بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC

1- مقدمه

1-2 سیستم Power Line Carrier(PLC)

1-3 روش های كوپلینگ

1-4 كاربردهای PLC

1-4-1 ارتباط تلفنی(صحبت)(speech)

1-4-2 تلگراف و پست تصویری (Facsimile)

1-4-3 كنترل نشاندهی از راه دور (Control & indication)

1-4-4 حفاظت از راه دور (Tele protection)

2- تشریح PLC

2-1 وسائل مورد استفاده در سیستم فرابری خطوط فشار قوی (PLC)

2-1-1 مشخصات خازن كوپلاژ

2-1-2 مشخصات لاین تراپ (تله خط)

2-1-3 وسایل تنظیم

2-1-4 وسایل تنظیم چند فركانسی

2-1-5 حذف وسایل تنظیم كننده بیرونی

3- Analog Power Line Carrier (APLC)

3-1 مشخصات كانال آنالوگ

3-2 اجزاء APLC

3-3 تشریح PLC آنالوگ

3-3-1 درایور جداكننده و مخلوط كننده

3-3-2 تقویت كننده توان

3-3-3 فیلتر فرستنده

3-3-4 مدار هایبرید

3-3-5 فیلتر گیرنده

3-3-6 منبع تغذیه

4- PLC دیجیتال

4-1 مشخصات كانال DPLC

4-2 اجزاء PLC دیجیتال

4-3 تشریح DPLC

4-3-1 واسط مشتركین یا مبدل زنگ

4-3-2 واسط ترانك

4-3-3 حذف كننده انعكاس صوتی

4-3-4 فشرده سازی صوت

4-3-5 مالتی پلكسر دینامیك(DMUX)

4-3-6 واسط TPS

4-3-7 مدولاتور ISB

4-3-8 دمدولاتور ISB

4-3-9 مودم V

4-4 نظارت و سرپرستی

4-5 مقایسه

چرا از مخابرات دیجیتال استفاده می شود؟

5- VOIP و DPLC برای شبكه PABX و مشتركان دور دست

5-1 راه حل یكپارچه كردن مخابرات

5-2 VOIP و PLC دیجیتال

5-3 همه راه حل های شامل سیستم(All- inclusive system sudations)

5-4 راه حل های سازش با Broad band

5-5 دروازه VoIP

5-6 فرابری خط قدرت PLC

5-7 صوت بر روی IP و PLC دیجیتال

6- Broad band overpower line (BPL)

