Power-line communication. Часть 1 — Основы передачи данных по линиям электропередач

    Не так давно передо мной встала нетривиальная задачка — собрать устройство, которое могло бы по линиям электропередач (0,4 кВ), в сетях обычных бытовых потребителей, передавать некоторую информацию, а точнее — показания электросчетчиков.



    Перед началом работы над созданием этого устройства, я мало понимал в цифровой обработке сигналов и в том, как работают компьютерные сети на физическом уровне. Нужно было быстро погрузиться в вопрос и выстроить план по созданию рабочего прототипа.
    В процессе изучения я нашел очень много специализированной литературы по электронике, микроконтроллерам и цифровой обработке сигналов, которая очень помогла мне в этом. Но в самом начале пути для выбора направлений изучения мне бы пригодились обзорные статьи вроде этой.

    Дальнейший материал — это выжимка из профессионального опыта в том виде, в котором я бы хотел это рассказать самому себе из прошлого. Многие факты сильно упрощены для лучшей читаемости.



    Коммуникация


    Начнём с абстракций. Представим, что нужно передать порцию информации от одного человека другому. На изображении: красный человечек — это передатчик, а синий — приёмник.



    Для передачи информации будем использовать голос. Информация — это какой-то текст в нашей голове. Текст можно разбить на буквы и каждую букву представить в виде звукового сигнала. Таким образом можно кодировать каждую букву каким-то соответствующим звуковым сигналом.



    Проводник


    Звук, как известно, распространяется в виде волн — колебаний плотности воздуха или иной среды. В нашем случае средой для распространения сигнала служит воздух. От красного человечка звуковые волны по воздуху распространяются во все стороны.

    Полезный сигнал




    К счастью, информацию из нашей головы мы не можем мысленно передать напрямую в голову собеседнику. Поэтому буквы из нашей головы на “аппаратном уровне” мы преобразуем (кодируем) в звуковые сигналы (наборы звуковых волн). Будем называть это “полезным сигналом”.
    Важно: каждая буква кодируется устойчивым набором звуковых волн. Из этих волн мы можем распознать определенную букву (если мы ее знаем, конечно же). Происходит преобразование из буквы в звук и обратно из звука в букву.

    Шум



    Шум — это такой же сигнал, но он не несёт в себе полезной информации. Шум искажает полезный сигнал и уменьшает дальность уверенного приема. Это может быть толпа людей, громко говорящих о чем-то своем, а может быть даже эхо или другие посторонние звуки, которые смешиваются с полезным сигналом. Шум обычно мешает прохождению полезного сигнала до приемника.

    Протокол



    В таком виде сигнал доходит до приемника. Приёмник из набора звуковых волн узнаёт (декодирует) буквы и собирает из них слова. Если ему кажется, что это бессмысленный набор звуков, то он их отбрасывает либо пытается восстановить исходный сигнал по сложному алгоритму. Отчасти, из-за этого мы иногда сначала переспрашиваем “Что?”, а уже потом понимаем, что всё расслышали.

    Протокол — это, по сути, набор правил и алгоритмов, по которым мы из полезного сигнала сможем вычленить информацию. В данном примере это наш язык, на котором мы общаемся с собеседником. По нему мы узнаем смысл переданных звуков. Всё это происходит неосознанно можно сказать “на аппаратном уровне”.

    Всё описанное выше в очень упрощенном виде показывает, как работает передача данных не только между людьми, но и между электронными устройствами. Только физическим воздействием у них будет, например, электрическое напряжение, а проводником — медный кабель. Информация, хранящаяся в устройстве, может быть передана с помощью различных физических сред передачи и протоколов, но суть примерно одна и та же: проводник, физическое воздействие, протокол.


    Линии электропередач как канал связи



    Далее мы по шагам разберемся, как передавать данные по линиям электропередач, и по ходу дела придумаем свой велосипед протокол. Основные идеи из открытого промышленного стандарта X10.

    Чтобы использовать линии электропередач в качестве канала связи, нужно понять, как они устроены, и какие физические процессы в них происходят.
    Взглянем на схему доставки электроэнергии от подстанции до жилых домов. Электрические сети трехфазные, и от подстанции идут три “фазы” (A, B и С), которые электрически изолированы друг от друга.



    Для простоты условимся, что каждая фаза — это отдельный канал связи. Устройства, подключенные к разным фазам, не слышат друг друга.

