ما هي اتصالات خط الطاقة وكيف تعمل

اتصالات خط الطاقة (PLC) ، والمعروفة أيضًا باسم Power Line Communications (PLT) هي تقنية اتصالات تستخدم الأسلاك العامة والخاصة الحالية لنقل الإشارات. باستخدام إشارات اتصال PLC ، يتم نقل البيانات عالية السرعة والصوت والفيديو عبر خطوط الطاقة ذات الجهد المنخفض.

PLC هي تقنية مستخدمة منذ سنوات ولكنها أصبحت الآن أكثر طلبًا بعد إطلاق تقنيات الاتصال الجديدة التي تدعمها PLC ، أي أن PLC ستكون وسيلة اتصال موثوقة لتطبيقات مثل إنترنت الأشياء (IoT) و الشبكات الذكية.

ما هي اتصالات باور لاين؟

يُقال إن طريقة نقل الطاقة والبيانات من أجل الاتصال عبر نفس شبكة الأسلاك الحالية من طرف إلى طرف آخر باسم Power Line Communication. فإنه يوفر اتصالات البيانات ذات النطاق العريض على الموصلات التي هي قيد الاستخدام لنقل الطاقة الكهربائية باستخدام إشارة وحدات. الآن ، يمكن القيام بذلك من خلال أسلاك المنزل أو المبنى ويمكن أيضًا القيام بذلك من خلال نظام توزيع الطاقة الكهربائية الحالي.

يُعرف BPL (النطاق العريض عبر خط الطاقة) أيضًا بإنترنت خط الطاقة الذي يدعم تقنية PLC للسماح بالوصول إلى الإنترنت عبر خطوط النقل. غالبًا ما تُستخدم تقنية BPL مع PLC في المواقع البعيدة حيث يوجد قدر منخفض من الوصول إلى الإنترنت عن طريق توصيلات الكبل أو PDSL.

انواع من

في الأساس ، هناك أربعة أنواع من PLC:

• الشبكات الداخلية: يمكن توفير نقل بيانات عالي السرعة للشبكات المنزلية باستخدام أسلاك الطاقة الكهربائية الداخلية.
• النطاق العريض عبر خط الطاقة: يمكن توفير الوصول إلى الإنترنت واسع النطاق من خلال الأسلاك الكهربائية الخارجية.
• التطبيقات الداخلية ذات النطاق الضيق: يمكن التحكم في خدمات البيانات ذات معدل البت المنخفض مثل التشغيل الآلي للمنزل وأجهزة الاتصال الداخلي واستخدامها للتواصل من خلال أنابيب الطاقة الداخلية.
• التطبيقات الخارجية ضيقة النطاق: يمكن استخدام التطبيقات الخارجية ذات النطاق الضيق للقراءة التلقائية للعدادات والمراقبة أو التحكم عن بُعد.

كيف يعمل PLC؟

مثل أي تقنية اتصال أخرى ، يتكون PLC أيضًا من مرسل يعدل البيانات التي سيتم إرسالها عبر وسيط اتصال ، ثم يقوم جهاز الاستقبال بإعادة تشكيل البيانات لاستخدامها مرة أخرى. بصرف النظر عن إرسال إشارات الاتصال ، يتيح PLC أيضًا للمستخدم التحكم في جميع الأجهزة المتصلة بخط الطاقة ومراقبتها لأنه يتم تنفيذه في نفس نظام الأسلاك.

يرسل PLC إخراجًا أقل تقلبًا مقارنة بالنظام القديم. كما ترى في الرسم البياني أعلاه ، في النظام القديم الذي كان يحتوي على مقوم ومولد تردد للحصول على أكبر قدر ممكن من خرج التردد المطلوب ولكن كان هناك تذبذب صغير في الإخراج بينما يستخدم نظام PLC مقومًا مع مرشح & a متحكم يوفر إخراجًا مستقرًا ومطلوبًا بمساعدة مفتاح الترحيل. نتيجة لذلك ، يكون نقل البيانات أكثر دقة وأكثر استقرارًا مع إشارات خرج جيدة.

مخططات التحوير المستخدمة في PLC:

مخططات التعديل المستخدمة في PLC هي مضاعفة تقسيم التردد المتعامد (OFDM) ، مفتاح تحول الطور الثنائي (BPSK) ، مفتاح تغيير التردد (FSK) ، Spread-FSK (S-FSK) وأنظمة الملكية أيضًا (مثل مفتاح التحول في الكود التفاضلي (DCSK)).