6-1 مزایای آشكار عرضه BPL روی كابل عادی یا اتصالات DSL

6-2 مودم های BPL

6-3 كوپلاژ سلفی

6-4 تداخل انتشارات

 6-5 شبكه قدرت الكتریكی هوشمند

6-6 یك وسیله اتصال بهتر

6-7 مرور گزارش FCC و دستور 245-54 برای باند پهن روی خطوط قدرت BPL

7- محدودیت های خط قدرت با ولتاژ بالا برای ارتباطات سرعت زیاد

7-1 خلاصه

7-2 مقدمه

7-3 كانال های مخابراتی PLC ولتاژ بالا

7-4 نتایج تحقیقات علمی

7-5 نتایج

8- منابع

مقدمه

به دلیل گستردگی شبكه به هم پیوسته تولید و انتقال نیرو در صنعت برق و پراكندگی ایستگاه ها در نقاط بعضا دور از دسترس، احداث و بهره بردار سیستم های مخابراتی از نیازهای اساسی صنعت برق می‌باشد. كاربریهای عمده مخابرات در صنعت برق عبارتند از :
1- انتقال اطلاعات و ارسال فرامین خودكار حفاظتی برای جداسازی بخشهای حادثه دیده و معیوب در كوتاهترین زمان و جلوگیری از گستردگی حوادث جزئی به كل شبكه و پیشگیری از حوادث احتمالی.
2- انتقال اطلاعات جمع آوری شده از پست ها و نیروگاه ها به مراكز كنترل و انتقال فرامین كنترلی از مراكز كنترل به ایستگاه‌ها.
3- هماهنگی عملیات بهره برداری و برقراری ارتباط بین بخش های ستادی و عملیاتی از طریق شبكه تلفنی مستقل برق.
سیستم های مخابراتی مورد استفاده در شبكه مخابرات صنعت برق شامل بیسیم، مایكروویو، PLC ، DTS ، فیبر نوری و سیستم سوئیچینگ می باشد.
- PLC سیستم مخابراتی است كه از خطوط فشار قوی در فركانس های 40 تا 400 كیلوهرتز برای انتقال پیام های مخابراتی استفاده می كند.
- DTS شبكه اختصاصی و Hot Line تلفنی دیسپاچینگ می باشد.
- كابل OPGWدر خطوط انتقال نیرو بجای سیم زمین برای انتقال اطلاعات با حجم و امنیت زیاد بكار می رود.
سیستمPower Line Carrier  یكی از شیوه های نوین انتقال داده می باشد كه مخفف آن PLC است اما نه كنترل كننده های منطقی برنامه پذیر ، بلكه خطوط انتقال قدرت.
توسعه منابع تولید، انتقال و توزیع انرژی الكتریكی نیاز مبرمی به وجود یك شبكه مخابراتی بین نقاط كلیدی سیستم برق رسانی مثل مراكز تولید، تبدیل، تصمیم گیری و توزیع كه اكثرا در فواصل دور از هم واقع شده اند را به وجود آورده است. از خطوط انتقال می توان برای ارسال امواج فركانس بالای حامل اطلاعات در سیستم های مخابراتی استفاده نمود. سیستمی كه برای این گونه انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد را ابزار "انتقال موج حامل اطلاعات بر روی سیستم فشار قوی" یا PLC می نامند.


موارد زیر ضرورت ایجاد یك شبكه مخابراتی PLC را به وضوح روشن می نماید:
1- شبكه های مخابرات عمومی جوابگوی نیازهای ارتباطی جهت بهره برداری موثر از شبكه فشار قوی نمی باشد.
2- تبادل‌اطلاعات بین مراكز دیسپاچینگ و سایر پست‌ها‌توسط یك شبكه‌مخابراتی مطمئن‌و اختصاصی، از ضروریات این گونه مراكز می باشد.
3- با استفاده از یك شبكه جامع مخابراتی، پست ها می توانند به تجهیزات حفاظتی مجهز گردند كه باعث قابلیت اعتماد بیشتر و بهره برداری موثر از شبكه می گردد.
4- عدم وجود یك شبكه مخابراتی اختصاصی، ضعف ارتباط از طریق شبكه مخابراتی شركت مخابرات، عدم دسترسی اكثر پست های واقع در خارج شهر به خطوط ارتباطی PTT مشكلاتی هستند كه در صورت وجود یك شبكه مخابراتی مطمئن بر طرف گشته و امكان بهره برداری موثرتر از شبكه را ایجاد می كند.
با توجه به نكات فوق جهت مرتفع نمودن اشكالات ذكر شده و بهره برداری از شبكه، می توان با استفاده از سیستم‌هایPLCچنین شبكه‌های مخابراتی را برای استفاده در شبكه‌های برق رسانی طراحی نمود.
استفاده از PLC به جای سایر سیستم های ارتباطی نظیر كابل تلفنی، امواج رادیویی و مایكروویو و ... دارای مزایایی می باشند كه عبارتند از :
1- به علت ناچیز بودن افت سیگنال حامل اطلاعات در هر كیلومتر، مراكز تولید و توزیع انرژی الكتریكی كه معمولا در فواصل دوری از یكدیگر واقعند را می توان مستقیما توسط كانال های PLC بدون استفاده از تكرار كننده به یكدیگر مرتبط ساخت.
2- خطوط انتقال فشار قوی كه ارتباطات PLC توسط آنها صورت می گیرد، موجود بوده و احتیاج به سرمایه گذاری مجدد برای ایجاد محیط مخابراتی نیست به علاوه در شرایط متغیر آب و هوایی مصونیت ارتباط PLC در مقایسه با ارتباطات رادیویی بیشتر می باشد.
3- دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC از درجه اطمینان بالایی برخوردار می باشند.
4- شبكه مخابراتی كه از لوازم مدیریت برای كنترل و بهره برداری شبكه فشار قوی می باشد بطور اختصاصی تنها در اختیار شركت برق منطقه ایی قرار خواهد گرفت.
5- سیستم های تلفنی PLC از شبكه تلفنی شركت مخابرات مجزا می باشد و به عنوان سیستم های خصوصی فرض می شود.



