دانلود مقاله plc فایل ورد (word) دارای 24 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد دانلود مقاله plc فایل ورد (word) کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی دانلود مقاله plc فایل ورد (word) ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
plc
تاریخچه plc
Programable logic controller
اولین plc در سال 1968 به درخواست شرکت جنرال موتورز آمریکا و توسط شرکت گولد مایکان آمریکا تولید شد و هدف از طراحی plc برای تولید محصولات متنوع و تغییرپذیری سریع و قابل برگشت سیستم های کنترل بود . بعد ها شرکت های ژاپنی
Mitsubishi _ omronو شرکت آلمانی simens plc های کوچک و بزرگ را به بازار ارائه کردند .
آْشنایی با سخت افزار plc
Power supply )) یا منبع تغذیه
Central processing unit یا cpu
Input moudle یا ماژول ورودی
Input analog یا ماژول ورودی آنا لوگ (ia )
Digital input یا ماژول ورودی دیجیتال (di )
Out put module یا ماژول خروجی
Out put analog یا ماژول خروجی آنا لوگ (ao )
Dijital out put یا ماژول خروجی دیجیتال (do )
Interface moudl;e یا ماژول واسط (im )
Proccosser یا کارت شبکه
مدل های راه اندازی cpu
Hot restart یا راه اندازی گرم
Warm restart یا راه اندازی گرم
Cold restart یا راه اندازی سرد
مدل های cpu
Standard
Compact
Fail safe
کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC):
باپیشرفت تکنولوژی وبرروی کارآمدن ریزپردازنده ها تحولی چشمگیر در فرآیندهای کنترل به وجودآمد وآن تحول بکارگیری علم اتوماسیون صنعتی و PLCدر روند پروسه های صنعتی بوده است. امروزه در بسیاری از صنایع به حلقه های کنترل PLCختم می شوند که مغز متفکر سیستم است و در یک بررسی پدیده قابل کنترل را تحت اختیار دارد . به عبارت دیگر PLCنوعی کامپیوتر است که برنامه خاص را اجرا می کند .
شرح عملکرد سیستم PLC
در این سیستم برای ارتباط دو طرفه میان دو پست A,B یک زوج فرستنده و گیرنده در هر کدام از پستها قرار می گیرد.و چون دستگاههای فرستنده و گیرنده PLC را نمی توان مستقیماً به خط فشار قوی وصل کرد.به همین خاطر به تجهیزات واسطه ای نیاز است تا هم سیگنال فرکانس بالای PLC را به خط کوپل نموده و هم مانع از اتصال مستقیم ولتاژ بالا به دستگاههای حساس PLC بشوند به همین خاطراز خازنهای کوپلاژ استفاده می شود.که با افزایش فرکانس به طور اتصال کوتا عمل می کنند و در فرکانسهای بالا به صورت اتصال باز در می آیند.معمولاً خازنهای کوپلاژ بین 2000pf تا 1000pf انتخاب می شوند.
در پستهای فشار قوی برای اندازه گیری ولتاژ و جریان خط از تقسیم کننده های ولتاژ خازنی به نام CVT استفاده می شود لذا از آنها می توان جهت خازن جدا کننده Ccoupl استفاده کرد.برای اینکه تلفات خط کم شود باید حداکثر توان فرستنده به خط کوپله شده و توان برگشتی به حداقل خود برسد.وسیله ای که جهت تطبیق امپدانس به کار می رود جعبه یا واحد تطبیق امپدانس نامیده می شود و با علامت اختصاری LMU (Line Matching Unit) نشان داده می شود.
برای اینکه سیگنال ارسالی توسط PLC به خطوط دیگر انتشار پیدا نکند باید با قرار دادن مداری بر سر راه نشتی مانع از راه یابی آن به مسیر ناخواسته شویم به عبارت دیگر در مقابل فرکانسهای بالای PLC مقاومت زیاد از خود نشان دهد. و در مقابل سیگنال فشارقوی 50 هرتز همانند یک اتصال کوتاه عمل کند با توجه به این دو خصوصیت عنوان شده به نظر می رسد استفاده از دو سلف سری با خط انتقال در پستهای A,B را حل می کند.زیرا امپدانس سلفی XL=2FL با فرکانس رابطه مستقیم دارد. که به آنها Line trap نیز گفته می شود.
