνξίαο, ελψ παξάιιεια επηηπγράλεηαη ε θαζκαηηθή εμάπισζε φισλ ησλ αζπζρέηηζησλ ζεκάησλ. Μεηά ην θηιηξάξηζκα ηνπ ζπκπηεζκέλνπ πιένλ ζήκαηνο ζην εχξνο δψλεο δεδνκέλσλ, ην κεγαιχηεξν ηκήκα ηνπ ζνξχβνπ βξίζθεηαη εθηφο απηνχ ηνπ ζηελνχ εχξνπο δψλεο θαη έηζη απνξξίπηεηαη.[2] Σν FHSS ζήκα είλαη επέιηθην θαη δελ ρξεζηκνπνηεί κηα ζπρλφηεηα γηα κεγάιν ρξνληθφ δηάζηεκα. ηαλ επηιέμεη ηε ρξήζε κηαο ζπρλφηεηαο ζηελ νπνία παξνπζηάδνληαη πνιιέο παξεκβνιέο, ην επηζπκεηφ ζήκα ράλεηαη. ε έλα ζχζηεκα πνπ βαζίδεηαη ζηε κεηαγσγή παθέηνπ, απηφ νδεγεί ζε αλακεηάδνζε, ζπλήζσο ζε έλα πην θαζαξφ απφ παξεκβνιέο δίαπιν. ε έλα αξθεηά γξήγνξν ζχζηεκα FHSS, ε πνζφηεηα ηνπ ρακέλνπ ζήκαηνο κπνξεί λα επαλαθηεζεί κέζσ ηεο ηερληθήο FEC. Απφ απηά πνπ αλαθέξζεθαλ αλσηέξσ, είλαη εκθαλέο φηη ε ηερληθή DSSS ππεξέρεη ηεο FHSS ηερληθήο.[2] 7.5 ύγκριςη τεχνικών διαμόρφωςησ για ςυςτόματα PLC OFDM Spread Spectrum Techniques (FH θαη DS) Φαζκαηηθή απόδνζε θαιή ρακειή Αλζεθηηθόηεηα ελάληηα ζηηο δηαηαξαρέο ηνπ θαλαιηνύ Αλζεθηηθόηεηα ελάληηα ζηνλ θξνπζηηθό ζόξπβν Πξνζαξκνζηηθόηεηα ζηηο αιιαγέο ηνπ θαλαιηνύ εμαηξεηηθή ηθαλνπνηεηηθή εμαηξεηηθή ρακειή ηθαλνπνηεηηθή ηθαλνπνηεηηθή Αληηκεηώπηζε EMC θαιή Καιή-εμαηξεηηθή Κόζηνο εμνπιηζκνύ ηθαλνπνηεηηθφ ρακειφ Ζ επηινγή ησλ θαηάιιεισλ ηερληθψλ δηακφξθσζεο γηα ηα δίθηπα PLC είλαη απνηέιεζκα πνιπάξηζκσλ εξεπλψλ. Οη δχν βαζηθέο ηερληθέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη ε OFDM θαη ε spread spectrum (DSSS). Γηα ηελ απνθπγή έληνλεο εμαζζέληζεο ηνπ OFDM ζήκαηνο ζην θαλάιη, πνπ κεξηθψο πξνθαιείηαη απφ ηελ επηιεθηηθή σο πξνο ηελ ζπρλφηεηα εμαζζέληζε, έρεη πξνηαζεί κηα κέζνδνο γηα έιεγρν ηεο ηζρχνο ησλ ππνθεξφλησλ. Απηή ε ιχζε αλαθέξεηαη ζηνλ έιεγρν ηεο ηζρχνο θάζε ππνθέξνληνο ηνπ OFDM ζήκαηνο κε ζηφρν ηελ κεγηζηνπνίεζε ηνπ κέζνπ SNR θάζε ππνθέξνληνο πνπ κεηαδίδεηαη. Ζ πινπνίεζε πξέπεη λα είλαη ειαζηηθή ψζηε λα κελ απμάλεηαη ε ζπλνιηθή ηζρχο ηεο εθπνκπήο. Σν βαζηθφ κεηνλέθηεκα ηεο ηερληθήο απισκέλνπ θάζκαηνο είλαη φηη πεηπραίλεη κηθξφηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, 201

202 ζπγθξηηηθά κε ηελ OFDM ηερληθή. Ζ OFDM ηερληθή εθηφο απφ ηνπο πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο παξέρεη ηθαλνπνηεηηθή αλζεθηηθφηεηα ζηηο δηαηαξαρέο ηνπ θαλαιηνχ, κηα ειαζηηθφηεηα κε ηελ επηινγή θαη ηελ απφξξηςε ζπγθεθξηκέλσλ θαλαιηψλ θαη ηελ βέιηηζηε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ θαλαιηνχ. Χζηφζν, ε ηερληθή απισκέλνπ θάζκαηνο πιενλεθηεί σο πξνο ηελ ζπκκφξθσζε ζηελ ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα, αθνχ εθπέκπεη ρακειφ ειεθηξνκαγλεηηθφ πεδίν ζην πεξηβάιινλ. Μία γξήγνξε ζχγθξηζε ηνπ OFDM κε άιιεο ππάξρνπζεο κεζφδνπο δηακφξθσζεο θαλεξψλεη ηελ ππεξνρή ηεο κεζφδνπ γηα ρξήζε ηεο ζε επηθνηλσλίεο γξακκψλ ελέξγεηαο. H OFDM επηηπγράλεη πνιχ θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ηνπ δηαζέζηκνπ θάζκαηνο ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα εμαπισκέλνπ θάζκαηνο. H OFDM επηηξέπεη ηδηαίηεξα ειαζηηθή δηαλνκή θαη ρξήζε ελφο ζπγθεθξηκέλνπ εχξνπο θάζκαηνο. Δπηπξφζζεηα, ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο κέζα ζηε δψλε ζπρλνηήησλ κπνξνχλ λα θαηαζηαινχλ, ψζηε λα απνηξαπνχλ ελδερφκελεο παξεκβνιέο κε άιια ζπζηήκαηα. Με ηελ OFDM είλαη δπλαηφ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ δχν ή πεξηζζφηεξεο κε ζπλερφκελεο δψλεο ζπρλνηήησλ γηα ηε κεηάδνζε κίαο θαη κφλν ξνήο δεδνκέλσλ.