    Сейчас на рынке есть устройства, которые умеют общаться между фазами, для них вся подстанция — это один канал связи. Но пока для понимания это не играет особой роли.

    Далее на схемах будем рассматривать только фазу «А» (в других всё аналогично).



    При подключении нескольких приемо-передающих устройств к одной фазе образуется сетевая топология типа “общая шина”. Сигнал, отправленный одним из устройств, получат все остальные устройства, находящиеся в пределах распространения сигнала.


    Проводник


    Подробнее изучим среду передачи сигнала. Для этого рассмотрим, в каком виде передается электрическая энергия, и узнаем, как через этот поток мы можем передать свой полезный сигнал.
    Электроэнергия передается в виде переменного тока. Проводниками обычно выступают алюминиевый или медный кабели. Напряжение в электрической сети имеет форму синусоиды с периодом 20 миллисекунд (частота 50 Гц).


    Так как ток переменный, он периодически меняет направление «течения», и в момент смены направления мощность практически не передается (если не учитывать сдвиг из-за сильной емкостной или индуктивной нагрузки). Наступают мгновения затишья. Это называется «zero cross» (далее ZC) — момент, в который напряжение равно нулю.


    В этот момент в сети также наблюдается наименьший уровень шума. Это самый благоприятный момент для генерации полезного сигнала.

    В электрической сети с частотой 50 Гц (как в России) момент ZC происходит 100 раз в секунду. И если передавать по одному символу за один переход через ноль, то скорость соединения будет равна 100 бод. Скорость передачи в байтах уже зависит от формата кадра, от того, сколько служебных бит, помимо самих данных, будет в кадре (о формате кадров ниже по тексту).

    Синхронизация


    Еще один немаловажный момент — это синхронизация момента передачи и приема между устройствами.

    Для нашего нового протокола будем использовать “синхронную передачу данных”, так как это проще в реализации.

    Передатчику нужно знать, в какой конкретный момент надо включить ЦАП для генерации сигнала. Приемнику нужно понимать в какой конкретный момент надо включить АЦП для измерения и оцифровки входящего сигнала. Для этого кто-то должен подавать сигнал процессору.

    Этим будет заниматься отдельная часть схемы устройства «Zero Cross Detector». Он просто дожидается, когда напряжение на линии будет 0 вольт, и подает об этом сигнал. В сетях с частотой 50 Гц, сигнал будет приходить каждые 10 миллисекунд.


    Электрическое напряжение распространяется со скоростью света, и поэтому можем условно принять, что момент ZC во всех точках сети происходит одновременно.

    В интернете можно найти примеры схем детектора под названиями «Детектора нуля» или «Zero Cross Detector».

    Полезный сигнал


    Существуют различные варианты кодирования информации для передачи по ЛЭП. Мы будем использовать узкополосную передачу с частотной манипуляцией, т.к. она проще для понимания и надежнее. Минусом является низкая скорость передачи данных, но для нас это пока не играет особой роли.

    Полезный сигнал — это обычная синусоида фиксированной амплитуды. Изменяется только частота сигнала. Выберем пару частот и скажем, что сигнал с одной частотой — это “0”, а сигнал с другой частотой – это “1”.



    Другой вариант: как в стандарте «X10», наличие сигнала означает «1», а его отсутствие «0».

    Примечание. Частоты полезного сигнала порядка 35-91 кГц. Вся нижняя составляющая сигнала (50 Гц и гармоники) отсекается на входе в устройство. Всё что остается — это высокочастотный шум перемешанный с полезным сигналом.

    Физически этот сигнал можно генерировать с помощью модуля ЦАП, который есть почти в любом современном микроконтроллере. На вход ЦАП принимает программным путем цифры (уровень сигнала), а на выходе выдает соответствующий этой цифре уровень напряжения. Таким нехитрым образом можно по таймеру подавать в модуль ЦАП массив чисел, а на выходе получать синусоиду с нужной нам частотой.


    Подробнее о том, как эффективно генерировать синусоидальный сигнал, расскажу в следующей статье.

    Шум


    В ЛЭП изначально присутствует довольно мощный сигнал – это передаваемая электрическая энергия от подстанции до жилых домов. И при нагрузке появляется большое количество шума на широкой полосе частот. Бытовая техника, блок питания компьютера, зарядные устройства — они испускают широкий спектр частот в электрическую сеть.