اما استفاده از یک سلف سری با خط انتقال مطلوب نمی باشد. چون با خازنهاى معادل ترانسفورماتورهاى موجود درپست بصورت سرى قرار گرفته و جنانچه اندر کتانس L و سوسپنانس خازنهاى معادل ترانسفورماتورهاى پست(C) به گونه اى باشند که فرکانس رزونانس با تشدید مجموع سری این دو یعنی F=1/2LC معادل فرکانس کار دستگاه PLC شود. در این فرکانس مدار اتصال کوتاه بوده و در نتیجه نقطه سیگنال PLC به خط انتقال از دید سیگنال PLC زمین شده و تمام سیگنال از دست می رود. به خاطر رفع این عیب از یک مقاومت اهمی بالا با سلف سری شده است .
استفاده تلفات خط زیاد خواهد شد. همین خاطر از یک مدار تیونینگ که به موازات سلف قرار گرفته باشد وکل مجموع با خط انتقال انرژی به صورت کسری می باشد. مدار داخلی Tuning عموماً برای تله مجهای با باند وسیع به صورت زیر می باشد:
لازم به تذکر است که هزینه ساخت تله موج با افزایش Rmin بیشتر می شود.
دو تصویر از مدم های PLC موجود در بازار
FSK یا frequency shift keying چیست ؟
همانطور که اشاره کردم ، امروزه FSK رایج ترین روش مدولاسیون است که در ساخت مدم های PLC برای کاربرد های خانگی یا اصطلاحا indoor استفاده می شود و تقریبا بیشتر مدم های PLC که تا کنون تولید شده اند از این طرح مدلاسیون استفاده می کنند . FSK مشکلاتی نیز دارد که سعی میکنیم از این پس به فواید و معایب این روش بپردازم ، اما پیش از هرچیز می بایست بدانیم که اساس FSK بر چیست . از این رو در مقالات آتی FSK را بیشتر شرح میدهم .
با جستجوی لغت frequncy shift keying در موتورهای جستجو تعاریفی از این روش ارائه شده است که ترجمه خلاصه شده ای از آن ها را در ادامه می آورم .
تعریف FSK در سایت whatis.com
ّFSK روشی برای ارسال سیگنال های دیجیتال است . اگر دو حالت باینری موجود یعنی صفر و یک منطقی را توسط یک شکل موج آنالوگ تعریف کنید ، صفر منطقی در این روش توسط یک موج با فرکانس خاص و یک منطقی نیز توسط موجی دیگر با فرکانس متفاوت تعریف می شود . یک مدم FSK اطلاعات باینری موجود در کامپیوتر را به سیگنال FSK تبدیل می کند تا بتوان آن ها را روی خطوط تلفن ، کابل ها ، فیبر نوری و یا به صورت بی سیم ارسال کرد . این مدم همچنین میتواند سیگنال های FSK رسیده را نیز به حالت های صفر و یک دیجیتال تبدیل کند تا کامپیوتر بتواند آن ها را بفهمد .
استفاده از روش FSK برای اولین بار در چاپگرهای ماشینی راه دور در اوسط قرن بیستم مرسوم شد . سرعت استاندارد این ماشین ها 45 باوود ، معادل 45 بیت بر ثانیه بود . وقتی که کامپیوتر های شخصی رایج شدند و شبکه ها رونق گرفتند ، این چنین سرعتی برای ارسال یک سند متنی بزرگ یا مثلا ارسال برنامه ها واقعا اذیت کننده بود . در دهه 1970 مهندسان در جستجوی دستیابی به پهنای باند بیشتر مدم هایی ساختند که با سرعت بیشتری کار میکرد ، تلاشی که تا امروز ادامه داشته است . امروزه یک مدم تلفنی استاندارد می تاند با سرعتی تا هزاران بیت بر ثانیه کار می کنند . حتی مدم های بی سیم و کابلی می توانند با سرعتی بیشتر از یک مگابیت بر ثانیه کار کنند و مدم های فیبر نوری با سرعتی در حد چندین مگابیت بر ثانیه عمل می کنند . جالب توجه است که بدانید اصول ابتدایی FSK بیش از نیم قرن است که تغییر نکرده است .