[6] Κάζε θέξνλ κπνξεί λα δηακνξθσζεί αλεμάξηεηα απφ ηα ππφινηπα, κε δηαθνξεηηθέο κεζφδνπο δηακφξθσζεο, εάλ ρξεηάδεηαη. Σππηθά παξαδείγκαηα δηακφξθσζεο θέξνληνο απνηεινχλ νη FSK, PSK θαη QAM κε δηαθνξεηηθφ πιήζνο απφ bits γηα θάζε θέξνλ. Με απηφλ ηνλ ηξφπν ν ιφγνο ζήκαηνο πξνο ζφξπβν κπνξεί λα νξηζηεί βέιηηζηνο γηα θάζε θέξνλ. Ζ OFDM είλαη αμηνζεκείσηα πην εχξσζηε σο πξνο ηελ αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ θαη ηηο θαζπζηεξήζεηο πνπ πξνθαινχληαη θαηά ηε κεηάδνζε ζην θαλάιη ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα ζηελήο δψλεο. Απηφ νθείιεηαη θπξίσο ζην γεγνλφο φηη ε παξάιιειε κεηάδνζε ζε πνιιαπιά θέξνληα νδεγεί ζε κεγαιχηεξεο δηάξθεηαο ζχκβνια. Δπηπιένλ, ε αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ κπνξεί ηειείσο λα εθκεδεληζηεί εηζάγνληαο δηαζηήκαηα αζθαιείαο (Guard Intervals) ή θπθιηθά πξνζέκαηα (Cyclic Prefixes) αλάκεζα ζηα ζχκβνια. Ζ OFDM είλαη πην αλζεθηηθή ζηελ παξνπζία ζνξχβνπ ζηελήο δψλεο, επεηδή ηέηνηεο παξεκβνιέο ζπλήζσο θαηαζηξέθνπλ έλα κφλν θέξνλ. Έηζη κε θαηάιιεινπο θψδηθεο δηφξζσζεο ιαζψλ ηα θαηεζηξακκέλα bits κπνξνχλ ζεσξεηηθά λα αλαθηεζνχλ. ε ζπλδπαζκφ κε έλαλ θαιά ζρεδηαζκέλν δηαθπιισηή (interleaver) θαη έλα forward error correction ζρήκα θσδηθνπνίεζεο, ην OFDM κπνξεί λα αληεπεμέιζεη νπζηαζηηθά απέλαληη ζηνλ θξνπζηηθφ ζφξπβν (impulsive noise). Παξά ηα πνιιαπιά πιενλεθηήκαηα γηα ηε ρξήζε ηνπ OFDM ζε ζπζηήκαηα κε γξακκέο ελέξγεηαο, ππάξρνπλ θαη θάπνηα κεηνλεθηήκαηά ηα νπνία νθείινπκε λα επηζεκάλνπκε. 202

203 Ζ κέγηζηε ηζρχο πνπ απαηηείηαη γηα κεγάιν αξηζκφ θεξφλησλ είλαη πεξίπνπ 10 db κεγαιχηεξε απφ έλα ζχζηεκα κνλνχ θέξνληνο. κσο, ππάξρνπλ ήδε γλσζηέο κέζνδνη γηα ηε κείσζε απηήο ηεο ηηκήο ηεο κέγηζηεο ηζρχνο ελφο OFDM ζπζηήκαηνο ρσξίο λα επεξεάδεηαη ε απφδνζή ηνπ. Ζ πνιππινθφηεηα ελφο δέθηε OFDM είλαη αηζζεηά κεγαιχηεξε απφ έλαλ απιφ δέθηε FSK αιιά ηα πιενλεθηήκαηα, πνπ αλαθέξζεθαλ πξνεγνπκέλσο, δηθαηνινγνχλ ηελ επηινγή ηνπ. Τπάξρνπλ δέθηεο πινπνηεκέλνη κε FFT (Fast Fourier Transform) πνπ ε πνιππινθφηεηα ηνπο είλαη ζρεδφλ αλάινγε ηνπ αξηζκνχ ησλ θεξφλησλ Ν θαη ζπγθεθξηκέλα Ν log2 Ν. Καζψο έλαο απνδηακνξθσηήο OFDM εθηειεί επεμεξγαζία ζε επίπεδν blocks εκθαλίδεηαη κία εγγελήο θαζπζηέξεζε. Πάλησο γηα ηηο ηππηθέο εθαξκνγέο επηθνηλσληψλ ζε γξακκέο ελέξγεηαο απηή ε θαζπζηέξεζε είλαη ακειεηέα.[6] 7.6 Διαχεύριςη φαλμϊτων Σα PLC δίθηπν ιεηηνπξγνχλ κε έλα ζήκα ηζρχνο ην νπνίν πξέπεη λα είλαη θάησ απφ έλα φξην θαζνξηζκέλν απφ δηεζλείο θαλνληζκνχο. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, ην επίπεδν ζήκαηνο πξέπεη λα δηαηεξεί εθηθηή ηε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Απηφ ζεκαίλεη φηη πξέπεη λα ππάξρεη έλα ζπγθεθξηκέλν επίπεδν SNR, ην νπνίν επηηξέπεη ηελ πξαγκαηνπνίεζε ησλ επηθνηλσληψλ. Απφ ηε ζηηγκή πνπ ην SNR κπνξεί λα απνηξέςεη ηηο δηαηαξαρέο ζην δίθηπν, νη κεραληζκνί δηαρείξηζεο ζθάικαηνο δελ ρξεηάδεηαη λα δξάζνπλ. Πεξηζζφηεξεο δπζθνιίεο ζηα PLC ζπζηήκαηα δεκηνπξγνχληαη κε ηελ επηβνιή ηνπ θξνπζηηθνχ ζνξχβνπ ν νπνίνο έρεη κεγαιχηεξε ηζρχ απφ ηνλ ζφξπβν πεξηβάιινληνο. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ην SNR δελ είλαη αξθεηφ γηα λα μεπεξάζεη ηηο δηαηαξαρέο θαη ηα απνηειέζκαηα ησλ εζθαικέλσλ κεηαδφζεσλ. Αλ ε δηάξθεηα ηεο δηαηαξαρήο είλαη κηθξή ην θπζηθφ ζηξψκα κπνξεί θαηάιιεια λα αληηκεησπίζεη ην απνηέιεζκα ηέηνηνπ ζνξχβνπ. Αληηζέησο, αλ νη παικνί ηεο δηαηαξαρήο έρνπλ κεγαιχηεξε δηάξθεηα, απαηηνχληαη πεξηζζφηεξνη κεραληζκνί δηαρείξηζεο ζθαικάησλ: κεραληζκνί γηα ηελ δηφξζσζε ησλ ιαζψλ θαη κεραληζκνί αλακεηάδνζεο γηα κηθξέο πεξηφδνπο δηαηαξαρψλ θαη κεραληζκνί αλαθαηαλνκήο ηεο ρσξεηηθφηεηαο γηα καθξνπξφζεζκεο δηαηαξαρέο. [2] ε πνιιά ζπζηήκαηα, o Forward Error Correction (FEC) θαη νη κεραληζκνί δηαθχιισζεο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ αληηκεηψπηζε ησλ δηαηαξαρψλ. Έηζη, ην ζχζηεκα θαζίζηαηαη