Politechnika Śląska Wydział Elektryczny Laboratorium podstaw TELEKOMUNIKACJI		kierunek studiów : EiT rok akademicki : 2006/2007 semestr : 6
Tytuł ćwiczenia : Transmisja sygnałów z wykorzystaniem sieci energetycznej
Gajdecka Damian Janus Michał Kurzeja Antoni Kurzeja Maciej Majnusz Krzysztof Wielicki Jacek	data wykonania : 7.05.2007 grupa : KSS2 sekcja : 2

Powerline Communication (PLC) to metoda transmisji danych, która wykorzystuje istniejące linie zasilające niskiego napięcia jako kanał komunikacyjny.

Rozróżniamy dwie podstawowe architektury sieciowe: z jedno- lub dwustopniową komunikacją PLC.

Systemy z jednostopniową komunikacją PLC jako medium transmisyjne wykorzystują jedynie obszar zewnętrznej sieci energetycznej, obejmujący linie magistralne, przyłącza oraz część wewnętrznych linii zasilających (od przyłącza do bezpieczników głównych). W tym obszarze sieci transmisja sygnałów liniowych PLC odbywa się w paśmie częstotliwości od 1,0 do 10,0 MHz. Sygnały PLC w obszarze budynku lub mieszkania są natomiast prowadzone z użyciem oddzielnej instalacji telekomunikacyjnej, tworzonej z użyciem kabli informatycznych lub koncentrycznych.

Systemy tej klasy są oparte na trzech elementach składowych, takich jak: sprzęgacz (S), stacja bazowa (SB) i moduł komunikacyjny (MK).

Sprzęgacz jest układem złożonym z dwóch filtrów biernych i jako taki jest instalowany zarówno w podstacji transformatorowej, jak i u wszystkich odbiorców energii elektrycznej dołączonych do wykorzystywanych obwodów fazowych sieci energetycznej. W energetycznej sieci rozdzielczej sprzęgacze te wydzielają część przenoszącą sygnały energii elektrycznej i sygnały PLT oraz - część (z pasmem 1 ÷10 MHz) wykorzystywaną do transmisji sygnałów DPL/PLC.

Moduł komunikacyjny, zwany także modemem DPL/PLC, jest instalowany jedynie u tych odbiorców energii elektrycznej, którzy są równocześnie odbiorcami usługi POTS i/lub usługi transmisji danych oraz innych usług dodanych. Moduł ten jest instalowany tuż przy liczniku energii elektrycznej lub w odległości kilku metrów od tego licznika. Od strony abonenckiej moduł ten jest na ogół wyposażony w złącze interfejsu: telefonicznego, transmisji danych pozwalające na podłączenie komputera PC.

Stacja bazowa, jako główny element systemu dostępowego DPL/PLC, jest instalowana w pobliżu transformatora rozdzielczego 15 kV/0,4 kV. W strukturze

funkcjonalnej systemu wykonuje ona funkcje węzła pośredniczącego, obsługującego ruch informatyczny i/lub telefoniczny wychodzący od i kierowany do abonentów bezpośrednio do niej przyłączonych. Z publiczną siecią telefoniczną i/lub teleinformatyczną jest ona połączona bezpośrednio lub za pośrednictwem tzw. stacji głównej.

Systemy z dwustopniową komunikacją PLC jako medium transmisyjne wykorzystują zarówno płaszczyznę zewnętrznej, jak i wewnętrznej sieci energetycznej. Tę ostatnią tworzą domowe lub mieszkaniowe instalacje elektryczne. W systemach tej grupy, do transmisji sygnałów PLC są wykorzystywane dwa zakresy częstotliwości. W obszarze zewnętrznej sieci energetycznej jest używane pasmo od 1,0 do 10,0 MHz, natomiast w płaszczyźnie sieci wewnętrznej - zakres częstotliwości od 10 do 30 MHz. Pierwszy stopień łączności PLC z obszaru zewnętrznej sieci energetycznej jest tu tworzony w sposób podobny do systemów z komunikacją jednostopniową PLC z tym, że zamiast modułów komunikacyjnych do sieci są dołączane tzw. stacje pośredniczące (SP). Stacje te na ogół pełnią funkcję bramy pomiędzy stacją bazową (SB) a modułami komunikacyjnymi (MK), dołączanymi

bezpośrednio do dowolnych gniazdek w domowej instalacji elektrycznej za pośrednictwem filtrów środkowo-przepustowych (SSP), wbudowanych w te moduły.

