PLC (POWER LİNE CARRİER) NEDİR?

Enerji hattı üzerinden veri iletimi için kullanılan teknolojilere PLC (power line carrier) denmektedir. Enerji iletimi için çekilen iletken, frekans domaininde çoklanarak birçok farklı amaç için kullanılabilmektedir. Bu uygulamalar arasında otomasyon çalışmaları ilk akla gelendir. Daha 20. Yüzyılın başlarında New York kentinde sokak aydınlatmalarının açılıp kapatılması için bu yöntem kullanılmış ve bu uygulama PLC çözümlerinin atası olmuştur. Geçen yüz yıl boyunca birçok amaç için projeye özel uygulamalar geliştirilmiş ve kullanıma sunulmuştur. PLC’nin bir endüstri standartı haline gelmesi ile daha yaygın ve entegre çalışabilen yapılar ortaya çıkmıştır.

Enerji iletim hattının veri iletimi için de kullanılmasını tarifleyen diğer terimler de aynı teknolojiyi tanımlamaktadır. PLC (power-line carrier) ile aynı anlamı ifade eden diğer terimleri şu şekilde sıralayabiliriz, power line communication (PLC), power-line digital subscriber line (PDSL), mains communication, power-line telecommunications ve power-line networking (PLN).

PLC teknolojileri, farklı uygulamalar için kullanılan geniş bir yelpazeye sahiptir. Ev otomasyonundan internet erişimine ( broadband over power lines BPL) kadar çok farklı kullanım alanı mevcuttur. Bununla birlikte temelde üzerinde çalışabildikleri kablolar dikkate alınarak sınıflandırılabilirler, bina içi şebeke ve iletim şebekesi. Bazı teknolojiler iki ayrı sistem için de kullanıma müsaade etmektedir. Genel olarak şebekede kullanılan transformatörler işaretin yayılımını engellemekte ve iletimde kesinti oluşturmaktadır. Evlerin girişlerindeki sayaçlar da verinin ciddi derecede zayıflamasına sebep olmaktadır. Büyük ağlar oluşturmak için bu sorunu ortadan kaldırıcı farklı çözümlere ihtiyaç duyulmaktadır.

PLC teknolojilerinde veri iletimi için çok farklı veri iletim hızı (baudrate) ve frekanslar kullanılabilmektedir. Bununla birlikte enerji kablolarının yapısı gereği yüksek frekansların kullanımı mümkün olmadığı gibi yasal düzenlemelerden dolayı da bazı sınırlamalar mevcuttur. Özellikle radyo yayın frekansları vb. genel kullanımlı frekanslar da PLC teknolojilerinde kullanılmamaktadır. Enerji iletimi 50 Hz veya 60 Hz ile yapıldığı için, harmonikler dolayısıyla oluşan girişimler de ayrı bir sınırlama sebebidir. Lisansız kullanımlar için izin verilen seviye birçok ülkede 500 kHz ve altındaki frekanslardır.

BİR PLC SİSTEMİNDE TEMEL OLARAK AŞAĞIDAKİ BİLEŞENLER BULUNUR:

  • Alıcı-Verici Cihaz: Genellikle kabinet veya otomasyon odasında bulunur. İşaretin oluşturulması ve alınması aşamasında kullanılır.
  • Birleştirici (hybrids) ve filtre: Birden fazla vericinin tek hat üzerinde girişmeden iletilmesi ve tekrar süzülmesi için kullanılır.
  • Hat Ayarlayıcı (line tuner): Veri haberleşmesi için düşük empedanslı, enerji için yüksek empedanslı yol oluşturmak için kullanılan kondansatör temelli cihazladır.
  • Hat Ayırıcı (line trap): Verinin istenen noktaya gitmesi için birleşim noktalarında kullanılan, endüktans temelli cihazlar. Bu cihazlar, iletim frekansına ayarlanmış sargılar ile verinin istenmeyen hatta iletilmesini engellerken aynı yola enerjinin iletilmesinde bir zorluk çıkarmamaktadır.


Bir PLC sisteminin güvenilir olması birçok faktörün uygun olmasını gerektirir. Temel amaç bir sinyalin uç cihaza alıcının duyarlılık seviyesinin üstünde bir seviye ve SNR (signal to noise ratio) değerinin üzerinde iletilmesidir. Böylelikle alıcı taraf iletilmek istenen mesajı sağlıklı bir şekilde alabilir. Bu şartlar sağlanabilmişse PLC sistemi güvenilirdir denir.

GÜVENİLİRLİĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER AŞAĞIDA SIRALANMIŞTIR.