ηθαλφ λα δηαρεηξηζηεί ηέηνηνπ είδνπο θαηαζηάζεηο δηνξζψλνληαο ηα εζθαικέλα bits ησλ παθέησλ δεδνκέλσλ. Ζ ρξήζε ησλ κεραληζκψλ FEC απμάλνπλ ηα έμνδα θαηαιακβάλνληαο έλα θνκκάηη ηεο ηθαλφηεηαο κεηάδνζεο ηνπ δηθηχνπ. Οη ζπγθεθξηκέλνη κέζνδνη FEC πνπ απαηηνχληαη απφ ηα PLC δίθηπα είλαη αληηθείκελν πξφζθαησλ θαη κειινληηθψλ εξεπλψλ. Αλ θαη νη FEC κεραληζκνί είλαη απνηειεζκαηηθνί, δελ κεδελίδεηαη ε πηζαλφηεηα ηα κεηαδηδφκελα δεδνκέλα λα έρνπλ αθφκα ζθάικαηα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ηα εζθαικέλα δεδνκέλα ζα 203

204 αλακεηαδνζνχλ απφ έλαλ ARQ (Automatic Repeat request) κεραληζκφ. Ζ ρξεζηκνπνίεζε απηνχ ηνπ κεραληζκνχ κπνξεί λα κεηψζεη ηελ πηζαλφηεηα ζθάικαηνο ζε αθφκα πην ρακειά επίπεδα, ε νπνία πιένλ κπνξεί κφλν λα πεξηνξηζηεί απφ ηελ παξακέλνπζα πηζαλφηεηα ζθάικαηνο ηνπ θψδηθα CRC (Cyclic Redundancy Check) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα αλαγλψξηζε ζθαικάησλ. Άιια ζπζηήκαηα ρξεζηκνπνηνχλ ην πβξηδηθφ ARQ/FEC κεραληζκφ, πνπ είλαη έλαο ζπλδπαζκφο ησλ δχν ηερληθψλ, ιχζε πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζηα PLC ζπζηήκαηα. Ζ ηερληθή ARQ είλαη απνηειεζκαηηθή ζε κεηαδφζεηο πνπ δελ ζέινπλ εγγπήζεηο θαζπζηέξεζεο. ε θάπνηεο πεξηπηψζεηο φπσο είλαη ε ηειεθσλία ν ARQ κεραληζκφο πξνζζέηεη κηα επηπιένλ θαζπζηέξεζε πνπ δελ είλαη απνδεθηή. Οη ARQ κεραληζκνί κπνξνχλ λα αληηκεησπίζνπλ ζε ζρεηηθά κηθξή ρξνληθή δηάξθεηα ηηο δηαηαξαρέο νη νπνίεο ζπκβαίλνπλ ζε κία ή πεξηζζφηεξεο κνλάδεο δεδνκέλσλ. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, νη δηαηαξαρέο πνπ δηαξθνχλ πεξηζζφηεξν θάλνπλ έλα ή πεξηζζφηεξα θαλάιηα κε δηαζέζηκα γηα έλα κεγαιχηεξν δηάζηεκα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ν ARQ κεραληζκφο ζα κεηαδίδεη ζπλερψο ηα δεδνκέλα θάλνληαο αλαπνηειεζκαηηθή ηελ κεηάδνζε. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ηα δηαηαξαγκέλα γηα κεγάιν ρξνληθφ δηάζηεκα θαλάιηα δελ πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχληαη κέρξη ηελ εμάιεηςε ηεο δηαηαξαρήο. Αλ έλα ηέηνην θαλάιη ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηε κεηάδνζε, θξίλεηαη αλαγθαία ε αλαθαηαλνκή θαλαιηψλ (channel reallocation) ψζηε λα ε ζχλδεζε λα ζπλερίζεη επηηπρψο ρξεζηκνπνηψληαο άιια ειεχζεξα θαλάιηα. Ζ πηζαλφηεηα ηεο εθαξκνγήο ή ηεο αλαθαηαλνκήο ησλ κεραληζκψλ πξέπεη επίζεο λα ζπκπεξηιεθζεί ζηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ζηξψκαηνο MAC. [2] 7.7 Forward Error Correction Ζ Forward Error Correction (FEC) είλαη κηα επξέσο ρξεζηκνπνηνχκελε κέζνδνο γηα ηελ βειηίσζε ηεο πνηφηεηαο ζχλδεζεο ζε ςεθηαθά ηειεπηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα θαη απνζεθεπηηθά ζπζηήκαηα. Ζ ιέμε «forward» ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ έθθξαζε «δηφξζσζε ιάζνπο» ζεκαίλεη ηελ δηφξζσζε ησλ ζθαικάησλ ζηε κεηάδνζε ζηελ πιεπξά ηνπ ιήπηε ρσξίο λα ρξεηάδνληαη επηπιένλ πιεξνθνξίεο απφ ηνλ πνκπφ. Ζ βαζηθή ηδέα ηνπ FEC είλαη ε πξνζζήθε πιενλάδνπζαο πιεξνθνξίαο ζην κεηαδηδφκελν ζήκα, ην νπνίν κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί απφ ηνλ δέθηε γηα ηελ δηφξζσζε ησλ ζθαικάησλ πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηε δηαηαξαρή θαη ην ζφξπβν ζην θαλάιη. Έηζη ινηπφλ ν θψδηθαο δηφξζσζεο FEC ραξαθηεξίδεηαη σο θψδηθαο δηφξζσζεο θαλαιηνχ. Ο Shannon πεξηγξάθεη ην καζεκαηηθφ κνληέιν, φπνπ θάζε θαλάιη κεηάδνζεο έρεη ζεσξεηηθά κία κέγηζηε ρσξεηηθφηεηα, ε νπνία εμαξηάηαη απφ ην εχξνο δψλεο θαη ην SNR (ζρέζε 11). Ζ ρσξεηηθφηεηα ησλ ζπζηεκάησλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη κηθξφηεξε απφ ηελ αληίζηνηρε ζεσξεηηθή ηηκή. Γηα ην ιφγν απηφ, ε ρξήζε θαηάιιεισλ θσδηθψλ γίλεηαη γηα λα είλαη ε βειηίσζε ηνπ εχξνπο δψλεο. Γηα ην ζεψξεκα Shannon ηζρχεη: 204

