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PLC Mohamed Mokdad Ecole d’Ingénieurs de Bienne. Why PLC? The biggest network in the world –The main –E.g. CH 250 000 km (Middle and low voltage) ONP.

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1 PLC Mohamed Mokdad Ecole d’Ingénieurs de Bienne

2 Why PLC? The biggest network in the world –The main –E.g. CH km (Middle and low voltage) ONP (Liberalisierung) –Year 90 –Power suppliers have new business opportunities Everybody is connected!

3 PLC rationale Low cost cabling Higher bit rates (against modem) Buildings automation –Alarms –Detection –Remote controls IP Telephony

4 Le support PLC Cabling –Adapted for 50/60 Hz but not higher –A[dB] (PVC) = 8 x A[dB] (PE) Chlorure de polyvinyle & Polyéthylène –E.g. 26 MHz results in 5 dB (PVC) & 40 (PE) –Perturbations bruit blanc, bande étroite, pics –Capacity: 2 to 4 bits per Hz –A[dB] = f(distance, frequency) –Network = Low pass filter

5 Filtering R CP in P out Z = R - j/2пfC

6 The main High Voltage –More than 110 kV Middle Voltage –From 10 to 30 kV Low Voltage –Less than 400 V 1 Transformer for users & 300 m Data information cannot go through voltage transformer

7 The main HV= kV MV=10-30kV LV<400V

8 3-phase system 120° 380V 220V

9 Les 3 phases Biphase user between 2 phases Coupling via capacitance effects R S T N

10 Phase coupling

11 Concept PLC

12 The main Data HV= kV MV=10-30kV LV<400V

13 Transmission bus Bus Access –CSMA/CD Modulation –TDMA, FDMA, CDMA Coding: OFDM –Orthogonal Frequency Division Multiplexing Self adapting system –Use non disturbed spectrum zones

14 Bandwidth vs. distance (Indors) MHz m max.1.50 Mbit/s min Mbit/s max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min Mbit/s max.3.00 Mbit/s (2 x 1.5) min Mbit/s

15 Spectrum

16 Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30": NB 30, die am vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde Antrag an das Reg-TP US EU ~13 MHz

17 Self adapting system Frequency Spectral density

18 Exemples d'architecture Network A Network B Network C

19 PLC needs 1 ISP via Powerline –EWB? Autre? 1 "Modem" per access –Main Plug with ethernet interface –Layer 1: e.g. Ethernet or WLAN Import products –Standards are not the same worlwide –US products could not run in EU

20 Adapter Separates the current and data signals at each mains supply socket, various interface variants and combinations e.g. USB, RS232, Ethernet, analog a/b

21

22 Equipment Outdoor master –Controls data and services up to 250 housholds Outdoor Access Point –Receives/transmits signals from/to the Outdoor Master, also available in combination with an Indoor Controller Indoor Controller –Interfaces Outdoor AP to In House premises

23 Channels? No specific protocole, just not infringe the EMC Rules. Provider has to stay within frequency range. Standards –X-10, CEBus (EIA IS-60), LONWorks ETSI Standards and ASCOM –ETSI and CENELEC

24 Präsentation 2001 Ascom Powerline Communications Marcel Graber

25 mid voltage grid M S SS SS S S SSS S SS SSS OA M => Master S => Slave Einleitung: Was versteht man unter Powerline Communications? Wie funktioniert Powerline?

26 Slaves

27

28 Ein mit Ascom Powerline vernetztes Haus Letzte Meile Access "Smart House" Applikationen Sicherheit- und Alarmsysteme Internet Anschluss Telefonie: - Vermittelt "a/b" - IP-Telefonie Indoor Controller Verschiedene Adaptermodelle: - Internet -> USB oder Ethernet - analog Telefone & Fax - "Smart house" -> RS 232

29 Erstes Beispiel: Nutzungsbestimmung "NB 30": NB 30, die am vom deutschen Bundesrat abgesegnet wurde Antrag an das Reg-TP US EU ~13 MHz

30 Technische Daten: Es musste eine Technologie gefunden/angewendet werden, die sich für die breitbandige Datenübertragung über das Niederspannungsnetz ausserhaus und inhaus eignet Produktekonzept: u.a- Master  Slave - Infrastruktur-Geräte  einfache Installation - Geräte Adapter  "plug and play" Übertragungsfrequenzen:- Access ("last Mile")  1.6 bis 10.0/13.0 MHz - Inhaus ("last Inch")  15.0 bis 30.0 MHz Modulation:- GMSK Übertragungsart:- Paketorientiert Bandbreiten:- 1. Produktegeneration  > 2 Mbit/s - 2. Produkte Generation  > 10 Mbit/s

31 Die maximale Bandbreite für "jeden" Benützer: MHz m max.1.50 Mbit/s min Mbit/s Maximal 3 Träger à 2.25 Mbit/s Bruttorate sofern der Kunde im Bereich von 100 m liegt, unter Einhaltung der Nutzungs- bestimmung "NB 30" und ohne Repeater möglicher Lösungsansatz: über "Friendly Customer" (siehe folgende Folie) Netzplaner muss die grösst mögliche Flexibilität für den Design eines Anschluss- konzeptes angeboten werden, um die max. Kundenerwartung erfüllen zu können. max.4.50 Mbit/s (3 x 1.5) min Mbit/s max.3.00 Mbit/s (2 x 1.5) min Mbit/s

32 "Friendly Customer" Installation: PLC outdoor Master PLC indoor Controller PLC outdoor Slave Telco NT IA Access (last mile), e.g.xDSL, CATV Mit einem Hausbesitzer (Friendly Customer) wird ein Nutzungsvertrag für den Access abgeschlossen


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