Διπλωματική Εργαςία. Αμηνιφγεζε ησλ παξακέηξσλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ησλ BPLC ζπζηεκάησλ ζηα ειεθηξηθά δίθηπα

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΩΝ ΠΟΛΤΣΕΧΝΙΚΗ ΧΟΛΗ ΣΜΗΜΑ ΗΛΕΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΕΡΓΑΣΗΡΙΟ ΤΨΗΛΩΝ ΣΑΕΩΝ Διπλωματική Εργαςία Αμηνιφγεζε ησλ παξακέηξσλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ησλ BPLC ζπζηεκάησλ ζηα ειεθηξηθά δίθηπα ΜΠΑΚΛΑΓΖ ΓΖΜΟΘΔΝΖ-ΩΣΖΡΖ ΣΟΤ ΣΔΡΓΗΟΤ Α.Μ ΔΠΗΒΛΔΠΟΤΑ: ΔΠΗΚΟΤΡΟ ΚΑΘΖΓΖΣΡΗΑ Δ. ΠΤΡΓΗΩΣΖ ΑΡΗΘΜΟ ΓΗΠΛΩΜΑΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ: ΖΜΔΡΟΜΖΝΗΑ: 1

2 2

3 Πιςτοποιείται ότι θ διπλωματικι εργαςία με κζμα Αμηνιφγεζε ησλ παξακέηξσλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ησλ BPLC ζπζηεκάησλ ζηα ειεθηξηθά δίθηπα. του φοιτθτι του Τμιματοσ Ηλεκτρολόγων Μθχανικϊν και Τεχνολογίασ Υπολογιςτϊν Μπακλαγι Δθμοςκζνθ-Σωτιρθ του Στζργιου ΑΜ 6032 Παρουςιάςτθκε δθμόςια και εξετάςκθκε ςτο τμιμα Ηλεκτρολόγων Μθχανικϊν και τεχνολογίασ Υπολογιςτϊν ςτισ.. Η επιβλζπουςα Ο Διευκυντισ του Τομζα Ελευκερία Πυργιϊτθ Επίκουροσ Κακθγιτρια Αντϊνιοσ Αλεξανδρίδθσ Κακθγθτισ 3

4 4

5 ΑΡΗΘΜΟ ΓΗΠΛΩΜΑΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ: Θέκα: «Αμηνιφγεζε ησλ παξακέηξσλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ησλ BPLC ζπζηεκάησλ ζηα ειεθηξηθά δίθηπα» Φνηηεηήο: Μπαθιαγήο Γεκνζζέλεο-σηήξεο Δπηβιέπνπζα: Ππξγηώηε Διεπζεξία Περίληψη ηελ εξγαζία απηή αξρηθά ζα αλαθεξζνχλ νη ηξφπνη παξνρήο επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ θαη ζα αλαιπζεί ην δίθηπν BPL, θαζψο θαη ηα νθέιε πνπ κπνξεί λα έρνπλ ρξήζηεο θαη επηρεηξήζεηο απφ ην δίθηπν απηφ. Δπίζεο ζα δεηρζεί ε αξρηηεθηνληθή ελφο δηθηχνπ BPL θαη νη απαξαίηεηεο ζπζθεπέο ψζηε ην ππάξρσλ ειεθηξηθφ δίθηπν λα παξέρεη επξπδσληθέο ππεξεζίεο. ηε ζπλέρεηα ζα παξνπζηαζηνχλ ζηαηηζηηθά ζηνηρεία γηα ηελ παγθφζκηα πξφζβαζε ζε ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο θαη ειεθηξηζκφ θαη ζα πξνηαζεί κηα πξννπηηθή επέθηαζεο ηεο ηερλνινγίαο BPL ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο. ην επφκελν θεθάιαην παξνπζηάδνληαη νη παξάκεηξνη πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ησλ BPL δηθηχσλ Μέζεο, Υακειήο Σάζεο θαη εζσηεξηθνχ. Γηαπηζηψλεηαη φηη ε αχμεζε ησλ θιάδσλ αλάκεζα ζε πνκπφ θαη δέθηε πξνθαιεί ζεκαληηθή κείσζε ζηελ απφδνζε, επίζεο ην επίπεδν ηεο δηακφξθσζεο επεξεάδεη ζεκαληηθά ηε ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ. ηε ζπλέρεηα ζπγθξίλνληαη ηα αζχξκαηα κε ηα ελζχξκαηα νηθηαθά δίθηπα, αλαθέξνληαη ηα δηαζέζηκα πξσηφθνιια ζηελ ελζχξκαηε θαη αζχξκαηε δηθηχσζε θαη παξαηίζεηαη κία ζπγθξηηηθή δνθηκή αλάκεζα ζε BPL πξνζαξκνγείο δηαθφξσλ θαηαζθεπαζηψλ. Σέινο ρξεζηκνπνηήζεθε έλα δεπγάξη πξνζαξκνγέσλ ηεο Belkin βαζηζκέλσλ ζην πξφζθαην πξσηφθνιιν Homeplug AV γηα ηελ δεκηνπξγία ελφο νηθηαθνχ δηθηχνπ BPL αλάκεζα ζε δχν ππνινγηζηέο. Κάλνληαο ρξήζε ηνπ πξνγξάκκαηνο Jperf κεηξήζεθε ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο γηα ην δίθηπν καο κε ηα πξσηφθνιια TCP θαη UDP, επίζεο δηεπθξηλίζηεθαλ νη παξάγνληεο εθείλνη πνπ κπνξεί λα κεηψζνπλ ην εχξνο δψλεο. Πην ζπγθεθξηκέλα δηαπηζηψζεθε κείσζε ηεο απφδνζεο κε αχμεζε ησλ θιάδσλ αλάκεζα ζηνπο πξνζαξκνγείο. Σαπηφρξνλα δηαπηζηψζεθε φηη ε ρξήζε πνιχπξηδνπ κε θίιηξα πξνζηαζίαο πξνθαιεί ζεκαληηθή πηψζε κέρξη θαη κεδεληζκφ ηνπ δηαζέζηκνπ εχξνπο δψλεο θαη πξέπεη λα απνθεχγεηαη. Παξάιιεια, έγηλε ζχγθξηζε ηνπ πξσηνθφιινπ Homeplug AV κε ην παιαηφηεξν Homeplug 1.0 θαζψο θαη κε ην πξσηφθνιιν αζχξκαηεο δηθηχσζεο IEEE g, θαη δηαπηζηψζεθε ε εμέιημε πνπ ππάξρεη ζηα 5

6 πξσηφθνιια κεηαθνξάο δεδνκέλσλ κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ θαισδηψζεσλ. Με ηελ δηεμαγσγή πεηξακάησλ ζηνλ ρψξν ηνπ εξγαζηεξίνπ Τςειψλ ηάζεσλ, δηαπηζηψζεθε φηη ην δίθηπν καο δελ επεξεάδεηαη απφ θξνπζηηθφ ζφξπβν. Σέινο, δηαπηζηψζακε φηη ε ζχλδεζε θαη απνζχλδεζε θνξηίνπ επεξεάδεη ζεκαληηθά ην εχξνο δψλεο φηαλ παξεκβάιινληαη πνιινί θιάδνη. Abstract The way of providing broadband services and the analysis of Broadband over Power Lines (BPL) networks will be initially presented in this thesis Plus the benefits that can be assessed by the users and companies alike. The architecture of a typical bpl network will be presented and the necessary devices to use power lines for broadband communications. Following statistics for the global access to telecommunication services and electricity will be presented plus the prospect of extending the BPL technology is introduced, for the developed countries. In the next chapter parameters that affect outputs performance for Low, Medium Voltage as well as indoor BPL networks are referred. It is realized that the increase of branch between transmitter and receiver causes important reduction in the capacity, also the level of modulation influences considerably the capacity of channels. Afterwards, wireless and the wired home networks are compared, the available protocols in the wired and wireless networking are reported and a comparative trial between bpl adaptors by various constructors are mentioned. Finally a pair of Belkin bpl adaptors based on recent Homeplug AV was used for the creation of one home network between two computers. Using the Jperf we measured the available bandwidth for our network with TCP and UDP protocols, we also clarified those factors that can degrade the bandwidth. We also mentioned reduction of bandwidth icreasing the number of branches between the adaptors. It was also realized that the use of surge protector causes important reduction to bandwidth and it should be avoided. We also compared the Homeplug AV protocol with the older Homeplug 1.0 and with the IEEE g protocol. Finally, after experiments in the laboratory of High voltages, it was realized that our adaptors are not influenced by impulse noise. 6

7 Περιεχόμενα Ορολογία Κεφάλαιο 1 : Ειςαγωγι Τρόποι παροχισ ευρυηωνικϊν υπθρεςιϊν Γίθηπα xdsl Τβξηδηθφ Γίθηπν Καισδηαθήο Σειεφξαζεο (HFC) Οπηηθά Γίθηπα FTTx Δίκτυα BPLC Ηζηνξηθή αλαδξνκή Πψο ιεηηνπξγεί έλα ζχζηεκα PLC Σνπνινγία δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Μεηαηξνπέο ζην δίθηπν ψζηε λα παξέρεη ππεξεζίεο BPL Αξρηηεθηνληθή δηθηχνπ ΒPL BPL επηινγέο επέθηαζεο Παγκόςμια εξάπλωςθ των δικτφων BPL Δπηρεηξεκαηηθά Μνληέια θαη Οηθνλνκηθνί Παξάγνληεο Ενδεχόμενα Οφζλθ Οθέιε γηα ηνπο παξφρνπο ησλ ππεξεζηψλ BPL Πιενλεθηήκαηα γηα ηηο εηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Οθέιε γηα ηνλ ρξήζηε Οθέιε απφ ην έμππλν δίθηπν Προκλιςεισ Ζ θχζε ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ Πξνβιήκαηα ΔΜΗ Κσδηθνπνίεζε Υσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ Υαξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ Θφξπβνο ζην δίθηπν Δμαζζέληζε ζηα θαλάιηα Πξφηππα Βελτιϊςεισ απόδοςθσ Κεφάλαιο 2 : Στατιςτικά ςτοιχεία και πρόβλεψθ για μελλοντικι εξζλιξθ Λόγοι που κακιςτοφν απαραίτθτθ θ πρόςβαςθ ςτο διαδίκτυο Παγκόςμια πρόςβαςθ ςε θλεκτρικι ενζργεια

8 2.3 Παγκόςμια πρόςβαςθ και τιμζσ τθλεπικοινωνιακϊν υπθρεςιϊν Προοπτικι για παγκόςμια εξάπλωςθ των δικτφων BPL Οι Ευρυηωνικζσ υπθρεςίεσ ςτισ αναπτυγμζνεσ χϊρεσ Κεφάλαιο Απόδοςθ των καναλιϊν Πψο δεκηνπξγνχληαη ηα θαηλφκελα πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ Μνληέιν θαλαιηψλ Ζιεθηξνθφξσλ Καισδίσλ Πεξηγξαθή ελφο ζπζηήκαηνο ΟFDM θαη θσδηθνπνίεζε ηνπ θαλαιηνχ M-αδηθφ PSK Αλάιπζε απνδφζεσλ πκπεξάζκαηα Αλάιπζε ρσξεηηθφηεηαο θαλαιηψλ Μνληέιν θαλαιηψλ ειεθηξνθφξσλ θαιψδηα Θφξπβνο ζηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα Χωρητικότητα καναλιών Δπίδξαζε ηνπ εδάθνπο ζηελ ρσξεηηθφηεηα θαλαιηψλ κέζεο ηάζεο πκπεξάζκαηα Κεφάλαιο 4 : Οικιακά δίκτυα Αςφρματα και Ενςφρματα οικιακά δίκτυα Παράγοντεσ που επθρεάηουν τθν απόδοςθ των αςφρματων δικτφων Σφγκριςθ αςφρματων και ενςφρματων οικιακϊν δικτφων Οικιακά δίκτυα BPL Σφγκριςθ προςαρμογζων BPl Κεφάλαιο 5 : Δθμιουργία και μετριςεισ ςε εςωτερικό δίκτυο BPL Μζτρθςθ απόδοςθσ εςωτερικοφ δικτφου bpl Τοπολογία δικτφου Hardware που χρθςιμοποιικθκε Επιλογι Software Γηαθνξά πξσηνθφιισλ TCP θαη UDP TCP Windows size Μέηξεζε κε ην UDP Ση είλαη ην jitter Έιεγρνο νξζφηεηαο κεηξήζεσλ Jperf Μετριςεισ του BPL δικτφου Μεηξήζεηο ζε 2 γεηηνληθέο πξίδεο

9 5.5.2 Μεηξήζεηο ζε 2 απνκαθξπζκέλεο πξίδεο Μζτρθςθ τθσ επίδραςθσ ςτθν απόδοςθ ενόσ πολφπριηου με προςταςία υπερτάςεων Ζλεγχοσ απόδοςθσ του πρωτοκόλλου Homeplug Σφγκριςθ τθσ ενςφρματθσ με τθν αςφρματθ οικιακι δικτφωςθ Επίδραςθ κρουςτικοφ κορφβου Πειράματα με ςυνικεισ οικιακζσ ςυςκευζσ πκπεξάζκαηα Βιβλιογραφία

10 Ορολογύα ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line AWGN Additive White Gaussian Noise (Πξνζζεηηθόο ιεπθόο Γθανπζηαλόο ζόξπβνο απηή ε νλνκαζία έρεη λα θάλεη κε ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ζνξύβνπ απηνύ. Πξνζηίζεηαη θαη δελ πνιιαπιαζηάδεηαη (additive), ην θάζκα ηνπ ζνξύβνπ παξακέλεη ίδην ζε όιεο ηηο ζπρλόηεηεο,θαη νη ηηκέο ηνπ ζνξύβνπ αθνινπζνύλ ηελ θαλνληθή θαηαλνκή ηνπ Gauss). BER Βit Δrror Rate (Σηελ ςεθηαθή κεηάδνζε BER είλαη ν ιόγνο ησλ εζθαικέλσλ απνθάζεσλ bit-ζπκβόισλ πνπ παξαιήθζεθαλ πξνο ην ζπλνιηθό αξηζκό ησλ bit πνπ κεηαθέξζεθαλ) BPL Broadband over Power Lines (Δπξπδσληθέο γξακκέο κεηαθνξάο) BW ζπληνκνγξαθία γηα ην Bandwidth ( Δχξνο δψλεο) DSL Digital Subscriber Line (Φεθηαθή πλδξνκεηηθή Γξακκή) EMI Δlectromagnetic interference (ειεθηξνκαγλεηηθή παξεκβνιή) FTTx Fiber to the x (Οπηηθή ίλα κέρξη ην ζεκείν x) HDTV High-definition television HF High frequency (από 3 κέρξη 30 MHz) HFC Hybrid fibre-coaxial (Υβξηδηθό Οπηηθό-Δίθηπν Καισδηαθήο Τειεόξαζεο) IEA International Energy Agency (Ηδξχζεθε ην 1974) ISP Internet service provider ITU International Telecommunication Union (Ηδξχζεθε ην 1865) IΔΔΔ Ηnstitute of Electrical and Electronics Engineers (Ηδξχζεθε ην 1963) LAN Local Area Network MoCa Multimedia over Coax Alliance Noise level dbm/hz OECD Organisation for Economic Cooperation and Development (ζήκεξα έρεη 31 θξάηε κέιε κε 4 λα αλαθέξνληαη σο ρώξεο κέζνπ εηζνδήκαηνο, ελώ νη ππόινηπεο σο ρώξεο πςεινύ εηζνδήκαηνο) OFDM Orthogonal frequency-division multiplexing P2P Point-to-point PLC (power line communication - επηθνηλσλίεο ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) PSD Power Spectral Density (Φαζκαηηθή Ππθλόηεηα Ιζρύνο) PSK Phase-shift keying QAM Quadrature amplitude modulation 10

11 RF Radio frequency (απφ 3 Hz κέρξη 300 GHz) SNR Signal-to-noise ratio (Λφγνο σθέιηκνπ ζήκαηνο πξνο ηνλ ζφξπβν) SW shortwave (θχκα ξαδηνθψλνπ κε ι<60m ή βξαρέα 3 κε 30 MHz) UHF Ultra high frequency (Ραδηνθχκαηα κε ζπρλφηεηα κεηαμχ 300MHz θαη 3 GHz) UN United Nations (Ο Οξγαληζκόο Ηλσκέλσλ Εζλώλ ηδξύζεθε ην1945 θαη πεξηιακβάλεη ζρεδόλ όια ηα δηεζλώο αλαγλσξηζκέλα αλεμάξηεηα έζλε) UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (ε UNESCO απνηειεί ζεκαληηθό εμεηδηθεπκέλν δηεζλή Οξγαληζκό ηνπ ΟΗΕ) VDSL Very high bit rate DSL VHF Very high frequency (Ραδηνθχκαηα κε ζπρλφηεηα κεηαμχ 30 θαη 300 ΜHz) VoIP Voice over Internet Protocol Wifi Wireless Fidelity (πξνζδηνξίδεη ηηο ζπζθεπέο πνπ βαζίδνληαη ζηα IEEE ) WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access ( ) Wlan Wireless local area network Κεφϊλαιο 1 : Ειςαγωγό 1.1 Τρόποι παροχόσ ευρυζωνικών υπηρεςιών Τπάξρνπλ δχν ηξφπνη γηα ηελ παξνρή επξπδσληθψλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ. Απηνί είλαη είηε ελζχξκαηα είηε αζχξκαηα. ζνλ αθνξά ηελ ελζχξκαηε δηθηχσζε απηή κπνξεί λα γίλεη κε θάπνηεο απ ηηο παξαθάησ ηερλνινγίεο.οη θπξηφηεξεο απo απηέο είλαη ην γλσζηφ ζε φινπο DSL ην νπνίν παξέρεηε απ ηηο εηαηξίεο ηειεθσλίαο θαη θάλεη ρξήζε ησλ γξακκψλ ηειεθσλίαο νη νπνίεο ζπρλά ζπλδπάδνληαη κε ππφγεηεο νπηηθέο ίλεο. Ζ ζχλδεζε κέζσ ηνπ δηθηχνπ ηεο θαισδηαθήο ηειεφξαζεο (cable Internet), ηέηνηεο ππεξεζίεο δελ είλαη δηαζέζηκεο ζηελ Διιάδα θαζψο πνηέ δελ είρακε θαισδηαθή ηειεφξαζε, φκσο ζε άιιεο ρψξεο, νη εηαηξίεο πνπ παξείραλ θαισδηαθή 11

12 ηειεφξαζε κέζσ ηνπ ίδηνπ δηθηχνπ, κπνξνχλ λα παξέρνπλ επξπδσληθή πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν, έρνπκε ηελ δηθηχσζε κέζσ νπηηθψλ ηλψλ (fiber optic) θαη ηέινο ππάξρεη ε πξφζβαζε κέζσ ησλ γξακκψλ ηνπ ξεχκαηνο (ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) ή BPL. Παξαθάησ αθνινπζεί κία ζπλνπηηθή παξνπζίαζε ησλ παξαπάλσ ηερλνινγηψλ θαη ελδειερή αλάιπζε ηεο πξφζβαζεο κέζσ BPL πνπ είλαη θαη ην αληηθείκελν ηεο παξνχζαο εξγαζίαο Γίθηπα xdsl H ηερλνινγία DSL ρξεζηκνπνηεί ηελ ππάξρνπζα ηειεθσληθή ππνδνκή ραιθνχ, γηα λα δηεπθνιχλεη ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε πςεινχο ξπζκνχο, ρσξίο λα απαηηείηαη ζεκαληηθή αιιαγή ηεο ππνδνκήο. Ο εμνπιηζκφο DSL ην επηηπγράλεη απηφ κε ηε ρξήζε ηεο ηερληθήο Frequency Division Multiplexing (FDM) γηα ηε δηαίξεζε ησλ ζεκάησλ θσλήο θαη δεδνκέλσλ ζηε ηειεθσληθή γξακκή ζε ηξεηο επδηάθξηηεο δψλεο ζπρλφηεηαο. Παξαδείγκαηνο ράξηλ ζην αζχκκεηξν DSL ηα θσλεηηθά ζήκαηα θέξνληαη ζηελ δψλε απφ 0 έσο 4 KHz (3 KHz ζηηο ΖΠΑ),ε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζηελ θαηεχζπλζε απφ ηνλ ρξήζηε πξνο ην δίθηπν (upstream),γίλεηαη ζε κηα δψλε κεηαμχ 30 θαη 150 KHz θαη ε κεηάδνζε δεδνκέλσλ ζηελ θαηεχζπλζε απφ ην δίθηπν πξνο ηνλ ρξήζηε (downstream) πξαγκαηνπνηείηε ζε κία δψλε πνπ αξρίδεη ζηα 160 KHz θαη θηάλεη κέρξη ην 1.1 MHZ. Σχήμα 1: Δηαρσξηζκόο εύξνπο ζπρλνηήησλ ζηα δίθηπα ADSL [1] χλζεηεο ηερληθέο δηακφξθσζεο ζηνηρείσλ επηηξέπνπλ ηαρχηεηεο κεηαθνξάο κέρξη 12Mbps. Οη ζπζθεπέο DSL Access Multiplexex (DSLAMS) ηνπνζεηνχληαη ζηα ηνπηθά ηειεθσληθά θέληξα ή ζηνπο θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ πξφζβαζεο θαη παίδνπλ ην ξφιν ελφο ζπγθεληξσηή-πνιππιέθηε DSL γξακκψλ, πνπ νπζηαζηηθά πξαγκαηνπνηεί ηε ζχλδεζε κε ην δίθηπν ηνπ ISP γηα ηελ αληαιιαγή δεδνκέλσλ κε ηνπο ρξήζηεο. Ζ DSL ηερλνινγία ππνζηεξίδεη κία ζεηξά απφ παξαιιαγέο, κε δηαθνξεηηθνχο ξπζκνχο θαη ραξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο νη παξαιιαγέο απηέο αλαθέξνληαη κε ηελ νλνκαζία xdsl. Οη πεξηζζφηεξεο xdsl ηερλνινγίεο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ παξάιιεια κε ηηο ππάξρνπζεο ηειεθσληθέο ππεξεζίεο (POTS/ISDN- Plain old telephone service/ Integrated Services Digital Network). Σν xdsl έρεη ην κεηνλέθηεκα φηη είλαη κηα ηερλνινγία πνπ εμαξηάηαη απφ ηελ απφζηαζε δειαδή φζν ε απφζηαζε απφ ην ρξήζηε κέρξη ην DSLAM απμάλεη, ηφζν ε πνηφηεηα ησλ ζεκάησλ φζν θαη ε ηαρχηεηα ζχλδεζεο κεηψλεηαη (ρήκα 2,3). 12

13 Οη βαζηθέο ηερλνινγίεο DSL είλαη ην ADSL (αζχκκεηξν),ην SDSL (ζπκκεηξηθφ), VDSL, ADSL2+ θα. Ο πίλαθαο 1 δείρλεη ηελ κέγηζηε ηαρχηεηα πνπ κπνξεί λα επηηεπρζεί κε θάζε ηερλνινγία xdsl. Ζ ηερλνινγία πνπ έρεη επηθξαηήζεη ζήκεξα ζηελ Διιάδα είλαη απηή ηνπ ADSL 2+ ε νπνία ζεσξεηηθά κπνξεί λα παξέρεη κέγηζην εχξνο δψλεο γχξσ ζηα 25 Mbps φκσο ν κέζνο φξνο γηα ηελ Διιάδα είλαη ηα 7.8Mbps (Speedtest.net), έλαο πξνθαλήο ιφγνο γη απηφ είλαη φηη ε ηαρχηεηα εμαξηάηαη απφ ηελ απφζηαζε ηνπο ρξήζηε απφ ην ηειεθσληθφ θέληξν. Χο ζπλέπεηα ησλ παξαπάλσ, εθαξκνγέο φπσο HDTV νη νπνίεο απαηηνχλ εχξνο δψλεο πεξίπνπ 15 κε 20 Mbps δελ κπνξνχλ λα ππνζηεξηρηνχλ απ ην ADSL γηα νιφθιεξν ην δίθηπν. Πίλαθαο 1 : Ελαιιαθηηθέο Τερλνινγίεο DSL[1] ρήκα 2 : Σύγθξηζε Ελαιιαθηηθώλ Τερλνινγηώλ DSL [1] 13

14 ρήκα 3: Αξρηηεθηνληθέο δηθηύνπ γηα δηάθνξεο κνξθέο xdsl, εμαζζέλεζε ηνπ xdsl εύξνπο δώλεο όζν απμάλεη ε απόζηαζε. [2] Τβξηδηθό Γίθηπν Καισδηαθήο Σειεόξαζεο (HFC) Καζψο έλα κφλν πνζνζηφ ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαισδηαθνχ δηθηχνπ εμαληιείηαη απφ ηα ππάξρνληα θαλάιηα εθπνκπήο αλαινγηθνχ ζήκαηνο ηειεφξαζεο ππήξμε έληνλε ηάζε γηα ηελ αμηνπνίεζε ηνπ ππνιεηπφκελνπ εχξνπο δψλεο θαη ηελ απφδνζή ηνπ ζε θαλάιηα κεηάδνζεο ςεθηαθνχ ζήκαηνο εθπνκπήο ηφζν πξνο, φζν θαη απφ ηνπο ρξήζηεο ηνπ δηθηχνπ θαισδηαθήο ηειεφξαζεο θαη εηζαγσγή ηεο ηδηαίηεξα ζεκαληηθήο δπλαηφηεηαο ηεο ακθίδξνκεο επηθνηλσλίαο. Έηζη ηα ςεθηαθά δίθηπα θαισδηαθήο ηειεφξαζεο είλαη ζε ζέζε λα πξνζθέξνπλ ακθίδξνκν εχξνο δψλεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ. Απηφ πξνυπνζέηεη ηε ρξήζε ελφο θαισδηαθνχ κφληεκ απo ηνλ ζπλδξνκεηή θαη ελφο ζπζηήκαηνο ιήμεο θαισδηαθνχ κφληεκ cable modem termination system (CMTS) ζηνλ θεληξηθφ θφκβν ηνπ δηθηχνπ. Υξεζηκνπνηψληαο ηερληθέο δηακφξθσζεο QAM, ηα πξφζθαηα πξνηεηλφκελα HFC πξφηππα, Data Over Cable Service Interface Specification DOCSIS 3.0, κπνξνχλ λα θηάζνπλ ηα 100 Mbps εχξνπο δψλεο αλά θαλάιη. Σα HFC δίθηπα ζπλδπάδνπλ νπηηθέο ίλεο θαη ην δίθηπν θαισδηαθήο ηειεφξαζεο (ζρήκα 4). Ζ κεηάδνζε δεδνκέλσλ απφ ηα δίθηπα θαισδηαθήο ηειεφξαζεο έρεη ην πιενλέθηεκα φηη φπνπ ην νκναμνληθφ θαιψδην είλαη ζε θαιή θαηάζηαζε θαη νη εληζρπηέο RF ππάξρνπλ (ή κπνξεί λα εγθαηαζηαζνχλ) γηα λα επεθηείλνπλ ηα δίθηπα, ν ρξήζηεο κπνξεί λα έρεη ζρεηηθά κεγάια εχξε δψλεο ρσξίο πεξηνξηζκφ ζηελ απφζηαζε. Δληνχηνηο, κηα επξπδσληθή ππεξεζία θαισδηαθήο ηειεφξαζεο ζηεξίδεηαη ζε κηα δηθηπαθή αξρηηεθηνληθή δηακνηξαζκνχ (ζρήκα 4) απηφ νδεγεί ζηνλ πεξηνξηζκφ ηνπ εχξνπο δψλεο πνπ παξαδίδεηαη ζηνλ θάζε ζπλδξνκεηή αλάινγα κε ην πφζνη ρξήζηεο κνηξάδνληαη ηε ζχλδεζε κέρξη ηνλ θεληξηθφ θφκβν. ε 14

15 γεληθέο γξακκέο νη κέζεο δηαθεκηδφκελεο ηαρχηεηεο θαηεβάζκαηφο (download) κε απηή ηελ ηερλνινγία είλαη ηα 25,4 Mbps ελψ ε ηαρχηεηα αλεβάζκαηνο (upload) πεξηνξίδεηαη ζηα 2.2Mbps (Πεγή OECD Οθη. 09) ρήκα 4: Αξρηηεθηνληθέο δηθηύσλ HFC [2] Οπηηθά Γίθηπα FTTx Σν FTTx είλαη έλαο γεληθφο φξνο γηα εθείλεο ηηο ηερλνινγίεο πνπ θέξλνπλ ηελ νπηηθή ίλα, έλα βήκα πην θνληά ζην ζπλδξνκεηή. Δληνχηνηο δελ θέξλνπλ φιεο νη ηερλνινγίεο νπηηθψλ ηλψλ ηελ ίλα κέζα ζην ζπίηη ηνπ ζπλδξνκεηή φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 5. ηo Fiber To The Cabinet (FTTC) ηα ζήκαηα θηάλνπλ κε ηελ νπηηθή ίλα απφ ην ηνπηθφ ηειεθσληθφ θέληξν κέρξη κία θακπίλα (ONU) ζην πεδνδξφκην θαη εμππεξεηνχληαη νη πειάηεο ηεο γχξσ πεξηνρήο κέζσ δηθηχνπ ραιθνχ, ζπλήζσο ηνπ ππάξρνληνο ηνπηθνχ βξφρνπ. Ζ πεξίπησζε απηή πεξηνξίδεη ην κήθνο ηνπ ραιθνχ ζε κεξηθέο εθαηνληάδεο κέηξα, επηηξέπνληαο ηαρχηεηεο πξφζβαζεο κέρξη κεξηθέο δεθάδεο Mb/s, π.ρ. ρξεζηκνπνηψληαο ζπζηήκαηα VDSL. Ζ ιχζε απηή ζεσξείηαη θαηάιιειε γηα ηελ εμππεξέηεζε κεγάινπ αξηζκνχ ζπλδξνκεηψλ νη νπνίνη είλαη ζπγθεληξσκέλνη ζε κία κηθξή πεξηνρή (π.ρ. νηθνδνκηθφ ηεηξάγσλν), θαη έρνπλ ζρεηηθά κηθξέο απαηηήζεηο ηαρχηεηαο πξφζβαζεο. ηα δίθηπα Fiber-to-the-node (FTTN) ην νπηηθφ δίθηπν ηεξκαηίδεη αθφκα πην καθξηά (κεξηθά km) απ ην ζπίηη. Οη ONU (Οπηηθή Μνλάδα Γηθηχνπ) απνηεινχλ ηηο νπηηθέο ηεξκαηηθέο δηαηάμεηο πξνο ηελ πιεπξά ησλ πειαηψλ ζηηο νπνίεο θαηαιήγεη ην FTTx. ε θάζε ONU γίλεηαη ε 15

16 νπηνειεθηξνληθή κεηαηξνπή θαη απνπνιχπιεμε ηνπ νπηηθνχ ζήκαηνο θαη παξέρνληαη πξνο ηνπο πειάηεο νη ππεξεζίεο κέζσ ράιθηλσλ αγσγψλ. Απ ηελ πιεπξά ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ παξφρνπ ππάξρεη ε OLT (Οπηηθφο Σεξκαηηζκφο Γξακκήο) ε νπνία απνηειεί ηελ νπηηθή ηεξκαηηθή δηάηαμε ηνπ FTTx θαη είλαη ππεχζπλε γηα ηε δηαζχλδεζε ηνπ FTTx κε ην ππφινηπν ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν. Σφζν νη ONU φζν θαη ε OLT απνηεινχλ βαζηθά δνκηθά ζηνηρεία ηνπ νπηηθνχ δηθηχνπ. Άιιεο αξρηηεθηνληθέο είλαη νη FTTB (FTT Building ίλα ζην θηήξην). ε απηή ηελ πεξίπησζε ε νπηηθή ίλα κπαίλεη ζην θηήξην ησλ ζπλδξνκεηψλ (ζπγθξφηεκα γξαθείσλ, πνιπθαηνηθία, ζπίηη) θαη ε ONU ηνπνζεηείηαη εζσηεξηθά κέζα ζην θηίξην εμππεξεηψληαο ηνπο ζπλδξνκεηέο ηνπ θηηξίνπ. Σν κήθνο ηνπ ραιθνχ πεξηνξίδεηαη ζε απηφ ηεο δνκεκέλεο θαισδίσζεο ηνπ θηηξίνπ ή αθφκε θαη κεδελίδεηαη (νπηηθή εζσηεξηθή θαισδίσζε), επηηξέπνληαο πξαθηηθά νπνηαδήπνηε ηαρχηεηα πξφζβαζεο, επίζεο ε δηαλνκή κπνξεί λα γίλεη αζχξκαηα. Ζ FTTB ζεσξείηαη θαηάιιειε γηα ηελ εμππεξέηεζε κεκνλσκέλσλ κεγάισλ επηρεηξήζεσλ κε κεγάιεο απαηηήζεηο ηαρχηεηαο ή θηεξίσλ κε κεγάιε ζπγθέληξσζε κηθξψλ ζπλδξνκεηψλ (π.ρ. εκπνξηθά θαη επαγγεικαηηθά θέληξα). ρήκα 5 : Αξρηηεθηνληθέο δηθηύνπ FTTx [25] 16

