فهرست مطالب

۱- مقدمه:    ۱
۱-۲- سیستم Power Line Carrier (PLC)    ۳
۱-۳ روشهای کوپلینگ    ۸
۱-۴ کاربردهای PLC    ۱۰
۱-۴-۱- ارتباط تلفنی(صحبت) (Speech):    ۱۰
۱-۴-۲- تلگراف و پست تصویری(Facsimile):    ۱۰
۱-۴-۳- کنترل و نشاندهی از راه دور(Tele control & Tele indication):    ۱۱
۱-۴-۴- حفاظت از راه دور(Tele protection):    ۱۱
۲- تشریح PLC    ۱۲
۲-۱ وسائل مورد استفاده در سیستم فرابری خطوط فشار قوی (PLC)    ۱۲
۲-۱-۱- مشخصات خازن کوپلاژ    ۱۲
۲-۱-۲- مشخصات لاین تراپ (تله خط)    ۱۴
۲-۱-۳- وسایل تنظیم    ۱۵
۲-۱-۴ وسایل تنظیم چند فرکانسی    ۱۶
۲-۱- ۵- حذف وسایل تنظیم کننده بیرونی    ۱۷
۳- Analog Power-Line Carrier (APLC)    ۱۸
۳-۱ مشخصات کانال آنالوگ    ۱۹
۳-۲ اجزاء APLC    ۱۹
۳-۳ تشریح PLC آنالوگ    ۲۰
۳-۳-۱ درایور جدا کننده و مخلوط کننده    ۲۰
۳-۳-۲ تقویت کننده توان    ۲۰
۳-۳-۳ فیلتر فرستنده    ۲۱
۳-۳-۴ مدار هایبرید    ۲۲
۳-۳-۵ فیلتر گیرنده    ۲۲
۳-۳-۶ منبع تغذیه    ۲۲
۴- PLC دیجیتال    ۲۳
۴-۱ مشخصات کانال DPLC    ۲۵
۴-۲ اجزاء PLC دیجیتال    ۲۶
۴-۳ تشریح DPLC    ۲۷
۴-۳-۱ واسط مشترکین یا مبدل زنگ    ۲۷
۴-۳-۲ واسط ترانک    ۲۷
۴-۳-۳ حذف کننده انعکاس صوتی    ۲۸
۴-۳-۴ فشرده سازی صوت    ۲۸
۴-۳-۵ مالتی پلکسر دینامیک (DMUX)    ۲۹
۴-۳-۶ واسط TPS    ۳۰
۴-۳-۷ مدولاتور ISB    ۳۱
۴-۳-۸ دمدولاتور ISB    ۳۱
۴-۳-۹ مودم V.34    ۳۲
۴-۴ نظارت و سرپرستی    ۳۲
۴-۵ مقایسه    ۳۳
چرا از مخابرات دیجیتال استفاده می شود؟    ۳۳
۵- VOIP و DPLC برای شبکه PABX و مشترکان دور دست:    ۳۴
۵-۱ راه حل یکپارچه کردن مخابرات:    ۳۴
۵-۲ صوت بر روی IP و PLC دیجیتال    ۳۴
۵-۳ همه راه حل های شامل سیستم (All-inclusive system sudations)    ۳۴
۵-۴ راه حلهای سازش با Broad band    ۳۵
۵-۵ دروازه VOIP    ۳۵
۵-۶ فرابری خط قدرت PLC    ۳۵
۵-۷ VOIP و PLC دیجیتال    ۳۶
۶-۲ مودم های BPL    ۳۷
۶-۳ کوپلاژ سلفی    ۳۸
۶-۴ تداخل انتشارات    ۳۸
۶-۵ شبکه قدرت الکتریکی هوشمند    ۳۹
۶-۶ یک وسیله اتصال بهتر    ۳۹
۶-۷ مرور گزارشFCC و دستور ۲۴۵- ۵۴ برای باند پهن روی خطوط قدرت BPL    ۴۰
۷- محدودیت های خط قدرت با ولتاژ بالا برای ارتباطات سرعت زیاد    ۴۰
۷-۱ خلاصه    ۴۰
۷-۲ مقدمه    ۴۰
۷-۳ کانال های مخابراتی PLC ولتاژ بالا    ۴۱
۷-۴ نتایج تحقیقات علمی:    ۴۳
۷-۵ نتایج :    ۴۵
۸- منابع:    ۴۶

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

چکیده

در این مقاله به بررسی ساختار و نحوه ارتباط در DPLC می پردازد.سیستمPower Line Carrier  یکی از شیوه های نوین انتقال داده می باشد که مخفف آن PLC است اما نه کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر ، بلکه خطوط انتقال قدرت.