205 φπνπ ην Β αλαπαξηζηά ην εχξνο δψλεο ηνπ θαλαιηνχ, N 0 ηε θαζκαηηθή ππθλφηεηα ηνπ ζνξχβνπ, P ηε κεηαδηδφκελε ηζρχ θαη R ην ξπζκφ κεηάδνζεο ζε bps. Ζ ζρέζε (11) δηακνξθψλεηαη ζηε ζρέζε (12) ζπλαξηήζεη ηνπ ιφγνπ R/B γηα λα δψζεη ην ειάρηζην E b /N 0 πνπ απαηηείηαη γηα αμηφπηζηε επηθνηλσλία. (11) Ζ ειάρηζηε ηηκή γηα ην E b /N 0 ιακβάλεηαη φηαλ ην R/B, ην νπνίν θαιείηαη απφδνζε εχξνπο δψλεο, πιεζηάδεη ην κεδέλ. Απηφ παξέρεη έλα κηθξφηεξν φξην γηα ην E b /N 0 θάησ απφ ην νπνίν δελ είλαη δπλαηφλ λα έρνπκε αμηφπηζηε επηθνηλσλία. Απηφ νλνκάδεηαη φξην Shannon. Δηθόλα 134:Κύξηεο θαηεγνξίεο FEC, block θαη ζπλειηθηηθνί θώδηθεο. [2] Οη θψδηθεο απηνί ρσξίδεηαη ζε block θαη ζπλειηθηηθνχο θψδηθεο. Οη block θψδηθεο πξνζζέηνπλ έλα ζηαζεξφ αξηζκφ απφ bits ηζνηηκίαο ζε έλα ηκήκα πιεξνθνξίαο ησλ νπνίσλ ην κήθνο είλαη ζηαζεξφ. Οη ζπλειηθηηθνί θψδηθεο δεκηνπξγνχλ κηα ηξνπνπνηεκέλε έμνδν δεδνκέλσλ πνπ έρεη κεγαιχηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο απφ ηελ ξνή εηζφδνπ. Οη δηάθνξνη θψδηθεο έρνπλ δηαθνξεηηθέο ηδηφηεηεο αλαθνξηθά κε ηελ εθηέιεζε, ηελ απφδνζε θαη ηελ πνιππινθφηεηα ηνπο. ινη νη θψδηθεο πξέπεη λα ηθαλνπνηνχλ ηηο παξαθάησ πξνυπνζέζεηο: Πξέπεη λα έρνπλ πςειφ ξπζκφ ψζηε λα κεγηζηνπνηνχλ ηελ ξπζκαπφδνζε (throughput). Πξέπεη λα έρνπλ πςειή απφδνζε δηφξζσζεο ζθαικάησλ ζηνλ επηζπκεηφ SNR γηα λα ειαρηζηνπνηνχλ ηελ ηζρχ κεηάδνζεο πνπ ρξεηάδεηαη ε κεηάδνζε. Πξέπεη λα έρνπλ ρακειή πνιππινθφηεηα γηα λα κεηψζνπλ ην κέγεζνο θαη ην θφζηνο ησλ δεθηψλ. 205

206 Πξέπεη λα εηζάγνπλ πνιχ ρακειή θαζπζηέξεζε, ψζηε λα κελ είλαη αηζζεηή ε πηψζε ηεο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ εηδηθά ζε ππεξεζίεο θσλήο. [2] 7.8 Μηχανιςμού ARQ Ο κεραληζκφο ARQ παξέρεη κία δηαδηθαζία εληνπηζκνχ ιαζψλ ζηε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο απφ ηνλ πνκπφ πξνο ην δέθηε. Αληί γηα ηε δηφξζσζε ηνπ ιαλζαζκέλνπ ζήκαηνο, ην ζήκα απηφ αλακεηαδίδεηαη απηφκαηα γεγνλφο πνπ επηκεθχλεη ηνλ ρξφλν πνπ απαηηείηαη γηα ηελ επηηπρή κεηάδνζε ηνπ. Ο δέθηεο επηβεβαηψλεη θάζε επηηπρεκέλα κεηαδνκέλν παθέην κεηαδίδνληαο έλα παθέην ACK ην νπνίν θέξεη ην αθνινπζηαθφ αξηζκφ ηνπ παθέηνπ πνπ επηβεβαηψλεηαη. Μία απαίηεζε γηα αλακεηάδνζε ηνπ ιαλζαζκέλνπ παθέηνπ κπνξεί λα γίλεη απφ ηνλ δέθηε κε ηε ρξήζε ησλ παθέησλ αξλεηηθήο επηβεβαίσζεο NAK, φηαλ ην παθέην δελ έρεη ζηαιεί ζσζηά ή ιείπνπλ δεδνκέλα. Σν παθέην ACK κεηαδίδεηαη κέζσ ηνπ επνλνκαδφκελνπ αληίζηξνθνπ θαλαιηνχ, ην νπνίν ρξεζηκνπνηείηαη επίζεο γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζηελ αληίζεηε θαηεχζπλζε. πλήζσο, ην παθέην απηφ κεηαδίδεηαη καδί κε ηα παθέηα δεδνκέλσλ πνπ κεηαθέξνπλ ηελ πιεξνθνξία. Δίλαη πξνθαλέο φηη ην ARQ δε κπνξεί λα είλαη απνδεθηφ γηα ππεξεζίεο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ (real-time services) θαζψο νδεγεί ζε πνηθίιεο θαζπζηεξήζεηο (delays). Τπάξρνπλ νη αθφινπζεο ηξείο βαζηθέο θαηεγνξίεο ησλ ARQ κεραληζκψλ: Send-and-Wait: Κάζε παθέην πξέπεη λα επηβεβαησζεί απφ έλα παθέην ACK πξηλ κεηαδνζεί ην επφκελν. Σν παθέην πξέπεη λα κεηαδνζεί φηαλ ιεθζεί έλα παθέην ΝΑΚ. Go-back-N: Αθνχ ν δέθηεο έρεη ζηείιεη ην ζήκα φηη ην παθέην πεξηέρεη ιάζε, πνκπφο πξέπεη λα κεηαδψζεη θαη πάιη φια ηα παθέηα γηα ηα νπνία δελ έρεη ζηαιεί αθφκα ζήκα. Selective-Reject: Αθνχ ιεθζεί έλα παθέην NAK, ν πνκπφο κεηαδίδεη μαλά κφλν ην παθέην κε ηα ιάζε. ια ηα παθέηα ηα νπνία έρνπλ ιεθζεί θαη δελ πεξηέρνπλ ιάζε δε ρξεηάδεηαη λα κεηαδνζνχλ μαλά. Ζ νξζφηεηα ησλ παθέησλ απνδεηθλχεηαη ζηελ πιεπξά ηνπ δέθηε κε ηε ρξήζε ηνπ θψδηθα CRC ζε θάζε παθέην. Γηα λα εμαζθαιίζνπκε ηελ πξαγκαηνπνίεζε ησλ κεραληζκψλ ARQ, ηα κεηαδηδφκελα παθέηα πξέπεη λα αξηζκνχληαη. Με απηφλ ηνλ ηξφπν, ε ζεηξά ησλ παθέησλ κπνξεί πάληα λα ειέγρεηαη απφ ηνπο ζηαζκνχο ιήςεο θαη εθπνκπήο.[2] 206