البته در تعریف فوق هیچ اشاره ای به استفاده از روش مدولاسیون FSK برای ساخت مدم های PLC نشده است ولی جالب خواهد بود اگر بدانید مدم های PLC که از روش FSK استفاده می کنند سرعتی تا 100 مگابیت بر ثانیه ارائه خواهند کرد
یک نکته ای که به طور غیر مستقیم در این تعریف آورده شده این بود که در روش FSK دو فرکانس حامل خواهیم داشت که سیستم به طور پیاپی بین این دو فرکانس کلید زنی می کند .
حتما یادتان هست که در روش OFDM که قبلا در موردش کمی توضیح دادم داری چندین فرکانس حامل هستیم که سیستم به روش مالتی پلکس هر بار یکی را انتخاب می کند.
تعریف روش های مدولاسیون دیجیتال FSK در سایت از سایت دپارتمان UCL :
طبق متنی که در این سایت آمده است FSK یکی از روش های مدلاسیون دیجیتال است که در آن فرکانس موج سینوسی حامل بر اساس سیگنال پیام تغییر می کند . از دیگر روش های مدولاسیون دیجتال ASK و PSK را می توان نام برد که در ASK دامنه و در PSK فاز موج حامل تغییر می کند
در روش FSK از یک حامل ( یا دو حامل ) با فرکانس های متفاوت برای 0 و 1 استفاده می شود . سیگنال مدوله شده منتج ممکن است همچون جمع دو سیگنال دامنه مدوله شده باشد که فرکانس حامل شان متفاوت بوده است .
کمی در مورد طراحی مدم ( مودم (
همانطور که گفته شد طراحی مدم های PLC باید با هدف دستیابی و ساخت دستگاه هایی با پیچیدگی کمتر و مصرف برق پائین تر باشد . با وجود تمام مشکلات پیش رو باید با استفاده ار فناوری های پیشرفته دیجیتالی مدمی ساخت که تمامی بخش های آنالوگ و دیجیتال مدم باند پهن PLC به صورت کاملا مجتمع و در داخل یک تراشه قرار گیرند.
یک مدم باند پهن HF-PLC نیازمند طرح دیجیتالی بزرگی است که شامل اصول باند DSP ، معادل سازی و رعایت پروتکل MAC می شود . استفاده از فناوری دیجیتالی غیربهینه در گردآوری سیستم روی تراشه SOC باعث افزایش قیمت تمام شده سیستم می شود . تمرکر تحقیقات گذشته بیشتر روی مشکلات سخت افزاری در مواجهه با تولید نویز غیر قابل پیش بینی بوده است . نظر به اینکه قطعات الکترونیکی ارزان قیمت نمی توانند تحت چنین شرایطی کار کنند ، محققان اکنون توجه خود را به سمت استفاده از مبدل های آنالوگ – به – دیجیتال و دیجیتال – به – آنالوگ معطوف کرده اند . این توجه با هدف بهبود عملکرد این مبدل ها برای به کارگیری در مخابرات خط قدرت صورت می گیرد
مبدل ها – Converters
مبدل های آنالوگ به دیجیتال ADC یکی از گرانترین بخش های یک مدم PLC به حساب می آیند . در انتخاب مبدل های اطلاعات معیارهایی وجود دارند تا مبدل ها نتوانند نرخ سیگنال به نویز ( SNR ) را کاهش دهند ، همچنین مبدل ها نباید هیچگونه اعوجاجی روی داده ایجاد کنند
در این روش از فناوری جدیدی برای ساخت مبدل های دیجیتال به آنالوگ DA و آنالوگ به دیجیتال AD کم هزینه به کمک FPGA و تعدادی عنصر خارجی استفاده شده است . پین های خروجی دیجیتال FPGA به عنوان منابع جریان یا ولتاژ استاده می شوند و یک شبکه RLC پسیو ، یک مبدل دلتا – سیگمای زمان پیوسته چند بیتی را راه اندازی می کند . این ساختار به طرز موثری هزینه و اندازه مدم PLC را کاهش خواهد داد .
مبدل های دلتا سیگما ( Delta-Sigma ) با ترکیب یک شبکه آنالوگ سریع ( به منظور شکل دادن نویز ) و یک فیلتر دیجتالی پائین گذر خیلی دقیق ، می توانند بهتر از مبدل های آنلوگ و دیجیتال فعلی عمل می کنند . هدف اصلی استفاده از این روش کاهش بخش آنالوگ مبدل ها تا حد امکان می باشد .