17 Ζ FTTH (FTT Home-ζπίηη) είλαη ε απφιπηε ιχζε γηα πξφζβαζεο κέζσ ηλψλ, εδψ θάζε ζπλδξνκεηήο ζπλδέεηαη κε κηα νπηηθή ίλα. Γηα ηα δίθηπα FTTH ππάξρνπλ δχν βαζηθέο αξρηηεθηνληθέο. Ζ πξψηε είλαη ην παζεηηθφ νπηηθφ δίθηπν, ή Passive Optical Network (PON). Σέηνηα δίθηπα έρνπλ πεξηγξαθεί απφ ην ε απηήλ ηελ αξρηηεθηνληθή ην θχξην νπηηθφ ζήκα απφ ην ηνπηθφ ηειεθσληθφ θέληξν ρσξίδεηαη παζεηηθά θαη κνηξάδεηαη κεηαμχ ζπλδξνκεηψλ (ζρήκα 6), γηα ην δηακνηξαζκφ ηνπ ζήκαηνο πξνο θαη απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο κέζσ κηαο θνηλφρξεζηεο ίλαο γίλεηαη xξήζε νπηηθψλ δηαρσξηζηψλ (optical splitters). Έηζη νη θφκβνη δηαθιάδσζεο ηνπ νπηηθνχ δηθηχνπ είλαη παζεηηθνί. ρήκα 6: Αξρηηεθηνληθέο Παζεηηθνύ Οπηηθνύ Δηθηύνπ (PON) [2] Ζ δεχηεξε αξρηηεθηνληθή FTTH είλαη έλα δίθηπν απφ ζεκείν ζε ζεκείν (P2P), ην νπνίν ζπρλά αλαθέξεηαη σο ελεξγφ νπηηθφ δίθηπν Active Optical Network (AON). ε απηήλ ηελ αξρηηεθηνληθή, θάζε ζπίηη ζπλδέεηαη άκεζα κε ηνλ ηνπηθφ ππνζηαζκφ δειαδή παξέρεηαη ζε θάζε ζπλδξνκεηή κηα απνθιεηζηηθή γξακκή ζχλδεζεο αλάκεζα ζε απηφλ θαη ηνλ ππνζηαζκφ. Έηζη ηα δίθηπα ΑΟΝ απνθηνχλ έλα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα έλαληε ησλ PON θαζψο νη απνθιεηζηηθέο γξακκέο ζχλδεζεο ησλ AON παξέρνπλ πςειφηεξν εχξνο δψλεο ζηνπο ζπλδξνκεηέο θαη βειηησκέλε αζθάιεηα. Γεληθά ε απφδνζε ησλ δηθηχσλ κε νπηηθέο ίλεο είλαη εμαηξεηηθή θαη ην εχξνο δψλεο ησλ ζεκεξηλψλ νπηηθψλ δηθηχσλ κπνξεί λα θηάζεη ην 1Gbps (Ηαπσλία) ζε απνζηάζεηο κέρξη 20km, ε ηαρχηεηα απηή είλαη 40 θνξέο κεγαιχηεξε απ απηήλ πνπ κπνξεί λα επηηχρεη ην ΑDSL2+ ζε απνζηάζεηο κέρξη 1km. Δπίζεο ην εχξνο δψλεο ζε κειινληηθά δίθηπα νπηηθψλ ηλψλ αλακέλεηαη λα απμεζεί πεξεηαίξσ θαζψο ηερληθέο φπσο ε Πνιχπιεμε κε Γηαίξεζε Μήθνπο Κχκαηνο (Dense Wave Division Multiplexing- DWDM) απμάλνπλ ηελ ρσξεηηθφηεηα ηεο θάζε ίλαο θαη βξίζθνληαη αθφκα ζε ζηάδην εμέιημεο. Με ιίγα ιφγηα νη νπηηθέο ίλεο ζαλ κέζν επηθνηλσληψλ θαίλεηαη λα πξνζθέξνπλ πνιχ κεγάιν εχξνο δψλεο ζε ζρέζε κε ηηο αληαγσληζηηθέο ηερλνινγίεο άξα αλακέλεηαη λα θπξηαξρήζνπλ ζαλ κέζν δηθηχσζεο 17

18 εθεί πνπ ε ηαρχηεηα ζχλδεζεο παίδεη ηνλ ζεκαληηθφηεξν ξφιν σο πξνο ηελ επηινγή ηνπ παξφρνπ, δειαδή ζηηο κεγαινππφιεηο ησλ πινχζησλ-αλαπηπγκέλσλ ρσξψλ. 1.2 Δύκτυα BPLC Ηζηνξηθή αλαδξνκή Σν PLC (power line communication - επηθνηλσλίεο ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) είλαη ε ηερλνινγία πνπ θαζηζηά δπλαηή ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κέζσ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Ζ ηδέα γηα ηε ρξήζε ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ φρη κφλν γηα ηελ παξνρή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο αιιά θαη ηειεπηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ ππάξρεη εδψ θαη πνιιά ρξφληα. Αξρηθά νη επηρεηξήζεηο ειεθηξηζκνχ ρξεζηκνπνίεζαλ ηελ ηερλνινγία PLC, θαζψο απηή παξέρεη ηε δπλαηφηεηα κέζσ ηεο ζπλερνχο θαη ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν κεηάδνζεο ζεκάησλ λα γίλεηαη ε βέιηηζηε δπλαηή επνπηεία θαη έιεγρνο ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ. Αξρηθά ηα PLC ήηαλ ζηελνχ εχξνπο δψλεο ζπζηήκαηα θαη ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πεξηνξίδνληαλ ζε κεξηθά kbps, ν ξπζκφο απηφο ήηαλ αξθεηφο κφλν γηα ηε δηαρείξηζε θνξηίσλ ζε έλα ειεθηξηθφ δίθηπν θαη ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε πνιχ ρακειφ ξπζκφ. Με ηνλ θαηξφ ππήξμε ε αλάγθε γηα κεηάδνζε δεδνκέλσλ κε πςειφ εχξνο δψλεο ψζηε λα θαιχπηνληαη νη ζπλερψο απμαλφκελεο ηειεπηθνηλσληαθέο αλάγθεο, έηζη ζήκεξα έρνπκε επξπδσληθά ζπζηήκαηα πνπ πξνζθέξνπλ ζεκαληηθά πςειφηεξνπο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ (αξθεηά Mbps) κέζσ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Μία πην πξφζθαηε νλνκαζία γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε ηερλνινγία είλαη BPLC(Broadband over Power Lines Communication- Δπξπδσληθέο επηθνηλσλίεο κέζσ γξακκψλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) ή απιά BPL. Δπίζεο κπνξεί λα ζπλαληήζνπκε ηνλ φξν PLT (power line telecom) ή πην ζπάληα ηνλ φξν PDSL (Power line Digital Subscriber Line) Πώο ιεηηνπξγεί έλα ζύζηεκα PLC Σα ζπζηήκαηα PLC ρξεζηκνπνηνχλ ηηο γξακκέο δηαλνκήο ξεχκαηνο γηα ηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ. Σν ειεθηξηθφ ξεχκα θζάλεη ζηνπο ρξήζηεο ππφ κνξθή ελαιιαζζφκελνπ ξεχκαηνο ρακειήο ζπρλφηεηαο (50 ή 60 Hz). Σν PLC ρξεζηκνπνηεί πςειήο ζπρλφηεηαο κεηαθνξείο γηα ηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ ζηε δψλε απφ1 MHZ σο 30 MHZ. Δπίζεο ην PLC ρξεζηκνπνηεί ηελ θσδηθνπνίεζε OFDM γηα ηε κεηάδνζε ζηνηρείσλ. Απηή είλαη ε αζθαιέζηεξε απέλαληη ζηηο παξεκβνιέο πνπ πξαγκαηνπνηνχληαη ζηα δίθηπα ξεχκαηνο θαη παξέρεη πςειφ επίπεδν θαζκαηηθήο απνδνηηθφηεηαο. Ζ OFDM θσδηθνπνίεζε ζα αλαιπζεί παξαθάησ. 18

19 1.2.3 Σνπνινγία δηθηύνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Δλψ ε ηνπνινγία θαη ε δνκή ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο δηαθέξεη απφ ρψξα ζε ρψξα, ζε γεληθέο γξακκέο έλα δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απνηειείηε απφ ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, ηνπο ππνζηαζκνχο κεηαθνξάο, ηηο γξακκέο κεηαθνξάο, ππνζηαζκνχο κε κεηαζρεκαηηζηέο γηα λα αιιάδνπλ ην επίπεδν ηεο ηάζεο θαη ην δίθηπν δηαλνκήο πνπ κεηαθέξεη ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα απ ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο κέρξη ηηο πξίδεο ησλ ηειηθψλ θαηαλαισηψλ. Μία απιή απεηθφληζε ελφο ηππηθνχ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαίλεηαη παξαθάησ ρήκα 7 : Τνπνινγία ελόο δηθηύνπ Ηιεθηξηθήο Ελέξγεηαο [3] ην ειεθηξηθφ δίθηπν δηαθξίλνληαη ηξία επίπεδα ηάζεο απηά είλαη: Τςειή Σάζε,YT (High Voltage, HV) Μέζε Σάζε, ΜΣ (Medium Voltage, MV) Υακειή Σάζε, ΥΣ( Low Voltage, LV) 19

20 1.2.4 Μεηαηξνπέο ζην δίθηπν ώζηε λα παξέρεη ππεξεζίεο BPL ηα θαιψδηα πςειήο θαη πνιχ πςειήο ηάζεο ζπλήζσο ππάξρεη κεγάινο ζφξπβνο νπφηε δελ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε κεηαθνξά επηθνηλσληαθψλ ζεκάησλ πςεινχ εχξνπο δψλεο (ΒPL). κσο ππάξρεη ε δπλαηφηεηα λα γίλεη εγθαηάζηαζε νπηηθψλ θαισδίσλ θαηά κήθνο ησλ γξακκψλ ΤΣ. Οη γξακκέο Μέζεο Σάζεο έρνπλ ζπλήζσο κηθξφηεξν αξηζκφ θιάδσλ απ απηέο ηεο Υακειήο θάλνληαο εθηθηή ηελ point to point ζχλδεζε. Σα δίθηπα Μέζεο Σάζεο επηηξέπνπλ ηελ επηθνηλσλία ζε κεγαιχηεξεο απνζηάζεηο ιφγσ ηηο αζζελέζηεξεο εμαζζέληζεο ηνπ ζήκαηνο θαη ηνπ κηθξφηεξνπ επηπέδνπ ζνξχβνπ. Γηα λα ρξεζηκνπνηήζνπκε ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα γηα επξπδσληθέο επηθνηλσλίεο, ην επξπδσληθφ ζήκα πξέπεη λα εηζαρζεί θαη λα εμαρζεί απφ ηηο γξακκέο κέζσ ησλ ζπδεπθηήξσλ. Οη ζπδεπθηήξεο ηεο ΥΣ κπνξεί λα είλαη ή ρσξεηηθνί είηε επαγσγηθνί, αλάινγα κε ηελ ηνπνινγία ηνπ ζπζηήκαηνο δηαλνκήο, ηηο απαηηήζεηο ζε απφδνζε, θαη ην θφζηνο. ηε ρσξεηηθή ζχδεπμε, έλαο ππθλσηήο είλαη αξκφδηνο γηα ηελ πξαγκαηηθή ζχδεπμε, θαη ην ζήκα δηακνξθψλεηαη επάλσ ζηελ θπκαηνκνξθή ηεο ηάζεο ηνπ δηθηχνπ. ηελ επαγσγηθή ζχδεπμε, έλα πελίν ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα ζπλδέζεη ην ζήκα επάλσ ζηελ θπκαηνκνξθή ηνπ δηθηχνπ. Οη επαγσγηθνί ζπδεπθηήξεο έρνπλ πεξηζζφηεξεο απψιεηεο, αιιά δεδνκέλνπ φηη δελ απαηηνχλ θακία θπζηθή ζχλδεζε κε ην δίθηπν, είλαη αζθαιέζηεξνη γηα εγθαηάζηαζε ζηηο γξακκέο ξεχκαηνο απφ ηνπο ρσξεηηθνχο. Οη ζπδεπθηήξεο ηεο ΜΣ είλαη θπξίσο επαγσγηθνί. Δίλαη ζεκαληηθφ νη ζπδεπθηήξεο λα είλαη εχθνινη ζηελ ηνπνζέηεζε θαη λα είλαη ζπζθεπέο κε ρακειά πνζνζηά απνηπρίαο. Ο ζφξπβνο ηεο γξακκήο, ν πεξηνξηζκφο ζηελ ηζρχο ηνπ ζήκαηνο πνπ εηζάγεηαη ζηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα ψζηε λα κελ πξνθαιεί παξεκβνιέο ζε άιινπο ρξήζηεο ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ θάζκαηνο (εξαζηηερληθνχο ξαδηνζηαζκνχο), θαη ε εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο θαζψο απηφ δηαζρίδεη ηε γξακκή θαζηζηά απαξαίηεηε ηελ αλαδεκηνπξγία θαη επαλάιεςε ηνπ ζήκαηνο πεξηνδηθά. Απηφ γίλεηαη κε ηε παξαθάησ δηαδηθαζία, ην ζήκα εμάγεηαη απφ ηε γξακκή κε ηε ρξήζε ζπδεπθηήξσλ, εηζάγεηαη ζηνλ επαλαιήπηε (Repeater Box) ψζηε λα αλαδεκηνπξγεζεί θαη λα εληζρπζεί αλ είλαη απαξαίηεην θαη κεηά εηζάγεηαη πίζσ ζηε γξακκή κέζσ ελφο άιινπ ζπδεπθηήξα, ε δηαδηθαζία απηή θαίλεηε ζην ζρήκα 8. Οη επαλαιήπηεο φκσο κπνξεί λα εηζαγάγνπλ ιαλζάλνπζα θαηάζηαζε (εηδηθά εάλ ην ζήκα επαλαδεκηνπξγείηε) θαη λα δεκηνπξγήζνπλ ζεκεία απνηπρίαο, επεηδή φπσο ιέγεηε έλαο θαθφο επαλαιήπηεο αξθεί γηα λα ξίμεη κηα νιφθιεξε γξακκή επηθνηλσληψλ, ε εγθαηάζηαζε επαλαιεπηψλ γίλεηαη δηάζπαξηα ζην δίθηπν αλάινγα κε ηελ εκβέιεηα ηνπο, θαη απαηηεί ηδηαίηεξε πξνζνρή. Οη κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο νη νπνίνη αιιάδνπλ ηα επίπεδα ηάζεο κεηαμχ ησλ γξακκψλ ΜΣ θαη ΥΣ δελ κπνξνχλ λα δηαπεξαζηνχλ απφ ην αδχλακν επξπδσληθφ ζήκα. Οη κεηαζρεκαηηζηέο απηνί θαηαζθεπάζηεθαλ γηα λα πεξλνχλ ρακειέο ζπρλφηεηεο ηεο ηάμεσο ησλ Hz, γη απηφ ην ιφγν δξνπλ ζαλ αλνηθηά θπθιψκαηα ζηε κεηάβαζε ζεκάησλ πςειφηεξεο ζπρλφηεηαο θαη ζπλήζσο 20

21 εμαζζελνχλ θαη δηαζηξεβιψλνπλ ηφζν ην αδχλακν επξπδσληθφ ζήκα, ψζηε λα κελ κπνξεί λα αλαδεκηνπξγεζεί θαη λα επαλαρξεζηκνπνηεζεί κεηά. Απηφ ζεκαίλεη φηη ηα bpl ζήκαηα πνπ κεηαβαίλνπλ κεηαμχ ησλ γξακκψλ MΣ θαη ΥΣ πξέπεη λα παξαθάκςνπλ ηνπο κεηαζρεκαηηζηέο. Απηφ επηηπγράλεηαη κε ην θχθισκα παξάθακςεο (bypass box), ην νπνίν κπνξεί λα δξα θαη ζαλ επαλαιήπηεο κε κηθξφ επηπιέσλ θφζηνο (ζρήκα 8). Ζ δπλαηφηεηα γηα απνηειεζκαηηθή θαη αθίλδπλε παξάθακςεο ησλ Μ/ έρεη ζπκβάιεη ζηελ επηηπρία θαη ηελ επέθηαζε ησλ δηθηχσλ BPL Αξρηηεθηνληθή δηθηύνπ ΒPL Σα δίθηπα πξφζβαζεο BPL ζπλδένληαη κε ην δίθηπν επηθνηλσληψλ, ψζηε λα απνηειέζνπλ ηκήκα ηεο ζπλνιηθήο ηειεπηθνηλσληαθήο ππνδνκήο. Απηφ επηηπγράλεηαη κέζσ ελφο ζηαζκνχ βάζεο (Base Station). Σέηνην ζηαζκνί ζπλήζσο βξίζθνληαη εθεί πνπ ππάξρνπλ ζπγθεληξσκέλεο πνιιέο γξακκέο ΥΣ ή ΜΣ δειαδή ζηνπο ππνζηαζκνχο. Ζ ζπζθεπή πνπ πξαγκαηνπνηεί απηή ηελ ζχλδεζε είλαη έλα backhaul network box. Σν backhaul network box είλαη κηα ζπζθεπή ε νπνία ιεηηνπξγεί ακθίδξνκα θαη πξαγκαηνπνηεί ηηο παξαθάησ ελέξγεηεο: Μεηαηξέπεη ηα format (κνξθή) ησλ δεδνκέλσλ, ζπγθεληξψλεη ηε ξνή δεδνκέλσλ, παξέρεη ιεηηνπξγία δξνκνιφγεζεο, βνεζά ζηελ θαηαλνκή ηνπ εχξνπο δψλεο, δεκηνπξγεί δεδνκέλα γηα ρξεψζεηο θαη ινγαξηαζκνχο θαη παξέρεη δηάθνξεο δηεπαθέο Ethernet κε ην δίθηπν νπηηθψλ ηλψλ ή ηηο αζχξκαηεο ζπλδέζεηο. Έλα BPL δίθηπν, φπσο νπνηνδήπνηε άιιν δίθηπν επηθνηλσληψλ, ρξεηάδεηαη έλα ζχζηεκα δηαρείξηζεο δηθηχνπ (Network Management System-NMS) γηα λα παξαηεξεί θαη λα δηαρεηξίδεηαη ηνπο πφξνπο ηνπ δηθηχνπ λα απνδίδεη ηνπο ινγαξηαζκνχο θηι. ην παξαθάησ ζρήκα θαίλεηαη κηα ραξαθηεξηζηηθή BPL αξρηηεθηνληθή, φπνπ ν ππνζηαζκφο ΜΣ ζπλδέεηαη κε ην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θη απφ εθεί ηα επξπδσληθά ζήκαηα θηάλνπλ κέζσ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ ζε θάζε ζπίηη. Δπίζεο θαίλνληαη ηα απαξαίηεηα εμαξηήκαηα γηα ηελ πινπνίεζε ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ φπσο αλαιχζεθαλ παξαπάλσ. 21

22 ρήκα 8 : Αξρηηεθηνληθή ελόο ηππηθνύ BPL δηθηύνπ, απαξαίηεηνο εμνπιηζκόο γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ. [3] BPL επηινγέο επέθηαζεο Οη γξακκέο MΣ αλαθέξνληαη ζαλ δίθηπν δηαλνκήο BPL, νη γξακκέο ΥΣ ζαλ δίθηπν πξφζβαζεο ελψ νη εζσηεξηθέο θαισδηψζεηο κίαο νηθίαο ή ελφο γξαθείνπ θαινχληαη εζσηεξηθφ (indoor) BPL. Σα δίθηπα BPL κπνξνχλ λα επεθηαζνχλ είηε απφ ζεκείν ζε ζεκείν (end to end) BPL είηε ζαλ πβξηδηθά BPL, ρξεζηκνπνηψληαο κηα απφ ηηο επηινγέο πνπ θαίλνληαη ζην παξαθάησ ζρήκα. 22

23 ρήκα 9 : Δύν δηαθνξεηηθέο επηινγέο επέθηαζεο ελόο δηθηύνπ BPL. [3] Έλα ζχζηεκα BPL απφ ζεκείν ζε ζεκείν ρξεζηκνπνηεί ηφζν ηα δίθηπα δηαλνκήοπξφζβαζεο φζν θαη εζσηεξηθά BPL, δειαδή ειεθηξνθφξα θαιψδηα ρξεζηκνπνηνχληαη ζε φιε ηελ δηαδξνκή απφ ην ειεθηξηθφ ππνζηαζκφ σο ηνλ ηειηθφ ρξήζηε. πσο θαίλεηε ζηελ επηινγή 1 ην BPL ζήκα κπνξεί λα παξαθάκςεη ηνλ κεηαζρεκαηηζηήο MΣ/ΥΣ (φπσο ν εμνπιηζκφο CURENT Technologies ). ην πβξηδηθφ BPL κφλν νη γξακκέο ΜΣ ρξεζηκνπνηνχληαη, θαη έλα αζχξκαην δίθηπν αληηθαζηζηά ηηο γξακκέο ΥΣ θαη ηα εζσηεξηθά δίθηπα BPL (Ζ Amperion πηνζεηεί απηήλ ηελ κέζνδν). ηα πβξηδηθά BPL, ην θηβψηην παξάθακςεο δελ κεηαβηβάδεη ην επξπδσληθφ ζήκα απφ θαη πξνο ην δίθηπν ΥΣ αιιά ην κεηαηξέπεη ζε αζχξκαηε κνξθή (802.11x ή WiMax) θαη ην κεηαθέξεη ζε έλα αζχξκαην ζεκείν πξφζβαζεο (Access Point) ην νπνίν βξίζθεηαη επίζεο ζηνλ ππιψλα ΜΣ. Βέβαηα ε ρξήζε αζχξκαησλ ζεκείσλ πξφζβαζεο κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί θαη πάλσ ζηηο γξακκέο ΥΣ αλάινγα κε ηελ πεξηνρή πνπ ζέινπκε λα θαιπθζεί θαη ηελ ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σα πβξηδηθά απηά δίθηπα κπνξνχλ λα εμαζθαιίζνπλ αζχξκαηε πξφζβαζε ζε νιφθιεξα ρσξηά ή νηθηζκνχο. Κάηη ηέηνην ζα ήηαλ αθφκα πην απνηειεζκαηηθφ αλ γηλφηαλ ρξήζε ησλ ηειεπηαίσλ ηερλνινγηψλ ζηελ αζχξκαηε δηθηχσζε. Με απηφ ηνλ ηξφπν ζα κπνξνχζαλ λα πινπνηεζνχλ πξνγξάκκαηα έμππλσλ νηθηζκψλ πνπ πξνσζνχλ πνιινί δήκνη ηεο ρψξαο καο ρσξίο λα είλαη απαξαίηεηε ε επέθηαζε ηνπ δηθηχνπ νπηηθψλ ηλψλ ζε θάζε γσλία ηεο Διιάδαο θαη παξάιιεια εμαζθαιίδνληαο πςειέο ηαρχηεηεο πξφζβαζεο ζην δηαδίθηπν. Σέινο ε πβξηδηθή απηή ηνπνινγία παξαθάκπηεη ηηο εζσηεξηθέο ειεθηξηθέο εγθαηαζηάζεηο ησλ ζπηηηψλ θαη απνηειεί ραξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα ζπλχπαξμεο αζχξκαηεο θαη ελζχξκαηεο δηθηχσζεο. Απηέο νη δηαθνξεηηθέο επηινγέο επέθηαζεο δηαθέξνπλ ηφζν σο πξνο ηελ απφδνζεο φζν θαη πξνο ην θφζηνο. Γηα BPL απφ ζεκείν ζε ζεκείν, θηβψηηα παξάθακςεο θαη ζπδεπθηήξεο ΥΣ πξέπεη λα εγθαηαζηαζνχλ ζηηο γξακκέο ΥΣ, επίζεο πξέπεη λα εγθαηαζηαζνχλ BPL modem ζε φζεο πξίδεο επηζπκνχκε λα 23

24 ππάξρεη ελζχξκαηε πξφζβαζε. Γηα πβξηδηθά BPL, θηβψηηα παξάθακςεο κε κεηαηξνπείο ηνπ ζήκαηνο ζε αζχξκαηε κνξθή είλαη απαξαίηεηα θαζψο θαη αζχξκαηα ζεκεία πξφζβαζεο. Δπίζεο απαηηνχληαη αζχξκαηνη δέθηεο (wifi), ηέηνηνη πξνυπάξρνπλ ζηα laptop θαη ζε αξθεηά θηλεηά ηειέθσλα smartphones, αιιά απαηηείηαη ε ηνπνζέηεζε ηνπο ζε desktop-pc. 1.3 Παγκόςμια εξϊπλωςη των δικτύων BPL Παγθφζκηα ν αξηζκφο ησλ εηαηξηψλ πνπ αζρνινχληαη κε ηηο ηερλνινγίεο BPL έρεη απμεζεί ζηαζεξά ηα ηειεπηαία ρξφληα. Σέηνηεο είλαη νη επηρεηξήζεηο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, νη θαηαζθεπαζηέο ηνπ απαξαίηεηνπ εμνπιηζκνχ γηα BPL φπσο Homeplug, Dlink, θα. Mφλν ζηηο ΖΠΑ ην 2007 ππήξραλ 39 εηαηξίεο νη νπνίεο πξνζέθεξαλ BPL πξφζβαζε δνθηκαζηηθά. Ζ CURRENT Technologies πξνζέθεξε εκπνξηθέο ππεξεζίεο BPL καδί κε ηελ εηαηξία Duke Energy ζηηο πφιεηο Cincinnati,Ohio, κε ζθνπφ λα επεθηείλνπλ ηηο ππεξεζίεο απηέο ζηνπο 1,5 εθαηνκκχξην πειάηεο ηεο Duke Energy ζην Ohio ηελ Indiana θαη ην Kentucky. Δπίζεο ε πφιε ηνπ Manassas ζηε Virginia έρεη ππεξεζίεο BPL ζε φιε ηεο ηελ έθηαζε απ ην 2005 ρξεζηκνπνηψληαο εμνπιηζκφ ηεο MainNet. Αθφκα εθηφο απ ηηο ΖΠΑ ππάξρνπλ εκπνξηθέο επηρεηξήζεηο απηήο ηεο ηερλνινγίαο ζηελ Δπξψπε (Ηζπαλία,Γεξκαλία,Αγγιία) ζηελ ιαηηληθή Ακεξηθή (Βξαδηιία,Υηιή) θαη ζηελ Αζία (Κνξέα). ηελ Ηζπαλία ε Endesa άξρηζε λα παξέρεη ηέηνηεο ππεξεζίεο ην 2003 ζηελ αξαγφζα θαη ζηε Βαξθειψλε Δπηρεηξεκαηηθά Μνληέια θαη Οηθνλνκηθνί Παξάγνληεο Αλάινγα κε ηνπο επηρεηξεκαηηθνχο θαη νηθνλνκηθνχο ζηφρνπο ηεο θάζε επηρείξεζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ππάξρνπλ ηξία θχξηα επηρεηξεζηαθά πξφηππα πνπ κπνξνχλ λα επηιέμνπλ γηα ηελ επέθηαζε ελφο δηθηχνπ BPL. πσο παξνπζηάδεηαη παξαθάησ ζε θάζε κνληέιν ν επηρεηξεκαηηθφο θίλδπλνο είλαη αλάινγνο κε ην θέξδνο: Σν κνληέιν ηνπ ελνηθηαζηή (ιηαλέκπνξνπ): ε απηφ ην κνληέιν, ε επηρείξεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κηζζψλεη ηηο εγθαηαζηάζεηο ηεο ζε κηα άιιε επηρείξεζε (θαηά πξνηίκεζε κηα κε πξνγελέζηεξε εκπεηξία ζε επηθνηλσλίεο) πνπ ρηίδεη θαη δηαρεηξίδεηαη ην BPL δίθηπν. Ο πειάηεο επηθνηλσλεί κφλν κε ηελ επηρείξεζε παξνρήο BPL γηα ηελ ηηκνιφγεζε, ηελ ππνζηήξημε θαη ηπρψλ πξνβιήκαηα. Ζ επηρείξεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κφλν εηζπξάηηεη ηέιε γηα ηελ ρξήζε ησλ εγθαηαζηάζεσλ ηεο, θαη κπνξεί επίζεο λα ρξεζηκνπνηεί ππεξεζίεο έμππλνπ δηθηχνπ απφ ηνλ πάξνρν ππεξεζηψλ BPL. Απηφ ην κνληέιν απαηηεί ηε ρακειφηεξε επέλδπζε απφ ηελ επηρείξεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη παξέρεη κηα λέα πεγή εζφδσλ. Γηα ηνπο παξαπάλσ ιφγνπο ην ζπγθεθξηκέλν κνληέιν εκπεξηέρεη ηνλ ρακειφηεξν θίλδπλν γηα ηελ επηρείξεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. 24

25 Σν κνληέιν ηνπ ρνληξέκπνξνπ: ε απηφ ην κνληέιν ε επηρείξεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ρηίδεη ην δίθηπν ΒPL θαη ην κηζζψλεη ζε κηα άιιε επηρείξεζε, ε νπνία πνπιάεη ηηο ππεξεζίεο ζηνπο παξφρνπο επηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ ή ζηνπο παξφρνπο ππεξεζηψλ Ηληεξλέη (ISPs) πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ην δίθηπν θαη έξρνληαη ζε επαθή κε ηνπο πειάηεο. Απηή είλαη κηα κέζνπ θηλδχλνπ επηινγή, επίζεο ην BPL δίθηπν κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα παξέρεη ππεξεζίεο έμππλνπ δηθηχνπ γηα ηελ ειεθηξηθή επηρείξεζε. Σν κνληέιν θνξέσλ παξνρήο ππεξεζηψλ: Απηφ είλαη ην πην επηζεηηθφ κνληέιν. Ζ επηρείξεζε ειεθηξηθήο ρηίδεη θαη δηαρεηξίδεηαη ην δίθηπν BPL θαη δηαζπλδέεη άκεζα ηνπο πειάηεο. Δδψ ε ειεθηξηθή επηρείξεζε πξέπεη λα απνθηήζεη πείξα ζηηο επηθνηλσλίεο πνπ απαηηείηαη γηα λα ρηίζεη, λα ιεηηνπξγήζεη, θαη λα δηαηεξήζεη έλα BPL δίθηπν. Φπζηθά, ε ειεθηξηθή επηρείξεζε πξέπεη επίζεο λα εκπνξεπηεί θαη λα δηαθεκίζεη ηηο επξπδσληθέο ππεξεζίεο. Απηφ ην πξφηππν εγθπκνλεί ηνλ κεγαιχηεξν θίλδπλν, αιιά πξνζθέξεη θαη ηε κέγηζηε πηζαλή απφδνζε ηεο επέλδπζεο. Απηήλ ηελ πεξίνδν αθξηβή ζηνηρεία ζρεηηθά κε ηηο δαπάλεο γηα ηελ επέθηαζεο ησλ BPL δελ είλαη δεκφζηα δηαζέζηκα. κσο δηάθνξεο εθηηκήζεηο δείρλνπλ φηη νη δαπάλεο αλά ζπίηη θπκαίλνληαη απφ $50έσο $300, αλάινγα κε ηελ αξρηηεθηνληθή ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ, ηελ αλάγθε γηα επαλαιήπηεο, ηνλ αξηζκφ ζπηηηψλ πνπ ζπλδένληαη κε ηνλ ππνζηαζκφ, θαη άιινπο παξφκνηνπο παξάγνληεο. Σν παξαπάλσ θφζηνο δελ πεξηιακβάλεη κφλν ην θφζηνο ηνπ εμνπιηζκνχ αιιά θαη ηεο εγθαηάζηαζεο, ηεο ζπληήξεζεο πνπ είλαη απαξαίηεηε κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ, ηπρψλ αληηθαηάζηαζε ή αλαβάζκηζε ηνπ εμνπιηζκνχ. Ζ δαπάλε γηα ηνλ απαξαίηεην εμνπιηζκφ πνπ πξέπεη λα εγθαηαζηαζεί κέζα ζην ζπίηη ηνπ θαηαλαισηή (CPE -Consumer premises equipment) θπκαίλεηαη απφ $50 -link έσο $200. Αθνινπζεί κηα ζπληεξεηηθή εθηίκεζε γηα κία εηαηξία BPL ε νπνία έρεη έλα πνζνζηφ ζπλδξνκεηψλ 10% επί ηνπ ζπλνιηθνχ αξηζκνχ ησλ νηθηψλ πνπ ζπλδένληαη κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν (πεξηιακβάλεη αγξνηηθέο, πξναζηηαθέο, θαη ηηο αζηηθέο πεξηνρέο), έλα ηέηνην πνζνζηφ είλαη ραξαθηεξηζηηθφ ησλ ηξερφλησλ απνηειεζκάησλ επέθηαζεο. Καη αο ππνζέζνπκε $100 κέζν θφζηνο επέθηαζεο αλά ζπίηη θαη $100 θφζηνο γηα (CBE),φια απηά καο δίλνπλ έλα αξρηθφ θφζηνο γηα ηελ εηαηξία BPL ηεο ηάμεσο ησλ $1.100 αλά ζπλδξνκεηή (Δπεηδή ην θφζηνο επέθηαζεο θαηαβάιιεηαη γηα ην κεγαιχηεξν κέξνο ησλ νηθηψλ αλ θαη κφλν ην 10% απηψλ ζα είλαη ζπλδξνκεηέο BPL). Απηφο ν αξηζκφο ζπκθσλεί κε ηνπο αξηζκνχο πνπ δεκνζηεχνληαη ζηελ ηειηθή έθζεζε γηα ηα BPL απφ ηελ United Telecom Council (UTC) Research θαη ην Shpigler Group ην νπνίν ζπγθξίλεη ηα θφζηε γηα ηηο δηάθνξεο ηερλνινγίεο παξνρήο επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ αλά ηερλνινγία(ζρήκα 10). 25

26 ρήκα 10: Γηάγξακκα θόζηνπο γηα πινπνίεζε δηαθνξεηηθώλ ηερλνινγηώλ πξόζβαζεο αλ ζπλδξνκεηή ($). [3] Δίλαη επίζεο ελδηαθέξνλ λα ζεκεησζεί φηη, αθφκα θη αλ ε αλάπηπμε ηνπ BPL ζηηο αγξνηηθέο πεξηνρέο είλαη ιηγφηεξν αθξηβή απφ ηελ επέθηαζε ηνπ DSL, ηνπ θαισδηαθνχ ηληεξλέη (δελ ππάξρεη ζε Διιάδα) ή ηεο νπηηθήο ίλαο, κπνξεί λα είλαη αξθεηά αθξηβφηεξε αλά ζπλδξνκεηή. Έρνληαο απηφ ππφςε νη εηαηξίεο BPL κπνξεί λα επηιέμνπλ λα αληαγσληζηνχλ ην DSL, ην θαισδηαθφ internet θαη ηηο ινηπέο ηερλνινγίεο παξνρήο επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ ζε πξναζηηαθέο θαη αζηηθέο πεξηνρέο φπνπ θάπνην είδνο επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ ππάξρεη ήδε. Δηξσληθά, απηφ ζα ήηαλ εληειψο αληίζεην ζηνλ θχξην ιφγν πνπ πηνζεηήζεθε ην BPL δειαδή λα είλαη δηαζέζηκεο επξπδσληθέο ππεξεζίεο αθφκα θαη ζηηο πην απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Δπηπιένλ ε πξνγελέζηεξε εκπεηξία θαη ε έξεπλα έρνπλ δείμεη φηη νη ππεξεζίεο BPL πξέπεη λα είλαη ή ζεκαληηθά θαιχηεξεο (πςειφηεξεο απνδφζεηο), ή θηελφηεξεο, ή θαη ηα δχν, γηα λα είλαη ζε ζέζε λα πείζνπλ ηνπο ζπλδξνκεηέο λα αιιάμνπλ ηηο ππάξρνπζεο ππεξεζίεο ηνπο ζε BPL ή γηα λα πξνζειθχζνπλ λένπο ζπλδξνκεηέο ζε απηή ηελ θαηλνχξηα ηερλνινγία. Έρνληαο απηά ππφςε δεκηνπξγείηε ε παξαθάησ εμίζσζε ε νπνία δείρλεη ηελ δηείζδπζε ησλ ππεξεζηψλ BPL (Δ BPL ) ζαλ ζπλάξηεζε ηνπ θφζηνπο ησλ ππεξεζηψλ BPL Κ BPL, ηνπ θφζηνπο ησλ ππαξρνπζψλ επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ Κ ππάξρνπζσλ, ηεο απφδνζεο ηνπ BPL Α BPL θαη ηεο απφδνζεο ησλ ππαξρνπζψλ ππεξεζηψλ Α ππαξρνπζψλ. Σν θφζηνο K BPL ζπκπεξηιακβάλεη ην θφζηνο CBE, ηεο εγθαηάζηαζεο, ηεο νξγάλσζεο, θαη κίαο κεληαίαο ζπλδξνκήο. Μηα απιή δηαηχπσζε ζα κπνξνχζε λα είλαη: Δ BPL = Min{100, Max {0, [(Κ ππάξρνπζσλ Κ BPL ) + α [log2(α BPL ) log2(α ππαξρνπζψλ )]]}} 26