207 ΚΕΥΑΛΑΙΟ 8: ΣΡΑΣΗΓΙΚΕ ΠΟΛΛΑΠΛΗ ΠΡΟΒΑΗ ΓΙΑ OFDM Οη ζηξαηεγηθέο πνιιαπιήο πξφζβαζεο ζηνρεχνπλ, γεληθά, ζηελ παξνρή νξζνγψλησλ (κε αιιεινπαξεκβαιιφκελσλ) θαλαιηψλ επηθνηλσλίαο γηα θάζε ελεξγή δεχμε. Ο πην ζπλεζηζκέλνο ηξφπνο θαηαλνκήο ησλ δηαζέζηκσλ πφξσλ ηνπ ζπζηήκαηνο ζηνπο δηάθνξνπο ρξεζηέο είλαη ε πνιππιεμία ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο, ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ θαη κε ρξήζε θσδίθσλ. ηελ πεξίπησζε ηεο πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε δηαίξεζε ζπρλνηήησλ (Frequency Division Multiple Access FDMA), θάζε ρξήζηεο ιακβάλεη έλα ζπγθεθξηκέλν εχξνο δψλεο θαη θνξέα ζπρλφηεηαο. ηελ πνιιαπιή πξφζβαζε κε δηαίξεζε ρξφλνπ (Time Division Multiple Access TDMA), ζε θάζε ρξήζηε δίλεηαη κία ζπγθεθξηκέλε ρξνλνζπξίδα (timeslot) είηε χζηεξα απφ απαίηεζε είηε κε ζηαζεξή θπθιηθή ελαιιαγή αλάκεζα ζηνπο ρξήζηεο. Σα ζπζηήκαηα πνπ θάλνπλ ρξήζε πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε δηαίξεζε θσδίθσλ (Code Division Multiple Access - CDMA) επηηξέπνπλ ζηνπο ρξήζηεο λα κνηξάδνληαη κεηαμχ ηνπο ηφζν ην εχξνο δψλεο φζν θαη ηηο ρξνλνζπξίδεο θαη βαζίδνληαη ζηελ νξζνγσληφηεηα ησλ δπαδηθψλ θσδίθσλ γηα ηνλ δηαρσξηζκφ ησλ ρξεζηψλ. Γεληθά, φια ηα ζπζηήκαηα CDMA, αθφκα θαη απηά πνπ ρξεζηκνπνηνχλ κε νξζνγψληα CDMA, επηηξέπνπλ ζηνπο ρξήζηεο ηνπ ζπζηήκαηνο λα κνηξάδνληαη ηνπο ζπλνιηθνχο πφξνπο ηφζν ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο φζν θαη ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ [4]. Οη ηερληθέο πξφζβαζεο TDMA, FDMA θαη νξζνγψληα CDMA πεηπραίλνπλ ηελ ίδηα ρσξεηηθφηεηα ζε έλα θαλάιη πξνζζεηηθνχ ζνξχβνπ, θαζψο απηέο κπνξνχλ λα ζρεδηαζηνχλ κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα δηαζέηνπλ ηνλ ίδην αξηζκφ νξζνγψλησλ πφξσλ ζε δεδνκέλν εχξνο δψλεο θαη ρξνληθή πεξίνδν. Γηα παξάδεηγκα, αο ππνζέζνπκε φηη απαηηείηαη κηα κνλάδα εχξνπο δψλεο γηα ηελ απνζηνιή ελφο ζήκαηνο απφ ην ρξήζηε θαη φηη νθηψ ηέηνηεο κνλάδεο είλαη δηαζέζηκεο. Οθηψ ρξήζηεο κπνξνχλ ηφηε λα ηθαλνπνηεζνχλ κε θάζε κία απφ ηηο ηξεηο παξαπάλσ ηερληθέο. ηελ ηερληθή FDMA, κπνξνχλ λα δεκηνπξγεζνχλ νθηψ νξζνγψληεο ζπρλφηεηεο, κία γηα θάζε ρξήζηε. ηελ ηερληθή TDMA θάζε ρξήζηεο ζα ρξεζηκνπνηεί θαη ηηο νθηψ νξζνγψληεο ζπρλφηεηεο, αιιά κπνξεί λα κεηαδψζεη κφλν ζην έλα φγδνν ηνπ ζπλνιηθνχ ρξφλνπ κεηάδνζεο. ηελ ηερληθή CDMA, θάζε ρξήζηεο ζα εθπέκπεη ζε φιεο ηηο δηαζέζηκεο ζπρλφηεηεο θαη γηα φιε ηε ρξνληθή δηάξθεηα, αιιά κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεί έλαλ κφλν απφ ηνπο νθηψ δηαζέζηκνπο θψδηθεο, ψζηε λα δηαζθαιίδεη φηη δε ζα ππάξρνπλ παξεκβνιέο κε ηνπο ππφινηπνπο επηά ρξήζηεο. ζνλ αθνξά ζηηο ηερληθέο πνιιαπιήο πξφζβαζεο, ε νξζνγσληφηεηα πνπ επηηπγράλνπλ δελ είλαη εθηθηή ζε «ππθλά» ζπζηήκαηα (dense systems). Οη ηερληθέο αλάζεζεο εγγπψληαη νξζνγσληφηεηα κφλν κεηαμχ ρξεζηψλ κέζα ζηελ ίδηα θπςέιε, αιιά ζε ρξήζηεο πνπ βξίζθνληαη ζε δηαθνξεηηθέο, πηζαλψο γεηηνληθέο, θπςέιεο είλαη 207