توسعه منابع تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی نیاز مبرمی به وجود یک شبکه مخابراتی بین نقاط کلیدی سیستم برق رسانی مثل مراکز تولید، تبدیل، تصمیم گیری و توزیع که اکثرا در فواصل دور از هم واقع شده اند را به وجود آورده است. از خطوط انتقال می توان برای ارسال امواج فرکانس بالای حامل اطلاعات در سیستم های مخابراتی استفاده نمود. سیستمی که برای این گونه انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد را ابزار “انتقال موج حامل اطلاعات بر روی سیستم فشار قوی” یا PLC می نامند.

کاربرد اصلی یک سیستم PLC آنالوگ یک اتصال تلفنی بین ایستگاه های دور و یک مرکز کنترل است. بعلاوه APLC معمولا در سیستم های ساده خطوط انتقال فشار قوی استفاده می شود.

پیشرفت مخابرات دیجیتال در سالهای اخیر رقابت جدیدی برای صاحبان کارخانه PLC ایجاد کرده است. روش شایع در ارتباطات PLC ترکیبی از مودم دیجیتال و آنالوگ در یک سیستم است. این نوع، یک نوع درجه بالای قابل انعطاف معرفی شده است. با توجه به توسعه تکنولوژی دیجیتال این امکان ایجاد شده که در هر زمانی بتوان APLC را با DPLC جایگزین نمود.

امروزه DPLC برای انتقال صدا و اطلاعات استفاده می شود. از طرف دیگر APLC هنوز بخاطر محافظت استفاده می شود. در نتیجه آن نیز معتبر و تنومند است و هزینه کمی هم دارد.

زیان بزرگ سیستم های APLC این است که سرعت پایین انتقال بیت دارد. یک DPLC قابل اعتماد برای این منظور معرفی می شود که یک راه حل جالب توجه برای سرعت بالای انتقال بیت است. استفاده از خطوط قدرت سبب عمومی شدن سرویس های مخابراتی برای فواصل زیاد در کشورهای مختلف گرداگرد کره زمین است، آن جا که خطوط قدرت معمولا به عنوان تنها زیر ساخت معرفی شده است.

سرویسهای مخابراتی مدرن به سرعت اطلاعات بالا نسبت به آن چه در دسترس هستند نیاز دارند. مودم های DPLC رایج سرعت انتقال اطلاعات بین kbit/s 28 و kbit/s 100 را تامین می کند. با استفاده زیاد از کابلهای نوری در برخی کاربردهای برق، قدرت سودمند بودن تکنولوژی های PLC رو به زوال گذاشته است، حتی با اینکه سیستم های PLC هنوز سودمند است.

کانال DPLC اطلاعات را به شکل دیجیتال قادر است انتقال دهد.

کانال DPLC در مقابل اوضاع عملکردهای زیان آور، حساس تر است اما استفاده موثرتری از باند فرکانس مربوطه برای مخابرات PLC می شود.

ممکن است تمام ظرفیت انتقالی کانال DPLC فقط برای یک سیگنال دیجیتال استفاده شود که آنرا استفاده تک منظوره از کانال DPLC می نامند، در این صورت سایر کانال ها بخاطر سیگنال دیجیتالی که مستقیما به کانال ارتباط DPLC اتصال یافته رو به زوال خواهند رفت.

واژه های کلیدی: PLC  ، روشهای کوپلینگ، ارتباط تلفنی، تلگراف، حفاظت از راه دور، واسط مشترکین، واسط ترانک، مالتی پلکسر دینامیک

