Διπλωματική Εργασία. «Βειηηζηνπνίεζε Δθαξκνγήο ηεο BPL ηερλνινγίαο ζε Ηκηαζηηθέο Πεξηνρέο»

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΥΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΣΟΜΔΑ ΣΗΛΔΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΑΙ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΔΡΓΑΣΗΡΙΟ ΔΝΤΡΜΑΣΗ ΣΗΛΔΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Γιεςθςνηήρ: Καθηγηηήρ Γπ.-Μησ. Νίκορ Φακωηάκηρ Διπλωματική Εργασία ηος θοιηηηή ηος Σμήμαηορ Ηλεκηπολόγων Μησανικών και Σεσνολογίαρ Τπολογιζηών ηηρ Πολςηεσνικήρ σολήρ ηος Πανεπιζηημίος Παηπών ΥΡΙΣΑΚΗ ΚΤΡΙΑΚΟΤ ΣΟΤ ΗΛΙΑ Απιθμόρ Μηηπώος: 5841 Θέμα «Βειηηζηνπνίεζε Δθαξκνγήο ηεο BPL ηερλνινγίαο ζε Ηκηαζηηθέο Πεξηνρέο» Δπιβλέπων Λέκηοπαρ ηςλιανάκηρ Βαζίλειορ Αριθμός Διπλωματικής Εργασίας: Πάηπα, Ιούνιορ

2 2

3 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιζηοποιείηαι όηι η Γιπλωμαηική Δπγαζία με θέμα «Βειηηζηνπνίεζε Δθαξκνγήο ηεο BPL ηερλνινγίαο ζε Ηκηαζηηθέο Πεξηνρέο» Σος θοιηηηή ηος Σμήμαηορ Ηλεκηπολόγων Μησανικών και Σεσνολογίαρ Τπολογιζηών ΥΡΙΣΑΚΗ ΚΤΡΙΑΚΟΤ ΣΟΤ ΗΛΙΑ Απιθμόρ Μηηπώος: 5841 Παποςζιάζηηκε δημόζια και εξεηάζηηκε ζηο Σμήμα Ηλεκηπολόγων Μησανικών και Σεσνολογίαρ Τπολογιζηών ζηιρ.../../ Ο Δπιβλέπων Ο Γιεςθςνηήρ ηος Σομέα Λέθηνξαο ηπιηαλάθεο Βαζίιεηνο Καζεγεηήο Φαθσηάθεο Νίθνο 3

4 4

5 Αξηζκόο Γηπισκαηηθήο Δξγαζίαο: Θέκα: «Βειηηζηνπνίεζε Δθαξκνγήο ηεο BPL ηερλνινγίαο ζε Ηκηαζηηθέο Πεξηνρέο» Φνηηεηήο: Κπξηάθνπ Υξηζηάθεο Δπηβιέπσλ: Λέθηνξαο ηπιηαλάθεο Βαζίιεηνο ΠΔΡΗΛΖΦΖ ηα πιαίζηα ηεο δηπισκαηηθήο απηήο ζα γίλεη ε κειέηε γηα ηελ ηερλνινγία ηειεπηθνηλσληψλ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο BPL φπνπ ηα ηειεπηαία ρξφληα γλσξίδεη ξαγδαία αλάπηπμε. ην πξψην θεθάιαην γίλεηαη γεληθή αλαθνξά γηα ηελ ηερλνινγία BPL,ηα δηάθνξα δίθηπα BPL πξφζβαζεο θαζψο θαη ηηο αξρηηεθηνληθέο απηψλ ησλ δηθηχσλ ρξεζηκνπνηνχκε γηα ηελ πινπνίεζε ηεο ηερλνινγίαο. ην δεχηεξν θεθάιαην κειεηάκε ην πψο επεξεάδεη ν ειεθηξνκαγλεηηζκφο απηήλ ηελ ηερλνινγία BPL θαζψο θαη ηα Γηεζλήο πξφηππα γηα επξπδσληθφ δίθηπν κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο BPL ην ηξίην θεθάιαην πεξηγξάθνπκε ηα επίπεδα ηνπ BPL δηθηχνπ ηηο δηάθνξεο ηερληθέο δηακφξθσζεο φπσο νξζνγψληα κέζνδνο δηακφξθσζεο κε δηαίξεζε ζπρλνηήησλ (OFDM) θαη ηελ δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο. Δπίζεο ζα αζρνιεζνχκε κε ηελ πνηφηεηα ππεξεζηψλ(qos) θαζψο θαη κε ηελ νηθνγέλεηα πξσηνθφιισλ ην ηέηαξην θεθάιαην κειεηάκε ηηο εθαξκνγέο ηεο BPL ηερλνινγίαο πνπ έρνπλ λα θάλνπλ αξρηθά κε νηθηαθέο εθαξκνγέο φπνπ ζην ζχλνιν ηνπο ζθνπφ έρνπλ ηελ δεκηνπξγία ηνπ έμππλνπ ζπηηηνχ θαη επίζεο εθαξκνγέο θπξίσο εμσηεξηθψλ ρψξσλ πνπ ζθνπφ έρνπλ ηελ δεκηνπξγία ηνπ έμππλνπ δηθηχνπ. Δπίζεο ζε δηάθνξνπο πίλαθεο δείρλνπκε ζε πνηεο πεξηνρέο ηεο Γήο εθαξκφδνληαη θάπνηεο απφ ηηο εθαξκνγέο. ην πέκπην θαη ηειεπηαίν θεθάιαην ζρεδηάδνπκε θάπνηεο απφ ηηο Αξρηηεθηνληθέο ηεο BPL ηερλνινγίαο ζηελ πεξηνρή Γξνκνιαμηά (θσκφπνιε ζηελ επαξρία Λάξλαθαο ζηελ Κχπξν) θαη αλαιχνπκε ηηο ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ θαζψο θαη ην θφζηνο. 5 πνπ

6 6

7 ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1: Η ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ BPL 1.1 Δηζαγσγή In-House BPL Homeplug HomePlug HomePlug AV BPL πξφζβαζεο (Access BPL) Γεληθά Ακηγψο ελζχξκαηα δίθηπα BPL πξφζβαζεο Τβξηδηθά δίθηπα BPL πξφζβαζεο Αξρηηεθηνληθέο ζπζηεκάησλ BPL πξφζβαζεο Αξρηηεθηνληθή # Αξρηηεθηνληθή # Αξρηηεθηνληθή # Πηζαλά Μειινληηθά ρήκαηα Αξρηηεθηνληθψλ BPL PON Γεληθά Παξαδείγκαηα Αξρηηεθηνληθψλ 33 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2: ΓΙΔΘΝΔΙ ΠΡΟΣΤΠΑ ΚΑΙ EMC 2.1 Ζιεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα (EMC) Γηεζλήο πξφηππα γηα επξπδσληθφ δίθηπν κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (BPL) Γεληθά IEEE P Πξνζρέδην πξφηππνπ γηα ηνλ εμνπιηζκφ ελφο επξπδσληθνχ δηθηχνπ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (BPL)..38 7

8 2.2.3 IEEE P1901 Πξνζρέδην πξνηχπνπ γηα επξπδσληθφ δίθηπν κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (BPL): Άκεζνο έιεγρνο πξνζπέιαζεο θαη πξνδηαγξαθέο ηνπ Φπζηθνχ ζηξψκαηνο IEEE P1775 Πξνζρέδην πξφηππνπ γηα ηνλ εμνπιηζκφ επξπδσληθνχ δηθηχνπ κέζσ ησλ γξακκψλ δηαλνκήο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (PLC) Απαηηήζεηο Ζιεθηξνκαγλεηηθήο πκβαηφηεηαο (EMC) Μέζνδνη δνθηκψλ θαη κεηξήζεσλ Κξηηήξηα EMC Μέζνδνη κέηξεζεο Οκάδεο αλζξψπσλ ή εηαηξηψλ πνπ επεξεάδνληαη απφ ηελ EMC..45 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3:ΠΔΡΙΓΡΑΦΗ ΣΧΝ ΔΠΙΠΔΓΧΝ ΓΙΚΣΤΟΤ ΣΟΤ BPL 3.1 Γεληθά Σερληθέο δηακφξθσζεο γηα ζπζηήκαηα BPL Οξζνγψληα κέζνδνο δηακφξθσζεο κε δηαίξεζε ζπρλνηήησλ (OFDM) Γηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο χγθξηζε ηερληθψλ δηακφξθσζεο γηα ζπζηήκαηα BPL Γηαρείξηζε ζθαικάησλ Forward error correction (FEC) Μεραληζκνί ARQ BPL MAC ηξψκα Σερληθή πνιιαπιήο πξφζβαζεο Σερληθέο δηακνηξαζκνχ ησλ πφξσλ Έιεγρνο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ Μεραληζκφο CAC Πηζαλφηεηα εκθάληζεο κεγέζνπο παθέησλ ζε δίθηπα BPL Καζπζηέξεζε παθέηνπ IPv6 θαη BPL Αζθάιεηα δηθηχσλ BPL 70 8

9 3.11 Multicasting Οηθνγέλεηα πξσηνθφιισλ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4: ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΣΗ BPL ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ 4.1 Γεληθά Σειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο BPL Πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν Σειεθσλία Τπεξεζία VoIP (Voice over IP) IPTV Δθαξκνγέο θαη ππεξεζίεο ηεο IPTV Μεηάδνζε ςεθηαθήο ηειεφξαζεο(digital Broadcast TV) Video on Demand (VoD) Σειεπαξαθνινχζεζε νηθίαο Γηαζεζηκφηεηα ζηελ αγνξά Σν έμππλν ζπίηη (Smart Home) Έιεγρνο Φσηηζκνχ (lighting Control) Έιεγρνο Θεξκνζηάηε Αζθάιεηα ρψξνπ θαη έιεγρνο εηζφδσλ πζηήκαηα ηειεεηδνπνίεζεο Έμππλε θνπδίλα Φπραγσγία Σν έμππλν δίθηπν (smart grid) Γεληθά Απηφκαηε αλάγλσζε κεηξεηή (AMR) Έιεγρνο ηνπ θνξηίνπ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν Γηαρείξηζε ηεο δήηεζεο απφ ηελ πιεπξά ηνπ θαηαλαισηή Αλίρλεπζε ζέζεο ζθάικαηνο κέζσ BPL Έιεγρνο θπθινθνξίαο Σειεπαξαθνινχζεζε δξφκσλ

10 4.4.8 Πεξηνρέο κε έμππλν δίθηπν 103 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5:ΥΔΓΙΑΗ ΣΧΝ BPL ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΧΝ Δ ΟΙΚΙΣΙΚΔ ΠΔΡΙΟΥΔ 5.1 Γεληθά ρεδίαζε PON BPL Δμνπιηζκφο γηα PON-BPL hix 5750 OLT LV Access Gateway (CXP-LVA-GWY) AV200 Enterprise Desktop Adapter (CXP-AV200-ETHe) Coupler (CXZ-CXP-PH12) Φίιηξν ζνξχβνπ ειεθηξηθήο γξακκήο (CXF-CXP-200) Κφζηνο πινπνίεζεο ζρεδηαζκνχ ρεδηαζκφο Αξρηηεθηνληθήο # Δμνπιηζκφο γηα BPL Κφζηνο πινπνίεζεο ζρεδηαζκνχ θαη ηειηθή ηαρχηεηα ζηνλ ζπλδξνκεηή ρεδηαζκφο Αξρηηεθηνληθήο # Δμνπιηζκφο γηα BPL Griffin 1000 MV Κφζηνο πινπνίεζεο ζρεδηαζκνχ θαη ηειηθή ηαρχηεηα ζηνλ ζπλδξνκεηή χγθξηζε-πκπεξάζκαηα ΤΝΟΦΗ-ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ.137 ΔΤΡΔΣΗΡΙΟ ΥΗΜΑΣΧΝ ΔΤΡΔΣΗΡΙΟ ΠΙΝΑΚΧΝ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

11 11

12 12

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Η BPL Σερλνινγία 1.1 Δηζαγσγή Σηο ηειεπηαίεο δεθαεηίεο ηνπ 20 νπ αηψλα νη επηθνηλσλίεο παξνπζίαζαλ ξαγδαία πξφνδν. Απφ πιεπξάο πξνζθεξνκέλσλ ππεξεζηψλ, ε απηνκαηνπνίεζε εζληθψλ θαη δηεζλψλ δηθηχσλ επέηξεςε ηελ άκεζε πξφζβαζε ζηα πην απνκαθξπζκέλα ζεκεία ηνπ πιαλήηε, ελψ ε θηλεηή ηειεθσλία ειεπζέξσζε ηνλ ρξήζηε απφ ηηο ζηαζεξέο ζπλδέζεηο. Ζ εμάπισζε ησλ δηθηχσλ ππνινγηζηψλ ζε παγθφζκην επίπεδν θαη ε δεκηνπξγία ηνπ δηαδηθηχνπ (internet) έθαλε δπλαηή ηελ δηαθίλεζε ηεξάζηηνπ φγθνπ πιεξνθνξηψλ. Παξάιιεια πιεζψξα λέσλ ππεξεζηψλ εκθαλίζηεθαλ ζηελ αγνξά. Άλζεζε νη ηειεπηθνηλσλίεο γλψξηζαλ κε ηελ κεγάιε εμάπισζε ζε φια ηα κήθε θαη πιάηε ηεο Γήο ηνπ ειεθηξηζκνχ. Με απηφ ηνλ ηξφπν ηειεπηθνηλσληαθά θαιψδηα εθαξκφδνληαλ ζηηο ήδε ππάξρνπζεο γξακκέο κεηαθνξάο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο θαη δηέδηδαλ ηελ πιεξνθνξία. Παξά ηε δηάδνζε ηεο επξπδσληθήο ηερλνινγίαο ηα ηειεπηαία έηε, ππάξρνπλ ζεκαληηθέο πεξηνρέο ηνπ θφζκνπ πνπ δελ έρνπλ πξφζβαζε ζηε κεγάιε ηαρχηεηα ζην δηαδίθηπν. Όηαλ βάινπκε ζηελ δπγαξηά ηνλ ζρεηηθά κηθξφ αξηζκφ πειαηψλ ελάληηα ζην θφζηνο γηα ηελ νηθνδφκεζε ηεο απαξαίηεηεο ππνδνκήο γηα λα παξέρεη ην DSL (ηδηαίηεξα αλ απηέο ήηαλ αγξνηηθέο πεξηνρέο) ηφηε ε εθαξκνγή δελ είλαη ζπκθέξνπζα.αιιά εάλ ε επξπδσληθφηεηα κπνξνχζε λα εμππεξεηεζεί κέζσ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ, δελ ζα ππήξρε θακία αλάγθε λα ρηηζηεί κηα λέα ππνδνκή. Γειαδή νπνπδήπνηε ππάξρεη ειεθηξηθή ελέξγεηα ζα κπνξνχζε εθεί λα ππάξρεη θαη ε επξπδσληθφηεηα. Ζ ηερλνινγία BPL (Broadband over Power Lines)καο πξνζθέξεη απηή ηελ δπλαηφηεηα θαζψο κε ηελ εθαξκνγή ηεο ζην δίθηπν ηεο ΓΔΖ νη γξακκέο ειεθηξηθήο 13

14 ηζρχνο, εθηφο απφ ηε κεηαθνξά θαη ηε δηαλνκή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, κπνξνχλ ηαπηφρξνλα λα κεηαδψζνπλ πιεξνθνξία κε ξπζκφ κεηάδνζεο πνπ θηάλεη, πξνο ην παξφλ, ηα 200 Mbps ζην θπζηθφ επίπεδν. ηελ παγθφζκηα αγνξά επηθξαηεί κηα ζχγρπζε ζρεηηθά κε ηελ νλνκαζία ησλ ηερλνινγηψλ BPL. Οη νλνκαζίεο PLC (Power Line Communications). BPL (Broadband over Power Lines). PLT (Power Line Telecommunications). BPLC (Broadband over Power Lines Communications). ραξαθηεξίδνπλ ηελ ίδηα ηερλνινγία θαη είλαη ζηα πιαίζηα ηνπ θάζε παξφρνπ ε επηινγή ηνπ νλφκαηνο πνπ ζέιεη λα δψζεη ζην εκπνξηθφ ηνπ πξντφλ. Χζηφζν, ζπλεζίδεηαη ε νλνκαζία BPL λα αλαθέξεηαη ζε ζπζηήκαηα πξφζβαζεο, ελψ νη ππφινηπεο ηξεηο νλνκαζίεο ζε ζπζηήκαηα ελδνθηηξηαθήο δηθηχσζεο θαη δηαρείξηζεο ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ηζρχνο απφ ηηο επηρεηξήζεηο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Πξνθαλψο, κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ θαη ηελ ελδερφκελε ζεκειίσζε ηεο BPL ηερλνινγίαο σο κία εθ ησλ βαζηθψλ ιχζεσλ πξφζβαζεο ζηελ παγθφζκηα αγνξά, κία απφ απηέο ηηο νλνκαζίεο ζα θπξηαξρήζεη έλαληη ησλ άιισλ. Οη βαζηθέο κνξθέο ηεο BPL ηερλνινγίαο είλαη νη παξαθάησ θαη αλαιχνληαη μερσξηζηά ζε παξαθάησ εδάθηα [1],[2],[4]. α) In-house BPL. β) BPL πξφζβαζεο (Access BPL). γ) Control BPL/PLC ή DLC (Distribution Line Carrier). 1.2 In-House BPL Με βάζε ηελ ηερλνινγία In-House BPL ή Ηndoor BPL ή In-Home ην εζσηεξηθφ Ζιεθηξηθφ δίθηπν ΥΣ ελφο θηηξηαθνχ ρψξνπ κεηαηξέπεηαη ζε έλα ηνπηθφ δίθηπν. Υξεζηκνπνηψληαο εζσηεξηθνχο πξνζαξκνγείο ην In-House BPL εθκεηαιιεχεηαη ηηο πνιπάξηζκεο ειεθηξηθέο δηαζέζηκεο εμφδνπο κέζα ζε έλα θηίξην γηα ηελ κεηαθνξά πιεξνθνξηψλ κεηαμχ ησλ ππνινγηζηψλ θαη άιισλ ειεθηξνληθψλ νηθηαθψλ ζπζθεπψλ, εμαιείθνληαο ηελ αλάγθε λα εγθαηαζηαζνχλ επηπξφζζεηα θαιψδηα κεηαμχ ησλ ζπζθεπψλ. Ζ εθκεηάιιεπζε θαη ε ρξήζε ηνπ ζπζηήκαηνο βξίζθεηαη ζηνλ θαζνιηθφ 14

15 έιεγρν ηνπ ρξήζηε, κε ηελ έλλνηα ηεο κε κεζνιάβεζεο θάπνηαο εηαηξίαο ή παξφρνπ γηα ηελ επνπηεία ηνπ ζπζηήκαηνο. Οη επξπδσληθέο In-House BPL ηερλνινγίεο ρξεζηκνπνηνχλ θάζκα ζπρλνηήησλ άλσ ησλ 2 MHz (DS2, SPiDCOM, Homeplug 1.0 θαη AV) ζε αληίζεζε κε άιιεο παξεκθεξείο ηερλνινγίεο γηα ελδνθηηξηαθέο επηθνηλσλίεο κέζσ ηνπ δηθηχνπ ηζρχνο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ην θάζκα ζπρλνηήησλ θάησ ηνπ 1MΖz (X- 10, CEBus, LonWorks θ.α), ηα νπνία φκσο δίλνπλ θαη ηελ πξφζβαζε κέζσ θάπνηνπ παξνρνχ. πγθξηηηθά κε ηηο άιιεο ηερλνινγίαο δηθηχσζεο ζπηηηνχ ην BPL ππεξηεξεί ζην φηη παξέρεη ηθαλνπνηεηηθφ ξπζκφ κεηάδνζεο ελψ νη πνιπάξηζκεο ειεθηξηθέο έμνδνη κπνξνχλ λα ζπλδέζνπλ έλα κεγάιν πιήζνο ζπζθεπψλ. ηα αξλεηηθά βξίζθεηαη ε αζηάζεηα ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζεη αλεπηζχκεηεο δηαθνπέο ζηελ ζχλδεζε ησλ ζπζθεπψλ. Πίλαθαο 1.1: Υαξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο ησλ θπξηόηεξσλ ηερλνινγηώλ δηθηύσζεο ζπηηηνύ Ο Πίλαθαο 1.1 δείρλεη ηα ραξαθηεξηζηηθά θαη ην βαζηθφ κέζν θφζηνο θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο ησλ θπξηφηεξσλ ηερλνινγηψλ δηθηχσζεο ζπηηηνχ [1],[2],[4] Homeplug Ζ παγθφζκηα αγνξά ησλ In-House BPL ζπζηεκάησλ θπξηαξρείηαη ζήκεξα απφ ην πξφηππν HomePlug. ην ρήκα 1.1 θαίλεηαη κηα πξαθηηθή πινπνίεζε δηθηχσζεο ζπηηηνχ κε ηελ ρξήζε HomePlug modems. 15

16 ρήκα 1.1: Σππηθή δνκή ελόο HomePlug ζπζηήκαηνο Υάξη ζην HomePlug Powerline Alliance, πνπ ζρεκαηίζηεθε ην 2000 απφ 13 πξνκεζεπηέο ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ Cisco θαη ηε Intel, ην πξφηππν HomePlug 1.0, δεκνζηεχζεθε ην Απηά ηα πξφηππα είλαη αφξηζηα βαζηζκέλα ζην Ethernet, δεδνκέλνπ φηη θαη ηα δχν είλαη βαζηζκέλα ζηελ ηνπνινγία αξηεξίαο, δειαδή ηελ ρξήζε κηαο θνηλήο ειεθηξηθήο γξακκήο πνπ δηαβηβάδνπλ θαη ζηηο δχν θαηεπζχλζεηο κε ηαρχηεηα κέρξη 16 θφκβνπο. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, HomePlug ρξεζηκνπνηεί ην πιαίζην δηακφξθσζεο Ethernet, κε κεξηθέο ηξνπνπνηήζεηο. Οη ζπκβαηέο ζπζθεπέο κε ην HomePlug πεξηιακβάλνπλ ηα PC, ηνπο δξνκνινγεηέο, ηηο γέθπξεο θαη άιιεο ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηερλνινγίεο Ethernet, USB θαη WI-FI(IEEE ). Οπνηαδήπνηε ηέηνηα ζπζθεπή κπνξεί λα ζπλδέζεη κε ηηο ηππνπνηεκέλεο ειεθηξηθέο ππνδνρέο κέζσ κηαο γέθπξαο ή ελφο αληάπηνξα πνπ είλαη πεξίπνπ ζην κέγεζνο ελφο ραξαθηεξηζηηθνχ αληάπηνξα ηζρχνο θαη κε απηφλ ηνλ ηξφπν κπνξεί λα ζπλδέζεη άκεζα κε ηηο ειεθηξηθέο γξακκέο ρακειήο ηάζεο (110/220 βνιη ζε Hz) ζην ζπίηη ή ην γξαθείν ζαο. Έηζη θάζε ειεθηξηθή έμνδνο γίλεηαη απνηειεζκαηηθά κηα ζχξα ζε έλα πςειήο ηαρχηεηαο ηνπηθφ LAN [3],[4]. 16

17 HomePlug 1.0 Οη γξακκέο ηνπ ξεχκαηνο παξέρνπλ ειεθηξηθφ ξεχκα ζε ζπρλφηεηεο Hz. Με ρξήζε ησλ πςειφηεξσλ ζπρλνηήησλ εκθαλίδνληαη θάπνηα ηερληθά εκπφδηα, πνπ ζρεηίδνληαη κε ηηο ζπλδέζεηο θαη ηνπο ηεξκαηηζκνχο ησλ γξακκψλ. Κάπνηεο ζπρλφηεηεο κπνξεί λα έρνπλ πνιχ κεγάιεο απψιεηεο, ελψ άιιεο φρη. εκαληηθέο είλαη θαη νη παξεκβνιέο απφ ηηο άιιεο νηθηαθέο ζπζθεπέο ηνπ ζπηηηνχ, θαηά ην άλακα ή ην ζβήζηκφ ηνπο. Παξνπζηάδνληαη θάπνηα κέγηζηα ξεχκαηνο, πνπ εηζάγνπλ ζφξπβν ζην κεηαδηδφκελν ζήκα. Σα HomePlug 1.0 πξντφληα μεπεξλνχλ απηά ηα πξνβιήκαηα κε ηε ρξεζηκνπνίεζε κηαο ηζρπξήο ηερληθήο κεηάδνζεο ζπλδπαζκέλε κε δηφξζσζε ιαζψλ Forward Error Correction (FEC), αλίρλεπζε ιαζψλ, πνιππιεμία δεδνκέλσλ θαη απηφκαηε αίηεζε επαλάιεςεο (automatic repeat request, ARQ) ησλ ιαλζαζκέλσλ δεδνκέλσλ. Ζ βαζηθή ηερληθή κεηάδνζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ην HomePlug 1.0 είλαη ε OFDM. Όπσο πξναλαθέξζεθε, ην δηαζέζηκν θάζκα ρσξίδεηαη ζε πνιιά ζηελφηεξα θαη ρακειφηεξνπ ξπζκνχ θαλάιηα δεδνκέλσλ, θαζέλα απφ ηα νπνία κπνξεί λα δηακνξθσζεί απφ δηάθνξα ζρήκαηα δηακφξθσζεο. πγθεθξηκέλα ρξεζηκνπνηνχληαη 84 ίζα θαλάιηα ζηε δψλε απφ 4.5 MHz έσο 21 MHz θαη κε ηερληθέο δηαθνξηθήο δηακφξθσζεο (DBPSK, DQPSK) εμαθαλίδεηαη πιήξσο ε αλάγθε γηα νπνηαδήπνηε ελίζρπζε. Ο ζφξπβνο κεηψλεηαη κε ηε βνήζεηα ηεο πξνο ηα εκπξφο δηφξζσζεο ιάζνπο θαη ηεο πνιππιεμίαο. Γηα ηελ πξφζβαζε ζην θαλάιη ρξεζηκνπνείηαη ην πξσηφθνιιν CSMA/CA, ην νπνίν αληρλεχεη ηηο ζπγθξνχζεηο θαη επαλεθπέκπεη ηα δεδνκέλα κέρξη ην θαλάιη λα βξεζεί δηαζέζηκν. Δπίζεο ζην επίπεδν MAC παξέρεηαη Πνηφηεηα Τπεξεζίαο (QoS), πξάγκα πνπ επηηξέπεη ηελ ππνζηήξημε εθαξκνγψλ VoIP θαη βίληεν Σέινο, απηφ ην πξφηππν, αλάινγα κε ην ηερληθή δηακφξθσζεο πνπ ρξεζηκνπνηεί θαη ηελ θσδηθνπνίεζε δηφξζσζεο ιαζψλ, κπνξεί λα πξνζθέξεη ηαρχηεηεο απφ 1,02 έσο 13,78 Mbps [3],[4]. 17

18 Πίλαθαο 1.2: Ρπζκνί Μεηάδνζεο ζηα πζηήκαηα BPL HomePlug AV Σν HomePlug AV είλαη ε ηερλνινγία ηεο επφκελεο γεληάο απφ ηελ HomePlug Powerline Alliance. Δίλαη πξνο ηα πίζσ ζπκβαηή κε ηελ πινπνίεζε HomePlug 1.0 θαη ππφζρεηαη λα πξνζθέξεη πςειήο επθξίλεηαο εηθφλα (HDTV) θαη ππεξεζίεο VoIP ζε φιν ην ζπίηη ζε ξπζκνχο κέρξη θαη 200 Mbps ζην θπζηθφ επίπεδν κε κεγάιε αλζεθηηθφηεηα ζηνπο ζνξχβνπο. Σν MAC επίπεδν είλαη ζρεδηαζκέλν λα ππνζηεξίδεη ηερλνινγίεο πξφζβαζεο ζην κέζν TDMA (ε νπνία πξνζθέξεη Πνηφηεηα Τπεξεζίαο, QoS) θαη CSMA (ε νπνία πξνζθέξεη ηέζζεξα επίπεδα πξνηεξαηφηεηαο). Αθφκε ρξεζηκνπνηείηαη δπλαηή θξππηνγξάθεζε 128 bit, κε δπλαηφηεηα δπλακηθήο αιιαγήο ηνπ θιεηδηνχ, αλάινγα κε ηηο απαηηήζεηο καο. Σν θπζηθφ επίπεδν ιεηηνπξγεί ζηε δψλε ζπρλνηήησλ απφ 2 έσο 28 MHz. Υξεζηκνπνηνχληαη OFDM δηακφξθσζε θαη πλειηθηηθνί Σνπξκπν-Κψδηθεο (Turbo Convolutional Code, TCC) γηα ηελ αχμεζε ηεο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ θαλαιηνχ ζηα 200 Mbps, πνπ είλαη πνιχ θνληά ζηελ ζεσξεηηθή εθηίκε θαηά ην πξφηππν ηνπ Shannon [3],[4]. 18

19 1.3 BPL πξφζβαζεο (Access BPL) Γεληθά Γηα πνιιά ρξφληα εξεπλεηέο θαη εηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο έθαλαλ πξνζπάζεηεο γηα ηελ κεηαθνξά θαη παξνρή ζήκαηνο πςειήο πνηφηεηαο ζην ηειηθφ θαηαλαισηή πξνο αμηνπνίεζε ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ηζρχνο. Ζ ηδέα ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηεο YT σο θνκκάηη ηεο δηαδξνκήο ηνπ ζήκαηνο απφ ηνλ παξνρφ ζηνλ θαηαλαισηή απνξξίθζεθε ζρεδφλ ακέζσο αθνχ ζηελ γξακκή ΤΣ ν ζφξπβνο ηεο γξακκήο είλαη απμεκέλνο, δπζρεξαίλνληαο έηζη ηηο ηειεπηθνηλσλίεο θαη, αθεηέξνπ, ε παξνρή ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ ζήκαηνο ζηνλ θαηαλαισηή είλαη πνιχ δχζθνιε ιφγσ ηεο απφζηαζεο πνπ ζπλήζσο ρσξίδεη ηελ YT απφ ηηο αζηηθέο πεξηνρέο. Ζ πην βηψζηκε ιχζε θάληαδε ε κε θάπνηνλ ηξφπν έγρπζε ηνπ ζήκαηνο ζηελ γξακκή ΜΣ ε νπνία βξίζθεηαη θνληά ζηνπο θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ θαη ην πέξαζκα ηνπ ζήκαηνο ζηελ XT δηακέζνπ ηνπ Μ ΜΣ/ΥΣ ψζηε λα θζάζεη ην ζήκα ζηελ ειεθηξηθή έμνδν ηεο νηθίαο θαη ε κεη έπεηηα ζχλδεζε ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε κέζσ ηνπ BPL modem. Απηφ ην ζελάξην απνηππψλεηαη απιντθά απφ ην ρήκα 1.2. Πέξαλ απηήο ηεο ιχζεο ε νπνία είλαη θαη ε πιένλ παξαδνζηαθή θαη ε πην δηαδεδνκέλε ζήκεξα, ηα ηειεπηαία ρξφληα έρνπλ θάλεη ηελ εκθάληζή ηνπο λέεο πβξηδηθέο ηερλνινγίεο νη νπνίεο θεξδίδνπλ έδαθνο ιφγσ ηεο απιφηεηαο πινπνίεζεο θαη ηνπ θφζηνπο θαηαζθεπήο ηνπο. ηα πεξηζζφηεξα ζπζηήκαηα ην εμσηεξηθφ δίθηπν BPL (Access BPL) ρξεζηκνπνηεί ηελ ρακειφηεξε δψλε ζπρλνηήησλ απφ (2-10ΜΖz), ελψ ην εζσηεξηθφ δίθηπν BPL (In-House BPL) ρξεζηκνπνηεί ηελ πςειφηεξε δψλε απφ (15-30 ΜΖz). Οη ρακειφηεξεο ζπρλφηεηεο παξνπζηάδνπλ κηθξφηεξε παξελφριεζε, θαη γηα απηφ είλαη πεξηζζφηεξν θαηάιιειεο γηα ην εμσηεξηθφ δίθηπν, ψζηε λα επηηχρνπκε κέγηζηε απφζηαζε θάιπςεο. Δπίζεο πξέπεη λα ππάξρεη επαξθήο δηαρσξηζκφο κεηαμχ ησλ ζπρλνηήησλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ην εζσηεξηθφ θαη ην εμσηεξηθφ δίθηπν. Οη απνζηάζεηο θάιπςεο ζην εζσηεξηθφ δίθηπν είλαη πξνθαλψο κηθξφηεξεο απφ ηηο εμσηεξηθέο απνζηάζεηο. Έηζη ζην εζσηεξηθφ δίθηπν κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ πςειφηεξεο ζπρλφηεηεο. Δπηπιένλ, ν ζφξπβνο θαλαιηνχ πνπ παξάγεηαη απφ ειεθηξηθέο ζπζθεπέο είλαη πνιχ κηθξφηεξνο ζηηο πςειέο ζπρλφηεηεο απφ φηη ζηηο ρακειέο[1],[2],[4]. 19

20 ρήκα 1.2: Σππηθή δνκή ελόο BPL δηθηύνπ πξόζβαζεο Ακηγψο ελζχξκαηα δίθηπα BPL πξφζβαζεο χκθσλα κε ην ζρήκα 1.3 ην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θνξκνχ πνπ έρεη πινπνηεζεί κε νπηηθέο ίλεο, ζπλδέεηαη κε ην δίθηπν BPL ζηε ΜΣ, κέζσ ησλ θφκβσλ BPL MT (MV nodes). Έπεηηα ην δίθηπν ΜΣ ζπλδέεηαη κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν δηαλνκήο ΥΣ, φπνπ απνιήγνπλ νη κνλάδεο ηεξκαηηζκνχ ηνπ δηθηχνπ BPL πνπ νλνκάδνληαη NTU ή CPE θαη βξίζθνληαη ζην ρψξν ηνπ ηειηθνχ ρξήζηε/θαηαλαισηή. Δπνκέλσο, ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ κπνξεί λα ρσξηζηεί ζε ηξία θχξηα ηκήκαηα, θαζέλα απφ ηα νπνία έρεη ηε δηθή ηνπ αξρηηεθηνληθή. Σν ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θνξκνχ πνπ είλαη ζπλήζσο έλαο νπηηθφο δαθηχιηνο. Σν δίθηπν (δαθηχιηνο) BPL ζηε ΜΣ Σν δίθηπν (δαθηχιηνο) BPL ζηε ΥΣ, ζπλήζσο πινπνηεκέλν κε ηνπνινγία αζηέξα ή δέλδξνπ. 20

21 ηελ πιένλ απιή κνξθή ηεο, ε αξρηηεθηνληθή απηή κπνξεί λα πεξηιακβάλεη ην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θνξκνχ θαη ην δίθηπν BPL ζηε ρακειή ηάζε ζε ηνπνινγία αζηέξα ή δέλδξνπ φπνπ θαη απνθεχγεηαη ε κεηαβίβαζε ηνπ ζήκαηνο απφ ηελ MT. Απηφ πξνυπνζέηεη φηη ππάξρεη έλα δίθηπν θνξκνχ άκεζα πξνζβάζηκν ζηνπο θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ BPL ΥΣ (νπζηαζηηθά ζηνπο Τ/ ΜΣ/ΥΣ, Μ ΜΣ/ΥΣ) θάηη πνπ ζηηο πεξηζζφηεξεο ησλ πεξηπηψζεσλ είλαη πξαθηηθά δχζθνιν νπφηε θαηαθεχγνπκε ζηελ ιχζε ηεο ζπκκεηνρήο ηεο ΜΣ ζηελ δηαδξνκή ηνπ ζήκαηνο. Ζ αλσηέξσ ηππηθή ηνπνινγία ρξεζηκνπνηεί ηελ ηερληθή δηακφξθσζεο OFDM. Σα δεδνκέλα απφ ην δίθηπν θνξκνχ ηνπ δηαδηθηχνπ κεηαηξέπνληαη ζε κνξθφηππν ζήκαηνο OFDM ζηηο ζπζθεπέο BPL ΜT θαη, ζηε ζπλέρεηα, γίλεηαη ε ζχδεπμε κε κηα θάζε ηεο γξακκήο κεηαθνξάο ΜΣ. ρήκα 1.3: Σππηθή δνκή ακηγώο ελζύξκαηνπ δηθηύνπ BPL Ζ δηαδηθαζία είλαη ακθίδξνκε, δειαδή αληίζηνηρα θαη ην ζήκα κνξθφηππνπ OFDM κεηαηξέπεηαη ζε κνξθφηππν ζήκαηνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην δίθηπν θνξκνχ ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ (PSTN, Internet). Ζ κεηαθνξά ηεο πιεξνθνξίαο ηνπ δηθηχνπ BPL απφ θαη πξνο ηηο γξακκέο ΥΣ πνπ παξέρνπλ ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα ζηνπο θαηαλαισηέο, γίλεηαη κέζσ ησλ ζπζθεπψλ BPL XT. Οη ζπζθεπέο απηέο, αθελφο, κεηαηξέπνπλ ηα ζήκαηα κνξθφηππνπ OFDM ζε ζήκαηα κνξθήο θαηάιιειεο γηα δίθηπν 21

22 BPL ΥΣ θαη, αθεηέξνπ, ηα δξνκνινγνχλ ζηελ θαηάιιειε γξακκή ΥΣ έρνληαο παξαθάκςεη ην Μ ΜΣ/ΥΣ. Γηα λα δηαηεξείηαη ε ζηάζκε ηνπ ζήκαηνο BPL ζηα δίθηπα BPL ΥΣ γηα κεγάιεο απνζηάζεηο, ρξεζηκνπνηνχληαη επαλαιήπηεο (repeaters) BPL[1],[2],[4] Τβξηδηθά δίθηπα BPL πξφζβαζεο Σα πβξηδηθά δίθηπα BPL ρξεζηκνπνηνχλ αζχξκαηε ηερλνινγία είηε γηα πξφζβαζε ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε απνθεχγνληαο έηζη ην δίθηπν BPL-ΥΣ είηε γηα ζχλδεζε κε ην δίθηπν θνξκνχ ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ δηθηχνπ κε ην δίθηπν BPL-ΥΣ, απνθεχγνληαο έηζη ην δίθηπν BPL-ΜΣ (BPL MMDS). ην ρήκα 1.4 απνηππψλνληαη απηνί νη ηξφπνη επηθνηλσλίαο πνπ ζηεξίδνληαη ζηα πβξηδηθά δίθηπα BPL. ηε πξψηε πεξίπησζε, ε αζχξκαηε δηθηχσζε γηα πξφζβαζε ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε γίλεηαη κε ηερλνινγία b/g πνπ ρξεζηκνπνηεί ηηο ειεχζεξεο δψλεο ζηα 2.4 θαη 5 GHz. Σν πβξηδηθφ απηφ δίθηπν ζαθψο πξνζθέξεη ζαθψο βειηησκέλε ζπκπεξηθνξά απφ πιεπξάο παξεκβνιψλ πξνο ηνπο ξαδηνεξαζηηέρλεο ζε ζρέζε κε έλα ακηγψο αζχξκαην δίθηπν BPL. Όκσο, ε ιεηηνπξγία ζηε ειεχζεξε δψλε ζπρλνηήησλ δελ πξνζθέξεη πξνζηαζία απφ παξεκβνιέο άιισλ ρξεζηψλ ζηελ ίδηα δψλε. Σν κεηνλέθηεκα απηφ γίλεηαη πεξηζζφηεξν αηζζεηφ ζηηο αζηηθέο πεξηνρέο θαη κπνξεί λα επεξεάζεη ηελ ηθαλφηεηα παξνρήο ππεξεζηψλ ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε. ηε δεχηεξε πεξίπησζε, ε πξφζβαζε ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε γίλεηαη απφ ην ελζχξκαην δίθηπν BPL-ΥΣ. Ζ αζχξκαηε δηθηχσζε κεηαμχ ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ ηνπ ηειεπηθνηλσληαθνχ δηθηχνπ θαη ηνπ δηθηχνπ BPL-ΥΣ πινπνηείηαη ρξεζηκνπνηψληαο: είηε ηερλνινγία b/g (Wi-Fi ) ζηηο ειεχζεξεο δψλεο ζηα 2.4 θαη 5GHz. είηε αζχξκαηεο ζηαζεξέο, κηθξνθπκαηηθέο δεχμεηο PMP (Point to Multipoint) ζε αδεηνδνηεκέλεο ζπρλφηεηεο. Ζ επηινγή απηή έρεη ην πιενλέθηεκα φηη ε επηθνηλσλία πξνζηαηεχεηαη απφ παξεκβνιέο πνπ πξνθαινχληαη απφ άιια ζπζηήκαηα. 22

