UNIVERSITATEA TEFAN CEL MARE SUCEAVA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRIC I TIIN A CALCULATOARELOR
SPECIALIZAREA CALCULATOARE
PROIECT DE DIPLOM
M SUR TORI DE COMPATIBILITATE ELECTROMAGNETIC
A DISPOZITIVELOR DE COMUNICA IE PRIN RE EAUA
DE ALIMENTARE CU ENERGIE ELECTRIC
Conduc tor, Autor, . l. dr. ing. Eugen COCA Codrin MALE
SUCEAVA 2007
2
Cuprins:
1. Transferul datelor prin re eaua de alimentare cu energie electric .....................................4
1.1 Istoricul comunica iilor PLC......................................................................................................4
1.2 Generalit i.................................................................................................................................4
1.3 Perspective în utilizarea acestor dispozitive ..............................................................................6
1.4 Scopul utiliz rii dispozitivelor ...................................................................................................6
2. Caracteristicile dispozitivelor i principiul de func ionare ....................................................8
2.1 Prezentarea echipamentelor PLC utilizate .................................................................................8
2.2 Modul de comunica ie. Caracteristici tehnice............................................................................9
3. Studiu comparativ al perturba iilor conduse ........................................................................16
3.1 Condi ii de m surare ................................................................................................................16
3.2 Prezentarea datelor ob inute.....................................................................................................21
4. Studiu comparativ a perturba iilor radiate...........................................................................42
4.1 Condi ii de m surare ................................................................................................................42
4.2 Prezentarea datelor ob inute.....................................................................................................45
5. Concluzii ...................................................................................................................................54
6. Bibliografie ...............................................................................................................................56
7. Anexe .........................................................................................................................................58
Anexa A .........................................................................................................................................58
Anexa B..........................................................................................................................................59
Anexa C..........................................................................................................................................60
Anexa D1 .......................................................................................................................................61
Anexa D2 .......................................................................................................................................62
Anexa E1........................................................................................................................................63
Anexa E2........................................................................................................................................64
Anexa F1 ........................................................................................................................................65
Anexa F2 ........................................................................................................................................66
Anexa G Abrevieri ......................................................................................................................67
3
Abstract:
PLC
Power Line Communication
comunica ia prin re eaua de alimentare cu energie
electric
Lucrarea reprezint un studiu din punct de vedere al perturba iilor emise i conduse de c tre
dispozitivele PLC. Acestea asigur suport de comunica ie prin protocol Ethernet între dou unit i
PC, prin intermediul re elei de alimentare cu energie electric .
În acest scop s-au m surat perturba iile emise i conduse de cele dou dispozitive, când
acestea sunt conectate la re eaua de alimentare cu energie electric i pe interfa a Ethernet
realizeaz un transfer de date între dou PC-uri. Valorile radia iilor conduse ob inute au fost apoi
comparate cu cele din standardul SR EN 55022.
Radia iile emise au fost m surate cu ajutorul unui analizor spectral i au fost comparate cu
date din studii precedente, realizate cu dispozitive asem n toare.
4
1. Transferul datelor prin re eaua de alimentare cu energie electric
1.1 Istoricul comunica iilor PLC
Industria PLC [1] de azi s-a dezvoltat pe parcursul anilor, bazându-se pe micii utilizatori ai
acestei tehnologii de comunica ie, fiind utilizat la început ca solu ie intern i fiind testat în
laboratoare. Companiile produc toare i distribuitoare de energie electric au început s dezvolte
aceast tehnologie i s o ofere ca op iune de re ea prin intermediul c reia era posibil conectarea la
Internet înc din 1990, când a fost posibil interconectarea sta iilor de alimentare cu energie
electric în vederea suport rii acestei tehnologii. Pentru o perioad de timp, echipamentele electrice
au comunicat prin re eaua electric dar la viteze foarte mici i doar în scop de monitorizare i
control.
Apari ia tehnologiei capabile s realizeze conexiunea la Internet i a altor servicii de
comunica ie pe suportul re elei de alimentare cu energie electric pân la utilizatorul casnic a fost
posibil datorit cre terii vitezei de lucru a procesoarelor i microcipurilor. Datorit acestei
tehnologii un num r mare de companii au început s dezvolte echipamente PLC care la ora actual
transmit cu viteze foarte mari, de ordinul Mbps .