اما مشکل نویز ناخواسته همچنان باقی می ماند چونکه مبدل ها با وسعت عرض باند نیازمند پردازش نرخ دینامیک بالاتری از ورودی ADC ( شامل سیگنال و نویز ناخواسته ) هستند .راه حل رایج استفاده از یک مبدل نادقیق ( دقت پائین ) که بدنبال آن یک مبدل دقیق قرار گرفته می باشد . ساختار هر دوی این مبدل ها مبتنی بر flash است . تصویر زیر این ترکیب را نشان می دهد .
در رهیافتی دیگر ، برقراری ارتباط بین دو تا مبدل دلتا – سیگما : یک مبدل با رنج دینامیک بالا بدون دقت زیاد که به دنبال آن یک مبدل دقیق که روی رنج دینامیک سیگنال تمرکز کند ، می تواند باعث کاهش هزینه و اندازه این گونه از مبدل ها شود . این رهیافت همچنین پیچیدگی طرح قسمت آنالوگ را نیز کاهش میدهد چون که در مبدل های دلتا – سیگما به دلیل نیاز بیشتر به پردازش دیجیتالی سیگنال ، پیچیدگی سمت آنالوگ مبدل کمتر می شود . این ویژگی یک مزیت بزرگ در مقایسه با مبدل های فلاش ( flash converters ) محسوب میشود . این مسئله مهم است که بدانید ساخت محصول نهایی که در آن مدارهای آنالوگ و دیجیتال با فناوری های ترکیبی درون یک چیپ تراشه قرار گرفته باشند بسیار گرانقیمت است و از نظر اندازه نیز محدودیت هایی دارد .
از این رو هدف نهایی تحقیقات ، طراحی یک ساختار کاملا دیجیتالی تنها به کمک تعدادی عنصر خارجی خیلی ساده خواهد بود . این محدودیت تحمیل شده باعث می شود که خیلی از مدارهای آنالوگ مفید ، همچون مدارهای کنترل اتوماتیک بهره و فیلتر های آنالوگ برای طراحی مدم های PLC مناسب نباشند . بدون استفاده از کنترل کننده های بهره ، تغییرات ممکن در دامنه سیگنال دریافتی باعث افزایش رنج دینامیک مورد نیاز مبدل های آنالوگ – به – دیجیتال می شود .
مقاله ای از پروفسور Rahul Tongia
یکی از مقالاتی که اکثر موتور های جستجو در صفحات ابتدایی برای فناوری PLC نشان می دهند همین مقاله ” بررسی علمی – اقتصادی فناوری PLC ” است که بیشتر به توجیه اقتصادی این فناوری پرداخته ، با این حال بخش هایی از این مقاله که بیشتر جنبه علمی دارد را ترجمه کرده ام و آن را می توانید در ادامه بخوانید ( نسخه زبان اصلی مقاله )
انتقال اطلاعات روی خطوط قدرت پدیده جدیدی نیست . دهه های زیادی است که سیگنال های مخابراتی با اهداف کنترلی روی خطوط انتقال می یابند . این سیگنال ها معمولا در رنج فرکانس کیلوهرتز ( فرکانس های پائین ) کار می کنند و به همین دلیل ظرفیت انتقال نسبتاً کمی را ارائه می کنند . گاهی اوقات کمتر از یک کیلو بیت در هر ثانیه .
اما ایده نسبتاً جدیدی نیز هست که می گوید می توانیم سیگنال های باند پهن را برای اهداف مخابراتی ارسال کنیم . همچون پهنای باند روی خطوط قدرت.
در مرحله نخست ، خطوط قدرت به این دلیل که در همه جا حضور دارند و به مصرف کننده نهایی متصل شده اند ، بسیار جذاب به نظر می رسند . اساساً این فناوری بر مبنای مدولاسیون و دمدولاسیون اطلاعات به وسیله یک سیگنال حامل ( کاریر ) که در رنج فرکانس بالا کار می کند ، شکل گرفته است . به طور کلی لایه های فیزیکی و روش کدگذاری آن بر اساس روش OFDM صورت می گیرد و البته گاهی اوقات نیز از تکنیک های spread-spectrum ( طیف گسترده ) استفاده می شود
با وجود اینکه تکنیک OFDM بازده طیفی را ارائه خواهد کرد اما همچنان میزان توانمندی آن در مقابله با تداخل و مزاحمت های شبکه پرنویز الکتریکی ، اصلی ترین نگرانی طراحان محسوب می شود
بر اساس تئوری شانون ، بزرگتر بودن ظرفیت انتقال اطلاعات معادل است با دسترسی به پهنای باند بیشتر.