23 ρήκα 1.4: Σππηθή δνκή πβξηδηθώλ δηθηύσλ BPL Αξρηηεθηνληθέο ζπζηεκάησλ BPL πξφζβαζεο Ζ Ν.Σ.Η.Α. (National Telecommunications and Information Administration), ε νπνία είλαη ε χπαηε ππεξεζία ηειεπηθνηλσληψλ ησλ Ζλσκέλσλ Πνιηηεηψλ Ακεξηθήο, έρεη δηαρσξίζεη ηηο πηζαλέο αξρηηεθηνληθέο ησλ δηθηχσλ BPL πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηνπο πεξηζζφηεξνπο παξφρνπο BPL ζε ηξεηο βαζηθέο αξρηηεθηνληθέο. Ο εμνπιηζκφο πξφζβαζεο ζε ζπζηήκαηα Broadband Over PowerLine απνηειείηαη απφ εηζαγσγείο (injectors), επαλαιήπηεο (repeaters) θαη εμαγσγείο (extractors). Ο δηαρσξηζκφο ηνπ εμνπιηζκνχ BPL είλαη θαηαρξεζηηθφο θαη ρξεζηκνπνηείηαη κφλν γηα ιφγνπο απιφηεηαο. Ο εμνπιηζκφο παξακέλεη ζηαζεξφο, απιά αιιάδεη ε ιεηηνπξγία ηνπ. Ζ αλαθνξά ζε απηφ ζα γίλεηαη ηειηθά κε βάζε ηε ιεηηνπξγία ηνπ, θαη φρη ηελ νχησο ή άιισο εληαία θχζε ηνπ. Οη εηζαγσγείο BPL ζπλδένληαη κε ην ρψξν ηνπ δηαδηθηχνπ κέζσ ηλψλ ή γξακκψλ Σ1 θαη αιιειεπηδξνχλ κε ηηο γξακκέο Μέζεο Σάζεο (ΜΣ) ηνπ δηθηχνπ ειεθηξνδφηεζεο πνπ εμππεξεηνχλ ηελ πεξηνρή εμππεξέηεζεο ησλ ζπζηεκάησλ BPL. Οη γξακκέο ΜΣ κπνξεί λα είλαη ππέξγεηεο ή ππφγεηεο. ηελ πεξίπησζε ησλ ππέξγεησλ γξακκψλ ΜΣ, ηα 23

24 θαιψδηα πνπ κεηαθέξνπλ ηελ ηάζε αλαξηψληαη ζε θαηάιιεινπο ζηχινπο, νη νπνίνη ηππηθά πξέπεη λα βξίζθνληαη ζε χςνο 10 κέηξσλ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο[1],[2],[5]. ρήκα 1.5: Σν βαζηθό ΒΡL ζύζηεκα Αξρηηεθηνληθή #1 Ζ πξψηε αξρηηεθηνληθή BPL πινπνηείηαη φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 1.6. Υξεζηκνπνηείηαη δηακφξθσζε OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) γηα ηε κεηάδνζε ηνπ BPL ζήκαηνο ζε κεγάιν εχξνο δψλεο ρξεζηκνπνηψληαο πνιιά επηκέξνπο θέξνληα ζηελήο δψλεο. ηνλ εηζαγσγέα BPL, ε πιεξνθνξία απφ ην δίθηπν θνξκνχ (internet backbone) δηακνξθψλεηαη θαηάιιεια ζε ζήκαηα OFDM θαη, ζηε ζπλέρεηα, εγρχεηαη κέζσ ηνπ ζπδεχθηε ζε κηα απφ ηηο θάζεηο ηεο γξακκήο ΜΣ. Λφγσ ηεο ακθίδξνκεο ιεηηνπξγίαο ηνπ δηαδηθηχνπ, ν εηζαγσγέαο κεηαηξέπεη επίζεο ηα δηακνξθσκέλα OFDM ζήκαηα ηεο γξακκήο ΜΣ ζηνλ ηχπν δεδνκέλσλ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην δίθηπν θνξκνχ (internet backbone). Ζ ακθίδξνκε απηή δηαθίλεζε ησλ δεδνκέλσλ κεηαθέξεηαη πξνο θαη απφ ηηο γξακκέο ΥΣ ζε θάζε νκάδα θαηαλαισηψλ ρξεζηκνπνηψληαο έλα BPL εμαγσγέα παξαθάκπηνληαο ηνπο Μ ΥΣ. Οη εμαγσγείο 24

25 δξνκνινγνχλ ηα δεδνκέλα θαη ηα κεηαηξέπνπλ απφ ζήκαηα BPL ζεκείνπ πξφζβαζεο (OFDM) ζε ζήκαηα BPL εζσηεξηθνχ ηχπνπ, ψζηε λα επηθνηλσλνχλ κε ηα BPL modem ζην ρψξν ηνπ ρξήζηε θαη αληηζηξφθσο. Ο ζπλδξνκεηήο/θαηαλαισηήο έρεη πξφζβαζε ζην δίθηπν BPL ΜΣ ρξεζηκνπνηψληαο έλα BPL modem. Γηα λα θαιπθζνχλ κεγάιεο απνζηάζεηο κεηαμχ ελφο εηζαγσγέα θαη ηνπ εμαγσγέα πνπ εμππεξεηεί, παξεκβάιινληαη αλαγελλεηέο/επαλαιήπηεο πνπ αλαγελλνχλ θαη εληζρχνπλ ην ζήκα ψζηε λα κεηαδνζεί ζε κεγάιεο απνζηάζεηο. Ο εηζαγσγέαο θαη ν εμαγσγέαο ηεο πξψηεο αξρηηεθηνληθήο ρξεζηκνπνηνχλ ηελ ίδηα ζπρλφηεηα F1 ζηε γξακκή ΜΣ δηαθνξεηηθή απφ ηε ζπρλφηεηα F2 πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηηο γξακκέο ΥΣ θαη ζην modem ηνπ ζπλδξνκεηή. Λφγσ ηεο θνηλήο ρξήζεο ηνπ θαλαιηνχ απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο, γηα λα ειαρηζηνπνηεζεί ν ρξφλνο δηεθδίθεζεο ηνπ θαλαιηνχ ρξεζηκνπνηείηαη ην πξσηφθνιιν πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε αλίρλεπζε θέξνληνο θαη αλίρλεπζε ζχγθξνπζεο (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA-CD). ρήκα 1.6: Αξρηηεθηνληθή #1 Απηφο ν ηχπνο αξρηηεθηνληθήο ζρεδηάζηεθε ψζηε λα είλαη αλεθηή ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή αλάκεζα ζε εκηαλεμάξηεηεο γξακκέο BPL ρσξίο λα είλαη αλαγθαία ε ρξήζε 25

26 απνκνλσηηθψλ θίιηξσλ ζηηο γξακκέο δηαλνκήο θαζψο φιεο νη ζπζθεπέο ζηηο γξακκέο ΜΣ ιεηηνπξγνχλ ζηελ ίδηα δψλε ζπρλνηήησλ. Ζ ηζρχο ηνπ ζήκαηνο πξέπεη λα έρεη ηέηνηα ηηκή ψζηε λα απνθεχγεηαη ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή εμαζθαιίδνληαο ηελ αλεμάξηεηε πινπνίεζε ηνπ ζπζηήκαηνο ζε δχν ή ηξεηο δηαθνξεηηθέο γεηηνληθέο γξακκέο ΜΣ. Ζ αξρηηεθηνληθή #1 εηζάγεη ην ζήκα BPL ζε κία θάζε [1],[2],[4],[5] Αξρηηεθηνληθή #2 Καη ζηε δεχηεξε αξρηηεθηνληθή BPL, ρξεζηκνπνηείηαη ε OFDM σο ζρήκα δηακφξθσζεο. Ζ δηαθνξά απφ ηελ πξψηε αξρηηεθηνληθή εληνπίδεηαη ζηνλ ηξφπν πνπ ιακβάλνπλ ην ζήκα νη ζπλδξνκεηέο/θαηαλαισηέο ζηηο εγθαηαζηάζεηο ηνπο. Αληί λα ρξεζηκνπνηήζνπλ θάπνηα ζπζθεπή πνπ ζα ζπλδέεηαη ζηε ΥΣ, γηα παξάδεηγκα θάπνην BPL modem, ζηε δεχηεξε αξρηηεθηνληθή ην BPL ζήκα εμάγεηαη απφ ηε γξακκή ΜΣ θαηά αζχξκαην ηξφπν κε βάζε ην πξσηφθνιιν IEEE a/b/g/n Wi-Fi θαη κεηαδίδεηαη ζηνπο ππνινγηζηέο θαη ζηα laptops ησλ ζπλδξνκεηψλ, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 1.7. Με βάζε απηήλ ηελ αξρηηεθηνληθή, κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ θαη άιιεο ηερλνινγίεο αληί γηα Wi-Fi (γηα παξάδεηγκα ε ηερλνινγία IEEE ή ΗΔΔΔ a e WiMax), ψζηε λα επεθηαζεί ε θάιπςε θαη ηεο εθαξκνγήο απηήο ηεο αξρηηεθηνληθήο ζε πςειφηεξα επίπεδα. ην Wireless IEEE b/g, ε θάιπςε κπνξεί λα θζάζεη θαη ηα 600m, ελψ ζην κέιινλ, κε ηελ εθαξκνγή ηνπ WiMax, ε θάιπςε ελδερνκέλσο επεθηαζεί κέρξη κεξηθέο δεθάδεο ρηιηφκεηξα. Δπνκέλσο, πξέπεη λα επηζεκαλζεί ε επεθηαζηκφηεηα απηήο ηεο ηερλνινγίαο, ε επειημία θαζψο θαη ε επθνιία παξνρήο ηεο ζηνλ θαηαλαισηή. Σν ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ απηήο ηεο δεχηεξεο αξρηηεθηνληθήο BPL είλαη φηη δελ ρξεζηκνπνηνχληαη νη γξακκέο ΥΣ, φπσο ζπκβαίλεη ζηελ πξψηε αξρηηεθηνληθή. Ζ αξρηηεθηνληθή απηή ρξεζηκνπνηεί δηαθνξεηηθέο δψλεο ζπρλνηήησλ θαηά ηε κεηάδνζε κέζσ ησλ γξακκψλ ΜΣ. Απηφ γίλεηαη, αθελφο, γηα ην δηαρσξηζκφ ηεο θίλεζεο BPL απφ ην ρξήζηε πξνο ηε γξακκή ΜΣ (upstream) θαη ηεο θίλεζεο απφ ηε γξακκή ΜΣ πξνο ζην ρξήζηε (downstream) θαη, αθεηέξνπ, γηα λα ειαρηζηνπνηεζεί ε δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή απφ άιιεο γεηηνληθέο κνλάδεο BPL. Αλ ην ζήκα πξφθεηηαη λα δηαλχζεη 26

27 αξθεηά ρηιηφκεηξα κέρξη λα θζάζεη ζην ζπλδξνκεηή θαη γηα λα αληηζηαζκηζζνχλ νη απνζβέζεηο πνπ πθίζηαηαη, ρξεζηκνπνηνχληαη θαη ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε αλαγελλεηέο/επαλαιήπηεο, ψζηε λα θζάζεη ην ζήκα απφ ηνλ εηζαγσγέα ζηνλ εμαγσγέα ρσξίο αιινηψζεηο. Οη επαλαιήπηεο, φπσο θαη νη εηζαγσγείο, κεηαδίδνπλ θαη ιακβάλνπλ ζήκαηα ζε δηαθνξεηηθέο ξαδηνζπρλφηεηεο θαη ρξεζηκνπνηνχλ δηαθνξεηηθέο ζπρλφηεηεο απφ απηέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ νη γεηηνληθνί εηζαγσγείο θαη επαλαιήπηεο. Απηή ε δηαδηθαζία επηηξέπεη ηελ απνδνηηθή ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο δηφηη κεηψλεηαη ζην ειάρηζην ε πηζαλφηεηα παξεκβνιψλ απφ γεηηνληθνχο θφκβνπο. Οη εηζαγσγείο ηεο δεχηεξεο αξρηηεθηνληθήο παξέρνπλ θαη ηηο δπλαηφηεηεο ησλ εμαγσγέσλ, εθφζνλ έρνπλ ζηα θπθιψκαηα ηνπο ηνλ εμνπιηζκφ θαη ηηο πξνδηαγξαθέο ηνπ Wi-Fi. Ο δεχηεξνο ηχπνο αξρηηεθηνληθήο εηζάγεη ην ζήκα BPL ζε κία θάζε ηεο γξακκήο ΜΣ [1],[2],[4],[5]. ρήκα 1.7: Αξρηηεθηνληθή #2 27

28 Αξρηηεθηνληθή #3 Ζ ηξίηε αξρηηεθηνληθή BPL ρξεζηκνπνηεί DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) γηα ηε κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ ζηε γξακκή ΜΣ. Όινη νη ρξήζηεο κέζα ζε θάζε θπςέιε κνηξάδνληαη κηα θνηλή δψλε ζπρλνηήησλ. Λφγσ ηεο θνηλήο ρξήζεο ηνπ θαλαιηνχ απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο, γηα λα ειαρηζηνπνηεζεί ε δηεθδίθεζε ηνπ θαλαιηνχ ρξεζηκνπνηείηαη θαη εδψ ην πξσηφθνιιν πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε αλίρλεπζε θέξνληνο θαη αλίρλεπζε ζχγθξνπζεο CSMA-CD. Όπσο θαη ζηελ πξψηε αξρηηεθηνληθή BPL, απηφο ν ηχπνο αξρηηεθηνληθήο ζρεδηάζηεθε ψζηε λα αληέρεη δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή αλάκεζα ζε εκηαλεμάξηεηεο γξακκέο BPL, αθνχ φιεο νη ζπζθεπέο ζηε γξακκέο ΜΣ ιεηηνπξγνχλ ζηελ ίδηα δψλε ζπρλνηήησλ. ε κηα δνθηκαζηηθή πινπνίεζε ηεο ηξίηεο αξρηηεθηνληθήο, ν παξνρφο ηεο ηερλνινγίαο ΒPL εγθαηέζηεζε ζε δχν απφ ηηο ηξεηο θάζεηο ηεο γξακκήο ΜΣ δχν αλεμάξηεηα θαλάιηα BPL. ρήκα 1.8:Αξρηηεθηνληθή #3 Κάζε νκάδα εμππεξέηεζεο ηεο ηξίηεο αξρηηεθηνληθήο (ρήκα 1.8) απνηειείηαη απφ έλα ζπγθεληξσηή concentrator (injector) ν νπνίνο παξέρεη ηελ δηεπαθή κηαο T1 ή κηαο νπηηθήο ζχλδεζεο ζην δίθηπν θνξκνχ (internet backbone), έλα αξηζκφ απφ επαλαιήπηεο/αλαγελλεηέο (repeaters) πνπ ηνπνζεηνχληαη θαηά κήθνο ηεο γξακκήο, έηζη 28

29 ψζηε λα δηαηεξείηαη ε ηζρχο ηνπ ζήκαηνο ζε ηθαλνπνηεηηθά γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ επίπεδα. Σν ζήκα BPL κέζα απφ ηνπο Μ ΥΣ ηξνθνδνηεί ηηο νκάδεο ησλ ρξεζηψλ πνπ αλαινγνχλ ζηνλ θάζε εμαγσγέα. Σα γεηηνληθά ζπζηήκαηα ηεο ηξίηεο αξρηηεθηνληθήο επηθνηλσλνχλ επηθαιχπηνληαη κεηαμχ ηνπο θαη έηζη ηα ηεξκαηηθά BPL πνπ βξίζθνληαη κέζα ζηηο εγθαηαζηάζεηο ησλ ρξεζηψλ (modem) αιιά θαη νη επαλαιήπηεο είλαη ηθαλνί λα επηθνηλσλνχλ κε ηνλ εηζαγσγέα ψζηε λα ηνπο παξέρεη ηελ θαιχηεξε πνηφηεηα ππεξεζηψλ θάζε ζηηγκή [1],[2],[4],[5] Πηζαλά Μειινληηθά ρήκαηα Αξρηηεθηνληθψλ Σα κειινληηθά ζρήκαηα αξρηηεθηνληθψλ πεξηιακβάλνπλ σο δνκηθφ ηνπο ζηνηρείν ηε δεχηεξε γεληά κνλάδσλ BPL/Gen2 πνπ θηλείηαη ζε δηαθνξεηηθή ινγηθά αθνχ ν δηαρσξηζκφο ησλ κνλάδσλ (ζε injectors, repeaters θαη extractors) δελ πθίζηαηαη πιένλ. Ζ κνλάδα BPL είλαη κηα θαη κνλαδηθή παξέρνληαο έηζη ηε δπλαηφηεηα επθνιφηεξεο θαη πνιχπιεπξεο ζρεδίαζεο ηνπ δηθηχνπ. Ζ αιιαγή απηή νθείιεηαη ζην λέν chip PLC ησλ κνλάδσλ BPL(DS2 Gen2) θαη δίλεη ηε δπλαηφηεηα επηθνηλσλίαο κε ην θπζηθφ επίπεδν ηνπ δηθηχνπ θνξκνχ(backbone network). Έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα ραξαθηεξίζηεθα ηεο κνλάδαο BPL/Gen2 είλαη ε απμεκέλε ηαρχηεηα θπθιψκαηνο πνπ θηάλεη ηα 200Mbps ζην θπζηθφ επίπεδν. Ζ δηθηχσζε πξνο ηνλ θαηαλαισηή αζχξκαηα κε θεξαίεο ηχπνπ MIMO(Multiple Input Multiple Output) θαη κε ηε ρξήζε ησλ πξσηνθφιισλ IEEE a, b, g θαη n. Μέζσ ηνπ λένπ πξσηνθφιινπ WPA (Wi-Fi Protected Access) κπνξεί λα εμαζθαιηζηεί απμεκέλε θάιπςε, ηαρχηεηα θαη αζθάιεηα. Άιιε κηα ζεκαληηθή βειηίσζε πνπ ππάξρεη ζηηο κνλάδεο BPL/Gen2 είλαη ε επθνιία εγθαηάζηαζεο θαη ζπληήξεζεο. Σν κεησκέλν κέγεζνο θαζηζηά εχθνιε ηελ εγθαηάζηαζε ηνπο, ελψ ε παζεηηθά ςχμε ρσξίο λα είλαη αλαγθαία ε ρξήζε αλεκηζηήξσλ ηηο θαζηζηά νηθνλνκηθέο σο πξνο ηελ θαηαλάισζε, πιήξσο αδηάβξνρεο θαη ιηγφηεξν επάισηεο ζε αζηνρίεο πιηθνχ. Ζ αλάπηπμε ηνπ δηθηχνπ κε ρξήζε κνλάδσλ BPL/Gen2 είλαη επίζεο αξθεηά δηαθνξεηηθή απφ απηή κε ηε ρξήζε κνλάδσλ BPL/Gen1.Κάζε κνλάδα BPL/Gen2 έρεη ηε δπλαηφηεηα πνιπεθπνκπήο (multicast) ψζηε λα κπνξεί λα επηθνηλσλεί ζπγρξφλσο κε πεξηζζφηεξεο απφ δχν κνλάδεο. Καη απηφλ ηνλ ηξφπν, παξέρεηαη ε δπλαηφηεηα δηζδηάζηαηεο ζρεδίαζεο ηεο αξρηηεθηνληθήο ηνπ δηθηχνπ ψζηε 29

30 ην δίθηπν λα κπνξεί λα αλαπηπρζεί πξνο φιεο ηηο επηζπκεηέο θαηεπζχλζεηο θαηά ηνλ ηξφπν πνπ ζρεκαηηθά απεηθνλίδεηαη ζην ρήκα 1.9. Δπηπιένλ, νη κνλάδεο δηαζέηνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα αλαγλσξίδνπλ απηφκαηα ηηο λέεο πξνζζήθεο ζην δίθηπν θαη λα ηηο παξακεηξνπνηνχλ αλάινγα, κεηψλνληαο ζεκαληηθά ην ρξφλν παξακεηξνπνίεζεο θαη ζρεδίαζεο ηνπ δηθηχνπ. Σέινο θάζε κνλάδα BPL/Gen2 έρεη ηε δπλαηφηεηα ηαπηφρξνλεο παξνρήο ππεξεζίαο ζε νγδφληα πειάηεο θαη λα ηνπο δξνκνινγεί κέζσ ηνπ δηθηχνπ ρξεζηκνπνηψληαο ηε δξνκνιφγεζε SP (Shortest Path routing), παξέρνληαο έηζη ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε πνιιαπιέο ελαιιαθηηθέο δηαδξνκέο κεηάδνζεο ηεο πιεξνθνξίαο. Σν δίθηπν πνπ δεκηνπξγείηαη είλαη ακθίδξνκν(full Duplex,FD). ρήκα 1.9:Γηζδηάζηαηε αξρηηεθηνληθή δηθηύνπ κε ρξήζε κνλάδσλ Gen2 Ζ δηαρείξηζε ησλ ζπζθεπψλ κπνξεί λα γίλεη απφ θαηάιιειε πιαηθφξκα ινγηζκηθνχ πνπ ρξεζηκνπνηεί SNMP (Simple Network Management Protocol) πξνζθέξνληαο έηζη δηαζπλδεζηκφηεηα κε πνιιέο δηαζέζηκεο πιαηθφξκεο. Οη κνλάδεο ηεο δεχηεξεο γεληάο ρξεζηκνπνηνχλ θαη λένπ ηχπνπ ζπδεχθηεο πςειψλ ζπρλνηήησλ. Οη λένη απηνί ζπδεχθηεο πςειψλ ζπρλνηήησλ νλνκάδνληαη ζπδεχθηεο SC (Shunt Coupler) θαη είλαη επθνιφηεξνη ζηελ εγθαηάζηαζε ζε δίθηπν πνπ βξίζθεηαη ζε ιεηηνπξγία, παξέρνπλ πςειφηεξεο ηαρχηεηεο κεηάδνζεο θαη είλαη αζθαιέζηεξνη γηα ην δίθηπν. 30

31 Ζ ηερλνινγία BPL πξέπεη λα είλαη ζε ζέζε λα παξέρεη έλα ζχλνιν ππεξεζηψλ φπσο πςειήο πνηφηεηαο video,voip, πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη άιιεο εθαξκνγέο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ. Γηα λα ππνζηεξηρζνχλ ξπζκνί κεηάδνζεο δεδνκέλσλ ηεο ηάμεο ησλ 2, 4 θαη 8Mbps ζε επίπεδν ηειηθνχ ρξήζηε, ηα ζπζηήκαηα BPL πξέπεη λα ιεηηνπξγνχλ κε ηαρχηεηεο ηνπιάρηζηνλ ηεο ηάμεο ησλ 200Mbps. Ζ δνκή ηνπ κειινληηθνχ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απεηθνλίδεηαη ζην ρήκα 1.10, ζχκθσλα κε ην νπνίν ην ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν θνξκνχ (Metropolitan Area Network, MAN), πνπ έρεη πινπνηεζεί σο νπηηθφ δίθηπν(gigabit Ethernet), ζπλδέεηαη πξνο ην BPL δίθηπν επί ηεο ΜΣ κέζσ νπηηθψλ ππιψλ(optical gateways). Έπεηηα ην δίθηπν ΜΣ/BPL κέζσ ησλ κνλάδσλ BPL/Gen2 θηάλεη ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε [1],[2],[4],[5]. ρήκα 1.10: Πηζαλή Μειινληηθή Αξρηηεθηνληθή ησλ ζπζηεκάησλ BPL 1.4 BPL PON Γεληθά ε απηφ ην θεθάιαην απφ ην θεθάιαην ζα κειεηήζνπκε ηελ ηερλνινγία BPL PON(passive optical network) φπνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηελ εηαηξία Corinex.ε κηα 31

32 εγθαηάζηαζε BPL PON(passive optical network) ρξεζηκνπνηείηαη έλα δίθηπν νπηηθψλ ηλψλ FTTN(fiber to the node).ζ ίλα ζα θηάλεη ζε φινπο ηνπο κεηαζρεκαηηζηέο ρακειήο ηάζεο φπνπ ηξνθνδνηνχλ ελέξγεηα ζηα ζπίηηα. Με κηα πχιε Corinex LV πχιε ζε ζπλδπαζκφ κε κηα PON ONT (PON-BPL Gateway) πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλε ζην κεηαζρεκαηηζηή θαη ρξεζηκνπνηψληαο ηηο γξακκέο ρακειήο ηάζεο κπνξνχκε λα επηηχρνπκε ηε δηαλνκή ηεο επξπδσληθφηεηαο ζηα ζπίηηα πνπ ν παξνρέαο επηζπκεί λα εμππεξεηήζεη. Γηα ηελ παξνρή επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ, πξέπεη λα εγθαηαζηαζεί έλα OLT (Optical Line Termination) ζε έλα θεληξηθφ γξαθείν φπνπ ζα δηαλέκεη ην ζήκα ρξεζηκνπνηψληαο ην παζεηηθφ νπηηθφ δίθηπν (PON) ηεο ίλαο φπνπ ζα θηάλεη κέρξη ηνπο πφινπο πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλεο νη Corinex PON BPL πχιεο. Μηα Corinex PON-BPL Gateway θαίλεηαη ζην παξαθάησ δηάγξακκα δηθηχνπ. Σα λνηθνθπξηά πνπ ζπλένληαη κε ηνλ κεηαζρεκαηηζηή ρακειήο ηάζεο εμππεξεηνχληαη απφ επξπδσληθέο ππεξεζίεο, κέζσ ησλ γξακκψλ ηεο ρακειήο ηάζεο. Απηή ε αξρηηεθηνληθή επηηξέπεη ηελ παξνρή ππεξεζηψλ φπσο internet πςειήο ηαρχηεηαο βίληεν θαη Voice over IP [6]. ρήκα 1.11: Γηάγξακκα δηθηύνπ PON-BPL 32

33 1.4.2 Παξαδείγκαηα Αξρηηεθηνληθψλ ήκεξα ε ηαρχηεηα ηεο PON-BPL Gateway είλαη 200 Mbps (θπζηθφ επίπεδν) θαη ζα παξαδψζεη ζπλνιηθά Mbps (επίπεδν εθαξκνγήο). Ο αξηζκφο ησλ ζπηηηψλ πνπ κπνξεί λα εμππεξεηήζεη εμαξηάηε απφ ηνλ ηνλ αξηζκφ ησλ θαηνηθηψλ πνπ ηξνθνδνηνχληαη απφ ην δίθηπν ρακειήο ηάζεο γξακκή. Ο αξηζκφο απηφο δηαθέξεη πνιχ αλάινγα κε ηνλ πιεζπζκφ,ηηο γεσγξαθηθέο κεηαβιεηέο θαζψο θαη ηνλ ζρεδηαζκφ ηνπ δηθηχνπ. Γηα φια ηα παξαδείγκαηα πνπ ππνινγίδνπκε φηη ζα έρνπκε 60 Mbps δηαζέζηκν εχξνο δψλεο ζε θάζε πφιν. Τπνζέηνπκε 3 ζελάξηα ελάξην 1: 1-10 ζπίηηα ηξνθνδνηνχληαη απφ ηνλ κεηαζρεκαηηζηή Πηζαλή εθηίκεζε φηη 30% ζπίηηα ζα πξνηηκήζνπλ ηελ ππεξεζία ζπλεπάγεηαη κε εμππεξέηεζε πεξίπνπ 3 ζπηηηψλ φπνπ ζα παίξλνπλ απφ 20 Mbps. ελάξην 1: 2-50 ζπίηηα ηξνθνδνηνχληαη απφ ηνλ κεηαζρεκαηηζηή Πηζαλή εθηίκεζε φηη 30% ζπίηηα ζα πξνηηκήζνπλ ηελ ππεξεζία ζπλεπάγεηαη κε εμππεξέηεζε πεξίπνπ 15 ζπηηηψλ φπνπ ζα παίξλνπλ απφ 4 Mbps. ελάξην 1: ζπίηηα ηξνθνδνηνχληαη απφ ηνλ κεηαζρεκαηηζηή Πηζαλή εθηίκεζε φηη 30% ζπίηηα ζα πξνηηκήζνπλ ηελ ππεξεζία ζπλεπάγεηαη κε εμππεξέηεζε πεξίπνπ 60 ζπηηηψλ φπνπ ζα παίξλνπλ απφ 1 Mbps. Σα πξαγκαηηθά απνηειέζκαηα ζε απηά ηα παξαδείγκαηα κπνξνχζαλ λα είλαη πςειφηεξα. ε απηά ηα παξαδείγκαηα ππνζέηνπκε φηη φινη νη ρξήζηεο είλαη ζπλδεδεκέλνη ηελ ίδηα ψξα θαη φινη ζα ρξεζηκνπνηνχλ ην κέγηζην εχξνο δψλεο πνπ είλαη δηαζέζηκν. Αλ ρξεζηκνπνηείηε κηα αλαινγία 7:1 ην εχξνο δψλεο ζε απηά ηα παξαδείγκαηα ζα ήηαλ: ελάξην 1: 60 Mbps / ζπλδξνκεηή ελάξην 1: 28 Mbps / ζπλδξνκεηή 33

34 ελάξην 1: 7 Mbps / ζπλδξνκεηή Ζ εμίζσζε ηνπ εχξνπο δψλεο είλαη: (60 Mbps /αξηζκφο ζπλδξνκεηψλ) x ηαπηφρξνλε ρξήζε= Mbps επξνο δψλεο Ο Μέζνο φξνο εχξνπο δψλεο γηα θάζε ζπλδξνκεηή εμαξηάηε απφ ηνλ ζπληειεζηή δηαρσξηζκνχ ηνπ PON θαη ηνλ αξηζκφ ησλ ζπλδξνκεηψλ. Έλα ηππηθφ παξάδεηγκα γηα ην PON-BPL βξίζθεηαη ζηνλ παξαθάησ πίλαθα. Πίλαθαο 1.3: Δύξνο δώλεο γηα θάζε ζπλδξνκεηή Απηφο ν ππνινγηζκφο ππνζέηεη 30 ζπλδξνκεηέο γηα θάζε κεηαζρεκαηηζηή ρακειήο-ηάζεο (κπνξεί λα είλαη πεξηζζφηεξνη ή ιηγφηεξνη θαη εμαξηάηε απφ ηελ πεξηνρή θαη απφ ηελ εηαηξία δηαλνκήο), κε πξαθηηθή απφδνζε πνπ παξέρεηε ζηνπο ρξήζηεο ηα 60 Mbps [6]. 34

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Γηεζλείο Πξφηππα θαη EMC 2.1 Ζιεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα (EMC) Έλα απφ ηα ζεκαληηθφηεξα ζέκαηα πνπ απαζρνινχλ ηελ ηερλνινγία BPL θαη ην νπνίν απνηειεί έλα απφ ηα ηειεπηαία θαη ίζσο δπζθνιφηεξα βήκαηα γηα ηελ αλάπηπμε ηεο ζηελ αγνξά είλαη απηφ ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηαο. Πνιιέο έξεπλεο έρνπλ γίλεη θαη ζπλερίδνπλ λα γίλνληαη παγθνζκίσο ζρεηηθά κε ηα επηηξεπφκελα φξηα ιεηηνπξγίαο ελφο BPL ζπζηήκαηνο. Όηαλ ην ζήκα κεηαδίδεηαη κέζσ κηαο γξακκήο ελέξγεηαο, κέξνο απηνχ αθηηλνβνιείηαη θαη ζηνλ αέξα. Ζ γξακκή ελέξγεηαο ζα κπνξνχζε λα ζεσξεζεί ζαλ κία κεγάιε θεξαία πνπ ιακβάλεη θαη εθπέκπεη ειεθηξνκαγλεηηθά ζήκαηα. Απηά πξνθαινχλ δηαηαξαρέο ζε άιια ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ, θπξίσο ξαδηνθσληθά, πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ην ζπγθεθξηκέλν εχξνο δψλεο. Τπάξρεη ινηπφλ ε αλάγθε ηνπ εθκεδεληζκνχ ηεο αιιεινπαξεκβνιήο κε ζήκαηα άιισλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ζπζηεκάησλ. Ζ απμεκέλε ρξήζε ειεθηξηθψλ ζπζθεπψλ πάλσ ζην δίθηπν ειεθηξηθήο ελέξγεηαο νδεγεί ζε αχμεζε ηεο «κφιπλζεο» ηνπ πεδίνπ ζπρλνηήησλ, ε νπνία πξέπεη λα θξαηεζεί ππφ έιεγρν. Οη αξρέο πνπ θαζνξίδνπλ ηα standards ιεηηνπξγίαο ζηνρεχνπλ λα ζέηνπλ κε αθξίβεηα ηα απνδεθηά επίπεδα γηα ηηο κεηαβνιέο ηάζεο (voltage variation), ηελ εθπνκπή αξκνληθψλ (harmonics emission) θαη ην απνδεθηφ «ηξεκφπαηγκα» ηεο εθπνκπήο (flicker emission) ησλ ζπζθεπψλ. Δίλαη πνιχ ζεκαληηθφ επνκέλσο λα βξεζνχλ ηξφπνη πεξηνξηζκνχ ηνπ κέγηζηνπ επηπέδνπ εθπνκπήο ελέξγεηαο. ηελ πεξίπησζε φπνπ ηα θαιψδηα βξίζθνληαη κέζα ζην έδαθνο ε αθηηλνβφιεζε ηνπο είλαη κεδακηλή φκσο θαη ηφηε ππάξρεη έληνλε αθηηλνβνιία απφ ηα θηίξηα ελψ κέζα ζηα θηίξηα ηα θαιψδηα δελ 35

36 είλαη ζσξαθηζκέλα κε απνηέιεζκα λα αθηηλνβνινχλ έληνλα. ην ρήκα 2.1 θαίλνληαη ηα πηζαλά ηκήκα ηνπ θάζκαηνο ζπρλφηεηαο πνπ κπνξεί λα ιεηηνπξγεί έλα BPL δίθηπν ρσξίο λα παξελνριεί ηα αδεηνδνηεκέλα ζπζηήκαηα. ρήκα 2.1 Δπηηξεπόκελν θάζκα ζπρλόηεηαο γηα ηελ ιεηηνπξγία BPL ζπζηεκάησλ Οξηζκέλα ζπκπεξάζκαηα πνπ έρνπλ νδεγήζεη ε έξεπλα γχξσ απφ ην ζέκα ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηαο γηα ηελ παξνχζα επνρή είλαη ηα εμήο: Σα ζπζηήκαηα επηθνηλσληψλ κέζσ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο ΒPL κε ηελ πεηξακαηηθή θαη εκπνξηθή ιεηηνπξγία ηνπο δεκηνχξγεζαλ δηεζλψο αλεζπρία γηα παξεκβνιέο ζε αδεηνδνηεκέλνπο ρξήζηεο ξαδηνυπεξεζηψλ, φπσο είλαη νη ξαδηνεξαζηηέρλεο. Οη αλεζπρίεο απηέο έρνπλ ιεθζεί ππφςε θαη έρνπλ αληηκεησπηζηεί ζε επίπεδν Δπξσπατθήο Έλσζεο θαη FCC (Ακεξηθαληθή Οκνζπνλδηαθή Δπηηξνπή Δπηθνηλσληψλ - Federal Communications Commission) κε ζπζηάζεηο θαη δηαηάμεηο αληίζηνηρα πνπ πξνβιέπνπλ ηερληθέο εμάιεηςεο παξεκβνιψλ, φπσο είλαη ε θαζκαηηθή θξαγή. 36

37 Ζ λέα ηερλνινγία ησλ ζπζηεκάησλ κε δηακφξθσζε OFDM παξέρεη ήδε ηε δπλαηφηεηα ηεο επηιεθηηθήο θαη πξνγξακκαηηδφκελεο θαζκαηηθήο θξαγήο θαη έρεη ιεθζεί ππφςε ζε επηδείμεηο, φπσο ην επξσπατθφ πξφγξακκα OPERA θαη δνθηκέο ζε επξσπατθφ θαη δηεζλέο επίπεδν. Ζ ηππνπνίεζε γηα ηα ζπζηήκαηα ΒPL δελ έρεη αθφκε νινθιεξσζεί. Με ηελ πξνζέγγηζε ησλ δηθηχσλ, ηα ζπζηήκαηα ΒPL αληηκεησπίδνληαη σο ελζχξκαηα δίθηπα επηθνηλσληψλ θαη νθείινπλ λα ηεξνχλ ηα ίδηα φξηα κε άιια ελζχξκαηα δίθηπα, φπσο ηα xdsl. Γελ έρεη νινθιεξσζεί ε ηππνπνίεζε, ππάξρεη πιεζψξα πξνδηαγξαθψλ θαη αλαθνξψλ επηηφπησλ κεηξήζεσλ πνπ κπνξνχλ λα απνηειέζνπλ ηε βάζε γηα κεηξήζεηο ζε εγθαηαζηεκέλα ζπζηήκαηα ΒPL. Γελ ππάξρνπλ λνκηθνί ή ξπζκηζηηθνί πεξηνξηζκνί γηα ηελ εγθαηάζηαζε ησλ ζπζηεκάησλ ΒPL. Μάιηζηα, ε Δπξσπατθή Δπηηξνπή κε ηε ζχζηαζε ηεο 6/4/2005 πξνηξέπεη ηα θξάηε κέιε λα άξνπλ θάζε αδηθαηνιφγεην εκπφδην θαλνληζηηθνχ ραξαθηήξα, ηδίσο ζε βάξνο εηαηξεηψλ θνηλήο σθέιεηαο, γηα ηελ εγθαηάζηαζε θαη ιεηηνπξγία ζπζηεκάησλ ειεθηξνληθψλ επηθνηλσληψλ κέζσ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο θαη γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ ειεθηξνληθψλ επηθνηλσληψλ κέζσ ησλ ζπζηεκάησλ απηψλ. Έρνπλ πξνζδηνξηζηεί δηάθνξεο ηερληθέο θαη άιια πηζαλά κέζα γηα λα κεησζνχλ νη θίλδπλνη παξεκβνιήο ή λα δηεπθνιπλζεί ν κεηξηαζκφο ησλ πξνβιεκάησλ παξεκβνιήο φπσο ε ειαρηζηνπνίεζε ηνπ επηπέδνπ ηζρχνο, ε απνθπγή ησλ ηνπηθά ρξεζηκνπνηνχκελσλ ζπρλνηήησλ, ε δηαθνξηθή κέζνδνο έγρπζεο ζεκάησλ, ε ρξεζηκνπνίεζε θίιηξσλ θαη ηεξκαηηζκψλ ζεκάησλ [4],[5],[7],[8],[9],[10]. 37