1-2- سیستم Power Line Carrier (PLC)
PLC وسیله ای برای انتقال امواج فركانس بالا با استفاده از سیم فشار قوی می باشد. در این سیستم برای ارتباط دو طرفه میان دو پست A و B (شكل1) یك زوج فرستنده و گیرنده در هر كدام از پستها قرار می گیرد. فرستنده A سیگنال فركانس بالای خود را با فركانس FA-B بر روی خط فشار قوی واصل میان دو پست ارسال نموده و گیرنده موجود در پست B كه بر روی فركانسFA-B تنظیم شده است. موج ارسالی از A را از خط فشار قوی گرفته و مورد استفاده قرار می دهد. بالعكس فرستنده B سیگنال خود را با فركانسFB-A  ارسال نموده و گیرنده A نیز بر روی فركانسFB-A تنظیم شده است. بدین ترتیب یك ارتباط دو طرفه (Duplex) میان دو نقطه A و B بر قرار می شود.
 
شكل 1- ارتباط دو طرفه میان دو پست A,B
چون دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC را نمی توان مستقیما به خط فشار قوی كه ولتاژ بسیار زیادی دارد متصل نمود. برای اینكار به دستگاه ها و تجهیزات واسطه ای نیاز است كه بین فرستنده و گیرنده و خط انتقال انرژی قرار گیرند تا هم سیگنال فركانس بالای PLC را به خط كوپله نموده و هم مانع از اتصال مستقیم ولتاژ بالا به دستگاه های حساس PLC بشوند به همین خاطر از خازن های كوپلاژ استفاده می شود(شكل 2) با قرار دادن یك خازن بین خط انتقال و دستگاه  PLC این منظور برآورده می شود.

بخشی از منابع و مراجع پروژه بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC
1-    CIGRE STUDY COMMITTEE 35, WORKING GROUP 09,Report on digital line carrier, 2000.
2-    IEC REPORT, Planning of (single- sideband) power line carrier systems, Geneva, 1980.
3-    V. Mikutski, High frequency channels for power system protection and automation. Energy, Moscow, 1976. in Russian
4-    Y. P. Shkarin, High frequency channels via overhead power lines, Moscow: Appendix to Energetik, 2001. in Russian.
5-    N. Suljanovic, A. Muj?ic, M. Zajc and J. F. Tasi?, "Power line tap modeling at power- line carrier frequencies with radial- basis function network", Engineering Intelligent Systems, vol. 11, no. 1, pp. 9-17, 2003.
6-    An American National Standard, IEEE Guide for power- Line carrier Applications, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1980.
7-    L. M. Wedepohl, "Application of matrix methods to the solution of traveling – wave phenomena in polyphase system", PROC. IEE, vol. 110, no. 12, pp. 2200-2212, 1963.
8-    N. Suljanovic, A. Muj?ic, M. Zajic and J. F. Tasi?, "High frequency characteristics of high voltage power line", Proceedings of EUROCON 2003, Ljubljana, 2003.
9-    A. Muj?ic, N. Suljanovic, M. Zajc and J. F. Tasi?, "Corona noise on the 400 kV overhead power line- measurements and computer modeling", Electrical Electrical Engineering, January 2004.
10-    N. Suljanovic, A. Nujcic, M. Zajc, J. Tasi?, "Computation of high- frequency and time characteristics of corona noise on HV power line", IEEE Transactions on Power Delivery, Article in Press.
11-    S. Haykin, "Advanced Communication Systems", Wiley, 2001.
12-    R. C. CHEEK. Power line – carrier Application.
13-    ISO Report, "Planning of single- sideband power line carrier systems", Publicatin 653, 1980.
14-    CIGRE, "Guide on power line carries", 1979.
15-    CIGRE, "Guide for planning of power system telecommunication networks", CIGRE SC 35, WG 04-1985.
16-    John G. Proakis, “Digital Communications”, McGraw-Hill, 1995.

17-    A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Digital Signal Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1975.
18-    H.Meng, Y.L.Guan, Member IEEE, and S.Chen, Senior Member, IEEE, “ Modeling and Analysis of Noise Effects on Broadband Power-Line Communications”, IEEE Transaction on Power elivery,vol.20,NO.2,April 2005.
19-    Wikipedia, "Power Line communication" the free encyclopedia.