يوفر OFDM معدلات بيانات عالية ولكنه يتطلب قدرة حصانية حسابية جيدة لمخرجات Fast Fourier Transforms (FFT) و Inverse-FFT (IFFT). بينما ، من ناحية أخرى ، فإن BPSK و FSK هي مخططات تعديل قياسية وبسيطة تمامًا يمكن استخدامها في PLC ولكنها توفر معدلات بيانات منخفضة. لذلك ، فإن مخطط التشكيل الجاري تشغيله حاليًا لـ PLC هو OFDM بتشكيل PSK الذي يمكنه التعامل مع مثل هذا الحساب الثقيل.

استخدامات PLC

يستخدم PLC لنقل البرامج الإذاعية ، وآليات تبديل التحكم في شركة المرافق ، وحماية خط النقل ، وقراءة العدادات التلقائية. بصرف النظر عن ذلك ، هناك أيضًا بعض استخدامات السيارات حيث يتم إرسال البيانات والصوت والموسيقى عبر خط طاقة بطارية التيار المباشر (DC) مع بعض المرشحات الخاصة لإزالة ضوضاء الخط من الإخراج النهائي.

يُعرف مصطلح Power Line Communication (PLC) باسم مختلف مثل ناقل خط الطاقة ، وخط المشترك الرقمي لخط الطاقة (PDSL) ، واتصالات خط الطاقة (PLT) ، وشبكات خطوط الطاقة (PLN) ، والاتصالات الرئيسية ، والنطاق العريض عبر خطوط الكهرباء (BPL).

مزايا وعيوب PLC

مزايا:

• تكلفة التنفيذ المنخفضة: لا يتطلب نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) أي تركيب لأسلاك جديدة مما يقلل بشكل كبير من تكاليف النشر.
• وصول كبير: يمكن لـ PLC تمكين الاتصال بالعقد التي يصعب الوصول إليها حيث تعاني إشارة RF اللاسلكية من مستويات عالية من التوهين كما هو الحال في الهياكل تحت الأرض أو المباني ذات العوائق والجدران المعدنية ، أو ببساطة في أي مكان تكون فيه الإشارة اللاسلكية غير مرغوب فيها بسبب قضايا EMI في أماكن مثل المستشفيات.

• تكلفة تشغيل أقل: يوفر نظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) حلاً منخفض التكلفة مقارنة بالتقنيات الأخرى الحالية مثل أنظمة الاتصال اللاسلكي بالترددات اللاسلكية أو أنظمة اتصالات الضوء المرئي (VLC)
• السرعة الداخلية العالية: تلقى تنفيذ تقنيات PLC و VLC المدمجة معًا مؤخرًا قدرًا كبيرًا من الاهتمام البحثي ، مما أدى إلى تمكين جيل جديد من الاتصالات الداخلية عالية السرعة للعديد من التطبيقات.

تؤدي هذه المزايا إلى المزيد من تطبيقات شبكات PLC في مختلف الصناعات. ولكن مع المزايا هناك أيضًا بعض العيوب.

سلبيات

كما أن لها بعض العيوب مثل:

• سرعة نقل منخفضة ،
• حساسية للاضطراب.
• تشويه غير خطي وتعديل متقاطع بين القنوات ،
• حجم كبير و
• ارتفاع سعر المكثفات والمحاثات المستخدمة في نظام PLC.

بسبب هذه العيوب ، لا يزال PLC غير مفضل في بعض التطبيقات.

تطبيقات PLC

يستخدم PLC على نطاق واسع في تقنيات مثل الشبكة الذكية والمحولات الدقيقة. من خلال التعرف على التقنيات مع عدد أكبر من المستخدمين ، سيكون لدى PLC قريبًا المزيد من التكيف مع التطبيقات مثل تطبيقات الإضاءة (للتحكم في إشارات المرور ، وتعتيم LED ، وما إلى ذلك) ، والتطبيقات الصناعية (للتحكم في الري وما إلى ذلك) ، والتطبيقات من آلة إلى آلة (مثل آلات البيع أو الاتصال من الاستقبال إلى الغرفة في الفندق) ، تطبيقات القياس عن بعد (مثل منصات النفط البحرية) ، تطبيقات النقل (مثل الأجهزة الإلكترونية في السيارات والقطارات والطائرات) وغيرها الكثير.

المشاكل التي تواجهها PLC

أكبر مشكلة رئيسية يواجهها PLC حتى الآن هي أن أسلاك الطاقة في تقنية PLC غير محمية وغير ملتوية مما يعني أن الأسلاك ستصدر كميات كبيرة من طاقة الراديو ، مما يؤدي إلى حدوث تداخل مع المستخدمين الحاليين لـ نفس نطاق التردد. أيضًا ، ستحصل أنظمة BPL (النطاق العريض عبر خط الطاقة) على بعض التداخل من إشارات الراديو المنبعثة من أسلاك PLC.