27 πνπ α είλαη έλαο παξάγνληαο (10 ή 20) πνπ δείρλεη ηελ ζεκαζία ηεο απφδνζεο έλαληη ηνπ θφζηνπο. ηελ παξαπάλσ εμίζσζε ε δηείζδπζε (Δ BPL ) γίλεηαη κεδεληθή αλ ην θφζηνο θαη ε απφδνζε ηνπ BPL είλαη ίδηα κε απηή ησλ ππαξρνπζψλ ππεξεζηψλ. Βέβαηα ε παξαπάλσ εμίζσζε δελ ιακβάλεη ππφςε ηελ αμία ησλ ππεξεζηψλ έμππλνπ δηθηχνπ πνπ πξνζθέξεη ην BPL ζηηο εηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. 1.4 Ενδεχόμενα Οφϋλη Απφ ηελ ηερλνινγία απηή κπνξνχλ λα ππάξμνπλ νθέιε ηφζν γηα ηνπο ρξήζηεο φζν θαη γηα ηηο εηαηξίεο θαη παξνπζηάδνληαη παξαθάησ Οθέιε γηα ηνπο παξόρνπο ησλ ππεξεζηώλ BPL Απo ηελ ζθνπηά ησλ παξφρσλ, ε δεκηνπξγία ελφο δηθηχνπ BPL έρεη πνιχ κηθξφ θφζηνο. Ο βαζηθφο θαη καθξάλ ν πην ζεκαληηθφο ιφγνο είλαη ε χπαξμε ηνπ κέζνπ κεηάδνζεο (γξακκέο ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) θαη ην γεγνλφο φηη κεγάιν κέξνο ησλ ππνςήθησλ πειαηψλ ηνπο είλαη ήδε ζπλδεδεκέλνη κε απηφ. Αθφκα ιφγν ηεο επξείαο θάιπςεο πνπ παξέρεη ην δίθηπν ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ ην BPL ππφζρεηαη λα είλαη δηαζέζηκν ζρεδφλ ζε θάζε ζπίηη. Απηνί νη παξάγνληεο ππνδειψλνπλ εμνηθνλφκεζε θφζηνπο θαη ρξφλνπ θαηαζθεπήο ηνπ δηθηχνπ, άξα ζα κπνξνχζαλ λα αληαγσληζηνχλ ηνπο παξφρνπο DSL νη νπνίνη ρξεηάδνληαη ζαθψο κεγαιχηεξν αξρηθφ θεθάιαην Πιενλεθηήκαηα γηα ηηο εηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Γηα ηηο εηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ηα πιενλεθηήκαηα είλαη δπζδηάζηαηα. Πξψησλ κπνξεί λα απνηειέζεη θαηλνχξηα πεγή εζφδσλ απφ κία είδε ππάξρνπζα επέλδπζε θαη δεχηεξσλ κπνξεί λα βνεζήζεη ζηε δεκηνπξγία ελφο έμππλνπ δηθηχνπ γηα ηηο εηαηξίεο απηέο ην νπνίν ζα είλαη εκπινπηηζκέλν κε εθαξκνγέο φπσο: Δπίβιεςε ηνπ ζπζηήκαηνο απφ θάζε ζεκείν ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ Δμηζνξξφπεζε θαη κεηαθίλεζε θνξηίνπ Βειηηζηνπνηεκέλα ζηνηρεία γηα ηε ρξεζηκνπνίεζε θαη δηαρείξηζε ηνπ δηθηχνπ Απμάλεη ηελ απφδνζε ηεο πξνιεπηηθήο ζπληήξεζεο θαη βειηηψλεη ηελ αμηνπηζηία ησλ ππεξεζηψλ. Απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ ηθαλνπνίεζεο ησλ πειαηψλ ράξε ζηελ απνθπγή ησλ δηαθνπψλ Πξνεγκέλνο επνπηηθφο έιεγρνο θαη απφθηεζε ζηνηρείσλ (SCADA-supervisory control and data acquisition) Αλίρλεπζε ειαηησκάησλ, αλάιπζε ειαηησκάησλ θαη αληηκεηψπηζε ηνπο Απηφκαηε αλίρλεπζε δηαθνπήο ιεηηνπξγίαο, αλίρλεπζε απνθαηάζηαζεο, θαη επαιήζεπζε Απηφκαηνη κεηξεηέο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ επηηξέπνπλ ηηκνιφγεζε ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν ράξε ζηελ απηνκαηνπνηεκέλε αλάγλσζε κεηξεηψλ (AMR) 27

28 κε απνκαθξπζκέλε απνζχλδεζε (θαη επαλαζχλδεζε), κε απηφλ ηνλ ηξφπν ε ηηκνιφγεζε ησλ ρξεζηψλ δε ζα γίλεηαη κε βάζε ηελ πξνγελέζηεξεπξνβιεπφκελε θαηαλάισζε. Δπηπιέσλ κπνξεί λα γίλεη θαη ηπρψλ αλίρλεπζε θινπήο. ε πξαγκαηηθφ ρξφλν ηειενπηηθή επηηήξεζε ηεο ππνδνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (δίθηπν θαη ππνζηαζκνί) ρήκα 11 : Τν έμππλν ειεθηξηθό δίθηπν θαη νη εθαξκνγέο ηνπ [4] Οθέιε γηα ηνλ ρξήζηε Οη ρξήζηεο κπνξνχλ λα σθειεζνχλ απφ ηηο ππεξεζίεο BPL επεηδή : Οη εηαηξίεο BPL ζα κπνξνχζαλ λα δεκηνπξγήζνπλ αληαγσληζκφ θαη απηφ ζα βνεζνχζε ζηε κείσζε ησλ ηηκψλ ζηηο Δπξπδσληθέο ππεξεζίεο. Σα δίθηπα BPL ζα κπνξνχζαλ λα παξέρνπλ πςειήο απφδνζεο ππεξεζίεο ζηνπο ρξήζηεο. ε κεξηθέο πεξηνρέο ην BPL κπνξεί λα είλαη ε κφλε βηψζηκε επηινγή (π.ρ., ζε αγξνηηθέο, απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο), αλ θαη ε δνξπθνξηθέο ππεξεζίεο κπνξεί επίζεο λα είλαη ελδηαθέξνπζα επηινγή γηα ηέηνηεο πεξηνρέο. Σα νηθηαθά δίθηπα BPL ζα κπνξνχζαλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ απφ έμππλεο ζπζθεπέο νη νπνίεο ζα ζπλδένληαη θαη ζα ειέγρνληαη κέζσ ελφο PC ε κέζσ ηνπ δηαδηθηχνπ. Παξαδείγκαηνο ράξε απιά ηξνθνδνηψληαο κε ηάζε ην ςπγείν απηφ έρεη πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη κπνξεί λα ελεκεξψζεη ηνλ ρξήζηεο ζε πηα ηξφθηκα έρεη έιιεηςε Οθέιε από ην έμππλν δίθηπν 28

29 Με ιίγα ιφγηα ε αλάπηπμε ησλ ηερλνινγηψλ κεηαθνξάο δεδνκέλσλ κέζσ ειεθηξηθψλ θαισδίσλ ζα ζπκβάιεη ζηελ επξεία εμάπισζε ηνπ έμππλνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ, ην νπνίν ζα ρξεζηκνπνηεί πξνεγκέλεο ηερλνινγίεο πιεξνθνξηψλ γηα ηελ δηαλνκή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηα. Απηφ ζα εμαζθαιίδεη απνηειεζκαηηθή αμηφπηζηε θαη αζθαιή δηαλνκή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ελψ ζα επηηξέπεη ηελ απμαλφκελε ρξήζε αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο. Σν έμππλν απηφ δίθηπν επηηξέπεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ηεο εηαηξίαο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζπζθεπψλ ηνπ ζπηηηνχ φπσο νη έμππλνη ζεξκνζηάηεο θη άιιεο ζπζθεπέο. Σα ζπίηηα κε δίθηπν (HAN-home area network) ζα επηθνηλσλνχλ κέζσ ηνπ απηφκαηνπ κεηξεηή(amr-automatic meter reading) κε ην έμππλν δίθηπν, απηφ δίλεη ζηηο εηαηξίεο ηελ δπλαηφηεηα γηα εχθνιε δηαρείξηζε ησλ πφξσλ θαη ησλ θνξηίσλ αηρκήο. ην ζπίηη, ν ελεξγεηαθφο θαηαλαισηήο κπνξεί λα ειέγμεη ηε θφξηηζε ηνπ ειεθηξηθνχ νρήκαηνο, ηηο έμππλεο ελεξγεηαθέο ζπζθεπέο θαη ηνπο πξνγξακκαηίζηκνπο ζεξκνζηάηεο (PCTs) πνπ ζπλδένληαη κε ην δίθηπν (HAN). Δπίζεο ζα παξέρνληαη ζηνλ ζπλδξνκεηή πξνπιεξσκέλεο ππεξεζίεο, πιεξνθφξεζε ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν γηα ηελ θαηαλάισζε, θαη download ηνπ firmware ησλ ζπζθεπψλ HAN. Με ιίγα ιφγηα ε ίδηα ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηείηε γηα ηελ δεκηνπξγία ελφο απινχ νηθηαθνχ δηθηχνπ bpl ζα επηηξέπεη ζην HAN λα επηθνηλσλεί κε ηνλ έμππλν κεηξεηή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ζα δίλεη ρξήζηκεο πιεξνθνξίεο γηα ηελ θαηαλάισζε ηφζν ζηνλ ρξήζηε φζν θαη ζηνλ πάξνρν. Σέινο έλαο απηφκαηνο κεηξεηήο κπνξεί λα παξέρεη δεδνκέλα γηα ηελ θαηαλάισζε λεξνχ θαη θπζηθνχ αεξίνπ. ρήκα 12 : Οηθία κε εζσηεξηθό δίθηπν HAN, απηόκαην κεηξεηή θαη εθαξκνγέο ηνπ έμππλνπ δηθηύνπ[5] 29

30 ρήκα 13 : Σπλδπαζκόο έμππλνπ δηθηύνπ κε αλαλεώζηκεο πεγέο ελέξγεηαο [4] 1.5 Προκλόςεισ Ζ θύζε ηνπ ειεθηξηθνύ δηθηύνπ Οη πην πξνθαλείο πξνθιήζεηο ζηελ εθαξκνγή BPL πξνθχπηνπλ απφ ην γεγνλφο φηη ηo δίθηπν ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ δεκηνπξγήζεθε γηα λα κεηαθέξεη ειεθηξηθή ελέξγεηα (ελαιιαζζφκελν ξεχκα πςειήο ηάζεο ζε ζπρλφηεηεο 50 ή 60 Hz) απφ έλαλ κηθξφ αξηζκφ πεγψλ (ηηο γελλήηξηεο) ζε έλαλ κεγάιν αξηζκφ ζπηηηψλ (ζηνπο θαηαλαισηέο).σα δίθηπα ειεθηξηθήο ελέξγεηαο νχηε ζρεδηάζηεθαλ νχηε επηλνήζεθαλ γηα ιφγνπο επηθνηλσληψλ. Οη θχξηεο πξνθιήζεηο ηνπ BPL πξνθχπηνπλ απφ ηε θχζε ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη είλαη ηα εμαηξεηηθά απξφβιεπηα, κεηαβιεηά θαηά ζέζε θαη ρξφλν ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Δπίζεο ε δνκή ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ αιιάδεη ζπλερψο κε ηελ πξνζζήθε θαηλνχξησλ θιάδσλ (ζπλδξνκεηψλ). Οη γξακκέο ησλ ειεθηξηθψλ δηθηχσλ δηαηξνχληαη κε αζχκκεηξν 30

31 ηξφπν, πνπ έρεη πνιιέο αλψκαιεο ζπλδέζεηο κεηαμχ ησλ ηκεκάησλ ηνπ δηθηχνπ θαη ησλ πειαηψλ. Σα ηκήκαηα πνπ γίλεηαη ε ζχλδεζε ησλ γξακκψλ δελ είλαη ζσζηά ελαξκνληζκέλα πξνθαιψληαο αλαθιάζεηο θαη κεηαβνιή ζηε ραξαθηεξηζηηθή ζχλζεηε αληίζηαζε. Ζ δηάδνζε ηνπ ζήκαηνο κέζσ πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ θαζκαηηθή ηνπ εμάπισζε, ε νπνία πξνθαιεί επηιεθηηθή εμαζζέλεζε ηνπ ζήκαηνο. Μπνξνχκε λα πνχκε φηη νη θχξηνη ιφγνη πνπ επεξεάδνπλ ηε δηάδνζε ζήκαηνο είλαη νη απψιεηεο ζηα θαιψδηα, νη απψιεηεο ιφγσ ησλ αλαθιάζεσλ ζηα ζεκεία δηαθιάδσζεο, ε θαθή πξνζαξκνγή ζην ηέινο ησλ γξακκψλ θαζψο θαη ε επηιεθηηθή εμαζζέλεζε Πξνβιήκαηα ΔΜΗ Δπεηδή ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα δελ έρνπλ θαλέλα πξνζηαηεπηηθφ θάιπκκα, ε ρξήζε ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ γηα κεηαθνξά επξπδσληθψλ ζεκάησλ, κπνξεί λα θάλεη ην ίδην ην δίθηπν BPL λα ιεηηνπξγεί ζαλ θεξαία εθπνκπήο ειεθηξνκαγλεηηθήο αθηηλνβνιίαο, δεκηνπξγψληαο ζνβαξά πξνβιήκαηα ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο (ΔΜΗ). Σα ζεκαληηθφηεξα πξνβιήκαηα έρνπλ παξαηεξεζεί κε ηνπο εξαζηηερληθνχο ξαδηνζηαζκνχο, ηα ςεθηαθά ζήκαηα πνπ κεηαθέξνληαη κέζσ ησλ θαισδίσλ θαη εθπέκπνπλ αθηηλνβνιία κπνξεί λα αιιειεπηδξάζνπλ κε ηηο θεξαίεο ιήςεο ησλ εξαζηηερληθψλ ξαδηνζηαζκψλ πξνθαιψληαο παξεκβνιέο θπξίσο ζηε HF κπάληα. Καηά ζπλέπεηα, ε εμέηαζε ηεο ακνηβαίαο παξεκβνιήο (ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα) είλαη κηα ππφζεζε κεγάιεο ζεκαζίαο. Οη εηαηξίεο BPL πξέπεη λα ζέβνληαη ηνπο δηεζλήο θαλνληζκνχο θαη λα πεξηνξίδνπλ ηελ ηζρχ ψζηε λα κεησζνχλ ηα παξαπάλσ πξνβιήκαηα Κσδηθνπνίεζε Μηα άιιε πξφθιεζε έρεη λα θάλεη κε ηελ θξππηνγξάθεζε ησλ δεδνκέλσλ. Γηα λα απνηξαπεί ε παξεκπφδηζε ησλ δεδνκέλσλ απφ αλαξκφδηνπο δέθηεο, ε ρξήζε πξνεγκέλσλ ηερληθψλ γηα ηελ θξππηνγξάθεζε ησλ δεδνκέλσλ είλαη απαξαίηεηε Υσξεηηθόηεηα ηνπ θαλαιηνύ Δπεηδή φινη νη ρξήζηεο κνηξάδνληαη ηε δηαζέζηκε ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ, θαζψο ν αξηζκφο ρξεζηψλ απμάλεη, ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο αλά ρξήζηε κεηψλεηε. ηηο ΖΠΑ, ππάξρνπλ πεξίπνπ 50 ζπίηηα ζπλδεδεκέλα αλά ππνζηαζκφ. Άξα έλα κέζν δηαζέζηκν εχξνο δψλεο ηεο ηάμεο ησλ 200 Mbps ζεκαίλεη φηη θαηά κέζν φξν ζε θάζε ρξήζηε είλαη δηαζέζηκα 4 Mbps, κηα ηαρχηεηα ε νπνία ζπγθξίλεηαη κε ηελ κέζε ηαρχηεηα ηνπ DSL θαη απηήλ ηνπ θαισδηαθνχ ηληεξλέη. Δληνχηνηο, ην BPL εμαξηάηαη απo ηελ απφζηαζε, φπσο θαη ην DSL. Καηά ζπλέπεηα, ε απφζηαζε κεηαμχ ηνπ ζπηηηνχ ηνπ πειάηε θαη ηνπ ππνζηαζκνχ απνηειεί ζεκαληηθφ παξάγνληα γηα ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο. 31

32 1.5.5 Υαξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνύ Γεληθά, έλα θαλάιη ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ είλαη έλα πνιχ ζνξπβψδεο κέζν κεηάδνζεο. Ο ζφξπβνο ζηε γξακκή εμαξηάηαη απφ ην ρξφλν, ηε ζέζε, θαη ηε ζπρλφηεηα. Ζ ρξνληθή κεηαβνιή νθείιεηαη θπξίσο ζηε δπλακηθά κεηαβαιιφκελε θχζε ηνπ θνξηίνπ πνπ ζπλδέεηαη κε ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα, δηαθιαδψζεηο ηεο γξακκήο, ν αξηζκφο θαη ν ηχπνο ησλ θιάδσλ, ηα κήθε ησλ ηκεκάησλ ηεο γξακκήο, ν ηχπνο ηνπ ζπλδεδεκέλνπ εμνπιηζκνχ ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο (φπσο νη ζπζηνηρίεο ππθλσηψλ θαη νη κεηαζρεκαηηζηέο), θαη ηα είδε ησλ θνξηίσλ πνπ ζπλδένληαη φια απηά επεξεάδνπλ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ. Δπηπιένλ νη αηέιεηεο ζηηο θαισδηψζεηο, θαθέο ζπλδέζεηο θαη νη θιάδνη ηεο γξακκήο πξνθαινχλ αληαλαθιάζεηο ζεκάησλ θαη δεκηνπξγνχλ κία εμαξηψκελε απ ηελ ζπρλφηεηα εμαζζέλεζε ηνπ θαλαιηνχ Θόξπβνο ζην δίθηπν Οη γξακκέο κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο έρνπλ δηαθνξεηηθά ραξαθηεξηζηηθά ζνξχβνπ. Σν δίθηπν ηεο MΣ έρεη ιηγφηεξεο δηαθιαδψζεηο απφ απηφ ηεο ΥΣ. Οη γξακκέο ηεο ΥΣ ηεξκαηίδνπλ ζηηο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο ησλ θαηαλαισηψλ. Ο ζφξπβνο ζην δίθηπν ηεο ΥΣ είλαη ην άζξνηζκα ηνπ παξαζηηηθνχ ζνξχβνπ, ηνπ θξνπζηηθνχ ζνξχβνπ, θαη ηνπ ζχγρξνλνπ/αζχγρξνλνπ (κε ηε ζπρλφηεηα ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ) ρξσκαηηθνχ ζνξχβνπ, πνπ παξάγεηαη θπξίσο απφ ηηο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο, απηφο ν ζφξπβνο δελ είλαη έλαο πξφζζεηνο άζπξνο γθανπζζηαλφο ζφξπβνο (AWGN). ην δίθηπν ηεο ΜΣ, ε ζχλδεζε/απνζχλδεζε ησλ ζπζηνηρηψλ ππθλσηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα δηνξζψζνπλ ηνλ ζπληειεζηή ηζρχνο δεκηνπξγεί πςειέο αηρκέο ζνξχβνπ. πγρξφλσο, ν παξαζηηηθφο ζφξπβνο θαη ν ζφξπβνο πεξηνξηζκέλεο δψλεο είλαη θπξίαξρνη ζηηο γξακκέο ΥΣ. Ο παξαζηηηθφο ζφξπβνο είλαη πεξηβαιινληηθφο ζφξπβνο πνπ εμαξηάηαη ηδηαίηεξα απφ ηνλ θαηξφ, ηε ζέζε θαη ην πςφκεηξν. Οη θχξηεο πεγέο γηα ηνλ πεξηνξηζκέλεο δψλεο ζφξπβν είλαη «επαλαιήςεηο» ζηε καθξηλή, κέζε θαη θνληηλή δψλε θπκάησλ θαζψο επίζεο θαη δηάθνξεο ξαδηνππεξεζίεο. Ο πεξηνξηζκέλεο δψλεο ζφξπβνο πξνθαιείηαη απφ RF θαη SW παξεκβνιέο θαη πνηθίιιεη ηπραία αλάινγα κε ηελ ζέζεο θαη ηνλ ρξφλν. Σα επίπεδα ζνξχβνπ ζηηο γξακκέο MΣ είλαη γχξσ ζηα 20 κε 30 db πςειφηεξα απ' φηη ζηηο γξακκέο ηεο ΥΣ ζην θάζκα ζπρλφηεηαο 1 έσο 20 MHZ Δμαζζέληζε ζηα θαλάιηα Σα ειεθηξνθφξα θαιψδηα έρνπλ κνληεινπνηεζεί κε ηε ρξήζε ζηαηηζηηθψλ πξνζεγγίζεσλ βαζηζκέλσλ ζε εθηελείο κεηξήζεηο ή κε ληηηεξκεληζηηθέο πξνζεγγίζεηο βαζηζκέλσλ ζηελ ζεσξία γξακκψλ κε πνιιαπινχο αγσγνχο(mtl) θαη ζε αξηζκεηηθή αλάιπζε. Έλα απιφ νκνηφκνξθν ηκήκα γξακκψλ ΜΣ ρσξίο θακία ζπλδεδεκέλε ζπζθεπή ζα κπνξνχζε λα έρεη κφιηο 1 db/km εμαζζέληζε. Δλψ γηα έλα ζχλζεην ππεξπςσκέλν δίθηπν MΣ ε απψιεηεο ηνπ θαλαιηνχ ζε ζπρλφηεηέο απφ 10kHz έσο 100 MHZ εμαξηψληαη ηδηαίηεξα απ ηελ ζπρλφηεηα θαη θηάλνπλ ηα 40 db/km. Απηή ε εμαζζέληζε νθείιεηε ζηηο αληαλαθιάζεηο απφ ηηο αζπλέρεηεο θαη ηηο αηαίξηαζηεο ηεξκαηηθέο αληηζηάζεηο. Οη απψιεηεο ησλ δηθηχσλ ηεο ΥΣ είλαη ζπλήζσο κεγαιχηεξεο απφ απηψλ ηεο MΣ θαη κπνξεί λα θηάλνπλ ηα 100 db/km. 32

33 1.5.7 Πξόηππα Ζ θαζηέξσζε απνδεθηψλ πξνηχπσλ είλαη απαξαίηεηε γηα θάζε λέα ηερλνινγία φπσο είλαη ε BPL. Γηα απηφ ηνλ ιφγν νη: Open PLC European Research Alliance (OPERA), European Telecommunications Standards Institute (ETSI), Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE), Universal Powerline Association (UPA), European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), θαη ε HomePlug Powerline Alliance έρνπλ δεκηνπξγήζεη ηα δηθά ηνπο πξφηππα. Ζ OPERA-a είλαη κία δηεζλήο νξγάλσζε ε νπνία απνηειείηε απφ 37 νξγαληζκνχο φπσο εηαηξίεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, θαηαζθεπαζηέο εμνπιηζκνχο PLC θαη παλεπηζηήκηα. θνπφο ηεο είλαη ε δεκηνπξγία θαη πξνψζεζε ελφο αλνηρηνχ δηεζλνχο πξνηχπνπ γηα ππεξεζίεο BPLC νη νπνίεο ζα ραξαθηεξίδνληαη απφ ρακειφ θφζηνο, πςειή απφδνζε θαη πςειή ηαρχηεηα. Απηά ηα πξφηππα ζα πξνσζεζνχλ κέζσ δηεζλψλ νξγαληζκψλ πξνηχπσλ φπσο ην IEEE θαη ην ETSI. ζσλ αθνξά ηα νηθηαθά δηθηχσλ πνπ θάλνπλ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο BPL ηα πξφηππα πνπ έρνπλ θπξηαξρήζεη είλαη απηά ηεο UPA θαη ηεο HomePlug Powerline Alliance (ηδξχζεθε ην 2000). Τινπνηήζεηο BPL αληαπηφξσλ νη νπνίεο είλαη βαζηζκέλεο ζε δηαθνξεηηθά πξφηππα δελ είλαη ζπκβαηέο κεηαμχ ηνπο. Άξα ε θαζηέξσζε ελφο πξνηχπνπ ζην νπνίν ζα ήηαλ βαζηζκέλα φια ηα πξντφληα BPL απνηειεί πξφθιεζε. 1.6 Βελτιώςεισ απόδοςησ Ζ βειηίσζε ηεο θαηάζηαζεο ηνπ δηθηχνπ κπνξεί λα βειηηψζεη ηελ απφδνζε ησλ γξακκψλ κε ηελ ειαρηζηνπνίεζε ησλ αηαίξηαζησλ ζχλζεησλ αληηζηάζεσλ (διδ R=ραξαθηεξηζηηθή), θηιηξάξηζκα ηνπ ζνξχβνπ, θ.ιπ. Απηέο νη επηινγέο, εληνχηνηο κπνξεί λα επηδεηλψζνπλ θάπνηα απ ηα πιενλεθηήκαηα ηνπ δηθηχνπ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ θαη έρνπλ επηπιέσλ θφζηνο. Μηα άιιε θαιχηεξε πξνζέγγηζε είλαη λα ρξεζηκνπνηεζνχλ πξνεγκέλεο ηερληθέο δηακφξθσζεο θαη θσδηθνπνίεζεο νη νπνίεο ζα κπνξνχλ λα είλαη απνηειεζκαηηθέο ζην ερζξηθφ πεξηβάιινλ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Απηήλ ηελ πεξίνδν, ηα πεξηζζφηεξα BPL πξντφληα ρξεζηκνπνηνχλ ηελ δηακφξθσζε (OFDM), ε νπνία είλαη γλσζηή γηα ηελ άξηζηε απφδνζε ελάληηα ζηηο δηαζηξεβιψζεηο ησλ θαλαιηψλ φπσο νη πνιιαπιέο δηαδξνκέο, ν θξνπζηηθφο ζφξπβνο θαη γηα ηελ θαιή ηεο θαζκαηηθή απφδνζε, ην ινγηθφ ηεο θφζηνο, θαη ηε δπλαηφηεηά ηεο λα απνθεχγεη νξηζκέλεο δψλεο. Θεσξεηηθέο δνθηκέο έρνπλ δείμεη απνδφζεηο ηεο ηάμεσο ησλ gigabit per second ζε κεγαιχηεξα εχξε ζπρλνηήησλ ηα νπνία βξίζθνληαη ζην αλψηεξν θάζκα ηεο πςειήο ζπρλφηεηαο VHF θαη ζηηο πνιχ ςειέο ζπρλφηεηεο (UHF). Δληνχηνηο, απηφ δελ κπνξεί λα είλαη βηψζηκε επηινγή, γηαηί ην θάζκα ζηηο VHF θαη UHF δψλεο είλαη θαηεηιεκκέλν απφ άιιεο εθαξκνγέο θαη ε ρξήζε απηψλ ησλ ζπρλνηήησλ ζα δεκηνπξγνχζε ζνβαξά πξνβιήκαηα ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο. 33

34 Κεφϊλαιο 2 : Στατιςτικϊ ςτοιχεύα και πρόβλεψη για μελλοντικό εξϋλιξη 2.1 Λόγοι που καθιςτούν απαραύτητη η πρόςβαςη ςτο διαδύκτυο Πνιιέο κειέηεο θαη έξεπλεο έρνπλ γίλεη γηα ηελ επίδξαζε πνπ έρεη ην Internet ζηελ θαζεκεξηλφηεηα καο θαη ηελ αλαγθαηφηεηα ή κε ηεο πξφζβαζεο ζε απηφ. Οη πεξηζζφηεξεο θαηαιήγνπλ ζην ζπκπέξαζκα φηη ζηνλ 21 Ο αηψλα ε θνηλσληθή θαη νηθνλνκηθή αλάπηπμε θάζε ρψξαο ζα εμαξηάηαη ζε κεγάιν βαζκφ απφ απηφ, θαζψο αιιάδεη ν ηξφπνο κε ηνλ νπνίν πνιιέο ππεξεζίεο πξνζθέξνληαη, ραξαθηεξηζηηθά παξαδείγκαηα είλαη ε e-health (ηειεταηξηθή), ε ηειεεθπαίδεπζε, e-banking 34

35 (ειεθηξνληθέο ζπλαιιαγέο), ε ειεθηξνληθή δηαθπβέξλεζε θαη ην ειεθηξνληθφ εκπφξην. Έλλνηεο άγλσζηεο πξηλ κεξηθέο δεθαεηίεο νη νπνίεο γίλνληαη φιν θαη πην γλσζηέο. Σα νθέιε ηα νπνία κπνξεί λα έρεη έλαο ρξήζηεο ηνπ δηαδηθηχνπ είλαη πνιιαπιά θαη ζα κπνξνχζακε λα γξάςνπκε πνιιέο ζειίδεο γηα απηά θάηη ηέηνην φκσο μεθεχγεη απφ ην αληηθείκελν ηεο εξγαζίαο. Απηφ πνπ πξέπεη λα αλαθεξζεί είλαη πσο ε ρξήζε ηνπ δηαδηθηχνπ δελ είλαη απαξαίηεηε κφλν ζηηο αλαπηπγκέλεο αιιά θαη ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο. πσο ηνλίδνπλ νη εθζέζεηο ηεο UNESCO ε πξφζβαζε ησλ παηδηψλ πνπ δηακέλνπλ ζε αλαπηπζζφκελεο ρψξεο ζην δηαδίθηπν θαη ζηνπο Ζ/Τ ζα βνεζνχζε ηελ εθπαηδεπηηθή δηαδηθαζία θαη ζα ηνπο πξνζέθεξε κηα επθαηξία λα εμνηθεησζνχλ κε ηελ ςεθηαθή ηερλνινγία θαη ηηο ππεξεζίεο πνπ απηή κπνξεί λα παξέρεη. Βέβαηα γηα λα επηηεπρζεί πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν εθηφο απφ επξπδσληθέο ππεξεζίεο ρξεηάδεηαη θαη έλαο ειεθηξνληθφο ππνινγηζηήο. πσο ζα δνχκε παξαθάησ κφιηο ην 27.3% ησλ αλζξψπσλ δηαζέηεη ππνινγηζηή ζην ζπίηη ηνπ. Απηφ νθείιεηαη θπξίσο ζην πςειφ θφζηνο πνπ έρνπλ νη ππνινγηζηέο γηα φζνπο δνπλ ζε αλαπηπζζφκελεο ρψξεο θαη ηα έζνδα ηνπο είλαη πεξηνξηζκέλα. κσο ε ζπλερήο κείσζε ησλ ηηκψλ ησλ ππνινγηζηψλ,λέεο ηερλνινγίεο φπσο απηή ησλ Net books θαη δηάθνξνη νξγαληζκνί φπσο ν OLPC (One Laptop per Child) ππφζρνληαη πσο ζα θάλνπλ ηελ πξφζβαζε ζε ππνινγηζηέο αθφκα πην πξνζηηή. 2.2 Παγκόςμια πρόςβαςη ςε ηλεκτρικό ενϋργεια ηελ ζπλέρεηα αθνινπζνχλ θάπνηα ζηαηηζηηθά ζηνηρεία απφ ηελ έθζεζε ηνπ IEA γηα ην 2008 (ηειεπηαία δηαζέζηκε) φζνλ αθνξά ηελ πξφζβαζε ησλ αλζξψπσλ ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Γελ ππάξρεη θαλέλαο δηεζλψο απνδεθηφο θαζνξηζκφο ηνπ πιεζπζκνχ ηεο γεο πνχ έρεη πξφζβαζε ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Οη παξαθάησ πίλαθεο δείρλνπλ ζηνηρεία γηα ηελ πξφζβαζε ησλ λνηθνθπξηψλ ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα, δειαδή ηνλ αξηζκφ ησλ αλζξψπσλ πνπ έρνπλ ειεθηξηθή ελέξγεηα ζην ζπίηη ηνπο. 35

36 Πίλαθαο 2 : Πξόζβαζε ηνπ πιεζπζκνύ ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα ην 2008 [6] χκθσλα κε κηα ιεπηνκεξή αλάιπζε ησλ δεδνκέλσλ, γηα θάζε θξάηνο ππνινγίδεηαη φηη ην 2008 ν αξηζκφο ησλ αλζξψπσλ ρσξίο πξφζβαζε ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα ήηαλ 1.5 δηζεθαηνκκχξηα άλζξσπνη, απηφο αληηζηνηρεί ζην 22% ηνπ παγθφζκηνπ πιεζπζκνχ. Πεξίπνπ ην 85% απηψλ δνπλ ζε αγξνηηθέο πεξηνρέο. Γεδνκέλνπ φηη ην δήηεκα ηεο πξφζβαζεο ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα αλαιχζεθε αξρηθά ζηελ πξννπηηθή ηεο παγθφζκηαο ελέξγεηαο ην 2002 (World Energy Outlook 2002 ), ν αξηζκφο ησλ αλζξψπσλ ρσξίο πξφζβαζε ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα εθηηκάηαη πσο έρεη κεησζεί απφ ηφηε θαηά 188 εθαηνκκχξηα, παξά ηελ αχμεζε ηνπ παγθφζκηνπ πιεζπζκνχ παξαπάλσ απφ 500 εθαηνκκχξηα. ρήκα 14 : Άλζξσπνη ρσξίο πξόζβαζε ζε ειεθηξηζκό ην 2008 θαη ην 2030 [7] 36