38 2.2 Γηεζλήο πξφηππα γηα επξπδσληθφ δίθηπν κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (BPL) Γεληθά Ζ δηάζθεςε ISPLC (Γηεζλέο ζπκπφζην γηα ηηο επηθνηλσλίεο κέζσ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ θαη ηηο εθαξκνγέο ηνπ - International Symposium on Power Line Communications and Its Applications - ISPLC) άξρηζε ην 1997 απφ εξεπλεηέο επηθνηλσληψλ ηεο Δπξψπεο θαη ηεο Αζίαο γηα ηε ζπδήηεζε δεηεκάησλ πνπ ζπζρεηίζηεθαλ κε ηε ρξήζε ησλ γξακκψλ δηαλνκήο ειεθηξηθήο ηζρχο σο θαλάιη επηθνηλσλίαο πιεξνθνξηψλ. ε απηνχο ηνπο πξσηνπφξνπο έρεη ελσζεί κηα δηεζλήο νκάδα αθαδεκατθψλ θαη ησλ βηνκεραληθψλ εξεπλεηψλ, επίζεο γλσζηνί σο ξπζκηζηέο, νη νπνίνη έζεζαλ ην ISPLC ηελ θχξηα ηερληθή δηάζθεςε ζηνλ ηνκέα ησλ επηθνηλσληψλ κέζσ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ. Σν ISPLC δηνξγαλψλεηαη εηεζίσο ηελ άλνημε ζε δηαθνξεηηθέο πφιεηο. Οη εθαξκνγέο πνπ παξνπζηάδνληαη ζηα ISPLC ζπκπφζηα εθηείλνληαη ζε φιεο ηηο πηπρέο ηνπ BPL δηθηχνπ. Απφ ην 2006, ην ISPLC ππνζηεξίδεηαη νηθνλνκηθά θαη ηερληθά απφ ην IEEE ComSoc (Institute of Electrical and Electronics Engineers Communications Society) θαη έρεη νξηζηεί σο ην θεληξηθφ ζπκπφζην ηεο ηερληθήο επηηξνπήο ηνπ IEEE ComSoc γηα ζέκαηα πνπ αθνξνχλ ηηο επηθνηλσλίεο κέζσ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ (IEEE TC-PLC). Ζ ηερληθή επηηξνπή ηνπ IEEE ComSoc κε ζέκα ην BPL δίθηπν δηνξγαλψλεη εθδειψζεηο, δηαζθέςεηο ρνξεγψλ, ζπκβάιιεη ζηελ νξγάλσζε ησλ εθδειψζεσλ γηα ηερληθά ζέκαηα, πξνσζεί άξζξα ζε εηδηθά δεηήκαηα ζε επηζηεκνληθά πεξηνδηθά θαη δεκνζηεχζεηο, θαη βνεζά ζηελ αλάπηπμε IEEE πξνηχπσλ ζηνλ ηνκέα ησλ επηθνηλσληψλ κέζσ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ [4],[9],[10] IEEE P Πξνζρέδην πξφηππνπ γηα ηνλ εμνπιηζκφ ελφο επξπδσληθνχ δηθηχνπ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (BPL) Ζ δπλαηφηεηα ηεο ςεθηαθήο πιεξνθνξίαο λα ζηέιλεηαη κε κεγάιε ηαρχηεηα κέζσλ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο κεηαμχ ησλ ππνζηαζκψλ θαη ησλ ζπηηηψλ αιιά θαη ησλ γξαθείσλ πξνζειθχεη φιν θαη πην απμαλφκελε πξνζνρή απφ ην θνηλφ επεηδή 38

39 κπνξεί λα θάλεη θάζε κεηξεηή(πίλαθα) ειεθηξηθήο ηζρχνο κηα πχιε ζην Γηαδίθηπν. Γηα λα πξαγκαηνπνηεζεί απηή ε δπλαηφηεηα, ην IEEE έρεη αξρίζεη λα αλαπηχζζεη ην IEEE P1675, «Πξφηππν γηα ηνλ εμνπιηζκφ ελφο επξπδσληθνχ δηθηχνπ κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο». Όηαλ ηειεηψζεη, ην IEEE P1675 ζα δψζεη ζηηο εηαηξείεο ειεθηξηζκνχ αλαιπηηθά πξφηππα γηα ηελ εγθαηάζηαζε ηνπ απαξαίηεηνπ εμνπιηζκνχ ζηηο γξακκέο δηαλνκήο ηεο ειεθηξηθήο ηζρχνο, ηφζν ζηηο ππφγεηεο φζν θαη ζηηο ελαέξηεο, κε ηνλ νπνίν ζα παξέρεηαη ε θαηάιιειε ππνδνκή γηα λα ππνζηεξίμεη ηα ζπζηήκαηα ελφο BPL δηθηχνπ. Δπίζεο ζα πξνβιέπεη θαηάιιειεο δηαηάμεηο πξνζηαζίαο ησλ εξγαηψλ, νη νπνίνη ζα εγθαηαζηήζνπλ ηνλ BPL εμνπιηζκφ θαη ζπζηεκάησλ έηζη ψζηε λα κελ ηεζεί ζε θίλδπλν ην θνηλφ. Με ηε κεηαηξνπή ηνπ ηνπηθνχ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ηζρχνο ζε επξπδσληθφ θαλάιη πιεξνθνξίαο, δεκηνπξγνχκε κηα άιιε επηινγή γηα ηελ πξφζβαζε ζην Γηαδίθηπν. Απηή ε ηερλνινγία πξνζθέξεη κηα θαιή ιχζε ζην πξφβιεκα ηνπ «ηειεπηαίνπ κηιίνπ»(last-mile). Σν πξφβιεκα ηνπ «ηειεπηαίνπ κηιίνπ»(last-mile) είλαη πψο νη πιεξνθνξίεο πνπ έξρνληαη απφ κεγάιεο απνζηάζεηο κέζσ θαισδίσλ νπηηθψλ ηλψλ ζα θηάζνπλ ζηνπο κεκνλσκέλνπο ππνινγηζηέο ρσξίο λα ρξεηαζηεί κηα δαπαλεξή ππνδνκή. ρεδφλ φιεο νη εηαηξείεο ειεθηξηζκνχ ελδηαθέξνληαη γηα ην BPL δηφηη ηα πηζαλά νθέιε είλαη πνιχ ζεκαληηθά. Οη εηαηξείεο ειεθηξηζκνχ αληηκεησπίδνπλ δηάθνξα πξνβιήκαηα γηα λα δεκηνπξγήζνπλ ην δηθφ ηνπο BPL δίθηπν. Μεξηθά απφ απηά είλαη πψο λα αμηνινγήζνπλ ηελ απφδνζε θαη ηελ αζθάιεηα ησλ επαλαιεπηψλ θαη ησλ δξνκνινγεηψλ, ηνπ εμνπιηζκνχ ζχδεπμεο ηνπ δηθηχνπ ηεο κέζεο(mv) θαη ρακειήο ηάζεο(lv), αιιά θαη ηνπ ππφινηπνπ εμνπιηζκνχ πξηλ ηνλ αγνξάζνπλ. Άιια δεηήκαηα πεξηιακβάλνπλ πψο είλαη θαιχηεξα λα εγθαηαζηήζνπλ ηνλ εμνπιηζκφ έηζη ψζηε ην επξχηεξν δίθηπν λα έρεη αζθαιή θαη θαιή ιεηηνπξγία. Ζ πξνζζήθε ηεο επξπδσληθήο ηθαλφηεηαο ζε έλα ηνπηθφ ειεθηξηθφ ζχζηεκα δηαλνκήο ηζρχνο είλαη ζρεηηθά απιή. Απηφ επηηπγράλεηαη απφ έλα ζπλδπαζκφ θαη ην επηβάιιεη ζην ειεθηξηθφ ξεχκα. Σν ζήκα ηαμηδεχεη πέξα απφ ηηο γξακκέο κέζεο ηάζεο(mv), κε ηελ βνήζεηα ππνινγηζηψλ-δξνκνινγεηψλ θαη έλα ζπδεπθηήξα, ηα νπνία παίξλνπλ ην ζήκα απφ έλα θαιψδην νπηηθήο ίλαο θαζψο ην εηζάγεη ζε έλαλ ππνζηαζκφ επαλαιεπηψλ πνπ ηνπνζεηεζήθαλ θάζε 0.5 έσο 1 κίιη γηα λα θξαηήζνπλ ην ζήκα αξθεηά δπλαηφ. Έλαο επαλαιήπηεο/ δξνκνινγεηήο θνληά ζε κηα θαηνηθία ή κηα επηρείξεζε 39

40 εμάγεη ην ζήκα απφ ην δίθηπν κέζεο ηάζεο ακέζσο πξηλ λα κπεη ζην κεηαζρεκαηηζηή, ν νπνίνο κε ηε ζεηξά ηνπ ην εηζάγεη ζην δίθηπν ρακειήο ηάζεο. Σψξα ην ζήκα είλαη ζε φιε ηελ θαισδίσζε ηεο ρακειήο ηάζεο θαη κπνξεί λα πξνζεγγηζηεί ζε νπνηαδήπνηε έμνδν κε ηε ζχλδεζε ζε έλαλ modem [4],[9],[10]. ρήκα 2.2:Τςειήο ηαρύηεηαο BPL δίθηπν γηα άκεζεο πξνζπέιαζεο δίθηπν IEEE P1901 Πξνζρέδην πξνηχπνπ γηα επξπδσληθφ δίθηπν κέζσ ησλ γξακκψλ ειεθηξηθήο ηζρχνο (BPL): Άκεζνο έιεγρνο πξνζπέιαζεο θαη πξνδηαγξαθέο ηνπ Φπζηθνχ ζηξψκαηνο Πεξηέρεη αλαιπηηθή πεξηγξαθή ησλ πξνδηαγξαθψλ πνπ ρξεηάδνληαη γηα ηελ απνζηνιή θαη ιήςε ςεθηαθήο πιεξνθνξίαο κε κεγάιε ηαρχηεηα κέζσ ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ κεηαμχ ησλ ππνζηαζκψλ ησλ ζπηηηψλ θαη ησλ γξαθείσλ. Δπίζεο ζα επηηξέπεη ηελ παξνρή ππεξεζηψλ φπσο ε κεηάδνζε νκηιίαο κέζσ ηνπ πξσηνθφιινπ δηαδηθηχνπ(voip), κεηάδνζε πιεξνθνξηψλ θαη ηειενπηηθψλ ζεκάησλ πνπ κεηαθέξνληαη απφ ηηο ειεθηξηθέο γξακκέο. ε απηφ ην πξφηππν εμεηάδνληαη ηξεηο πξνηάζεηο γηα πεξηζζφηεξν απφ 400 ιεηηνπξγηθέο θαη ηερληθέο απαηηήζεηο ζε ηξεηο 40

41 θξίζηκεο πεξηνρέο ηνπ BPL, γηα νηθηαθή πξφζβαζε(in-home),γηα κέζε πξφζβαζε(medium access) θαη ζπλχπαξμε ησλ δχν πξνεγνχκελσλ. Απηέο νη ηξεηο πξνηάζεηο εγθξίζεθαλ γηα λα δηακνξθψζνπλ ηε βαζηθή γξακκή ησλ πξνηχπσλ, έηζη ψζηε νη εηαηξείεο πνπ ελδηαθέξνληαη λα θαηαζθεπάζνπλ BPL εμνπιηζκφ θαη ζπζηήκαηα. ρήκα 2.3 Πξόζβαζε ζην δηαδίθηπν κέζσ ηνπ πθηζηάκελνπ ειεθηξηθνύ δηθηύνπ ρήκα 2.4:Οηθηαθό BPL Σν νηθηαθφ(in-home) ηκήκα επηηξέπεη ζηελ ρακειήο ηάζεο θαισδίσζε λα κεηαθέξεη ηελ ςεθηαθή πιεξνθνξία. ην κέζεο πξφζβαζεο(medium access) ηκήκα 41

42 πξνβιέπεη ηε κεηάδνζε ηνπ επξπδσληθνχ πεξηερνκέλνπ ζηα κεζαίαο θαη ρακειήο ηάζεο ειεθηξνθφξα θαιψδηα πνπ ηξνθνδνηνχλ ηα ζπίηηα. ην ηκήκα ηεο ζπλχπαξμεο εμαζθαιίδεηαη ε δηαιεηηνπξγηθφηεηα ησλ δχν πην πάλσ θαη ε ζπκβαηφηεηα φινπ ηνπ εμνπιηζκνχ θαη ησλ ζπζθεπψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη BPL δίθηπα. ην νηθηαθφ ηκήκα, νη απαηηήζεηο εληνπίδνληαη ζηε ρξήζε ησλ ειεθηξνθφξσλ θαισδίσλ κηαο θαηνηθία ή γξαθείνπ σο ςεθηαθφ κέζν κεηάδνζεο γηα ηε δηάδνζε ησλ επξπδσληθψλ ππεξεζηψλ κέζα ζην ζπίηη. Μεξηθέο εθαξκνγέο είλαη ε ζχλδεζε ησλ ππνινγηζηψλ κε ην δηαδίθηπν, ε δηαζχλδεζε ππνινγηζηψλ κε άιινπο ππνινγηζηέο(lan) ή αθφκα θαη κε πεξηθεξεηαθέο κνλάδεο, θαζψο επίζεο θαη ε δηαζχλδεζε κε νπηηθναθνπζηηθά ζπζηήκαηα θαη άιια. ρήκα 2.5: Μνληέιν ππεξεζηώλ ησλ εηαηξηώλ ειεθηξηζκνύ ην δαθηχιην πξφζβαζεο νη απαηηήζεηο πνπ ζέηνληαη αθνξνχλ ηηο ππεξεζίεο πνιπκέζσλ ζε νηθηαθνχο ρξήζηεο κέζσ ησλ ειεθηξηθψλ γξακκψλ θαη επίζεο ηελ αλάπηπμε ησλ εθαξκνγψλ ηνπο ζε εηαηξίεο ειεθηξηζκνχ. Γηα λα επηηεπρζεί απηφ, πξέπεη ζε νιφθιεξν ην δίθηπν λα πεξηιακβάλεηαη εμνπιηζκφο ν νπνίνο ζα εμάγεη ην ζήκα απφ ηα θαιψδηα νπηηθψλ ηλψλ θαη λα ηα ηνπνζεηεί ζηηο πθηζηάκελεο ειεθηξηθέο γξακκέο, ζηνπο επαλαιήπηεο ησλ γξακκψλ δηαλνκήο, νη νπνίνη θξαηνχλ ην ζήκα δπλαηφ, θαζψο επίζεο θαη ζηνλ εμνπιηζκφ ησλ θαηαλαισηψλ, ν νπνίνο εμάγεη ην ζήκα γηα ηνλ ρξήζηε. Ζ ζπλχπαξμε θαη δηαιεηηνπξγηθφηεηα είλαη ηδηαηηέξσο ζεκαληηθέο ιφγσ ησλ πνιιψλ ζπζθεπψλ πνπ κπνξνχλ λα ππάξρνπλ ζε έλα BPL δίθηπν. Απηφο ν δαθηχιηνο 42

43 πεξηιακβάλεη ηα πξσηφθνιια πνπ θαζνξίδνπλ πψο ην πιηθφ γηα ηηο δηάθνξεο εθαξκνγέο κπνξεί λα κνηξαζηεί ην ίδην κέζν ρσξίο αιιεινπαξεκβάζεηο. Μεξηθέο εηαηξείεο πνπ ζπκκεηέρνπλ ζηελ ηππνπνίεζε απηνχ ηνπ πξνηχπνπ είλαη: Advanced Communications Networks SA (ACN), Ambient Corporation, Arkados Inc., Boeing, Broadcom Corporation, Center Point Energy, Consumer Electronics Powerline Communication Alliance (CEPCA), Conexant Systems Inc., Corinex Communications Corporation, Current Technologies, DS2, Duke Power, Earthlink, France Telecom, Gigle Semiconductor, Hisilicon, HomePlug Powerline Alliance, IBM, ILEVO--Schneider Electric Powerline Communications, Infineon, International Broadband Electric Communications, Inc. (IBEC), Intel, Intellon Corporation, Itochu Corporation, Kawasaki Microelectronics, LEA, MainNet, Mitsubishi Electric Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Motorola, Nishiyama Corporation, Open PLC European Research Alliance (OPERA), PanasonicCorporation, Pioneer Corporation, Powerline Utility Alliance (PUA), RadioShack, San Diego Gas and Electric, Sharp Labs of America, Siemens, SiConnect, Sony Corporation, Spidcom Technologies, Sumitomo Electric Industries Ltd, Telcordia, Texas Instruments, Telixx, Tokyo Electric Power Company, Toyo Network Systems Co. Ltd, Universal Powerline Association (UPA) and Yamaha [4],[9],[10] IEEE P1775 Πξνζρέδην πξφηππνπ γηα ηνλ εμνπιηζκφ επξπδσληθνχ δηθηχνπ κέζσ ησλ γξακκψλ δηαλνκήο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (PLC) Απαηηήζεηο Ζιεθηξνκαγλεηηθήο πκβαηφηεηαο (EMC) Μέζνδνη δνθηκψλ θαη κεηξήζεσλ Σν πξνζρέδην πξνηχπνπ, P1775, είλαη έλα πξφηππν πνπ αθνξά ηνλ εμνπιηζκφ ελφο PLC δηθηχνπ, ηηο απαηηήζεηο ειεθηξνκαγλεηηθήο ζπκβαηφηεηαο (EMC), θαζψο επίζεο θαη ηηο κεζφδνπο δνθηκψλ θαη κεηξήζεσλ ελφο ηέηνηνπ δηθηχνπ. Σν επφκελν βήκα γηα ην IEEE είλαη λα απνθαζίζεη εάλ απηφ ην πξνζρέδην πξέπεη λα ζπκπεξηιακβάλεηαη ζηα πξνεγνχκελα IEEE πξφηππα [4],[9],[10]. 43

44 Κξηηήξηα EMC ε ηξία δηαθνξεηηθά ζεκεία ζε απηφ ην πξφηππν εμεηάδνληαη νη κέζνδνη δνθηκήο θαη ηα θξηηήξηα γηα ηηο εθπνκπέο EMC ζε BPL δίθηπν. Οη κέζνδνη δνθηκήο αζπιίαο είλαη πξαγκαηηθά αξθεηά θαιέο, πξνεξρφκελεο απφ ηα αλαγλσξηζκέλα παγθφζκηα πξφηππα φπσο απαηηείηαη απφ ηελ επηηξνπή, θη φρη απφ ην ηνπο εληαίνπο θαλνληζκνχο ησλ δηαθφξσλ ρσξψλ. Σν θνκκάηη ηνπ πξνηχπνπ πνπ αλαθέξεηαη ζηελ ειεθηξνκαγλεηηθή αζπιία πεξηέρεη επίζεο ηα δηεπθξηληζκέλα επίπεδα αλνρήο πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ θαη λα δηεπθξηληζηνχλ ζην BPL, θαζψο θαη ηηο κεζφδνπο δνθηκήο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα ηα κεηξήζνπλ. Απηφ εμεηάδνπλ ηα θξηηήξηα αλνζίαο γηα ηελ EMC. Ζ ειιηπήο αλαθνξά ζην ζπγθεθξηκέλν ζέκα, ηεο αλνζίαο ζε EMC, ζα είρε σο απνηέιεζκα ηελ χπαξμε ιαλζαζκέλσλ ππνινγηζκψλ θαη κεηξήζεσλ ζε έλα BPL δίθηπν. Οη ξαδηνπνκπνί είλαη ζπζθεπέο κε ηηο νπνίεο γίλεηαη ε απνζηνιή ησλ ζεκάησλ, νη νπνίεο φκσο, κπνξνχλ λα δεκηνπξγήζνπλ ειεθηξνκαγλεηηθέο παξεκβνιέο ζηα ειεθηξνθφξα θαιψδηα ιφγσ ηεο χπαξμεο απηψλ ησλ πεδίσλ πνπ είλαη πνιχ πςειφηεξα απφ ηα επηηξεπηά επίπεδα EMC αλνζίαο πνπ δηεπθξηλίδνληαη ζην έγγξαθν. Σν ηκήκα ηνπ πξνηχπνπ πνπ αλαθέξεηαη ζηα επηηξεπηά επίπεδα EMC, δελ πεξηέρεη θαλέλα ζπγθξίζηκν φξην εθπνκπψλ γηα νπνηεζδήπνηε απφ ηηο κεζφδνπο δνθηκήο. Δπίζεο, δελ πεξηέρεη θακία πιεξνθνξία γηα ηελ πξνζηαζία πνπ απαηηείηαη γηα ηελ απνηξνπή κηαο επηβιαβήο παξέκβαζεο. Γηα ηελ απνθπγή επηβιαβψλ παξεκβάζεσλ ζην BPL δίθηπν πξέπεη λα ρξεζηκνπνηεζεί δηαθνξεηηθή δψλε ζπρλνηήησλ απφ ην ηνπηθφ ρξεζηκνπνηεκέλν θάζκα, αιιά ε επηηξνπή απνθάζηζε λα κελ πεξηιάβεη απηήλ ηελ παξάκεηξν ζ απηφ ην πξφηππν [4],[9],[10] Μέζνδνη κέηξεζεο Σν πξφηππν πηνζεηεί ηηο κεζφδνπο δνθηκήο εθπνκπψλ ηεο FCC. ηνπο θαλφλεο ηεο FCC, ηα φξηα δηεπθξηλίδνληαη ζε 30 κέηξα απφζηαζε. Μηα κέζνδν δνθηκήο είλαη ε κέηξεζε ηνπ SNR ζε θνληηλή απφζηαζε απφ ηελ γξακκή ή ηνλ εθπνκπφ θαη ζηε ζπλέρεηα ππνινγίδεηαη ε ηηκή ηνπ ζηα 30 κέηξα, ζεσξψληαο κείσζε ηνπ SNR ζε 40 db/10meters. Ζ αξκφδηα επηηξνπή γηα ηε ζχζηαζε ηνπ P1775 επέιεμε λα απνθχγεη 44

45 ζρεδφλ ηειείσο ηα δεηήκαηα ηνπ ππνινγηζκνχ ηνπ SNR ζε ζρέζε κε ηελ απφζηαζε απφ ηελ γξακκή ή ηνλ εθπνκπφ, γλσξίδνληαο πσο ε πην πάλσ ππφζεζε είλαη εζθαικέλε. Καζψο ην ζρέδην αλαπηπζζφηαλ, ε επηηξνπή δηαπίζησζε κέζσ δνθηκψλ φηη ε EMC επεξεάδεηαη πάξα πνιχ απφ ην κήθνο ηεο γξακκήο, ην χςνο θαη ηε ζπρλφηεηα θαη άιινπο παξάγνληεο πνπ δελ κπνξνχλ εχθνια λα κεηξεζνχλ. Απηέο νη πιεξνθνξίεο δελ ρξεζηκνπνηήζεθαλ γηα λα αλαπηχμνπλ ηα πξφηππα. Σν ζρέδην επίζεο δελ αλαθέξεηαη ζε κέηξεζε ηνπ ειεθηξνκαγλεηηθνχ πεδίν θνληά ζε δέθηεο ή εθπνκπνχο. Γη απηφ ην ιφγσ ζέηεη ηα ίδηα πξφηππα απφ ηνπο θαλνληζκνχο ηεο FCC, κε απνηέιεζκα λα κεηξνχληαη κφλν δχν απφ ηνπο ηξεηο άμνλεο ησλ αλαπηπζζφκελσλ καγλεηηθψλ πεδίσλ. ηε κέζνδν δνθηκήο εθπνκπψλ πνπ ιακβάλεηαη απφ ηνπο θαλφλεο ηεο FCC, ε θεξαία δνθηκήο πεξηζηξέθεηαη νξηδφληηα, αιιά δελ ηνπνζεηείηαη θάζεηα γηα λα κεηξήζεη ην καγλεηηθφ πεδίν ζηνλ άμνλα Ε [4],[9],[10] Οκάδεο αλζξψπσλ ή εηαηξηψλ πνπ επεξεάδνληαη απφ ηελ EMC Κάπνηνο κπνξεί λα ππνζέζεη φηη κφλν νη ξαδηνεξαζηηέρλεο επεξεάδνληαη απφ απηά ηα πξφηππα. Ζ BPL βηνκεραλία έρεη ζεκεηψζεη πξφνδν ζηελ επίιπζε ηεο παξέκβαζεο ηεο EMC ζην ξαδηνεξαζηηερληζκφ. Παξφια απηά ε επηηξνπή ζεψξεζε νξζφ λα κελ ζπκπεξηιεθζνχλ ζην πξφηππν, νη ηξφπνη επίιπζεο απηνχ ηνπ πξνβιήκαηνο. Οη εηαηξίεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο δελ επσθεινχληαη απφ ην πξνζρέδην, αιιά, αληηζέησο κε ην παξψλ πξφηππν ηνπο δίλεηαη κηα πνιχ πεξίπινθε θαη ειιηπή κέζνδνο δνθηκήο ζρεηηθά κε ηελ EMC. Γηα ηελ βειηίσζε ηνπ πξφηππνπ, ζα έπξεπε ην πξφηππν λα κπνξνχζε λα παξέρεη ηηο αλαγθαίεο νδεγίεο θαη δηαβεβαηψζεηο ζρεηηθά κε ηε ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα ζηνπο εμνπζηνδνηεκέλνπο ρξήζηεο [4],[9],[10]. 45

46 46

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Toy 3 Πεξηγξαθή ησλ Δπηπέδσλ Γηθηχνπ ηνπ BPL 3.1 Γεληθά Ζ αληαιιαγή πιεξνθνξηψλ αλάκεζα ζε απνκαθξπζκέλνπο ρξήζηεο αλ θαη κνηάδεη αξθεηά απιή, είλαη αξθεηά πνιχπινθε. Οη ηειεπηθνηλσληαθέο ζπζθεπέο κπνξεί λα δηαθέξνπλ κεηαμχ ηνπο, ελψ ε πιεξνθνξία κπνξεί λα αληαιιάζζεηαη κέζσ δηαθνξεηηθψλ δηθηχσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχλ δηαθνξεηηθή ηερλνινγία κεηάδνζεο. Γηα λα γίλεη θαηαλνεηή απηή ε πνιχπινθε δνκή ε φιε ηειεπηθνηλσληαθή ιεηηνπξγία έρεη κνληεινπνηεζεί παγθνζκίσο ζε μερσξηζηά επηθνηλσληαθά ζηξψκαηα. Σν ηεξαξρηθφ απηφ κνληέιν ζέηεη ζπγθεθξηκέλεο απαηηήζεηο ζε θάζε ζηξψκα θαη δηαζπλδέζεηο αλάκεζα ηνπο επηηξέπνληαο ηελ επθνιφηεξε δηαρείξηζε θαη κνληεινπνίεζε ησλ δηαθφξσλ πξσηνθφιισλ. ήκεξα, ηα πεξηζζφηεξα ηειεπηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα βαζίδνληαη ζην πξφηππν ISO/OSI (International Standardization Organization/Open Systems Interconnection). Απηφ απνηειείηαη απφ εθηά ζηξψκαηα, θάζε έλα απφ ηα νπνία αλαιακβάλεη ζπγθεθξηκέλεο δηαδηθαζίεο. Κάζε αλψηεξν ζηξψκα αλαιακβάλεη δηαδηθαζίεο φιν θαη πην θνληά ζηηο ηειεπηθνηλσληαθέο εθαξκνγέο. Παξαθάησ παξαζέηνπκε ελ ζπληνκία ηηο ιεηηνπξγίεο πνπ αλαιακβάλεη θάζε ζηξψκα ηνπ πξνηχπνπ. ηξψκα 1 ή Φπζηθφ ηξψκα. Αλαιακβάλεη ηελ κεηάδνζε ησλ bits ζην ηειεπηθνηλσληαθφ κέζν, ηελ επίηεπμε ζπγρξνληζκνχ, ηελ θσδηθνπνίεζε, ηελ δηακφξθσζε θηι. ηξψκα 2 ή ηξψκα χλδεζεο δεδνκέλσλ ην νπνίν δηαηξείηαη ζε δχν ππνζηξψκαηα 47

48 MAC - Έιεγρνο πξφζβαζεο κέζνπ (Medium Access Control). Καζνξίδεη ηα πξσηφθνιια πξφζβαζεο. LLC - Έιεγρνο ινγηθήο ζχλδεζεο (Logical Link Control). Καζνξίδεη ηελ αλίρλεπζε ζθαικάησλ θαη ηελ δηφξζσζε ηνπο, φπσο θαη ηνλ έιεγρν θπθινθνξίαο. ηξψκα 3 ή ηξψκα Γηθηχνπ. Δίλαη αξκφδην γηα ηε δεκηνπξγία θαη ηνλ ηεξκαηηζκφ ησλ ζπλδέζεσλ, φπσο θαη γηα ηελ δηαδηθαζία ηεο δξνκνιφγεζεο. ηξψκα 4 ή ηξψκα Μεηαθνξάο. Καζνξίδεη ηε κεηαθνξά ηεο πιεξνθνξίαο απφ άθξν ζε άθξν κε ηνλ ηεκαρηζκφ ησλ κελπκάησλ, ηνλ έιεγρν ξνήο, ηελ δηαρείξηζε ζθαικάησλ, ηελ αζθάιεηα δεδνκέλσλ θηι. ηξψκα 5 ή ηξψκα πλφδνπ. Διέγρεη ηελ επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ ζπκκεηερφλησλ ηεξκαηηθψλ. ηξψκα 6 ή ηξψκα Παξνπζίαζεο. Μεηαζρεκαηίδεη ηα δεδνκέλα ζε ηππηθή κνξθή πνπ ηελ αλακέλεη ην επίπεδν εθαξκνγψλ. ηξψκα 7 ή ηξψκα Δθαξκνγψλ. Πξνζθέξεη ηελ δηεπαθή ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε. Σα ζηξψκαηα 5-7 είλαη πην θνληά ζηηο εθαξκνγέο πνπ αληηιακβάλεηαη ν ρξήζηεο θαη ραξαθηεξίδνληαη σο ηξψκαηα Δθαξκνγήο Γηθηχνπ (Application Network Layers). Αληηζέησο, ηα ζηξψκαηα 1-4 είλαη ππεχζπλα γηα ηελ δηαδηθαζία ηεο κεηάδνζεο ζε έλα δίθηπν θαη νλνκάδνληαη ηξψκαηα Μεηαθνξάο Γηθηχνπ (Transport Layers). Όπσο αλαθέξζεθε ην ζηξψκα Μεηαθνξάο αλαιακβάλεη ηελ απφ άθξν ζε άθξν ζχλδεζε, ελ αληηζέζεη κε ηα ζηξψκαηα 1-3 πνπ αλαιακβάλνπλ απνθιεηζηηθά ην θνκκάηη ηεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πάλσ ζε δηαθνξεηηθά δίθηπα θαη ππνδίθηπα. Έηζη, ην ζηξψκα Μεηαθνξάο ιεηηνπξγεί ζαλ κηα δηεπαθή κεηαμχ ηξσκάησλ Μεηαθνξάο Γηθηχνπ (ηξψκαηα 1-3) θαη ησλ ηξσκάησλ Δθαξκνγήο Γηθηχνπ (ηξψκαηα 5-7). Σν ρήκα 3.1 δείρλεη ην ISO/OSI κνληέιν θαη ηελ κεηάδνζε δεδνκέλσλ απφ έλαλ απνζηνιέα ζε έλα παξαιήπηε. Παξαηεξνχκε πσο ηα bits πνπ κεηαδίδνληαη ζην θπζηθφ ζηξψκα είλαη πνιιά πεξηζζφηεξα απφ ησλ αξηζκφ ησλ αξρηθψλ bits πνπ ζηέιλεη ν απνζηνιέαο. Απηφ ζπκβαίλεη γηαηί θάζε ζηξψκα αθνχ παξαιάβεη ηα bits πιεξνθνξίαο απφ ην παξαπάλσ επίπεδν πξνζάπηεη ζε απηά δεδνκέλα επηθεθαιίδαο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ επίηεπμε ησλ ιεηηνπξγηψλ πνπ έρεη αλαιάβεη ην ζπγθεθξηκέλν επίπεδν [4]. 48

49 ρήκα 3.1:Μεηάδνζε δεδνκέλσλ θαηά ην ISO/OSI κνληέιν 3.2 Σερληθέο δηακφξθσζεο γηα ζπζηήκαηα BPL Ζ επηινγή ηεο ηερληθήο δηακφξθσζεο γηα έλα δεδνκέλν ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα γίλεηαη βάζεη ηεο θχζεο θαη ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ κέζνπ ζην νπνίν ζα γίλεη ε κεηάδνζε. Ζ γξακκή κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ιεηηνπξγεί ζε έλα ερζξηθφ πεξηβάιινλ γηα κεηάδνζε ζεκάησλ κε πςειά επίπεδα ζνξχβνπ. Ζ ηερληθή δηακφξθσζεο πνπ ζα επηιεγεί ινηπφλ πξέπεη λα ππεξπεδά απηέο ηηο δπζθνιίεο. Γηα παξάδεηγκα πξέπεη λα είλαη ηθαλή λα αληηκεησπίδεη ηα κε γξακκηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαλαιηνχ. Απηή ε κε γξακκηθφηεηα ηνπ θαλαιηνχ κεηάδνζεο κπνξεί λα θάλεη ηελ απνδηακφξθσζε αξθεηά πνιχπινθε θαη αθξηβή αλ φρη αδχλαηε, γηα ξπζκνχο κεηάδνζεο άλσ ησλ 10 Mbps γηα απινχ θέξνληνο δηακφξθσζε. πλεπψο ε δηακφξθσζε πξέπεη λα ιχλεη απηφ ην πξφβιεκα ρσξίο ηελ αλάγθε γηα εμαηξεηηθά πνιχπινθε εμηζνξξφπεζε (equalization). Ζ αλαληηζηνηρία αληηζηάζεσλ ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο δεκηνπξγνχλ θχκαηα ερνχο 49

50 πξνθαιψληαο δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο (delay spread) πξνθαιψληαο επηπιένλ πξνβιήκαηα. Δπνκέλσο ε ηερληθή πνπ πξέπεη λα επηιεγεί πξέπεη λα ραξαθηεξίδεηαη απφ πςειή πξνζαξκνζηηθφηεηα ρξεζηκνπνηψληαο θαη απνξξίπηνληαο ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο πνπ κπνξεί λα ελνρινχλ ή λα ρξεζηκνπνηνχληαη απφ άιιεο ππεξεζίεο φπνηε δελ κπνξνχλ πξνθαλψο λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ζήκαηα BPL. ρεηηθέο έξεπλεο επηθεληξψζεθαλ ζε δχν ζπγθεθξηκέλεο ηερληθέο δηακφξθσζεο πνπ ηθαλνπνηνχλ ηα θξηηήξηα γηα πςειή απφδνζε ζε πεξηβάιινληα αθηιφμελα φπσο απηά ηνπ BPL. Απηέο είλαη ε πνιππιεμία κε νξζνγψληα δηαίξεζε ζπρλφηεηαο OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) θαη ε δηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο (spread spectrum) [4] Οξζνγψληα κέζνδνο δηακφξθσζεο κε δηαίξεζε ζπρλνηήησλ (OFDM) ηελ πνιιαπινχ θέξνληνο δηακφξθσζε (Multicarrier Modulation MCM) ην ζπλνιηθφ εχξνο δψλεο ηνπ θαλαιηνχ ρσξίδεηαη ζε έλα πιήζνο απφ ππνθαλάιηα. ε θάζε ππνθαλάιη, έλα θέξνλ δηακνξθψλεηαη ζε πνιχ ρακειφηεξν ξπζκφ δεδνκέλσλ. Έλα ηέηνην ζρήκα δηακφξθσζεο κπνξεί λα ζεσξεζεί φηη απνηειείηαη απφ Ν αλεμάξηεηα δηακνξθσκέλα θέξνληα κε δηαθνξεηηθή ζπρλφηεηα ην θαζέλα. Ζ OFDM δηακφξθσζε είλαη κηα εηδηθή εθδνρή ηεο MCM δηακφξθσζεο. Δδψ ηα θέξνληα είλαη νξζνγψληα κεηαμχ ηνπο, θάηη πνπ επηηξέπεη λα επηιέγνληαη αξθεηά θνληά ην έλα κε ην άιιν απφ φηη ζηελ απιή κέζνδν FDM. πγθξηηηθά κε κεζφδνπο φπσο ε BPSK θαη QPSK, ε OFDM κεηαδίδεη ζχκβνια πνπ έρνπλ κεγάιε δηάξθεηα αιιά ζηελφ εχξνο δψλεο. ηελ πεξίπησζε πνπ ε δηάξθεηα ζπκβφινπ είλαη κηθξφηεξε ή ίζε κε ηελ κέγηζηε δηαζπνξά θαζπζηέξεζεο, ην ιακβαλφκελν ζήκα εκπεξηέρεη επηθαιππηφκελεο εθδνρέο ησλ κεηαδηδφκελσλ ζπκβφισλ, θαηλφκελν πνπ νλνκάδεηαη δηαζπκβνιηθή παξεκβνιή (Symbol Interference ISI). 50

51 ρήκα 3.2: Παξνπζίαζε OFDM ζπκβόισλ σο πξνο ηε ζπρλόηεηα πλήζσο ηα ζπζηήκαηα OFDM ζρεδηάδνληαη έηζη ψζηε ην θάζε ππνθέξνλ λα είλαη αξθεηά ζηελφ ψζηε λα ππνζηεί επίπεδε εμαζζέληζε. Απηφ επίζεο επηηξέπεη ζηα ππνθέξνληα λα παξακέλνπλ νξζνγψληα φηαλ ην ζήκα κεηαδίδεηαη ζε έλα θαλάιη επηιεθηηθήο εμαζζέληζεο. Αλ ην δηακνξθσκέλν θαηά OFDM ζήκα κεηαδνζεί ζε έλα ηέηνην θαλάιη θάζε ππνθέξνλ ζα ππνζηεί δηαθνξεηηθή εμαζζέληζε. Κσδηθνπνηψληαο ηα ππνθαλάιηα δεδνκέλσλ ηα ζθάικαηα, πνπ επεξεάδνπλ μερσξηζηά ηα εμαζζελεκέλα ππνθέξνληα αληρλεχνληαη θαη ζπλήζσο δηνξζψλνληαη ζην δέθηε. Γηα έλα ζχζηεκα κεηάδνζεο, κε δεδνκέλν εχξνο θάζκαηνο (bandwidth), ν ξπζκφο κεηάδνζεο ησλ ζπκβφισλ ζην OFDM είλαη θαηά πνιχ κηθξφηεξνο απφ φηη ζε έλα ζχζηεκα απινχ θέξνληνο (single carrier). Γηα παξάδεηγκα, γηα έλα ζχζηεκα απινχ θέξνληνο κε BPSK δηακφξθσζε ν ξπζκφο ζπκβφισλ ζπκπίπηεη κε ην ξπζκφ κεηάδνζεο ησλ bits. ηελ OFDM ην εχξνο θάζκαηνο γηα κεηάδνζε ρσξίδεηαη ζε Nc θέξνληα, έρνληαο σο απνηέιεζκα ξπζκφ κεηάδνζεο ζπκβφισλ κηθξφηεξν θαηά Nc θνξέο απφ φηη γηα κνλφ θέξνλ. Ζ κείσζε απηή ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο θαζηζηά ην OFDM εθ θχζεσο πην αλζεθηηθφ ζε θαηλφκελα αιιεινπαξεκβνιήο ζπκβφισλ (Inter Symbol Interference) πνπ νθείιεηαη ζε δηάδνζε πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ (multipath propagation). Ζ δηάδνζε πνιιαπιψλ κνλνπαηηψλ ζε ζπζηήκαηα κε πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεκηνπξγεί θαηλφκελα αιιεινπαξεκβνιήο ζπκβφισλ, φηαλ ζήκαηα πνπ κεηαδίδνληαη ζε δηαθνξεηηθά κνλνπάηηα πθίζηαληαη δηαθνξεηηθή ρξνληθή θαζπζηέξεζε απφ ην θχξην θαλάιη κε απνηέιεζκα ζηνλ δέθηε ηκήκαηα απηψλ λα αιιειεπηθαιχπηνληαη. ηελ 51