۱- مقدمه:
به دلیل گستردگی شبکه به هم پیوسته تولید و انتقال نیرو در صنعت برق و پراکندگی ایستگاه ها در نقاط بعضا دور از دسترس، احداث و بهره بردار سیستم های مخابراتی از نیازهای اساسی صنعت برق می‌باشد. کاربریهای عمده مخابرات در صنعت برق عبارتند از :
۱- انتقال اطلاعات و ارسال فرامین خودکار حفاظتی برای جداسازی بخشهای حادثه دیده و معیوب در کوتاهترین زمان و جلوگیری از گستردگی حوادث جزئی به کل شبکه و پیشگیری از حوادث احتمالی.
۲- انتقال اطلاعات جمع آوری شده از پست ها و نیروگاه ها به مراکز کنترل و انتقال فرامین کنترلی از مراکز کنترل به ایستگاه‌ها.[۱]
۳- هماهنگی عملیات بهره برداری و برقراری ارتباط بین بخش های ستادی و عملیاتی از طریق شبکه تلفنی مستقل برق.
سیستم های مخابراتی مورد استفاده در شبکه مخابرات صنعت برق شامل بیسیم، مایکروویو، PLC[2]، DTS[3]، فیبر نوری و سیستم سوئیچینگ می باشد.
– PLC سیستم مخابراتی است که از خطوط فشار قوی در فرکانس های ۴۰ تا ۴۰۰ کیلوهرتز برای انتقال پیام های مخابراتی استفاده می کند.
– DTS شبکه اختصاصی و Hot Line تلفنی دیسپاچینگ می باشد.
– کابل[۴]OPGWدر خطوط انتقال نیرو بجای سیم زمین برای انتقال اطلاعات با حجم و امنیت زیاد بکار می رود.
سیستمPower Line Carrier یکی از شیوه های نوین انتقال داده می باشد که مخفف آن PLC است اما نه کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر ، بلکه خطوط انتقال قدرت.
توسعه منابع تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی نیاز مبرمی به وجود یک شبکه مخابراتی بین نقاط کلیدی سیستم برق رسانی مثل مراکز تولید، تبدیل، تصمیم گیری و توزیع که اکثرا در فواصل دور از هم واقع شده اند را به وجود آورده است. از خطوط انتقال می توان برای ارسال امواج فرکانس بالای حامل اطلاعات در سیستم های مخابراتی استفاده نمود. سیستمی که برای این گونه انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد را ابزار “انتقال موج حامل اطلاعات بر روی سیستم فشار قوی” یا PLC می نامند.
موارد زیر ضرورت ایجاد یک شبکه مخابراتی PLC را به وضوح روشن می نماید:
۱- شبکه های مخابرات عمومی جوابگوی نیازهای ارتباطی جهت بهره برداری موثر از شبکه فشار قوی نمی باشد.
۲- تبادل‌اطلاعات بین مراکز دیسپاچینگ و سایر پست‌ها‌توسط یک شبکه‌مخابراتی مطمئن‌و اختصاصی، از ضروریات این گونه مراکز می باشد.
۳- با استفاده از یک شبکه جامع مخابراتی، پست ها می توانند به تجهیزات حفاظتی مجهز گردند که باعث قابلیت اعتماد بیشتر و بهره برداری موثر از شبکه می گردد.
۴- عدم وجود یک شبکه مخابراتی اختصاصی، ضعف ارتباط از طریق شبکه مخابراتی شرکت مخابرات، عدم دسترسی اکثر پست های واقع در خارج شهر به خطوط ارتباطی PTT مشکلاتی هستند که در صورت وجود یک شبکه مخابراتی مطمئن بر طرف گشته و امکان بهره برداری موثرتر از شبکه را ایجاد می کند.
با توجه به نکات فوق جهت مرتفع نمودن اشکالات ذکر شده و بهره برداری از شبکه، می توان با استفاده از سیستم‌هایPLCچنین شبکه‌های مخابراتی را برای استفاده در شبکه‌های برق رسانی طراحی نمود.
استفاده از PLC به جای سایر سیستم های ارتباطی نظیر کابل تلفنی، امواج رادیویی و مایکروویو و … دارای مزایایی می باشند که عبارتند از :
۱- به علت ناچیز بودن افت سیگنال حامل اطلاعات در هر کیلومتر، مراکز تولید و توزیع انرژی الکتریکی که معمولا در فواصل دوری از یکدیگر واقعند را می توان مستقیما توسط کانال های PLC بدون استفاده از تکرار کننده به یکدیگر مرتبط ساخت.