208 πηζαλφ λα αλαηεζεί θνηλή ρξνλνζπξίδα ή θέξνπζα ζπρλφηεηα πξνο κεηάδνζε θαη ιήςε. Δπηπιένλ, ε νξζνγσληφηεηα ραξαθηεξίδεηαη απφ αηειείο ηερληθέο δσλνπεξαηνχ θηιηξαξίζκαηνο (bandpass filtering), φπσο ζηελ πεξίπησζε ηεο FDMA, απφ ην θαηλφκελν ηεο πνιπφδεπζεο θαη απφ ηνλ αηειή ζπγρξνληζκφ (εηδηθά ζηηο ηερληθέο TDMA θαη CDMA). ηελ πξάμε, θάζε ηερληθή πνιιαπιήο πξφζβαζεο (FDMA, TDMA, CDMA) ραξαθηεξίδεηαη απφ πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηα. Έλα απφ ηα πην ζεκαληηθά νθέιε ηεο ηερληθήο πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε νξζνγψληα δηαίξεζε ζπρλφηεηαο (OFDMA) είλαη φηη πεξηιακβάλεη πνιιά απφ ηα θαιχηεξα ραξαθηεξηζηηθά φισλ ησλ ηερληθψλ [4]. 8.1 ύγκριςη τυχαύασ πρόςβαςησ και πολλαπλόσ πρόςβαςησ Πξηλ πεξηγξάςνπκε κε πεξηζζφηεξεο ιεπηνκέξεηεο ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν νη ηερληθέο TDMA, FDMA θαη CDMA κπνξνχλ λα πξνζαξκνζηνχλ ζηελ ηερληθή δηακφξθσζεο OFDM, είλαη ρξήζηκν λα αλαθέξνπκε κηα ελαιιαθηηθή ηερληθή ηπραίαο πξφζβαζεο: ηελ πνιιαπιή πξφζβαζε κε αλίρλεπζε θέξνπζαο (Carrier Sense Multiple Access - CSMA), πνπ ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ζε ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ πνπ κεηαδίδνπλ παθέηα πιεξνθνξίαο (packet based systems), κε πην γλσζηά ην Ethernet θαη ηα αζχξκαηα LAN, φπσο ην ηελ ηπραία πξφζβαζε νη ρξήζηεο αληαγσλίδνληαη γηα ην θαλάιη αληί λα δηαηίζεληαη ζε απηνχο θαζνξηζκέλνη πφξνη ηνπ ζπζηήκαηνο, φπσο ρξφλνο, ζπρλφηεηα ή θψδηθεο. Σερληθέο ηπραίαο πξφζβαζεο πνπ είλαη ηδηαίηεξα γλσζηέο είλαη ε ALOHA, ε slotted ALOHA θαη ε CSMA. ηελ ηερληθή ALOHA, νη ρξήζηεο εθπέκπνπλ παθέηα ζχκθσλα κε ηε ζέιεζε ηνπο, ρσξίο λα ιάβνπλ ππφςε ηηο πξνζέζεηο ησλ ππφινηπσλ ρξεζηψλ. ηαλ δελ επηβεβαηψλεηαη ε ιήςε ελφο παθέηνπ απφ ηνλ παξαιήπηε κέζα ζε έλα θαζνξηζκέλν ρξνληθφ δηάζηεκα, απηφ αλακεηαδίδεηαη απφ ηνλ απνζηνιέα. Φπζηθά, ε ζπγθεθξηκέλε ηερληθή δελ είλαη απνδνηηθή θαη επηθέξεη ζεκαληηθέο θαζπζηεξήζεηο αθνχ φζν κεγαιψλεη ε θίλεζε δεδνκέλσλ ζην δίθηπν, πνιιαπιαζηάδνληαη νη ζπγθξνχζεηο ησλ παθέησλ (collisions). Ζ ηερληθή slotted ALOHA απνηειεί βειηίσζε ηεο ALOHA, θαζψο νξίδεη κεηαδφζεηο παθέησλ ζε ζπγθεθξηκέλα ρξνληθά φξηα, γεγνλφο πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηε κείσζε ησλ ζπγθξνχζεσλ θαηά 50% [4]. Ζ ηερληθή CSMA βειηηψλεη αθφκα πεξηζζφηεξν ηηο ηερληθέο ALOHA θαη slotted ALOHA κέζσ ηεο αλίρλεπζεο θέξνπζαο. Οη ρξήζηεο, πξηλ αξρίζνπλ ηε κεηάδνζή ηνπο, «αθνχλ» ην θαλάιη ψζηε λα απνθεπρζνχλ εάλ είλαη εθηθηφ νη ζπγθξνχζεηο κε ηα παθέηα ησλ ππνινίπσλ ρξεζηψλ. Έρνπλ αλαπηπρζεί αξθεηνί αληαγσληζηηθνί αιγφξηζκνη γηα ηα ζπζηήκαηα CSMA. Έλαο απφ ηνπο πην γλσζηνχο είλαη ε ζπλάξηεζε θαηαλεκεκέλνπ ζπληνληζκνχ (Distributed Coordination Function DCF) ηνπ , φπνπ νη ρξήζηεο αλακέλνπλ γηα έλα ηπραίν ρξνληθφ δηάζηεκα αθνχ αληρλεπζεί φηη ην θαλάιη είλαη ειεχζεξν γηα κεηάδνζε, κε ζηφρν λα κεηψζνπλ ηελ πηζαλφηεηα ηαπηφρξνλεο εθπνκπήο παθέησλ απφ δχν ζηαζκνχο φηαλ ειεπζεξσζεί ην θαλάιη απφ κηα πξνεγνχκελε κεηάδνζε. Αλ θαη ε ζεσξεηηθή απφδνζε ηεο ηερληθήο 208

209 CSMA είλαη, ζπλήζσο, αλάκεζα ζην 60% θαη ζην 70%, ε απφδνζε, εκπεηξηθά, έρεη ππνινγηζηεί ζε ηηκέο θάησ ηνπ 50%, αθφκα θαη αλ ππάξρεη κφλν έλαο ρξήζηεο. Αλ θαη, ζπλήζσο, ε ηπραία πξφζβαζε αθνξά ηνλ αληαγσληζκφ ησλ ρξεζηψλ ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ, θάηη αλάινγν ζπκβαίλεη είηε ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο είηε φηαλ ρξεζηκνπνηνχκε θψδηθεο. Οη ρξήζηεο, δειαδή, κπνξνχλ λα ζπλαγσλίδνληαη γηα θέξνπζεο ζπρλφηεηεο ή γηα θψδηθεο. Χζηφζν, επεηδή ε ηπραία πξφζβαζε δελ είλαη επαξθήο, ηα ζπζηήκαηα πνπ έρνπλ εμειηρζεί αξθεηά ψζηε λα δηαζέηνπλ ζπξίδεο ζπρλφηεηαο θαη θσδίθσλ (frequency and code slots), πξνηηκνχλ ηελ πνιιαπιή πξφζβαζε έλαληη ηεο ηπραίαο. Δπνκέλσο, ηα ζπζηήκαηα CSMA κπνξνχλ, γεληθά, λα ζεσξεζνχλ σο κηα πεξίπησζε TDMA, ζηα νπνία είλαη αλεθηή θάπνηα αλαπνηειεζκαηηθφηεηα, εμαηηίαο ησλ ζπγθξνχζεσλ θαη ηνπ αληαγσληζκνχ, κε ζθνπφ λα επηηχρνπλ κία δηαδηθαζία απινχ δηακνηξαδφκελνπ θαλαιηνχ θαη απφθηεζεο, θαηά ηελ νπνία νη ρξήζηεο δεηνχλ πφξνπο κφλν φηαλ έρνπλ δεδνκέλα λα ζηείινπλ. ε απηφ ην ζεκείν πξέπεη λα επηζεκαλζεί φηη, αλ θαη νη ηερληθέο FDMA θαη TDMA είλαη ζαθψο πην απνδνηηθέο ζε ζρέζε κε ηελ πεξίπησζε ηεο CSMA, φηαλ φινη νη ρξήζηεο έρνπλ παθέηα λα ζηείινπλ, αρξεζηκνπνίεηεο ρξνλνζπξίδεο ζηελ TDMA ή ζπρλφηεηεο ζηελ FDMA κπνξνχλ λα πξνθαιέζνπλ ζεκαληηθή κείσζε ηεο απφδνζεο. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, πεξίπνπ ην κηζφ εχξνο δψλεο ζπαηαιηέηαη ζηα ζπζηήκαηα TDMA θαη FDMA γηα εθαξκνγέο θσλήο, γεγνλφο πνπ θαζηζηά ηελ ηερληθή CDMA πεξηζζφηεξν θαηάιιειε γηα ηε κεηάδνζε θσλήο. [4] 8.2 Πολλαπλό πρόςβαςη με διαύρεςη ςυχνότητασ (FDMA) Ζ ηερληθή FDMA κπνξεί λα πινπνηεζεί ζε ζπζηήκαηα OFDM απιά κε ηελ αλάζεζε ελφο ζπλφινπ ππνθνξέσλ ζε θάζε ρξήζηε. Ζ θαηαλνκή ησλ ππνθνξέσλ κπνξεί λα πινπνηεζεί κε πνιινχο ηξφπνπο. Ζ απινχζηεξε κέζνδνο είλαη ε ζηαηηθή θαηαλνκή (static allocation) ησλ ππνθνξέσλ ζε θάζε ρξήζηε, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 135. Γηα παξάδεηγκα, ζε έλα ζχζηεκα OFDM κε 64 ππνθνξείο, ν ρξήζηεο 1 ζα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεί ηνπο αξρηθνχο 16 (δειαδή ην ζχλνιν 1-16), ελψ νη ρξήζηεο 2, 3 θαη 4 ηα ζχλνια 17-32, θαη 49-64, αληίζηνηρα. Οη αλαζέζεηο ζηνπο ρξήζηεο πξαγκαηνπνηνχληαη κέζσ ελφο πνιππιέθηε (multiplexer) πξηλ ηνλ αληίζηξνθν ηαρχ κεηαζρεκαηηζκφ Fourier (IFFT). Φπζηθά, κπνξνχλ λα ππάξμνπλ άληζεο θαηαλνκέο, κε ηνπο ρξήζηεο πςεινχ ξπζκνχ κεηάδνζεο λα ιακβάλνπλ κεγαιχηεξν αξηζκφ ππνθνξέσλ ζε ζρέζε κε ρξήζηεο κηθξφηεξνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο. Μηα βειηίσζε ηεο ζηαηηθήο θαηαλνκήο είλαη ε δπλακηθή αλάζεζε ππνθνξέσλ πνπ βαζίδεηαη ζηε θαηάζηαζε ηνπ θαλαιηνχ. Γηα παξάδεηγκα, ιφγσ ησλ δηαιείςεσλ επηιεθηηθήο ζπρλφηεηαο (frequency selectivity) ν ρξήζηεο 1 κπνξεί λα έρεη θαιέο ζπλζήθεο κεηάδνζεο ζηνπο ππνθνξείο 33-48, ελψ ν ρξήζηεο 3 ζηνπο ππνθνξείο 1-16 αληίζηνηρα. Δίλαη πξνθαλέο φηη ζα είλαη ακνηβαία σθέιηκν γηα ηνπο δχν απηνχο ρξήζηεο λα αληαιιάμνπλ ηηο ζηαηηθέο αλαζέζεηο πνπ ηνπο δφζεθαλ πξνεγνπκέλσο.[4] 209

210 Δηθόλα 135: FDMA. [4] 8.3 Πολλαπλό Πρόςβαςη με Διαύρεςη Χρόνου (TDMA) Round Robin Ζ ηερληθή TDMA, φπσο θαη ε FDMA, έρεη ηε δπλαηφηεηα λα δηαρεηξηζηεί πνιινχο ρξήζηεο. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, ζε ζπζηήκαηα φπσο ην WiMAX ρξεζηκνπνηνχληαη ηαπηφρξνλα νη ηερληθέο FDMA θαη TDMA (εηθφλα 136), θαζψο κε απηφλ ηνλ ηξφπν κπνξεί λα ππνζηεξηρζεί κεγαιχηεξνο αξηζκφο ρξεζηψλ ζην ζχζηεκα ζε ζρέζε κε ηνλ αξηζκφ πνπ κπνξεί λα εμππεξεηεζεί απφ κφλν έλα ζχκβνιν OFDM. Δπηπιένλ, δεδνκέλνπ φηη νη ρξήζηεο ζπρλά δελ έρνπλ δεδνκέλα πξνο απνζηνιή, είλαη ζεκαληηθή ε ρξήζε δπλακηθήο θαηαλνκήο ησλ ππνθνξέσλ κε ζηφρν ηε κείσζε ηεο ζπαηάιεο ησλ πφξσλ θαη ηε βειηίσζε ηεο απφδνζεο. Ζ ζηαηηθή TDMA (εηθφλα 135) είλαη θαηάιιειε γηα εθαξκνγέο ζπλερνχο ξνήο δεδνκέλσλ (εθαξκνγέο κε κεηαγσγή θπιψκαηνο circuit switched applications), φπσο εθαξκνγέο θσλήο θαη ξνήο βίληεν (video streaming). Γεληθά, φκσο, έλα ζχζηεκα WiMAX βαζίδεηαη ζηε κεηάδνζε παθέησλ θαη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη πην εμειηγκέλνπο αιγνξίζκνπο πξνγξακκαηηζκνχ (scheduling) ηεο κεηάδνζεο, βαζηζκέλνπο ζηηο ππάξρνπζεο νπξέο αλακνλήο, ζηηο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ ζην θαλάιη θαη ζηνπο πεξηνξηζκνχο θαζπζηέξεζεο, γηα λα επηηχρεη θαιχηεξε απφδνζε απφ ηε ζηαηηθή TDMA. ηα πιαίζηα ελφο ζπζηήκαηνο πνπ είλαη βαζηζκέλν ζηε κεηάδνζε παθέησλ, ε ζηαηηθή TDMA θαιείηαη ζπρλά πξνγξακκαηηζκφο round robin φπνπ θάζε ρξήζηεο πεξηκέλεη θπθιηθά ηε ζεηξά ηνπ γηα λα κεηαδψζεη [4]. 210