52 OFDM δηακφξθσζε, ηέηνην πξφβιεκα εκθαλίδεηαη φηαλ έλα OFDM ζχκβνιν επηθαιχπηεη θάπνην άιιν. Καζψο δελ ππάξρεη ζπζρέηηζε κεηαμχ δηαδνρηθψλ OFDM ζπκβφισλ, ε κεηαμχ ηνπο παξεκβνιή ζα έρεη σο απνηέιεζκα έλα δηαηαξαγκέλν ζήκα. Μάιηζηα, φζν πην πεξηνξηζκέλν είλαη ην ρξεζηκνπνηνχκελν εχξνο δψλεο ηφζν πην έληνλν είλαη ην θαηλφκελν ηεο αιιεινπαξεκβνιήο ζπκβφισλ θαη πξέπεη λα αληηκεησπηζηεί. Έλαο ηξφπνο γηα λα ην αληηκεησπίζνπκε απηφ, είλαη λα εηζάγνπκε έλα δηάζηεκα αζθαιείαο (Guard Interval) κεηαμχ ησλ OFDM ζπκβφισλ. Δπηπιένλ κε ην λα κεηαδίδνληαη δηαδνρηθά ζχκβνια ζε παξάιιεια δηαθνξεηηθά ππνθαλάιηα, ε αιινίσζε πνπ ζα ζπκβεί δελ ζα είλαη ζε κεγάιν ζπλερφκελν ηκήκα ηνπ ζήκαηνο θαη έηζη ζα είλαη εθηθηή ε αλάθηεζε ηνπ ζηνλ δέθηε. Σν δηάζηεκα αζθαιείαο κπνξεί λα είλαη είηε κεδεληθά ζχκβνια είηε αθφκα θπθιηθή επέθηαζε ηνπ ίδηνπ ηνπ OFDM ζπκβφινπ. Όζν ε θαζπζηέξεζε πνιπδηφδεπζεο (multipath propagation) πνπ εηζάγεηαη ζην θαλάιη δελ ππεξβαίλεη ηε δηάξθεηα ηνπ δηαζηήκαηνο αζθαιείαο, δελ ππάξρεη πξφβιεκα αιιεινπαξεκβνιήο ησλ ζπκβφισλ θαη δελ απαηηείηαη εμηζνξξφπεζε ηνπ θαλαιηνχ [4],[11] Γηακφξθσζε απισκέλνπ θάζκαηνο ηελ ηερληθή απισκέλνπ θάζκαηνο ην ζήκα πιεξνθνξίαο απιψλεηαη ζε φιν ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο γηα λα γίλεη ε κεηάδνζε. To αξρηθφ ζήκα πιεξνθνξίαο b(t) κε εχξνο δψλεο B θαη δηάξθεηα Ts κεηαηξέπεηαη ζε έλα ζήκα κε πνιχ κεγαιχηεξν εχξνο δψλεο (W>>B) κεηά ηνλ πνιιαπιαζηαζκφ ηνπ κε έλα ζήκα εμάπισζεο c(t) φπσο θαίλεηαη θαη ζην ζρήκα. Ζ δηεχξπλζε ηνπ θάζκαηνο κπνξεί λα κεηξεζεί απφ κηα παξάκεηξν πνπ ιέγεηαη θέξδνο επεμεξγαζίαο ή θέξδνο εμάπισζεο θαη νξίδεηαη σο Σα πιενλεθηήκαηα ηεο ηερληθήο απισκέλνπ θάζκαηνο είλαη ε αζθάιεηα κεηάδνζεο, ε πξνζηαζία απφ παξεκβνιέο απφ άιια ζπζηήκαηα, ε αλζεθηηθφηεηα απφ θαηλφκελα δηαιείςεσλ θαη πνιχνδεο δηάδνζεο. Οη θπξηφηεξεο ηερληθέο είλαη ην απεπζείαο ζχζηεκα (DS), ην ζχζηεκα κε δηαπήδεζε ζπρλφηεηαο, κε δηαπήδεζε ρξφλνπ θαη ε πνιπθαλαιηθή 52

53 ηερληθή. Βεβαίσο ππάξρεη ε δπλαηφηεηα ζπλδπαζκνχ ησλ παξαπάλσ ηερληθψλ γηα ηελ δεκηνπξγία πβξηδηθψλ κνξθψλ πνπ ζπλδπάδνπλ ηα πιενλεθηήκαηα θάζε ηερληθήο. ρήκα 3.3: Αξρή ηεο δηαπιάηπλζεο ηνπ εύξνπο δώλεο χγθξηζε ηερληθψλ δηακφξθσζεο γηα ζπζηήκαηα BPL Πνιιέο έξεπλεο έρνπλ γίλεη γηα ηελ επηινγή ησλ θαηάιιεισλ ηερληθψλ δηακφξθσζεο γηα ηα δίθηπα BPL ζπγθξίλνληαο δηαθνξεηηθέο πινπνηήζεηο θαη ζπλδπαζκφ απηψλ κε ηηο βαζηθέο ηερληθέο (OFDM θαη ηερληθή απισκέλνπ θάζκαηνο). Γηα ηελ απνθπγή έληνλεο εμαζζέληζεο ηνπ OFDM ζήκαηνο ζην θαλάιη, πνπ κεξηθψο πξνθαιείηαη απφ ηελ επηιεθηηθή σο πξνο ηελ ζπρλφηεηα εμαζζέληζε, έρεη πξνηαζεί κηα κέζνδνο γηα έιεγρν ηεο ηζρχνο ησλ ππνθεξφλησλ. Απηή ε ιχζε αλαθέξεηαη ζηνλ έιεγρν ηεο ηζρχνο θάζε ππνθέξνληνο ηνπ OFDM ζήκαηνο κε ζηφρν ηελ κεγηζηνπνίεζε ηνπ κέζνπ SNR θάζε ππνθέξνληνο πνπ κεηαδίδεηαη. Ζ πινπνίεζε πξέπεη λα είλαη ειαζηηθή ψζηε λα κελ απμάλεηαη ε ζπλνιηθή ηζρχο ηεο εθπνκπήο. Σν βαζηθφ κεηνλέθηεκα ηεο ηερληθήο απισκέλνπ θάζκαηνο είλαη φηη πεηπραίλεη κηθξφηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ, ζπγθξηηηθά κε ηελ OFDM ηερληθή. Ζ OFDM ηερληθή εθηφο απφ ηνπο πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο παξέρεη ηθαλνπνηεηηθή αλζεθηηθφηεηα ζηηο δηαηαξαρέο ηνπ 53

54 θαλαιηνχ, κηα ειαζηηθφηεηα κε ηελ επηινγή θαη ηελ απφξξηςε ζπγθεθξηκέλσλ θαλαιηψλ θαη ηελ βέιηηζηε ρξεζηκνπνίεζε ηνπ θαλαιηνχ. Χζηφζν, ε ηερληθή απισκέλνπ θάζκαηνο πιενλεθηεί σο πξνο ηελ ζπκκφξθσζε ζηελ ειεθηξνκαγλεηηθή ζπκβαηφηεηα, αθνχ εθπέκπεη ρακειφ ειεθηξνκαγλεηηθφ πεδίν ζην πεξηβάιινλ. Μία γξήγνξε ζχγθξηζε ηνπ OFDM κε άιιεο ππάξρνπζεο κεζφδνπο δηακφξθσζεο θαλεξψλεη ηελ ππεξνρή ηεο κεζφδνπ γηα ρξήζε ηεο ζε επηθνηλσλίεο γξακκψλ ελέξγεηαο. H OFDM επηηπγράλεη πνιχ θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ηνπ δηαζέζηκνπ θάζκαηνο ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα εμαπισκέλνπ θάζκαηνο. H OFDM επηηξέπεη ηδηαίηεξα ειαζηηθή δηαλνκή θαη ρξήζε ελφο ζπγθεθξηκέλνπ εχξνπο θάζκαηνο. Δπηπξφζζεηα, ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο κέζα ζηε δψλε ζπρλνηήησλ κπνξνχλ λα θαηαζηαινχλ, ψζηε λα απνηξαπνχλ ελδερφκελεο παξεκβνιέο κε άιια ζπζηήκαηα. Με ηελ OFDM είλαη δπλαηφ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ δχν ή πεξηζζφηεξεο κε ζπλερφκελεο δψλεο ζπρλνηήησλ γηα ηε κεηάδνζε κίαο θαη κφλν ξνήο δεδνκέλσλ. Κάζε θέξνλ κπνξεί λα δηακνξθσζεί αλεμάξηεηα απφ ηα ππφινηπα, κε δηαθνξεηηθέο κεζφδνπο δηακφξθσζεο, εάλ ρξεηάδεηαη. Σππηθά παξαδείγκαηα δηακφξθσζεο θέξνληνο απνηεινχλ νη FSK, PSK θαη QAM κε δηαθνξεηηθφ πιήζνο απφ bits γηα θάζε θέξνλ. Με απηφλ ηνλ ηξφπν ν ιφγνο ζήκαηνο πξνο ζφξπβν κπνξεί λα νξηζηεί βέιηηζηνο γηα θάζε θέξνλ. Ζ OFDM είλαη αμηνζεκείσηα πην εχξσζηε σο πξνο ηελ αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ θαη ηηο θαζπζηεξήζεηο πνπ πξνθαινχληαη θαηά ηε κεηάδνζε ζην θαλάιη ζε ζρέζε κε ηα ζπζηήκαηα ζηελήο δψλεο. Απηφ νθείιεηαη θπξίσο ζην γεγνλφο φηη ε παξάιιειε κεηάδνζε ζε πνιιαπιά θέξνληα νδεγεί ζε κεγαιχηεξεο δηάξθεηαο ζχκβνια. Δπηπιένλ, ε αιιεινπαξεκβνιή ζπκβφισλ κπνξεί ηειείσο λα εθκεδεληζηεί εηζάγνληαο δηαζηήκαηα αζθαιείαο (Guard Intervals) ή θπθιηθά πξνζέκαηα (Cyclic Prefixes) αλάκεζα ζηα ζχκβνια. Ζ OFDM είλαη πην αλζεθηηθή ζηελ παξνπζία ζνξχβνπ ζηελήο δψλεο, επεηδή ηέηνηεο παξεκβνιέο ζπλήζσο θαηαζηξέθνπλ έλα κφλν θέξνλ. Έηζη κε θαηάιιεινπο θψδηθεο δηφξζσζεο ιαζψλ ηα θαηεζηξακκέλα bits κπνξνχλ ζεσξεηηθά λα αλαθηεζνχλ. 54

55 ε ζπλδπαζκφ κε έλαλ θαιά ζρεδηαζκέλν δηαθπιισηή (interleaver) θαη έλα forward error correction ζρήκα θσδηθνπνίεζεο, ην OFDM κπνξεί λα αληεπεμέιζεη νπζηαζηηθά απέλαληη ζηνλ θξνπζηηθφ ζφξπβν (impulsive noise). Παξά ηα πνιιαπιά πιενλεθηήκαηα γηα ηε ρξήζε ηνπ OFDM ζε ζπζηήκαηα κε γξακκέο ελέξγεηαο, ππάξρνπλ θαη θάπνηα κεηνλεθηήκαηά ηα νπνία νθείινπκε λα επηζεκάλνπκε. Ζ κέγηζηε ηζρχο πνπ απαηηείηαη γηα κεγάιν αξηζκφ θεξφλησλ είλαη πεξίπνπ 10 db κεγαιχηεξε απφ έλα ζχζηεκα κνλνχ θέξνληνο. Όκσο, ππάξρνπλ ήδε γλσζηέο κέζνδνη γηα ηε κείσζε απηήο ηεο ηηκήο ηεο κέγηζηεο ηζρχνο ελφο OFDM ζπζηήκαηνο ρσξίο λα επεξεάδεηαη ε απφδνζή ηνπ. Ζ πνιππινθφηεηα ελφο δέθηε OFDM είλαη αηζζεηά κεγαιχηεξε απφ έλαλ απιφ δέθηε FSK αιιά ηα πιενλεθηήκαηα, πνπ αλαθέξζεθαλ πξνεγνπκέλσο, δηθαηνινγνχλ ηελ επηινγή ηνπ. Τπάξρνπλ δέθηεο πινπνηεκέλνη κε FFT (Fast Fourier Transform) πνπ ε πνιππινθφηεηα ηνπο είλαη ζρεδφλ αλάινγε ηνπ αξηζκνχ ησλ θεξφλησλ Ν θαη ζπγθεθξηκέλα Ν log2 Ν. Καζψο έλαο απνδηακνξθσηήο OFDM εθηειεί επεμεξγαζία ζε επίπεδν blocks εκθαλίδεηαη κία εγγελήο θαζπζηέξεζε. Πάλησο γηα ηηο ηππηθέο εθαξκνγέο επηθνηλσληψλ ζε γξακκέο ελέξγεηαο απηή ε θαζπζηέξεζε είλαη ακειεηέα [4],[11]. 3.3 Γηαρείξηζε ζθαικάησλ Ζ ηζρχο ησλ BPL ζεκάησλ πξέπεη βάζεη ησλ θαλφλσλ λα είλαη θάησ απφ έλα ζεζπηζκέλν φξην. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, ην επίπεδν ζήκαηνο πξέπεη λα θαζηζηά ηθαλή ηελ κεηάδνζε κέζσ ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, θηάλνληαο ζε ηθαλνπνηεηηθά επίπεδα SNR. Απφ ηελ ζηηγκή πνπ ην επίπεδν SNR βξίζθεηαη ζηα επηζπκεηά φξηα, νη κεραληζκνί δηφξζσζεο ζθαικάησλ δελ ρξεηάδεηαη λα ιεηηνπξγνχλ. Πεξηζζφηεξεο δπζθνιίεο ζηα BPL ζπζηήκαηα δεκηνπξγνχληαη κε ηελ επηβνιή θξνπζηηθνχ ζνξχβνπ ν νπνίνο έρεη κεγαιχηεξε ηζρχ απφ ηνλ ζφξπβν πεξηβάιινληνο. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ν SNR δελ είλαη αξθεηφο θαη ν ζφξπβνο νδεγεί ζε ζθάικαηα κεηάδνζεο. Αλ ε δηάξθεηα ηεο δηαηαξαρήο είλαη κηθξή ην θπζηθφ ζηξψκα κπνξεί 55

56 θαηάιιεια λα αληηκεησπίζεη ην απνηέιεζκα ηέηνηνπ ζνξχβνπ. Αληηζέησο, αλ ε δηαηαξαρή δηαξθέζεη πεξηζζφηεξν, ζα ρξεηαζηεί απαξαίηεηα λα ιεηηνπξγήζνπλ νη κεραληζκνί δηφξζσζεο ιαζψλ θαη αλακεηάδνζεο δεδνκέλσλ. ε πνιιά ζπζηήκαηα, o Forward Error Correction (FEC) θαη νη κεραληζκνί δηαθχιισζεο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ αληηκεηψπηζε ησλ δηαηαξαρψλ. Έηζη, ην ζχζηεκα θαζίζηαηαη ηθαλφ λα δηαρεηξηζηεί ηέηνηνπ είδνπο θαηαζηάζεηο δηνξζψλνληαο ηα εζθαικέλα bits ησλ παθέησλ δεδνκέλσλ. Αλ θαη νη FEC κεραληζκνί είλαη απνηειεζκαηηθνί, δελ κεδελίδεηαη ε πηζαλφηεηα ηα κεηαδηδφκελα δεδνκέλα λα έρνπλ αθφκα ζθάικαηα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ηα εζθαικέλα δεδνκέλα ζα αλακεηαδνζνχλ απφ έλαλ ARQ (Automatic Repeat request) κεραληζκφ. Ζ ρξεζηκνπνίεζε απηνχ ηνπ κεραληζκνχ κπνξεί λα κεηψζεη ηελ πηζαλφηεηα ζθάικαηνο ζε αθφκα πην ρακειά επίπεδα, ε νπνία πιένλ κπνξεί κφλν λα πεξηνξηζηεί απφ ηελ παξακέλνπζα πηζαλφηεηα ζθάικαηνο ηνπ θψδηθα CRC (Cyclic Redundancy Check) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα αλαγλψξηζε ζθαικάησλ. Άιια ζπζηήκαηα ρξεζηκνπνηνχλ ην πβξηδηθφ ARQ/FEC κεραληζκφ, πνπ είλαη έλαο ζπλδπαζκφο ησλ δχν ηερληθψλ, ιχζε πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζηα BPL ζπζηήκαηα. Ζ ηερληθή ARQ είλαη απνηειεζκαηηθή ζε κεηαδφζεηο πνπ δελ ζέινπλ εγγχεζεο θαζπζηέξεζεο. ηηο άιιεο πεξηπηψζεηο φπσο είλαη ε ηειεθσλία ν ARQ κεραληζκφο πξνζζέηεη κηα επηπιένλ θαζπζηέξεζε πνπ δελ είλαη απνδεθηή. Οη ARQ κεραληζκνί είλαη ρξήζηκνη ζε πεξηπηψζεηο δηαηαξαρψλ πνπ δηαξθνχλ ζρεηηθά κηθξφ ρξνληθφ δηάζηεκα θαη επεξεάδνπλ κία ή πεξηζζφηεξεο κνλάδεο δεδνκέλσλ. Οη δηαηαξαρέο πνπ δηαξθνχλ πεξηζζφηεξν θάλνπλ έλα ή πεξηζζφηεξα θαλάιηα κε δηαζέζηκα γηα έλα κεγαιχηεξν δηάζηεκα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ν ARQ κεραληζκφο ζα αλακεηαδίδεη ζπλερψο ηα δεδνκέλα θάλνληαο αλαπνηειεζκαηηθή ηελ κεηάδνζε. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ηα δηαηαξαγκέλα γηα κεγάιν ρξνληθφ δηάζηεκα θαλάιηα δελ πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχληαη κέρξη ηελ εμάιεηςε ηεο δηαηαξαρήο. Αλ έλα ηέηνην θαλάιη ρξεζηκνπνηεζεί, θξίλεηαη αλαγθαία ε αλαθαηαλνκή θαλαιηψλ (channel reallocation) ψζηε λα ε ζχλδεζε λα ζπλερίζεη επηηπρψο ρξεζηκνπνηψληαο άιια ειεχζεξα θαλάιηα. 56

57 3.3.1 Forward error correction (FEC) Ζ Forward Error Correction είλαη κηα επξέσο ρξεζηκνπνηνχκελε κέζνδνο γηα ηελ βειηίσζε ηεο πνηφηεηαο ζχλδεζεο ζε ςεθηαθά ηειεπηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα. Πξφθεηηαη γηα θψδηθεο δηφξζσζεο ιαζψλ πνπ ιεηηνπξγνχλ κε ηελ πξνζζήθε πιενλαδφλησλ bits, ηα νπνία εληνπίδνπλ θαη δηνξζψλνπλ ηα ιάζε ζηνλ δέθηε, ζηα παθέηα πιεξνθνξίαο πξηλ απφ ηελ κεηάδνζε έηζη ψζηε λα απνθεχγνληαη νη αλακεηαδφζεηο θαη λα ειαρηζηνπνηνχληαη νη θαζπζηεξήζεηο. Απηνχ ηνπ είδνπο ε αλίρλεπζε θαη δηφξζσζε ιαζψλ πξαγκαηνπνηείηαη ζην θπζηθφ επίπεδν. Ζ πξνζζήθε πιενλαζκνχ παξά ην φηη θάλεη ηελ κεηάδνζε πην αμηφπηζηε κεηψλεη παξάιιεια ηνλ σθέιηκν ξπζκφ δηάδνζεο θαζψο πιένλ έλα κεγάιν κέξνο απφ ηα bits πνπ απνζηέιινληαη δελ κεηαδίδνπλ θάπνηα σθέιηκε πιεξνθνξία. Δπίζεο ηα ζπλεζηζκέλα FEC ζρήκαηα, ζηεξνχληαη επειημίαο θαη γηα ηνλ ιφγν απηφ ζα πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχληαη θαηά ηέηνην ηξφπν ψζηε λα κπνξνχλ λα εγγπεζνχλ ζπγθεθξηκέλε πνηφηεηα ππεξεζηψλ (QνS) ιακβάλνληαο ππ φςηλ ηηο ρεηξφηεξεο ζπλζήθεο θαλαιηνχ. Έηζη φηαλ έλα θαλάιη είλαη ειεχζεξν ιαζψλ (error free) απηφ νδεγεί ζε κε απαξαίηεηεο ππεξρεηιίζεηο (overhead) θαη κεηψλεη ην throughput. ρήκα 3.3: Οη θύξηεο θαηεγνξίεο FEC: block θαη ζπλειηθηηθνί θώδηθεο Οη θψδηθεο απηνί ρσξίδεηαη ζε block θαη ζπλειηθηηθνχο θψδηθεο. Οη block θψδηθεο πξνζζέηνπλ έλα ζηαζεξφ αξηζκφ απφ bits ηζνηηκίαο ζε έλα ηκήκα πιεξνθνξίαο ησλ νπνίσλ ην κήθνο είλαη ζηαζεξφ. Οη ζπλειηθηηθνί θψδηθεο δεκηνπξγνχλ κηα ηξνπνπνηεκέλε έμνδν δεδνκέλσλ πνπ έρεη κεγαιχηεξν ξπζκφ κεηάδνζεο απφ ηελ ξνή εηζφδνπ. Οη δηάθνξνη θψδηθεο έρνπλ δηαθνξεηηθέο ηδηφηεηεο αλαθνξηθά κε ηελ εθηέιεζε, ηελ απφδνζε θαη ηελ πνιππινθφηεηα ηνπο. Όινη νη θψδηθεο πξέπεη λα ηθαλνπνηνχλ ηηο παξαθάησ πξνυπνζέζεηο: 57

58 Πξέπεη λα έρνπλ πςειφ ξπζκφ ψζηε λα κεγηζηνπνηνχλ ηελ ξπζκαπφδνζε (throughput). Πξέπεη λα έρνπλ πςειή απφδνζε δηφξζσζεο ζθαικάησλ ζηνλ επηζπκεηφ SNR γηα λα ειαρηζηνπνηνχλ ηελ ηζρχ κεηάδνζεο πνπ ρξεηάδεηαη ε κεηάδνζε. Πξέπεη λα έρνπλ ρακειή πνιππινθφηεηα γηα λα κεηψζνπλ ην κέγεζνο θαη ην θφζηνο ησλ δεθηψλ. Πξέπεη λα εηζάγνπλ πνιχ ρακειή θαζπζηέξεζε, ψζηε λα κελ είλαη αηζζεηή ε πηψζε ηεο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ εηδηθά ζε ππεξεζίεο θσλήο [4] Μεραληζκνί ARQ Σν πξσηφθνιιν ARQ είλαη ηθαλφ κφλν γηα εληνπηζκφ ιαζψλ θαη είλαη αλίθαλν λα δηνξζψζεη νπνηνδήπνηε παθέην πνπ έρεη κε ιάζε. Αληί γηα δηφξζσζε ησλ ιαζψλ ηνπ, ην παθέην απηφ αλακεηαδίδεηαη απηφκαηα γεγνλφο πνπ επηκεθχλεη ηνλ ρξφλν πνπ απαηηείηαη γηα ηελ επηηπρή κεηάδνζε ηνπ. Ο δέθηεο επηβεβαηψλεη θάζε επηηπρεκέλα κεηαδνκέλν παθέην κεηαδίδνληαο έλα παθέην ACK ην νπνίν θέξεη ην αθνινπζηαθφ αξηζκφ ηνπ παθέηνπ πνπ επηβεβαηψλεηαη. Δπίζεο, ρξεζηκνπνηνχληαη θαη ηα παθέηα αξλεηηθήο επηβεβαίσζεο ΝΑΚ φηαλ ν δέθηεο γηα θάπνην ιφγν ζεσξεί φηη ππήξμε απνηπρία ζηε κεηάδνζε ελφο παθέηνπ ή φηαλ απηφ ιεθζεί κε ιάζε. Όηαλ έλα παθέην δελ επηβεβαηψλεηαη ή ιακβάλεηαη ην αληίζηνηρν ΝΑΚ ηφηε αλακεηαδίδεηαη. Ζ δηαδηθαζία απηή δηαξθεί ζπλήζσο κέρξη λα απνζηαιεί επηηπρψο ην παθέην ή λα μεπεξαζηεί θάπνην φξην αλακεηαδφζεσλ ή ρξφλνπ. Δίλαη πξνθαλέο φηη ην ARQ δε κπνξεί λα είλαη απνδεθηφ γηα ππεξεζίεο πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ (real-time services) θαζψο νδεγεί ζε πνηθίιεο θαζπζηεξήζεηο (delays), πνπ επηδεηλψλνληαη φζν απμάλεη ν αξηζκφο ησλ δεθηψλ, παξά ην φηη επηηπγράλεη ινγηθά επίπεδα ξπζκαπφδνζεο εμαηηίαο ηεο απιφηεηαο ηνπ. Σα πξσηφθνιια ARQ αληηζηνηρνχλ ζε εθείλα ηα πξσηφθνιια ηνπ ζηξψκαηνο δεχμεο δεδνκέλσλ πνπ ν πνκπφο πεξηκέλεη ηελ επαιήζεπζε γηα λα πξνρσξήζεη ζηε λέα κεηάδνζε. Σα πην απνδνηηθά θαη αλζεθηηθά πξσηφθνιια ARQ ηα νπνία αλήθνπλ ζηελ θαηεγνξία πξσηνθφιισλ νιηζζαίλνληνο παξαζχξνπ (sliding window) είλαη ην send-andwait ARQ, ην go back-n θαη ην selective reject πξσηφθνιιν [4]. 58

59 3.4 BPL MAC ηξψκα Βαζηθφο ξφινο ηνπ MAC ζηξψκαηνο είλαη λα ειέγρεη ηελ πξφζβαζε πνιιψλ ρξεζηψλ πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνη ζην δίθηπν ρξεζηκνπνηψληαο ην ίδην κέζν θαη ε νξγάλσζε ηεο πιεξνθνξίαο πνπ ηξέρεη αλάκεζα ζε ρξήζηεο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ δηαθνξεηηθέο ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο. Γεληθφηεξα, νη δηαδηθαζίεο πνπ αλαιακβάλεη ην MAC ζηξψκα κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε ηξεηο ηνκείο πνπ ζα αλαιπζνχλ παξαθάησ. Απηέο είλαη: Πνιιαπιή πξφζβαζε/πξνζπέιαζε Γηακεξηζκφο πφξσλ Έιεγρνο ζπκθφξεζεο Δδψ πεξηγξάθνληαη ηα ζηνηρεία ηνπ MAC ζηξψκαηνο πνπ εθαξκφδνληαη ζηα BPL δίθηπα θαη πεξηγξάθνληαη ηα βαζηθά ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ BPL MAC ζηξψκαηνο. Σν ζηξψκα MAC είλαη βαζηθφ θνκκάηη ηεο ηεξαξρίαο πξσηνθφιισλ ζε θάζε ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα πνπ ρξεζηκνπνηεί κεηάδνζε ζε θνηλφ κέζν. Οη ζπλζήθεο κεηάδνζεο, ην πεξηβάιινλ θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά θάζε δηθηχνπ κπνξνχλ λα δηαθνξνπνηήζνπλ ηνλ ηξφπν πινπνίεζεο θαη ηα εηδηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξσηνθφιινπ. ηελ πεξίπησζε ηεο ηερλνινγίαο BPL, ππάξρεη ρακεινχ ξπζκνχ κεηάδνζε θάησ απφ ηελ παξνπζία ζνξχβνπ πνπ δεκηνπξγεί δηαηαξαρέο ζηελ φιε δηαδηθαζία. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, γηα λα θαζίζηαηαη ην ζχζηεκα αληαγσληζηηθφ έλαληη ησλ άιισλ ηερλνινγηψλ ην BPL πξέπεη λα παξέρεη έλα επξχ θάζκα ππεξεζηψλ θαη ηθαλνπνηεηηθή πνηφηεηα ππεξεζηψλ (QoS). Βαζηθνί παξάγνληεο πνπ επηδξνχλ ζηελ δεκηνπξγία ηνπ θαηάιιεινπ MAC ζηξψκαηνο γηα ην BPL είλαη ε ηνπνινγία δηθηχνπ, ηα θαηλφκελα δηαηαξαρψλ, νη παξερφκελεο ππεξεζίεο θαη ην ζχζηεκα κεηάδνζεο. Ζ ηερληθή γηα πνιιαπιή πξφζβαζε θαη ε ζηξαηεγηθή γηα δηακεξηζκφ πφξσλ βξίζθνληαη ζην ππξήλα ησλ απαηηήζεσλ ηνπ MAC ζηξψκαηνο ελψ πξέπεη λα είλαη εθαξκφδνληαη ζχκθσλα κε ηελ ηερληθή κεηάδνζεο φπσο είλαη ε OFDM δηακφξθσζε. Σα MAC πξσηφθνιια πξέπεη λα πξέπεη λα νξγαλψλνπλ ζσζηά ηελ πξφζβαζε ησλ ρξεζηψλ κέζα ζην αθηιφμελν πεξηβάιινλ κεηάδνζεο ησλ BPL δηθηχσλ θαη λα επηηξέπνπλ ηελ νξζή ελζσκάησζε ησλ δηαθφξσλ κεραληζκψλ δηφξζσζεο ζθαικάησλ (φπσο ν ARQ) γηα ηελ αληηκεηψπηζε απηψλ ησλ πξνβιεκάησλ. Δπίζεο, ηα πξσηφθνιια πξέπεη λα πξνζθέξνπλ ηθαλνπνηεηηθή 59

60 εμαζθάιηζε ησλ QoS απαηηήζεσλ γηα ηελ ζχλζεηε δηαθίλεζε πιεξνθνξηψλ πνπ πξνθχπηεη απφ ηελ ηαπηφρξνλε ιεηηνπξγία ζπλδέζεσλ δηαθνξεηηθψλ ππεξεζηψλ. Μηα αθφκα απαίηεζε πνπ έρνπκε απφ ην ζηξψκα, είλαη ε εμαζθάιηζε πςειήο ιεηηνπξγηθφηεηαο θαη νηθνλνκηθήο απνδνηηθφηεηαο, θάηη ην νπνίν κπνξεί λα εμαζθαιηζηεί απφ ηε βέιηηζηε δηαρείξηζε ησλ δηαζέζηκσλ πφξσλ απφ ηνπο κεραληζκνχο ηνπ BPL MAC ζηξψκαηνο [4] Σερληθή πνιιαπιήο πξφζβαζεο Ζ πνιιαπιή πξφζβαζε ή πνιιαπιή πξνζπέιαζε είλαη κηα κέζνδνο δηακνηξαζκνχ ησλ πφξσλ ηνπ δηθηχνπ ζε πνιιαπιά ηκήκαηα πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ απφ ηνπο ζηαζκνχο ηνπ δηθηχνπ γηα ηελ απφδνζε ηνπο ζε ππεξεζίεο δηαθφξσλ ηχπσλ γηα ηελ εμππεξέηεζε ησλ ρξεζηψλ. Γηαθνξεηηθνί ρξήζηεο κπνξνχλ λα κνηξάδνληαη ην ίδην κέζν κεηάδνζεο ρσξίο ζθάικαηα φηαλ ηα ζήκαηα ηνπο είλαη νξζνγψληα κεηαμχ ηνπο, δειαδή ε εηεξνζπζρέηηζε ηνπο πνπ δίλεη ην κέηξν ηεο νκνηφηεηαο ηνπο είλαη κεδεληθή. Σέιεηα νξζνγσληφηεηα είλαη αδχλαην λα επηηεπρζεί ζηελ πξάμε νπφηε ζηνρεχνπκε ζηελ φζν κηθξφηεξε επίδξαζε κεηαμχ ησλ δηαθνξεηηθψλ ζεκάησλ πνπ κεηαδίδνληαη πάλσ ζην θνηλφ κέζν. Γεληθά, ηξεηο είλαη νη βαζηθέο ηερληθέο πνιιαπιήο πξφζβαζεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηα ηειεπηθνηλσληαθά ζπζηήκαηα: TDMA (Πνιιαπιή πξφζβαζε κε δηαίξεζε ρξφλνπ). FDMA (Πνιιαπιή πξφζβαζε κε δηαίξεζε ζπρλφηεηαο). CDMA (Πνιιαπιή πξφζβαζε κε δηαίξεζε θψδηθα). ηελ TDMA ν ρξφλνο δηαηξείηαη ζε ρξνληθέο ζρηζκέο ή ρξνλνζπξίδεο εθ ησλ νπνίσλ θάζε κία κπνξεί λα αλαιακβάλεη ηελ κεηάδνζε δηαθφξσλ ηχπσλ πιεξνθνξίαο φπσο θσλή, δεδνκέλα θηι. Βαζηθή πξνυπφζεζε είλαη ν ζπγρξνληζκφο κεηαμχ ησλ ρξεζηψλ. πλήζσο κία ρξνλνζπξίδα απνδίδεηαη ζε έλαλ κφλν ρξήζηε. χκθσλα κε ηελ TDMA ηερληθή, νη κνλάδεο δεδνκέλσλ πνπ κεηαθέξνληαη ζην ρξφλν ησλ ζρηζκψλ, ρξεζηκνπνηνχλ νιφθιεξν ην δηαζέζηκν θάζκα ζπρλνηήησλ ηνπ κέζνπ δηάδνζεο. Σα OFDM ζπζηήκαηα είλαη θαη απηά βαζηζκέλα ζην δηαρσξηζκφ κε ρξνλνζπξίδεο, φπνπ ε ζπλνιηθή πιεξνθνξία κεηαδίδεηαη κέζα απφ έλαλ αξηζκφ απφ OFDM ζχκβνια κε ζπγθεθξηκέλε δηάξθεηα. πλεπψο ε εθαξκνγή TDMA ηερληθψλ κνηάδεη λα είλαη 60

61 θαηάιιειε ιχζε γηα έλα δίθηπν βαζηζκέλν ζε OFDM δηακφξθσζε φπσο είλαη ην BPL, ζρεκαηίδνληαο έλα OFDM/TDMA ζχζηεκα. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε ε πιεξνθνξία δηαρσξίδεηαη ζε ρξνλνζπξίδεο φπνπ θάζε κία κεηαθέξεη έλα αθέξαην αξηζκφ απφ OFDM ζχκβνια. ρήκα 3.4: OFDM/TDMA ύζηεκα Έλαο άιινο ηξφπνο γηα ηνλ δηακνηξαζκφ ησλ δηαζέζηκσλ πφξσλ ζε δηαθνξεηηθνχο ρξήζηεο είλαη απηφο ηνπ δηαρσξηζκνχ ηνπ ζπλνιηθνχ θάζκαηνο ζπρλνηήησλ ζε επηκέξνπο ηκήκαηα. Ζ FDMA ηερληθή παξέρεη έλαλ αξηζκφ απφ θαλάιηα κεηάδνζεο πνπ είλαη απισκέλα ζε έλα εχξνο ζπρλνηήησλ. Ο ξπζκφο δεδνκέλσλ ελφο θαλαιηνχ εμαξηάηαη απφ ην εχξνο δψλεο πνπ ηνπ απνδίδεηαη.. Όπσο θαη ζηελ TDMA ηερληθή κπνξνχλ λα ππάξρνπλ θαλάιηα κε ζηαζεξφ ή κεηαβιεηφ ξπζκφ πινπνηψληαο έλα δπλακηθφ θαηακεξηζκφ ζπρλνηήησλ. Γηα ηελ εμαζθάιηζε ηεο νξζνγσληφηεηαο ρξεζηκνπνηείηαη έλα δηάζηεκα θχιαμεο κεηαμχ ησλ FDMA δσλψλ ζπρλνηήησλ. 61

62 ρήκα 3.5: FDMA ζύζηεκα Έλα ζεκαληηθφ πιενλέθηεκα ηεο FDMA έλαληη ηεο TDMA ηερληθήο είλαη ε αλζεθηηθφηεηά ηεο ζηηο δηαηαξαρέο ζηελήο δψλεο θαη ζηηο επηιεθηηθήο ζπρλφηεηαο παξεκβνιέο. Έηζη, νη δηαηαξαρέο κπνξνχλ εχθνια λα απνθεπρζνχλ κε ηελ αλαθαηαλνκή ησλ ππαξρφλησλ ζπλδέζεσλ πνπ ππνθέξνπλ απφ ζφξπβν ζε άιιεο ειεχζεξεο ζπρλφηεηεο. Ζ ίδηα δηαδηθαζία κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε πεξηπηψζεηο πξνβιεκάησλ EMC ζηα BPL δίθηπα θαη απνθεπρζεί ε ρξήζε ησλ επηθίλδπλσλ ζπρλνηήησλ. ηελ CDMA ηερληθή, ε επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ ρξεζηψλ γίλεηαη ηαπηφρξνλα ζηελ ίδηα πεξηνρή ζπρλνηήησλ θαη θάζε ρξήζηεο θαηαιακβάλεη ζπλερψο φιν ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο ηνπ θαλαιηνχ. πλεπψο δελ ππάξρεη απαίηεζε γηα θαζκαηηθφ ή ρξνληθφ δηαρσξηζκφ. ε θάζε πνκπφ, ην πξνο κεηάδνζε ζήκα κε πιεξνθνξηαθφ πεξηερφκελν ζπλδπάδεηαη κε κηα ςεθηαθή αθνινπζία πνπ παξάγεηαη ηνπηθά θαη έρεη δχν ζεκαληηθέο ηδηφηεηεο. Καηά πξψηνλ, θάζε αθνινπζία κπνξεί λα δηαρσξηζηεί απφ φιεο ηηο παξαιιαγέο ηεο πνπ πξνθχπηνπλ κε ρξνληθή νιίζζεζε ηεο αξρηθήο αθνινπζίαο. Καηά δεχηεξνλ, θάζε αθνινπζία δηαθνξνπνηείηαη απφ φιεο ηηο άιιεο πνπ απαξηίδνπλ ην ζχλνιν ησλ ςεθηαθψλ αθνινπζηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη. Οη ηδηφηεηεο απηέο, θαζηζηνχλ δπλαηφ ην δηαρσξηζκφ ησλ ιακβαλφκελσλ ζεκάησλ αθφκα θαη φηαλ ρξεζηκνπνηνχλ ην ίδην εχξνο δψλεο θαη εθπέκπνληαη ζην ίδην ρξνληθφ δηάζηεκα [4]. 62

