Annons

Snabb IoT-kommunikation över kraftledning

Socionext’s IoT-lösning för högupplöst kraftledningskommunikation (HD-PLC) tillhandahåller säker trådbunden kommunikation för IoT PLC-enheter som kan anslutas med hjälp av nästan alla befintliga kabelinstallationer och infrastrukturer. Därför kan höghastighetsnätverk skapas med låga kostnader och utan mycket installationsarbete.

Kommunikationen överensstämmer med de senaste IEEE1901-2020- och ITU-T G.9905-standarderna, inklusive Inter-System Protocol (ISP) samexistens, och IP-kärnan är HD-PLC-licensierad för att möjliggöra världsvida driftskompatibla ekosystem med certifierade enheter.

Det implementerade säkerhetsprotokollet med hög säkerhet, och kort latens/responstid gör det till en perfekt kandidat för att styra kraftverk och förnybara energikällor (vind, sol, våg-/tidvattenenergi) för att övervaka kraftnät med hjälp av smarta mätarsystem och smarta mätarportar, vilket därför möjliggör energieffektiva, smarta nätlösningar men kan också enkelt användas som en lågkostnadslösning för att skapa framtidens Samhälle 5.0.

HD-PLC LSI (SC1320A), är världens första LSI som har en fjärde generationens HD-PLC-kärna inbäddad. Det skapar mer frihet för innovativ och säker information och dataöverföring i stadsområden, hem- och i fabriksmiljöer. Förutom tillämpningar för smarta nät och smart övervakning så kan det också inkludera kontroll och tillämpningar i princip alla IoT-miljöer, från hem, bostads-, stadsmiljö eller institutionella eller industriella tillämpningar med möjlighet för att kunna bygga upp ett helt ekosystem.

Lösningen är toppmodern med låg effekt (200 mW-typ) och en liten chipstorlek som möjliggör datakommunikation i hög hastighet (upp till 240 Mbps) och med lång räckvidd och anslutning av upp till 1024 noder. Den implementerade flerhoppsfunktionen kan utöka räckvidden för ett nätverk upp till 10 km.

Allmänna gränssnitt så som UART/SPI och Ethernet MAC (RMII) är implementerade, och protokoll som BACnet, LonWorks för industriella tillämpningar (inkl. byggnadsförvaltning) med säkra startfunktioner stöds.

Stabil kraftledningskommunikation uppnås med hjälp av kombinationen av högkvalitativa, analoga tekniker och brusreducerande tekniker. Dessutom används en sofistikerad Wavelet Orthogonal Frequency Division Mutiplexing (OFDM)-algoritm för att motverka tekniska problem med bredband över elnät (Broadband over Power Lines, BPL) som har uppstått tidigare med andra äldre PLC-produkter.

Dessa nya tekniker överkommer tidigare begränsningar och problem, så som överföring av data genom transformatorer, överdriven generering av brus eller utsläpp i kraftledningar, och möjliggör dataöverföring runt hela världen, utan att behöva ta i åtanke regionala skillnader så som spänning och andra egenskaper vid kraftöverföring. Tack vare detta, förutom datakommunikation, så kan det också användas för att kontrollera och övervaka enheter, apparater och strömuttag som stödjer smarta elnät eller smart övervakning. Det kan stödja fullständiga automatiseringssystem för byggnader, hem och smart stadsinfrastruktur med en fullständig kommunikationslösning.

Hur kommer det att påverka marknaden?
Nya marknadsundersökningar antyder att antalet smarta enheter som är anslutna till internet kommer 2025 att uppgå till 75 miljarder enheter över hela jorden.

Nästa generations HD-PLC LSI kommer att spela en avgörande roll i smart anslutning, smarta nät och smarta mätsystem, och kommer att maximera prestanda och flexibilitet, vilket gör den överlägsen jämfört med andra tillgängliga PLC-lösningar.

HD-PLC drar nytta av skillnaden i frekvens mellan elektrisk spänning och datasignaler. Medan elektricitet förflyttar sig i relativt låga våglängder så är frekvenserna för digital data mycket högre. Därför kan HD-PLC dataöverföring/kommunikation i hög hastighet användas på befintliga växel- eller likspänningskraftledningar på allt från 0 V till flera hundra volt eller med andra sorters kablar så som, till exempel, telefonledningar, tvinnade tvåledare eller koaxialkablar.

Till följd av detta, till skillnad från ethernetnätverk och trådlösa nätverk, så kräver inte HD-PLC någon betydande investering, och kräver i princip ingen ansträngning att installera och ställa in och är nästan en “plug-and-play”-lösning.

Den har fördelen att vara pålitlig, stabil, ge säkra och trygga överföringar vilket stödjer olika krav på efterfrågeflexibilitet (Demand Response, DR). Detta är obligatoriskt för nätleverantörer och operatörer, men det är också viktigt för många andra tillämpningar.

Vad är det som skiljer den från andra/tidigare lösningar?
Socionexts HD-PLC är en väldigt säker, pålitlig och säker lösning på grund av användningen av stark kryptering (PHYs tillämpat) och flexibilitet vid sammankoppling och gruppering.

Jämfört med traditionella PLC-lösningar för standardsmalband (baserade på BACnet eller LonWorks) som endast kan uppnå genomsnittliga datahastigheter på 78 kbps (upp till max. PHY-hastighet på 1Mbps), så erbjuder HD-PLC datahastigheter på 10 Mbps, med höghastighetskommunikation på upp till 240 Mbps.

Frekvensbandet för smalbands-PLC (standarderna PRIME eller G3-PLC) går upp till 500 kHz med OFDM-modulering, medan HD-PLC använder ett frekvensband på 2-28 MHz med hjälp av OFDM-vågelement.

Den genomsnittliga räckvidden för en äldre PLC-lösning ligger under 1200 meter. Socionexts HD-PLC-lösning införlivar ½- eller ¼-hastighetslägen vilket utökar räckvidden till det dubbla jämfört med äldre PLC-lösningar och med användning av det inbyggda flerhoppet kan det nå längre än 10 km med en mycket högre datahastighet.

Äldre PLC-lösningar använder RS-485-protokollet vilket stödjer upp till 256 noder. HD-PLC stödjer upp till 1 024 noder för större anslutning och infrastruktur vilket möjliggör större nätverk.

HD-PLC är lätt att tillämpa på alla IoT-enheter eftersom en TCP/IP-mjukvarustack inkluderas samt har allmänna gränssnitt så som UART/SPI implementerade.

Det är viktigt att nämna att HD-PLC-adaptrar är passande som ersättare för andra sorters PLC-hårdvara så som HomePlug eller G.hn. Eftersom HD-PLC är baserad på standarden IEEE-1901 så har den samma Inter-System Protocol.

Sammanfattning
Socionext HD-PLC LSI (SC1320A) är världens första LSI som har den fjärde generationens HD-PLC-kärna inbyggd, vilket skapar mer frihet för innovation, säker överföring av information och data i stadsområden, hem- och fabriksmiljöer. Den har en mindre paketstorlek, lägre energiförbrukning och bättre bättre prestandaegenskaper än andra HD-PLC-lösningar som finns tillgängliga för tillfället, och passar perfekt för dagens smarta samhälle.

Comments are closed.