Wymiana danych pomiędzy stacją pośredniczącą a modułami komunikacyjnymi jest

zwykle realizowana z użyciem odmiennego protokołu komunikacyjnego niż protokół

stosowany w komunikacji stacji bazowej ze stacjami pośredniczącymi. Odmienność ta dotyczy zarówno szybkości transmisji, zwykle o rząd wielkości wyższej od szybkości udostępnianej w obszarze sieci zewnętrznej, jak i wykorzystywanego pasma częstotliwości roboczych, czy też stosowanej metody modulacji sygnałów PLC oraz użytego protokołu dostępu do wspólnego medium transmisyjnego - wewnętrznej instalacji elektrycznej użytkownika.

W systemach współczesnych najchętniej są używane modulacje:

- kwadraturowego kluczowania fazy QPSK

- binarnego kluczowania częstotliwości z przesunięciem minimalnym oraz gaussowskim kształtowaniem impulsów GMSK

- wielotonowego kodowania z użyciem zbioru sygnałów ortogonalnych OFDM

- różne odmiany modulacji z rozpraszaniem widma sygnału CDMA poprzez kluczowanie bezpośrednie DS-CDMA lub skakanie po częstotliwościach FH-CDMA

2. Przebieg ćwiczenia

a) uruchamiamy program Power Packet Utility

W oknie głównym widzimy urządzenia wchodzące w skład naszej sieci

W zakładce Privacy poprzez zmianę PRIVATE NETWORK NAME wydzielamy sieć wewnętrzną, wtedy już nie będziemy widoczni dla użytkowników innej sieci.

b) sprawdzanie adresu IP

c) próba połączenia z innym komputerem za pomocą klienta ftp

Jedno stanowisko uruchamia serwer FTP, na stanowisku obok należy uruchomić klienta FTP. Po odpowiednim skonfigurowaniu będziemy mogli zaobserwować brak możliwości połączenia FTP. Dzieje się tak, dlatego iż wydzieliliśmy sieć wewnętrzną. Powracamy do pierwotnych ustawień sieci i łączymy się z ftp.

Po połączeniu sprawdzamy szybkość transmisji kopiując dowolny plik

d) uruchamiamy program NETCRUNCH

Program ten pozwala nam na wizualizację połączeń w naszej sieci.

Następnie znowu zmieniamy nazwę sieci i sprawdzamy programem NETCRUNCH.

Jesteśmy w stanie zauważyć, że wydzielenie sieci lokalnej uniemożliwiło nam połączenia pomiędzy dwoma komputerami na zasadzie wspólnej sieci.

e) przesyłanie pliku video

Uruchamiamy program VLC media player

Jedno stanowisko ustawiamy do nadawania [Open file  zaznaczyć stream/save  settings (zaznaczyć UDP i wpisać adres IP  File  Open (wybieramy plik do wysłania)]

Drugie stanowisko ustawiamy do odbierania [File  Open Network Stream (zaznaczamy UDP/RTP)]

Wysyłamy dwa filmy: 3 MB i 19 MB i sprawdzamy jakość połączenia. Następnie załączamy wiertarkę i obserwujemy wpływ urządzenia na pracę sieci.

f) przesyłanie informacji za pomocą modemów

Załączamy modemy i z pulpitu programy REALTERM: SERIAL CAPTURE PROGRAM.

Z jednego z modemów wychodzi informacja po złączu RS. Mikroprocesor zamienia tę informacje na SNAP i posyła po sieci energetycznej. Drugi modem odbiera i musi wysłać potwierdzenie zgodności ramki. Jeśli potwierdzenie nie zostanie wysłane, modem będzie ponawiał transmisje.

Musimy zauważyć ze modemy muszą być blisko siebie.

Spróbujmy przepiąć modemy do różnych zasilaczy jak najbardziej oddalonych od siebie. Ustanowienie transmisji w tym wypadku nie powinno być możliwe.

---