37 Ο παξαπάλσ ράξηεο δείρλεη κία εθηίκεζε γηα ηα αληίζηνηρα πνζνζηά ην 2030 ζε ζρέζε κε απηά ηνπ Τπάξρεη έλα πνιχ αηζηφδνμν κήλπκα φηη παξά ηελ αχμεζε ηνπ παγθφζκηνπ πιεζπζκνχ ν αξηζκφο ησλ θαηνίθσλ ρσξίο πξφζβαζε ζε ειεθηξηζκφ ζα κεησζεί. 2.3 Παγκόςμια πρόςβαςη και τιμϋσ τηλεπικοινωνιακών υπηρεςιών Αθνινχζσο, αθνχ είδακε ην πνζνζηφ θαη ηηο πεξηνρέο ησλ νπνίσλ νη θάηνηθνη δελ έρνπλ πξφζβαζε ζηνλ ειεθηξηζκφ, ζα δνχκε ηη γίλεηαη κε ηηο ηειεπηθνηλσλίεο, εθφζνλ ε αλάγθε γηα απηέο είλαη εμίζνπ ζεκαληηθή. πσο ηνλίδνπλ αξθεηέο εθζέζεηο ηεο UNESCO, φζνλ αθνξά ηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο ε πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν είλαη ηδηαίηεξεο ζεκαζίαο θαζψο ζεκαίλεη πξφζβαζε ζε ειεχζεξε πιεξνθφξεζε, ελεκέξσζε γηα αζζέλεηεο πνπ πιήηηνπλ απηέο ηεο πεξηνρέο (AIDS) θαη ηελ νπζηαζηηθή αλαβάζκηζε ηεο εθπαηδεπηηθήο δηαδηθαζίαο. Σα ζηνηρεία πνπ παξαηίζεληαη είλαη απφ ηελ ηειεπηαία έθζεζε ηνπ ITU γηα ην ρήκα 15: Δηάγξακκα πνζνζηνύ πξόζβαζεο ζε δηάθνξα ηειεπηθνηλσληαθά κέζα. [8] ην παξαπάλσ δηάγξακκα θαίλεηαη ην πνζνζηφ ησλ θαηνίθσλ ηεο πδξνγείνπ πνπ έρεη πξφζβαζε ζηα δηάθνξα ηειεπηθνηλσληαθά κέζα. Δίλαη εκθαλέο φηη νη ρξήζηεο θηλεηψλ ηειεθψλσλ έρνπλ απμεζεί ζεκαληηθά ηα ηειεπηαία ρξφληα θαη ππνινγίζηεθε φηη ζα αγγίμνπλ ηα 4.6 δηζεθαηνκκχξηα ζην ηέινο ηνπ ια απηά θάλνπλ ηελ ηερλνινγία ησλ θηλεηψλ ηελ πην ξαγδαία πηνζεηεκέλε ηερλνινγία ζηελ ηζηνξία. Σαπηφρξνλα, αμίδεη λα παξαηεξήζνπκε φηη κφιηο ην 25,9% ηνπ πιεζπζκνχ ρξεζηκνπνηεί ην δηαδίθηπν. 37

38 Απφ ηνλ παξαπάλσ πίλαθα γίλεηαη ζαθέο φηη ε ρξήζε θηλεηψλ ηειεθψλσλ δείρλεη λα είλαη ε ιχζε ζηελ πάγηα αλάγθε ησλ αλζξψπσλ γηα επηθνηλσλία. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί ε θάιπςε πεξηνρψλ ζηηο νπνίεο δελ ππήξρε θαλέλα ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν είλαη πνιχ πην εχθνιε θαη γξήγνξε κέζσ ησλ θηλεηψλ. Ση γίλεηαη φκσο κε ηελ πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν? Μπνξεί ε αζχξκαηε ζχλδεζε λα είλαη ε ιχζε πνπ ζα πηνζεηεζεί ζην κέιινλ? ρήκα 16 : Κάηνηθνη κε πξόζβαζε ζε ΗΥ Τειεόξαζε [8] Σν παξαπάλσ γξάθεκα δείρλεη ην πνζνζηφ ηνλ αλζξψπσλ πνπ έρνπλ πξφζβαζε ζε ππνινγηζηή ζην ζπίηη ηνπο. Φαίλεηαη πψο κφλν ην 27.3% ηνπ πιεζπζκνχ δηαζέηεη ππνινγηζηή ελψ ην 70,8% έρεη ηειεφξαζε. κσο ε ζπλερήο πηψζε ησλ ηηκψλ ησλ ππνινγηζηψλ αλακέλεηαη λα απμήζεη ην ζπγθεθξηκέλν πνζνζηφ. Ο παξαθάησ ράξηεο είλαη πςίζηεο ζεκαζίαο θαζψο παξνπζηάδεη ην πνζνζηφ ησλ θαηνίθσλ κε ζηαζεξή ζχλδεζε ζην δηαδίθηπν αλά ηελ πθήιην. 38

39 ρήκα 17 : Πνζνζηό ζηαζεξώλ ζπλδξνκεηώλ επξπδσληθώλ ππεξεζηώλ [8] Λεπηνκεξήο αλάιπζε ησλ παξαπάλσ δεδνκέλσλ θαη ζχγθξηζε κε παιαηφηεξα καο δείρλεη φηη ηα ηειεπηαία 5 ρξφληα ν αξηζκφο ησλ ζπλδξνκεηψλ επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ έρεη ππεξηξηπιαζηαζηεί. Γειαδή απφ 150 εθαηνκκχξηα ην 2004 έρεη θηάζεη ηα 500 εθαηνκκχξηα ην κσο ζηελ Αθξηθή ππάξρεη κφλν έλαο ζπλδξνκεηήο γηα θάζε 1000 θαηνίθνπο, ελψ ζηελ Δπξψπε ππάξρνπλ 200 ζπλδξνκεηέο γηα θάζε 1000 θαηνίθνπο. Δπίζεο νη ζπλδξνκέο επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ ζηελ Κίλα μεπέξαζαλ απηέο ησλ ΖΠΑ θάλνληαο ηελ ηε κεγαιχηεξε αγνξά ηέηνησλ ππεξεζηψλ, παξάιιεια ην πνζνζηφ ησλ ζπλδξνκψλ έθηαζε ην 6,3%. Σν παξαθάησ δηάγξακκα έρεη εμαηξεηηθφ ελδηαθέξνλ θαζψο καο δείρλεη ηη πνζνζηφ ηνπ κεληαίνπ εηζνδήκαηνο ηνπο πξέπεη λα μνδεχνπλ νη θάηνηθνη δηαθφξσλ πεξηνρψλ γηα λα έρνπλ πξφζβαζε ζε ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο. 39

40 . ρήκα 18: Δηάγξακκα θόζηνπο ηειεπηθνηλσληαθώλ ππεξεζηώλ αλά πεξηνρή ζε ζρέζε κε ην κέζν εηζόδεκα ζε δνιάξηα.[8] *Commonwealth of Independent States (CIS) ή Σνβηεηηθή Έλσζε ** ICT=Information and communication technologies Απφ ηα παξαπάλσ γίλεηαη ζαθέο φηη γηα ηνλ κέζν Δπξσπαίν ηα ρξήκαηα πνπ πιεξψλεη γηα ICT ππεξεζίεο αληηζηνηρνχλ ζε ιηγφηεξν απφ ην 5% ηνπ κηζζνχ ηνπ, επνκέλσο ε πξφζβαζε ζε ηέηνηεο ππεξεζίεο ζεσξείηαη δεδνκέλε. Αλ δνχκε ηελ Αθξηθή ν κέζνο θάηνηθνο ηεο πξέπεη λα δίλεη ην 41% ηνπ κηζζνχ ηνπ γηα λα έρεη πξφζβαζε ζηηο ππεξεζίεο απηέο, απηφ θαζηζηά ηελ πξφζβαζε ζρεδφλ απαγνξεπηηθή. Κάπνηνο ζα έιεγε πσο απηφ δελ κπνξεί εχθνια λα αιιάμεη ιφγν ηνπ ρακεινχ βηνηηθνχ επηπέδνπ/ρακειψλ κηζζψλ ηεο καχξεο επείξνπ. Κάηη ηέηνην είλαη ελ κέξεη ζσζηφ αιιά φπσο θαίλεηαη ζηνλ αθφινπζν πίλαθα νη ηηκέο ζε αλαπηπγκέλεο θαη αλαπηπζζφκελεο ρψξεο θπκαίλνληαη ζηα ίδηα χςε φζνλ αθνξά ζηαζεξφ θαη θηλεηφ ηειέθσλν αιιά είλαη απαγνξεπηηθά πςειή ε πξφζβαζε ζε επξπδσληθέο ππεξεζίεο ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο. 40

41 ρήκα 19: Κόζηνο ηειεπηθνηλσληαθώλ ππεξεζηώλ ζε αλαπηπγκέλεο θαη αλαπηπζζόκελεο ρώξεο [8] 2.4 Προοπτικό για παγκόςμια εξϊπλωςη των δικτύων BPL Απφ φια ηα παξαπάλσ ζηαηηζηηθά ζηνηρεία κπνξνχλ λα βγνπλ δηάθνξα ζπκπεξάζκαηα. κσο απηή ε εξγαζία αθνξά ηα δίθηπα BPL θαη ηηο εθαξκνγέο ηνπο. Δμεηάδνληαο ηα παξαπάλσ δεδνκέλα απ απηήλ ηελ ζθνπηά ζπκπεξαίλνπκε ηα εμήο : Ζ πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν απνηειεί κία θαηλνχξηα αλάγθε. Απηφ θαίλεηαη απφ ην ζπλερψο απμαλφκελν πνζνζηφ ησλ αλζξψπσλ(5% ην 99 ζε 25.9% ην 09) πνπ επηδηψθνπλ λα έρνπλ ηέηνηα πξφζβαζε. Τπάξρεη αλάγθε λα κεησζνχλ νη ηηκέο πξφζβαζεο ζε επξπδσληθέο ππεξεζίεο ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο. Πξφζβαζε ζε ελζχξκαην ηειέθσλν έρεη κφιηο ην 17.8% ηνπ πιεζπζκνχ ηεο γεο θαη ην πνζνζηφ απηφ παξακέλεη ζρεδφλ ακεηάβιεην ηα ηειεπηαία 10 ρξφληα. Άξα ε πξφζβαζε κέζσ DSL δελ κπνξεί είλαη ε ιχζε γηα κία θαζνιηθή πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν. Σν πνζνζηφ ησλ αλζξψπσλ κε πξφζβαζε ζηνλ ειεθηξηζκφ είλαη 78.2% θαη αλακέλεηαη λα απμεζεί ηα επφκελα ρξφληα. 41

42 ηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο νη επξπδσληθέο ππεξεζίεο είλαη πνιχ αθξηβέο, απηφ θαζηζηά επηηαθηηθή ηελ αλάγθε λα βξεζνχλ ελαιιαθηηθνί θζελνί ηξφπνη πξφζβαζεο. Ίζσο ε πξφζβαζε κέζσ δηθηχσλ bpl θαζψο θαη ε αζχξκαηε πξφζβαζε λα είλαη ε ιχζε. Γηα λα έρεη έλα ζπίηη πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη γεληθά ζε νπνηαδήπνηε ηειεπηθνηλσληαθή ππεξεζία, είλαη απαξαίηεηε ε πξφζβαζε ηνπ ζε ειεθηξηθφ ξεχκα (θφξηηζε θηλεηνχ,ππνινγηζηή θηι). ηελ πιεηνλφηεηα απηψλ ησλ θξαηψλ δελ ππάξρεη εγθαηεζηεκέλν ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν νχηε θαισδηαθή ηειεφξαζε, επνκέλσο είλαη αδχλαηε ε χπαξμε ζηαζεξνχ ηειεθψλνπ. Σν θφζηνο θαηαζθεπήο ηειεπηθνηλσληαθνχ δηθηχνπ πνπ ζα θηάλεη ζε θάζε ζπίηη είλαη ηεξάζηην θαη άζθνπν αθνχ ε ηερλνινγία bpl ζα κπνξνχζε λα δψζεη ιχζε ζηα πξνβιήκαηα επηθνηλσληψλ ζηηο ρψξεο απηέο. πνπ ππάξρεη ήδε εγθαηεζηεκέλν δίθηπν ειεθηξηζκνχ, είλαη ζρεηηθά θζελή ε κεηαηξνπή ηνπ θαη ρξήζε απηνχ γηα επηθνηλσλίεο κέζσ bpl, έηζη ζα ήηαλ δπλαηή ηφζν ε πξφζβαζε ζε ηειέθσλν κέζσ ηεο ηερλνινγίαο voip φζν θαη ε πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν. Καη φια απηά ρσξίο λα ρξεηάδεηαη λα εγθαηαζηαζνχλ λέα θαιψδηα. 2.5 Οι Ευρυζωνικϋσ υπηρεςύεσ ςτισ αναπτυγμϋνεσ χώρεσ ζνλ αθνξά ηελ πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν ζηηο αλαπηπγκέλεο ρψξεο φπσο θαίλεηαη απφ ην δηάγξακκα ηνπ OECD (αλήθνπλ αλαπηπγκέλεο ρψξεο) ε πξφζβαζε κέζσ DSL, θαισδίνπ θαη νπηηθψλ ηλψλ θαηέρεη ην ζπληξηπηηθά πςειφηεξν πνζνζηφ 98%, ελψ ε πξφζβαζε κέζσ BPL ζπγθαηαιέγεηαη ζηνπο ινηπνχο ηξφπνπο πξφζβαζεο (Other) θαη θαιχπηεη έλα πνιχ κηθξφ πνζνζηφ ζπλδξνκεηψλ. Σχήμα 20: Σπλδξνκεηέο Επξπδσληθώλ ππεξεζηώλ αλά ηερλνινγία, Ινύληνο 2009 [9] 42

43 Έλα δηάγξακκα ην νπνίν έρεη ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ γηα ηελ Διιάδα είλαη απηφ πνπ δείρλεη ην πνζνζηφ αχμεζεο ησλ ζπλδξνκεηψλ επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ γηα ηα θξάηε πνπ εμεηάδεη ν OECD, ζην παξαθάησ δηάγξακκα ε Διιάδα θαηέρεη ηελ 1 ε ζέζε κε πνζνζηφ 5,89%. ρήκα 21: Δηάγξακκα δηείζδπζεο Επξπδσληθώλ ππεξεζηώλ (αύμεζε ζπλδξνκώλ αλά 100 θαηνίθνπο), Ινύληνο ( ), αλά ρώξα [9] ηα παξαθάησ γξαθήκαηα θαίλνληαη νη κέζεο ηαρχηεηεο download/upload αλά ηερλνινγία θαη είλαη ζαθήο ε ππεξνρή ησλ νπηηθψλ ηλψλ. ρήκα 22: Μέζεο δηαθεκηδόκελεο ηαρύηεηεο download αλά ηερλνινγία, kbit/s, Οθη 2009 [9] 43

44 ρήκα 23: Μέζεο δηαθεκηδόκελεο ηαρύηεηεο upload αλά ηερλνινγία, kbit/s, Οθη 2009 [9] Κάηη ηέηνην γίλεηαη ζαθέο θαη ζην επφκελν δηάγξακκα πνπ δείρλεη ηηο κέζεο δηαθεκηδφκελεο ηαρχηεηεο αλά ρψξα γηα φιεο ηηο ηερλνινγίεο. ε ρψξεο φπσο ε Ηαπσλία φπνπ είλαη δηαζέζηκε ε δηθηχσζε κέζσ νπηηθψλ,θαη πξνηηκάηαη απν κεγάιν πνζνζηφ ζπλδξνκηηψλ,νη ηαρχηεηεο θηάλνπλ ην 1Gbit/s. Δλψ ζηελ Διιάδα ε πξφζβαζε πξαγκαηνπνηήηε ζρεδφλ απνθιεηζηηθά κέζσ DSl, έηζη ε κέγηζηε δπλαηή ηαρχηεηα πεξηνξίδεηαη ζηα 24Mbit/s θαη ε κέζε δηαθηκηδφκελε ζηα 16Mbps. Οη δηαθηκηδφκελεο ηαρχηεηεο είλαη ζπλήζσο θαη νη ζεσξεηηθά κέγηζηεο επηηεχμεκεο γηα θάζε ηερλνινγία. Γεληθά νη ρξήζηεο έρνπλ κηθξφηεξε πξαγκαηηθή ηαρχηεηα.αθφκα ζε αξθεηέο ρψξεο κφλν κεξηθέο πεξηνρέο (αζηηθά θέληξα) έρνπλ αλαβαζκηζηεί κε ηηο κέγηζηεο ηαρχηεηεο. ρήκα 24: Μέζεο δηαθεκηδόκελεο ηαρύηεηεο αλά ρώξα, όιεο νη ηερλνινγίεο, kbit/s, Οθη. 2009[9] 44

45 Σέινο ην παξαθάησ δηάγξακκα δείρλεη ην πνζνζηφ ησλ ζπλδξνκεηψλ αλά ρψξα θαη ηερλνινγία. Μπνξνχκε λα ζπκπεξάλνπκε πσο ζήκεξα ην DSL είλαη ε θπξίαξρε ηερλνινγία πξφζβαζεο ζηηο πεξηζζφηεξεο ρψξεο. Δπίζεο ην πνζνζηφ ζπλδξνκεηψλ ζηελ Διιάδα βξίζθεηαη θάησ απ ηνλ κέζν φξν ησλ ρσξψλ ηνπ OECD αιιά θαη ηηο Δπξσπατθήο έλσζεο. ρήκα 25 : Δηάγξακκα ζπλδξνκεηώλ επξπδσληθώλ ππεξεζηώλ, αλά 100 θαηνίθνπο, αλά ηερλνινγία, Ινύληνο 2009[9] 45

46 Κεφϊλαιο Απόδοςη των καναλιών Θα πξνηαζεί έλα απιφ κνληέιν γηα ηα θαλάιηα (γξακκέο) ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ θαη ζα παξνπζηαζηνχλ δηαγξάκκαηα BER-SNR γηα ηα θαλάιηα Υακειήο, Μέζεο ηάζεο θαη ηα εζσηεξηθά Πώο δεκηνπξγνύληαη ηα θαηλόκελα πνιιαπιώλ δηαδξνκώλ Ζ δπζθνιία κε ηα bpl δίθηπα είλαη φηη ην θαλάιη εμαξηάηαη απφ ηελ ηνπνινγία. Έλα bpl δίθηπν απνηειείηαη απφ πνιινχο θιάδνπο νη νπνίνη δηαζθνξπίδνληαη απφ κηα θεληξηθή γξακκή, παξέρνληαο πνιιά κνλνπάηηα ζηα νπνία δηαβηβάδνληαη δεδνκέλα. Δηδηθά νη γξακκέο κεηαθνξάο ΥΣ είλαη έλα δίθηπν φπνπ ππάξρνπλ πνιιαπιέο δηαδξνκέο γηα έλα ζήκα λα ηαμηδέςεη. Δπηπιένλ, ε δνκή ελφο δηθηχνπ BPL αιιάδεη ζπλερψο (π.ρ. κε ηελ πξνζζήθε λέσλ πειαηψλ). Παξαθάησ αλαιχεηαη ε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο ζε έλα απιφ δίθηπν (ρήκα 26). Δδψ έρνπκε κηα δηαθιάδσζε κε ηξία δηαθνξεηηθά ηκήκαηα (AB, BC θαη BD), θάζε ηκήκα έρεη ηε δηθή ηνπ ραξαθηεξηζηηθή αληίζηαζε, θαζψο θαη ηα θνξηία Α, Β θαη D. Γηα απινπνίεζε ζεσξνχκε φηη ηα θνξηία Α, D είλαη ίζα κε ηε ραξαθηεξηζηηθή αληίζηαζε ηεο γξακκήο. Με απηέο ηηο παξαδνρέο ππάξρνπλ ζεσξεηηθά άπεηξεο δηαδξνκέο γηα ην ζήκα λα δηαδνζεί, ιφγσ ησλ πνιιαπιψλ αλαθιάζεσλ. Σέηνηεο δηαδξνκέο είλαη νη:( A_B_D, A_B_C_ B_D, A_B_C_B_C_B_D, θηι). ρήκα 26: Απιό δίθηπν κε έλαλ θιάδν [10] Ζ παξαπάλσ αλάιπζε απνηειεί έλαλ απιφ ηξφπν γηα λα γίλεη θαηαλνεηφ ην θαηλφκελν ηεο πνιχνδεο κεηάδνζεο ζεκάησλ. Σν ζρήκα 27 δείρλεη έλα πην ξεαιηζηηθφ δίθηπν, ην νπνίν είλαη εκθαλψο πην ζχλζεην. Πεξηιακβάλεη πνιιαπιέο θαηνηθίεο νη νπνίεο έρνπλ αηαίξηαζηα θνξηία κε ηε ραξαθηεξηζηηθή αληίζηαζε ηεο γξακκήο. Πξνθαλψο ηα θαηλφκελα πνιχνδεο κεηάδνζεο ζην παξαθάησ δίθηπν είλαη πην έληνλα θαη πνιχπινθα. 46

47 ρήκα 27: Πην ξεαιηζηηθό δίθηπν [10] Έρεη αλαθεξζεί φηη ζπζηήκαηα κε πνιιαπινχο θνξείο φπσο είλαη ην OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing θαη ην Multi Carrier Code Division Multiplexing (MC-CDMA) είλαη θαηάιιεια γηα ην πεξηβάιινλ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Έρνπλ γίλεη δηάθνξεο έξεπλεο γηα ηελ αμηνπνίεζε ηεο ηερλνινγίαο OFDM Ηδηαίηεξα ε έξεπλα [11] δείρλεη φηη ε επηξξνή ησλ πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ είλαη εληνλφηεξε απηήο ηνπ ζνξχβνπ. Ζ κειέηε γηα ηελ επίδξαζε ησλ θιάδσλ ζηα δίθηπα ειεθηξηθήο ελέξγεηαο [12] φπνπ ρξεζηκνπνηήζεθε δηακφξθσζε QAM. Σα απνηειέζκαηα δείρλνπλ ππνβηβαζκφ ηεο απφδνζεο ηνπ θαλαιηνχ κε αχμεζε ησλ θιάδσλ. Πάξαπηα ε επηξξνή πξέπεη λα κειεηεζεί γηα λα δνχκε πσο επεξεάδεη ηελ ζηαζεξφηεηα θαη απφδνζε ηνπ δηθηχνπ, γηαηί ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο ε πξνζζήθε επηπιένλ θιάδσλ ζε έλα ππάξρσλ δίθηπν είλαη κηα ζπλήζεο ηαθηηθή. ε απηφ ην θεθάιαην ζα εμεηαζηεί έλα OFDM ζχζηεκα. ηα OFDM ζπζηήκαηα ε ζπκπεξηθνξά νιφθιεξνπ ηνπ ζπζηήκαηνο έρεη ηα γεληθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο δηακφξθσζεο ηνπ θνξέα. Θα ζεσξεζνχλ δηάθνξεο δηακνξθψζεηο θνξέσλ γηα λα κειεηεζεί ε ζπκπεξηθνξά ηνπο. Απηέο είλαη νη παξαθάησ: M-PSK (BPSK-binary, QPSK quadrature, 16PSK θαη 256PSK) Μνληέιν θαλαιηψλ Ζιεθηξνθφξσλ Καισδίσλ Γηα ηελ κειέηε θαη ηελ ιεπηνκεξή αλάιπζε ηεο απφδνζεο ηνπ δηθηχνπ κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη απαξαίηεην λα ππάξρεη έλα αθξηβέο κνληέιν γηα ην δίθηπν. Έρνπλ πξνηαζεί δηάθνξα κνληέια, ην πην απιφ πξνηάζεθε απ ηνλ Hense [13] φπνπ ε εμαζζέληζε ηνπ θαλαιηνχ απμάλεη κε ηελ ζπρλφηεηα θαη δελ έπαηξλε ππφςε ηα θαηλφκελα πνιχνδεο κεηάδνζεο. Σν επφκελν κνληέιν πξνηάζεθε απφ ηνλ Ζ.Philips[14] κε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ηελ (1) φπνπ Ν είλαη ηα πηζαλά κνλνπάηηα ξνήο ηνπ ζήκαηνο, θάζε κνλνπάηη θαζπζηεξεί θαηά ρξφλν η i θαη πνιιαπιαζηάδεηαη κε έλαλ ζπληειεζηή p i (γηλφκελν απφ ζπληειεζηέο κεηάδνζεο θαη αλάθιαζεο) H(f)= N i=1 p i e j2πf τi (1) 47

48 Ζ παξαπάλσ κέζνδνο βειηηψζεθε απφ ηνλ Zimmerman [15] ψζηε λα ππνινγίδεη ηελ εμαζζέληζε ηνπ ζήκαηνο θαη δίλεηαη απφ ηελ (2), φπνπ θάζε κνλνπάηη ραξαθηεξίδεηαη απφ έλαλ ζπληειεζηή βαξχηεηαο gi, επίζεο ιακβάλεη ππφςε ην κήθνο ηνπ θάζε κνλνπαηηνχ d i. Ο ζπληειεζηήο εμαζζέληζεο κνληεινπνηείηε απ ηηο παξακέηξνπο a ν, a 1, θαη k νη νπνίνη πξνθχπηνπλ απφ κεηξήζεηο. Σν κνληέιν ηνπ Zimmerman ρξεζηκνπνηείηε ζπλήζσο απ ηνπο εξεπλεηέο ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαζψο είλαη εχθνιν ζηελ εθαξκνγή θαη ηα απνηειέζκαηα πνπ πξνθχπηνπλ ζπκπίπηνπλ κε απηά ησλ κεηξήζεσλ. κσο παξφηη ην κνληέιν ηνπ Zimmerman είλαη δεκνθηιέο έρεη θάπνηα κεηνλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνληαη αλαιπηηθά ζηα [16-17] H(f)= N i=1 g i e(a 0 + a 1 f k )d ie j2πf di vp (2) ε απηφ ην θεθάιαην ε κέζνδνο πνπ πξνηάζεθε ζην [17] θαη αλαιχεηαη παξαθάησ ζα ρξεζηκνπνηεζεί. ρήκα 28: Δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε δηαλεκεκέλνπο θιάδνπο [18],[19] Σν παξαθάησ κνληέιν είλαη γεληθφ θαη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα θάζε γξακκή κεηαθνξάο. Γηα κηα γξακκή κεηαθνξάο κε δηαλεκεκέλνπο θιάδνπο φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 28, ε γεληθεπκέλε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο H mmt (f) είλαη ε : Η mmt (f)= M T L M=1 N T n=1 T Lmd d=1 α mnd H mnd (f) n m (3α) Αμίδεη λα ζεκεησζεί, φηη ζην ζρήκα 28, νη θιάδνη είλαη είηε δηαλεκεκέλνη θαηά κήθνο ηεο γξακκήο ή ζε νπνηνδήπνηε θφκβν (π.ρ. θφκβνο 1 ζην ζρήκα 28), ε (3α) είλαη κηα γεληθεπκέλε εμίζσζε πνπ ζα κπνξνχζε λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα νπνηνδήπνηε αξηζκφ θαη δηαλνκή θιάδσλ. ηελ (3α) N T είλαη ν ζπλνιηθφο αξηζκφο ησλ θιάδσλ πνπ ζπλδένληαη ζε έλαλ δεδνκέλν θφκβν (π.ρ., «θφκβνο 1» ζην ζρήκα 28) θαη νινθιεξψλνληαη ζε νπνηνδήπνηε θνξηίν. Σα ε, m, Μ, H mn (f), θαη T Lm αληηπξνζσπεχνπλ αληίζηνηρα: n : αξηζκφο νπνηνπδήπνηε θιάδνπ m :νπνηνδήπνηε (ηεξκαηηθφ) θνξηίν Μ :αξηζκφο αληαλαθιάζεσλ (κε ζπλνιηθά L αληαλαθιάζεηο απφ θάζε ηεξκαηηθφ θνξηίν) H mn (f): ζπλάξηεζε κεηαθνξάο κεηαμχ ελφο δεδνκέλνπ αξρηθνχ ζεκείνπ (transmitter) θαη ελφο ηεξκαηηθνχ θνξηίνπ m 48

49 T Lm : παξάγνληαο κεηάδνζεο κε αλαθνξά ζε νπνηαδήπνηε ηεξκαηηθφ θνξηίν m. χκθσλα κε ηα παξαπάλσ ν ζπληειεζηήο ζπκβνιήο ζεκάησλ a mnd ζε έλαλ θφκβν αλαθνξάο «d» δίλεηαη απφ ηελ παξαθάησ ζπλάξηεζε: α mnd =P M 1 Lnd p M 1 nmd e (2 M 1 l nd)γ nd (3b) φπνπ p nmd είλαη ν παξάγνληαο αληαλάθιαζεο ζηνλ θφκβν d κεηαμχ ηνπ θιάδνπ n θαη ηνπ θνξηίνπ m, γ nd είλαη ε ζηαζεξά δηάδνζεο ηνπ θιάδνπ n κε κήθνο l nd ζηνλ αλαθεξφκελν θφκβν d. ινη νη ηεξκαηηθνί παξάγνληεο αληαλάθιαζεο P Lnd δίλνληαη απφ ηελ ζπλάξηεζε P Lnd = p s γηα d=n=1 (πεγή) ή P Lnd =p Lnd αιινχ (3c) φπνπ γηα ηελ πεγή p L11 =p s (παξάγνληαο αλάθιαζεο ηεο πεγήο). Δπίζεο, Z S είλαη ε ζχλζεηε αληίζηαζε ηεο πεγήο, V s ε ηάζε ηεο πεγήο, Z L ε ζχλζεηε αληίζηαζε ηνπ θνξηίνπ θαη Ε n ε ραξαθηεξηζηηθή αληίζηαζε θάζε ηεξκαηηθνχ κε πεγή. Καη φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 28 Μ η είλαη ν ζπλνιηθφο αξηζκφο ησλ δηαλεκεκέλσλ θφκβσλ (1,2..d.M η ). Ζ ηάζε αλαθνξάο (output referenced) ζε ζπλάξηεζε κε ηελ ζπρλφηεηα δίλεηαη απφ ηελ (4). Ζ απφθξηζε ηεο (4) ζην πεδίν ηνπ ρξφλνπ δίλεηαη κε αλάζηξνθν κεηαζρεκαηηζκφ Fourier. V mmτ (f)=h mmt (f)* Z Ldn Z Ldn +Z s V s (4) Ζ h mmt (t) είλαη ε θξνπζηηθή απφθξηζε ε νπνία πξνθχπηεη απφ ηνλ αληίζηξνθν κεηαζρεκαηηζκφ Fourier ηεο H mmt (f) θαη είλαη ε: h mmt (t)= M T L M=1 N T n=1 T Lmd d=1 α mnd h mnd (t) n m (5) 49

50 ρήκα 29: Δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ηξεηο δηαλεκεκέλνπο θιάδνπο [18],[19] 50

51 ρήκα 30 : Απνηειέζκαηα πξνζνκνίσζεο : (a) Απνηειέζκαηα κνληέινπ, (b) Απνηειέζκαηα ATP-EMTP [18],[19] Γηα λα επαιεζεπηεί ε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο (3) έγηλε ε παξαθάησ εμνκνίσζε. Θεσξήζακε ην ζρήκα 29 κε ηα κήθε ησλ γξακκψλ: L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, θαη L8 λα είλαη: 60, 200, 100, 200, 200, 100, 200, θαη 200m αληίζηνηρα, κε ζχλζεηεο αληηζηάζεηο ησλ θνξηίσλ θαη ησλ ηκεκάησλ ησλ γξακκψλ λα είλαη Z L2 =άπεηξε, Z L3 =Z L4 =Z L5 =Z L6 =Z s =Z 1 =Z 2 =Z 3 =Z 4 =Z 5 = Z 6 =Z 7 =Z 8 =496Χ. Έλαο νξζνγψληνο παικφο 2V κε πιάηνο 0.5 κs, ρξφλν αλφδνπ 1 ns, θαη κεηαηνπηζκέλνο θαηά 0.5κs εθαξκφζηεθε. Ζ ηάζε ζην ζεκείν G ππνινγίζηεθε κε δχν ηξφπνπο, ρξεζηκνπνηψληαο ηελ εμίζσζε H mmt(f) θαη ην πξφγξακκα Alternative Transients Program-Electromagnetic Transients Program (ATP-EMTP). Σα απνηειέζκαηα απφ ηνπο δχν ηξφπνπο ππνινγηζκνχ θαίλνληαη ζηα ζρήκαηα 30 (a) θαη (b) αληίζηνηρα. πγθξίλνληαο ηα είλαη θαλεξφ πσο ππάξρεη κεγάιε νκνηφηεηα, ζπλεπψο επηβεβαηψλεηαη θαη πεηξακαηηθά ε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο Πεξηγξαθή ελόο ζπζηήκαηνο ΟFDM θαη θσδηθνπνίεζε ηνπ θαλαιηνύ Σν θαλάιη ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ ραξαθηεξίδεηαη απφ έλα πεξηβάιινλ εμαζζέλεζεο πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ φπσο ζηα αζχξκαηα δίθηπα. Απηφ νθείιεηαη ζηνλ αξηζκφ ησλ ζπγθεληξσκέλσλ αιιά θαη δηαλεκεκέλσλ θιάδσλ δηάθνξσλ κεθψλ 51