    Для понимания, сравним выделенную линию передачи данных с ЛЭП.

    Выделенная линия — это отдельный провод, по которому общается некоторое количество устройств. Можно сравнить с пустой комнатой, в которой можно комфортно общаться.



    А ЛЭП можно сравнить с коридором, в котором проводят работы перфоратором, и по середине едет поезд (очень шумно). В этих условиях передать информацию сложно, но реально.



    Протокол


    Кодирование очень простое — выбираем несколько символов и ставим в соответствие каждому какую-либо частоту сигнала. Для простоты сделаем три символа:

    • “Start” — по этому символу устройство поймёт, что началась передача кадра;
    • “0” — это символ бита 0;
    • “1” — это символ бита 1.


    Передатчик по сигналу из ZC детектора на короткое время генерирует синусоиду нужной частоты. И таким образом передается по одному символу («S», «0» или «1») за один переход напряжения сети через ноль (каждые 10 миллисекунд). Приемники измеряют этот сигнал, узнают его частоту и записывают соответствующий этой частоте символ («S», «0» или «1») в буфер.


    Теперь мы умеем сообщать о начале кадра и передавать некоторый набор единиц и нулей. Далее из них будем складывать слова или «кадры». Целостные порции информации.

    Формат кадра


    Нужно ещё придумать формат кадра, который мы будет передавать с помощью этих символов. Есть несколько важных моментов, которые отразятся на формате данных: длина кадра, адресация, проверка целостности.

    Длина кадра
    Чем больше порция данных, тем меньше накладных расходов на передачу данных, так как помимо самих данных в кадре есть служебная информация вроде контрольной суммы и адреса назначения. Но чем меньше порция данных, тем больше вероятность успешной передачи. Тут важно найти золотую середину. Определяется это обычно опытным путем. Если взять пример из компьютерных сетей, то в Ethernet кадре было выбрано ограничение в 1500 байт данных (несмотря на то, что эта цифра быстро устарела, она используется до сих пор).


    При сильном увеличении длины кадра, вероятность передать хоть какие-то данные стремится к нулю.

    Адресация
    Нужно ещё не забыть, что у нас топология сети “общая шина”. Информацию, отправляемую в эту шину, будут получать все устройства. И чтобы общение у них хоть как-то заладилось, у них должны быть адреса.

    Адрес добавим в самое начало кадра, чтобы принимающая сторона, для которой не предназначены эти данные, не тратила время на прослушивание и ожидание всего кадра, так мы немного освободим процессор от бесполезной работы.


    Длина адреса выбирается исходя из максимального количества устройств, которые могут одновременно находится в одной области видимости. Например, 8 бит — это максимум 255 устройств (если 0 оставить как широковещательный).

    Проверка целостности
    При передаче информации по ЛЭП очень большая вероятность потерять часть данных. Поэтому обязательно должна быть проверка целостности. Для этих целей в кадр добавляется “концевик”. Это некоторая избыточная информация, с помощью которой приёмник сможет убедиться в том, что данные не искажены.

    Придумаем окончательный вид кадра. Пусть длина адреса будет 8 бит (255 устройств в канале + 1 широковещательный адрес). Затем идут данные 8 бит (1 байт).

    Концевиком у нас будет просто результат сложения адреса и байта. Но есть один нюанс: устройство может стабильно ловить сильный шум на частоте наших символов «0» или «1» и думать, что это полезный сигнал. И есть большая вероятность ложно считывать крайние значения типа «0x00» или «0xFF». Для защиты от этого, при подсчете концевика, просто будем прибавлять число «42».

    Примерно так будет выглядеть один кадр данных: отправляем число «110» на устройство с адресом «17», концевик «169» (110 + 17 + 42).


    Целый кадр будем собирать по кусочку из приходящих символов «0» и «1» после символа «Start».

    Опишем алгоритм приема кадра.

    Изначально устройство находится в ожидании символа «Start». Буфер отключен, в него ничего не пишем.
    Когда пришёл символ «Start», для удобства очищаем буфер приема и запускаем счетчик бит (по счетчику бит будем определять целый кадр).



    Каждый следующий символ («0» или «1») последовательно пишем в буфер приема и инкрементируем счетчик бит.


    Когда соберется нужное количество бит (полный кадр), проверяем целостность. Выделяем из кадра «Адрес» и «Данные». Подсчитываем по алгоритму «Концевик» и сравниваем с тем, что в кадре.