63 3.4.2 Σερληθέο δηακνηξαζκνχ ησλ πφξσλ Ο ζθνπφο ησλ ζηξαηεγηθψλ δηακεξηζκνχ πφξσλ είλαη ε νξγάλσζε ηεο πξφζβαζεο ησλ δηαθφξσλ ρξεζηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ηνπο ίδηνπο πφξνπο ηνπ δηθηχνπ. Ζ νξγάλσζε ηεο κεηάδνζεο ζηελ θάησ δεχμε είλαη εχθνιε θαη πιήξσο ειεγρφκελε απφ ην ζηαζκφ βάζεο. ε απηήλ ηελ θαηεχζπλζε, ν ζηαζκφο βάζεο κεηαβηβάδεη δεδνκέλα ζε έλα ή πνιινχο ζηαζκνχο ηνπ δηθηχνπ ή κεηαδίδεη δεδνκέλα ζε φινπο καδί ηνπο ζηαζκνχο. ε θάζε πεξίπησζε, ππάξρνπλ δεδνκέλα κφλν απφ ηνλ ζηαζκφ βάζεο ζην θαλάιη νπφηε δελ απαηηείηαη ζπγρξνληζκφο κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, πνιινί ζηαζκνί αληαγσλίδνληαη πξφζβαζε ζην κέζν ζηελ άλσ δεχμε. Κάζε ζηαζκφο ελεξγεί αλεμάξηεηα θαη κπνξεί λα κεηαδίδεη δεδνκέλα θάζε ζηηγκή. Δπνκέλσο, θαζίζηαηαη αλαγθαία ε παξνπζία θάπνηνπ MAC πξσηνθφιινπ γηα λα επηβάιιεη ηελ ζσζηή αμηνπνίεζε ηνπ κέζνπ θαη λα απνηξέςεη ζπγθξνχζεηο παθέησλ απφ δηαθνξεηηθνχο ζηαζκνχο. Σα MAC πξσηφθνιια κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε πξσηφθνιια κε ζηαζεξή πξφζβαζε θαη ζε πξσηφθνιια κε δπλακηθή πξφζβαζε. Σα ζηαζεξήο πξφζβαζεο πξσηφθνιια αλαζέηνπλ κηα ζηαζεξή πξνθαζνξηζκέλε ρσξεηηθφηεηα ζε θάζε ρξήζηε αλεμάξηεηε ηεο αλάγθεο ηνπ, γηα φιε ηελ δηάξθεηα κηαο ζχλδεζεο φπσο γίλεηαη ζηελ ζηαζεξή ηειεθσλία. Απηέο νη ζηξαηεγηθέο είλαη θαηάιιειεο γηα ζηαζεξνχ εχξνπο δψλεο δήηεζε φπσο απηή ηεο ζηαζεξήο ηειεθσλίαο αιιά αθαηάιιειεο θαη αζχκθνξεο γηα ππεξεζίεο πνπ έρνπλ ραξαθηεξηζηηθφ ηηο ξηπέο δεδνκέλσλ. Έηζη, αλ δεηεζεί πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν, ε απνδηδφκελε ρσξεηηθφηεηα παξακέλεη αρξεζηκνπνίεηε ζηα θελά κεηάδνζεο (transmission gaps), ελψ ζε αλάγθε κεγάινπ ξπζκνχ δεδνκέλσλ δειαδή ζηα κέγηζηα κεηάδνζεο (transmission peaks) δελ επαξθεί. Μηα αλαπαξάζηαζε ηεο ηπραίαο αιιεινπρίαο ησλ δχν ηχπσλ θαηαζηάζεσλ θαίλεηαη ζην ρήκα 3.6. ρήκα 3.6: Κελά θαη ελεξγά ηκήκαηα κεηάδνζεο θαηά ηελ απνζηνιή παθέησλ 63

64 Αληηζέησο, ηα πξσηφθνιια δπλακηθήο πξφζβαζεο, είλαη θαηάιιεια φπνπ ππάξρνπλ απαηηήζεηο πςειψλ ξπζκψλ θαη θαιήο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ. Απηά ηα πξσηφθνιια, κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε πξσηφθνιια αληαγσληζκνχ (contention) θαη ζε πξσηφθνιια δηαηηεζίαο (arbitration). χκθσλα κε ηελ ηερληθή αληαγσληζκνχ, νη ζηαζκνί ρξεζηκνπνηνχλ ην κέζν ηπραία, θάηη ην νπνίν δεκηνπξγεί ζπγθξνχζεηο κεηαμχ ησλ δεδνκέλσλ ησλ δηαθφξσλ ρξεζηψλ αθνχ θάζε ζηαζκφο δελ γλσξίδεη πφηε ζηέιλεη ν άιινο ζηαζκφο. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, ηα πξσηφθνιια δηαηηεζίαο παξέρνπλ έλα ζπληνληζκφ κεηαμχ ησλ ζηαζκψλ, εμαζθαιίδνληαο κηα ελαξκνληζκέλε πξφζβαζε ζην κέζν. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, νη ζηαζκνί έρνπλ πξφζβαζε ζην κέζν ζχκθσλα κε έλα θαζνξηζκέλν ηξφπν απνθεχγνληαο έηζη ηηο ζπγθξνχζεηο αιιά πξνζζέηνληαο παξάιιεια κηα επηπιένλ θαζπζηέξεζε γηα απηήλ ηελ δηαδηθαζία. Βαζηθέο ιχζεηο φπσο νη κέζνδνη ALOHA θαη CSMA κπνξνχλ λα αλαπηπρζνχλ πεξαηηέξσ βειηηψλνληαο ηελ απφδνζή ηνπο. Έηζη, ηα ηπραίαο πξφζβαζεο πξσηφθνιια, κπνξνχλ λα αλαπηχμνπλ θαιχηεξνπο κεραληζκνχο απνθπγήο ζπγθξνχζεσλ γηα λα κεηψζνπλ ην πνζνζηφ ζθαικάησλ ζην δίθηπν, ελψ ηα πξσηφθνιια δηαηηεζίαο κπνξνχλ λα γίλνπλ πην επέιηθηα αλάινγα κε ηηο ππάξρνπζεο ζπλζήθεο ζην δίθηπν κεηψλνληαο έηζη ηηο θαζπζηεξήζεηο κεηάδνζεο. Δπηπιένλ, νη δχν απηέο ππνθαηεγνξίεο πξσηνθφιισλ κπνξνχλ λα ζπλδπαζηνχλ δεκηνπξγψληαο ηα πβξηδηθά πξσηφθνιια ηα νπνία ελζσκαηψλνληαο ηα πιενλεθηήκαηα θάζε νκάδαο πξσηνθφιισλ πεηπραίλνπλ κεγαιχηεξε απνδνηηθφηεηα θαη θαιχηεξε πνηφηεηα ππεξεζηψλ ζηνπο ρξήζηεο ησλ δηαθφξσλ ππεξεζηψλ [4]. 3.5 Έιεγρνο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ Κάζε ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα απαηηεί ηελ εμαζθάιηζε ζπγθεθξηκέλεο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ πνπ πξέπεη λα δηαξθεί θαζ φιε ηελ δηάξθεηα κηαο ζχλδεζεο. Οη εγγπήζεηο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ κπνξνχλ λα ραξαθηεξηζηνχλ κέζσ ησλ παξαθάησ παξακέηξσλ: 64

65 Πηζαλφηεηα απνθιεηζκνχ (Blocking Probability). Δίλαη ε πηζαλφηεηα έλαο ρξήζηεο πνπ θάλεη αίηεζε γηα ζπκκεηνρή ζε κηα ππεξεζία λα κελ θαηαθέξεη λα εμαζθαιίζεη ζχλδεζε επεηδή δελ ππάξρνπλ δηαζέζηκνη πφξνη. Πηζαλφηεηα ηεξκαηηζκνχ ζχλδεζεο (Dropping Probability). Δίλαη ε πηζαλφηεηα κηα ζχλδεζε πνπ ιεηηνπξγεί θαλνληθά λα δηαθνπεί ιφγσ κείσζεο ηεο ζπλνιηθήο ρσξεηηθφηεηαο ηνπ δηθηχνπ (π.ρ απφ εηζεξρφκελεο αηηήζεηο ζπλδέζεσλ κε πςειφηεξε πξνηεξαηφηεηα ή απφ θαηλφκελα δηαηαξαρψλ θαη ζνξχβνπ). Ρπζκφο κεηάδνζεο. Δίλαη ν απαξαίηεηνο ξπζκφο κεηάδνζεο γηα κηα ππεξεζία. Πνζνζηφ απσιεηψλ (Loss propability). Δίλαη ε πηζαλφηεηα ηκήκα ηεο κεηαθεξφκελεο πιεξνθνξίαο λα ραζεί θαηά ηελ κεηάδνζε. Καζπζηέξεζε κεηάδνζεο (Transmission delay). Δίλαη ν ρξφλνο κεηάδνζεο κηαο κνλάδαο δεδνκέλσλ. Καηά ηε ιεηηνπξγία ελφο ζπζηήκαηνο, νη ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ ζπλερψο αιιάδνπλ. Απηφ νθείιεηαη θαηά έλα πνζνζηφ ζηνπο ρξήζηεο πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνη ζην δίθηπν θαη ρξεζηκνπνηνχλ δηάθνξεο ππεξεζίεο ηνπ δηθηχνπ κε δηαθνξεηηθή ζπρλφηεηα θαη έληαζε θάζε θνξά, παξάγνληεο ζπλερψο κεηαβαιιφκελνη θαζ φιε ηε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ. ε έλα δίθηπν κε ηδηαίηεξα θαη ερζξηθά πεξηβάιινληα ζνξχβνπ, ν δηαζέζηκνο ξπζκφο κεηάδνζεο είλαη θπζηθφ λα αιιάδεη ζπλερψο ζπλαξηήζεη απηψλ ησλ δηαηαξαρψλ. Απηνί νη παξάγνληεο κπνξνχλ λα επεξεάζνπλ άκεζα ηελ κεηάδνζε ησλ δεδνκέλσλ θαη λα ππνβηβάζνπλ ηελ πνηφηεηα ππεξεζηψλ ζε κε απνδεθηά επίπεδα. Γηα ηελ απνθπγή ηέηνησλ πεξηπηψζεσλ ρξεζηκνπνηνχληαη δηάθνξνη CAC κεραληζκνί γηα λα βάινπλ φξηα ζηνλ αξηζκφ ησλ ζπλδέζεσλ ζην δίθηπν. Παξά ηνπο κεραληζκνχο απηνχο φκσο, ε πνηφηεηα ππεξεζηψλ πξέπεη λα δηαρεηξίδεηαη κέζσ ησλ ηερληθψλ ηνπ MAC επηπέδνπ. Ο έιεγρνο ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο θαη ηεο θαζπζηέξεζεο κεηάδνζεο ησλ δηαθφξσλ ζπλδέζεσλ κπνξεί λα ξπζκηζηεί κέζσ παξακέηξσλ ησλ MAC πξσηνθφιισλ ζχκθσλα πάληα κε ηηο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ θάζε ρξνληθή ζηηγκή. Με ηνλ έιεγρν ηνπ ρξφλνπ θαζπζηέξεζεο, επεξεάδνληαη άκεζα νη πηζαλφηεηεο απνθιεηζκνχ θαη ηεξκαηηζκνχ ζχλδεζεο θαζψο θαη νη απψιεηεο παθέησλ. πλεπψο, αλ παξαηεξείηαη ππνβηβαζκφο πνηφηεηαο ππεξεζηψλ ζε κηα ζχλδεζε, απηή πξέπεη λα έξζεη ζε πξνλνκηαθή ζέζε ψζπνπ ην επίπεδν πνηφηεηαο γίλεη ηθαλνπνηεηηθφ. Πξνθαλψο ε πξνλνκηνχρα ζχλδεζε δελ πξέπεη λα γίλεηαη εκπφδην ζε άιιεο ζπλδέζεηο ηνπ δηθηχνπ. Απηή ε αλαβάζκηζε ηεο ζχλδεζεο κε 65

66 ηελ ρακειή πνηφηεηα κπνξεί λα γίλεη πξνβηβάδνληαο ηελ πξφζθαηξα ζε θιάζε κε πςειφηεξε πξνηεξαηφηεηα απφ απηήλ πνπ βξίζθεηαη έσο φηνπ θηάζεη ζηα επηζπκεηά επίπεδα [4]. 3.6 Μεραληζκφο CAC Κάζε ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα έρεη ηελ δπλαηφηεηα λα πξνζθέξεη κηα πεπεξαζκέλε ρσξεηηθφηεηα θαη λα ππνζηεξίμεη ζπγθεθξηκέλν αξηζκφ ζπλδέζεσλ ηαπηφρξνλα. Δπνκέλσο, αλ νη ππεξεζίεο κε κεγαιχηεξε QoS ιεηηνπξγνχλ ηθαλνπνηεηηθά, ε δηαζέζηκε ρσξεηηθφηεηα θηάλεη εχθνια θνληά ζηα φξηα ηεο. Γηα ηνλ ιφγν απηφλ ηέηνηα δίθηπα ρξεζηκνπνηνχλ ζπρλά Call/connection Admission Control κεραληζκνχο (CAC), πνπ πεξηνξίδνπλ ηνλ αξηζκφ ησλ ζπλδέζεσλ ζην δίθηπν ζχκθσλα κε ηελ παξαδεθηφ επίπεδν πνηφηεηαο ππεξεζηψλ θαη ξπζκνχ κεηάδνζεο πνπ κπνξεί λα εμαζθαιηζηεί γηα ζπγθεθξηκέλεο ζπλδέζεηο πνπ δεηνχλ δηαθνξεηηθέο ππεξεζίεο. Ο πεξηνξηζκφο ηνπ αξηζκνχ ησλ ζπλδέζεσλ ζε έλα δίθηπν θαζνξίδεηαη απφ ηελ ιεγφκελε πνιηηηθή ειέγρνπ αηηήζεσλ (admission policy). ηα ζπζηήκαηα BPL ηα επίπεδα δηαηαξαρψλ θαη ζνξχβνπ πξέπεη λα ιεθζνχλ ππ φςηλ ζηνλ ζρεδηαζκφ ησλ θαηαιιήισλ CAC κεραληζκψλ. 3.7 Πηζαλφηεηα εκθάληζεο κεγέζνπο παθέησλ ζε δίθηπα BPL Έλαο ηππηθφο ρξήζηεο πέξα απφ ηελ πξφζβαζε ζε ζειίδεο θαη ηελ ρξήζε www εθαξκνγψλ ρξεζηκνπνηεί θαη άιινπ ηχπνπ ππεξεζίεο. Μελχκαηα αληαιιάζζνληαη θαζεκεξηλά κεηαμχ απνκαθξπζκέλσλ ρξεζηψλ. Απηά ηα κελχκαηα ρξεζηκνπνηνχλ αξρεία κεγεζψλ πνιχ κεγαιχηεξα απφ ην κέζν κέγεζνο αξρείσλ. Χζηφζν, ε ζπρλφηεηα κεηάδνζεο ηέηνησλ αξρείσλ ζηελ άλσ δεχμε είλαη πνιχ κηθξφηεξε απφ ηηο www αηηήζεηο. Έηζη κπνξεί λα ππνηεζεί φηη ε θίλεζε είλαη θαζνξηζκέλε απφ ην ππάξρσλ πξφηππν γηα ηελ άλσ δεχμε ζηνλ ηνκέα ησλ κεγάισλ παθέησλ (1500 θαη 1024bytes) κε ζρεηηθά κηθξή πηζαλφηεηα δεκηνπξγίαο [4]. 66

67 Μηα αθφκε εθαξκνγή είλαη ε FTP (File Transmission Protocol) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ ιήςε αξρείσλ απφ απνκαθξπζκέλνπο εμππεξεηεηέο. Χζηφζν, ε ρξήζε ηεο FTP κεηψλεηαη κε ηελ αχμεζε ηεο www δηαθίλεζεο πνπ δχλαηαη λα παξέρεη παξεκθεξείο δηεξγαζίεο. Ζ κεηάδνζε video αξρείσλ είλαη κηα πνιχ δεκνθηιήο ππεξεζία πνπ θαίλεηαη λα έρεη αλάινγν κέιινλ. Οη ξπζκνί κεηάδνζεο πνπ απαηνχληαη γηα video είλαη πνιχ κεγαιχηεξνη απφ απηνχο γηα ρξήζε www εθαξκνγψλ θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά θίλεζεο, θαζνξίδνληαη απφ κηα ζπλερή κεηάδνζε δεδνκέλσλ πνπ ζπκθσλεί κε ηελ ζπκπεξηθνξά ηεο streaming θιάζεο δηαθίλεζεο. Οη streaming ππεξεζίεο πξνθαινχλ κεγάιν θνξηίν ζηελ θάησ δεχμε. ηελ άλσ δεχμε, ηα κελχκαηα ειέγρνπ κεηαδίδνληαη κε έληαζε πνπ εμαξηάηαη απφ ηελ πνηθηινκνξθία ησλ streaming ξπζκψλ κεηάδνζεο. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, ην κνληέιν γηα ηελ θάησ δεχμε πνπ θαζνξίδεη κεγαιχηεξε πηζαλφηεηα γηα κεγάια αξρεία κπνξεί λα γίλεη δεθηφ πξνζεγγηζηηθά γηα ηελ streaming θάησ δεχμε. Μηα λέα κφδα ζηνλ ρψξν ησλ ηειεπηθνηλσληαθψλ ππεξεζηψλ, είλαη ηα δηαδηθηπαθά παηρλίδηα. Δδψ, νη ρξήζηεο πνπ παίδνπλ εδξαηψλνπλ κηα κφληκε ζχλδεζε ζην δηαδίθηπν κε ηνπο άιινπο ρξήζηεο θαη ηνλ εμππεξεηεηή ησλ παηρληδηψλ. Ο αξηζκφο απηνχ ηνπ είδνπο ρξεζηψλ ζπλερψο απμάλεηαη. πλεπψο, είλαη δχζθνιε ε ζέζπηζε αληίζηνηρνπ μερσξηζηνχ πξνηχπνπ θίλεζεο θαη έηζη αλαπαξίζηαληαη σο ηκήκα ηεο ζπλνιηθήο δηαθίλεζεο δηαδηθηχνπ. Δίλαη φκσο γλσζηφ, φηη ραξαθηεξηζηηθά απηήο ηεο θίλεζεο είλαη ε ζε έληνλν ξπζκφ αληαιιαγή κηθξψλ κελπκάησλ κεηαμχ ησλ ζπκβαιιφκελσλ ρξεζηψλ θάηη πνπ κπνξεί λα παξαζηαζεί κε κηα κεγαιχηεξε πηζαλφηεηα κηθξψλ παθέησλ ζην πνιπηξνπηθφ κνληέιν θίλεζεο. ηα παξαθάησ ρήκαηα, απεηθνλίδεηαη ε ζρέζε κεηαμχ ηνπ κεγέζνπο ησλ παθέησλ ηππηθψλ εθαξκνγψλ ζηα BPL δίθηπα θαη ηεο πηζαλφηεηαο πνπ έρνπλ λα εκθαληζηνχλ απηά ηα παθέηα ζε ζρέζε κε ην ζχλνιν. ην ρήκα 3.7 θαίλεηαη ε ζρέζε απηή γηα ηελ άλσ δεχμε ελψ ζην ρήκα 3.8 γηα ηελ θάησ δεχμε [4]. 67

68 ρήκα 3.7 :Πηζαλόηεηα εκθάληζεο παθέησλ ζην δίθηπν BPL γηα ηελ άλσ δεύμε ρήκα 3.8 :Πηζαλόηεηα εκθάληζεο παθέησλ ζην δίθηπν BPL γηα ηελ θάησ δεύμε 3.8 Καζπζηέξεζε παθέηνπ Οη θαζπζηεξήζεηο πνπ εηζάγνληαη ζην επίπεδν ηνπ MAC ζηξψκαηνο είλαη: Καζπζηέξεζε ζεκαηνδνζίαο (signaling delay). Καζπζηέξεζε πξφζβαζεο (process delay). Καζπζηέξεζε κεηάδνζεο (transmission delay). Ζ θαζπζηέξεζε ζεκαηνδνζίαο νξίδεηαη ζαλ ηνλ ρξφλν πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηελ νινθιήξσζε ηεο δηαδηθαζίαο ζεκαηνδνζίαο. Πεξηιακβάλεη ηνλ ρξφλν κεηαμχ άθημεο ηνπ 68

69 παθέηνπ ζηελ νπξά κεηάδνζεο ελφο ζηαζκνχ θαη ηελ ιήςε βεβαηψζεσλ απφ ηνλ ζηαζκφ βάζεο. Ζ θαζπζηέξεζε πξφζβαζεο κεηξείηαη απφ ηελ άθημε ηνπ παθέηνπ κέρξη ηελ αξρή ηεο κεηάδνζεο. Πεξηιακβάλεη ηελ θαζπζηέξεζε ζεκαηνδνζίαο θαη ηνλ ρξφλν αλακνλήο, πνπ είλαη ν ρξφλνο απφ ηελ ιήςε ηεο βεβαίσζεο απφ ηνλ ζηαζκφ βάζεο έσο ηελ αξρή ηεο κεηάδνζεο. Ζ θαζπζηέξεζε κεηάδνζεο είλαη ν ρξφλνο κεηαμχ άθημεο ηνπ παθέηνπ θαη ηέινπο ηεο κεηάδνζεο [4]. ρήκα 3.9: Καζπζηέξεζε παθέηνπ 3.9 IPv6 θαη BPL Ζ πην αηζηφδνμε εθηίκεζε, ζα θαηαηάμεη ηα BPL δίθηπα ζηα πην εθηεηακέλα δίθηπα ζηνλ θφζκν θαη είλαη πηζαλή ε δεκηνπξγία ελφο παγθφζκηνπ Έμππλνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ κε δηζεθαηνκκχξηα ειεθηξηθψλ θαη άιισλ ζπζθεπψλ θαη δηαθνξεηηθψλ ρξεζηψλ. Έηζη, θξίλεηαη πςειή ε αλάγθε γηα ηελ παξνπζία ηνπ IPv6 πξσηνθφιινπ πνπ ζα κπνξεί λα θαιχςεη απηφλ ηνλ κεγάιν αξηζκφ ησλ ζπζθεπψλ θαη ζα νδεγήζεη ζε θαιχηεξα απνηειέζκαηα επηθνηλσλίαο θαη δηαρείξηζεο απφ ηνπο παξφρνπο ησλ ππεξεζηψλ. Σν ήδε ππάξρνλ πξσηφθνιιν Internet IPv4, απνδείρηεθε έλα ζηαζεξφ θαη δπλαηφ πξσηφθνιιν, πνπ θάιπςε ζε πνιχ κεγάιν βαζκφ ηηο απαηηήζεηο γηα ηηο νπνίεο είρε ζρεδηαζηεί θαη επηθξάηεζε ηειηθά ζην παγθφζκην δηαδίθηπν. Δληνχηνηο, εδψ θαη κεξηθά είραλ αξρίζεη λα δηαθαίλνληαη ζεκαληηθά πξνβιήκαηα ζηα νπνία ην ζπγθεθξηκέλν πξσηφθνιιν αδπλαηνχζε λα δψζεη ιχζε. Μεγάιεο εμειίμεηο ζπληειέζηεθαλ ζηνλ ηνκέα ησλ δηθηπαθψλ επηθνηλσληψλ θαη λέεο εθαξκνγέο ήξζαλ ζην πξνζθήλην, ηηο νπνίεο φκσο ην IPv4 δελ κπνξεί λα ππνζηεξίμεη θαη λα εθκεηαιιεπηεί 69

70 ζηνλ απαηηνχκελν βαζκφ. Οη ζεκαληηθφηεξεο απαηηήζεηο πνπ θαηέζηεζαλ επηηαθηηθή ηελ αλάγθε γηα έλα λέν πξσηφθνιιν δηθηχνπ είλαη Ο ηεξάζηηνο αξηζκφο ησλ λέσλ δηαζπλδεδεκέλσλ ππνινγηζηψλ θαη δηθηχσλ. Ζ αλάγθε γηα ππνζηήξημε εθαξκνγψλ πνιπκέζσλ (multimedia) θαη real-time κεηαδφζεσλ δεδνκέλσλ κε επηπιένλ απαηηήζεηο γηα πνηφηεηα ππεξεζηψλ. Ζ εμάπισζε ησλ αζχξκαησλ δηθηχσλ φπνπ θηλνχκελνη ρξεζηέο πνπ ππνζηεξίδνπλ ην IPv4 πξσηφθνιιν δελ έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα δηαηεξήζνπλ ηελ ζπλνδφ θαη ηελ δηεχζπλζε ηνπο, φηαλ πεξλνχλ απφ ην έλα ππνδίθηπν ζην άιιν. Ζ αδπλακία ησλ εμππεξεηεηψλ θνξκνχ λα θξαηήζνπλ ζηνπο πίλαθεο ηνπο ηνλ ηεξάζηην αξηζκφ δηθηχσλ πνπ ππάξρνπλ ζήκεξα ζην δηαδίθηπν. Ζ αλάγθε γηα απινχζηεξν configuration. Οη IPv4 δηεπζχλζεηο πξέπεη λα αλαηεζνχλ είηε ρεηξνθίλεηα (manual) απφ ηνλ δηαρεηξηζηή, είηε λα ρξεζηκνπνηεζεί θάπνην stateful address configuration protocol φπσο ην DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Οη απαηηήζεηο γηα αζθάιεηα ζε επίπεδν IP. Λχζε ζηα πην πάλσ πξνβιήκαηα έξρεηαη λα δψζεη ην IPng (IP next generation) ή αιιηψο IPv6 Πξσηφθνιιν Γηθηχνπ. Σν κέγεζνο ηεο IPv6 δηεχζπλζεο είλαη 16 bytes (128 bit), ην ηεηξαπιάζην δειαδή ηεο κέρξη ηψξα ρξεζηκνπνηνχκελεο IPv4 δηεπζχλζεσο, πνπ κε έλα αηζηφδνμν ππνινγηζκφ αληηζηνηρίδεη πεξίπνπ 6x10 20 δηεπζχλζεηο ζε θάζε ηεηξαγσληθφ κέηξν ηεο επηθάλεηαο ηεο γεο. Έηζη, πιένλ ν θάζε ρξεζηήο κπνξεί λα έρεη πνιιαπιέο IP δηεπζχλζεηο, εθηφο απφ ηνπο ππνινγηζηέο ηνπ (θηλεηνχο θαη ζηαζεξνχο), ζηα PDAs, ζην θηλεηφ ηειέθσλν, ζε ηειενξάζεηο, ξαδηφθσλα θαη γεληθά ζε νπνία ειεθηξηθή νηθηαθή ζπζθεπή επηζπκεί. Δπηπιένλ, δελ ππάξρεη θαλέλαο πιένλ ιφγνο ζπλέρηζεο ηεο ρξήζεο ιχζεσλ ηχπνπ NAT πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε κεγάιν βαζκφ ζήκεξα [4] Αζθάιεηα δηθηχσλ BPL Σν BPL δίθηπν είλαη βαζηζκέλν ζε έλα δηακνηξαδφκελν κέζν (γξακκέο ειεθηξηθνχ δηθηχνπ) θαη ην ζέκα ηεο αζθάιεηαο είλαη πνιχ ζεκαληηθφ θαη ηελ κεηαθνξά δεδνκέλσλ. 70

71 ε έλα πνιχ απινπνηεκέλν ζελάξην, ην ζέκα ηεο αζθάιεηαο κπνξεί λα δηαρσξηζηεί ζε δχν επίπεδα: Έλα ζρεηηθφ κε ηηο εθαξκνγέο κεηαμχ ησλ servers ησλ παξφρσλ θαη ησλ ηειηθψλ ρξεζηψλ. Έλα ζρεηηθφ κε ηνπο ελζσκαησκέλνπο κεραληζκνχο ζηηο BPL δηθηπαθέο δηαηάμεηο. Σν πξψην επίπεδν είλαη πξνζαλαηνιηζκέλν ζην επίπεδν εθαξκνγψλ θνηλφ γηα θάζε είδνο δηθηχνπ θαη ζρεηηθά αλεμάξηεην απφ ηηο δηθηπαθέο ζπζθεπέο (modems). Σν BPL ζχζηεκα είλαη έλα επηπέδνπ 2 δίθηπν. πλεπψο είλαη δηάθαλν ζε φινπο ηνπο κεραληζκνχο αζθάιεηαο πνπ πξαγκαηνπνηνχληαη ζε αλψηεξα ζηξψκαηα. Πέξα απφ ηνπο απαξαίηεηνπο κεραληζκνχο απζεληηθφηεηαο, ην BPL δίθηπν κπνξεί λα ππνζηεξίμεη κεραληζκνχο VLAN κε VPN ζπλδεζηκφηεηα γηα λα δηαζθαιίζεη ηελ αζθάιεηα. Γηα ην ιφγν απηφ, κεραληζκνί θξππηνγξαθίαο πξέπεη λα ππνζηεξίδνληαη απφ ηηο BPL ζπζθεπέο. Έλα βαζηθφ επίπεδν αζθάιεηαο κπνξεί λα εμαζθαιηζηεί απφ ην DES-56 bit πξσηφθνιιν θσδηθνπνίεζεο πνπ πξέπεη λα ππνζηεξίδεηαη απφ ηηο BPL ζπζθεπέο. ήκεξα βεβαίσο, ην πξσηφθνιιν απηφ δίλεη πεξηνξηζκέλε αζθάιεηα νπφηε ην πην ηζρπξφ AES-128 bit πξσηφθνιιν πξέπεη λα ππνζηεξίδεηαη [4] Multicasting Ζ δπλαηφηεηα multicast, επηηξέπεη ζε κηα κνλάδα λα απνζηέιιεη δεδνκέλα ζε πνιινχο πξννξηζκνχο ηαπηφρξνλα εηζάγνληαο κφλν έλα αληίγξαθν ησλ δεδνκέλσλ ζην δίθηπν BPL. ηε ζπλέρεηα, ην δίθηπν είλαη ζε ζέζε λα απνζηείιεη ηα δεδνκέλα ζηνπο πνιιαπινχο ρξήζηεο πξννξηζκνχ. Ζ δπλαηφηεηα multicast κπνξεί λα ζεσξεζεί σο ηκήκα κηαο δέζκεο πνπ απνηειείηαη απφ ηνπο αθφινπζνπο ηξεηο βαζηθνχο ηχπνπο επηθνηλσληψλ. Unicast. Δίλαη ε κεηάδνζε απφ κηα πεγή ζε έλα πξννξηζκφ (point-to-point). Multicast. Έηλαη ε κεηάδνζε απφ κηα πεγή ζε πνιιαπινχο πξννξηζκνχο (point-tomultipoint). Ο φξνο, επίζεο, πεξηιακβάλεη θαη ηηο πεξηπηψζεηο φπνπ κπνξεί λα ππάξρνπλ πεξηζζφηεξεο απφ κηα πεγέο, φπσο, γηα παξάδεηγκα, ε ηειεδηάζθεςε, φπνπ θάζε ζπκκεηέρσλ κπνξεί λα ζεσξεζεί σο κηα πεγή πνπ κεηαδίδεη δεδνκέλα ζηνπο ππφινηπνπο ζπκκεηέρνληεο. 71

72 Broadcast. Δίλαη ε κεηάδνζε απφ κηα πεγή ζε φινπο ηνπο δέθηεο πνπ βξίζθνληαη κέζα ζε έλα ηνκέα. Σα multicast πξσηφθνιια κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζε πιεζψξα εθαξκνγψλ, φπσο ε αλαβάζκηζε ινγηζκηθνχ, ηα θαηαλεκεκέλα ππνινγηζηηθά ζπζηήκαηα (distributed computing), ε δηαλνκή πεξηερνκέλνπ πνιπκέζσλ (multimedia content distribution) θηι. Σν βαζηθφ πιενλέθηεκα ησλ multicast πξσηνθφιισλ, είλαη φηη αλ είλαη επηζπκεηή ε κεηάδνζε ηεο ίδηαο πιεξνθνξίαο ζε πνιιαπινχο απνδέθηεο, δελ ρξεηάδεηαη λα γίλνπλ πνιιαπιά αληίγξαθα θαη αξθεί κφλν έλα. ηε ζπλέρεηα, ην δίθηπν είλαη ππεχζπλν λα πξνσζήζεη ηα παθέηα πξνο φινπο ηνπο πξννξηζκνχο. Χο εθ ηνχηνπ, κεηψλεηαη ην θνξηίν ηνπ δηθηχνπ [4]. ρήκα 3.10 :Unicast θαη Multicast κεηάδνζε 3.12 Οηθνγέλεηα πξσηνθφιισλ ήκεξα, πβξηδηθά δίθηπα BPL ρξεζηκνπνηνχλ αζχξκαην κέζν δηάδνζεο γηα ηελ κεηάδνζε ζήκαηνο απφ ηηο κνλάδεο MT (π.ρ αξρηηεθηνληθή 2) ζηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο 72

73 φπσο είδακε ζην Κεθάιαην 1. Σν θαη ε νηθνγέλεηα πξσηνθφιισλ ηνπ b,a θαη g είλαη ηα βαζηθά πξσηφθνιια αζχξκαηεο δηθηχσζεο θαη πεξηγξάθνληαη παξαθάησ b. Σν b έρεη κέγηζην ξπζκφ κεηάδνζεο 11Mbps θαη ρξεζηκνπνηεί ην CSMA/CA σο κέζνδν πξνζπέιαζεο κέζνπ, φπσο θαη ην αξρηθφ πξφηππν. Λφγσ ηνπ CSMA/CA, ζηελ πξάμε ν κέγηζηνο ξπζκφο κεηάδνζεο πνπ κπνξεί λα πεηχρεη κηα b εθαξκνγή είλαη 5.9Mbps ζε TCP θαη 7.1Mbps ζε UDP. Tν b είλαη κηα άκεζε επέθηαζε ηεο ηερληθήο δηακφξθσζεο DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Σερληθά, ην b ρξεζηκνπνηεί ηελ Complementary Code Keying (CCK) σο ηερληθή δηακφξθσζεο, πνπ είλαη κία δηαθνξνπνίεζε ηνπ CDMA a. Σν πξφηππν a, ρξεζηκνπνηεί ην ίδην βαζηθφ πξσηφθνιιν κε ην αξρηθφ πξφηππν, ιεηηνπξγεί ζηε δψλε 5GHz θαη ρξεζηκνπνηεί 52 sub-carrier OFDM κε έλα κέγηζην raw ξπζκφ κεηάδνζεο 54Mbps, ην νπνίν παξάγεη ξεαιηζηηθή θαζαξή επηηεχμηκε ξπζκναπφδνζε πεξίπνπ ζηα 20Mbps. Ο ξπζκφο κεηάδνζεο κπνξεί λα κεησζεί ζε 48, 36, 24,18, 12, 9 έπεηηα 6Mbps, αλ είλαη απαξαίηεην. Σν a, δελ είλαη δηαιεηηνπξγηθφ κε ην b, εθηφο εάλ ρξεζηκνπνηεζεί εμνπιηζκφο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη ζηα δχν πξφηππα. Γεδνκέλνπ φηη ε δψλε ζπρλνηήησλ 2.4GHz ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο, ε ρξεζηκνπνίεζε ηεο δψλεο 5GHz δίλεη ζην a ην πιενλέθηεκα ηεο κηθξφηεξεο παξεκβνιήο αιιά πεξηνξίδεη ηε ρξήζε ηνπ a ζε LOS g. Απηή ε κνξθή ιεηηνπξγεί ζηα 2.4GHz (φπσο ην b) αιιά επηηπγράλεη έλα κέγηζην αθαηέξγαζην ξπζκφ κεηάδνζεο 54Mbps ή πεξίπνπ θαζαξή ξπζκναπφδνζε 24.7Mbps. Σν ζρήκα δηακφξθσζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζην g είλαη OFDM γηα ξπζκνχο κεηάδνζεο ησλ 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 θαη 54Mbps, θαη κεηαηξέπεηαη (φπσο ην πξφηππν b) ζε CCK γηα 5.5 θαη 11Mbps θαη DBPSK/DQPSK+DSSS γηα 1 θαη 2Mbps. ηνλ Πίλαθα 3.1 παξαηίζεληαη πξνο ζχγθξηζε, ηα ραξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο ησλ βαζηθψλ πξσηνθφιισλ ηεο νηθνγέλεηαο [4]. 73

74 Πίλαθαο 3.1: Υαξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο ησλ βαζηθώλ πξσηνθόιισλ ηεο νηθνγέλεηαο

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Αμηνπνίεζε ηεο BPL Σερλνινγίαο 4.1 Γεληθά Πάξα πνιιέο εηαηξίεο άξρηζαλ λα δξαζηεξηνπνηνχληαη ζε δηάθνξεο ρψξεο ηνπ θφζκνπ γηα ηελ αμηνπνίεζε ηεο BPL ηερλνινγίαο. Μέζσ ηεο BPL ηερλνινγίαο, ν ηειηθφο ρξήζηεο κπνξεί λα έρεη πξφζβαζε ζε έλα επξχ θάζκα ππεξεζηψλ, απφ ηελ απιή επξπδσληθή πξφζβαζε ζην Γηαδίθηπν θαη ηηο εθαξκνγέο ηνπ κέρξη εθαξκνγέο ηνπ έμππλνπ (Smart Home Applications) θαζψο θαη ηηο εθαξκνγέο έμππλνπ δηθηχνπ(smart Grid Applications). 4.2 Σειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο BPL Σα BPL δίθηπα πξνζθέξνπλ δηάθνξεο ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο ψζηε λα είλαη αληαγσληζηηθά έλαληη ησλ άιισλ αληίζηνηρσλ ηερλνινγηψλ κε ζθνπφ ηελ πξνζέιθπζε φιν θαη πεξηζζφηεξσλ ζπλδξνκεηψλ Πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν Ζ πην δηαδεδνκέλε θαη ρξεζηκνπνηνχκελε ππεξεζία ζηα κνληέξλα BPL δίθηπα είλαη ε πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν. Πνιιαπιέο κειέηεο πνπ πεξηιακβάλνπλ πνιπάξηζκεο κεηξήζεηο, έρνπλ γίλεη γηα ηελ εμαγσγή αζθαιψλ ζπκπεξαζκάησλ ζρεηηθά ηα ραξαθηεξηζηηθά κεηάδνζεο ησλ δηαθφξσλ δηθηχσλ θαη ηελ δεκηνπξγία κνληέισλ πνπ ηα 75