52 αιιά θαη ζηηο πνηθίιεο ζπλδεδεκέλεο ζχλζεηεο αληηζηάζεηο θνξηίσλ. Σα θαζπζηεξεκέλα θχκαηα ιφγσ ησλ θνξηίσλ θαη ησλ θιάδσλ παξεκβάιινληαη κε ηα άκεζα θχκαηα θαη πξνθαινχλ inter-symbol interference (ISI) δηαζπκβνιηθέο παξεκβνιέο, νη νπνίεο ππνβηβάδνπλ ηελ απφδνζε ηνπ δηθηχνπ. Δπεηδή ηα θαζπζηεξεκέλα θχκαηα παξεκβάιινληαη κε ηα άκεζα, ηα πξψηα πξέπεη λα απνβιεζνχλ γηα λα βειηηψζνπκε ην ζχζηεκα, απηφ κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί κε ηε ρξήζε ηερληθψλ εμίζσζεο. κσο ε επίηεπμε ηέηνησλ ηερληθψλ ζε ηαρχηεηεο megabit/sec είλαη δχζθνιε. Ζ OFDM είλαη βαζηζκέλε ζηελ παξάιιειε επξείαο δψλεο κεηάδνζε δεδνκέλσλ ε νπνία κεηψλεη ηηο επηδξάζεηο ησλ πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ θαη θάλεη πεξηηηέο ηηο ηερληθέο εμίζσζεο. Παξαθάησ παξνπζηάδεηαη θαη αλαιχεηαη ην block δηάγξακκα ελφο ζπζηήκαηνο κεηάδνζεο OFDM ζρήκα 31. ρήκα 31 : Block δηάγξακκα Πνκπνύ θαη Δέθηε OFDM [18] ηνλ πνκπφ, ηα δεδνκέλα πνπ κεηαδίδνληαη ζε κεγάιε ηαρχηεηα πξψηα θσδηθνπνηνχληαη (channel coding), έπεηηα νδεγνχληαη ζηνλ πνιππιέθηε (interleave). Απηφο θάλεη δχν βήκαηα. Καηά ην πξψην ηα γεηηνληθά θσδηθνπνηεκέλα bits αληηζηνηρίδνληαη ζε κε γεηηνληθνχο θνξείο θαη θαηά ην δεχηεξν αληηζηνηρίδνληαη δηαδνρηθά ζε πεξηζζφηεξν ή ιηγφηεξν ζεκαληηθά bits απνθεχγνληαο έηζη κεγάιεο αθνινπζίεο απφ κε αμηφπηζηα bits. Μεηά ηαμηλνκνχληαη (mapping). Σα πςειήο ηαρχηεηαο δεδνκέλα κεηαηξέπνληαη ζε παξάιιεια δεδνκέλα κέζσ ηνπ Serial-toparallel κεηαηξνπέα θαη δηαβηβάδνληαη ζηα δηάθνξα θαλάιηα. Ζ αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ θαλαιηψλ παξάιιειεο κεηάδνζεο κεηψλεη ην ξπζκφ ησλ δεδνκέλσλ πνπ θάζε κεκνλσκέλν sub-channel (ππφ-θαλάιη) πξέπεη λα κεηαβηβάζεη. Σα δηαβηβαζζέληα δεδνκέλα απφ θάζε παξάιιειν sub-channel δηακνξθψλνληαη είηε κε ηε δηακφξθσζε M-ary PSK ή απφ ηελ M-ary QAM. Σα δεδνκέλα ηξνθνδνηνχληαη ζε έλα αληίζηξνθν κεηαηξνπέα Fourier- Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) ν νπνίνο παξάγεη έλα OFDM ζήκα. Σν ζήκα απηφ ηξνθνδνηείηαη ζε έλα θχθισκα εηζαγσγήο ρξφλνπ πξνζηαζίαο (guard time) γηα λα κεηψζεη ηηο ISI. Έηζη ην ζήκα κεηαθέξεηαη δηακέζνπ ηνπ θαλαιηνχ ζηνλ δέθηε φπνπ γίλεηαη ε αληίζηξνθε δηαδηθαζία. Γειαδή ν ρξφλνο πξνζηαζίαο αθαηξείηαη, κεηά πεξλάεη ζε έλα θχθισκα fast fourier transform (FFT) φπνπ ε νξζνγσληφηεηα ησλ θαλαιηψλ δηαηεξείηαη. Δπεηδή ηα δεδνκέλα απφ ην 52

53 θχθισκα FFT είλαη παξάιιεια απαηηείηαη κεηαηξνπή ηνπο ζε ζεηξηαθά θαη δεδνκέλνπ φηη ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα ρξεζηκνπνηνχλ ζπλαθέο ζχζηεκα αλίρλεπζεο, ε απνηίκεζε ησλ θαλαιηψλ είλαη απαξαίηεηε έηζη ψζηε ηα δεδνκέλα λα κπνξνχλ λα απνδηακνξθσζνχλ ζσζηά. Ζ θσδηθνπνίεζε θαλαιηψλ είλαη επίζεο απαξαίηεηε γηα λα βειηησζεί ε απφδνζή ηνπο. Ζ έλδεημε απφδνζεο ηνπ ζπζηήκαηνο δηακφξθσζεο ζε νπνηνδήπνηε θαλάιη επηθνηλσληψλ γίλεηαη κέζσ ηεο απφδνζεο ζε ζρέζε κε ην ξπζκφ ιάζνπο δεδνκέλσλ (BER). ηηο παξαθάησ κεηξήζεηο εμεηάδεηαη ε M-PSK δηακφξθσζε. Ο ηχπνο ηνπ κέζνπ πνζνζηνχ ιάζνπο ζπκβφισλ ηεο Μ-PSK ζε θαλάιηα AWGN δίλεηαη ζηελ (6), φπνπ Μ είλαη ην επίπεδν δηακφξθσζεο, Eb ε ελέξγεηα θαη Ν 0 ε ελέξγεηα ηνπ ζνξχβνπ. Δάλ ε δηακφξθσζε PSK ρξεζηκνπνηείηαη ζε θάζε ππν-κεηαθνξέα, ην πνζνζηφ ιάζνο δεδνκέλσλ ηνπ ζπζηήκαηνο OFDM δίλεηαη ζηελ (7), ε παξάκεηξνο Ν είλαη ν αξηζκφο ησλ ππν-θαλαιηψλ θαη H Κ είλαη ε απφθξηζε ησλ ππν-θαλαιηψλ. Γηα ηελ πεξίπησζε ηεο θσδηθνπνίεζεο, δηάθνξα ζπζηήκαηα PLC πςειήο ηαρχηεηαο πηνζεηνχλ ηα θσδηθνπνηεκέλα ζπζηήκαηα OFDM ζαλ block θψδηθεο. Δδψ ζα ρξεζηκνπνηεζεί έλαο απιφο block θψδηθαο φπσο ε θσδηθνπνίεζε Golay. Με απηφλ ηνλ θψδηθα ε έθθξαζε γηα ην θσδηθνπνηεκέλν ζχζηεκα δίλεηαη απφ ηελ (8). Καη ε πηζαλφηεηα γηα ιάζνο ζε έλα ππν-θαλάιη απφ ηελ (9) ε νπνία εθθξάδεη ηνλ κέζν φξν ηεο πηζαλφηεηαο ιάζνπο απφ φια ηα ππν-θαλάιηα. PM 2Q 2 log 2 M H k 2 E b N 0 sin π Μ (6) BER OFDMavg N k=1 2Q 2 log 2 M H k 2 E b k N 0 n sin π M N (7) Pb k q 2 q 1 (P wlk + p w2k ) (8α) P wlk d Σ d n i=t+1 n i P i SCk (1 P SCk ) n i (8b) P wlk 1 Σ n n i=d+1 n i P i SCk (1 P SCk ) n i (8c) 53

54 Psc k N k=1 2Q 2 log 2 M H k 2 E b k N 0 n sin π M N (9) M-αδηθό PSK Δπεηδή ζηελ ελφηεηα απηή ζα γίλεη ρξήζε ηεο M-PSK δηακφξθσζεο θξίζεθε απαξαίηεην λα αλαθέξνπκε πεξηιεπηηθά ηα βαζηθά ηεο ραξαθηεξηζηηθά. Ζ κηθξή θαζκαηηθή επίδνζε ηεο BPSK νδήγεζε ζηελ αλαδήηεζε ςεθηαθψλ ηερληθψλ δηακφξθσζεο κε Μ θπκαηνκνξθέο ηνπ ζήκαηνο εθπνκπήο ρήκα 32 : Δεκηνπξγία ζήκαηνο QPSK [20] Σν παξαπάλσ ρήκα δείρλεη κε ζαθήλεηα ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν γίλεηαη ε αληηζηνίρηζε log 2 (4) = 2 bits ζε έλα symbol ζηελ πεξίπησζε ηεο δηακφξθσζεο θάζεο QPSK (M = 4). Σν εηζεξρφκελν bit stream ρσξίδεηαη ζην inphase stream (I stream) ην νπνίν δηακνξθψλεη ην cos ηνπ θέξνληνο, cos(σ c t), θαη ζην quadrature stream (Q stream) ην νπνίν δηακνξθψλεη ην sin ηνπ θέξνληνο, sin(σ c t) Γεληθά ζηνηρεία πνπ ραξαθηεξίδνπλ ηε δηακφξθσζε M-PSΚ: ην πεδίν ηνπ ρξφλνπ φια ηα ζήκαηα έρνπλ ην ίδην πιάηνο αιιά δηαθνξεηηθή θάζε. ια ηα Μ ζήκαηα έρνπλ ηελ ίδηα ελέξγεηα. 54

55 Ο ζρεκαηηζκφο ησλ Μ ζεκάησλ απεηθνλίδεηαη ζε θχθιν κε Μ ζεκεία πνπ ζρεκαηίδνπλ κεηαμχ ηνπο ηφμα ίζα κε 2 /M αθηίληα. Γηαθέξνπλ κφλν ζηε θάζε (ηα δεδνκέλα θσδηθνπνηνχληαη ζηε θάζε ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο). Κάζε θάζε δηαθέξεη θαηά 2 /M αθηίληα Αλάιπζε απνδόζεσλ Γηα ηελ αλάιπζε ηεο απφδνζεο έγηλαλ κεηξήζεηο ζε δίθηπα κέζεο, ρακειήο ηάζεο θαη εζσηεξηθά.γηα ηα δίθηπα ρακειήο θαη κέζεο ηάζεο ρξεζηκνπνηήζεθαλ 5 & 10 θιάδνη ελψ γηα ην εζσηεξηθφ 4 θαη 8 θιάδνη. ζνλ αθφξα ηηο αληηζηάζεηο γηα ην δίθηπν ΜΣ θαη ην εζσηεξηθφ ε ηεξκαηηθή αληίζηαζε ησλ γξακκψλ ήηαλ άπεηξε γηα λα απεηθνλίζεη ηε ζπκπεξηθνξά ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ δηαλνκήο ρσξίο πξνζηαζία (κέζν) θαη ηηο απνζπλδεκέλεο πξίδεο (εζσηεξηθφ). Υακειέο ηεξκαηηθέο αληηζηάζεηο ηέζεθαλ γηα ην θαλάιη ρακειήο ηάζεο ψζηε λα απεηθνλίζνπλ ηηο ζχλζεηεο αληηζηάζεηο ησλ θαηνηθηψλ ζηηο πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο. Οη δψλεο ζπρλφηεηαο πνπ εμεηάζηεθαλ είλαη απφ 0-30MHz γηα θάζε θαλάιη. Σα ρήκαηα 33 θαη 34 παξνπζηάδνπλ ηε ζπρλφηεηα ηνπ θαλαιηνχ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη ηελ θξνπζηηθή απφθξηζε αληίζηνηρα, γηα ην ππνηηζέκελν πεξηβάιινλ ιεηηνπξγίαο φπσο παξνπζηάζηεθε παξαπάλσ. Οη θξνπζηηθέο απνθξίζεηο ηνπ θαλαιηνχ δείρλνπλ φηη νη δηαλνκέο ησλ άκεζσλ θαη έκκεζσλ δηαδξνκψλ είλαη 8κs, 3κs θαη 1κs,θαη θαηά ζπλέπεηα, ε θαζπζηέξεζε δηάδνζεο είλαη 8κs, 3κs θαη 1κs γηα ηα δίθηπα κέζεο ηάζεο, πξφζβαζεο θαη εζσηεξηθά αληίζηνηρα. Οη απνθξίζεηο ζπρλφηεηαο δείρλνπλ πςειή εμαζζέλεζε ζε δηάθνξεο ζπρλφηεηεο. Γηα λα απνθεπρζεί ε δηα-ζπκβνιηθή παξεκβνιή θαη ε δηα-θαλαιηθή παξεκβνιήinter-channel interference (ICI), ην δηάζηεκα ζπκβφισλ OFDM επηιέρηεθε λα είλαη 9 θνξέο ε θαζπζηέξεζε δηάδνζεο πνπ είλαη ίζε κε 72κs, 27κs θαη 9κs γηα ηα κέζα θαλάιηα, πξφζβαζεο θαη ην εζσηεξηθφ δίθηπν αληίζηνηρα. Σα δηαζηήκαηα γηα ηα ππνθαλάιηα ιακβάλνληαη ζαλ αληίζηξνθνη ησλ 64κs, 24κs θαη 8κs, ηα νπνία είλαη ηζνδχλακα κε ην εχξνο δψλεο 16kHz, 42kHz θαη ηνπ khz 125 γηα ηε ΜΣ, ηελ ΥΣ θαη ηα εζσηεξηθά θαλάιηα αληίζηνηρα. Αλ ζεσξήζνπκε έλα κέγηζην εχξνο δψλεο 30MHz, ν κέγηζηνο αξηζκφο ππνκεηαθνξέσλ ππνινγίδεηαη ζχκθσλα κε ηελ (10) (30Μhz/16khz=1875).Άξα ηα ππν-θαλάιηα είλαη 1875, 714 θαη 240 γηα ηε ΜΣ, ηελ ΥΣ θαη ηα εζσηεξηθά δίθηπα αληίζηνηρα. Σν κέγηζην κέγεζνο FFT ζην ζχζηεκα OFDM ζεσξήζεθε κεγαιχηεξν απφ δχν θνξέο ηνλ αξηζκφ ησλ sub-channels. Άξα ην επηιεγκέλν κέγεζνο FFT ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε είλαη 4096, ην 2048 θαη 512 γηα ην κέζν θαλάιη, ην θαλάιη ρακειήο ηάζεο θαη ην εζσηεξηθφ αληίζηνηρα. Ο αληίζηνηρνο ρξφλνο πξνζηαζίαο (guard) ηνπο πξέπεη λα είλαη ¼ ηνπ κεγέζνπο FFT, θη εδψ είλαη 1024, 512 θαη 128 αληίζηνηρα. 55

56 Subchannels = Bandwidth Coherence (10) ρήκα 33 : Απόθξηζε ζπρλόηεηαο ηνπ δηθηύνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (a) Μέζεο ηάζεο δίθηπν, 10 θιάδνη (b) ΦΤ δίθηπν, 10 θιάδνη (c) Εζσηεξηθό δίθηπν, 8 θιάδνη (d) Μέζεο ηάζεο δίθηπν, 5 θιάδνη (e) ΦΤ δίθηπν, 5 θιάδνη (f) Εζσηεξηθό δίθηπν, 4 θιάδνη [18] Γηα ιφγνπο ζχγθξηζεο ην θαλάιη πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ απφ ηηο θξνπζηηθέο απνθξίζεηο εμήρζε θαη εθαξκφζηεθε ζε έλα βαζηζκέλν ζην OFDM ζχζηεκα φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 31. Ο ρξφλνο guard (πξνζηαζίαο) κε θπθιηθή επέθηαζε εμεηάζηεθε ζαλ κηα πεξίπησζε ησλ κέζσλ θαλαιηψλ. 56

57 ρήκα 34: Απόδνζε εζσηεξηθνύ θαλαιηνύ κε 8 θιάδνπο βαζηζκέλν ζε OFDM ζύζηεκα κε M-PSK δηακόξθσζε [18] ρήκα 35 : Απόδνζε θαλαιηνύ ρακειήο ηάζεο κε 10 θιάδνπο βαζηζκέλν ζε OFDM ζύζηεκα κε M-PSK δηακόξθσζε [18] 57

58 ρήκα 36 : Απόδνζε θαλαιηνύ κέζεο ηάζεο κε 5 θιάδνπο βαζηζκέλν ζε OFDM ζύζηεκα κε M-PSK δηακόξθσζε [18] ην ρ. 34 θαίλεηαη ε απφδνζε γηα ην εζσηεξηθφ θαλάιη κε 8 θιάδνπο θαη Μ-PSK δηακφξθσζε, ελψ ην ρ. 35 δείρλεη ηελ απφδνζε ελφο θαλαιηνχ ρακειήο ηάζεο. ε φιεο ηηο πεξηπηψζεηο κπνξεί λα παξαηεξεζεί φηη επηηπγράλεηαη ξπζκφο κεηάδνζεο 240Mbps. Δληνχηνηο, ζε θάπνην ππνκεηαθνξέα ην θαλάιη κπνξεί λα ππνβηβαζηεί. ην ρ. 36 βιέπνπκε ηελ απφδνζε θαλαιηνχ κέζεο ηάζεο κε πέληε θιάδνπο. Μπνξεί λα παξαηεξεζεί φηη φζν ην SNR απμάλεη, ν ξπζκφο κεηάδνζεο απμάλεηαη φπσο είλαη αλακελφκελν. Τςειφηεξνο ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ζε OFDM ζπζηήκαηα επηηπγράλεηαη κε ηελ αχμεζε ηνπ επηπέδνπ δηακφξθσζεο. Γηα παξάδεηγκα 30Μbps γηα BPSK θαη 240Mbps γηα 256PSK. 58

59 ρήκα 37 : Κξνπζηηθή απόθξηζε ηνπ δηθηύνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (a) Μέζεο ηάζεο θαλάιη, 10 θιάδνη (b) ΦΤ θαλάιη, 10 θιάδνη (c) Εζσηεξηθό θαλάιη, 8 θιάδνη (d) Μέζεο ηάζεο θαλάιη, 5 θιάδνη (e) ΦΤ θαλάιη, 5 θιάδνη (f) Εζσηεξηθό θαλάιη, 4 θιάδνη [18] Ο αξηζκφο ησλ θιάδσλ ζην ίδην ζχζηεκα απμήζεθε γηα λα δνχκε αλ κπνξεί λα επηηεπρζεί ε ίδηα απφδνζε. Υξεζηκνπνηήζακε ην θαλάιη κε δέθα θιάδνπο ηνπ νπνίνπ ε θξνπζηηθή απφθξηζε απεηθνλίδνληαη ζην ζρήκα 37(a) θαη ρξεζηκνπνηήζεθαλ 1875 sub-channel, άξα έρνπκε κέγεζνο FFT 4096 θαη ρξφλν guard κε ηελ θπθιηθή επέθηαζε Σν θαλάιη πξνζνκνηψζεθε θαη ην ζρ. 38 δείρλεη ηελ απφδνζε ελφο ηέηνηνπ ζπζηήκαηνο. Μπνξεί λα παξαηεξεζεί φηη ε απφδνζε γηα ην κε θσδηθνπνηεκέλν ζχζηεκα επεξεάδεηαη ηδηαίηεξα απφ ηηο πνιιαπιέο δηαδξνκέο. Ο θψδηθαο Golay εθαξκφζηεθε γηα θάζε ππνκεηαθνξέα θαη ρξεζηκνπνηήζεθε ε εμίζσζε (9). 59

60 ρήκα 38 : Απόδνζε θαλαιηνύ κέζεο ηάζεο κε 10 θιάδνπο βαζηζκέλν ζε OFDM ζύζηεκα κε M-PSK δηακόξθσζε [18] Απφ ηα απνηειέζκαηα γηα έλα θσδηθνπνηεκέλν ζχζηεκα κε ηνλ (23, 12)Golay θψδηθα είλαη εκθαλέο φηη ε απφδνζε βειηηψλεηαη αηζζεηά θαη ην δηάγξακκα έρεη πνιχ πην νκαιή κνξθή ρσξίο έληνλεο δηαθπκάλζεηο. Υαξαθηεξηζηηθά παξαηεξνχκε φηη γηα έλα κε θσδηθνπνηεκέλν ζχζηεκα κε BPSK δηακφξθσζε θαη γηα πηζαλφηεηα ζθάικαηφο (BER) 10-4 ρξεηαδφκαζηε 10db πεξηζζφηεξν SNR απφ ην αληίζηνηρν θσδηθνπνηεκέλν. Ζ απνηειεζκαηηθφηεηα ηεο θσδηθνπνίεζεο Goley θαίλεηαη θαζαξά αλ ζπγθξίλνπκε ην κε θσδηθνπνηεκέλν θαλάιη ΜΣ κε 5 θιάδνπο (ζρήκα 36) κε έλα θσδηθνπνηεκέλν ζχζηεκα ΜΣ κε 10 θιάδνπο (ζρήκα 38), βιέπνπκε φηη έρνπκε παξφκνηεο απνδφζεηο αλ θαη έρεη δηπιαζηαζηεί ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ, ραξαθηεξηζηηθά γηα πηζαλφηεηα ζθάικαηφο (BER) 10-4 θαη bandwidth-εχξνο δψλεο 60 Mbps ζην ζρήκα 36 έρνπκε SNR=15db ελψ ζην ζρ. 38 SNR=12db, αληίζηνηρα γηα bandwidth 240Mbps έρνπκε SNR=50db ζην ζρήκα 36 θαη SNR=48db ζην ζρ

61 3.1.6 πκπεξάζκαηα Παξαπάλσ, εξεπλήζεθε ε απφδνζε ηνπ θαλαιηνχ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ ππφ ζπλζήθεο πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ (multipath). Παξαηεξήζεθε φηη ξπζκφο κεηαθνξάο κέρξη 240Mbps κπνξεί λα επηηεπρζεί κε ηελ αχμεζε ηνπ επηπέδνπ δηακφξθσζεο. Δληνχηνηο ζηα θαλάιηα κέζεο ηάζεο, κπνξεί λα παξαηεξεζεί φηη ε απφδνζε γηα ην κε θσδηθνπνηεκέλν ζχζηεκα επεξεάδεηαη ηδηαίηεξα. Ο θψδηθαο Golay εθαξκφζηεθε γηα θάζε ππνκεηαθνξέα θαη ρξεζηκνπνηήζεθε ε εμίζσζε πνπ απεηθνλίζηεθε ζηελ (9). Γηαπηζηψζεθε φηη ν εθηθηφο ξπζκφο κεηαθνξάο ρσξίο θσδηθνπνίεζε ζηε κέζε ηάζε είλαη απφ 30Mbps-240Mbps αλάινγα κε ην επίπεδν δηακφξθσζεο 3.2 Αλάιπζε ρσξεηηθόηεηαο θαλαιηώλ Γηάθνξεο κειέηεο πνπ έγηλαλ ζην πξφζθαην παξειζφλ γηα φινπο ηνπο ηχπνπο ησλ θαλαιηψλ, δειαδή γηα θαλάιηα εζσηεξηθά, ρακειήο ηάζεο. (LV) θαη κέζεο-ηάζεο (MV), έρνπλ δείμεη κηα κείσζε ζηελ ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ κε ηελ αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ θιάδσλ. Οη κειέηεο απηέο φκσο δελ παξείραλ κηα ζαθή εηθφλα σο πξνο ηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν ε ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ ζπζρεηίδεηαη κε ηνλ αξηζκφ ησλ δηαλεκεκέλσλ θιάδσλ θαηά κήθνο ηεο γξακκήο. ηελ ζπλέρεηα γίλεηαη κηα πξνζπάζεηα λα πξνζδηνξηζηνχλ νη πνζφηεηεο θαη λα ραξαθηεξηζηνχλ ηα απνηειέζκαηα ηεο ρσξεηηθφηεηαο ησλ θαλαιηψλ ζε ζρέζε κε ηνλ αξηζκφ ησλ δηαθιαδψζεσλ θαη κε δηαθνξεηηθά ηεξκαηηθά θνξηία γηα έλαλ δεδνκέλν ηχπν θαλαιηνχ. Απνδεηθλχεηαη φηη γηα ελέξγεηα θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο (Power Spectral Density) κεηαμχ -90 dbm/hz θαη -30 dbm/hz, ε ρσξεηηθφηεηα κεηψλεηαη απφ Mb/s/branch, Mb/s/branch, θαη Mb/s/branch γηα έλα θαλάιη MΣ, ΥΣ, θαη ην εζσηεξηθφ αληίζηνηρα. Δπίζεο απνδεηθλχεηαη φηη ε ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ είλαη ειάρηζηε φηαλ ε ζχλζεηε αληίζηαζε ηνπ θνξηίνπ πεξηνξίδεηαη ζηηο ραξαθηεξηζηηθέο ζχλζεηεο αληηζηάζεηο γηα νπνηνδήπνηε ηχπν θαλαιηνχ πνπ αληηκεησπίδεηαη εδψ. Δπίζεο θαίλεηαη φηη ζα κπνξνχζε λα ππάξμεη κηα ζεκαληηθή απψιεηα ζηελ ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ αλ ρξεζηκνπνηνχληαλ κηα επηζηξνθή γείσζεο αληί κηαο ζπκβαηηθήο επηζηξνθήο αγσγψλ. Ζ αλάιπζε πνπ παξνπζηάδεηαη παξαθάησ, ζα βνεζνχζε ζην ζρεδηαζκφ ηνπ θαηάιιεινπ εμνπιηζκνχ PLC γηα ηελ θαιχηεξε θαη απνδνηηθφηεξε κεηαθνξά δεδνκέλσλ. ε απηή ηελ ελφηεηα ζα επηθεληξσζνχκε ζηελ ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ βαζηζκέλε ζηηο ζηνραζηηθέο αιιαγέο ηεο ζπλάξηεζεο κεηαθνξάο ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ κε ζηφρν λα δηεπθξηληζηνχλ εθείλνη νη επαίζζεηνη παξάγνληεο πνπ κπνξεί λα έρνπλ επηπηψζεηο ζηε κέγηζηε ηαρχηεηα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ. Ζ ζπγθεθξηκέλε κειέηε εθπνλήζεθε απφ Σαλδαλνχο εξεπλεηέο νπφηε ηα δεδνκέλα πνπ ιήθζεθαλ ππ φςηλ ραξαθηεξίδνπλ ην δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ηεο Σαλδαλίαο. Σν δίθηπν απνηειείηαη απφ έλαλ ζπλδπαζκφ εζσηεξηθψλ, ρακειήο ηάζεο, θαη κέζεο ηάζεο θαλαιηψλ. Οη ηξηθαζηθέο γξακκέο κέζεο ηάζεο έρνπλ κήθνο 4 ρικ. κε ηνπιάρηζηνλ 20 κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο πνπ δηαζπλδένληαη ζε απηέο, θαη θιάδνπο πνπ έρνπλ κήθνο πεξίπνπ κ κε κηα ηεξκαηηθή αληίζηαζε ηεο ηάμεο ησλ 50 Χ. Οη γξακκέο ρακειήο ηάζεο εθηίλνληαη απφ ηνπο κεηαζρεκαηηζηέο δηαλνκήο κέρξη ηνλ ηειηθφ ρξήζηε. Οη γξακκέο είλαη είηε κνλνθαζηθέο είηε ηξηθαζηθέο γξακκέο κε έλαλ νπδέηεξν αγσγφ επηζηξνθήο, έλα κέζν κήθνο γη απηέο είλαη ηα 1.2 ρικ. κε πεξίπνπ 70 θαηαλαισηέο νη νπνίνη είλαη ζπλδεδεκέλνη θαηά κήθνο ηεο γξακκήο δεκηνπξγψληαο έλα δηαθιαδηζκέλν δίθηπν. ε έλα δίθηπν ρακειήο ηάζεο, ην κέζν κήθνο ηεο θάζε δηαθιάδσζεο είλαη πεξίπνπ 20-30κ θαη ε αληίζηαζε ηεο 50 Χ. Σν εζσηεξηθφ δίθηπν έρεη κέζν κήθνο 20κ, θαη πνιιαπιέο δηαθιαδψζεηο κε κήθνο 61

62 κεξηθψλ κέηξσλ, νη νπνίεο είηε ζπλδένληαη κε ζπζθεπέο πνηθίισλ ζχλζεησλ αληηζηάζεσλ είηε είλαη απνζπλδεδεκέλεο (αλνηρηφ θχθισκα). Ζ ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ είλαη κηα νπζηαζηηθή πξνυπφζεζε γηα ηνλ ζρεδηαζκφ ζπζηεκάησλ PLC. χκθσλα ηε ζεσξία ηνπ Shannon, γηα πξνζηηζέκελν ιεπθφ γθανπζζηαλφ ζφξπβν (AWGN) ηα ζεσξεηηθά φξηα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ κπνξνχλ λα θαζνξηζηνχλ. Ζ ρξήζε ηέηνησλ νξίσλ εμαξηάηαη θπξίσο απφ ηελ ηζρχνπζα ηερλνινγία. Γηα λα εθαξκφζνπκε ηε ζεσξία ηνπ Shannon απαηηείηαη λα γλσξίδνπκε ηε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ηνπ θαλαιηνχ πνπ θαζνξίδεη ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο, ηελ ελέξγεηα ηνπ ζνξχβνπ θαη ηελ ελέξγεηα ηεο θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο ηζρχνο ησλ ζεκάησλ (PSD) ζην δέθηε. Έξεπλεο έρνπλ επηζεκάλεη φηη ζηνραζηηθέο αιιαγέο ηεο ζπλάξηεζεο κεηαθνξάο νθείινληαη ελδερνκέλσο ζηα θνξηία πνπ ζπλδένληαη ζηα δηαθιαδηζκέλα ζεκεία, ηνλ αξηζκφ ησλ θιάδσλ, ην κήθνο ησλ γξακκψλ, επηζηξνθή εδάθνπο θ.ιπ. Δπηπιένλ, φζνλ αθνξά ηα ραξαθηεξηζηηθά ζνξχβνπ ηνπ δηθηχνπ ξεπκαηνδνηψλ, χζηεξα απφ έξεπλεο, έρνπκε θαηαιήμεη ζην ζπκπέξαζκα φηη ν ζφξπβνο ζην θαλάιη ξεπκαηνδνηψλ είλαη ζηνραζηηθήο θχζεο. Χο εθ ηνχηνπ, ν αθξηβήο πξνζδηνξηζκφο ηεο ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ είλαη βαζηζκέλνο ζηε ζπλάξηεζεο κεηαθνξάο θαη ζην ζφξπβν απηνχ. Παξαθάησ ζα κειεηεζεί ε ζρέζε κεηαμχ ηεο ρσξεηηθφηεηαο ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ, ηνπ αξηζκνχ ησλ θιάδσλ, ηνπ κήθνπο ησλ γξακκψλ, θαη ησλ ζρεηηθψλ ζχλζεησλ αληηζηάζεσλ κε ηελ εμέηαζε δηάθνξσλ ηχπσλ θαλαιηψλ κε πνηθίιεο ηεξκαηηθέο αληηζηάζεηο. Επηπιένλ, είλαη απαξαίηεην λα πξνζδηνξηζηεί ε ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηώλ γηα ηελ πεξίπησζε ησλ γξακκώλ MΤ κε επίγεηα επηζηξνθή. Η αλάιπζε πνπ παξνπζηάδεηαη κπνξεί λα είλαη επεξγεηηθή θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ πξνγξακκαηηζκνύζρεδίαζεο ησλ ειεθηξηθώλ δηθηύσλ, εηδηθά ζηηο αλαπηπζζόκελεο ρώξεο Μνληέιν θαλαιηώλ ειεθηξνθόξσλ θαιώδηα Θα ρξεζηκνπνηεζεί ην ίδην κνληέιν κε απηφ πνπ πεξηγξάθεθε ζηελ ενότητα Θόξπβνο ζηα ειεθηξνθόξα θαιώδηα Παξαπάλσ, έρεη αλαθεξζεί φηη ρσξίο ειεθηξνκαγλεηηθφ πξνζηαηεπηηθφ πεξίβιεκα, ηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα είλαη επαίζζεηα ζηνπο εμσηεξηθνχο ζνξχβνπο απφ δηάθνξεο ζπζθεπέο πνπ εθπέκπνπλ ξαδηνζπρλφηεηεο θαη απ ηνλ ειεθηξνκεραληθφ εμνπιηζκφ, δεκηνπξγψληαο ηα γλσζηά πξνβιήκαηα ειεθηξνκαγλεηηθήο παξεκβνιήο (EMI). 62

63 ρήκα 39: Θόξπβνο ζην ειεθηξηθό δίθηπν [19] Ο ζφξπβνο ζηα ζπζηήκαηα PLC κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί ζε ηξεηο θαηεγνξίεο : Σνλ ρξσκαηηζκέλν παξαζηηηθφ ζφξπβν, ηνλ ζφξπβν πεξηνξηζκέλεο δψλεο θαη ηνλ θξνπζηηθφ ζφξπβν. Ο ρξσκαηηζκέλνο παξαζηηηθφο ζφξπβνο είλαη ην άζξνηζκα δηάθνξσλ πεγψλ ζνξχβνπ ρακειήο ηζρχνο. Γεληθά παξαηεξείηαη κηα αχμεζε ηεο ππθλφηεηαο ηζρχνο ηνπ πξνο ηηο ρακειφηεξεο ζπρλφηεηεο (π.ρ. θάησ απφ 1 MHZ). O ζφξπβνο πεξηνξηζκέλεο δψλεο πεξηέρεη δηακνξθσκέλα θαηά πιάηνο ζήκαηα ηα νπνία πξνθαινχληαη απφ ηελ επαγσγή κε ηα ζήκαηα ξαδηνζηαζκψλ ζηελ δψλε κέζεο ζπρλφηεηαο θαη κηθξνθπκάησλ. Πξνθαλψο, ν πεξηνξηζκέλεο δψλεο ζφξπβνο κπνξεί λα κνληεινπνηεζεί σο άζξνηζκα πνιιψλ ζνξχβσλ εκηηφλνπ κε δηαθνξεηηθά πιάηε. Ζ έληαζε ηνπ ζνξχβνπ πεξηνξηζκέλεο δψλεο κεηαβάιιεηαη γεληθά πνιχ αξγά κε ην ρξφλν. Ο θξνπζηηθφο ζφξπβνο πξνθαιείηαη απφ απφηνκεο κεηαβνιέο ηεο ηάζεο νη νπνίεο νθείινληαη θπξίσο, ζηελ ειεθηξηθή αλάθιεμε κεραλψλ εζσηεξηθήο θαχζεο ή ζε θαηλφκελα θεξαπλψλ ζην ειεθηξηθφ δίθηπν. Ζ θαζκαηηθή ππθλφηεηα ηζρχνο (PSD) γηα ηνλ παξαζηηηθφ ζφξπβν είλαη ζπλήζσο γχξσ ζηα dbm/hz θαη απηή ε ηηκή είλαη πεξίπνπ 30 db πςειφηεξε απφ απηήλ ηνπ ζεξκηθνχ ζνξχβνπ. Ο θξνπζηηθφο ζφξπβνο έρεη έλα κέγηζην πιάηνο γχξσ ζηα 40 dbm/hz κεγαιχηεξν απφ ην παξαζηηηθφ θαη ηνλ ζφξπβν πεξηνξηζκέλεο δψλεο. Ο θξνπζηηθφο ζφξπβνο ρσξίδεηαη ζε απεξηνδηθφ θαη ζχγρξνλν-αζχγρξνλν πεξηνδηθφ θξνπζηηθφ ζφξπβν. Σα ζπκπεξάζκαηα απηά βαζίδνληαη ζε έλα κνληέιν γηα ηνλ ζφξπβν πνπ αλαπηχρζεθε απφ ηνλ Chen. Σν κνληέιν απηφ, γηα ηνλ ζφξπβν ζην ειεθηξηθφ δίθηπν κπνξεί λα απεηθνληζηεί φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 39. Γεδνκέλνπ ηνπ ζηφρνπ ηεο ελφηεηαο απηήο, λα θαζνξηζηνχλ νη επαίζζεηνη παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ηελ ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ βαζηζκέλε ζηε δηακφξθσζε/δνκή ησλ δηθηχσλ, ην κνληέιν απηφ γηα ην ζφξπβν ρξεζηκνπνηήζεθε ζε φια ηα θαλάιηα ρακειήο θαη κέζεο ηάζεο. 63