    Если значения сошлись, извлекаем из кадра данные и отправляем в вышестоящий протокол.


    Если значения не сошлись, продолжаем ждать символ «Start». И всё заново.

    Примерно таким образом мы можем медленно, но верно передавать байт за байтом от одного устройства другому. Приемник будет складывать эти байты в приемный буфер протокола на уровень выше физического и там уже будет решать, что делать: выполнить входящую команду или вернуть какие-то данные в ответ.

    Итог


    В этой статье я постарался общим и понятным языком ввести читателя в тему передачи данных по линиям электропередач. Надеюсь, кому-то это информация пригодится, возможно, не только в области PLC.

    В следующей части хотелось бы рассказать про алгоритм быстрой генерации синуса, который я применял. И о том, как из массива чисел оцифрованного сигнала узнать его частоту (ДПФ). Немного расскажу про железки для всего этого.

    Возможно кто-то в комментариях подкинет ещё идей. Буду рад обратной связи!



    Ссылки и материалы по теме:

    Directum
    Цифровизация процессов и документов

    Комментарии 49

      +2

      А зачем передавать только в моменты пересечения нуля?

        0
        В этот момент в сети также наблюдается наименьший уровень шума. Это самый благоприятный момент для генерации полезного сигнала.
          +3

          А почему в эти моменты наименьший уровень шума?

            +4
            Опустил этот момент в статье, чтобы не раздувать. Если коротко, то одна из причин и основная — это что чем ближе к точке ZC тем «мгновенное» напряжение (и мощность) ниже. И при коммутации меньшей мощности соответственно образуются меньшие переходные процессы. Грубо — если щелкнуть выключателем в пике синусоиды (~310 В), то появятся большие затухающие колебания (можешь даже услышать щелчок в аудиосистеме). Если щёлкнуть в момент перехода через 0, то колебаний почти не будет. Отсюда и меньше шума. На самом деле всё немного сложнее, но надеюсь понятный пример. Если что спрашивай
              +2
              Это же больше относится ко всяким диммерам, которые нагрузку включают-выключают.
              Вряд ли у вас там в электрической части коммутатор стоит, который в точке ZC подключает передатчик/приемник. Впрочем, даже в этом случе ни передатчик ни приемник линию грузить не должны и необходимости включать коммутатор в точке нуля нет.

              ИМХО, передавать/принимать можно в любое время, не обязательно в точке нуля.
                +3
                Не, приемо-передатчик не шумит. Я говорил про шум от различных потребителей электроэнергии. Если к розетке подключить щуп осциллографа через фильтр верхних частот, то можно увидеть распределение высокочастотных шумов. Везде рисунок будет разный, но в момент ZC чаще всего шума почти нет.
                Ограничения по вычислительной мощности контроллера и потолок по себестоимости устройства сказались на результате :)
                А вообще да, передавать/принимать можно в любое время, но для этого нужен хороший и более устойчивый к помехам протокол.
                  +1
                  В районе максимумов идет основное потребление тока, нагрузками с обычными выпрямителями, без PFC. И соответственно максимальные помехи.
                  image
              +2
              Но это все низкочастотный шум — 50 Гц с обертонами. Просто фильтруем низкие частоты наглухо, а полезный сигнал передаем в области десятков-сотен кГц.
                0
                Я бы вот тоже не заморачивался с ZC. Но вот про спектры шумов у автора есть по ссылочке довольно неплохой обзор. Там не так все просто в области десятков-сотен кГц…
            +3
            Почему бы не использовать готовые микросхемы PLC модемов?
                +1
                Да, проще готовые использовать, но в разы дороже. И при производстве зависишь от количества готовых микросхем и от их производителя
                  0
                  Есть интересные. Например QCA7000. 10 мбит/сек. Полная совместимость с модемами HomePlug. Но… цена, в розницу $7-8 за чип.
                  0
                  Всё отлично! но для Power Line Communication (PLC) невозможно сказать будет работать или нет канал, пока не поставишь на конкретную линию, в отличие от Power Line Carrier (вот тоже до PLC сокращается =) ), где можно на этапе измерений, посчитав по определенным документам, предсказать на какую скорость выйдет канал. Но правда там свои проблемы — нарезка по 4 кГц и достаточно забитый рабочий диапазон.
                    +2
                    Благодарю за статью в таком формате («для чайников»).