اغلب پیشنهاد ها برای افزایش ظرفیت انتقال شبکه های PLC استفاده از فرکانس کاریری است که در رنج 1 تا 30 مگاهرتز کار کند. از آن جا فرکانس برق شهر در ایلات متحده 60 هرتز و در سایر کشورها 50 هرتز است ، دو نوع سیگنال خواهیم داشت و در نتیجه این مسئله خود یک محدودیت جدیدی محسوب می شود
تصویر زیر دیاگرام کلی یک سیستم PLC را نشان می دهد . به طور کلی در سیستم آمریکایی ( شبکه های توزیع ) برای توزیع برق به 10 مصرف کننده نهایی از یک ترانسفرمر توزیع استفاده می شود که این امر توانایی ایجاد و استفاده از شبکه های توزیع کوچکتر را فراهم میسازد . در مقابل در اروپا و آسیا ، اغلب ترانسفرمر های توزیع 100 تا 200 مصرف کننده نهایی را تغذیه می کنند .
البته این تفاوت در تاسیسات یا تفاوت در ساختار ترکیبی مصرف کننده می تواند به طرح های متفاوتی برای شبکه قدرت منجر شود . اختلاف طرح های شبکه و سیستم های قدرت نیز نیازمند استاندارد سازی است و در نتیجه میزان سختی کار بالاتر خواهد رفت . این در حالی است که در کشور های مختلف نحوه رگولاسیون متفاوتی نیز وجود دارد .
طبق آنچه که ناکنون گفته شد ، عام ترین هدف سیستم های PLC ، روانه کرده سیگنال های PLC مابین یک جفت شبکه توزیع خواهد بود . اگر دیاگرام فوق را در نظر بگیرید در آن مصرف کننده نهایی از طریق یک مدم PLC به سوکت های برق خانگی متصل شده و در نتیجه نیازمند خریداری یک سری تجهیزات مقدماتی یا اصطلاحا CPE می باشد .
در مرحله بعد ، سیگنال های PLC مسیر شبکه ولتاژ ضعیف را به سوی ولتاژ متوسط می پیمایند تا به ایستگاه های جزء substation برسند . چنین طرحی را یک شبکه درختی میگویند که در آن تمامی مولفه های بالادست می توانند از سیگنال های جمع شده از سوی کاربران پائین دست خود استفاده کنند . بدین ترتیب فناوری PLC بر خلاف DSL یک سرویس اشتراکی میانی خواهد بود همانند سیستم های کابلی . می دانیم که DSL یک نوع ارتباط نقطه به نقطه را ارائه می کند که این خاصیت DSL باعث اقتصادی بودن آن نمی شود اما عملکرد و امنیت خوبی را ارائه می کند .
PLC بدلیل ویژگی هایش جایگزین دیگر شبکه های مخابراتی نمی شود ولی می توان از آن به عنوان یک روش دسترسی همانند DSL یا مدم کابلی استفاده کرد . طرح های مختلفی برای بخش توزیع PLC وجود دارد ، برای مثال .. برخی با قرار دادن اتصال Uplink قبل از ایستگاه و یا حتی در مرحله ترانسفرمر های توزیع این بخش را طراحی می کنند . طرح دیگری نیز از سوی Amperion ارائه شده که در آن بخش ولتاژ متوسط PLC برای انتقال سیگنال های جمع شده استفاده می شود . اما ارسال در فاصله ” مایل آخر” تا مصرف کننده نهایی از طریق فناوری بیسیم – wireless – و با استاندارد 80211 صورت می گیرد .
دلیل اصلی استفاده از WiFi بیسیم در میل پایانی مسیر ، ترانسفرماتور های الکتریکی است که میان بخش های ولتاژ متوسط و ضعیف شبکه توزیع واقع شده اند . این دستگاه ها همانند فیلتر پائین گذر عمل می کنند و در نتیجه مانع انتقال سیگنال های باند پهن ( مگاهرتز ) خواهند شد . راه حل هایی برای عبور سیگنالهای باند پهن از ترانسفورماتور ها ارائه شده است . برای مثال Main.Net پیشنهاد میکند به وسیله مکانیزم هایی همچون محدود سازی عمل کوپلینگ ، سیگنال به قدری تضعیف می شود که برای استفاده مفید نیازمند بازسازی می باشد ، اما بدی این روش پرهزینه بودن آن است .