211 Δηθόλα 136: πλδπαζκόο FDMA κε TDMA. [4] 8.4 Πολλαπλό Πρόςβαςη με Διαύρεςη Κωδύκων (CDMA) Ζ ηερληθή CDMA είλαη κηα απφ ηηο πην δηαδεδνκέλεο ηερληθέο πνιιαπιήο πξφζβαζεο ζηα ζεκεξηλά θπςεινεηδή ζπζηήκαηα, αιιά δελ είλαη ηδηαηηέξσο θαηάιιειε γηα κεηάδνζε δεδνκέλσλ πςεινχ ξπζκνχ. Ο ιφγνο πνπ ζπκβαίλεη απηφ είλαη ε ρξήζε ελφο εχξνπο δψλεο κεγαιχηεξνπ απφ ηε ξνή δεδνκέλσλ γηα λα θαηαζηαιεί ε παξεκβνιή, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 137. ηα αζχξκαηα δίθηπα επξείαο δψλεο, νη ξπζκνί κεηάδνζεο δεδνκέλσλ είλαη ήδε αξθεηά πςεινί, επνκέλσο ε πεξαηηέξσ επέθηαζε ηνπ θάζκαηνο δελ είλαη βηψζηκε. Αθφκα θαη ηα πξφηππα CDMA, φπσο ην HSDPA θαη ην 1xEV-DO, έρνπλ πνιχ κηθξνχο παξάγνληεο εμάπισζεο (spreading factors) θαη απνηεινχλ δπλακηθά ζπζηήκαηα TDMA, θαζψο ε ζεηξά κεηάδνζεο ησλ ρξεζηψλ είλαη βαζηζκέλε ζε πξνγξακκαηηζκέλνπο ζηφρνπο, φπσο νη ζπλζήθεο ηνπ θαλαιηνχ θαη ε θαζπζηέξεζε. [4] Οη ηερληθέο OFDM θαη CDMA δελ είλαη θαηά βάζε αζχκβαηεο, αιιά κπνξνχλ λα ζπλδπαζηνχλ γηα λα δεκηνπξγήζνπλ ζήκαηα CDMA πνιιαπιψλ θνξέσλ (MC CDMA). Δίλαη δπλαηφ λα ρξεζηκνπνηεζεί ζεκαηνδνζία απισκέλνπ θάζκαηνο θαη λα δηαρσξηζηνχλ νη ρξήζηεο κε θψδηθεο ζηελ OFDM κε εμάπισζε είηε ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ είηε ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο. Ζ εμάπισζε ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ ζπλεπάγεηαη φηη θάζε ππνθνξέαο κεηαδίδεη ηα ίδηα ζχκβνια δεδνκέλσλ ζε δηαδνρηθά OFDM ζχκβνια. Απηφ ζεκαίλεη φηη ην ζχκβνιν δεδνκέλσλ πνιιαπιαζηάδεηαη κε κηα αθνινπζία θψδηθα κήθνπο N θαη έπεηηα απνζηέιιεηαη κε ζπγθεθξηκέλν ππνθνξέα γηα ηα επφκελα N OFDM ζχκβνια. Ζ εμάπισζε ζην πεδίν ηεο ζπρλφηεηαο, ε νπνία γεληθά έρεη ιίγν θαιχηεξε απφδνζε απφ ηελ εμάπισζε ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ, 211

212 ζπλεπάγεηαη ηελ ηαπηφρξνλε κεηάδνζε θάζε ζπκβφινπ δεδνκέλσλ ζε N δηαθνξεηηθνχο ππνθνξείο. [4] Δηθόλα 137: Οη ρξήζηεο ηεο CDMA ηερληθήο κνηξάδνληαη ζπξίδεο ρξόλνπ θαη ζπρλόηεηαο αιιά ρξεζηκνπνηνύλ θσδηθνύο πνπ επηηξέπνπλ ζηνπο ρξήζηεο λα δηαρσξίδνληαη από ηνλ δέθηε. [4] 8.5 Πλεονεκτόματα τησ τεχνικόσ OFDMA πσο αλαθέξζεθε, ε OFDMA είλαη νπζηαζηηθά έλα πβξίδην ησλ ηερληθψλ πνιιαπιήο πξφζβαζεο FDMA θαη TDMA. πγθεθξηκέλα, γίλεηαη δπλακηθή αλάζεζε ησλ ππνθνξέσλ ζηνπο ρξήζηεο (FDMA) ζε δηαθνξεηηθέο ρξνλνζπξίδεο (TDMA) φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 138. Σα πιενλεθηήκαηα ηεο OFDMA πεγάδνπλ απφ ηα πιενλεθηήκαηα ηεο OFDM ελφο ρξήζηε, αθνχ αληηκεησπίδνληαη ηα θαηλφκελα ηεο πνιπφδεπζεο θαη ηνπ δηαθνξηζκνχ ηεο ζπρλφηεηαο (frequency diversity). Δπηπιένλ, ε ηερληθή OFDMA απνηειεί κηα εχρξεζηε ηερληθή πνιιαπιήο πξφζβαζεο, ε νπνία κπνξεί λα δηαρεηξηζηεί πνιινχο ρξήζηεο κε πνηθηιία εθαξκνγψλ, ξπζκψλ κεηάδνζεο θαη απαηηήζεσλ πνηφηεηαο ππεξεζηψλ (Quality Of Service QoS). Δπεηδή ε πνιιαπιή πξφζβαζε πξαγκαηνπνηείηαη ζε ςεθηαθφ επίπεδν, πξνηνχ ρξεζηκνπνηεζεί ν IFFT, είλαη πηζαλή ε δπλακηθή θαη απνδνηηθή θαηαλνκή ηνπ εχξνπο δψλεο. Απηφ επηηξέπεη ζε εμειηγκέλνπο αιγνξίζκνπο πξνγξακκαηηζκέλνπο ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ θαη ηεο ζπρλφηεηαο λα αλαβαζκηζηνχλ κε ζθνπφ ηελ θαιχηεξε εμππεξέηεζε ησλ ρξεζηψλ. Έλα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ηεο ηερληθήο OFDMA ζε ζρέζε κε ηελ ηερληθή δηακφξθσζεο OFDM είλαη ε δπλαηφηεηα κείσζεο ηεο ηζρχνο κεηάδνζεο θαη ε κεξηθή επίιπζε ηνπ πξνβιήκαηνο πνπ ππάξρεη κε ηνλ ιφγν ηεο κέγηζηεο πξνο ηε κέζε ηζρχ ηνπ ζήκαηνο (peak to average ratio ή PAPR). Σν πξφβιεκα PAPR εκθαλίδεηαη ηδηαίηεξα ζην «αλέβαζκα» (uplink ή πάλσ δεχμε) δεδνκέλσλ φπνπ ε απφδνζε ηζρχνο θαη ην θφζηνο ηνπ εληζρπηή απνηεινχλ δχν επαίζζεηνπο παξάγνληεο. Δάλ ην 212