64 3.2.3 Χωρητικότητα καναλιών ρήκα 40: Δίθηπν κέζεο ηάζεο κε δηαλεκεκέλνπο θιάδνπο[19] ηηο κεηξήζεηο πνπ παξνπζηάδνληαη, εμεηάδνληαη νη πεξηπηψζεηο ησλ θαλαιηψλ κέζεο, ρακειήο ηάζεο, θαη ην εζσηεξηθφ θαλάιη κε δηαλεκεκέλνπο θιάδνπο φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 40. Ο αξηζκφο ησλ θιάδσλ κεηαμχ ησλ ζεκείσλ Α θαη J πνηθίιεη. Ζ απφζηαζε κεηαμχ ησλ ζεκείσλ Α θαη J είλαη 4km, 1.2 km, θαη 20 m, ελψ φια ηα κήθε ησλ θιάδσλ είλαη 30, 20, θαη 10m γηα ηα δίθηπα κέζεο, ρακειήο, θαη εζσηεξηθφ, αληίζηνηρα. Ο αξηζκφο ησλ δηαλεκεκέλσλ θιάδσλ είλαη 2, 5, 10, θαη 15 γηα ηα θαλάιηα κέζεο θαη ρακειήο ηάζεο, ελψ γηα ην εζσηεξηθφ θαλάιη είλαη 4, 8, 12, θαη 16. Οη παξαπάλσ πεξηπηψζεηο επηιέρηεθαλ ηπραία γηα επίδεημε. ε θάζε πεξίπησζε νη απνζηάζεηο κεηαμχ ησλ θιάδσλ ήηαλ ίζεο θαη ηζνκεξψο δηαλεκεκέλεο κεηαμχ ησλ ζεκείσλ Α θαη J. Γηα φιεο ηηο πεξηπηψζεηο, Z S θαη Z L είλαη ε ραξαθηεξηζηηθή ζχλζεηε αληίζηαζε. Γηα θάζε θιάδν ε αληίζηαζε θνξηίνπ πνηθίιεη αλάινγα κε ην κήθνο ηνπ θαη ηνπ πιήζνπο ησλ θιάδσλ, νη ηηκέο ηεο αληίζηαζεο πνπ επηιέρηεθαλ είλαη 5 Χ, 50 Χ, ε ραξαθηεξηζηηθή αληίζηαζε, 5 kχ θαη 0.1 ΜΧ αλάινγα κε ηελ πεξίπησζε. Γηα θάζε πεξίπησζε πνπ εμεηάζηεθε, ε ζπλάξηεζε κεηαθνξάο Ζ(f) πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε είλαη απηή ηεο ζρέζεο (3α). Ζ ρσξεηηθφηεηα ησλ θαλαιηψλ θαζνξίζηεθε απφ ηελ παξαθάησ ζρέζε κε ηελ ζπρλφηεηα λα θπκαίλεηε απφ 1-30MHz : f2 C= log f S(f) df (11) N(f) S(f) είλαη ε ηζρχο ηνπ ιακβαλφκελνπ ζήκαηνο, ε νπνία εμαξηάηαη απφ ηελ ελέξγεηα ηνπ κεηαθεξφκελνπ ζήκαηνο θαη ηελ ζπλάξηεζε κεηαθνξάο ηνπ θαλαιηνχ θαη δίλεηαη απφ ηε ζρέζε: S(f)=PSD H(f) 2 (12) Σν επίπεδν ηεο ηζρχο ηνπ ζνξχβνπ Ν(f) γηα ηηο δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο ππνινγίδεηαη ζχκθσλα κε ην ζρήκα 39. Λφγσ ησλ πεξηνξηζκψλ ζηελ κεηαθεξφκελε ελέξγεηα, ε ηζρχο ηνπ πεδίνπ πεξηνξίδεηαη ζηα 30 dbκv/m. Καηά ζπλέπεηα, ε επηηξεπφκελε PSD κπνξεί λα ππνινγηζηεί ζχκθσλα κε ηελ: 64

65 PSD=(-CF-117)(dBm/Hz) (13) Ζ PSD ππνινγίζηεθε γηα ηελ κειέηε απηή λα είλαη κεηαμχ - 90 dbm/hz θαη -30 dbm/hz. ρήκα 41: Η ρσξεηηθόηεηα εζσηεξηθνύ δηθηύνπ κε δηαθνξεηηθό αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό κήθνο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά θνξηία. Κιάδνη : (a) 4, (b) 8, (c) 12 θαη (d)16 [19] Σν ζρήκα 41 δείρλεη ηελ κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ (megabit/sec) ζε ζρέζε κε ηελ PSD[(desibel*meters)/Hz]. Απηφ γίλεηαη γηα εζσηεξηθά θαλάιηα κε δηάθνξνπο αξηζκνχο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά ηεξκαηηθά θνξηία. ην ζρήκα 41 παξαηεξνχκε φηη ε ρσξεηηθφηεηα κεηψλεηαη φζν απμάλεηαη ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ κεηαμχ πνκπνχ θαη δέθηε. Γηα παξάδεηγκα γηα κία ηηκή PSD -60dbm/Hz (ε νπνία είλαη ραξαθηεξηζηηθή ηηκή γηα ηηο ζπζθεπέο PLC πνπ θπθινθνξνχλ ζηελ αγνξά), ε ρσξεηηθφηεηα ελφο εζσηεξηθνχ θαλαιηνχ κε 4 θαη 16 θιάδνπο κε αληίζηαζε ίζε κε ηελ ραξαθηεξηζηηθή ηνπ Ε Ο είλαη 600 Mb/s θαη 300 Mb/s αληίζηνηρα. ηηο κεηξήζεηο 65

66 απηέο ηα κήθε ησλ θιάδσλ έκεηλαλ ζηαζεξά ζηα 10m θαη ην κήθνο απφ ηα ζεκεία Α- J ήηαλ 20m θαη ε δηαηνκή ηνπ αγσγνχ 2.5mm 2. πσο θαίλεηαη απν ην ζρήκα 41 ε επίδξαζε ηεο αληίζηαζεο ηνπ θνξηίνπ είλαη ακειεηέα φηαλ έρνπκε ιίγνπο θιάδνπο (γηα 4 θιάδνπο νη θακπχιεο γηα 5Χ θαη 5kΧ ζρεδφλ ζπκπίπηνπλ). κσο, φηαλ απμάλνληαη νη θιάδνη πάλσ απφ 8 ε επίδξαζε ηεο αληίζηαζεο ηνπ θνξηίνπ ζηελ ρσξεηηθφηεηα είλαη ζεκαληηθή. Παξαηεξείηαη φηη φηαλ ε αληίζηαζε ηνπ θνξηίνπ πεξηνξίδεηαη ζηελ ραξαθηεξηζηηθή, έρνπκε ηελ κηθξφηεξε ρσξεηηθφηεηα. Δπίζεο ε επίδξαζε ζηελ ρσξεηηθφηεηα είλαη κεδακηλή είηε έρνπκε αληίζηαζε 5Χ είηε 5kΧ. Γηα λα θαλεί ε επίδξαζε ηνπ αξηζκνχ ησλ θιάδσλ ζηελ ρσξεηηθφηεηα κε κεηαβνιή ηεο ηεξκαηηθήο αληίζηαζεο ζα ζεσξήζνπκε PSD= -60 dbm/hz θαη σο ρσξεηηθφηεηα αλαθνξάο απηή κε 4 θιάδνπο ε κείσζε ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ γηα 4,8,12,16 θιάδνπο είλαη 0,50,100,150 Mb/s πεξίπνπ άξα κπνξνχκε λα πνχκε φηη ηεηξαπιαζηαζκφο ησλ θιάδσλ ηζνδπλακεί κε απψιεηεο ηεο ηάμεο ησλ 150Μb/s. ρήκα 42: Η ρσξεηηθόηεηα εζσηεξηθνύ δηθηύνπ κε δηαθνξεηηθό αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό θνξηίν θαη κεηαβιεηό κήθνο θιάδσλ σο εμήο: (a) 5m, (b) 10m, (c) 15m θαη (d)20m [19] ην ζρήκα 42 θαίλεηαη ε κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ ζε ζρέζε κε ηελ PSD γηα δηαθνξεηηθφ αξηζκφ θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά κήθε θιάδσλ. Ζ ηεξκαηηθή αληίζηαζε έκεηλε ζηαζεξή ζηα 50Χ θαη ε απφζηαζε Α-J ζηα 20m. Σα κήθε ησλ θιάδσλ ήηαλ 5, 10, 15 θαη 20m θαη ν αξηζκφο ηνπο 4, 8 θαη 12. πσο θαη 66

67 πξνεγνπκέλσο, αχμεζε ηνπ αξηζκνχ ησλ θιάδσλ ζπλεπάγεηαη κείσζε ηεο ρσξεηηθφηεηαο. Πην ζπγθεθξηκέλα, ζην παξάδεηγκά καο, ηξηπιαζηαζκφο ησλ θιάδσλ απνθέξεη κείσζε ηεο ρσξεηηθφηεηαο θαηά 250Μb/s. ζνλ αθνξά ην κήθνο ησλ θιάδσλ, έρεη κεδακηλή επίδξαζε ζηελ ρσξεηηθφηεηα φπσο θαίλεηαη θη απφ ηα ζρήκαηα. ρήκα 43: Η ρσξεηηθόηεηα ελόο δηθηύνπ Μέζεο Τάζεο κε δηαθνξεηηθό αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό κήθνο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά θνξηία. Κιάδνη : (a) 2, (b) 5, (c) 10 θαη (d)15[19] Σν ζρήκα 43 δείρλεη ηελ κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ ζε ζρέζε κε ηελ PSD γηα δηάθνξνπο αξηζκνχο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά ηεξκαηηθά θνξηία, φηη δειαδή θαη ην ζρήκα 41 αιιά γηα ην δίθηπν κέζεο ηάζεο. Σν κήθνο Α-J είλαη 4km θαη ην κήθνο ηνπ θάζε θιάδνπ 30m, επίζεο νη αγσγνί έρνπλ δηαηνκή 100mm 2. Σα ζπκπεξάζκαηα είλαη παξφκνηα κε απηά ζην ζρήκα 41, δειαδή ε επίδξαζε ηεο αληίζηαζεο ηνπ θνξηίνπ είλαη ακειεηέα φηαλ έρνπκε ιίγνπο θιάδνπο. ηαλ φκσο απμάλνληαη, ε επίδξαζε ηεο αληίζηαζεο ηνπ θνξηίνπ ζηελ ρσξεηηθφηεηα είλαη ζεκαληηθή. Διάρηζηε ρσξεηηθφηεηα έρνπκε φηαλ ε αληίζηαζε ηνπ θνξηίνπ πεξηνξίδεηαη ζηελ ραξαθηεξηζηηθή, ελψ ε δηαθνξά γηα αληίζηαζε 5Χ θαη 0.1ΜΧ είλαη ακειεηέα. Σαπηφρξνλα, παξαηεξνχκε φηη γηα ηελ πεξίπησζε a (2 θιάδνη) θαη γηα 67

68 PSD=-60 dbm/hz ε ρσξεηηθφηεηα είλαη 675Μb/s, γηα 5 θιάδνπο (b) πέθηεη ζηα 600Μb/s ελψ γηα 15 θιάδνπο (d) θηάλεη ηα 450Μb/s γηα πνηθίιεο αληηζηάζεηο εθηφο ηεο ραξαθηεξηζηηθήο. ρήκα 44: Η ρσξεηηθόηεηα ελόο δηθηύνπ Μέζεο Τάζεο κε δηαθνξεηηθό αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό θνξηίν θαη κεηαβιεηό κήθνο θιάδσλ. Κιάδνη :(a) 2, (b) 5, (c) 10 θαη (d)15 [19] ην ζρήκα 44 θαίλεηαη ε κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ ζε ζρέζε κε ηελ PSD γηα δηαθνξεηηθφ αξηζκφ θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά κήθε θιάδσλ γηα ην δίθηπν ηεο ΜΣ. Ζ ηεξκαηηθή αληίζηαζε πεξηνξίζηεθε ζηα 5Χ. Κη εδψ ηα ζπκπεξάζκαηα είλαη παξφκνηα κε απηά ηνπ ζρήκαηνο 42 αιιά επεηδή εδψ έρνπκε κεγαιχηεξα κήθε θιάδσλ (20,40,80m) κπνξνχκε λα παξαηεξήζνπκε φηη φηαλ έρνπκε πνιινχο θιάδνπο (10,15) αχμεζε ηνπ κήθνπο ηνπο επηθέξεη κία κηθξή κείσζε ζηελ ρσξεηηθφηεηα, ε νπνία φκσο είλαη αζήκαληε ζε ζρέζε κε ηελ κείσζε απ ηελ αχμεζε ησλ θιάδσλ. 68

69 ρήκα 45: Η ρσξεηηθόηεηα ελόο δηθηύνπ Φακειήο Τάζεο κε δηαθνξεηηθό αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό κήθνο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά θνξηία. Κιάδνη : (a) 2, (b) 5, (c) 10 θαη (d)15[19] Σν ζρήκα 45 δείρλεη ηελ κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ ζε ζρέζε κε ηελ PSD γηα δηάθνξνπο αξηζκνχο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά ηεξκαηηθά θνξηία γηα έλα δίθηπν ρακειήο ηάζεο. Σν κήθνο Α-J είλαη 1,2km ην κήθνο ηνπ θάζε θιάδνπ είλαη ζηαζεξφ ζηα 30m θαη νη αγσγνί έρνπλ δηαηνκή 100mm 2. Κη εδψ ηα ζπκπεξάζκαηα είλαη παξφκνηα κε απηά πνπ πξνέθπςαλ απ ηα ζρήκαηα 41 θαη 43 γηα ην εζσηεξηθφ θαη ην δίθηπν ΜΣ αληίζηνηρα. 69

70 ρήκα 46: Η ρσξεηηθόηεηα ελόο δηθηύνπ Φακειήο Τάζεο κε δηαθνξεηηθό θιάδσλ αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό θνξηίν θαη κεηαβιεηό κήθνο. Κιάδνη :(a) 2, (b) 5, (c) 10 θαη (d)15 [19] ην ζρήκα 46 θαίλεηαη ε κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ ζε ζρέζε κε ηελ PSD γηα δηαθνξεηηθφ αξηζκφ θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά κήθε θιάδσλ γηα ην δίθηπν ΥΣ. Ζ ηεξκαηηθή αληίζηαζε πεξηνξίζηεθε ζηα 5Χ. Πάιη ηα ζπκπεξάζκαηα είλαη παξφκνηα κε απηά ηνπ ζρήκαηνο 44. Σψξα αο εμεηάζνπκε ην δίθηπν ΜΣ κε επηζηξνθή γείσζεο Δπίδξαζε ηνπ εδάθνπο ζηελ ρσξεηηθόηεηα θαλαιηώλ κέζεο ηάζεο Δπεηδή νη θαηαζθεπαζηέο εμνπιηζκνχ BPLC έρνπλ ζηξαθεί ζηελ ρξήζε γξακκψλ κέζεο ηάζεο κε επηζηξνθή γείσζεο, ζεσξήζεθε αλαγθαίν λα γίλεη κία έξεπλα γηα ηελ επίδξαζε ηνπ αγσγνχ γείσζεο ζηελ ρσξεηηθφηεηα γξακκψλ ΜΣ. Δδψ πξνζνκνηψζεθε κία γξακκή ΜΣ ε νπνία απνηειεί ραξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ ηεο Σαλδαλίαο. Σν κήθνο ηεο γξακκήο είλαη 4km, ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ είλαη 2,5,10 θαη 15, ην κήθνο ηνπ θάζε θιάδνπ 30m θαη νη αγσγνί έρνπλ δηαηνκή 100mm 2. Γειαδή αθξηβψο φηη θαη ζηα πξνεγνχκελα παξαδείγκαηα. Ζ 70

71 αληίζηαζε ηνπ εδάθνπο γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε πεξίπησζε ππνινγίζηεθε θάλνληαο ρξήζε ηεο εμίζσζεο ηνπ Sunde(14), ε νπνία αληηζηνηρεί ζε χςνο γξακκήο (h k ) 11m. Ζ κεηξήζηκε αγσγηκφηεηα ηνπ εδάθνπο ραξαθηεξίδεηαη απφ ηελ αγσγηκφηεηα ηνπ (ζ g ), ηελ δηειεθηξηθή ζηαζεξά(ε g =ε rg ε 0 ), θαη ηελ καγλεηηθή δηαπεξαηφηεηα ζην θελφ(κ 0 = 4π 10 7 N A 2 ), νη παξάκεηξνη ε rg θαη ε 0 είλαη ε δηειεθηξηθή δηαπεξαηφηεηα ηνπ εδάθνπο θαη ηνπ θελνχ αληίζηνηρα φπνπ (ε F/m) Θα πάξνπκε δχν ηηκέο γηα ηελ αγσγηκφηεηα ηνπ εδάθνπο απηέο είλαη 1 θαη 10 ms/m. Γηα ηελ ζρεηηθή δηειεθηξηθή ζηαζεξά ηνπ εδάθνπο επηιέρζεθε ε ηηκή 10 ε νπνία είλαη κηα ηππηθή ηηκή γηα αξθεηά εδάθε. Αθφκα πξέπεη λα δηεπθξηληζηεί φηη ε ζπλνιηθή ζχλζεηε αληίζηαζε ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε είλαη ην άζξνηζκα δχν φξσλ φπσο θαίλεηαη ζηελ (16), ε (17) δίλεη ηελ ζπλνιηθή εκπέδεζε. κνηα ε (18), (19) δίλνπλ ηελ αλά κνλάδα κήθνπο επαγσγή θαη ρσξεηηθφηεηα. Ή ζηαζεξά δηάδνζεο είλαη γ= YZ θαη ε ραξαθηεξηζηηθή αληίζηαζε Zc= YZ Z g (jσ)= jωμ 0 2π *ln(1+h k γ g h k γ g ) (14) γ g = jωσ g μ 0 ω 2 μ 0 ε g (15) Z g (jσ)=r+jσ*l e +Z g (16) Y(jσ)=jσ*C e (17) L e = μ 0 2π ln 2h a C e = 2πε 0 ln 2h a (18) (19) 71

72 ρήκα 47: Η ρσξεηηθόηεηα θαλαιηνύ ΜΤ κε επηζηξνθή εδάθνπο θαη δηαθνξεηηθό αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό κήθνο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά θνξηία. Κιάδνη : (a)δύν, (b)πέληε, (c)δέθα, (d)δεθαπέληε γηα 10mS/m [19] ρήκα 48 : Η ρσξεηηθόηεηα θαλαιηνύ ΜΤ κε επηζηξνθή εδάθνπο θαη δηαθνξεηηθό 72

73 αξηζκό θιάδσλ όπσο ζην ζρ.40 γηα ζηαζεξό θνξηίν θαη κεηαβιεηό κήθνο θιάδσλ. Κιάδνη : (a)δύν, (b)πέληε, (c)δέθα, (d)δεθαπέληε γηα 10mS/m [19] Σν ζρήκα 47 δείρλεη ηελ κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ (megabit/sec) ζε ζρέζε κε ηελ PSD[(desibe*meters)/Hz]. Απηφ γίλεηαη γηα δηάθνξνπο αξηζκνχο θιάδσλ θαη δηαθνξεηηθά ηεξκαηηθά θνξηία γηα αγσγηκφηεηα εδάθνπο 10mS/m. Απφ ην ζρήκα 47, παξαηεξείηαη φηη ε ρσξεηηθφηεηα κεηψλεηαη φζν απμάλεηαη ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ κεηαμχ πνκπνχ θαη δέθηε. Αλ έρνπκε ιίγνπο θιάδνπο (47a) ε επίδξαζε ηεξκαηηθνχ θνξηίνπ είλαη κεδακηλή φπσο είδακε θαη πξνεγνπκέλσο γηα ηηο γξακκέο ΜΣ κε έλαλ αγσγφ επηζηξνθήο. Χζηφζν, θαίλεηαη φηη φηαλ ν αξηζκφο ησλ θιάδσλ γίλεηαη κεγαιχηεξνο απφ 5 ε επίδξαζε ησλ θιάδσλ ζηελ ρσξεηηθφηεηα είλαη ζεκαληηθή φπσο θαη ην ζπλδεδεκέλν θνξηίν. Αλ ζπγθξίλνπκε ηελ ρσξεηηθφηεηα ελφο δηθηχνπ κε αγσγφ επηζηξνθήο θαη έλα αληίζηνηρν δίθηπν κε επηζηξνθή εδάθνπο, ην δεχηεξν κπνξεί λα ράζεη σο θαη 250Mb/s. Σν ζρήκα 47 δείρλεη ηελ κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ (megabit/sec) ζε ζρέζε κε ηελ PSD [(desibe*meters)/hz] γηα δηάθνξνπο αξηζκνχο θιάδσλ θαη κε δηάθνξα κήθε, γηα αγσγηκφηεηα εδάθνπο 10mS/m. Ζ ηεξκαηηθή αληίζηαζε παξακέλεη ζηαζεξή ζηα 5Χ, ηα κήθε ησλ θιάδσλ πνπ δνθηκάζηεθαλ είλαη 20,40 θαη 80m. πσο θαη πξηλ φζν απμάλνληαη νη θιάδνη κεηψλεηαη ε ρσξεηηθφηεηα. Γηα παξάδεηγκα ηξηπιαζηαζκφο ησλ θιάδσλ κπνξεί λα νδεγήζεη ζε απψιεηεο 200Μb/s γηα θάζε πεξίπησζε ηνπ ζρήκαηνο 48. κσο, ην κήθνο ησλ θιάδσλ θαίλεηαη λα έρεη κεδεληθή επίδξαζε ζηελ ζπλνιηθή ρσξεηηθφηεηα. Δπίζεο κεηξήζεηο έγηλαλ θαη γηα αγσγηκφηεηα εδάθνπο 1mS/m θαη φρη 10mS/m φπσο παξαπάλσ. Σα απνηειέζκαηα πνπ παξαηεξήζεθαλ ζε ζρέζε κε ην ζρήκα 48 είλαη φηη ε ρσξεηηθφηεηα είλαη πεξίπνπ 200Μb/s κηθξφηεξε ζε ζρέζε κε απηή ησλ 10mS/m. πλεπψο, εμάγνπκε ην ζπκπέξαζκα φηη φζν κηθξφηεξε είλαη ε αγσγηκφηεηα ηνπ εδάθνπο ηφζν πεξηζζφηεξν κεηψλεηαη ε ρσξεηηθφηεηα πκπεξάζκαηα Απνδεηθλχεηαη φηη γηα ελέξγεηα θαζκαηηθήο ππθλφηεηαο (Power Spectral Density) κεηαμχ -90 dbm/hz θαη -30 dbm/hz, ε ρσξεηηθφηεηα κεηψλεηαη απφ Mb/s/branch, Mb/s/branch, θαη Mb/s/branch γηα έλα θαλάιη MΣ, ΥΣ, θαη ην εζσηεξηθφ αληίζηνηρα. Δπίζεο απνδεηθλχεηαη φηη ε ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ είλαη ειάρηζηε φηαλ ε ζχλζεηε αληίζηαζε ηνπ θνξηίνπ πεξηνξίδεηαη ζηηο ραξαθηεξηζηηθέο ζχλζεηεο αληηζηάζεηο γηα νπνηνδήπνηε ηχπν θαλαιηνχ πνπ αληηκεησπίδεηαη εδψ. Δπίζεο θαίλεηαη φηη ζα κπνξνχζε λα ππάξμεη κηα ζεκαληηθή απψιεηα ζηελ ρσξεηηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ αλ ρξεζηκνπνηνχληαλ επηζηξνθή γείσζεο αληί κηαο ζπκβαηηθήο επηζηξνθήο αγσγψλ ζηα δίθηπα ΜΣ. 73

74 Κεφϊλαιο 4 : Οικιακϊ δύκτυα 4.1 Αςύρματα και Ενςύρματα οικιακϊ δύκτυα Τπάξρνπλ δηάθνξνη ηξφπνη γηα ηελ δεκηνπξγία ελφο νηθηαθνχ δηθηχνπ. Οη πην θνηλνί είλαη ε αζχξκαηε πινπνίεζε κέζσ ελφο πξσηνθφιινπ IEEE X (a,b,g,n) ή ελζχξκαηα ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ππάξρνπζα ειεθηξηθή εγθαηάζηαζε ηνπ θηεξίνπ κέζσ ελφο HomePlug ή UPA πξσηνθφιινπ. Δπίζεο ελζχξκαηε δηθηχσζε κπνξεί λα γίλεη κέζσ δηθηχνπ Ethernet ή κέζσ ηνπ δηθηχνπ ηηο θαισδηαθήο ηειεφξαζεο (Παξνπζηάδνληαη ζηελ ελφηεηα 5.8) Καζεκία απφ ηηο δχν απηέο κεζφδνπο έρεη πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηα. Ζ αζχξκαηε δηθηχσζε καο απαιιάζζεη απφ ηελ αλάγθε ρξήζεο θαισδίσλ, πιενλέθηεκα πνπ γίλεηαη εκθαλέο φηαλ δνπιεχνπκε κε θνξεηέο ζπζθεπέο (laptop, netbook, θαη ινηπέο ζπζθεπέο κε wifi). Δπίζεο ην θαηλνχξην πξσηφθνιιν n ππφζρεηαη ηαρχηεηεο πνπ αγγίδνπλ ηα 300Mbps. πλεπψο, πςειφ bandwidth γηα video streaming, online gaming θαη VoIP. 4.2 Παρϊγοντεσ που επηρεϊζουν την απόδοςη των αςύρματων δικτύων Καηά κεγάιν βαζκφ ε απφδνζε ελφο αζχξκαηνπ δηθηχνπ εμαξηάηαη απφ ηελ ηνπνινγία ηνπ ρψξνπ ζηνλ νπνίν έρεη εγθαηαζηαζεί. Γειαδή ηα ηεηξαγσληθά κέηξα (εκβαδφλ) ηνπ ζπηηηνχ παίδνπλ θαζνξηζηηθφ παξάγνληα θαζψο επίζεο θαη ν αξηζκφο ησλ νξφθσλ, νη λεθξέο δψλεο, ην πιηθφ θαηαζθεπήο θαη ην πάρνο ησλ ηνίρσλ ηνπ ζπηηηνχ (ζε πάιαηα πεηξφρηηζηα ζπίηηα κε ελδηάκεζνπο ηνίρνπο κεγάινπ πάρνπο κηα αζχξκαηε δηθηχσζε ζα ήηαλ πξνβιεκαηηθή). Σέινο ηα αζχξκαηα δίθηπα επεξεάδνληαη απ ηελ απφζηαζε κεηαμχ ησλ WLAN ζπζθεπψλ, ηελ ηζρχ ηνπ κεηαδηδφκελνπ ζήκαηνο (νη πεξηζζφηεξεο WLAN ζπζθεπέο έρνπλ απφδνζε 30mW), ηηο παξεκβνιέο θαη ηνλ ηχπν-ζέζε ηεο θεξαίαο [21]. 4.3 Σύγκριςη αςύρματων και ενςύρματων οικιακών δικτύων Σα παξαπάλσ γίλνληαη ζαθή απφ κία κειέηε ε νπνία πξαγκαηνπνηήζεθε ην 2003 θαη ζπλέθξηλε ηελ απφδνζε δηθηχσλ πνπ βαζίδνληαλ ζηα πξσηφθνιια a, b θαη Homeplug 1.0. Οη δνθηκέο έγηλαλ ζε 20 ζπίηηα, ην εκβαδφλ ηνλ νπνίσλ θπκαηλφηαλ απφ 139 m 2 έσο θαη 464m 2, ε παιαηφηεηα ησλ νπνίσλ πνηθίιεη. Απφ ηνλ 74

75 παξαθάησ πίλαθα γίλεηαη ζαθέο πσο φζν απμάλεη ν φγθνο ησλ ζπηηηψλ ηφζν κεγαιψλνπλ ηα πξνβιήκαηα ζπλδεζηκφηεηαο φζνλ αθνξά ηελ αζχξκαηε δηθηχσζε. Απφ ηελ άιιε κεξηά ε δηθηχσζε κέζσ ηεο ειεθηξηθήο εγθαηάζηαζεο επεξεάδεηαη ιηγφηεξν. Σέινο, παξαηεξήζεθε φηη ζε 2 ζπίηηα ηα νπνία ήηαλ αξθεηά κεγάιεο ειηθίαο (33 θαη 67 εηψλ) ππήξρε ζεκαληηθή κείσζε ηεο αζχξκαηεο θάιπςεο ζε ζρέζε κε λεφηεξα ζπίηηα ίδηνπ κεγέζνπο. Πίλαθαο 3 : Σύγθξηζε αζύξκαηνπ θαη ελζύξκαηνπ νηθηαθνύ δηθηύνπ ζε 20 ζπίηηα [22] Αμίδεη λα ζεκεηψζνπκε φηη ε παξαπάλσ έξεπλα δηεμήρζε ην 2003, απφ ηφηε κέρξη ζήκεξα έρεη ππάξμεη κεγάιε εμέιημε ηφζν ζηελ αζχξκαηε φζν θαη ζηελ ελζχξκαηε δηθηχσζε. ζνλ αθνξά ηελ αζχξκαηε δηθηχσζε ην πξσηφθνιιν n είλαη φηη πην ζχγρξνλν θαη θαίλεηαη λα εμαζθαιίδεη κεγαιχηεξε απφδνζε ζε ζρέζε κε ηνλ πξνθάηνρν ηνπ g. Πνιιά router πνπ βαζίδνληαη ζην n ρξεζηκνπνηνχλ παξαπάλσ απφ κία θεξαίεο, ψζηε λα εμαιεηθζνχλ ηα λεθξά ζεκεία (δελ ππάξρεη θάιπςε). Απνηειεί ηελ πην πξνεγκέλε αζχξκαηε ηερλνινγία θαη είλαη κία θαιή ιχζε γηα ην νηθηαθφ δίθηπν. 4.4 Οικιακϊ δύκτυα BPL ζνλ αθνξά ηελ ελζχξκαηε δηθηχσζε κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ θαισδηψζεσλ ε ηερλνινγία HomePlug AV είλαη ε λέα γεληά απφ ηελ HomePlug Powerline Alliance. Θεσξεηηθά κπνξεί λα παξέρεη ηαρχηεηεο κεηαθνξάο δεδνκέλσλ έσο θαη 200Μbps, γεγνλφο ην νπνίν θαζηζηά εχθνιε ηελ κεηαθνξά δεδνκέλσλ, παξαθνινχζεζε Video πςειήο επθξίλεηαο, παηρλίδηα, music streaming θαη θιήζεηο Voip. Σαπηφρξνλα, ην πξσηφθνιιν απηφ είλαη ζπκβαηφ κε παιηέο ζπζθεπέο νη νπνίεο ππνζηεξίδνπλ ην 75