اما مدل دیگری نیز وجود دارد . در این مدل فرض می شود که دستگاه متمرکز کننده ترانسفورماتورهای ولتاژ ضعیف شامل کوپلر های مورد نیاز که در دوسوی ولتاژ ضعیف و ولتاز متوسط قرار گرفته اند ، نیز باشند .
طرح مدولاسیون OFDM
همانطور که گفته شد ، OFDM همچون یک تکنیک مدولاسیون یا تکنیک مالتی پلکس فرکانسی به نظر می رسد . در یک سیستم OFDM اطلاعات توسط تکنیک مختلف ممکن روی ساب کاریر های باند باریک مدوله شده ( سوار شده ) و منتقل می شوند . مثلا تکنیک BFSK ( binary phase shift keying ) یا تکنیک QAM ( quadrature amplitude modulation ) کاربرد زیادی دارند . هرکدام از کانال های جزء ( subchannel ) با یک مولفه جداگانه ای مدوله می شوند . پس از آن فرکانس تمامی ساب کانال ها با استفاده از فرکانس های متعامد مالتی پلکس می شوند تا کارایی کانال را بهبود بخشند . اطلاعات در داخل فرستنده به کمک یک IFFT ( Inverse Fast Fourier Transform ( به فرم زمانی ( حوزه زمان ) در می آیند و در گیرنده به کمک یک FFT مجددا به حوزه فرکانس برخواهند گشت . تعداد کل ساب کاریر ها برابر است با تعداد نقاط حاصل از IFFT/FFT .
اگر اطلاعات منتقل شده به فرم زیر فرض کنیم که در آن کاراکتر N معرف تعداد کل ساب کاریر ها باشد
سیگنال زمان گسسته آن پس از اعمال IFFT چنین می شود که در این رابطه n عضوی است از بازه [-N/2 , N/2) .
در طرف گیرنده به وسیله عمل FFT روی سیگنال دریافتی ، اطلاعات بازیابی می شوند .
چنانچه یک سیگنال محو شود ( از بین برود ) یا اینکه یک سیگنال مزاحم حتی درصد کمی روی ساب کاریر ها تاثیر بگذارد ، توانایی OFDM در مقابل محو شدن فرکانس انتخابی یا تداخل باند باریک افزوده می شود
تاکنون محققان زیادی روی این موضوع که مناسب ترین نوع مدولاسیون برای فناوری مخابرات روی خط قدرت PLC چیست کار کرده اند و چنین به نظر می رسد که اکثریت آن ها OFDM را به عنوان تطبیق پذیر ترین ، فراگیر ترین و نیرومند ترین طرح ممکن مطرح میکنند با وجود اینکه می دانیم سخت افزار آن نیازمند پیچیدگی بیشتری است. دلیل این پیچیدگی هم این است که در OFDM مجبور هستیم از اپراتور های FFT ، IFFT و سخت افزار های مدولاسیون معمولی به طور همزمان استفاده کنیم . از آن جا که اندازه دستگاه یک مدم PLC باید کوچک باشد لذا اغلب بخش های ضروری سخت افزار آن نظیر فرستنده و گیرنده OFDM باید به دقت طراحی شوند
محدودیت های قدرت
بخش واسط PLC محیطی پر نویز است و برای سازگاری مغناطیسی ( EMC ) نیازمند تعبیه یک محدود کننده تشعشعات رادیویی برای هر یک از خطوط مخابراتی است . این نکات باعث خواهد شد که محدود کردن توان سیگنال و نرخ سیگنال به نویز به مشخصه های با اهمیت برای دسترسی به ارتباطی قابل اطمینان از طریق خطوط قدرت تبدیل شوند
اگر چه تلاش های زیادی صورت گرفته و می گیرد اما همچنان دستگاه های مخابرات خط قدرتی که به شکل نامناسابی رگوله شده اند نیزیکی از موانع دستیابی به سازگاری مغناطیسی به شمار می روند
به طور کلی خطوط قدرت محافقظت شده نیستند لذا مطمئنا امواج الکترومغناطیسی در اطراف خطوط قدرت نیز منتشر خواهند شد . انجمن های بین المللی زیادی همچون انجمن IARU ( international amateur radio union ) نسبت به این قضیه شاکی شده اند ، چون آن ها مدعی هستند که انجام امور مخابراتی روی خطوط قدرت خصوصا در اموری که در رنج 16 مگاهرتز تا 30 مگاهرتز صورت می گیرد حتی از اصول ابتدایی استاندارد EMC سرپیچی می کنند
این تشهشهان نه تنها باعث ایجاد تداخل ( مزاحمت ) با امواج رادیویی HF موجود خواهد شد همچنین ممکن است که سیستم های PLC به واسطه عملیات ایستگاه های فرستنده محلی دچار قطع یا وقفه در سرویس دهی خود شوند.