76 πξνζνκνηψλνπλ. Χζηφζν, ηα ραξαθηεξηζηηθά απηά ζπλερψο αιιάδνπλ ιφγσ ηεο ηαρχηαηεο αλάπηπμεο λέσλ ππεξεζηψλ, ηελ σξίκαλζε ησλ ελζχξκαησλ δηθηχσλ θαη ηεο αχμεζεο ηνπ αξηζκνχ ησλ ρξεζηψλ ησλ ζπζηεκάησλ απηψλ. Ζ εθαξκνγή πνπ θαηά θφξνλ ρξεζηκνπνηείηαη ζην δηαδίθηπν έηλαη ην World Wide Web (www). Έηζη, ηα ηειεπηαία κνληέια θίλεζεο αλαπαξηζηνχλ ηελ ζπκπεξηθνξά ησλ ρξεζηψλ αλαθνξηθά κε www πξφηππν. Ο ραξαθηεξηζκφο θαη ε κνληεινπνίεζε ηεο www θίλεζεο γίλεηαη πάλσ ζηα παξαθάησ επίπεδα: Δπίπεδν ζπλφδνπ (Session level). Aλαπαξηζηά ηελ ζχλνδν ελφο ρξήζηε κε έλα www browser απφ ηελ έλαξμε ηεο θαη θαζ φιε ηελ δηάξθεηαο ηεο πεξηήγεζεο ζηνλ ηζηφ. Δπίπεδν ζειίδαο (Page Level). Πεξηιακβάλεη επηζθέςεηο ζε κηα www ζειίδα ζεσξψληαο ηελ σο ζχλνιν αξρείσλ ( HTML, εηθφλεο, ήρνπο θ.α) Δπίπεδν παθέηνπ (Packet Level). Δίλαη ην ρακειφηεξν επίπεδν πνπ αλαπαξηζηά ηελ κεηάδνζε ησλ IP παθέησλ. Μηα ζχλνδνο θαζνξίδεηαη απφ ηελ εξγαζία ελφο ρξήζηε ζε έλα www browser, φπσο θαηέβαζκα θαη ρξήζε ζειίδσλ. Ζ κεηάδνζε θάζε αληηθεηκέλνπ ηεο ζειίδαο πξνθαιεί ηελ δεκηνπξγία κηαο μερσξηζηήο TCP ζχλδεζεο. Καηά ηε δηάξθεηα απηήο, αλάκεζα ζε πνκπφ θαη δέθηε αληαιιάζζνληαη δεδνκέλα θαη δηάθνξα κελχκαηα ειέγρνπ, φπσο ηα TCP acknowledgements. Γηα λα κεηαδνζνχλ πάλσ ζε έλα δίθηπν, ηα IP παθέηα κεηαθέξνληαη απφ ην αλψηεξν ζηξψκα ζην θπζηθφ ζηξψκα. Απφ ηελ νπηηθή ηνπ θπζηθνχ ζηξψκαηνο ηα IP παθέηα θαίλνληαη σο κνλάδεο δεδνκέλσλ εηζφδνπ [4] Σειεθσλία Σα BPL δίθηπα ρξεηάδεηαη λα ππνζηεξίδνπλ ηελ θιαζζηθή ηειεθσλία ιφγσ ηεο κεγάιεο ζεκαζίαο θαη ηεο πςειήο δεκνηηθφηεηαο πνπ έρεη έσο θαη ζήκεξα αθνχ είλαη εμαηξεηηθά απιή θαη νηθεία γηα ζρεδφλ ην ζχλνιν ηνπ πιεζπζκνχ θάζε ρψξαο. ηελ θιαζζηθή ηειεθσλία έλα ζηαζεξφ ηκήκα ηεο ζπλνιηθήο ρσξεηηθφηεηαο θαηαλέκεηαη ζε θάζε ζχλδεζε γηα φιε ηελ δηάξθεηα πνπ ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηνλ ρξήζηε [4]. 76

77 4.2.3 Τπεξεζία VoIP (Voice over IP) Ζ θσλή σο ηειεπηθνηλσληαθή εθαξκνγή είλαη κε ζπλερήο δηαδηθαζία θαη απνηειείηαη απφ θελέο θαη ελεξγέο πεξηφδνπο. Απηφ νθείιεηαη ζηελ θχζε ηεο νκηιίαο κεηαμχ ησλ αλζξψπσλ πνπ πεξηέρεη ζησπή κεηαμχ ησλ ιέμεσλ ή ησλ πξνηάζεσλ φηαλ ν ζπλνκηιεηήο πεξηκέλεη ηνλ νκηιεηή λα νινθιεξψζεη ην θνκκάηη ηνπ ιφγνπ ηνπ. Σν εχξνο δψλεο πνπ αλαηίζεηαη ινηπφλ είλαη ην ίδην θαηά ηελ δηάξθεηα ησλ θελψλ δηαζηεκάησλ, θάηη πνπ δελ είλαη απνηειεζκαηηθφ. Πνιιαπιέο κέζνδνη έρνπλ πξνηαζεί γηα ηελ αμηνπνίεζε ησλ θελψλ δηαζηεκάησλ κέζσ θαηάιιεισλ κεραληζκψλ πνπ έρνπλ αλαιπζεί ζε δηάθνξεο έξεπλεο. Ζ ηειεθσλία κε κεηαγσγή παθέηνπ, είλαη αθφκε κηα ιχζε γηα ηελ πιήξε αμηνπνίεζε ησλ πφξσλ ηνπ δηθηχνπ θαη είλαη απφ ηηο ππεξεζίεο πνπ είλαη δπλαηφλ λα παξέρνπλ ηα BPL δίθηπα. ε ηέηνηνπ είδνπο ζπλδέζεηο ε πιεξνθνξία ηεο θσλήο κεηαδίδεηαη κφλν θαηά ηα ελεξγά δηαζηήκαηα, ελψ ζηα λεθξά δηαζηήκαηα ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο αμηνπνηείηαη απφ άιιεο ππεξεζίεο. Με απηφ ηνλ ηξφπν, δεδνκέλα θαη θσλή απφ άιιε ζχλδεζε νκηιίαο κπνξνχλ λα κεηαδνζνχλ ζην ίδην θαλάιη. Σα ραξαθηεξηζηηθά απηψλ ησλ ζπλδέζεσλ είλαη ε δηάξθεηα ησλ ελεξγψλ πεξηφδσλ (talkpurts) θαη ε δηάξθεηα ησλ ζησπειψλ πεξηφδσλ (silent periods). ρήκα 4.1: Δλεξγά θαη παζεηηθά δηαζηήκαηα θαηά ηελ δηάξθεηα ζπλνκηιίαο Σν πξφβιεκα κε απηνχ ηνπ ηχπνπ ηηο κεηαδφζεηο είλαη φηη ε κε ζπλερήο ξνή ησλ δεδνκέλσλ πνπ κπνξεί λα επηθέξεη αηζζεηέο θαζπζηεξήζεηο ζηελ πεξίπησζε πνπ πνιινί ρξήζηεο ρξεζηκνπνηήζνπλ ην ίδην κέζν. Γηα ηνλ ιφγν απηφ έρνπλ νξηζηεί θάπνηα φξηα γηα ηελ κέγηζηε θαζπζηέξεζε πνπ κπνξεί λα ππάξρεη ζηε κεηάδνζε ησλ παθέησλ. Ζ 77

78 ηερλνινγία VoIP επηηξέπεη ηελ δξνκνιφγεζε ησλ θσλεηηθψλ ζπλνκηιηψλ πάλσ ζην δηαδίθηπν θαη θάζε άιιν IP δίθηπν φπσο είλαη ην BPL. Σα δεδνκέλα θσλήο ξένπλ σο IP παθέηα πάλσ ζε κηα επξπδσληθή ζχλδεζε ζε αληίζεζε κε ηελ παξαδνζηαθή ηειεθσληθή γξακκή. Ζ θίλεζε θσλήο κπνξεί λα παξακείλεη πάλσ ζην IP δίθηπν ή λα δηαζθνξπηζηεί απφ δηαθνξεηηθά επίπεδα ηνπ δηθηχνπ ζην PSTN δίθηπν. Σν VoIP κπνξεί λα παξέρεη θαη άιιεο ππεξεζίεο φπσο voice mail ππεξεζίεο, εθηξνπή θιήζεο, ζπλνκηιία γηα ηξεηο θαη ζπλνκηιία ζπλαθξφαζεο. Έλα απφ ηα πιενλεθηήκαηα ηνπ BPL, είλαη φηη νη θιήζεηο κεηαμχ ηειηθψλ ρξεζηψλ πνπ βξίζθνληαη ζην ίδην δίθηπν δηαλνκήο δελ ρξεηάδεηαη λα πεξάζνπλ ζε άιιν ηειεπηθνηλσληαθφ δίθηπν PSTN. Απηφ ζεκαίλεη πσο ε ππεξεζία θσλήο παξέρεηαη ρσξίο θαλέλα επηπιένλ θφζηνο φηαλ θαη νη δχν ρξήζηεο ηεο ζπλνκηιίαο είλαη ρξήζηεο BPL. Μειέηεο γηα ηελ VoIP, έρνπλ δείμεη πσο νη QoS απαηηήζεηο ησλ ππεξεζηψλ απηψλ είλαη δπλαηφλ λα ηθαλνπνηεζνχλ ζε δίθηπα κε ρακειή θίλεζε. Αληηζέησο ζε ππεξθνξησκέλα IP δίθηπα ε απφδνζε κεηψλεηαη αηζζεηά. Λφγσ ηνπ γεγνλφηνο απηνχ πνιινί κεραληζκνί γηα έιεγρν ζπκθφξεζεο (traffic control) έρνπλ κειεηεζεί, ψζηε λα εμαζθαιίζνπλ ηελ απαξαίηεηε πνηφηεηα ππεξεζηψλ γηα απηνχ ηνπ είδνπο ηηο ππεξεζίεο [4] IPTV Ζ ηειεφξαζε πξσηνθφιινπ Γηαδηθηχνπ (IPTV ή Internet Protocol Television) είλαη κηα ηερλνινγία πνπ αλαπηχζζεηαη πάξα πνιχ γξήγνξα ηελ κεηάδνζε ηειεφξαζεο θαζψο θαη άιισλ ππεξεζηψλ. Ζ ιεηηνπξγηθφηεηα ηεο IPTV είλαη κεγάιε θαη θπκαίλεηαη απφ ηελ αγνξά, ηελ θσδηθνπνίεζε θαη απνθσδηθνπνίεζε, ηνλ έιεγρν πξφζβαζεο θαη δηαρείξηζεο βίληεν, κέρξη ηελ παξάδνζε ηεο ςεθηαθήο ηειεφξαζεο, βίληεν θαηά απαίηεζε (Video On Demand), πξνβνιή απνζεθεπκέλσλ πξνγξακκάησλ, θαζψο θαη ελφο πιήζνπο ππεξεζηψλ πνιπκέζσλ [13] Δθαξκνγέο θαη ππεξεζίεο ηεο IPTV Μεξηθέο βαζηθέο εθαξκνγέο γηα ηελ αξρηθή αλάπηπμε ηεο IPTV είλαη ε κεηάδνζε ςεθηαθήο ηειεφξαζεο ξαδηνθσληθήο θαη επηιεγκέλε ρξήζηεο βίληεν (Video on Demand). Απηέο νη εθαξκνγέο επηηξέπνπλ ζηνπο θνξείο παξνρήο ππεξεζηψλ λα αξρίζνπλ 78

79 ηελ πξνζθνξά triple play (βίληεν, θσλή θαη δεδνκέλσλ). Δπηπξφζζεηεο εθαξκνγέο, κπνξνχλ λα επηηξαπνχλ αθφηνπ ηνπνζεηεζεί ε IPTV [13] Μεηάδνζε ςεθηαθήο ηειεφξαζεο(digital Broadcast TV) Ζ ζπκβαηηθή ςεθηαθή ηειεφξαζε κεηαδίδεηαη ζηνπο ζπλδξνκεηέο κέζσ αλαβαζκηζκέλσλ εγθαηαζηάζεσλ θαισδηαθήο ηειεφξαζεο ή δνξπθνξηθψλ ζπζηεκάησλ. Ζ εκθάληζε ηεο ηερλνινγίαο Γηαδηθηχνπ πςειήο-ηαρχηεηαο DSL φπσο ADSL2, ADSL2+ θαη VDSL, θάλεη ηελ IPTV επηηαθηηθή θαη αληαγσληζηηθή ελαιιαθηηθή ιχζε. Ζ IPTV έρεη ηε δπλαηφηεηα λα πξνζθέξεη ππεξεζίεο ζηνπο ζπλδξνκεηέο πνπ μεπεξλνχλ ηηο παιηέο πξνζθνξέο ησλ πξνκεζεπηψλ ηεο παξαδνζηαθήο, θαισδηαθήο θαη δνξπθνξηθήο κεηάδνζεο. Ζ IPTV πεξηζζφηεξε πνηθηιία ζε πεξηερφκελν θαη κεγαιχηεξν αξηζκφ θαλαιηψλ. Απηφ θαζηζηά ηθαλή ηε δηαζεζηκφηεηα ζε κηα πνηθηιία πεξηερνκέλνπ γηα λα εμππεξεηήζεη ηα ζπκθέξνληα ηεο αγνξάο, ησλ εηδηθψλ νκάδσλ θαη ησλ δεκνγξαθηθψλ θνηλνηήησλ. Αληίζεηα απφ ηε ζπκβαηηθή κεηάδνζε, ηελ θαισδηαθή θαη ηε δνξπθνξηθή, φπνπ φια ηα θαλάιηα κεηαδίδνληαη ηαπηφρξνλα ζην ζπίηη ησλ ζπλδξνκεηψλ, ε IPTV κεηαδίδεη κφλν εθείλα ηα θαλάιηα πνπ βιέπεη ν ζπλδξνκεηήο αιιά πξαθηηθά έρεη ηελ δπλαηφηεηα λα πξνζθέξεη απεξηφξηζην θαλαιηψλ. Με κηα δπν δξφκσλ δπλαηφηεηα ζπλδπαζκέλεο αιιειεπίδξαζεο, πνπ είλαη έκθπηε ζηελ IPTV ιφγσ ηεο ζπκβαηφηεηαο ηεο κε ηελ IP, νη θαηαλαισηέο έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα παξαθνινπζνχλ φηη ζέινπλ θαη φπνηε ζέινπλ [13] Video on Demand (VoD) Ζ VoD ππεξεζία παξέρεη ζε μερσξηζηνχο ρξήζηεο ηελ δπλαηφηεηα λα επηιέμνπλ έλα πξφγξακκα video θαη λα ην δνπλ κε ηελ δηθή ηνπο άλεζε. Απηφ επηηξέπεη ζηνλ παξνρφ ππεξεζίαο ηελ παξνρή ππεξεζηψλ φπσο Σαηλίεο θαηά δήηεζε, φπνπ ν ρξήζηεο ζα επηιέγεη ηελ ηαηλία ηεο επηινγήο ηνπ απφ κηα βηβιηνζήθε ηαηληψλ πνπ είλαη δηαζέζηκεο απφ ηνλ παξνρφ. 79

80 Απνζεθεπκέλα πξνγξάκκαηα, φπσο αζιεηηθά γεγνλφηα, ηειενπηηθά shows θαη δειηία ελεκέξσζεο, πνπ ν ρξήζηεο κπνξεί λα δεη κηα άιιε ρξνληθή ζηηγκή. Σειενπηηθά θαλάιηα. ρήκα 4.2: Απαηηήζεηο εύξνπο δώλεο γηα ηελ παξνρή triple play ππεξεζηώλ Ο ζπλδπαζκφο ηνπ VoD κε ηελ παξνρή δηαδηθηπαθήο πξφζβαζεο θαη ηειεθσλίαο νλνκάδεηαη triple play. Οη απαηηήζεηο εχξνπο δψλεο γηα ηελ παξνρή triple play ππεξεζηψλ θαίλεηαη ζην ρήκα 4.2 [13] Σειεπαξαθνινχζεζε νηθίαο Παξά ην γεγνλφο φηη κεξηθά λέα θηίξηα έρνπλ ήδε εγθαηεζηεκέλν δίθηπν νπηηθψλ ηλψλ, ε πιεηνςεθία ησλ νηθηζηηθψλ θηηξίσλ δελ έρνπλ εγθαηεζηεκέλν θάπνηνπ είδνπο δηθηχσζεο. Σα δίθηπα BPL κπνξνχλ λα παξέρνπλ ηελ δπλαηφηεηα πνιιψλ εθαξκνγψλ ηειεπαξαθνινχζεζεο ρσξίο ηελ αλάγθε εγθαηάζηαζεο λέσλ θαισδίσλ. ην ρήκα 4.3 παξνπζηάδεηαη έλα ηππηθφ ζελάξην ηειεπαξαθνινχζεζεο θαηνηθίαο πνπ βαζίδεηαη ζηελ ηερλνινγία BPL. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο νη ζπζθεπέο παξαθνινχζεζεο νη νπνίεο κπνξεί λα είλαη κηα ηππηθή camera ζα ρξεηαζηνχλ έλα BPL modem γηα ηελ επηθνηλσλία κε ην BPL δίθηπν. Πξνθαλψο, θάπνηεο ζπζθεπέο κπνξνχλ λα κνηξαζηνχλ έλα BPL modem. Γηα παξάδεηγκα έλα computer, έλα IP ηειέθσλν θαη κία IP θάκεξα κπνξνχλ φια καδί λα ζπλδεζνχλ ζε έλα hub πνπ κε ηε ζεηξά ηνπ ζπλδέεηαη κε έλα BPL modem [4]. 80

81 ρήκα 4.3: Σειεπαξαθνινύζεζε νηθίαο κέζσ BPL Γηαζεζηκφηεηα ζηελ αγνξά Παξαθάησ παξνπζηάδνπκε έλα πίλαθα κε ηηο Δηαηξίεο πνπ πξνζθέξνπλ ηειεπηθνηλσληαθέο ππεξεζίεο BPL θαζψο θαη ζε πνηεο ρψξεο ππάξρεη απηή ε δπλαηφηεηα. Δηαηξίεο Πεξηνρέο Σειεθσλία Internet VOIP Τπεξεζίεο IPTV Σειεπαξαθνινχζεζε Οηθίαο Powerlines Communications Cincinati Communications ανπδηθή Αξαβία Αίγππηνο ηλζηλάηη E-Line Καιηθφξληα ipowa Νφηηνο Αθξηθή 81

82 IBEC Βηξηδίληα Αιακπάκα Ηληηάλα Γνπηζθφλζηλ Μίζηλγθαλ Οράην Πελζπιβάληα Μέξπιαλη Σέμαο Corinex/Empresa Κνπίην, Δθνπαδφξ Corinex/ Bell Alliant Αηιαληηθφ Καλαδά Corinex/IIIT Ηλδία Corinex/SABA Electric Corinex/dV8 Telecoms Grindline Comunications Main.net/VYPE Main.net/ Stadtwerke Main.net/ Linz Storm AG Main.net/ ASM SpA Αίγππηνο Νφηην Αθξηθή Νέν Μέμηθν Μέηλρελ, Γεξκαλία Υάκιελ, Γεξκαλία Λίλδ,Απζηξία Μπξέζηα, Ηηαιία Corinex/CYTA Ξελνδνρεία ε Κχπξν [6],[18],[19],[20],[21],[22],[23],[24] Πίλαθαο 4.1: Δηαηξίεο ηειεπηθνηλσληαθώλ ππεξεζηώλ BPL 82

83 4.3 Σν έμππλν ζπίηη (Smart Home) Σν Έμππλν πίηη είλαη ην ζπίηη ηνπ κέιινληνο φπσο ζέινπλ λα ην νλνκάδνπλ νη εηαηξίεο πνπ κπαίλνπλ δπλακηθά ζε απηήλ ηελ αγνξά. Κάζε ζπζθεπή ηνπ ζπηηηνχ ζα είλαη δηθηπσκέλε κε θάζε άιιε ελψ φιεο ζα έρνπλ πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν. Με απηφ ηνλ ηξφπν νη παξαδνζηαθέο εξγαζίεο πνπ γίλνληαη θαζεκεξηλά απνθηνχλ δηαθνξεηηθφ λφεκα αθνχ κπνξνχλ λα γίλνπλ επθνιφηεξα θαη πην δηαζθεδαζηηθά. Σν BPL κπνξεί λα βνεζήζεη ζε απηήλ ηελ θαηεχζπλζε αθνχ είλαη ην κφλν δίθηπν πνπ κπνξεί λα έρεη απηφκαηα πξφζβαζε θάζε ζπζθεπή ηνπ ζπηηηνχ. ην ρήκα 4.4 θαίλεηαη έλα κνληέξλν ζπίηη πνπ εθκεηαιιεχεηαη ηελ ηερλνινγία BPL γηα ηελ δηαρείξηζε ησλ ζπζθεπψλ θαη ησλ άιισλ δηαηάμεσλ. ην ρψξν ηνπ έμππλνπ ζπηηηνχ θαη γεληθφηεξα ηεο απηνκαηνπνίεζεο ζπζθεπψλ πνιιά πξντφληα έρνπλ θάλεη ηελ εκθάληζε ηνπο ηα ηειεπηαία ρξφληα ελψ θάζε εηαηξία πξνζπαζεί λα δεκηνπξγήζεη ην δηθφ ηεο πξφηππν δηθηχσζεο ζπηηηνχ πνπ θεξδίζεη θνκκάηη ηεο φιν θαη πεξηζζφηεξν αληαγσληζηηθήο αγνξάο. Σα βαζηθφηεξα απφ απηά ηα πξφηππα δηθηχσζεο είλαη LonWorks KONNEX (EIBA,BCI,EHSA) European Home System Association (EHSA) EIB BatiBus Club International (BCI) OSGi Alliance CECED Home Appliances Interoperating Network Home Electronic System (HES) BACNet CEBus Simple Control Protocol (SCP) PowerBus Echonet [4],[12] 83

84 ρήκα 4.4: Σν έμππλν ζπίηη Έιεγρνο Φσηηζκνχ (lighting Control) Αηζζεηήξεο ξπζκίδνπλ απηφκαηα ην επίπεδν ηερλεηνχ θσηηζκνχ ζε έλα δσκάηην βαζηζκέλν ζην πνζφ θπζηθνχ θσηφο πνπ αληηπξνζσπεχνπλ ή αθφκα θαη αλ αληρλεπηεί φηη δελ ππάξρεη θαλείο κέζα ζε έλα δσκάηην. Οη αηζζεηήξεο ζε ζπλδπαζκφ κε πξνγξάκκαηα ρξνλνπξνγξακκαηηζκνχ, κπνξνχλ λα ειέγμνπλ ηνλ θσηηζκφ θσο ηνπ ήιηνπ κε ην ζρεδηαζκφ ησλ πξνγξακκάησλ, κπνξνχλ ειέγμνπλ πεξαηηέξσ ην θσηηζκφ θαη λα κεηψζνπλ ηηο δαπάλεο ζηηο πεξηνρέο πνπ δελ ιακβάλνπλ πνιχ θπζηθφ θσηηζκφ. Ο ρξνλνπξνγξακκαηηζκφο κπνξεί επίζεο λα κεηψζεη ηα επίπεδα θσηηζκνχ βαζηζκέλα ζηα θαζεκεξηλά θαη επνρηαθά ρξνλνδηαγξάκκαηα. Μπνξείηε αθφκε θαη λα ειέγμεηε ηνλ θσηηζκφ κέζσ ηνπ Γηαδηθηχνπ [12]. 84

85 4.3.2 Έιεγρνο Θεξκνζηάηε Μέζσ ηειερεηξηζκνχ ππάξρεη ε δπλαηφηεηα λα ξπζκίζηεη ε ζεξκνθξαζία απφ ην βξάδπ θξεβάηη ή αθφκε θαη απφ έλα θηλεηφ ηειέθσλν ελψ είζαζηε ζην δξφκν γηα ην ζπίηη. Μπνξεί αθφκε κέζσ εηδηθψλ ζεκάησλ λα ζηαιεί εηδνπνίεζε πξνο εζάο εάλ ε ζεξκνθξαζία είλαη πνιχ ρακειή (γηα ηελ απνηξνπή παγψκαηνο ησλ ζσιήλσλ) ή πνιχ πςειή (γηα ηελ πξνζηαζία ησλ θαηνηθίδησλ δψσλ, ησλ θπηψλ ζαο, θ.ιπ.). Δπίζεο ππάξρεη θαη ε δπλαηφηεηα ειέγρνπ ηνπ ζεξκνζηάηε κέζσ Γηαδηθηχνπ θαη ζπγθεθξηκέλσλ δηεπαθψλ [12]. ρήκα 4.5:Θεξκνζηάηεο κε δπλαηόηεηα ειέγρνπ από ην Γηαδίθηπν 85

86 4.3.3 Αζθάιεηα ρψξνπ θαη έιεγρνο εηζφδσλ Αλ θαη ηα ππάξρνληα ζπζηήκαηα αζθάιεηαο βξίζθνληαη ζε ψξηκν ζηάδην, κε ηελ εηζαγσγή ηεο ηερλνινγίαο BPL θαη ηελ ζχλδεζε φισλ ησλ ζπζθεπψλ κε ην δηαδίθηπν κπνξνχλ λα πξνθχςνπλ λένπ είδνπο ππεξεζίεο. Μεξηθέο απφ απηέο είλαη ε ρξήζε έμππλσλ αηζζεηήξσλ θαη αληρλεπηψλ θίλεζεο, ε επνπηεία ηνπ ρψξνπ κε web-cameras θάζε ζηηγκή, ν θεληξηθφο έιεγρνο ηνπ θσηηζκνχ θαη ησλ παξαζπξφθπιισλ γηα ηελ δεκηνπξγία εληχπσζεο παξνπζίαο ζε εμνρηθέο θαηνηθίαο γηα ηελ πξφιεςε θινπήο, ν ζπλαγεξκφο θσηηάο, ε άκεζε επηθνηλσλία κε ηελ αζηπλνκία θαη ηελ ππξνζβεζηηθή θαη ε κεηάδνζε αλαιπηηθψλ δεδνκέλσλ γηα ην πξφβιεκα θαη άιια. ηα αξλεηηθά πξέπεη λα αλαθέξνπκε φηη ε ζχλδεζε κε ην δηαδίθηπν κπνξεί λα ειαρηζηνπνηήζεη ηα πξφηππα αζθάιεηαο κε ηηο πηζαλέο επηζέζεηο απφ hackers ηνπ δηαδηθηχνπ. Δπίζεο κέζσ απηψλ ησλ ζπζηεκάησλ ππάξρεη ε δπλαηφηεηα ειέγρνπ ησλ εηζφδσλ φπσο εηζφδνπ ζηελ πεξηνχζηα απφ απνκαθξπζκέλα ζεκεία κέζα ζην ζπίηη θαζψο θαη κέζσ Γηαδηθηχνπ. ε πην εμειηγκέλα θαη αθξηβά ζπζηήκαηα κπνξνχκε λα ειέγρνπκε ηελ είζνδν ζην ζπίηη αθφκα θαη κε αλαγλψξηζε δαθηπιηθψλ απνηπκάησλ [12].. ρήκα 4.6: Έμππλν ζύζηεκα αζθαιείαο 86

87 4.3.4 πζηήκαηα ηειεεηδνπνίεζεο. Σν έμππλν ζπίηη κέζσ ηεο ηερλνινγίαο BPL κπνξεί λα παξέρεη παξνρήο θξνληίδαο θαη επνπηείαο ζε ειηθησκέλνπο αλζξψπνπο θαη ζε κηθξά παηδηά. Ζ απμαλφκελε αλάγθε γηα κεηαθηλήζεηο ζην κνληέξλν ηξφπν δσήο θαη ηα επεθηεηλφκελα σξάξηα εξγαζίαο έρνπλ νδεγήζεη ζηελ φιν θαη κεηνχκελε θξνληίδα απηψλ ησλ επαίζζεησλ νκάδσλ θαη έηζη κε βάζε ηελ ηερλνινγία BPL ππάξρεη ε δπλαηφηεηα ηειεπαξαθνινχζεζεο θαη ε ηειεεηδνπνίεζε κέζσ αηζζεηήξσλ ζψκαηνο. Δπίζεο, ππάξρεη ε δπλαηφηεηα κεηάδνζεο ηαηξηθψλ δεδνκέλσλ (π.ρ. παικνί, αξηεξηαθή πίεζε) θαη ε επίβιεςε ηνπο απφ ην πιεζηέζηεξν λνζνθνκείν ψζηε λα ιεθζεί γξήγνξα θάπνηα αλαγθαίν κέηξν [12] Έμππλε θνπδίλα. Ζ Έμππλε θνπδίλα είλαη έλα ζχζηεκα ππεξεζηψλ πνπ κπνξεί λα πξνζθέξεη πιήξε απηνκαηνπνίεζε ζηηο ειεθηξηθέο ζπζθεπέο ηεο θνπδίλαο κίαο νηθίαο. πζθεπέο φπσο ην ςπγείν ή ν ειεθηξηθφο θνχξλνο κπνξνχλ λα έρνπλ πξφζβαζε ζην δηαδίθηπν θαη κε βάζε ηελ νζφλε LCD, ν ρξήζηεο λα βιέπεη ηα δηαζέζηκα πξντφληα ζε ζχλδεζε κε ηνλ server ελφο θαηαζηήκαηνο θαη έπεηηα λα παξαγγέιλεη ην πξντφλ ηεο επηζπκίαο ηνπ. Αθφκα, γηα παξάδεηγκα έλα ςπγείν κπνξεί λα παξαγγείιεη θαγεηφ κέζσ ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο αλάινγα κε ην πεξηερφκελφ ηνπ θαη ηνλ πξνγξακκαηηζκφ ηνπ ή επίζεο λα ζηείιεη νδεγίεο καγεηξηθήο ζην θνχξλν κηθξνθπκάησλ [12] Φπραγσγία. Ο ηνκέαο ηεο δηαζθέδαζεο γίλεηαη φιν θαη πην ζεκαληηθφο ηα ηειεπηαία ρξφληα. εκαληηθέο πξνζδνθίεο πξνθχπηνπλ απφ ηελ αχμεζε επθπψλ εθαξκνγψλ θαη ηελ εχθνιε αληαιιαγή δεδνκέλσλ κεηαμχ ησλ ζπζθεπψλ. ε απηφ ην ζηάδην, πνιινί Ζ/Τ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ιφγνπο ςπραγσγίαο θαη ζπλδένληαη κε ηελ ηειεφξαζε θαη ηα ζπζηήκαηα ήρνπ. Έηζη πνιιέο επθαηξίεο παξνπζηάδνληαη, φπσο γηα παξάδεηγκα ε 87

88 πξνβνιή ηαηληψλ πνπ είλαη απνζεθεπκέλεο ζηνλ Ζ/Τ ζηελ νζφλε ηεο ηειεφξαζεο ή λα επηιεγεί μερσξηζηφ κνπζηθφ πξνθίι γηα θάζε δσκάηην ηνπ ζπηηηνχ [12]. 4.4 Σν έμππλν δίθηπν (smart grid) Γεληθά Σν βαζηθφ ζχζηεκα ιεηηνπξγίαο ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ ηνπ θφζκνπ δελ έρεη αιιάμεη ηα ηειεπηαία 100 ρξφληα. Έρεη παξακείλεη νπζηαζηηθά ην ίδην, αλ θαη ν αξηζκφο ησλ πειαηψλ θαη νη αλάγθεο ηνπο έρνπλ απμεζεί εθζεηηθά. Οη Δηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζε φιν ηνλ θφζκν πξνζπαζνχλ λα θαηαιάβνπλ πψο λα θέξνπλ ηα δίθηπά ηνπο ζην 21ν αηψλα θαη ηελ ςεθηαθή ηερλνινγία. Απηή ε πξνζπάζεηα γηα λα γίλεη ην ειεθηξηθφ δίθηπν πην έμππλν γεληθά αλαθέξεηαη θαη σο δεκηνπξγία ελφο «έμππλνπ δηθηχνπ». Ζ βηνκεραλία αθνινπζεί απηή ηελ κεηακφξθσζε ζε έλα έμππλν δίθηπν βειηηψλνληαο ηηο κεζφδνπο παξάδνζεο θαη θαηαλάισζεο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Ζ κεηακφξθσζε ηνπ ζπκβαηηθνχ δηθηχνπ ζε έλα έμππλν δίθηπν κπνξεί λα θαλεί θαη ζαλ κηα πεξηβαιινληηθή ιχζε αθνχ ζπκβάιεη ζηελ αληηκεηψπηζε ηνπ πξνβιήκαηνο ηεο θιηκαηηθήο αιιαγήο. Δλψ νη ιεπηνκέξεηεο πνηθίιινπλ ζε κεγάιν βαζκφ, ην έμππλν δίθηπν γεληθά νξίδεηαη ζαλ έλα επθπέο, απηφκαηα εμηζνξξνπεκέλν θαη απηνειεγρφκελν ειεθηξηθφ δίθηπν πνπ δέρεηαη νπνηαδήπνηε πεγή θαπζίκσλ (άλζξαθαο, ήιηνο, αέξαο) θαη ηελ κεηαζρεκαηίδεη ζηελ ηειηθή ρξήζε (ζεξκφηεηα, ειεθηξηζκφ, δεζηφ λεξφ ) ελφο θαηαλαισηή, κε ηελ ειάρηζηε αλζξψπηλε επέκβαζε. Δίλαη έλα ζχζηεκα πνπ ζα επηηξέςεη ζηελ θνηλσλία γηα λα βειηηζηνπνηήζεη ηε ρξήζε ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο θαη λα ειαρηζηνπνηήζεη ηελ ζπκβνιή καο ζην πεξηβαιινληηθφ πξφβιεκα. Δίλαη έλα δίθηπν πνπ έρεη ηε δπλαηφηεηα ζηελ αίζζεζε λα αλαγλσξίδεη πφηε έλα κέξνο ηνπ ζπζηήκαηφο ππεξθνξηψλεηαη θαη λα αιιάμεη ηελ δηαδξνκή ψζηε λα κεηψζεη ηελ ππεξθφξησζε θαη απνηξέπεη κηα πηζαλή θαηάζηαζε δηαθνπήο ιεηηνπξγίαο ηνπ δηθηχνπ. Δίλαη έλα δίθηπν πνπ επηηξέπεη ηε ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν επηθνηλσλία κεηαμχ ηνπ θαηαλαισηή θαη ηεο εηαηξίαο παξνρήο ειεθηξηζκνχ πνπ επηηξέπεη ηνλ ππνινγηζκφ ηεο ελεξγεηαθήο ρξήζεο ελφο θαηαλαισηή βαζηζκέλε ζηηο πεξηβαιινληηθέο ή/θαη ζηηο ηηκέο πξνηίκεζεο [4]. 88

89 4.4.2 Απηφκαηε αλάγλσζε κεηξεηή (AMR) Γηα ην κεγαιχηεξν δηάζηεκα ηνπ 20νχ αηψλα ε ρξέσζε γηα ηελ θαηαλάισζε ξεχκαηνο βαζηδφηαλ ζηελ εμέηαζε ησλ ειεθηξνκεραληθψλ ξνινγηψλ θάζε ρξήζηε κέζσ ηνπ θαηάιιεινπ πξνζσπηθνχ θαη ηελ θαηαγξαθή ησλ ηηκψλ θαηαλάισζεο ζε έλα βηβιίν αξρείνπ. Μέζσ ησλ πξφζθαησλ εμειίμεσλ ε ρεηξνθίλεηε εξγαζία δίλεη ηελ ζέζε ηεο ζηα ζπζηήκαηα απηφκαηεο κέηξεζεο (AMR). Με ηελ απηφκαηε αλαγλψξηζε κεηξεηή, νη εηαηξίεο παξνρήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο είλαη ζε ζέζε λα γλσξίδνπλ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν ηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο θάζε νηθείαο, επηρείξεζεο, βηνκεραλίαο θηι. Απηφ θαη κφλν ην γεγνλφο απνηειεί ηεξάζηην φθεινο θαη εμνηθνλφκεζε νηθνλνκηθψλ θαη αλζξσπίλσλ πφξσλ, αθνχ ζήκεξα ε εηαηξίεο απαζρνινχλ ζεκαληηθφ ηκήκα ηνπ αλζξψπηλνπ δπλακηθνχ ηνπο γηα ηε κέηξεζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηνπο κεηξεηέο ή ππνζέηεη έλα πνζφ θαηαλάισζεο κε βάζε ζηαηηζηηθά δεδνκέλα θαη ζε επφκελνπο ινγαξηαζκνχο δηνξζψλεη ηηο απνθιίζεηο απφ ηελ πξαγκαηηθφηεηα. Απηφ ην γεγνλφο, κεηψλεη ηελ αμηνπηζηία ησλ εηαηξηψλ θαη πξνβιεκαηίδεη ηνπο πειάηεο σο πξνο ην χςνο ησλ ινγαξηαζκψλ ηνπο. Σα θξάηε κέιε πξέπεη λα εμαζθαιίδνπλ φηη, θαηά πεξίπησζε, ε ρξέσζε πνπ πξαγκαηνπνηείηαη απφ ηνπο δηαλνκείο ελέξγεηαο, ηνπο δηαρεηξηζηέο ζπζηεκάησλ δηαλνκήο θαη ηηο εηαηξείεο ιηαληθήο πψιεζεο ελέξγεηαο, πξέπεη λα βαζίδεηαη ζηελ πξαγκαηηθή ελεξγεηαθή θαηαλάισζε, θαη λα παξνπζηάδεηαη κε ζαθή θαη θαηαλνεηφ ηξφπν. ην ινγαξηαζκφ ηνπ ηειηθνχ θαηαλαισηή πξέπεη λα ππάξρνπλ θαηάιιειεο πιεξνθνξίεο, ψζηε λα έρεη πιήξε εηθφλα ηνπ ηξέρνληνο ελεξγεηαθνχ ηνπ θφζηνπο. Ζ ρξέσζε κε βάζε ηελ πξαγκαηηθή θαηαλάισζε ελέξγεηαο πξέπεη λα είλαη αξθεηά ζπρλή, ψζηε νη θαηαλαισηέο λα κπνξνχλ λα ξπζκίδνπλ ηελ ελεξγεηαθή ηνπο θαηαλάισζε. Δπηπιένλ, ηα θξάηε κέιε πξέπεη λα εμαζθαιίδνπλ φηη, αλάινγα κε ηελ πεξίπησζε, νη δηαλνκείο ελέξγεηαο, νη δηαρεηξηζηέο ζπζηεκάησλ δηαλνκήο, ή νη εηαηξείεο ιηαληθήο πψιεζεο ελέξγεηαο πξέπεη λα παξέρνπλ ζηνπο ηειηθνχο θαηαλαισηέο, σο κέξνο ή καδί κε ηνπο ινγαξηαζκνχο ηνπο, ηηο ζπκβάζεηο ηνπο, ηηο ζπλαιιαγέο ηνπο ή/θαη ηηο απνδείμεηο ησλ ζηαζκψλ δηαλνκήο ηνπο, ηηο αθφινπζεο πιεξνθνξίεο θαηά ζαθή θαη θαηαλνεηφ ηξφπν i) Σηο ηξέρνπζεο πξαγκαηηθέο ηηκέο θαη ηελ πξαγκαηηθή θαηαλάισζε ελέξγεηαο ii) πγθξίζεηο ηεο ηξέρνπζαο θαηαλάισζεο ηνπ ηειηθνχ θαηαλαισηή πξνο ηελ 89