76 HomePlug 1.0. Σo HPAV πξνζθέξεη αζθάιεηα βαζηζκέλε ζε 128 bit AES ε νπνία έρεη ηελ δπλαηφηεηα απηφκαηεο αιιαγήο ησλ encryption keys[23]. Αθφκα πξνζθέξεη πνιιέο άιιεο δπλαηφηεηεο, ε επέθηαζε ζηηο νπνίεο δελ απνηειεί ζηφρν απηήο ηεο δηπισκαηηθήο. ε γεληθέο γξακκέο ην HPAV κπνξεί λα είλαη ην δίθηπν φπνηνπ ζέιεη λα ζπλδπάζεη δηαζθέδαζε ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ HDTV, θαη πςειήο πνηφηεηαο ήρνπ κέζα ζην ζπίηη. Παξάιιεια, ε ελζχξκαηε δηθηχσζε ππφζρεηαη λα είλαη plug and play γηα φιεο ηηο ζπζθεπέο ηνπ ζπηηηνχ πνπ ζα ηελ ππνζηεξίδνπλ. Σν πξψην πξφηππν ήηαλ ην HomePlug 1.0 ην νπνίν επηηξέπεη ηαρχηεηεο ζχλδεζεο έσο 14 Mbps, αξγφηεξα ην HomePlug Turbo έθηαλε ηα 85Mbps. Δλψ πξφζθαηα ηειεπηαίν HomePlug AV ππφζρεηαη ηαρχηεηεο νη νπνίεο θηάλνπλ ηα 200Mbps. Βέβαηα εθηφο απφ ηα πξσηφθνιια ηεο HomePlug ε νπνία ζεσξείηαη πξσηνπφξα ζηνλ ηνκέα ηεο ελζχξκαηεο δηθηχσζεο ζπηηηψλ κέζσ ηνλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ, ζήκεξα ππάξρνπλ θη άιιεο εηαηξίεο νη νπνίεο έρνπλ αλαπηχμεη ηα δηθά ηνπο πξσηφθνιια, ηα νπνία θαίλνληαη παξαθάησ. Σν πξφηππν HomePlug AV ππνζηεξίδεηαη απφ ηελ Intel θαη ην ρξεζηκνπνηνχλ πεξηζζφηεξνη απφ 70 θαηαζθεπαζηέο φπσο νη: Motorola, Cisco, Belkin, Netgear, NEC, θα. Σν πξφηππν Universal Powerline Association (UPA) ρξεζηκνπνηνχλ νη: Buffalo, D- Link, Netgear, θαη Ambient Σν πξφηππν HD-PLC είλαη ηεο Panasonic θαη ρξεζηκνπνηείηε θπξίσο ζηελ Ηαπσλία. Πξέπεη λα ηνληζηεί φηη BPL Adapters (πξνζαξκνγείο) πνπ είλαη βαζηζκέλνη ζε δηαθνξεηηθά πξσηφθνιια δελ είλαη ζπκβαηνί κεηαμχ ηνπο. Δμαίξεζε απνηεινχλ ηα δηάθoξα πξσηφθνιια ηεο HomePlug ηα νπνία φια είλαη ζπκβαηά κεηαμχ ηνπο αιιά ζπληζηάηαη ζε έλα ζπγθεθξηκέλν δίθηπν λα ρξεζηκνπνηνχκε Adapters πνπ βαζίδνληαη αθξηβψο ζην ίδην πξσηφθνιιν, αιιηψο είλαη πηζαλή κείσζε ζηελ απφδνζε ηνπ δηθηχνπ καο. πσο ζα δνχκε παξαθάησ ε επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ πξσηνθφιινπ έρεη ηδηαίηεξε ζεκαζία γηα ην δίθηπν καο, γηαηί απηφο είλαη ν ζεκαληηθφηεξνο παξάγνληαο γηα ηελ απφδνζε ελφο bpl adapter. Ζ ζχγθξηζε αλάκεζα ζε Adapters νη νπνίνη βαζίδνληαη ζην ίδην πξσηφθνιιν αιιά δηαθέξνπλ σο πξνο ηνλ θαηαζθεπαζηή θαη ην κνληέιν ζα καο δψζεη κηθξέο δηαθνξέο σο πξνο ηελ απφδνζε, ππάξρνπλ σζηφζν ζρεδηαζηηθέο δηαθνξέο, θαζψο θαη άιιεο πην νπζηαζηηθέο π.ρ ζε αθξηβφηεξα κνληέια ζα βξνχκε παξαπάλσ απφ κία εμφδνπο Ethernet, δπλαηφηεηα απαξαίηεηε αλ ζέινπκε λα ζπλδέζνπκε ζηνλ ίδην πξνζαξκνγέα πεξηζζφηεξνπο ππνινγηζηέο. πσο είδακε παξαπάλσ, θάζε πξσηφθνιιν πινπνηείηαη απφ ζπγθεθξηκέλνπο θαηαζθεπαζηέο νπφηε αλ ζειήζνπκε λα επεθηείλνπκε ην δίθηπν καο ή αλ ππάξμεη βιάβε ζε έλαλ πξνζαξκνγέα πξέπεη λα απεπζπλζνχκε ζε θάπνηνλ απ απηνχο. 76

77 4.5 Σύγκριςη προςαρμογϋων BPl Παξαθάησ παξαζέηνπκε έλα ζπγθξηηηθφ ηεζη αλάκεζα ζε θάπνηα απφ ηα πην δεκνθηιή κνληέια Powerline Adapters πνπ είλαη δηαζέζηκα ζηελ Δπξσπατθή αγνξά. Απφ ηνλ πίλαθα γίλεηαη ζαθήο ε εμέιημε πνπ ππάξρεη απφ ην πξσηφθνιιν Homeplug turbo (85Mbps) ζε ζρέζε κε ην Homeplug AV(200Mbps). Δλψ δελ θαίλεηε λα ππάξρεη ζεκαληηθή δηαθνξά αλάκεζα ζην UPA θαη ην Homeplug AV. 77

78 ρήκα 49 : Σύγθξηζε Powerline adapters [24] 78

79 Κεφϊλαιο 5 : Δημιουργύα και μετρόςεισ ςε εςωτερικό δύκτυο BPL 5.1 Μϋτρηςη απόδοςησ εςωτερικού δικτύου bpl θνπφο απηνχ ηνπ θεθαιαίνπ είλαη ε δεκηνπξγία ελφο νηθηαθνχ δηθηχνπ κε ηε ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο bpl. Ζ κέηξεζε ηεο απφδνζεο ηνπ, ζχγθξηζε ηεο απφδνζεο ηνπ δίθηπν κε ιίγνπο θαη πνιινχο θιάδνπο, ζχγθξηζε ελζχξκαηνπ κε αζχξκαην νηθηαθφ δίθηπν, ζχγθξηζε δχν πξσηνθφιισλ ηεο Homeplug θαη επηζήκαλζε ζπζθεπψλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ηνπ δηθηχνπ bpl. Γηα λα γίλεη απηφ ρξεζηκνπνηήζεθε θαηάιιειν hardware θαη software. 5.2 Τοπολογύα δικτύου Σν δίθηπν πνπ δεκηνπξγήζεθε θαίλεηε παξαθάησ θαη απνηειείηε απφ έλα desktop ην νπνίν ζπλδέεηαη κε έλα router κε θαιψδην (RJ45) Ethernet. ηε ζπλέρεηα ζπλδέζεθε ν πξψηνο αληάπηνξαο bpl κε ην router θαη κε κία δηπιαλή πξίδα, κεηά ζπλδέζεθε ν δεχηεξνο αληάπηνξα ζε κία άιιε πξίδα (ηνπ ίδηνπ πίλαθα) θαη ηέινο πάιη κε θαιψδην Ethernet ζπλδέζεθε ν δεχηεξνο αληάπηνξα κε ην Laptop. Έηζη δεκηνπξγήζεθε έλα απιφ δίθηπν Lan αλάκεζα ζην Desktop θαη ην Laptop, επνκέλσο κε ην θαηάιιειν ινγηζκηθφ κπνξεί λα κεηξεζεί ε απφδνζε απηνχ ηνπ δηθηχνπ. ρήκα 50 : Lan πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηα κεηξήζεηο εύξνπο δώλεο 79

80 5.3 Hardware που χρηςιμοποιόθηκε Οη ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ είλαη: Router : D-Link DSL-G624T(10/100Mbps) κε ην πην πξφζθαην firmware. Κάξηα δηθηύνπ Desktop (NIC) : Realtek RTL8169/8110 Family PCI Gigabit Ethernet ξπζκηζκέλε ζηα 100Mbps πιήξσο ακθίδξνκν κε updated drivers. Κάξηα δηθηύνπ Laptop : Marvel Yukon 88E8055 PCI-E Ethernet 100Μbps πιήξσο ακθίδξνκν κε updated drivers BPL adaptors: Belkin F5D4074CR Powerline Ethernet Adapter Kit (200Mbps) Σερληθέο πξνδηαγξαθέο: Αζθάιεηα: 128-bit AES link encryption Δκβέιεηα: Έσο θαη 300m ζε θαιψδηα ηνίρνπ IEEE 802.3/802.3u HomePlug AV-certified Απφ ηα παξαπάλσ θαίλεηαη πσο ζεσξεηηθά ε κέγηζηε επηηεχμηκε ηαρχηεηα πεξηνξίδεηαη απ ηηο δπλαηφηεηεο ηνπ router ζηα 100Mbps. 5.4 Επιλογό Software Απφ ηε κεξηά ηνπ software ε επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ ινγηζκηθνχ γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε δνθηκή δελ ήηαλ εχθνιε ππφζεζε. Καη νη δχν ππνινγηζηέο ρξεζηκνπνηνχλ ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα Windows 7 x86 επνκέλσο έπξεπε λα βξεζεί έλα ζπκβαηφ πξφγξακκα κε απηφ ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα. Έπεηηα απφ δνθηκέο δηάθνξσλ ινγηζκηθψλ επηιέρζεθε ην Jperf To ζπγθεθξηκέλν πξφγξακκα είλαη έλαο ειεχζεξν Java GUI ην νπνίν έρεη βαζηζηεί ζην Iperf αιιά έρεη ην πιενλέθηεκα ηεο γξαθηθήο αλαπαξάζηαζεο ησλ δεδνκέλσλ. Σν Iperf αλαπηχρζεθε απ ηνλ νξγαληζκφ National Laboratory for Applied Network Research (NLANR). Βέβαηα ην 80

81 Iperf αλ θαη ζεσξείηε ην θαιχηεξν ειεχζεξν πξφγξακκα γηα ηελ κέηξεζε ηεο απφδνζεο ησλ δηθηχσλ δελ είλαη ην κνλαδηθφ ζην είδνο ηνπ. Ίζσο ην IxChariot πξνζθέξεη αθφκα πεξηζζφηεξεο δπλαηφηεηεο αιιά δπζηπρψο δελ είλαη ειεχζεξν. Βέβαηα ππάξρεη θαη ε πην ιηηή έθδνζε ηνπ IxChariot ην Qcheck, ην νπνίν ρξεζηκνπνηήζεθε γηα λα ζπγθξηζνχλ νη ηηκέο πνπ κεηξήζεθαλ κε ην Iperf, θαη δηαπηζησζεί ζχγθιηζε ησλ απνηειεζκάησλ. Σν Iperf είλαη έλα απιφ εξγαιείν γηα λα κεηξά ηελ ηαρχηεηα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ αλάκεζα ζε δχν ηεξκαηηθά (server-client) ηφζν κε ην πξσηφθνιιν TCP φζν θαη κε ην UDP. Σξέρνληαο ην Iperf ηαπηφρξνλα ζε δχν ππνινγηζηέο γίλεηαη αληαιιαγή δεδνκέλσλ κεηαμχ ηνπο θαη παίξλνπκε ηηο απαξαίηεηεο κεηξήζεηο γηα ην εχξνο δψλεο (bandwidth). ε φιεο ηηο κεηξήζεηο πνπ ζα γίλνπλ ρξεζηκνπνηήζεθε ην Jperf ζην Laptop ζε Server mode θαη ζην desktop ζε Client mode Γηαθνξά πξσηνθόιισλ TCP θαη UDP Οη εθαξκνγέο πνπ ιακβάλνπλ ρψξα ζε έλα δίθηπν κεηαθέξνπλ παθέηα δεδνκέλσλ κεηαμχ δχν ηεξκαηηθψλ ζηαζκψλ (PC) ρξεζηκνπνηψληαο ηηο δηεπζχλζεηο IP ζαλ ηηο δηεπζχλζεηο πνκπνχ θαη δέθηε. Σα πξσηφθνιια TCP θαη UDP ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα ειέγρνπλ ηελ ξνή δεδνκέλσλ κεηαμχ δχν ηεξκαηηθψλ. Οη θχξηνη ζηφρνη ηνπ πξσηνθφιινπ Transmission Control Protocol (TCP) είλαη λα επηβεβαηψλεηαη ε αμηφπηζηε απνζηνιή θαη ιήςε δεδνκέλσλ, επίζεο λα κεηαθέξνληαη ηα δεδνκέλα ρσξίο ιάζε κεηαμχ ηνπ ζηξψκαηνο δηθηχνπ (network layer) θαη ηνπ ζηξψκαηνο εθαξκνγήο (application layer) θαη θηάλνληαο ζην πξφγξακκα ηνπ ζηξψκαηνο εθαξκνγήο ειέγρεη αλ έρνπλ ζσζηή ζεηξά. Οη πεξηζζφηεξεο ζχγρξνλεο ππεξεζίεο ζην Γηαδίθηπν βαζίδνληαη ζην TCP. Σέηνηεο είλαη ην HTTP γλσζηφ σο ππεξεζίεο World Wide Web ην (SMTP), θαη ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ (FTP). Απφ ηελ άιιε κεξηά ην πξσηφθνιιν User Datagram Protocol (UDP) δελ εγγπάηαη αμηφπηζηε επηθνηλσλία. Σα παθέηα UDP πνπ απνζηέιινληαη απφ έλαλ ππνινγηζηή κπνξεί λα θηάζνπλ ζηνλ παξαιήπηε κε ιάζνο ζεηξά, δηπιά ή λα κελ θηάζνπλ θαζφινπ εάλ ην δίθηπν έρεη κεγάιν θφξην. Ζ έιιεηςε ησλ κεραληζκψλ απηψλ απφ ην πξσηφθνιιν UDP ην θαζηζηά αξθεηά πην γξήγνξν θαη απνηειεζκαηηθφ, ηνπιάρηζηνλ γηα ηηο εθαξκνγέο εθείλεο πνπ δελ απαηηνχλ αμηφπηζηε. Οη εθαξκνγέο audio θαη video streaming ρξεζηκνπνηνχλ παθέηα UDP. Γηα ηηο εθαξκνγέο απηέο είλαη πνιχ ζεκαληηθφ ηα παθέηα λα παξαδνζνχλ ζηνλ παξαιήπηε ζε ζχληνκν ρξνληθφ δηάζηεκα νχησο ψζηε λα κελ ππάξρεη δηαθνπή ζηελ ξνή ηνπ ήρνπ ή ηεο εηθφλαο. Καηά ζπλέπεηα πξνηηκάηαη ην πξσηφθνιιν UDP δηφηη είλαη αξθεηά γξήγνξν, παξφιν πνπ ππάξρεη ε πηζαλφηεηα κεξηθά παθέηα λα ραζνχλ. 81

82 5.4.2 TCP Windows size Αλ ζεσξήζνπκε φηη έρνπκε έλα απιφ ζχζηεκα δχν Ζ/Τ (Απνζηνιέα θαη παξαιήπηε) νη νπνίνη επηθνηλσλνχλ κε ην πξσηφθνιιν TCP. Έζησ φηη έρεη νξηζηεί ζαλ TCP window size ε ηηκή 64Kbytes. Ο απνζηνιέαο κπνξεί λα ζηείιεη έλα παθέην δεδνκέλσλ 64ΚΒ θαη κεηά πξέπεη λα πεξηκέλεη επηβεβαίσζε απ ηνλ παξαιήπηε φηη φια απ ηα δεδνκέλα έρνπλ θηάζεη γηα λα κπνξέζεη λα ζηείιεη ην επφκελν παθέην ησλ 64KB. ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε (Windows 7) ηε κέγηζηε ηηκή ηνπ TcpWindowSize κπνξνχκε λα ηελ δνχκε ζηνλ Registry Editor θαη είλαη ξπζκηζκέλε ζηα bytes. Ζ ηηκή απηή πξνζαξκφδεηαη αλάινγα κε ηελ εθαξκνγή. ην Jperf ε default (πξνθαζνξηζκέλε) ηηκή είλαη απηή ησλ 8Kbytes φκσο παξαηεξήζεθε φηη αχμεζε ηεο ηηκήο απηήο πξνθαιεί αχμεζε ηνπ bandwidth, απηφ ζπλέβε κέρξη ηελ ηηκή 64Kbytes, πεξεηαίξσ αχμεζε ηνπ TcpWindowSize δελ επεξεάδεη ηελ απφδνζε. Γη απηφ ην ιφγν νη κεηξήζεηο κε ην πξσηφθνιιν TCP έγηλαλ δχν θνξέο, γηα TcpWindowSize 8Kbytes θαη 64Kbytes. Αχηε ή κεηαβνιή ζηελ απφδνζε είλαη ινγηθφ λα ζπκβαίλεη ζην δίθηπν καο αλ ζθεθηνχκε φηη ζε θάζε TCP παθέην ππάξρεη επηθεθαιίδα θαη νπξά νη νπνίεο απνηεινχληαη απφ ζπγθεθξηκέλε γλσζηή αθνινπζία bits θαηάιιειε γηα ηελ νξηνζέηεζε ηνπ παθέηνπ. Οπφηε ιφγν απηήο ηεο άρξεζηεο πξνζηηζέκελεο πιεξνθνξίαο ε ηκεκαηνπνίεζε ζε κεγαιχηεξα παθέηα πξνζθέξεη κεγαιχηεξν εχξνο δψλεο Μέηξεζε κε ην UDP πσο αλαθέξζεθε παξαπάλσ ην πξσηφθνιιν απηφ ρξεζηκνπνηείηε θπξίσο γηα video, audio streaming ζην δίθηπν καο. Άξα ζηηο κεηξήζεηο ηνπ UDP ζα καο απαζρνιήζνπλ ηξία πξάγκαηα. Σν εχξνο δψλεο,ηα δεδνκέλα πνπ ράλνληαη θαη ην Jitter. ηαλ κεηξάκε ην UDP κε ην Jperf πξέπεη λα θαζνξίζνπκε ην κέγηζην εχξνο δψλεο. Άξα ζε θάζε κέηξεζε ηνπ UDP έγηλαλ δνθηκέο θαη ρξεζηκνπνηήζεθε κεγαιχηεξν UDP bandwidth απ φηη κπνξνχζε λα δψζεη ην ζχζηεκα καο, απηφ είρε απνηέιεζκα λα κελ θηάλνπλ φια ηα δεδνκέλα απ ηνλ client ζηνλ server. Απηφ εκθαληδφηαλ κε έλα κήλπκα φπσο : [136] sec 556 Mbytes 77.7 Mbits/sec [136] Server Report: [136] sec 552 Mbytes 77.2 Mbits/sec ms 2632/ (0.66%) [136] Sent datagrams Σν νπνίν πξαθηηθά ζεκαίλεη πσο ν client καο έδσζε κέζν ΒW ζην δηάγξακκα 77.7Mbps φκσο απηφ δελ είλαη απφιπηα αθξηβέο γηαηί ν server απάληεζε ζηνλ client φηη απ ηα datagrams πνπ ηνπ έζηεηιε ηα δελ έθηαζαλ πνηέ, πνζνζηφ 0,66%, άξα ην BW πνπ κέηξεζε ν server είλαη 77.2Mbps. Αμίδεη λα ζεκεησζεί πσο ην ζρεηηθά πςειφ πνζνζηφ data loss πνπ ζα δνχκε ζηα παξαθάησ δηαγξάκκαηα νθείιεηε ζην γεγνλφο φηη αλαγθάζηεθε ην Jperf κέζσ ηνπ UDP Bandwidth λα κεηαθέξεη δεδνκέλα κε ην κέγηζην δπλαηφ εχξνο δψλεο, θαη φπσο είπακε ζηα ραξαθηεξηζηηθά 82

83 ηνπ πξσηνθφιινπ, απηφ ζα έρεη ζαλ ζπλέπεηα απψιεηεο. ζν αθνξά ην εχξνο δψλεο θαηά ηε δηάξθεηα κίαο κέηξεζεο UDP απηφ πνπ πξέπεη λα καο απαζρνιήζεη δελ είλαη νη κέγηζηεο ηηκέο ηνπ, νχηε θαλ ε κέζε αιιά πηζαλέο ζεκαληηθέο πηψζεηο ηνπ. Γηα λα γίλεη απηφ θαηαλνεηφ ζα αλαθεξζεί έλα απιφ παξάδεηγκα. Έζησ φηη ρξεζηκνπνηνχκε ην bpl δίθηπν γηα λα θάλνπκε video streaming κίαο HD ηαηλίαο απ ηνλ ππνινγηζηή ζηελ ηειεφξαζε καο. Έζησ φηη γηα απηήλ ηελ δηαδηθαζία απαηηείηε εχξνο δψλεο 19.2 Mbps. Αλ εκείο κεηξήζνπκε κε ην Jperf έλα ζηαζεξφ ΒW 70Mbps γηα ην 95% ηεο δηάξθεηα ηεο κέηξεζεο, φκσο ην ΒW ζηηγκηαία πέθηεη ζηα 5Mbps(5% ρξφλνπ) γηα νπνηνλδήπνηε ιφγν. Απηφ πξαθηηθά ζεκαίλεη φηη ζηηγκηαία ζα παγψζεη ε εηθφλα θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο πξνβνιήο. Άξα κεγάιεο πηψζεηο ηνπ εχξνπο δψλεο ζηηο κεηξήζεηο UDP πξέπεη λα καο πξνβιεκαηίδνπλ Ση είλαη ην jitter Ο δηεζλήο νξγαληζκφο ηειεπηθνηλσληψλ (ITU) πεξηγξάθεη ην jitter σο "ηηο ζηηγκηαίεο απνθιίζεηο θαζνξηζηηθώλ ηκεκάησλ ελόο ςεθηαθνύ ζήκαηνο ζε ζρέζε κε ηηο ηδαληθέο ζέζεηο ηνπο ζηνλ ρξόλν". ηελ πξαγκαηηθόηεηα φιεο νη ςεθηαθέο ζπζθεπέο κε κηα είζνδν θαη κηα έμνδν εηζάγνπλ έλα κηθξφ ε κεγαιχηεξν πνζφ jitter ζε κία αιπζίδα, δειαδή εηζάγεηαη ζφξπβνο. Σν Jitter παίδεη ζεκαληηθφ ξφιν ζηα Ζιεθηξναθνπζηηθά ζπζηήκαηα. Δκείο κπνξνχκε απιά λα πνχκε φηη φζν κηθξφηεξν είλαη ην jitter ηφζν θαιχηεξε ζα είλαη ε απφδνζε ηεο γξακκήο Έιεγρνο νξζόηεηαο κεηξήζεσλ Jperf Βέβαηα επεηδή ρξεζηκνπνηήζεθε ην Jperf ζε φιεο ηηο κεηξήζεηο πνπ ζα πξαγκαηνπνηεζνχλ ζεσξήζεθε αλαγθαίν λα γίλνπλ θάπνηνη απινί ππνινγηζκνί ψζηε λα ειεγρζεί φηη ην ζπγθεθξηκέλν πξφγξακκα κεηξά ην bandwidth κε κεγάιε αθξίβεηα. Ζ κεζνδνινγία πνπ αθνινπζήζεθε είλαη ε εμήο. Γεκηνπξγήζεθε έλα απιφ δίθηπν LAN κεηαμχ ησλ δχν ππνινγηζηψλ (Laptop-Desktop) θαη κεηξήζεθε κε ην Jperf ην bandwidth ζε mbits/sec,ρξεζηκνπνηψληαο ηελ επηινγή TCP αθνχ πξφθεηηαη λα γίλεη έιεγρνο κε ην FTP (Πξσηόθνιιν Μεηαθνξάο Αξρείσλ). Γλσξίδνληαο ην δηαζέζηκν bandwidth είλαη εχθνιν λα ππνινγηζηεί ν ρξφλνο πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηελ κεηαθνξά ελφο αξρείνπ, ζηε ζπλέρεηα πξαγκαηνπνηήζεθε ε κεηαθνξά θαη ρξνλνκεηξήζεθε ε δηάξθεηα ηεο ε νπνία ζπκθσλνχζε κε ηνλ ρξφλν πνπ είρε ππνινγηζηεί. Σν ζπγθεθξηκέλν πείξακα έγηλε αξθεηέο θνξέο. ηξφπνο ππνινγηζκνχ ηνπ ρξφλνπ θαίλεηαη αλαιπηηθά ζην παξαθάησ παξάδεηγκα: Αξρείν πξνο κεηαθνξά : Video File(avi) 800MB πνπ 1ΜΒ= 2 20 Bytes θαη 1Byte=8bits 83

84 άξα έρνπκε bytes= bits (Δίζηζηαη λα κεηξάκε ην εχξνο δψλεο ζε Μbits/s, ελψ ην κέγεζνο ησλ αξρείσλ ζε Mbytes άξα έπξεπε λα γίλεη ε κεηαηξνπή) Ζ κέηξεζε ηνπ Bandwidth κε ην Jperf έδσζε ηελ ηηκή 70.2Mbps ή 70.2*10 6 bits/sec ρήκα 51: Δηάγξακκα εύξνπο δώλεο (TCP) Άξα φ ρξφλνο πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηελ κεηαθνξά απηνχ ηνπ αξρείνπ είλαη : bits ^6 bits s = 95.6s = 1 θαη 35,6 Με ην ρξνλφκεηξν κεηξήζεθε θαηά Μ.Ο. 1 ιεπηφ θαη 35,9 δεπηεξφιεπηα. Άξα κπνξεί λα εηπσζεί φηη ε ζπγθεθξηκέλε κέηξεζε ηνπ bandwidth κε ην Jperf ήηαλ επηηπρήο. ηελ ζπγθεθξηκέλε κέηξεζε έγηλε απεπζείαο ζχλδεζε ηνπ Laptop κε ην PC γηα λα έρνπκε φζν ην δπλαηφλ πην ζηαζεξφ εχξνο δψλεο θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο κεηαθνξάο. 5.5 Μετρόςεισ του BPL δικτύου Σψξα ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ίδηα κεζνδνινγία κε παξαπάλσ ζα πάξνπκε κεηξήζεηο γηα ην bpl δίθηπν. Αξρηθά ζα κεηξεζεί ε απφδνζε ησλ bpl adaptors νη νπνίνη ζα ζπλδεζνχλ ζε δχν γεηηνληθέο πξίδεο νη νπνίεο απέρνπλ κεηαμχ ηνπο 2 κέηξα θαη ειέγρνληαη απ ηνλ ίδην δηαθφπηε ηνπ θεληξηθνχ πίλαθα ηεο νηθίαο. Ζ επηινγή απηή έγηλε γηα λα κεησζεί ην θαηλφκελν ησλ πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ αθνχ πξφθεηηαη γηα γεηηνληθέο πξίδεο. Δπίζεο ζα παξζνχλ κεηξήζεηο κε φιεο ηεο ζπζθεπέο ηεο νηθίαο 84

85 απελεξγνπνηεκέλεο (θιεηζηνί δηαθφπηεο απφ γεληθφ) θαη νη κνλαδηθέο ελεξγέο ζπζθεπέο ήηαλ ην PC, ην router θαη νη bpl adaptors θπζηθά. Έηζη βξέζεθε ην κέγηζην δπλαηφ bandwidth ηνπ δηθηχνπ bpl γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε νηθία. ηε ζπλέρεηα ελεξγνπνηήζεθαλ νη ζπζθεπέο ηεο νηθίαο (θνπδίλα, AC, TV, ςπγείν, ζηέξεν) θαη μαλαπάξζεθαλ κεηξήζεηο ψζηε λα βξεζεί πφζν επεξεάδεηε ε απφδνζε ησλ αληαπηφξσλ απ ηελ ιεηηνπξγία ησλ ππφινηπσλ ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ. Έγηλαλ δχν κεηξήζεηο κε ην πξσηφθνιιν TCP θαη κία κε ην UDP. Αθφκα ζεσξήζεθε ρξήζηκν θαηά ηελ δηάξθεηα ησλ κεηξήζεσλ λα απνζπλδεζεί ην router απ ηελ ηειεθσληθή γξακκή ψζηε θαλέλαο απ ηνπο ππνινγηζηέο λα κελ έρεη πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαζψο ζεσξεηηθά απηφ ζα κπνξνχζε λα αιινηψζεη ηηο κεηξήζεηο καο Μεηξήζεηο ζε 2 γεηηνληθέο πξίδεο (a) 85

86 (b) (c) [136] sec 556 MBytes 77.7 Mbits/sec[136] Server Report: [136] sec 552 MBytes 77.2 Mbits/sec ms 2632/ (0.66%) [136] Sent datagrams ρήκα 52 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα 2 γεηηνληθέο πξίδεο κε απελεξγνπνηεκέλεο ηηο νηθηαθέο ζπζθεπέο θαη κε ηα πξσηόθνιια: (a) TCP 8kbytes, (b) TCP 64kbytes θαη (c) UDP 86

87 ηα ηξία παξαπάλσ δηαγξάκκαηα θαίλεηαη ην bandwidth κε φιεο ηηο ζπζθεπέο ηηο νηθίαο θιεηζηέο. Γεληθά κπνξνχκε λα παξαηεξήζνπκε φηη επεηδή ε ζπλζήθεο ζην ζπγθεθξηκέλν πείξακα ήηαλ ηδαληθέο, ην bandwidth παξέκελε ζηαζεξφ θαη ηα 60 πνπ δηήξθεζε ε θάζε κέηξεζε. Αθφκα νη ηηκέο ηνπ εχξνπο δψλεο πνπ επηηεχρζεθαλ κπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ παξαπάλσ απφ ηθαλνπνηεηηθέο γηα ην δίθηπν καο, αξθεί λα ζθεθηνχκε φηη ε κέγηζηε ζεσξεηηθή ηαρχηεηα πνπ κπνξεί λα δνχκε απ ην ζπγθεθξηκέλν router είλαη 100Μbps θαη κε ην πξσηφθνιιν UDP επηηχρακε ηαρχηεηα 77.2Mbps κέζσ ησλ θαισδηψζεσλ ηεο νηθίαο. Δπίζεο αηζζεηή είλαη ε αχμεζε ηνπ εχξνπο δψλεο φηαλ κεγαιψζακε ην TCP Window απφ 8 ζε 64kbytes. Αθνινπζνχλ κεηξήζεηο ζηηο ίδηεο πξίδεο αιιά κε ελεξγνπνηεκέλεο ηηο ζπζθεπέο ηεο νηθίαο. (a) 87

88 (b) (c) [136] sec 398 MBytes 55.6 Mbits/sec [136] Server Report: [136] sec 397 MBytes 55.4 Mbits/sec ms 833/ (0.29%) [136] Sent datagrams ρήκα 53 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα 2 γεηηνληθέο πξίδεο κε ελεξγνπνηεκέλεο ηηο νηθηαθέο ζπζθεπέο θαη κε ηα πξσηόθνιια: (a) TCP 8kbytes, (b) TCP 64kbytes θαη (c) UDP 88

89 Απφ ηα παξαπάλσ δηαγξάκκαηα είλαη αηζζεηή ε πηψζε ηεο απφδνζεο ζε ζρέζε κε πξηλ. Βέβαηα ηα ζπγθεθξηκέλα δηαγξάκκαηα καο δίλνπλ κηα πην ξεαιηζηηθή εηθφλα γηα ην ζπγθεθξηκέλν δίθηπν θαζψο είλαη ζπάλην έσο αδχλαην λα ρξεζηκνπνηεί θάπνηνο έλα bpl δίθηπν κε φιεο ηηο ππφινηπεο ζπζθεπέο εθηφο απφ έλαλ Ζ/Τ απελεξγνπνηεκέλεο. Αλαιπηηθά έρνπκε πηψζε ηεο απφδνζεο απφ 22.6Mbps ζε 21.5, απφ 57.5 ζε 54.3 Mbps θαη απφ 77.2 ζε 55.4Mbps γηα ηα πξσηφθνιια TCP κε 8kbytes, TCP κε 64kbytes θαη UDP αληίζηνηρα. Παξαηεξνχκε φηη φζν κεγαιχηεξν είλαη ην BW ηφζν πεξηζζφηεξν επεξεάδεηε απ ηελ πιήξε ιεηηνπξγία ησλ ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ. Σα απνηειέζκαηα πνπ πξνθχπηνπλ κπνξνχλ λα ραξαθηεξηζηνχλ αλακελφκελα Μεηξήζεηο ζε 2 απνκαθξπζκέλεο πξίδεο Σψξα ζα κεηξεζεί ε απφδνζε ησλ bpl adaptors νη νπνίνη ζα ζπλδεζνχλ ζε δχν πξίδεο πνπ βξίζθνληαη ζηελ κέγηζηε δπλαηή απφζηαζε ηεο νηθίαο 13m (δηαγψληνο). ηελ επηινγή απηή ζα είλαη έληνλν ην θαηλφκελν ησλ πνιιαπιψλ δηαδξνκψλ. πσο θαη πξηλ ν έλαο αληάπηνξαο bpl ζπλδέζεθε ζηελ πξίδα δίπια ζην router (ΝΑ πιεπξά) αιιά φ άιινο ζπλδέζεθε ζην ζαιφλη (ΒΓ πιεπξά).έηζη δεκηνπξγήζεθε πάιη έλα δίθηπν κεηαμχ Laptop (server) θαη Desktop (client) ηνπ νπνίνπ κεηξήζεθε ε απφδνζε κε ην Jperf. πσο θαη πξηλ κεηξήζεθε ε απφδνζε κε φιεο ηηο ζπζθεπέο απελεξγνπνηεκέλεο αιιά θαη ην αληίζεην. Αθνινπζνχλ ηα απνηειέζκαηα. (a) 89

90 (b) (c) [136] sec 327 MBytes 45.8 Mbits/sec [136] Server Report: [136] sec 323 MBytes 45.2 Mbits/sec ms 2796/ (1.2%) [136] Sent datagrams ρήκα 54: Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα 2 απνκαθξπζκέλεο πξίδεο κε απελεξγνπνηεκέλεο ηηο νηθηαθέο ζπζθεπέο θαη κε ηα πξσηόθνιια: (a) TCP 8kbytes, (b) TCP 64kbytes θαη (c) UDP 90

91 Γηα ηηο παξαπάλσ κεηξήζεηο έθιεηζαλ φινη νη δηαθφπηεο ηνπ πίλαθα εθηφο απ ηνπο δχν πνπ ειέγρνπλ ηηο πξίδεο ησλ ππφ εμέηαζε αληαπηφξσλ, επίζεο απνζπλδέζεθαλ φζεο ζπζθεπέο ήηαλ απαξαίηεην. Δίλαη αηζζεηή ε κείσζε ηεο απφδνζεο ζε ζρέζε κε ηηο γεηηνληθέο πξίδεο, απηφ νθείιεηε θπξίσο ζην πνιχνδν πεξηβάιινλ πνπ αλαπηχζζεηαη, θάηη πνπ έρεη αλαιπζεί ζε πξνεγνχκελα θεθάιαηα. Υαξαθηεξηζηηθά αλαθέξσ φηη ππήξμε κείσζε ηεο απφδνζεο απφ 22.6Mbps ζε 17.8, απφ 57.5 ζε 37.8 Mbps θαη απφ 77.2 ζε 45.2Mbps γηα ηα πξσηφθνιια TCP κε 8kbytes, TCP κε 64kbytes θαη UDP αληίζηνηρα. Αθφκα παξαηεξνχκε πην έληνλεο δηαθπκάλζεηο ζηα δηαγξάκκαηα ηνπ BW απ φηη ζηηο γεηηνληθέο πξίδεο φπνπ ήηαλ ζρεδφλ ζηαζεξά. Αθνινπζνχλ κεηξήζεηο ζηηο ίδηεο πξίδεο αιιά κε ελεξγνπνηεκέλεο ηηο ζπζθεπέο ηεο νηθίαο. (a) bin/iperf.exe -c P 1 -i 1 -p f k -t Client connecting to , TCP port 5001 TCP window size: 8.00 KByte (default) [128] local port connected with port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [128] sec 1784 KBytes Kbits/sec [128] sec 1600 KBytes Kbits/sec [128] sec 1792 KBytes Kbits/sec [128] sec 1968 KBytes Kbits/sec [128] sec 1888 KBytes Kbits/sec [128] sec 1840 KBytes Kbits/sec [128] sec 1856 KBytes Kbits/sec 91