از آنجا که مافظت کردن از تمامی خطوط قدرت پیش از راه اندازی سرویس مخابرات خط قدرت امری عملی به نظر نمی رسد ، لذا تنه راه حل کاهش قدرت ساتع شده از طرف ترانس ها به منظور تطبیق با استاندارد های بین المللی برای دسترسی به ارتباطی نیرومند تر خواهد بود . با این کار سیستم های PLC نیز قادر خواهند شد تا بدون هیچ مشکلی با باند HF اشتراک داشته و سرویس های خود را ارائه کنند
اینترنت از طریق کابل برق
در تمام نقاط جهان برق مورد نیاز منازل و سایر اماکن از طریق کابل های هوایی و یا کابل های زیرزمینی تامین می شود. اما در آینده ای نزدیک کاربران اینترنت قادر خواهند بود از طریق همین کابل ها به اینترنت متصل بشوند و با سرعت بالا به سیر در شبکه جهانی بپردازند. این سرویس جدید در حقیقت اینترنت پر سرعت از طریق کابلها و سیم های برق موجود است آنهم در شرایطی که تا چندی پیش کارشناسان به دلیل وجود مشکلات فنی، بهره از چنین تکنولوژی را تقریبا غیرممکن می دانستند.حتی چند روز پیش چند شرکت بزرگ از جمله گوگل و آی بی ام آمادگی خود را برای همکاری مشترک جهت عرضه این تکنولوژی اعلام نمودند. با توجه به اینکه درآمد هنگفتی از طریق این تکنولوژی برای شرکت های برق و مخابرات پیش بینی می شود به همین دلیل این شرکت ها مشتاق هستند هر چه سریعتر به عرضه آن بپردازند. براساس پیش بینی های صورت گرفته درآمد حاصل از خطوط اینترنت پر سرعت از طریق کابل های برق به 14/4 میلیارد دلار در سال 2010 خواهد رسید.
انتشار همین آمار و ارقام باعث شده که بسیاری از شرکتها در آمریکا سرمایه گذاری عظیمی را در این حوزه انجام بدهند تا شاید از 18 ماه تا 3 سال آینده بتوانند این سرویس را به مشتریان خود ارائه کنند.
در حال حاضر این سرویس به صورت محدود در کشورهای اروپایی عرضه می شود اما یک خدمت فراگیر در سراسر جهان به شمار نمی آید. به عبارت دیگر، شرکت های برق اروپایی چندین سال از رقیبان خود در آمریکا پیش هستند. البته طراحی شبکه برق قاره اروپا با شبکه برق آمریکا تفاوت های عمده ای دارد به همین دلیل اروپاییان بهتر می توانند از طریق کابل های برق خدمات اینترنت پرسرعت عرضه کنند.
یکی از فواید این تکنولوژی صرفه جویی در وقت است.به عبارت دیگر، کاربر می تواند چند ساعت پس از عضویت در شبکه از خدمات آن بهره مند شود.گفته می شود سرعت عرضه خدمات این تکنولوژی سه برابر بیشتر از خدمات عادی اینترنت می باشد.
از سوی دیگر برخی از کارشناسان مدعی شده اند این خدمت جدید باعث ایجاد اختلال در امواج رادیویی خواهد شد. البته شرکت های برق اطمینان داده اند که فرکانس های آنان با فرکانس های رادیویی تداخل نخواهد داشت.