90 θαηαλάισζή ηνπ θαηά ηελ ίδηα πεξίνδν ηνπ πξνεγνχκελνπ έηνπο, θαηά πξνηίκεζε ππφ κνξθή δηαγξάκκαηνο. iii) πγθξίζεηο κε θάπνην κέζν θαλνληθφ ή ππνδεηγκαηηθφ ρξήζηε ελέξγεηαο ηε ίδηαο θαηεγνξίαο, εθφζνλ ηνχην είλαη εθηθηφ θαη ρξήζηκν. iv) Γηεπζχλζεηο θ.ιπ. νξγαλψζεσλ θαηαλαισηψλ, νξγαληζκψλ ελέξγεηαο ή παξφκνησλ νξγάλσλ, καδί κε δηεπζχλζεηο ηζηνζειίδσλ, απφ ηηο νπνίεο κπνξνχλ λα ιακβάλνληαη πιεξνθνξίεο γηα ηα δηαζέζηκα κέηξα βειηίσζεο ηεο ελεξγεηαθήο απφδνζεο, ζπγθξίζεηο ησλ δηαθφξσλ θαηεγνξηψλ ηειηθψλ ρξεζηψλ ή/θαη αληηθεηκεληθέο ηερληθέο πξνδηαγξαθέο γηα εμνπιηζκφ πνπ ρξεζηκνπνηεί ελέξγεηα. Σα θξάηε κέιε νθείινπλ λα πηνζεηήζνπλ κέηξα γηα ηελ αχμεζε ηεο ελεξγεηαθήο απνδνηηθφηεηαο θαη λα παξέρνπλ ππεξεζίεο κέηξεζεο ηεο πξαγκαηηθήο θαηαλάισζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ ηερλνινγία BPL παξέρεη ηε δπλαηφηεηα πξνζαξκνγήο ζηηο Κνηλνηηθέο Γηαηάμεηο πινπνηψληαο ην Έμππλν Γίθηπν θαη ηνπο Έμππλνπο Μεηξεηέο. Οη Έμππλνη κεηξεηέο πνπ ζα ιεηηνπξγνχλ ζπκβαηά κε ηελ ηερλνινγία BPL ζα έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα κεηξνχλ άκεζα ηελ θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ηζρχνο απφ απφζηαζε θαη λα κεηαδίδνπλ ηηο κεηξήζεηο ζηηο βάζεηο δεδνκέλσλ ζην θέληξν δηαρείξηζεο. Ο θαηαλαισηήο κπνξεί νπνηαδήπνηε ζηηγκή λα έρεη γλψζε ηεο πξαγκαηηθήο θαηαλάισζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ε ζπλζήθεο απειεπζεξσκέλεο αγνξάο, νη εηαηξίεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζα έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα επηθνηλσλνχλ κε ηνπο θαηαλαισηέο κέζσ κελπκάησλ πάλσ ζηνλ Έμππλν Μεηξεηή θαη λα πξνζθέξνπλ δειεαζηηθέο πξνζθνξέο ρξέσζεο αλά θηινβαηψξα ή λα θάλνπλ πξνζθνξέο ψζηε λα θαηαξηίζνπλ εηδηθά πξνγξάκκαηα ρξέσζεο κε βάζε ηηο ψξεο θαηαλάισζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ αχμεζε ηεο ηηκήο ηεο θηινβαηψξαο ζε πεξηφδνπο αηρκήο είλαη κηα κέζνδνο πνπ κπνξεί λα κεηψζεη ηελ αληίζηνηρε δήηεζε κε απνηέιεζκα ηεξάζηην φθεινο γηα ηηο εηαηξίεο. Παξαθάησ βιέπνπκε έλα πξντφλ ηεο εηαηξίαο Echelon πνπ δέρεηαη κε αζχξκαην ηξφπν πιεξνθνξίεο γηα ηελ θαηαλάισζε λεξνχ θαη γθαδηνχ θαη ελζχξκαηα πιεξνθνξίεο γηα ηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ζε αζηηθή πεξηνρή. Όπσο βιέπνπκε κε ζπλεξγαζία ησλ εηαηξηψλ γθαδηνχ θαη λεξνχ κπνξνχλ φινη λα κεηψζνπλ ηηο δαπάλεο ηνπο ρξεζηκνπνηψληαο ηελ BPL ηερλνινγία. 90

91 ρήκα 4.7: ύζηεκα AMR κε πιεξνθνξίεο γηα ξεύκα, γθάδη θαη λεξό ήκεξα ε πινπνίεζε AMR κέζσ BPL θαιχπηεη έλα κηθξφ θνκκάηη ηεο αγνξάο φκσο κε ηελ εκπνξηθή εμάπισζε ησλ δηθηχσλ BPL απηφ πξνβιέπεηαη λα απμεζεί. ην ρήκα 4.8 θαίλνληαη νη ηερλνινγίεο πνπ θπξηαξρνχλ ζηελ παγθνζκία AMR αγνξά θαη ην θνκκάηη ηεο πίηαο πνπ ηνπο αλαινγεί. ρήκα 4.8: εκαληηθόηεξεο ηερλνινγίεο πνπ ππνζηεξίδνπλ AMR ζήκεξα 91

92 πγθξηηηθά κε άιιεο ηερλνινγίεο, ε ηερλνινγία BPL έρεη επηπξφζζεηα απνηειέζκαηα ζε απηήλ ηελ θαηεχζπλζε αθνχ Ζ ππάξρνπζα δηθηπαθή ππνδνκή θαιχπηεη ην ζχλνιν ησλ πειαηψλ. Παξέρεη κεγαιχηεξε θάιπςε απφ ηελ ιχζε ρξεζηκνπνίεζεο RF. Παξέρεη πιήξε έιεγρν απφ έλα θεληξηθφ ζεκείν, θάηη ην νπνίν κεηψλεη ην ζπλνιηθφ θφζηνο δηαρείξηζεο. Απνηξέπεη ηελ απψιεηα εηζνδήκαηνο. Σν BPL επηηξέπεη απνκαθξπζκέλε παξαθνινχζεζε θαη εληνπίδεη παξαπνίεζε ζηνλ κεηξεηή. Βνεζάεη ζηνλ έιεγρν απσιεηψλ (απνηξνπή θιεθηψλ) θαη ζηελ ζπληήξεζε ζθαικάησλ ηνπ ζπζηήκαηνο. Δπηηξέπεη ηελ ελνπνίεζε κεηαμχ δηαθνξεηηθψλ παξνρψλ ππεξεζηψλ θαη ηνλ έιεγρν ησλ έμππλσλ ζπζθεπψλ κέζα ζην ζπίηη. Δπηηξέπεη ηελ απνκαθξπζκέλε παξαθνινχζεζε άιισλ αηζζεηήξσλ (θσηηάο, ζεξκνθξαζίαο, θ.α). Καηαγξάθεη ηελ θαζεκεξηλή θαηαλάισζε θαη δηεπθνιχλεη ηηο νηθνλνκηθέο ζπλδηαιιαγέο. Απηνκαηνπνηεί ηελ πξνπιεξσκή θαη ηελ πιεξσκή ινγαξηαζκψλ. Οη απαηηήζεηο ηνπ AMR δελ είλαη κεγάιεο γηα έλα OFDM ζχζηεκα. Κάζε κήλα, κελχκαηα AMR ζπλνιηθνχ κεγέζνπο κεξηθψλ εθαηνληάδσλ bytes πξέπεη λα κεηαδνζνχλ. Γηα κεγάιε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ ην θαλάιη κεηάδνζεο είλαη ειεχζεξν. πλεπψο, νχηε ν ξπζκφο κεηάδνζεο αιιά νχηε θαη ε θαζπζηέξεζε είλαη ζεκαληηθνί παξάγνληεο γηα ηo AMR ζχζηεκα. Αληηζέησο, ε αμηνπηζηία ηνπ δηθηχνπ θαη ε αζθάιεηα ησλ δεδνκέλσλ είλαη ζεκαληηθνί παξάγνληεο θαη έηζη ε OFDM ηερληθή είλαη ε θαηάιιειε κέζνδνο γηα έλα ζχζηεκα AMR [4],[17] Έιεγρνο ηνπ θνξηίνπ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν Σν ειεθηξηθφ θνξηίν ζηα δίθηπα δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κεηαβάιιεηαη κε ηνλ ρξφλν θαη ηελ ηνπνζεζία (φπσο θαίλεηαη ραξαθηεξηζηηθά ζην ρήκα 4.9 γηα ηξεηο δηαθνξεηηθέο πεξηνρέο). πλεπψο, ην ζχζηεκα παξαγσγήο θαη δηαλνκήο πξέπεη λα 92

93 αληαπνθξίλεηαη άκεζα ζηηο αλάγθεο ησλ θαηαλαισηψλ θάζε ρξνληθή ζηηγκή. Οη ζεκαληηθφηεξνη παξάγνληεο γηα ηελ εθηίκεζε ηεο ηηκήο ηνπ θνξηίνπ είλαη Παξάγνληεο ζρεηηδφκελνη κε ηνλ θαηαλαισηή φπσο ν ηχπνο θαηαλάισζεο, ν ηχπνο ζπζηήκαηνο ζέξκαλζεο, ην κέγεζνο θηηξίνπ, νη ειεθηξηθέο ζπζθεπέο, αξηζκφο εξγαδνκέλσλ ζε κηα ππεξεζία θηι. Παξάγνληεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηνλ ρξφλν φπσο ην ζεκείν ηεο εκέξαο, ε εκέξα ηεο εβδνκάδαο (εηδηθέο εκέξεο, αξγίεο) θαη ην ζεκείν ηνπ έηνπο. Κιηκαηνινγηθνί παξάγνληεο φπσο ε ζεξκνθξαζία, ε πγξαζία, ε ειηαθή αθηηλνβνιία θηι. Αιιά θνξηία πνπ ζρεηίδνληαη κε ην ελδηαθεξφκελν θνξηίν. Πξνεγνχκελα ζηνηρεία, ηηκέο θαη θακπχιεο θνξηίνπ. ρήκα 4.9: πλνιηθό θνξηίν ζε ζρέζε κε ην ρξόλν γηα ηξεηο ηύπνπο πεξηνρώλ Σν δίθηπν δηαλνκήο ΜΣ ζηεξείηαη ηεο επθπΐαο ησλ ζπζηεκάησλ SCADA πνπ εληνπίδνληαη ζηα δίθηπα ΤΣ. Σα δίθηπα δηαλνκήο έρνπλ πξνθαλψο ηελ δπλαηφηεηα ηεο 93

94 ελζσκάησζεο ζπζηεκάησλ SCADA. Χζηφζν, ε έθηαζε ηνπ δηθηχνπ είλαη ηφζν κεγάιε πνπ θαζηζηά αδχλαηε κηα ηέηνηα ιχζε. Λφγσ απηνχ ηνπ πεξηνξηζκνχ νη πάξνρνη ειεθηξηζκνχ δελ έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα επνπηείαο ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν θαη ζπρλά είλαη αβέβαηνη κε ηα ηζρχνληα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο. Ζ ηξνθνδνζία ηζρχνο θαη ην θνξηίν ξεχκαηνο πξέπεη λα είλαη ζηαζεξά ηζνξξνπεκέλα γηα ηελ εμαζθάιηζε ηεο ιήςεο ηεο ζσζηήο ηάζεο απφ ηνπο θαηαλαισηέο. Αλ ε ηζρχο θαη ην θνξηίν ξεχκαηνο δελ βξίζθεηαη ζε ηζνξξνπία ηφηε ε ηζρχο πνπ παξέρεηαη ζηνπο θαηαλαισηέο ζα απμνκεηψλεηαη ζπλερψο. Έλα κεγάιν θχκα δήηεζεο ξεχκαηνο ζα νδεγήζεη ζε θνξηίν πνπ δελ ζα κπνξέζεη λα θαιχςεη ν πάξνρνο θαη απηφ ζα νδεγήζεη ζε επηιεθηηθέο πηψζεηο ηάζεηο ζε νξηζκέλεο πεξηνρέο γηα ηελ απνθπγή πηζαλψλ πνιιψλ blackouts. Με ηελ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν επνπηεία ηνπ ζπζηήκαηνο ηξνθνδνζίαο ζην θέληξν δηαλνκήο κε BPL, νη πάξνρνη ζα έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα ηεο δπλακηθήο ξχζκηζεο ηεο θαηάζηαζεο ηνπ θνξηίνπ. Ζ εθαξκνγή ειέγρνπ ηνπ θνξηίνπ πεξηιακβάλεη ηελ νηθηαθή θαη ηελ εκπνξηθή δηαρείξηζε θαη έιεγρν ηνπ θνξηίνπ ζε φιν ην δίθηπν. Σα πιενλεθηήκαηα ηνπ Έμππλνπ Γηθηχνπ, πνπ κέζσ ηεο ηερλνινγίαο BPL κπνξεί λα πινπνηεζεί αμηφπηζηα θαη απνηειεζκαηηθά, πεξηιακβάλνπλ Βειηησκέλν ηξφπν κέηξεζεο, αθνχ ηα φξγαλα κέηξεζεο ζα παξέρνπλ θαη ηε δπλαηφηεηα θνζηνιφγεζεο ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν, ηελ πξνπιεξσκή ινγαξηαζκψλ θαη πεξηζζφηεξεο επηινγέο γηα ηνπο θαηαλαισηέο. Παξάιιεια, παξέρνληαη ζηηο εηαηξείεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πεξηζζφηεξα εξγαιεία γηα λα βειηηζηνπνηήζνπλ ηελ εθκεηάιιεπζε ησλ δπλαηνηήησλ ηνπο. Οη εηαηξίεο παξαγσγήο ελέξγεηαο κπνξνχλ επίζεο, λα ζπληάμνπλ εθπησηηθά πξνγξάκκαηα, ψζηε λα επηηχρνπλ ηελ απνηειεζκαηηθφηεξε παξαγσγή θαη δηαλνκή ηεο ελέξγεηαο, ρξεψλνληαο πεξηζζφηεξν ηελ ελέξγεηα πνπ δεηείηαη ζε ψξεο αηρκήο, γεγνλφο πνπ ζα σζήζεη ηνπο θαηαλαισηέο λα δεηνχλ ελέξγεηα ζε άιιεο ψξεο. Οη ζπληειεζηέο θνξηίνπ ζα απμεζνχλ σο απνηέιεζκα άκεζεο θαη έκκεζεο δηαρείξηζεο ηνπ θνξηίνπ. Θα αμηνπνηεζεί, επίζεο, ε επνπηεία θαη ν έιεγρνο ησλ θαηαλεκεκέλσλ γελλεηξηψλ θαη ησλ ηπρφλ δηαηάμεσλ απνζήθεπζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σν BPL κπνξεί λα ζεσξεζεί σο δηεπαθή κεηαμχ ησλ παξφρσλ θαη 94

95 ησλ θαηαλαισηψλ, παξέρνληαο πιεξνθνξίεο γηα ηελ θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, κελχκαηα γηα ελδερφκελεο δηαθνπέο ξεχκαηνο. Ο θαηαλαισηήο κπνξεί λα πξνγξακκαηίδεη ηηο εξγαζίεο ηνπ θαη λα αηζζάλεηαη κεγαιχηεξε αζθάιεηα Γηαρείξηζε ηεο δήηεζεο απφ ηελ πιεπξά ηνπ θαηαλαισηή Οη παιαηφηεξεο κέζνδνη πξνζέγγηδαλ ηελ ιχζε ηνπ πξνβιήκαηνο ηεο αμηνπηζηίαο θαη ηεο δηαλνκήο απφ ηελ κεξηά ηνπ παξφρνπ. Σν BPL δεκηνπξγψληαο έλα επίπεδν επθπΐαο ζην δίθηπν κπνξεί λα δψζεη ιχζε ζε απηά ηα πξνβιήκαηα απφ ηελ πιεπξά ηνπ θαηαλαισηή. Οη δηαθνπέο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζπλήζσο δεκηνπξγνχληαη απφ κεγάιε δήηεζε ελέξγεηαο απφ ηελ πιεπξά ηνπ θαηαλαισηή. Απφ ηελ ζηηγκή πνπ ε απνζήθεπζε ξεχκαηνο είλαη απαγνξεπηηθά αθξηβή, ε κφλε ιχζε γηα ηνπο παξφρνπο ελέξγεηαο είλαη ε αγνξά επηπιένλ ελέξγεηαο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, νη πάξνρνη ειεθηξηζκνχ πξνηηκνχλ λα έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα πεξάζνπλ ην θφζηνο ηνπ ππέξκεηξνπ θνξηίνπ ζηελ πιεπξά ηνπ θαηαλαισηή. Ζ δηαρείξηζε ηεο δήηεζεο απφ ηελ πιεπξά ηνπ θαηαλαισηή (Demand Side Management) παξέρεη ηε δπλαηφηεηα ζηνπο θαηαλαισηέο ελέξγεηαο λα έρνπλ ελεξγφ ξφιν κε επνπηεία ηνπ δηθνχ ηνπο κεηξεηή, κεηαβάιινληαο ην κέγεζνο ή επηιέγνληαο ηνλ θαηάιιειν ρξφλν ξνήο ηεο ελέξγεηαο. Πξφζθαηε έξεπλα ζην Chicago απνθάιπςε φηη νη θαηαλαισηέο κείσζαλ ηνπο ινγαξηαζκνχο ηνπο πεξίπνπ θαηά 11% επηιέγνληαο θαηάιιεια ην κέγεζνο θαη ην ρξφλν θαηαλάισζεο. Ζ θηλεηηθφηεηα θαη ε δξαζηεξηφηεηα ησλ πνιηηψλ κεηαβάιιεηαη ζπλερψο θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο εκέξαο κε απνηέιεζκα ηνλ ζρεκαηηζκφ κηαο μερσξηζηήο θακπχιεο θαηαλάισζεο. Καηά ηελ δηάξθεηα κηαο εβδνκάδαο είλαη εκθαλήο ε δηαθνξά κεηαμχ εξγάζηκσλ ή κε εξγάζηκσλ εκεξψλ. Καηά ηελ δηάξθεηα ελφο ρξφλνπ ν θαηξφο παίδεη κείδνλα ξφιν ζηελ ζπλνιηθή θαηαλάισζε. Τπάξρεη κηα θαζαξή εμάξηεζε κεηαμχ ηεο θακππιψλ θαηαλάισζεο θαη ησλ θακππιψλ σξηαίαο ηηκήο. Όπσο θάζε πξντφλ ζε κηα αληαγσληζηηθή θαη ειεχζεξε αγνξά, ην κνληέιν απηφ αθνινπζεί ην πξαθηηθφ νηθνλνκηθφ κνληέιν πξνζθνξάο-δήηεζεο. Σν κνληέιν πξνζθνξάο-δήηεζεο επεμεγεί θαη πξνβιέπεη ηηο αιιαγέο ζηελ ηηκή θαη ηελ πνζφηεηα ησλ αγαζψλ πνπ πσινχληαη ζηελ αγνξά. Σν ρήκα 4.10 επεμεγεί ην κνληέιν πξνζθνξάο-δήηεζεο θαη ην πσο ε αιιαγή ζην ηζνδχγην ηεο δήηεζεο (θαηαλάισζεο ξεχκαηνο) θαη ηελ πξνζθνξά (παξαγσγή ξεχκαηνο) νδεγεί άκεζα ζε αλάινγε αιιαγή ζηελ πνζφηεηα θαη ηελ ηηκή ηνπ ξεχκαηνο. 95

96 ρήκα 4.10: Μνληέιν πξνζθνξάο δήηεζεο γηα ηνλ πξντόλ ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο Όπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 4.10, ν x-άμνλαο είλαη ε πνζφηεηα (δηαζέζηκνο ειεθηξηζκφο), ν y-άμνλαο είλαη ε ηηκή, νη θφθθηλεο θακπχιεο απνηππψλνπλ ηελ δήηεζε θαη νη κπιε ηελ πξνζθνξά (ηξνθνδφηεζε ξεχκαηνο). Μηα αχμεμε ζηελ δήηεζε απφ D1 ζε D2 νδεγεί ζε κηα αχμεζε ζηελ πνζφηεηα θαη ηελ ηηκή απφ q1 ζε q2 θαη απφ p1 ζε p2 αληίζηνηρα. Ζ απφθξηζε δήηεζεο (Demand Response DR) είλαη κηα παξάκεηξνο πνπ ζρεηίδεηαη κε ηελ αιιαγή ζηελ ζπκπεξηθνξά ηνπ θαηαλαισηή, φζνλ αθνξά ηελ θαηαλάισζε σο αληίδξαζε ζηελ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν αιιαγή ηεο θακπχιεο δήηεζεο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Ζ ειαζηηθφηεηα ηηκήο (Price Elasticity PE) είλαη κηα παξάκεηξνο πνπ έρεη λα θάλεη κε ηελ ηθαλφηεηα ειέγρνπ ηεο θαηαλάισζεο ή σο ε αιιαγή ζηελ θαηαλάισζε ελφο πειάηε αλάινγα κε ηελ ηηκή ηνπ ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζε σξηαία βάζε. 96

97 Καζψο ππάξρεη κηα θαζαξή ζρέζε κεηαμχ σξηαίαο ηηκήο ξεχκαηνο θαη θακπχιεο δήηεζεο θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο εκέξαο, ν πειάηεο ζα δηαλείκεη πην ζπλεηδεηά, ηελ θαηαλάισζε ηνπ θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο εκέξαο θαη κε ηέηνην ηξφπν, ψζηε νη ψξεο θαηαλάισζεο λα είλαη νη θζελέο ψξεο, δειαδή ηππηθά ζε ψξεο κε ηελ ιηγφηεξε δήηεζε φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα ρήκα 4.11 ρέζε κεηαμύ παξαγσγήο,θαηαλάισζεο,ηζνξξνπίαο θαη ηηκήο ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο Σν ρήκα 4.11 επεμεγεί ηελ ζρέζε κεηαμχ παξαγσγήο, θαηαλάισζεο, ηζνξξνπίαο θαη ηηκήο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Δπίζεο επεμεγεί πσο ε PE βνεζάεη ζηελ απνθπγή αηρκψλ θαη νπζηαζηηθά νδεγεί ζεσξεηηθά ζε κηα ηέιεηα ηζνξξνπία. Γηα ηελ ππνζηήξημε PE θαη DR εθαξκνγψλ απαηηνχληαη ηνπηθέο ζπζθεπέο, έλα θαλάιη επηθνηλσλίαο (BPL) θαη έλαο θεληξηθφο έιεγρνο. Οη ηνπηθέο ζπζθεπέο ζηέιλνπλ ηα δεδνκέλα ηεο θαηαλάισζεο θαη δέρνληαη κελχκαηα ειέγρνπ απφ ηνλ θεληξηθφ ζηαζκφ ειέγρνπ κέζσ ηνπ θαλαιηνχ επηθνηλσλίαο (BPL). Μηα άιιε κέζνδνο δηαρείξεζεο ηεο δήηεζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζήκεξα είλαη ε AMM (Automatic Meter Management). Ζ κέζνδνο AMM επηηξέπεη ζηηο επηρεηξήζεηο ειεθηξηζκνχ ηελ αλάγλσζε ησλ κεηξεηψλ ξεχκαηνο ζε ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα. Δπίζεο, επηηξέπεη ηνλ έιεγρν θαηαλάισζεο θαη ηελ ππνζηήξημε PE θαη DR εθαξκνγψλ. χκθσλα κε ηελ PE, ν πειάηεο κπνξεί λα ξπζκίζεη ηελ θαηαλάισζε ξεχκαηνο ζχκθσλα κε ηελ ηηκή ηνπ ξεχκαηνο αλά ψξα. Με ην DR, ν πάξνρνο θαη ν ρεηξηζηήο ζπζηήκαηνο κπνξεί λα ξπζκίζεη ηελ θαηαλάισζε ηνπ πειάηε γηα λα απμήζεη ηελ αχμεζε δηαζέζηκνπ ξεχκαηνο ηηο ζηηγκέο αλεπάξθεηαο ξεχκαηνο θαη λα απμήζεη ην θαηψθιη γηα πηψζεηο ηάζεο θαη blackouts. 97

98 Σν AMM δηαθέξεη απφ ην AMR, σο πξνο ηελ δπλαηφηεηα λα παξέρεη έιεγρν ησλ ζπζθεπψλ ηνπ πειάηε γηα ηελ ξχζκηζε ηηκήο θαη δήηεζεο ξεχκαηνο.σν DR κπνξεί επίζεο λα πξαγκαηνπνηεζεί βάζεη ζπκβνιαίσλ κεηαμχ πειάηε θαη παξφρνπ. Σν ζπκβφιαην κπνξεί λα ππνζηεξίδεη ηελ ξχζκηζε ηεο θαηαλάισζεο απφ ηνλ πάξνρν φηαλ ην ειεθηξηθφ ζχζηεκα αληηκεησπίδεη θάπνηα δχζθνιε θαηάζηαζε. Έηζη ρξεηάδεηαη ε πινπνίεζε ελφο AMM ζπζηήκαηνο πνπ λα δηαβάδεη ζε σξηαία βάζε ηνλ κεηξεηή ηνπ πειάηε έλα θεληξηθφ ζχζηεκα δηαρείξηζεο γηα λα κεηαδίδεη ζήκαηα ειέγρνπ (on/off) ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν ζηηο ζπζθεπέο ηνπ πειάηε [4],[16] Αλίρλεπζε ζέζεο ζθάικαηνο κέζσ BPL Ζ γλψζε ηεο απφζηαζεο ηνπ ζθάικαηνο απφ ηνλ Τ/ ζήκεξα, δελ νδεγεί ζηελ αθξηβή γλψζε ηεο ζέζεο ηνπ ζθάικαηνο, γηαηί θάζε αλαρψξεζε έρεη ζπλήζσο πνιιέο δηαθιαδψζεηο, ζπλεπψο πνιιά ζεκεία ηεο αλαρψξεζεο είλαη νη πηζαλέο ζέζεηο ηνπ ζθάικαηνο. Ζ αθξηβήο ζέζε ηνπ ζθάικαηνο κπνξεί λα πξνθχςεη απφ απηέο ηηο πηζαλέο ζέζεηο κε άιια κέζα, π.ρ. κε ελδεηθηηθά δηέιεπζεο ζθάικαηνο ή κε δνθηκαζηηθέο απνκνλψζεηο/επαλαζπλδέζεηο ηκεκάησλ ηεο αλαρψξεζεο. Απηέο νη δνθηκαζηηθέο απνκνλψζεηο/επαλαζπλδέζεηο ηκεκάησλ ηεο αλαρψξεζεο απμάλνπλ θαηά πνιχ ηνλ ρξφλν εληνπηζκνχ θαη απνθαηάζηαζεο ηνπ ζθάικαηνο ελψ αξθεηέο θνξέο απαηηείηαη ε άθημε πξνζσπηθνχ ζηνλ πηζαλφ ηφπν ηνπ ζθάικαηνο γηα ηελ επί ηφπνπ παξαηήξεζεο ηεο γξακκήο θαη ηεο έλδεημεο ηνπ ζθάικαηνο. ε δίθηπα ρσξίο ηειεπνπηεία, ε έλδεημε ηνπ ζθάικαηνο δίλεηαη επί ηφπνπ. Γηα παξάδεηγκα, αλ ην ελδεηθηηθφ δηέιεπζεο ζθάικαηνο είλαη ηνπνζεηεκέλν ζε ππνζηαζκφ εζσηεξηθνχ ρψξνπ MT/XT, δίλεηαη θσηεηλή έλδεημε π.ρ. ζηελ πξφζνςε ηνπ θηηξίνπ ηνπ Τ/. Απηφ πξνθαλψο νδεγεί ζε απψιεηα αξθεηά κεγάινπ ρξνληθνχ δηαζηήκαηνο κέρξη ηελ απνθαηάζηαζε. πλέπεηα είλαη κείσζε ηεο αμηνπηζηίαο ηνπ δηθηχνπ πνηφηεηαο θαη ηεο παξερφκελεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ελψ ππάξρνπλ νηθνλνκηθέο απψιεηεο γηα ηελ επηρείξεζε. Με ηελ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν επνπηεία ηνπ δηθηχνπ απφ ην θέληξν ειέγρνπ BPL δηαπηζηψλεηαη άκεζα ε δεκηνπξγία θάπνηαο βιάβεο ζε θάπνην ζεκείν ηνπ δηθηχνπ. 98

99 Έηζη, δίλεηαη ε δπλαηφηεηα λα απνκνλσζεί ην ηκήκα ηεο γξακκήο πνπ έρεη ζθάικα θαη λα ηξνθνδνηεζνχλ απφ ελαιιαθηηθέο νδεχζεηο, εθφζνλ ην επηηξέπεη ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ, ηα άιια ηκήκαηα ηεο γξακκήο. Με ηελ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο GPS ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ ηερλνινγία BPL είλαη εθηθηή ε επαθξηβήο γλψζε ηνπ ζεκείνπ ζθάικαηνο ζην δίθηπν ΜΣ ηεο εηαηξίαο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ην ρήκα 4.12 απεηθνλίδεηαη ν ηξφπνο αλίρλεπζεο θάπνηνπ ζθάικαηνο. Αο ππνηεζεί φηη ζην εγθαηεζηεκέλν δίθηπν BPL πξνθχπηεη ζθάικα ζε ηπραία ζέζε, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα ρήκα 4.12:Αλαγλώξηζε ζθάικαηνο κέζσ ησλ κνλάδσλ BPL Οη κνλάδεο δεχηεξεο γεληάο πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλεο εθαηέξσζελ ηνπ ζεκείνπ φπνπ ππάξρεη ην ζθάικα (κνλάδα 1 θαη κνλάδα 2) αληρλεχνπλ ηελ χπαξμε ηνπ θαη απνζηέιινπλ κελχκαηα ζην θέληξν δηαρείξηζεο θαη ειέγρνπ. Σν κήλπκα απηφ πεξηιακβάλεη ηε ζέζε θαη ηνλ ηχπν ηνπ ζθάικαηνο θαζψο θαη άιιεο πιεξνθνξίεο. Σα ζπλεξγεία ζπληήξεζεο θαη απνθαηάζηαζεο θαζνδεγνχληαη απφ ην ζχζηεκα GPS ζηε ζέζε ηνπ ζθάικαηνο κέζα ζε κηθξφ ρξνληθφ δηάζηεκα. Ζ αξρηηεθηνληθή ηνπ ζπλδπαζκνχ ησλ ηερλνινγηψλ BPL κε GPS απεηθνλίδεηαη ζην ρήκα Οη αηζζεηήξεο BPL αληρλεχνπλ ην ζθάικα πνπ ππάξρεη ζην δίθηπν. Σν θέληξν δηαρείξηζεο θαη ειέγρνπ ελεκεξψλεηαη γηα ηε βιάβε κέζσ ηνπ ινγηζκηθνχ 99

100 επηθνηλσλίαο κε ηνπο αηζζεηήξεο BPL. Σν δνξπθνξηθφ ζχζηεκα επηθνηλσλψληαο κε ην θέληξν δηαρείξηζεο κε θαηάιιειε δηεπαθή (ινγηζκηθφ) θαη γλσξίδνληαο ηελ αθξηβή ζέζε ησλ αηζζεηήξσλ, δίλεη ην ζηίγκα ηνπ ζθάικαηνο πάλσ ζηνλ ςεθηαθφ ράξηε. Σν ζπλεξγείν απνθαηάζηαζεο βιαβψλ ελεκεξψλεηαη απφ ην θέληξν δηαρείξηζεο κέζσ ηνπ δηθηχνπ BPL γηα ηεο ππάξρνπζεο βιάβεο ζην δίθηπν ηεο εηαηξίαο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σν ηερληθφ πξνζσπηθφ αλαγλσξίδεη ηε ζέζε θαη ηνλ ηχπν ηνπ ζθάικαηνο θαη εθνδηάδεηαη κε ηα απαξαίηεηα εξγαιεία, πιηθά θαη αλζξψπηλν δπλακηθφ νχησο ψζηε λα πξνρσξήζεη ζηελ πιήξε απνθαηάζηαζε ηνπ δηθηχνπ. Σα ζπλεξγεία εληνπίδνπλ ην ζθάικα θαη ζπεχδνπλ λα απνθαηαζηήζνπλ ηελ νξζή ιεηηνπξγία [4],[16]. ρήκα 4.13: Μειινληηθό δίθηπν κε BPL θαη GPS ζπζηήκαηα Έιεγρνο θπθινθνξίαο ηελ παξνχζα επνρή, ν αξηζκφο ησλ απηνθηλήησλ απμάλεηαη θάζε ρξφλν θαη θαηά ζπλέπεηα απμάλεηαη ν αξηζκφο ησλ ηξνραίσλ αηπρεκάησλ. Ζ δπλαηφηεηα ηειεπαξαθνινχζεζεο ηνπνζεζηψλ πνπ γίλνληαη ζπρλφηεξα αηπρήκαηα κπνξεί λα βνεζήζεη ζην λα κεηξηαζηεί ην πξφβιεκα απηφ. Ο αξηζκφο ησλ ξηςνθίλδπλσλ νδεγψλ 100

101 κπνξεί λα κεησζεί ζε πεξηνρέο πνπ είλαη γλσζηφ φηη παξαθνινπζνχληαη ιφγσ ηνπ θφβνπο ηνπ εληνπηζκνχ θάπνηαο παξάβαζεο ελψ κπνξεί λα επηηεπρζεί κηα πην γξήγνξε απφθξηζε ηεο αζηπλνκίαο ή θαη ηεο ππξνζβεζηηθήο ζηελ πεξίπησζε θάπνηνπ γεγνλφηνο. ρήκα 4.14: Σειεπαξαθνινύζεζε θπθινθνξίαο απηνθηλήησλ κέζσ BPL Πηζαλή ηνπνζεζία γηα ηελ εγθαηάζηαζε ηέηνησλ θακεξψλ είλαη ε δηαζηαχξσζε νδψλ πνπ ζπρλφηεξα γίλνληαη αηπρήκαηα. Κάπνηεο δηαζηαπξψζεηο έρνπλ θσηεηλνχο ζεκαηνδφηεο θπθινθνξίαο πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ εγθαηάζηαζεο ησλ ζπζθεπψλ παξαθνινχζεζεο. Ζ ρξεζηκνπνίεζε ηεο BPL ηερλνινγίαο γηα ηελ ηειεπαξαθνινχζεζε ηεο θπθινθνξίαο απηνθηλήησλ έρεη κεγάια πιενλεθηήκαηα, αθνχ ε ηξνθνδνζία ξεχκαηνο ήδε θζάλεη ζηνπο θσηεηλνχο ζεκαηνδφηεο θαη έηζη κπνξεί εχθνια λα ηξνθνδνηεζεί κε ειεθηξηθφ ξεχκα θάπνηα θάκεξα [4],[16] Σειεπαξαθνινχζεζε δξφκσλ Με ηελ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο BPL ππάξρεη ε δπλαηφηεηα ηεο παξαθνινχζεζεο δεκφζησλ εμσηεξηθψλ ρψξσλ θαη δξφκσλ. ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο νη ζηχινη ΥΣ 101

102 είλαη ηδαληθά ζεκεία γηα ηελ εγθαηάζηαζε θακεξψλ παξαθνινχζεζεο, αθνχ κπνξνχλ λα θαιχςνπλ έλα επξχ νπηηθφ θάζκα ιφγσ ηνπ χςνπο ηνπο ελψ ν εμνπιηζκφο κπνξεί λα εγθαηαζηαζεί κε κεγάιε αζθάιεηα θαη ρσξίο θίλδπλν θαηάξξηςεο ή θαηαζηξνθήο. Οη θάκεξεο ζα είλαη ηειερεηξηδφκελεο θαη ζα έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα zoom ψζηε λα θαιχςνπλ δπλακηθά ηνλ ρψξν επνπηείαο ηνπο θαη ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ δηαρείξηζε φισλ ησλ ζπζθεπψλ απφ ην θέληξν ειέγρνπ, ζα παξέρνπλ έλα νινθιεξσκέλν ζχζηεκα ειέγρνπ ηνπ ρψξνπ θάιπςεο. ηα ζεηηθά βξίζθεηαη θαη ε κε αλάγθε γηα επηπιένλ θσηηζκφ ηηο βξαδηλέο ψξεο αθνχ νη ππιψλεο XT ήδε παξέρνπλ απηήλ ηελ δπλαηφηεηα. Απφ ηελ ζηηγκή πνπ νη ππιψλεο ΥΣ είλαη δηαλεκεκέλνη αθφκα θαη ζε ηνπνζεζίεο πνπ δελ ππάξρεη θάπνηνπ είδνπο άιιεο δηθηπαθήο θάιπςεο, απηή ε κνξθή παξαθνινχζεζεο κπνξεί λα επηβιέπεη απηνθίλεηα, αλζξψπνπο, αηπρήκαηα, θινπέο, ηξνκνθξαηηθέο ελέξγεηεο θ.α. Με άιια ιφγηα, νηηδήπνηε ζπκβαίλεη ζηνπο δξφκνπο κπνξεί λα παξαθνινπζείηαη ρσξίο ηελ αλάγθε θάπνηαο λέαο δηθηπαθήο ππνδνκήο [4],[16]. ρήκα 4.15: Σειεπαξαθνινύζεζε δξόκσλ κέζσ BPL 102

103 4.4.8 Πεξηνρέο κε έμππλν δίθηπν Πην θάησ παξνπζηάδνπκε έλα πίλαθα κε ηηο εηαηξίεο πνπ έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα λα παξέρνπλ έμππλν δίθηπν ή ππεξεζίεο έμππλνπ δηθηχνπ, θαζψο θαη ζε πνηεο πεξηνρέο ηνπ πιαλήηε εθαξκφδεηαη ε ηερλνινγία. Δηαηξίεο Πεξηνρή AMR Έιεγρνο Φνξηίνπ Powerlines Communications ανπδηθή Αξαβία Αίγππηνο Γηαρείξηζε Δλέξγεηαο απφ θαηαλαισηή Αλίρλεπζε Θέζεο θάικαηνο Έιεγρνο Γξφκσλ/ Κπθινθνξίαο E-Line Καιηθφξληα ipowa IBEC Νφηηνο Αθξηθή Βηξηδίληα Αιακπάκα Ηληηάλα Γνπηζθφλζηλ Μίζηλγθαλ Οράην Πελζπιβάληα Μέξπιαλη Σέμαο Grindline Comunications Νέν Μέμηθν Main.net/ ASM SpA Μπξέζηα, Ηηαιία Corinex Βαλθνπβεξ, Καλαδαο 103

104 American Electric Power Άξθαλζαο Ηληηάλα Κεληάθη Λνπηδηάλα Μίζηλγθαλ Οράην Οθιαρφκα Σέλεζη Σέμαο Βηξηδίληα Γ.Βηξηδίληα Southern California Edison XCel Energy Γ.Βηξηδίληα Σέμαο Μηλεζφηα Καιηθφξληα Ηιηλφηο Αηφβα Πελζπιβάληα Οπάζηλθηνλ Νέν Μεμηθφ Γηνχηα Μπνπιληεξ, Κνινξάλην Πίλαθαο 4.2: Δηαηξίεο θαη πεξηνρέο κε έμππλν δίθηπν [6],[18],[19],[20],[21] Αμίδεη λα ζεκεηψζνπκε φηη ζηηο Ακεξηθάληθεο πεξηνρέο πνπ αλαθέξνπκε ζηνλ πίλαθα κπνξεί λα κελ ηηο θαιχπηεη φιεο άιια θάπνηεο κφλν πφιεηο απφ απηέο ηηο πνιηηείεο.δπίζεο Αμίδεη λα αλαθέξνπκε φηη πνιιά απφ ηα πην πάλσ πξνγξάκκαηα βξίζθνληαη αθφκα ζε πηινηηθέο εθαξκνγέο. 104