                    Однако такие моменты как миними шумов в ZC — стоило бы, хотя бы коротко, разъяснить в статье. Ибо оно ни разу не очевидно ИМХО. Те же индуктивные/емкостные нагрузки вполне себе могут иметь запас энергии в ZC для создания значительных шумов. И тут скорее всего только наблюдения в реальных сетях могут статистически подтвердить постулат минимума помех в ZC.
                      0
                      Да и приведенные вами ссылки по шумам никак не подтверждают теорию о низком уровне помех в ZC, скорее наоборот.
                        0
                        Спасибо!
                        Похоже зря я пропустил этот момент) были наброски объяснений, но решил их удалить, чтобы не отвлекать
                        +7
                        Начали за здравие, а кончили за упокой.
                        Вот честно, аж обрадовался, что на хабре статьи такие бывают. Но, дочитав до проверки целостности стало грустно. Вы слишком поторопились с реализацией, нужно было дальше изучать теорию. Я сам «мимокрокодил» и эту теорию знаю исключительно по лекциям в институте, глубоким изучением и реализацией не занимался, но даже этого достаточно, чтобы увидеть, что не так.
                        Рекомендую ознакомится с сетевой моделью OSI. У вас нет физического уровня. Вы просто решили на канальном уровне уменьшить размер кадра, авось один проскочит целым.
                        Почитайте про помехоустойчивое кодирование (корректирующий код). Реализуйте физический уровень.
                        У вас избыточность на «проверку целостности» аж треть кадра! При этом вы только обнаруживаете ошибки, даже не пытаясь их исправить.
                        Но даже это ещё полбеды. Вы настолько поторопились, что даже не успели узнать про циклический избыточный код, использовав вместо CRC свой велосипед с числом 42
                          0
                          Спасибо за обратную связь!
                          Эти темы специально были пропущены. Поэтому на изображении абстрактный «Алгоритм». Тот кто будет этим заниматься уже сам выберет что ему лучше подойдёт в его реализации. Но мне, наверное, стоило в тексте заострить на этом внимание.
                            +1
                            Например код Хэмминга, длина блока 15, длина сообщения 11.
                            На физическом уровне у вас кадр в два байта: первый бит «старт», дальше 15 бит закодированные кодом Хемминга. Один ошибочный бит на кадр может быть исправлен. 11 бит после удачного декодирования и исправления ошибок складываем в буфер (иначе отбрасываем).
                            На канальном уровне у вас кадр в 11 байт (это 8 кадров физического уровня): первый байт — адрес получателя, второй байт — адрес отправителя, 8 байт полезной нагрузки, последний байт — CRC-8 от первых десяти байт. Ни каких меток начала кадра не нужно, просто читаем 11 байт из буфера, проверяем контрольную сумму, если не сошлось — отбрасываем первый байт, читаем один байт из буфера и снова проверяем контрольную сумму и так пока не сойдётся — значит нашли целый кадр, извлекаем адреса и данные, начинаем цикл заново. Если на физическом уровне был отброшен один кадр — за десять итераций цикла битый кадр канального уровня будет «отбракован».
                            8 кадров физического уровня — это 128 бит, они будут переданы за 1.28 секунды (каждый бит передаётся в ZC с интервалом в 10мс).
                            Про избыточность: 128 бит, из них — 8 бит «старт», 32 контрольных бита, 8 бит адрес получателя, 8 бит адрес источника, 64 бита данных, 8 бит CRC.
                            Избыточность меньше вашей, а надёжность выше.
                            Как бороться с коллизиями — думайте сами. Можно использовать циклы обмена, как в Modbus.
                              0
                              такое же впечатление. По моему, автору стоит посмотреть что такое ортогональные частоты да и вообще по современным видам связи и модуляции. В общем для начала почитать Прокис Дж. и /или Скляр Б. «Цифровая связь».
                                0
                                Спасибо, за наводку, на книгу.
                                  0
                                  На всякий случай: автор не претендует на профессионализм в этой тематике. Не было цели реализовать согласно модели OSI (там по факту нет нормальных физического и канального уровней). Давно было желание структурировать и записать полученный опыт (не пропадать же добру). Мне, как новичку, он был бы полезен. Сейчас уже второй год работаю в другом направлении, не связанным с железом.
                                  Спасибо за книжку, думаю многим пригодится.
                                  +1
                                  У вас избыточность на «проверку целостности» аж треть кадра!