  • Vericinin çıkış gücü.
  • Paralel çalışan alıcı vericiler için gerekli olan birleştiricilerin (hybrids) sayısı ve tipi.
  • Kullanılan hat ayarlayıcının tipi.
  • Eşleme kondansatörlerinin sığası.
  • Hat ayıcıların tipi ve endüktansı.
  • Enerji hattının gerilimi ve fiziksel tasarımı.
  • PLC sinyalinin eşlendiği faz.
  • Hattın uzunluğu ve şebekedeki aktarmalar.
  • Ayırıcı ve alıcı ekipmanlar.
  • Modülasyonun tipi ve demodülasyon devresinin tipi.
  • Alınan gürültü sinyal oranı SNR (signal-to-noise ratio) değeri.

PLC TEKNOLOJİNİN KULLANIMI İLE İLGİLİ ÇEŞİTLİLİK, KULLANIM AMAÇLARI DOĞRULTUSUNDA OLUŞMUŞTUR. AŞAĞIDA FARKLI KULLANIMLARA İLİŞKİN BİR LİSTE SUNULMUŞTUR.

DÜŞÜK FREKANS, UZUN MESAFE:

24-500 kHz aralığındaki frekanslar kullanılır. Çıkış gücü yüz vatlar mertebesindedir. Enerji iletim hatlarında veri iletimi için kullanılmaktadır. İzleme ve yönetme amaçlı verilerin iletiminde kullanılır. Çoğunlukla yüksek gerilim hattı kullanılsa da nötr hattının kullanıldığı uygulamalarda mevcuttur. Yeni sistemlerde fiber kabloların kullanıldığı OPGW teknolojisi tercih edilmektedir. Bu sistemlerde genellikle genlik modülasyonu tercih edilir. Ses verisinin iletimi 300 Hz 4.000 Hz aralığında sınırlanmış ve sıkıştırılmış olarak yapılır. Mesafeye bağlı olarak çıkış gücü 0-32 dbW aralığında olur. Sistemde ihtiyaç duyulduğu yerlerde tekrarlayıcılar kullanılabilir. Bu sistemlerde veri ve ses yüzlerce kilometre uzaklığa iletilebilir.

ORTA FREKANS (100 KHZ):

  • Ev Otomasyonu (dar bant): Gittikçe yaygınlaşan ev otomasyonu teknolojilerinde kullanılır. Evdeki aydınlatma, cihazlar vb. sistemlerin izlenmesi ve yönetilmesi amacı ile tasarlanan sistemlerdir. 20-200 kHz aralığı kullanılır. Taşıyıcı sayısal işaret olarak modüle edilir. Herbir alıcı adreslenir ve tekil olarak iletişime geçilebilir. X10 teknolojisi 1970’lerden bu yana kullanılmaktadır.

  • Düşük Hız dar Bant: 1922 den bu yana kullanılan sistemler olup hala kullanılmaktadır. Uzaktan okuma ve benzeri sistemlerde kullanılmakta olup 15-500 kHz işaretlerle 200-800 bit/sec hızları sağlayabilmektedir. Kontrol ve uzaktan ölçüm uygulamaları, elektrik şebeke bileşenleri, kullanıcı sayaçları, otomatik sayaç okuma (AMR automatic meter reading), trafik kontrol, yük yönetimi, yük profili, ön ödemeli sistemler, kaçak kontrol, ağ yönetimi gibi uygulamalar bu kapsamdadır.

  • Orta Hız Dar Bant: Dağıtım hattı taşıyıcı (DLC) sistemleri 9-500 kHz sinyal ile 576 kBit/sec hızlarda haberleşme yapılabilmektedir.

YÜKSEK FREKANS (> 1 MHZ):

Ev otomasyonu ve geniş bant internet erişimi için kullanılmaktadır. 1,6-80 MHz işaretlerle 256 Kbit/sec ila 2,7 Mbit/sec veri iletim hızlarına sahip modemler kullanılmaktadır. Bir orta gerilim trafosuna 256 kullanıcı bağlanabilmekte ve uplink hızı 135 Mbit/sec hızlara çıkabilmektedir.


STANDARTLAR:

Ev kullanımı için iki farklı standart gelişmiştir, HomePlug AV ve IEEE 1901. IEEE 1901, HomePlug AV’yi temel alarak geliştirilmiştir. Dolayısıyla IEEE 1901 ürünleri, HomePlug AV ürünlerle tamamen uyumlu çalışabilmektedir.

Farklı organizasyonlar bu alanda standartları tanımlamıştır. Bunlardan bazıları, HomePlug Powerline Alliance, Universal Powerline Association ve HD-PLC Alliance’dır. 2008 Aralık ayında ITU-T G.hn/G.9960 önerilerini high-speed powerline standartı olarak oluşturmuştur.

Temmuz 2009’da IEEE P1901 PLC geniş bant için draft olarak yayınlandı. IEEE 1901 nihai standartı 1 Şubat 2011’de yayınlandı.

×