105 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ρεδίαζε ησλ BPL Σερλνινγηώλ ζε Οηθηζηηθεο Πεξηνρέο 5.1 Γεληθά ε απηφ ην θεθάιαην ζα αζρνιεζνχκε κε ηελ ζρεδίαζε ζηελ πεξηνρή Γξνκνιαμηά Μελενχ ηεο επαξρίαο Λάξλαθαο ζηελ Κχπξν ηξηψλ αξρηηεθηνληθψλ ηεο ηερλνινγίαο BPL.πγθεθξηκέλα ζα ζρεδηάζνπκε ηελ Αξρηηεθηνληθή #1 (θεθ ), ηελ Αξρηηεθηνληθή #2 (θεθ ), θαζψο θαη ηελ ηερλνινγία PON BPL (θεθ 1.4). Δπίζεο ζα αζρνιεζνχκε κε θφζηνο εθαξκνγήο,θαζψο επίζεο ζα αλαθεξζνχκε θαη ζε ζπγθεθξηκέλνπο ηχπνπο εμνπιηζκνχ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε πξαθηηθέο εθαξκνγέο ηεο ηερλνινγίαο. 5.2 ρεδίαζε PON BPL ηελ ζρεδίαζε καο θάλνπκε ηελ ππφζεζε φηη ην θέληξν δηαρείξηζεο, δειαδή ην GPON OLT (Optical Line Termination) βξίζθεηαη ζε πεξηνρή ζηελ έμσ απφ ηελ πφιε ηεο Λάξλαθαο θαη ζε απφζηαζε κηθξφηεξε ησλ 20Km απφ ηνλ δηαρσξηζηή (splitter) ηνπ GPON(Gigabit Passive Optical Network). Ο ιφγνο πνπ θάλνπκε απηή ηελ ππφζεζε είλαη φηη κέρξη ηα 20Km κπνξνχκε λα ρξεζηκνπνηήζνπκε γηα ηελ κεηάδνζε καο B Class lasers φπνπ είλαη πην θηελά γηα απηέο ηηο κηθξέο απνζηάζεηο. Σνπνζεηήζακε ηνπο δηαρσξηζηέο GPON (απφ ην έλα slot ηνπ OLT έξρνληαη 2 GPON splitters) καο ζηελ Γξνκνιαμία βξίζθνληαη επί ηεο νδνχ Σηκίνπ Πξνδξφκνπ ιίγν πξηλ ηελ δηαζηαχξσζε κε ηελ νδφ Γεκνθξαηίαο(ξφκβνο ζην ζρήκα 5.1). ηνπο GPON δηαρσξηζηέο ρξεζηκνπνηήζακε ζπληειεζηή δηαρσξηζκνχ 1:16 επνκέλσο απφ θάζε δηαρσξηζηή ζα θεχγνπλ 16 γξακκέο 105

106 γηα ηηο ζχξεο ησλ εγρπηήξσλ BPL φπνπ βξίζθνληαη ζε θάζε κεηαζρεκαηηζηή ρακειήο ηάζεο.κάλακε ηνλ ζρεδηαζκφ ηέηνην ψζηε ν θάζε έλαο κεηαζρεκαηηζηήο λα ηξνθνδνηεί γχξσ ζηα 60 ζπίηηα. Δκείο απφ απηά ηα 60 ζπίηηα ζα έρνπκε έλα κέξηζκα ζηελ αγνξά ηεο ηάμεο ηνπ 30%. Δπνκέλσο θάζε κνλάδα BPL ζα εμππεξεηεί 18 ζπλδξνκεηέο. ηελ ζρεδίαζε καο ρξεζηκνπνηήζακε ηα 30 απφ ηα 32 ΟΝΣs (Optical Network Termination) πνπ έρνπκε ζηελ δηάζεζε καο. Απηφ ζεκαίλεη φηη ηα δπν ζα ηα έρνπκε δεζκεπκέλα γηα ην κέιινλ αθνχ Γξνκνιαμηά θαη Μελενχ γλσξίδνπλ κεγάιε νηθηζηηθή αλάπηπμε [6],[26]. Δπεμήγεζε ζρεκάησλ: ΟΝΣs θαη Μεηαζρεκαηηζηέο GPON Πεξίκεηξνο πεξηνρήο πνπ θαιχπηεη ν θάζε κεηαζρεκαηηζηήο Οπηηθή ίλα απφ GPON πξνο 16 ΟΝΣs Οπηηθή ίλα απφ GPON πξνο 14 ΟΝΣs Οπηηθή ίλα απφ OLT πξνο GPON ρήκα 5.1: Δίζνδνο ζηε Γξνκνιαμηά θαη ην GPON, Πεξηνρή 1 106

107 ρήκα 5.2: Πεξηνρή 2 107

108 ρήκα 5.3: Πεξηνρή 3 108

109 ρεκα 5.4: Πεξηνρή 4 109

110 ρήκα 5.5: Πεξηνρή 5 110

111 ρήκα 5.6: Πεξηνρή 6 111

112 ρήκα 5.7: Πεξηνρή 7 112

113 5.2.1 Δμνπιηζκφο γηα PON-BPL Δμνπιηζκφο πνπ ρξεζηκνπνηήζακε γηα λα πινπνηήζνπκε ηνλ ζρεδηαζκφ καο είλαη νη νπηηθέο ίλεο, ην θέληξν δηαρείξηζεο κε ην OLT,εγρπηήξεο BPL θαζψο θαη δηάθνξα άιια είδε εμνπιηζκψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο φπσο πξνζαξκνγείο (adapters) εληζρπηέο ζήκαηνο θαη θίιηξα ζνξχβνπ. Δκείο ζα δνχκε ιίγν πην αλαιπηηθά πξντφληα ηεο εηαηξίαο Corinex φπνπ ζα καο βνεζήζνπλ λα θαηαιάβνπκε θαιχηεξα πσο πινπνηείηε ν ζρεδηαζκφο καο [6] hix 5750 OLT Ζ ηερλνινγία GPON δηαζέηεη 2,5Gbps γηα θαηέβαζκα θαη 1,25Gbps γηα αλέβαζκα. Δπίζεο ζε κειινληηθέο αλαβαζκίζεηο ηνπ πξντφληνο ζα ππάξρεη ε δπλαηφηεηα γηα δηάζεζε 2,5Gbps ακθίδξνκεο ιεηηνπξγίαο. Παξά ηελ κεγάιε ρσξεηηθφηεηα γηα θάζε ζχξα κφλν κέρξη 60km κπνξεί λα είλαη ε απφζηαζε κεηαμχ ηνπ OLT θαη ηνπ ΟΝΣ. Μέρξη 3584 (7168) ONTs κέζσ 56 GPON κπνξνχλ λα ζπλδεζνχλ ζε έλα OLT. Κάζε OLT πεξηιακβάλεη 14 ππνδνρέο γηα λα ζπλδεζεί έλα 4-ππιψλ GPON.ε θάζε OLT πεξηιακβάλεηαη θαη έλα χζηεκα Γηαρείξηζεο ηνηρείσλ(element Management System,EMS,) ην νπνίν πεξηιακβάλεη FCAPS-functionality ( Γηαρείξηζε Λαζψλ, Γηαρείξηζε Ρπζκίζεσλ, Γηαρείξηζε Λνγηζηηθψλ ζηνηρείσλ, Γηαρείξηζε απφδνζεο θαη Αζθάιεηαο) [6]. ρήκα 5.8: hix 5750 OLT κε ηα θύξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ 113

114 LV Access Gateway (CXP-LVA-GWY) Ο εμνπιηζκφο απηφο ρξεζηκεχεη σο BPL Head-End. πλδεέηαη κε ην Γηαδίθηπν κέζσ ελφο RJ-45 ππνδνρέα θαη ηνπ WAN δηθηχνπ (νπηηθφ, αζχξκαην). Ζ κνλάδα BPL εγρέεη ην ζήκα ζην δίθηπν ρακειήο ηάζεο απεπζείαο ή κέζσ ελφο δεχθηε ρακειήο ηάζεο. Ζ κνλάδα BPL ιεηηνπξγεί ζηα 110/240 V AC, 50/60 Hz θαη κπνξεί λα εγρχζεη ην BPL ζήκα είηε κέζσ ηνπ θαισδίνπ ηξνθνδνζίαο ή κέζσ κηαο νκναμνληθήο δηεπαθήο θαη ηνπ BPL ζπδεπθηήξα [6]. ρήκα 5.9: LV Access Gateway Απηφο ν εμνπιηζκφο κπνξεί επίζεο λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζαλ Time-Division Repeater (Δπαλαιεπηήο), κε ζθνπφ λα εληζρχεη ην BPL ζήκα πνπ θηάλεη ζηα ζπίηηα. Ζ ηνπνζέηεζε ησλ Δπαλαιεπηψλ είλαη ρξήζηκε φηαλ ην ζήκα ρξεηάδεηαη λα θαιχςεη κεγάιεο απνζηάζεηο. Αθνινπζνχλ ζρήκαηα πνπ καο δείρλνπλ πσο ηνπνζεηνχληαη νη κνλάδεο ζηνπο ππιψλεο ειεθηξηθήο ελεξγείαο, θαζψο θαη ραξαθηεξηζηηθά ηνπο [6]. 114

115 ρήκα 5.10: Σνπνζέηεκέλε κνλάδα BPL θαη ην εζσηεξηθό ηνπ ρήκα 5.11: Δγθαηάζηαζε κνλάδαο BPL Κχξηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά: -Σαρχηεηα Γηθηχνπ: Μέρξη 200 Mbps ζε θπζηθφ ζηξψκα θαη ην ιηγφηεξν πεξίπνπ 73 Mbps ρξήζηκεο ηαρχηεηαο (αλαιφγσο δηαρσξηζκνχ). - Γηεπαθή: 10/100 T Fast Ethernet, Powerline Port(Θχξα ειεθηξηζκνχ),coaxial port - Δχξνο ζπρλφηεηαο : 2-34 MHz -Βάξνο : 9 kg - Γηαζηάζεηο: 23Τ x 18,5Μ x 8Π cm -Κάιπςε: Μέρξη 1000 m ζηηο γξακκέο ρακειήο ηάζεο AV200 Enterprise Desktop Adapter (CXP-AV200-ETHe) Απηφ είλαη ν δηαπνκνξθσηήο (modem) ηνπ ζπλδξνκεηή o νπνίνο ιακβάλεη ην ζήκα απφ ηελ κνλάδα BPL.Απιά ην ζπλδένπκε ζε κηα ειεθηξηθή ζχλδεζε κέζα ζην 115

116 ζπίηη θαη κέζσ ελφο θαισδίνπ Ethernet ζπλδέεηαη κε ηνλ πξνζσπηθφ ππνινγηζηή ηνπ ζπλδξνκεηή [6]. ρήκα 5.12: AV200 Enterprise Desktop Adapter Coupler (CXZ-CXP-PH12) Υξεζηκνπνηείηε γηα λα δηαλέκεη ην ζήκα BPL απφ ηελ κνλάδα ζε έληεθα εμφδνπο. Πξψηηζηνο ρξεζηκνπνηείηε ζηνλ πίλαθα δηαλνκήο ζην ζπίηη γηα λα δπλακψλεη ην ζήκα ζηηο εμφδνπο ηνπ ζπηηηνχ, αιιά επίζεο θαη γηα έγρπζε ζε πνιιαπιέο θάζεηο [6]. ρήκα 5.13:11+1 Coupler Φίιηξν ζνξχβνπ ειεθηξηθήο γξακκήο (CXF-CXP-200) Απηή ε ζπζθεπή ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα απνηξέπεη άιιεο ζπζθεπέο κέζα ζην ζπίηη απφ ην λα εγρένπλ ζφξπβν κέζα ζηηο ειεθηξηθέο γξακκέο φπνπ κπνξεί λα πξνθαιέζνπλ παξεκβνιέο ζηηο BPL επηθνηλσλίεο. Γεληθά ζπζθεπέο πνπ έρνπλ θηλεηήξεο ή ηξνθνδνηηθά πξέπεη λα ζπλδένληαη κε ην θίιηξν ζνξχβνπ πξηλ ζπλδεζνχλ ζηηο ειεθηξηθέο ζπλδέζεηο [6]. 116

117 ρήκα 5.14 : Φίιηξν ζνξύβνπ ειεθηξηθήο γξακκήο Κφζηνο πινπνίεζεο ζρεδηαζκνχ θαη ηειηθή ηαρχηεηα ζηνλ ζπλδξνκεηή ε απηή ηελ παξάγξαθν ζα αζρνιεζνχκε κε ην θφζηνο ηεο πινπνίεζεο απηνχ ηνπ ζρεδηαζκνχ. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ θφζηνπο βαζηζηήθακε ζε ζηνηρεία απφ ηελ εηαηξία Corinex φπνπ έρεη αλαπηχμεη ηνλ ζρεδηαζκφ γηα πεξηνρέο ηεο Δπξψπεο θαη βαζηδφηαλ ζε πιεζπζκφ θαηνίθσλ θαη ηνλ ρψξηζε ζε 10 ζεκεία. Με ηελ ινγηθή απηή ζα ππνινγίζνπκε θαη εκείο ην θφζηνο γηα ηελ δηθή καο ζρεδίαζε. 1) Κφζηνο Σεξκαηηθήο Οπηηθήο κνλάδαο (OLT-Optical Line Termination). πλνιηθφ θφζηνο 124, EUR. Ξέξνληαο φηη έρνπκε δηαρσξηζκφ 1:16 ζα εμππεξεηεί ζπλδξνκεηέο. Άξα ην θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή αλέξρεηαη ζηα 7.72 EUR. Σν θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 0.22 EUR ηνλ ρξφλν γηα θάζε ζπλδξνκεηή. 2)Κφζηνο Κάξηαο Παζεηηθνχ Οπηηθνχ Γηθηχνπ (PON-Passive Optical Network). Βξίζθεηαη ηνπνζεηεκέλε ζην Κεληξηθφ Γξαθείν καδί κε ηελ κνλάδα OLT.Σν θφζηνο ζπκπεξηιακβάλεηαη ζην OLT επίζεο. 3)Σν θφζηνο ηεο γξακκήο (OSP- Outside Plant) απφ ην θεληξηθφ Γξαθείν κέρξη ην ζεκείν δηαρσξηζκνχ. ε απηή ηελ πεξίπησζε ε απφζηαζε είλαη 5km πεξίπνπ γηα θάζε ζεκείν δηαρσξηζκνχ, άξα ζα ρξεηαζηνχκε 280km νπηηθήο ίλαο κε 4000 EUR/km. Άξα ζπλνιηθφ θφζηνο 1,120, EUR.Tν θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή αλέξρεηαη ζηα EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 0.89 EUR ηνλ ρξφλν γηα θάζε ζπλδξνκεηή. 117

118 4)Κφζηνο Ππιψλ GPON-BPL νη νπνίεο εγρένπλ ην ζήκα ζηηο γξακκέο ρακειήο ηάζεο. Σν θφζηνο εθαξκνγήο θαζψο θαη πξνκεζεηψλ ζπκπεξηιακβάλνληαη ζην θφζηνο ζπληήξεζεο. Κάζε κνλάδα ζηνηρίδεη 443 EUR.Δπνκέλσο ην θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή είλαη EUR,ην θφζηνο γηα ηνπο I&C κεηαζρεκαηηζηή είλαη 1.66 EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 3.33 EUR. 5)Σν Κφζηνο Λεηηνπξγίαο ηνπ πζηήκαηνο Τπνζηήξημεο(OSS-Operation Support System) αλέξρεηαη ζηα 3.05 EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 0.83 EUR ηνλ ρξφλν γηα θάζε ζπλδξνκεηή. 6)Κφζηνο γξακκήο απφ ηηο Πχιεο GPON-BPL κέρξη ηνλ δηαρσξηζηή.ε απηή ηελ πεξίπησζε ε απφζηαζε είλαη 1.3km πεξίπνπ γηα θάζε ζεκείν απφ ηηο πχιεο κέρξη ηνλ δηαρσξηζηή,άξα ζα ρξεηαζηνχκε Km νπηηθήο ίλαο κε 4000 EUR/km. Άξα ζπλνιηθφ θφζηνο 4,659,200.00EUR.Tν θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή αλέξρεηαη ζηα EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 0.28 EUR ηνλ ρξφλν γηα θάζε ζπλδξνκεηή. 7)Σν θφζηνο ηνπ νηθηαθνχ εμνπιηζκνχ φπσο ην Corinex AV200 Powerline.Ζ αμία ηνπ αλέξρεηαη ζηα EUR.Κφζηνο ζπληήξεζεο θαη ππεξεζηψλ εμππεξέηεζεο φπσο ηειεθσληθήο ππνζηήξημεο(flm-first Line Maintenance) αλέξρεηαη ζηα 5.00 EUR. 8)Κφζηνο ρξήζεο αγσγψλ εηεζίσο 3.50 EUR. 9)Σν θφζηνο εμνπιηζκνχ θαη ηξνθνδνζίαο ηνπ δηθηχνπ θαζψο θαη ππνζηήξημε βιαβψλ αλέξρεηαη ζηα 23.61EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο ζηα EUR. 10) Σν θφζηνο ελνηθίαζεο ππεξεζηψλ απφ ηελ εηαηξία Ζιεθηξηθνχ δηθηχνπ είλαη EUR. 118

119 Ο Πίλαθαο 5.1 καο δείρλεη ηελ πνζφηεηα ηνπ εμνπιηζκνχ πνπ ζα ρξεηαζηνχκε θαζψο θαη ην θφζηνο ηνπο. Δμνπιηζκόο Μνλάδεο Κόζηνο ύλνιν 1)OLT Δμνπιηζκφο 1 124, , ) PON card πκπεξηιακβάλεηαη ζην θφζηνο ηνπ OLT 3)Γξακκή OSP #1 280Km 4, ,120, Απφζηαζε 5km 4)Πχιε Corinex GPON-BPL Δμνπιηζκφο, I&C κεηαζρεκαηηζηήο , , ) OSS SW/HW,άδεηεο,I&C 1 49, , ) Γξακκή OSP #1 Απφζηαζε 1,3Km 7) Δμνπιηζκφο Πειάηε 8)Γίθηπν Km 4, ,659, Δμνπιηζκφο, , Δμνπιηζκφο θαη Σξνθνδνζία 1 380, , ύλνιν: 7,257, Πίλαθαο 5.1: Πνζόηεηα θαη θόζηνο εμνπιηζκνύ GPON-BPL *ηνλ πην πάλσ πίλαθα αλαθεξφκαζηε ζην ζχλνιν ηνπ εμνπιηζκνχ πνπ ζα ρξεηαζηνχκε γηα έλα OLT.Γηα ηελ πεξηνρή καο (Γξνκνιαμία-Μελενχ) φπσο αλαθέξζεθε θαη πην πάλσ ζα ρξεηαζηνχκε 30 ζχξεο BPL. Ο Πίλαθαο 5.2 καο δείρλεη ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλά έηνο θαζψο θαη ηα ελνίθηα γηα ηελ ρξεζηκνπνίεζε ησλ γξακκψλ ηζρχνο. Δμνπιηζκόο Κόστος Συντήρησης και ενοίκια 1)OLT 3, ) PON card ην θφζηνο OLT 3)Γξακκή OSP #1 14, Απφζηαζε 5km 4)Πχιε Corinex 53, GPON-BPL 5) OSS 13, ) Γξακκή OSP #1 Απφζηαζε 1,3Km 119 4,515.84

120 7) Δμνπιηζκφο 80, Πειάηε 8)Υξήζε Αγσγψλ 56, ) Γίθηπν FLM 10)Υξεψζεηο Δηαηξίαο Ζιεθηξηζκνχ Πίλαθαο 5.2: Κόζηνο πληήξεζεο GPON-BPL Ο Πίλαθαο 5.3 καο δίλεη ην θφζηνο αλά ζπλδξνκεηή 67, , , ύλνιν: 629, Δμνπιηζκόο Κόστος Συντήρηση 1)OLT Δμνπιηζκφο ) PON card πκπεξηιακβάλεηαη ζην θφζηνο ηνπ OLT 3)Γξακκή OSP # Απφζηαζε 5km 4)Πχιε Corinex Δμνπιηζκφο, GPON-BPL I&C κεηαζρεκαηηζηήο ) OSS SW/HW,άδεηεο,I&C ) Γξακκή OSP #1 Απφζηαζε 1,3Km ) Δμνπιηζκφο Δμνπιηζκφο, Πειάηε FLM )Υξήζε Αγσγψλ 10 EUR/km p.m ) Γίθηπν Δμνπιηζκφο θαη Σξνθνδνζία Τπνζηήξημε βιαβψλ )Υξεψζεηο Δηαηξίαο Ζιεθηξηζκνχ Κφζηνο ελνηθίαζεο Γξακκψλ πλνιηθό Κνζηνο Πηλαθαο 5.3: Κόζηνο αλά ζπλδξνκεηή GPON-BPL Απφ ηα πην πάλσ βιέπνπκε φηη ην θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή αλέξρεηαη ζηα EUR ελψ γηα ζπληήξεζε ην θφζηνο ζα είλαη EUR ηνλ ρξφλν. Σν θφζηνο ζπκθψλα κε ηελ ζρεδίαζε καο γηα κηα κνλάδα OLT (16128 ζπλδξνκεηέο) αλέξρεηαη ζηα 7,257, EUR(ζηνλ πίλαθα 5.1 βξήθακε 7,257, EUR θαη απηφ νθείιεηαη ζηηο ζηξνγγπινπνηήζεηο) κε θφζηνο ζπληήξεζεο θάζε ρξφλν 629, EUR(ζηνλ πίλαθα 120

121 5.2 βξήθακε 629, EUR θαη απηφ νθείιεηαη ζηηο ζηξνγγπινπνηήζεηο).άξα ην ζπλνιηθφ θφζηνο γηα ηελ πξψηε ρξνληά αλέξρεηαη ζηα 7,886, EUR. Σν κεξίδην θφζηνπο πνπ αλαινγεί ζηελ πεξηνρή(540 ζπλδξνκεηέο) φπνπ θάλακε ηελ ζρεδίαζε καο αλέξρεηαη ζηηο 264, EUR. Όζν αθνξά ηελ ηειηθή ηαρχηεηα πνπ θηάλεη ζηνπο ζπλδξνκεηέο ζα είλαη 6.66 Mpbs.Ο ππνινγηζκφο γίλεηαη σο εμήο: Υξήζηκε επξπδνληθφηεηα κέρξη ηνλ δηαρσξηζηή είλαη 2.3Gbps Απφ ηνλ δηαρσξηζηή έρνπκε ζπληειεζηή δηαρσξηζκνχ 1:16,άξα ζε θάζε πχιε ηνπ BPL θηάλνπλ 2.3Gbps/16=144Μbps Απφ ηα 144 Μbps κέλνπλ 120 Μbps ιφγσ απσιεηψλ ζηηο γξακκέο ηζρχνο. Κάζε κεηαζρεκαηηζηήο ηξνθνδνηεί 60 ζπίηηα. Δκείο έρνπκε κεξίδην ζηελ αγνξά 30% επνκέλσο ζα έρνπκε 18 ζπλδξνκεηέο γηα θάζε πχιε. 120 Μbps /18= 6.66 Μbps είλαη ε ηειηθή καο σθέιηκε ηαρχηεηα (Σν δηαθεκηδφκελν παθέην γηα απηή ηελ ηαρχηεηα αλέξρεηαη ζηα 46 Μbps) [6]. 5.3 ρεδηαζκφο Αξρηηεθηνληθήο #1 Ζ Αξρηηεθηνληθή απηή παξνπζηάδεη πνιιέο νκνηφηεηεο κε ηελ Τβξηδηθή GPON- BPL σο πξνο ηνλ ηξφπν παξάδνζεο ηνπ ζήκαηνο ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε. Δδψ ε πιεξνθνξία απφ ην δίθηπν θνξκνχ (internet backbone) εγρχεηαη κέζσ ηνπ ζπδεχθηε ζε κηα απφ ηηο θάζεηο ηεο γξακκήο ΜΣ. Λφγσ ηεο ακθίδξνκεο ιεηηνπξγίαο ηνπ δηαδηθηχνπ ηα δεδνκέλα κεηαθέξνληαη πξνο θαη απφ ηηο γξακκέο ΥΣ ζε θάζε νκάδα θαηαλαισηψλ. Δδψ πάιη θάλνπκε ηνλ ζρεδηαζκφ ηέηνην ψζηε ν θάζε έλαο κεηαζρεκαηηζηήο λα ηξνθνδνηεί γχξσ ζηα 60 ζπίηηα. Δκείο απφ απηά ηα 60 ζπίηηα ζα έρνπκε έλα κέξηζκα ζηελ αγνξά ηεο ηάμεο ηνπ 30%. Δπνκέλσο θάζε κνλάδα BPL ζα εμππεξεηεί 18 ζπλδξνκεηέο [6],[26]. Δπεμήγεζε ζρεκάησλ: Δμαγσγείο θαη Μεηαζρεκαηηζηέο Πεξίκεηξνο πεξηνρήο πνπ θαιχπηεη ν θάζε κεηαζρεκαηηζηήο 121

122 ρήκα 5.15:Πεξηνρή 1 ρήκα 5.16:Πεξηνρή 2 122

123 ρήκα 5.17:Πεξηνρή 3 ρήκα 5.18:Πεξηνρή 4 123

124 ρήκα 5.19:Πεξηνρή 5 ρήκα 5.20:Πεξηνρή 6 124

125 ρήκα 5.21:Πεξηνρή Δμνπιηζκφο γηα BPL Δμνπιηζκφο πνπ ρξεζηκνπνηήζακε γηα λα πινπνηήζνπκε ηνλ ζρεδηαζκφ καο είλαη νη εγρπηήξεο,νη εμαγσγείο θαη νη επαλαιεπηέο BPL θαζψο θαη δηάθνξα άιια είδε εμνπιηζκψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηνπο ζπλδξνκεηέο φπσο πξνζαξκνγείο (adapters) εληζρπηέο ζήκαηνο θαη θίιηξα ζνξχβνπ. Γηα απηή ηελ ζρεδίαζε κπνξνχκε λα ρξεζηκνπνηήζνπκε ηα πξντφληα πνπ ρξεζηκνπνηήζακε ζηελ πξνεγνχκελε ζρεδίαζε ( LV Access Gateway, AV200 Enterprise Desktop Adapter) [6] Κφζηνο πινπνίεζεο ζρεδηαζκνχ θαη ηειηθή ηαρχηεηα ζηνλ ζπλδξνκεηή ε απηή ηελ παξάγξαθν ζα αζρνιεζνχκε κε ην θφζηνο ηεο πινπνίεζεο απηνχ ηνπ ζρεδηαζκνχ. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ θφζηνπο βαζηζηήθακε ζε ζηνηρεία απφ ηελ εηαηξία Corinex. Με ηελ ινγηθή απηή ζα ππνινγίζνπκε θαη εκείο ην θφζηνο γηα ηελ δηθή καο ζρεδίαζε. 125

126 1) Κφζηνο Ππιψλ BPL νη νπνίεο εγρένπλ ην ζήκα ζηηο γξακκέο ρακειήο ηάζεο. Σν θφζηνο εθαξκνγήο θαζψο θαη πξνκεζεηψλ ζπκπεξηιακβάλνληαη ζην θφζηνο ζπληήξεζεο. Κάζε κνλάδα ζηνηρίδεη 443 EUR.Δπνκέλσο ην θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή είλαη EUR,ην θφζηνο γηα ηνπο I&C κεηαζρεκαηηζηέο είλαη 1.66 EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 3.33 EUR. 2) Σν Κφζηνο Λεηηνπξγίαο ηνπ πζηήκαηνο Τπνζηήξημεο(OSS-Operation Support System) αλέξρεηαη ζηα 3.05 EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλέξρεηαη ζηα 0.83 EUR ηνλ ρξφλν γηα θάζε ζπλδξνκεηή. 3) Σν θφζηνο ηνπ νηθηαθνχ εμνπιηζκνχ φπσο ην Corinex AV200 Powerline.Ζ αμία ηνπ αλέξρεηαη ζηα EUR.Κφζηνο ζπληήξεζεο θαη ππεξεζηψλ εμππεξέηεζεο φπσο ηειεθσληθήο ππνζηήξημεο(flm-first Line Maintenance) αλέξρεηαη ζηα 5.00 EUR.. 4)Σν θφζηνο εμνπιηζκνχ θαη ηξνθνδνζίαο ηνπ δηθηχνπ θαζψο θαη ππνζηήξημε βιαβψλ αλέξρεηαη ζηα EUR ελψ ην θφζηνο ζπληήξεζεο ζηα EUR. 5)Κφζηνο πδεχθηε Πνιιαπιψλ Φάζεσλ. Ο πδεχθηεο Πνιιαπιψλ Φάζεσλ επηηξέπεη ηελ ηαπηφρξνλε έγρπζε ηνπ BPL ζήκαηνο ζε πνιιαπιέο θάζεηο. Σν θφζηνο θάζε ζπδεχθηε αλέξρεηαη ζηα 25EUR. 6)Κφζηνο ρσξεηηθνχ ή επαγσγηθνχ ζπδεχθηε πνπ ζπλδέεηαη ζηελ γξακκή ΜΣ θαη εγρέεη ην BPL ζήκα απφ ηελ πχιε ζην θαιψδην. Σν θφζηνο θάζε ρσξεηηθνχ ή επαγσγηθνχ ζπδεχθηε αλέξρεηαη ζηα 170EUR. 7) Σν θφζηνο ελνηθίαζεο ππεξεζηψλ απφ ηελ εηαηξία Ζιεθηξηθνχ δηθηχνπ είλαη EUR. 126

127 Ο Πίλαθαο 5.4 καο δείρλεη ηελ πνζφηεηα ηνπ εμνπιηζκνχ πνπ ζα ρξεηαζηνχκε θαζψο θαη ην θφζηνο ηνπο. Δμνπιηζκόο Μνλάδεο Κόζηνο ύλνιν 1) Πχιε Corinex Δμνπιηζκφο , BPL I&C κεηαζρεκαηηζηή ) OSS SW/HW,άδεηεο,I&C 1 1, , ) Δμνπιηζκφο Δμνπιηζκφο, , Πειάηε 4) Γίθηπν Δμνπιηζκφο θαη 1 12, , Σξνθνδνζία 5) πδεχθηεο Δμνπιηζκνο Πνιιαπιψλ θάζεσλ 6) πδεχθηεο Δμνπιηζκνο , Μέζεο Σάζεο ύλνιν: 50, Πίλαθαο 5.4: Πνζόηεηα θαη θόζηνο εμνπιηζκνύ Αξρηηεθηνληθήο #1 *Σν θφζηνο γηα ην Γίθηπν αλέξρεηαη ζηα 380, EUR αιιά απηφ είλαη θφζηνο γηα κεγάιν ζρεδηαζκφ(πρ ζπλδξνκεηέο φπσο ζηνλ πξνεγνχκελν ζρεδηαζκφ) ζπλνιηθφ. Δκείο ην ππνινγίζακε κεξίδην γηα 540 ζπλδξνκεηέο φπνπ αλήθνπλ ζε έλα κεγάιν δίθηπν. Σν ίδην ηζρχεη θαη γηα ην OSS φπνπ ην ζπλνιηθφ θφζηνο γηα κεγάιν ζρεδηαζκφ αλέξρεηαη ζηα 49, EUR. Ο Πίλαθαο 5.5 καο δείρλεη ην θφζηνο ζπληήξεζεο αλά έηνο θαζψο θαη ηα ελνίθηα γηα ηελ ρξεζηκνπνίεζε ησλ γξακκψλ ηζρχνο. Δμνπιηζκόο Κόστος Συντήρησης και ενοίκια 1) Πχιε Corinex 1, BPL 2) OSS ) Δμνπιηζκφο Πειάηε 2,

128 4) Γίθηπν 7, )Υξεψζεηο Δηαηξίαο Ζιεθηξηζκνχ πλνιηθό Κόζηνο: 18, Πίλαθαο 5.5: Κόζηνο πληήξεζεο Αξρηηεθηνληθήο #1 Ο Πίλαθαο 5.3 καο δίλεη ην θφζηνο αλά ζπλδξνκεηή Δμνπιηζκόο Κόστος Συντήρηση 1) Πχιε Corinex Δμνπιηζκφο BPL I&C κεηαζρεκαηηζηήο ) OSS SW/HW,άδεηεο,I&C ) Δμνπιηζκφο Δμνπιηζκφο, Πειάηε FLM ) Γίθηπν Δμνπιηζκφο θαη Σξνθνδνζία Τπνζηήξημε βιαβψλ ) πδεχθηεο Δμνπιηζκνο 1.39 Πνιιαπιψλ θάζεσλ 6) πδεχθηεο Μέζεο Σάζεο Δμνπιηζκνο )Υξεψζεηο Δηαηξίαο Ζιεθηξηζκνχ Κφζηνο ελνηθίαζεο Γξακκψλ πλνιηθό Κνζηνο Πηλαθαο 5.6 Κόζηνο αλά πειάηε ρεδίαζεο Αξρηηεθηνληθήο #1 Απφ ηα πην πάλσ βιέπνπκε φηη ην θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή αλέξρεηαη ζηα EUR ελψ γηα ζπληήξεζε ην θφζηνο ζα είλαη EUR ηνλ ρξφλν. Σν θφζηνο ζπκθψλα κε ηελ ζρεδίαζε καο (540 ζπλδξνκεηέο) αλέξρεηαη ζηα 51, EUR(ζηνλ πίλαθα 5.4 βξήθακε 50, EUR θαη απηφ νθείιεηαη ζηηο ζηξνγγπινπνηήζεηο), κε θφζηνο ζπληήξεζεο θάζε ρξφλν 18, EUR(ζηνλ πίλαθα 5.5 βξήθακε 18, EUR θαη απηφ νθείιεηαη ζηηο ζηξνγγπινπνηήζεηο).άξα ην ζπλνιηθφ θφζηνο γηα ηελ πξψηε ρξνληά αλέξρεηαη ζηα 69, EUR. εκαληηθφ ζηνηρείν γηα ηνλ πην πάλσ ππνινγηζκφ καο είλαη φηη ζην θφζηνο δελ ζπκπεξηιάβακε ηνπ επαλαιεπηέο θαη ηνπο εγρπηήξεο αιιά κφλν ηνπο εμαγσγείο πνπ γλσξίδνπκε ην αθξηβέο θφζηνο ηνπο θαζψο θαη ηελ πνζφηεηα πνπ ζα ρξεηαζηνχκε. Με κηα απιή ππφζεζε κπνξνχκε λα πνχκε φηη ζα ρξεηαζηνχκε ζρεδφλ ηηο δηπιάζηεο κνλάδεο 128

129 ζε εμνπιηζκφ κε ην ίδην θφζηνο κνλάδαο. Άξα ην θφζηνο γηα θάζε ζπλδξνκεηή ζα είλαη πεξίπνπ EUR, ελψ ην ζπλνιηθφ θφζηνο ζρεδηαζκνχ ζηα 95, EUR Κάηη πνπ αμίδεη αθφκα λα ζεκεησζεί είλαη φηη ν ζρεδηαζκφο κε ηελ αξρηηεθηνληθή #3( ) είλαη ν ίδηνο κε ηελ αξρηηεθηνληθή #1 απιά ε δηαθνξά είλαη φηη έρνπκε δχν αλεμάξηεηα θαλάιηα BPL ζε δχν απφ ηηο ηξεηο θάζεηο ηεο γξακκήο ΜΣ. Άξα ζε απηή ηελ πεξίπησζε ην θφζηνο ζα είλαη κεγαιχηεξν ζε φηη αθνξά ηνπο ζπδεχθηεο αθνχ ζα ρξεηαζηνχκε δηπιάζην αξηζκφ. Άξα ην θφζηνο καο ζε απηή ηελ πεξίπησζε αλεβαίλεη ζηα 101, EUR. Όζν αθνξά ηηο ηαρχηεηεο ζε απηή ηελ πεξίπησζε δελ κπνξνχκε λα θηάζνπκε ηηο ηαρχηεηεο ηεο ηερλνινγίαο GPON-BPL(ιφγσ απφζηαζεο πνπ δηαλχνπλ ζηα θαιψδηα ηζρχνο ) αιιά ζηελ δηθή καο πεξίπησζε κπνξνχλ λα θηάζνπλ ηα 5Mbps. Αθνινπζεί έλαο ν πίλαθαο 5.3 πνπ καο δείρλεη ηππηθέο ηαρχηεηεο θαη ηηκέο [6],[19]. Πίλαθαο 5.7:Tαρύηεηεο θαη ηηκέο BPL 5.4 ρεδηαζκφο Αξρηηεθηνληθήο #2 Ζ Αξρηηεθηνληθή απηή είλαη ε ίδηα κε ηελ αξρηηεθηνληθή #1 σο πξνο ηελ ζρεδίαζε κε ηελ κφλε δηαθνξά είλαη ζην φηη ε πιεξνθνξία απφ ην δίθηπν θνξκνχ (internet backbone) εγρέεηαη κέζσ ηνπ ζπδεχθηε ζε κηα απφ ηηο θάζεηο ηεο γξακκήο ΜΣ θαη ην ζήκα απφ ηνλ εμαγσγέα κεηαδίδεηαη. 129

130 Δδψ πάιη θάλνπκε ηνλ ζρεδηαζκφ ηέηνην ψζηε ν θάζε έλαο κεηαζρεκαηηζηήο λα ηξνθνδνηεί γχξσ ζηα 60 ζπίηηα. Δκείο απφ απηά ηα 60 ζπίηηα ζα έρνπκε έλα κέξηζκα ζηελ αγνξά ηεο ηάμεο ηνπ 30%. Δπνκέλσο θάζε κνλάδα BPL ζα εμππεξεηεί 18 ζπλδξνκεηέο. Ζ κφλε δηαθνξά εδψ είλαη φηη κηα πχιε κπνξεί λα εμππεξεηεί ζπλδξνκεηή πνπ αλήθεη ζε άιιε νκάδα κεηαζρεκαηηζηή ιφγσ ηεο αιιεινθαιππηνηεηαο ηνπο. Έηζη ζα πεξηνξηζηνχκε ζην φηη εδψ νη 30 αζχξκαηεο καο πχιεο ζα εμππεξεηνχλ 540 ζπλδξνκεηέο [6],[26]. Δπεμήγεζε ζρεκάησλ: Δμαγσγείο θαη Μεηαζρεκαηηζηέο Πεξίκεηξνο πεξηνρήο πνπ θαιχπηεη ν θάζε κεηαζρεκαηηζηήο ρήκα 5.22:Πεξηνρή 1 130

131 ρήκα 5.23:Πεξηνρή 2 ρήκα 5.24:Πεξηνρή 3 131

132 ρήκα 5.25:Πεξηνρή 4 ρήκα 5.26:Πεξηνρή 5 132

133 ρήκα 5.27:Πεξηνρή 6 ρήκα 5.28:Πεξηνρή 7 133

134 5.4.1 Δμνπιηζκφο γηα BPL Δμνπιηζκφο πνπ ρξεζηκνπνηήζακε γηα λα πινπνηήζνπκε ηνλ ζρεδηαζκφ καο είλαη νη ν ίδηνο κε ηελ πξνεγνχκελε αξρηηεθηνληθή εθηφο απφ ηνλ εμαγσγέα θαη απφ ην κφληεκ φπνπ ζα έρνπλ αζχξκαηνπο πνκπνχο-δέθηεο. Δκείο ζα δνχκε ιίγν πην αλαιπηηθά ην Griffin 1000MV ηεο εηαηξίαο Amperion Griffin 1000 MV. Σν Griffin 1000MV αλήθεη ζηηο ζπζθεπέο πξψηεο γεληάο (Gen1) ηεο Amperion θαη είλαη ζρεδηαζκέλν γηα ηνπνζέηεζε πάλσ ζε ζηχινπο ΜΣ θαη ζπλδέεηαη κε ηηο γξακκέο κεηαθνξάο κέζσ κνλσκέλνπ επαγσγηθνχ ζπδεπθηήξα ελψ είλαη πξνζηαηεπκέλν απφ έλα ζηηβαξφ NEMA 3R έγθιεηζηξν. Δκπεξηέρεη ηελ κεηάδνζε a/b/g ζήκαηνο πνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ζχλδεζε κε ην δίθηπν θνξκνχ ή σο πςειήο ηαρχηεηαο WAP (Wireless Access Point) παξέρνληαο ζπλδεζηκφηεηα ζηνπο ηειηθνχο ρξήζηεο. Με έλα δεχηεξν Wi- Fi ζήκα, ην Griffin 1000MV κπνξεί λα επηηειεί ηαπηφρξνλα θαη ηηο δχν δηαδηθαζίεο ηαπηφρξνλα ελψ γελλά, δέρεηαη θαη επαλαιακβάλεη ην BPL ζήκα [25]. ρήκα 5.29: Griffin 1000 MV 134