                                  как будто у всех по другому.
                                  image
                                  +6
                                  Про физический уровень хотелось бы почитать. Что за трансмиттеры и как они к линии подключаются.
                                  +2

                                  А реальных картинок с осциллографа с шумами не будет?

                                    +1
                                    К сожалению, в своих архивах не нашёл, поэтому по шумам так мало в статье. Всё железо на прошлой работе осталось. Гонял с осциллографом по деревенским сетям, в которых это использовали. Везде картина шумов сильно разнится. Единственное чем они были схожи — это минимум шумов в момент перехода через 0. Смотрел диапазоны от 50кГц до 120кГц.
                                    +1
                                    Мой проект
                                    Уже работает в варианте DMX.
                                    Схема
                                    «Заточено» под микроконтроллер STM32F303CBT6
                                      0

                                      извините, если что я не физик, но мне кажется шум никак не должен быть связан с переходом через 0. если кинуть в воду один большой камень и много маленьких то будет видно что происходит с волнами — если убрать волны от большого то маленькие останутся. наводки в сети могут быть от всего чего можно — от соседского пылесоса до вайфай-модема, поэтому мне кажется сделать фильтр который бы отсекал 50Hz было бы эффективней для увеличения скорости. переходы через 0 можно использовать для синхронизации, и посылать высокочастотную несущую, на которую уже накладывать полезный сигнал любого вида модуляции. если надеяться на 0 то потенциально можно получить очень много ошибок тогда, когда его там вдруг не случится по причине помех, на связанных с 50Hz. поправьте меня если я ошибаюсь

                                        +1
                                        А если линия DC? Там постоянно «0»…
                                          0

                                          согласен, глупая идея. лучше своё тактирование

                                          0
                                          Фильтр само собой. На входе/выходе гальваническая развязка импульсным трансформатором и конденсатором, который держит 220VAC (чтоб трансформатор не порвало). Затем остатки идут через полосовые фильтры, которые настроены на нужные частоты. И уже самые крайние остатки сигнала согласуются по уровню (через усилители) и идут на АЦП микроконтроллера.
                                          Вообще есть много схем согласования. Можно подсмотреть в datasheet-ах на готовые PLC микросхемы разных производителей.
                                          К вопросу про высокочастотные помехи есть интересная тема «Переходные процессы в электрических цепях». В момент перехода через 0 эти переходные процессы менее выражены, отсюда и эта косвенная связь. Это просто практические наблюдения. Кстати если включить перфоратор или циркулярку, то никакие фильтры и переходы через 0 не спасут.
                                          0
                                          Не так давно передо мной встала нетривиальная задачка — собрать устройство, которое могло бы по линиям электропередач (0,4 кВ), в сетях обычных бытовых потребителей, передавать некоторую информацию, а точнее — показания электросчетчиков.
                                          — а не проще использовать уже готовое и сертифицированное? Например, Mеркурий 234 ARTM(2)-01 (D)POBR.L2, с технологией передачи PLC-2? К тому же существует толпа уже готовых модемов для приёма данных и передачи их в АСКУЭ
                                            0
                                            Да, например стандарта Prime / G3.
                                            1. цена чипа
                                            2. отменная кака…
                                              0
                                              А поподробней можно?
                                              1. Цена самого чипа AFE03х от TI ?
                                              3. «отменная кака» что именно? Сами чипы от TI?

                                              G3, Prime — это одни из немногих стандартов PLC — причём по характеристикам Prime выглядит лучше (скорость, кол-во поднесущих, кол-во узлов)