همچنین شرکت های عرضه کننده خدمات اینترنت پر سرعت از طریق تلفن، معتقدند سرعت اینترنت آنان بسیار بیشتر از سرعت اینترنت از طریق شبکه برق خواهد بود اما نتایج نظرسنجی ها حاکی از آن است که کاربران اطمینان بیشتری نسبت به سرعت اینترنت از طریق کابل های برق دارند. البته سرعت اینترنت بستگی به شرکتی دارد که خدمات را ارائه می دهد با این حال حداقل سرعت اینترنت برقی معادل سرعت اینترنت کابلی از طریق تلفن و DSL خواهد بود.
نکته دیگری که باید به آن توجه کرد قیمت این خدمات است. گفته می شود هزینه اشتراک ماهیانه این سرویس در حدود 20 دلار خواهد بود. همچنین برای اینکه بتوان کامپیوتر و سایر وسایل الکترونیکی را به اینترنت متصل کرد باید برای هر پریز خانه دستگاه تبدیل به ارزش 40 تا 50 دلار خریداری کرد. با توجه به این محدوده قیمتی پیش بینی می شود مردم از آن استقبال کنند تا تحول بزرگی در عرصه صنعت برق به وجود بیاید.
در OFDM اطلاعات ارسالی به صورت موازی در آمده و در چند فرکانس مختلف با کاریرهای ( carrier ) متفاوت ارسال می گردد که فاصله این فرکانس ها طوری است که با یکدیگر تداخل نداشته باشند و در نتیجه بر هم عمود خواهند بود . OFDM اولین بار در سال 1960 مطرح شد ، اما به علت اینکه نیاز به پردازش زیادی داشت و پردازنده های آن زمان قابلیت پردازش با سرعت کافی را نداشتند ، عملا به کار گرفته نشد . امروزه با رشد پردازنده ها این تکنولوژی در برخی روش های خصوصی شبکه های بیسیم شهری در استاندارد های جدید شبکه محلی بی سیم ، ADSL و مخابرات با استفاده از شبکه قدرت PLC مورد استفاده قرار گرفته است.
ایده اصلی OFDM از FDM گرفته شده است . هر سیگنال دارای یک sub-carrier بوده که با دیتا مدوله می شود . در FDM این فرکانس ها از هم به اندازه مشخصی جدا می شوند تا از تداخل جلوگیری شود . در گیرنده این سیگنال ها دمدوله می شوند . در تصویر زیر می تواند یک FDM را با 9 sub-carrier ببینید.
در OFDM فاصله بین فرکانس ها کمتر شده و باهم همپوشانی نیز دارند . به علت تعامد بین فرکانس ها با وجود همپوشانی فرکانسی ، هیچگونه تداخلی ایجاد نمی شود . بابراین در OFDM از باند فرکانسی بهتر استفاده شده است و پهنای باند باند مورد نیاز برای 9 sub-carrier کمتر خواهد شد . این مسئله را در تصویر زیر می توانید مشاهده کنید.
برای دمدوله کردن سیگنال OFDM نیاز به DFT داریم . که این امر با استفاده از چیپ های FFT به سادگی انجام پذیر است . در روز های آتی در مورد چیپ های FFT هم احتمالا مطالبی خواهم نوشت.
حال اگر از OFDM با تعداد 256 ساب کاریر sub carrier استفاده شود . تعداد 192 تا از آن ها دیتا ، 8 تا پایلوت و 56 تا پوچ می باشند . در ابتدایی ترین شکل ، هر ساب کاریر می تواند خاموش یا روشن باشد که بیانگر یک بیت صفر یا یک بیت از اطلاعات است . البته از روش های مدولاسیون PSK ( phase shift keying ) و QAM ( Quadrature Amplitude Modulation ) برای افزایش تعداد بیت ارسالی در هر sub carrier استفاده می شود . بنابر این در این حالت هر جریا از اطلاعات باید به 192 جریان داده موازی شکسته شود که هر یک با نرخ 1/192 برابر نرخ اصلی ارسال می شود . هر جریان به یک sub carrier نگاشت می شود و توسط PSK و QAM مدوله می گردد . sub carrier های پایلوت یک مرجع برای کاهش شسفت فاز و فرکانس ایجاد می کنند و sub carrir های پوچ امکان ایجاد باند های محافظ و DC را فراهم میسازند. در شکل زیر تصویری از OFDM با 256 ساب کاریر را می توانید ببینید
کلمات کلیدی:
ساخته شده توسط Rodrigo ترجمه شده
به پارسی بلاگ توسط تیم پارسی بلاگ.