۲- خطوط انتقال فشار قوی که ارتباطات PLC توسط آنها صورت می گیرد، موجود بوده و احتیاج به سرمایه گذاری مجدد برای ایجاد محیط مخابراتی نیست به علاوه در شرایط متغیر آب و هوایی مصونیت ارتباط PLC در مقایسه با ارتباطات رادیویی بیشتر می باشد.
۳- دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC از درجه اطمینان بالایی برخوردار می باشند.
۴- شبکه مخابراتی که از لوازم مدیریت برای کنترل و بهره برداری شبکه فشار قوی می باشد بطور اختصاصی تنها در اختیار شرکت برق منطقه ایی قرار خواهد گرفت.
۵- سیستم های تلفنی PLC از شبکه تلفنی شرکت مخابرات مجزا می باشد و به عنوان سیستم های خصوصی فرض می شود.
۱-۲- سیستم Power Line Carrier (PLC)
PLC وسیله ای برای انتقال امواج فرکانس بالا با استفاده از سیم فشار قوی می باشد. در این سیستم برای ارتباط دو طرفه میان دو پست A و B (شکل۱) یک زوج فرستنده و گیرنده در هر کدام از پستها قرار می گیرد. فرستنده A سیگنال فرکانس بالای خود را با فرکانس FA-B بر روی خط فشار قوی واصل میان دو پست ارسال نموده و گیرنده موجود در پست B که بر روی فرکانسFA-Bتنظیم شده است. موج ارسالی از A را از خط فشار قوی گرفته و مورد استفاده قرار می دهد. بالعکس فرستنده B سیگنال خود را با فرکانسFB-A ارسال نموده و گیرنده A نیز بر روی فرکانسFB-A تنظیم شده است. بدین ترتیب یک ارتباط دو طرفه (Duplex) میان دو نقطه A و B بر قرار می شود.
چون دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC را نمی توان مستقیما به خط فشار قوی که ولتاژ بسیار زیادی دارد متصل نمود. برای اینکار به دستگاه ها و تجهیزات واسطه ای نیاز است که بین فرستنده و گیرنده و خط انتقال انرژی قرار گیرند تا هم سیگنال فرکانس بالای PLC را به خط کوپله نموده و هم مانع از اتصال مستقیم ولتاژ بالا به دستگاه های حساس PLC بشوند به همین خاطر از خازن های کوپلاژ استفاده می شود(شکل ۲) با قرار دادن یک خازن بین خط انتقال و دستگاه PLC این منظور برآورده می شود.
خازن های CCoupl در مسیر سیگنال فرکانس بالای PLC به خط انتقال فشار قوی در مقابل موج با ولتاژ بالا و فرکانس ۵۰ هرتز، امپدانس زیادی از خود نشان داده و مانع عبور آن به سمت دستگاه های PLC می شوند. در حالی که برای امواج حامل اطلاعات فرکانس بالا به صورت اتصال کوتاه عمل می کنند. این نکته از این حقیقت ناشی می شود که امپدانس خازن به صورت بیان می گردد که مقدار آن با فرکانس نسبت عکس دارد. لذا هر چقدر فرکانس کمتر باشد، امپدانس خازن بزرگتر خواهد بود. بالعکس برای فرکانس بالای سیگنال هایPLC که در محدوده۴۰ الی۴۰۰ کیلوهرتز قرار دارد، خازن CCoupl همانند اتصال کوتاه(امپدانس خیلی کوچک) عمل نموده و سیگنال PLC را به سمت خط فشار قوی هدایت می‌کند. معمولا CCoupl را بین ۲۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ پیکوفاراد انتخاب می نمایند.
در پست های فشار قوی برای اندازه گیری ولتاژ و جریان خط از تقسیم کننده های (مبدلهای) ولتاژ خازنی بنام (Capacitive Voltage Transformer) CVT استفاده می شود. لذا از آنها می توان جهت خازن جداکننده CCoupl که خازن های کوپلاژ نامیده می شود نیز استفاده نمود.
خط انتقال فشار قوی تلفات نسبتا زیادی برای سیگنال های فرکانس بالایPLC ایجاد می کند. این تلفات به طول، ولتاژ، وضعیت فیزیکی خط و فرکانس کار PLC بستگی دارد. بدین جهت لازم است که هنگام کوپله نمودن فرستنده PLC به خط فشار قوی، حداکثر توان فرستنده به خط کوپله شده و توان برگشتی به حداقل خود برسد.
بدین دلیل لازم است مدار واسطه ای بین دستگاه PLC از یک طرف و یک سر خازن کوپلاژ از طرف دیگر قرار گرفته تا تطبیق امپدانس جهت انتقال حداکثر توان از فرستنده به خط و از خط به گیرنده صورت پذیرد. در شکل(۳) چنین وضعیتی مشاهده می گردد.