                                              И я не знаю что юзает инкотекс (не доводилось потрошить их навороченные счётчики), возможно что либо и самопальное…
                                                0
                                                Иннотекс использует именно Prime и протокол DLMS/COSEM. Ti декларирует до 400 м с ретрансляцией. На практике никак не получается собирать информацию 100%. Сеть строится порой двое-трое суток. Обязательно наличие GW или маршрутизатора.
                                                В этом плане намного интереснее протокол HomePlug. И скорость до 10 мбит, и «пробиваемость» получше. Главное, это дуплекс. И берется стандартный пакет Ethernet, заворачивается в обёртку и отправляется в/из провода. Логический протокол не лимитируется.
                                                  0
                                                  Спасибо за развёрнутый ответ.
                                                    0
                                                    Инкотекс в основном использует проприетарную технологию, основанную на многочастотной ЧМ, в новых железках PLC PRIME. Обе технологии, как и G3PLC и некоторые другие у других производителей, используемые в системах учета электроэнергии работают в диапазоне частот Cenelec A. Дальность связи от десятков метров до в реальных российских условиях до 300-400 метров в условиях близких к идеальным. Плюс автоматическая маршрутизация и ретрансляция каждым абонентом сети. Скорости передачи от сотен бит\с до десятков кбит\с. HomePlug для промышленыых применений непригоден от слова совсем, реально работает только в пределах комнаты.
                                                    На практике любая отсебятина работает хуже, чем стандартные решения PRIME/G3, тема достаточно нетривиальная и под силу немногим.
                                                    Если что, я лично в теме разработки PLC модемов года с 2005-го.
                                                    Стоимость чипсетов PLC (AFE+DSP) на сегодня от $4 для промышленных партий, сколько стоит и продается ли в ЧипИДипе, не знаю.
                                                      +1
                                                      PLC занимаюсь примерно столько же. Про HomePLug, это ваше личное мнение? LG, Matsushita Kotobuki используют именно этот стандарт в системах АСКУЭ, свои чипы. На HomePlug «сеть» строится намного проще. Любой модем может работать как GW. Скорость в зависимости от чипа от 10 мбит до 1.5 Гбит в канале. Повторюсь, это дуплекс. И эти модемы — единственное, что смогло работать (кроме оптики) в условиях очень жесткого ЭМП (металлургия), расстояние — метров 100. Радио — первое, что затыкается. Ethernet, CAN и пр. — туда же. Причем у CAN взорвался чип интерфейса…
                                                        0
                                                        Ну во-первых, мнение в моем комментарии конечно же мое личное.
                                                        Тем не менее, технологии PLC именно в АСКУЭ это годами сложившаяся практика производителей чипов и, соответственно, приборов. Ни на одной из отраслевых всемирных выставок нет счетчиков с HomePlug или иными широкополосными системами передачи данных по PLC. Везде используются те или иные варианты Narrowband PLC (NB PLC).
                                                        Пионеры сейчас в направлении широкополосной передачи в АСКУЭ — канадцы из Corinex, они же продвигают BPL (Broadband PLC) в PRIME Alliance.

                                                        Я совершенно не отрицаю HomePlug как технологию, я пишу лишь о том, что она не используется в промышленных и бытовых АСКУЭ (системах учета электроэнергии). Возможно в Вашем конкретном применении среда передачи достаточно чистая и более оптимальна для HomePlug чем для NB PLC.

                                                        Отдельная тема — нормативка. Технически конечно можно дунуть амплитуду и 10 Вольт в линию в полосе несколько (десятков) МГц. Вот только такое устройство не пройдет обязательную сертификацию во многих странах.
                                                    0
                                                    У инкотекс что-то самопальное (могу ошибаться), а у для Энергомеры plc модули белорусы делают (Nero electronics).
                                                  0
                                                  Проще. Вопрос в цене был, но это уже совсем другая история)
                                                    0
                                                    Да, я так же рассуждал… Чип STM32F303CB на али $1.5. «обвеска» предельно простая по комплектующим.
                                                      0
                                                      Понятно. С таким сталкивался в «детстве», после института. Своими силами не то что программатор, даже ZIF-панельки под 555xfl -процы делали…
                                                    0
                                                    Но ведь давно существует ВЧ связь между подстанциями на 35 кВ и выше. Телефонная, по силовым проводам. Да и вроде были радиолюбительские аппараты для связи по сети 220 вольт в пределах одной ТП. Почему бы не воспользоваться уже имеющимся опытом?
                                                      0
                                                      А не пойдет этот опыт. В ВЧ-связи узкие рабочие полосы (4-64 кГц) и большая мощность передатчика — до 60 Вт. За счет этого ВЧ сигнал значительно перекрывает уровень шума. И еще очень сложная схема подключения к тракту.
                                                      0

                                                      В тему ВЧ связи по высоковольтным ЛЭП (немного отдалённо имеет отношение к обсуждаемой теме) могу посоветовать книгу (старую) "Микуцкий Г.В. Скитальцев В.С. Высокочастотная связь по линиям электропередачи".

                                                        0
                                                        в результате отпада нуля сгорели все 5 штук поверлайнов

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                        Самое читаемое