92 [128] sec 1896 KBytes Kbits/sec [128] sec 1896 KBytes Kbits/sec [128] sec 1728 KBytes Kbits/sec [128] sec 1728 KBytes Kbits/sec [128] sec 1936 KBytes Kbits/sec [128] sec 2008 KBytes Kbits/sec [128] sec 1976 KBytes Kbits/sec [128] sec 2064 KBytes Kbits/sec [128] sec 1920 KBytes Kbits/sec [128] sec 1864 KBytes Kbits/sec [128] sec 1832 KBytes Kbits/sec [128] sec 2016 KBytes Kbits/sec [128] sec 2040 KBytes Kbits/sec [ ID] Interval Transfer Bandwidth [128] sec 1944 KBytes Kbits/sec [128] sec 1928 KBytes Kbits/sec [128] sec 1800 KBytes Kbits/sec [128] sec 1776 KBytes Kbits/sec [128] sec 1864 KBytes Kbits/sec [128] sec 2064 KBytes Kbits/sec [128] sec 2064 KBytes Kbits/sec [128] sec 1960 KBytes Kbits/sec [128] sec 1848 KBytes Kbits/sec [128] sec 2104 KBytes Kbits/sec [128] sec 1784 KBytes Kbits/sec [128] sec 1872 KBytes Kbits/sec [128] sec 1880 KBytes Kbits/sec [128] sec 2048 KBytes Kbits/sec [128] sec 2080 KBytes Kbits/sec [128] sec 1848 KBytes Kbits/sec [128] sec 2000 KBytes Kbits/sec [128] sec 2040 KBytes Kbits/sec [128] sec 2000 KBytes Kbits/sec [128] sec 1976 KBytes Kbits/sec [ ID] Interval Transfer Bandwidth [128] sec KBytes Kbits/sec Done. 92

93 (b) (c) [136] sec 263 MBytes 36.8 Mbits/sec [136] Server Report: [136] sec 262 MBytes 36.7 Mbits/sec ms 701/ (0.37%) [136] Sent datagrams 93

94 (d) ρήκα 55 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα 2 απνκαθξπζκέλεο πξίδεο κε ελεξγνπνηεκέλεο ηηο νηθηαθέο ζπζθεπέο κε ηα πξσηόθνιια: (a) TCP 8kbytes, (b) TCP 64kbytes (c) UDP θαη (d) ην Jitter γηα ην πξσηόθνιιν UDP. Οη κεηξήζεηο κε ην TCP 8kbytes επηιέρηεθε λα γίλνπλ κε κνλάδα κέηξεζεο ηα kbps. Δπίζεο ην δηάγξακκα αθνινπζεί ε ιίζηα κε ηηο κεηξήζεηο. Απηφ έγηλε ψζηε λα θαλεί φηη απφ default ην TCP Windows Size είλαη 8kbytes, αθφκα πξηλ ηηο κεηξήζεηο κπνξνχκε λα δνχκε έλα θνκκάηη ηνπ θψδηθα πνπ πξέπεη λα γξάςεη θάπνηνο ζην Iperf γηα λα θάλεη ηελ ζπγθεθξηκέλε κέηξεζε. Απηά θαζηζηνχλ ζαθέο ηνλ ιφγν πνπ πξνηηκήζεθε ε γξαθηθή έθδνζε ηνπ Iperf δειαδή ηνπ Jperf, γηαηί αιιηψο γηα θάζε κέηξεζε ησλ 60 ζα ρξεηαδφληνπζαλ παξαπάλσ απφ 60 γξακκέο, θάηη πνπ ζα έθαλε ηελ αλάγλσζε ηεο ζπγθεθξηκέλεο εξγαζίαο πξαγκαηηθά δχζθνιε ππφζεζε. Απφ ηηο παξαπάλσ κεηξήζεηο βιέπνπκε κείσζε ηνπ BW ηφζν ζε ζρέζε κε ηηο κεηξήζεηο κε θιεηζηέο ηηο ζπζθεπέο, φζν θαη ζε ζρέζε κε ηηο δχν γεηηνληθέο πξίδεο. Οπζηαζηηθά νη παξαπάλσ κεηξήζεηο αληηπξνζσπεχνπλ ην ρεηξφηεξν πεξηβάιινλ πνπ κπνξεί λα ππάξμεη θάησ απφ θπζηνινγηθέο ζπλζήθεο ζηελ ππφ εμέηαζε νηθία. Υαξαθηεξηζηηθά αλαθέξεηαη φηη ππήξμε κείσζε ηεο απφδνζεο ζε ζρέζε κε ην πεξηβάιινλ ρσξίο ζφξπβν (ζπζθεπέο θιεηζηέο) απφ 17.8 ζε 15.7 Μbps, απφ 37.8 ζε 28.4Mbps θαη απφ 45.2 ζε 36.7 Μbps γηα ηα πξσηφθνιια TCP κε 8kbytes, TCP κε 64kbytes θαη UDP αληίζηνηρα. Σέινο ε πηψζε ηεο απφδνζεο πνπ είδακε ζε ζρέζε κε ην παξφκνην πεξηβάιινλ ζνξχβνπ (φια αλνηρηά) αιιά γηα γεηηνληθέο πξίδεο είλαη αθφκα κεγαιχηεξε διδ: απφ 21.5 ζε 15.7 Μbps, απφ 54.3 ζε 28.4Mbps θαη απφ 55.4 ζε 36.7 Μbps γηα ηα πξσηφθνιια TCP κε 8kbytes, TCP κε 64kbytes θαη UDP αληίζηνηρα. Γειαδή ζπλνςίδνληαο γηα ηηο κεηξήζεηο κε TCP 64kbytes θαη UDP έρνπκε κία πηψζε ζηε απφδνζε ηεο ηάμεσο ησλ 23Mbps ζηηο απνκαθξπζκέλεο πξίδεο κε ζφξπβν ζε ζρέζε κε ηηο γεηηνληθέο, ελψ νη αληίζηνηρεο κεηξήζεηο ρσξίο ζφξπβν έδεημαλ κία πηψζε ηεο ηάμεο ησλ 20Mpbs ( Mbps θαη Mbps). 94

95 5.6 Μϋτρηςη τησ επύδραςησ ςτην απόδοςη ενόσ πολύπριζου με προςταςύα υπερτϊςεων θνπφο είλαη λα δεηρζεί πψο επεξεάδεη ην δίθηπν bpl έλα πνιχπξηδνπ κε πξνζηαζία, γη απηφ ηνλ ιφγν πάξζεθαλ δχν ζεη κεηξήζεσλ. Αξρηθά ζπλδέζεθε ν έλαο bpl αληάπηνξαο ζηελ πξίδα δίπια ζην router θαη ν άιινο ζε κία ηπραία δεχηεξε πξίδα ηνπ ζπηηηνχ κε κέξνο ησλ ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ ζε θαλνληθή ιεηηνπξγία. Μεηά ζπλδέζεθε ην ππφ εμέηαζε πνιχπξηδν ζηελ δεχηεξε πξίδα θαη ν αληάπηνξαο πάλσ ζην πνιχπξηδν. Άξα νπζηαζηηθά ζα πάξνπκε κεηξήζεηο κε θαη ρσξίο ηελ κεζνιάβεζε ηνπ πνιχπξηδνπ. πσο αλαθέξεη ην manual ησλ αληαπηφξσλ απηνί δελ πξέπεη λα ζπλδένληαη ζε ηέηνηα πνιχπξηδα νχηε ζε UPS o ιφγνο ζα θαλεί παξαθάησ. Σν πνιχπξηδν πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε γηα ηηο δνθηκέο είλαη ην SurgeArrest Essential ηεο APC ην νπνίν πξνζηαηεχεη απφ ππεξηάζεηο θαη ππεξεληάζεηο. Κάπνηα απ ηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ είλαη: Έμνδνη: 5 έμνδνη Schouko. Ολνκαζηηθή ηάζε εηζόδνπ: 230 V. πρλόηεηα εηζόδνπ: 50/ 60Hz. Μέγηζην θνξηίν γξακκήο/ θάζε: 10 A. Surge Energy Rating: 903Joules. Δλζσκαησκέλν αληηπαξαζηηηθό θίιηξν (100 khz to 10 mhz): db. Peak Current Mode: 13 kamps. Όξην επηηξεπόκελεο ηάζεο: < 900V. Μεηξήζεθε ε επίδξαζε ηνπ πνιχπξηδνπ γηα ηα πξσηφθνιια UDP θαη TCP κε 64KB. Σα απνηειέζκαηα θαίλνληαη ζηα παξαθάησ δηαγξάκκαηα. 95

96 ρήκα 56 : Δηάγξακκα εύξνπο δώλεο (TCP) κε θαη ρσξίο ην πνιύπξηδν πξνζηαζίαο Με θφθθηλν είλαη ην BW ρσξίο ην πνιχπξηδν θαη κε πξάζηλν ην BW κε απηφ. πσο είλαη εκθαλέο ε ρξήζε ηνπ πνιχπξηδνπ φρη κφλν κεηψλεη ζεκαληηθά ηελ απφδνζε (απφ 35,4 ζε 6.23Mbps) αιιά πξνθαιεί έληνλεο δηαθπκάλζεηο θαη κεγάιεο δηάξθεηαο κεδεληζκφ ηνπ εχξνπο δψλεο. [ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams 96

97 [112] sec 354 MBytes 49.5 Mbits/sec ms 1505/ (0.59%) [ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams [148] sec 177 MBytes 24.7 Mbits/sec ms 1496/ (1.2%) ρήκα 57 : Δηάγξακκα εύξνπο δώλεο-jitter (UDP) κε θαη ρσξίο ην πνιύπξηδν πξνζηαζίαο ην δηάγξακκα κε πξάζηλν απεηθνλίδεηαη ην BW ρσξίο ην πνιχκπξηδν θαη κε θφθθηλν ην BW κε απηφ. ην απνθάησ δηάγξακκα θαίλνληαη νη αληίζηνηρνη ρξφλνη Jitter. Δδψ βιέπνπκε πσο πάιη ην πνιχκπξηδν πξνθαιεί ζεκαληηθή κείσζε ηεο απφδνζεο (απφ 49.5 ζε 24,7Mbps). Δπίζεο αμίδεη λα παξαηεξήζνπκε φηη ν πςειφο ρξφλνο jitter πνπ εκθαλίδεηαη ζηελ αξρή (10ms) έρεη ζαλ απνηέιεζκα πνιχ κηθξφ εχξνο δψλεο (1Mbps) φκσο θαζψο απηφο κεηψλεηαη ην εχξνο δψλεο ηείλεη λα ζηαζεξνπνηεζεί ζε κία πην πςειή ηηκή. Αθφκα πξέπεη λα πνχκε πσο ε ρξήζε πνιχπξηδνπ απμάλεη ηνλ ρξφλν jitter θαη δεκηνπξγεί έληνλεο δηαθπκάλζεηο ζην BW. πλνςίδνληαο αμίδεη λα ηνλίζνπκε πσο ε ηνπνζέηεζε ησλ bpl adaptor ζε πξίδεο κε αληηπαξαζηηηθά θίιηξα πξνθαιεί ζεκαληηθή ππνβάζκηζε ηεο απφδνζεο ηνπ δηθηχνπ θαη πξέπεη λα απνθεχγεηαη. Δηδηθά ζηηο κεηξήζεηο κε TCP δηαπηζηψζεθε κεδεληζκφο ηνπ BW γηα ζεκαληηθφ δηάζηεκα. 5.7 Έλεγχοσ απόδοςησ του πρωτοκόλλου Homeplug 1.0 ε απηήλ ηελ ελφηεηα ζα κεηξεζεί ε απφδνζε ελφο άιινπ ζεη bpl adapters ην νπνίν είλαη βαζηζκέλν ζην παιαηφηεξν πξσηφθνιιν Homeplug 1.0. Οη ηερληθέο πξνδηαγξαθέο ηνπ ζεη απηνχ θαίλνληαη παξαθάησ: NETGEAR WALL-PLUGGED ETHERNET BRIDGE XE102 Γηαζύλδεζε δηθηύνπ πκβαηφηεηα κε Homeplug 1.0 ζηα 14 Mbps RJ-45 (10BASE-T Ethernet) Powerline Standards HomePlug compatible Ethernet Standards Compliance 97

98 IEEE BASE-T Ethernet HomePlug Γηακόξθσζε OFDM Symbol Modulation DQPSK, DBPSK, ROBO Carrier Modulation Εώλε ζπρλόηεηαο 4.3 MHz ~ 20.9 MHz Δπηπιέσλ πξσηόθνιια Forward Error Correction (FEC) Automatic channel adaptation πσο είλαη ζαθέο ην ζπγθεθξηκέλν ζεη ζα καο δψζεη πνιχ ρακειφηεξεο ηηκέο εχξνπο δψλεο απ ηα Belkin πνπ δνθηκάζακε πξηλ. Ο ιφγνο απηήο ηεο δνθηκήο είλαη γηα λα δνχκε θαη πξαθηηθά ηελ εμέιημε πνπ ππάξρεη ζηελ ζπγθεθξηκέλε ηερλνινγία. Ζ ζχλδεζε έγηλε ζηηο ίδηεο πξίδεο κε απηέο ηεο ελφηεηαο 5.6,άξα νη παξαθάησ ηηκέο ζα ζπγθξηζνχλ κε απηέο ησλ Belkin ρσξίο ην πνιχπξηδν πξνζηαζίαο. (a) 98

99 (b) [ ID] Interval Transfer Bandwidth [128] sec 56.1 MBytes 7.84 Mbits/sec [128] Server Report: [128] sec 56.1 MBytes 7.84 Mbits/sec ms 8/39995 (0.02%) [128] Sent datagrams Done. ρήκα 58 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο κε bpl adaptors βαζηζκέλνπο ζην Homeplug 1.0 : (a) TCP 64kbytes (b) UDP. Σα παξαπάλσ δηαγξάκκαηα καο ιέλε πσο πεηχρακε εχξνο δψλεο 5.7Mbps κε TCP θαη 7.84 κε UDP. Οη αληίζηνηρεο ηηκέο γηα ηα Belkin είλαη 35,4 Mbps κε TCP θαη 49.5 κε UDP, επίζεο ζεκαληηθή είλαη ε αχμεζε ηνπ Jitter time απφ ms κε ην Homeplug AV ζε 2.579ms κε ην Homeplug 1.0. Άξα ην ζπκπέξαζκα πνπ πξνθχπηεη απo ηηο παξαπάλσ κεηξήζεηο είλαη φηη ζην ζπγθεθξηκέλν ζπίηη θαλέλα απ ηα δχν απηά πξσηφθνιια δελ πεηπραίλεη ηελ ζεσξεηηθά κέγηζηε ηαρχηεηα ηνπ φκσο ε εμέιημε ζηελ ηερλνινγία bpl είλαη εκθαλήο. Σέινο δελ πξέπεη ε ζπγθεθξηκέλε δνθηκή λα νδεγήζεη ζε νπνηαδήπνηε ζχγθξηζε αλάκεζα ζηηο δχν εηαηξίεο, θαζψο νη πξνζαξκνγείο ηεο Belkin είλαη βαζηζκέλνη ζην πξφζθαην πξσηφθνιιν Homeplug AV (200Mbps max) ελψ νη Netgear ζην μεπεξαζκέλν Homeplug 1.0 (14Mbps max). Μία ζχγθξηζε αλάκεζα ζε κνληέια δηαθνξεηηθψλ εηαηξηψλ (Belkin-Netgear-TP Link-Level one-linksys θηι.) ζα παξνπζίαδε εμαηξεηηθφ ελδηαθέξσλ θαζψο ζα κπνξνχζακε λα ζπγθξίλνπκε ηελ 99

100 απφδνζε ηνπο αιιά θαη ηελ ζπκπεξηθνξά δηαθνξεηηθψλ πινπνηήζεσλ ζηνλ ζφξπβν. Βέβαηα θάηη ηέηνην είλαη πνιπδάπαλν θαη δελ πξαγκαηνπνηήζεθε, φκσο παξαηίζεηαη έλα ζπγθξηηηθφ ηεζη δηαθφξσλ κνληέισλ σο πξνο ηελ ηαρχηεηα κεηαθνξάο δεδνκέλσλ ζηελ ελφηεηα 4.5 ζρήκα Σύγκριςη τησ ενςύρματησ με την αςύρματη οικιακό δικτύωςη Απηή ηελ ζηηγκή ππάξρνπλ 4 θπξίαξρνη ηξφπνη γηα ηελ δεκηνπξγία ελφο νηθηαθνχ δηθηχνπ(lan), απηνί είλαη: Μέζσ θαισδίσλ Ethernet(Gigabit) Μέζσ ειεθηξηθψλ θαισδηψζεσλ ηεο νηθίαο(powerline AV) Μέζσ ηνπ δηθηχνπ ηεο θαισδηαθήο ηειεφξαζεο (MoCa) Αζχξκαηα κε θάπνην απ ηα πξσηφθνιια x αθψο ε δεκηνπξγία δηθηχνπ κέζσ θαισδίσλ Ethernet πξνζθέξεη ηελ θαιχηεξε απφδνζε κε κέγηζην εχξνο δψλεο ην 1Gbps, φκσο γηα ηελ δεκηνπξγία ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ απαηηείηε εγθαηάζηαζε θαηλνχξησλ θαισδίσλ, απηφ γίλεηαη ζηηο επηρεηξήζεηο αιιά ζπάληα ζε έλα λνηθνθπξηφ. Ζ ηερλνινγία MoCa ζήκεξα απνδίδεη ιίγν θαιχηεξα απ ηελ bpl αιιά δελ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζηελ Διιάδα κηαο θαη δελ έρνπκε εζσηεξηθά δίθηπα θαισδηαθήο ηειεφξαζεο. Απ ηελ κεξηά ηεο αζχξκαηεο δηθηχσζε (WiFi) ππάξρνπλ ηα πξσηφθνιια a/b/g/n. Με ην n λα είλαη ην πην πξφζθαην κε ζεσξεηηθά κέγηζην BW ηα 300Mbps. κσο ε έιιεηςε αζχξκαηνπ ξνχηεξ πνπ λα ππνζηεξίδεη ην n ζα καο αλαγθάζεη λα θάλνπκε ηεο παξαθάησ κεηξήζεηο κε ην παιαηφηεξν g (54Mbps). Ζ δηαδηθαζία πνπ ζα αθνινπζεζεί είλαη λα ηνπνζεηεζεί ην router εθεί πνπ βξίζθνληαλ ν 1 νο bpl αληάπηνξαο θαη ην Laptop ζηηο ζέζεηο πνπ ήηαλ ν 2 νο, απηφ αληηζηνηρεί ζε απφζηαζε 2m (γεηηνληθέο πξίδεο) θαη 13m (απνκαθξπζκέλεο πξίδεο). Πάιη κε ην Jperf ζα κεηξεζεί ε απφδνζε ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ δηθηχνπ θαη ζα ζπγθξηζνχλ νη κεηξήζεηο κε ηηο αληίζηνηρεο γηα ην bpl δίθηπν. Σφζν γηα ην router φζν θαη γηα ηνλ αζχξκαην δέθηε ηνπ Laptop (Intel WiFi Link 5100 AGN) επηιέρηεθαλ νη βέιηηζηεο ξπζκίζεηο, δειαδή ηφζν ε θεξαία ηνπ router φζν θαη ν δέθηεο ηνπ Laptop(32mW) ηέζεθαλ ζηελ κέγηζηε ηζρχ κεηάδνζεο. Αθνινπζνχλ νη κεηξήζεηο γηα ην πξσηφθνιιν g. 100

101 (a) (b) Server Report: [128] sec 189 MBytes 26.4 Mbits/sec ms 25547/ (16%) [128] Sent datagrams ρήκα 59 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο κε ην αζύξκαην δίθηπν γηα απόζηαζε 2 κέηξσλ : (a) TCP 64kbytes (b) UDP. 101

102 (a) (b) [128] sec 230 MBytes 32.2 Mbits/sec [128] Server Report: [128] sec 187 MBytes 26.2 Mbits/sec ms 30544/ (19%) [128] Sent datagrams ρήκα 60 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο κε ην αζύξκαην δίθηπν γηα απόζηαζε 13 κέηξσλ : (a) TCP 64kbytes (b) UDP. 102

103 Βιέπνπκε κεγάιε απψιεηα δεδνκέλσλ κε ην πξσηφθνιιν UDP θαζψο ην BW δελ κπνξεί λα μεπεξάζεη ηα 26Mbps. Αλαιπηηθά γηα ηελ απφζηαζε ησλ 2m έρνπκε εχξνο δψλεο 20.7 θαη 26.4Mbps γηα ηα TCP θαη UDP αληίζηνηρα, ελψ γηα ηελ απφζηαζε ησλ 13m έρνπκε 18 θαη 26.2Mbps εχξνο. Πξνθεηκέλνπ λα γίλεη ζχγθξηζε κε ην δίθηπν bpl ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ νη κεηξήζεηο γηα ηηο αληίζηνηρεο πξίδεο κε ηηο ζπζθεπέο ηνπ ζπηηηνχ ζε ιεηηνπξγία. Απηή ε επηινγή έγηλε γηαηί φπσο ην πνιχνδν πεξηβάιινλ θαη ηπρψλ ζφξπβνο απφ ηηο ζπζθεπέο πνπ ιεηηνπξγνχλ κεηψλεη ηελ απφδνζε ηνπ bpl δηθηχνπ, έηζη θαη νη ηνίρνη πνπ κεζνιαβνχλ αλάκεζα ζην router θαη ην laptop κεηψλνπλ ηελ απφδνζε ηνπ αζχξκαηνπ δηθηχνπ. Γηα ην δίθηπν bpl νη αληίζηνηρεο κεηξήζεηο ήηαλ 54,3-55,4Mbps γηα ηελ απφζηαζε ησλ 2 κέηξσλ (ζρήκα 53) θαη Μbps γηα ηα 13m (ζρήκα 55). Οη ζπγθεθξηκέλεο κεηξήζεηο ζα κπνξνχζαλ λα νδεγήζνπλ ζην ζπκπέξαζκα φηη ηα εζσηεξηθά δίθηπα BPL έρνπλ πςειφηεξε απφδνζε απφ ηα WiFi, θάηη ηέηνην ζα ήηαλ ιάζνο, γηαηί ζήκεξα ππάξρεη ην πξσηφθνιιν n ην νπνίν ππφζρεηαη αζχξκαηε κεηαθνξά δεδνκέλσλ κε ηαρχηεηεο πνπ θηάλνπλ ηα 300mbps, κηα ηέηνηα ηαρχηεηα είλαη κφλν ζεσξεηηθή αιιά πξαθηηθά ε απφδνζε ηνπ n είλαη ζπγθξίζηκε κε απηή ηνπ Homeplug AV. Σέινο πξέπεη λα ηνληζζεί πσο ηφζν νη δηαθνξεηηθέο πινπνηήζεηο ηνπ πξσηνθφιινπ g φζν θαη απηέο ηνπ Homeplug ΑV (ζρήκα 49) παξνπζηάδνπλ δηαθνξέο ζηελ απφδνζε. Ηδηαίηεξα ζηελ αζχξκαηε δηθηχσζε παξάγνληεο φπσο ε ζέζε θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο θεξαίαο (ηχπνο-dbi) ε ηζρχο ησλ WLAN ζπζθεπψλ παίδνπλ θαζνξηζηηθφ ξφιν ζηελ απφδνζε [21]. Δπνκέλσο απφ ηελ ζπγθεθξηκέλε ελφηεηα κπνξεί λα εμαρζεί ην ζπκπέξαζκα φηη γηα ην ζπγθεθξηκέλν Hardware θαη ζην ζπγθεθξηκέλν πεξηβάιινλ ην δίθηπν BPL ππεξέρεη ηνπ αζχξκαηνπ. 5.9 Επύδραςη κρουςτικού θορύβου ηελ παξαθάησ δνθηκή ζα πξνζπαζήζνπκε λα δνχκε πσο επεξεάδεηε ε απφδνζε ηνπ δηθηχνπ απ ηα δηάθνξα είδε ζνξχβνπ θαζψο θαη θάπνηεο ζπλεζηζκέλεο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο. Γη απηφλ ηνλ ιφγν θάλακε ηo παξαθάησ πείξακα. ηνλ ρψξν ηνπ εξγαζηεξίνπ πςειψλ ηάζεσλ δεκηνπξγήζακε έλα απιφ δίθηπν Lan φπσο απηφ ηνπ ζρήκαηνο 50 αλάκεζα ζε δχν πξίδεο πνπ απέρνπλ 4m θαη πήξακε κεηξήζεηο κε ην πξσηφθνιιν TCP θαηά ηελ δηάξθεηα πνπ πξαγκαηνπνηνχληαλ δηαζπάζεηο δηάθελσλ γηα λα δνχκε πσο επεξεάδεη ν θξνπζηηθφο ζφξπβνο ην ζχζηεκα καο. Σν απνηέιεζκα θαίλεηε παξαθάησ θαη είλαη ζαθέο πσο ην εζσηεξηθφ bpl δίθηπν κέλεη αλεπεξέαζην απφ ηέηνηνπ είδνο ζφξπβν ζηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα. 103

104 ρήκα 60 : Επίδξαζε θξνπζηηθνύ ζνξύβνπ ζην εζσηεξηθό δίθηπν bpl 5.10 Πειρϊματα με ςυνόθεισ οικιακϋσ ςυςκευϋσ ηελ ελφηεηα απηή ζα γίλνπλ κεηξήζεηο γηα ζπλήζεηο νηθηαθέο ζπζθεπέο. Θα δνχκε πσο επεξεάδεη ε ιεηηνπξγία κηαο ειεθηξηθήο αληιίαο ην BW. ηε ζπλέρεηα ζα κειεηεζεί ε επίδξαζε κηα ιάκπαο θζνξίνπ θη ελφο ζεζνπάξ ζε έλα απιφ δίθηπν (ρσξίο θιάδνπο) αιιά γίλνπλ νη ίδηεο κεηξήζεηο γηα έλα δίθηπν κε πεξηζζφηεξνπο θιάδνπο. Ζ δηαδηθαζία πνπ ζα αθνινπζεζεί πεξηγξάθεηαη παξαθάησ. Αξρηθά γηα ηε ιάκπα ζα κεηξεζεί ην εχξνο δψλεο κε ην πξσηφθνιιν TCP (64kbytes) ρσξίο λα έρνπκε ζπλδέζεη ηίπνηα αλάκεζα ζηνπο αληάπηνξεο. Απηή ε κέηξεζε εκθαλίδεηαη κε πξάζηλν ρξψκα ζηα δηαγξάκκαηα θαη γηα ην ζπγθεθξηκέλν δίθηπν ε ηηκή ηεο είλαη ιίγν θάησ απν ηα 60mbps. ηε ζπλέρεηα ζα πξαγκαηνπνηεζεί κία δεχηεξε κέηξεζε (ξνδ ρξψκα) θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο νπνίαο ηελ ζηηγκή 10 ζα ζπλδεζεί ε ιάκπα θζνξίνπ, ζηα 40 ζα ηεζεί ζε ιεηηνπξγία, ηελ ζηηγκή 60 ζα θιείζεη θαη ηελ ζηηγκή 80 ζα απνζπλδεζεί. Ζ δηαδηθαζία απηή ζα γίλεη κε ηελ ίδηα ιάκπα θζνξηζκνχ ηζρχνο 15Watt αιιά γηα δηάθνξνπο ηχπνπο Starter. Σα Starter πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ ήηαλ ην Osram st11, ην Philips s10 θαη ην General Electric. Δπίζεο ηεο ίδηεο ρξνληθέο ζηηγκέο ζα ηίζεηαη ζε ιεηηνπξγία θαη ζα απνζπλδέεηαη ην ζεζνπάξ (2.2kW). Αξρηθά ε κεηξήζεηο ζα γίλνπλ γηα έλα απιφ δίθηπν φπσο απηφ ηνπ παξαθάησ ζρήκαηνο, ζην νπνίν νπζηαζηηθά δελ παξεκβάιιεηαη θαλέλαο θιάδνο αλάκεζα ζηνπο δχν αληάπηνξεο κέρξη ηελ ζηηγκή πνπ ζα ζπλδέζνπκε θάζε ζπζθεπή ζην πνιχπξηδν. 104

105 ρήκα 61 : Απιφ δίθηπν Lan Σα πνιχπξηδα είλαη απιά ρσξίο θαλέλα θίιηξν πξνζηαζίαο. ην κεζαίν πνιχπξηδν ζπλδέζακε δηάθνξεο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο γηα λα δνχκε πσο επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ηνπ δηθηχνπ καο ζπζθεπέο πνπ ζπλδένληαη ζηνλ θιάδν πνπ γίλεηαη ε κεηαθνξά δεδνκέλσλ. Ζ ζχλδεζε ειεθηξηθνχ ςπγείνπ δελ επεξέαζε ην εχξνο δψλεο. Ζ ζχλδεζε ειεθηξηθήο αληιίαο (alcatel) κε ζηάξηεξ πξνθάιεζε ζηηγκηαία πηψζε ηνπ εχξνπο δψλεο απφ 70 ζηα 10mbps θαηά ηελ ζηηγκή έλαξμεο ηεο ιεηηνπξγίαο ηεο (13 ) φκσο κεηά επαλήιζε (UDP). ρήκα 62 : Λεηηνπξγία ειεθηξηθήο αληιίαο (UDP) 105

106 Ζ ζχλδεζε θαη ιεηηνπξγία ελφο εζνπάξ 2.2kW επέθεξε κηα κηθξή πηψζε BW ηελ ζηηγκή ηεο ζχλδεζεο (10 ) θαη ηεο ιεηηνπξγίαο (40 ). Ζ πηψζε θαηά ηελ ζχλδεζε επαλήιζε γξήγνξα ελψ απηή θαηά ηελ ιεηηνπξγία δηήξθεζε κέρξη ηελ ζηηγκή πνπ ζηακάηεζε λα ιεηηνπξγεί ην ζεζνπάξ (60 ). ρήκα 63 : Σύλδεζε θαη ιεηηνπξγία ελόο ζεζνπάξ (TCP) ζην απιό δίθηπν Αθνινπζνχλ νη κεηξήζεηο γηα ηελ ιάκπα θζνξίνπ. (a) (b) 106

107 (c) ρήκα 64 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα ην απιό δίθηπν κε starter : (a) Philips s10, (b) Osram st111 θαη (c) General Electric Γεληθά παξαηεξνχκε φηη ε πξάζηλε γξακκή παξακέλεη ζηαζεξή ιίγν θάησ απφ ηα 60mbps. Απηφ είλαη θαη ην κέγηζην εχξνο δψλεο γηα ηνπο ζπγθεθξηκέλνπο αληάπηνξεο κε ην πξσηφθνιιν TCP. ζνλ αθνξά ηελ ξoδ γξακκή ηε ζηηγκή 10 πνπ ζπλδένπκε ηελ ιάκπα νπζηαζηηθά πξνζζέηνπκε έλαλ θιάδν ζην δίθηπν καο κε κία αληίζηαζε αιιά δελ παξαηεξνχκε πηψζε ηνπ BW(ηαλ ζέηνπκε ζε ιεηηνπξγία ηελ ιάκπα (40 ) ην BW κεηψλεηαη, βέβαηα απηφ δελ γίλεηαη αθαξηαία θαζψο ρξεηάδνληαη ιίγα δεπηεξφιεπηα αλάινγα κε ην starter κέρξη λα αλάςεη ε ιάκπα. ηαλ ζηακαηάκε ηελ ιεηηνπξγία ηεο ιάκπαο ην BW επαλέξρεηαη ζηαδηαθά ζηελ αξρηθή ηνπ ηηκή. χκθσλα κε ηελ ζεσξία {The channel capacity analysis[19]} πνπ πεξηγξάθεθε ζηελ ελφηεηα 3.2 ε επίδξαζε ηεο αληίζηαζεο ηνπ θνξηίνπ είλαη ακειεηέα φηαλ έρνπκε ιίγνπο θιάδνπο φκσο φηαλ απμάλνληαη ε επίδξαζε ηεο αληίζηαζεο ηνπ θνξηίνπ ζηελ ρσξεηηθφηεηα είλαη ζεκαληηθή, γηα λα ην δηαπηζηψζνπκε απηφ θάλακε ηηο ίδηεο αθξηβψο κεηξήζεηο αιιά επηιέμακε δχν απνκαθξπζκέλεο πξίδεο (απηέο ηεο ελφηεηαο 5.6), ζηελ κία ζπλδέζακε έλαλ bpl adaptor ελψ ζηελ άιιε ην απιφ πνιχπξηδν φπνπ ηνπνζεηήζακε ηνλ άιιν αληάπηνξα θαη ηελ ιάκπα θζνξηζκνχ κε ηα δηάθνξα starter ή ην ζεζνπάξ. Σα απνηειέζκαηα θαίλνληαη παξαθάησ. (a) 107

108 (b) (c) ρήκα 65 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα ην ζύλζεην δίθηπν κε starter : (a) Philips s10, (b) Osram st111 θαη (c) General Electric Παξαηεξνχκε φηη ην εχξνο δψλεο ρσξίο λα ζπλδέζνπκε ηελ ιάκπα έρεη κεησζεί απφ 60 ζε 40 mbps. Απηφ είλαη θπζηνινγηθφ θαζψο πξνζηέζεθαλ πεξηζζφηεξνη θιάδνη ζην δίθηπν καο. Σν ελδηαθέξσλ είλαη φηη ηελ ζηηγκή πνπ ζπλδένπκε ηελ ιάκπα ππάξρεη ζεκαληηθή πηψζε κέρξη θαη ζηηγκηαίνο κεδεληζκφ ηνπ BW. ε απηή ηελ πεξίπησζε ε εηζαγσγή ελφο λένπ θνξηίνπ έρεη ζεκαληηθά κεγαιχηεξεο επηπηψζεηο ζην εχξνο δψλεο,. Αθφκα δηαπηζηψζεθαλ δηαθνξέο αλάινγα κε ηνλ ηχπν ησλ starter. κσο ζε φιεο ηηο πεξηπηψζεηο ην εχξνο δψλεο δείρλεη λα επαλέξρεηαη ζηελ αξρηθή ηνπ ηηκή κεηά ηελ απνζχλδεζε ηεο ιάκπαο ρήκα 66 : Δηαγξάκκαηα εύξνπο δώλεο γηα ην ζεζνπάξ ζην ζύλζεην δίθηπν. 108