În 2003 s-a f cut public pentru prima oar tehnologia PLC. În prealabil , majoritatea lucrului
la aceast tehnologie a avut loc în laboratoare unde s-a f cut determinarea dac aceast tehnologie
va avea succes i dac va putea oferi viteze mari pentru serviciile de comunica ii pentru utilizatorii
casnici i celor comerciali.
În Europa i Asia se utilizeaz conceptul PLC înc din 1999, în mai multe loca ii decât în
Statele Unite ale Americii la ora respectiv . Spania i Portugalia au cele mai mari re ele bazate pe
sistemul PLC din lume. PLC s-a dezvoltat cel mai mult datorit faptului c foarte multe ri
utilizeaz sisteme de alimentare cu energie electric bazate pe standardul de 240 V i pot alimenta
câte 200 250 de locuin e de la un singur transformator de tensiune. În S.U.A. unde re eaua
electric func ioneaz pe standardul de 120 V , transformatoarele pot alimenta doar pân la 7
locuin e.
1.2 Generalit i
PLC [1] (Power Line Communication
sistemul de comunica ie prin re eaua de alimentare
cu energie electric ) este transmiterea serviciilor de mare vitez , incluzând accesul la Internet prin
re eaua de alimentare cu energie electric existent folosind tehnologia adecvat . Cablurile ce
transport curent electric pot fi amplasate oriunde acest lucru este posibil: în cl diri, sub p mânt,
prin poduri etc. i pe lâng conceptul de baz de a transporta curent electric pot fi un bun mediu de
5
transmitere a datelor. Aceste linii pot fi de tensiune medie de 1,000 V
32,000 V i de tensiune
mic de 120/240/480 V.
Deoarece sistemul PLC comunic în RF pe aceea i re ea ca i cea pe care se transmite
energia electric , datele se pot transmite f r necesitatea unei linii separate. Cum re eaua de
alimentare cu energia electric
are o frecven bine determinat i constant în timp, 50/60 Hz, iar
frecven ele la care comunic echipamentele PLC sunt cu mult mai mari, de ordinul MHz, cele dou
re ele nu interfereaz . Echipamentele PLC se alimenteaz direct de la re eaua de alimentare cu
energie electric , prin intermediul celor doi conectori cu care se conecteaz la aceasta i care sunt
folosi i de asemenea ca i c i de comunica ie de c tre aceste echipamente.
Sistemul PLC [6] de acces, a a cum mai este el numit, este alc tuit din: sta ie
emisie/recep ie conectat la re eaua de Internet, repetoare i cuploare amplasate în re eaua de
tensiune medie prin intermediul c rora se transmit datele i re eaua de joas tensiune prezent în
cl diri. În interiorul cl dirii se poate prelua semnalul, cu ajutorul altui modem PLC de la orice priz
de alimentare disponibil . Deoarece datele nu se pot transmite pe distan e mari (peste 200 m) prin
re eaua PLC, utilizarea repetoarelor este necesar .
PLC nu este un înlocuitor al re elelor tradi ionale, deoarece la cel lalt cap t al conexiunii
trebuie s existe un modem care s fie legat la re eaua de Internet. Aceast solu ie este una
aplicabil doar pentru implementarea re elelor locale, ca op iune la re eaua tradi ional prin cablu
UTP sau wireless.
Pot ap rea interferen e ale re elei PLC datorit prezen ei radio amatorilor ce au benzi libere
de lucru în spectrul alocat func ion rii echipamentelor PLC, deoarece comunica ia se realizeaz în
banda de frecven e 4,3
20 MHz. Liniile de curent nu sunt ecranate precum sunt cele STP, iar din
acest motiv RF poate genera perturba ii electromagnetice radiate în exterior de-a lungul re elei de
tensiune. Produc torii de echipamente PLC pot exclude frecven ele alocate pentru radio amatori din
banda de lucru a echipamentelor PLC, rezolvând o mare parte din problema interferen ei. Astfel,
FCC (Comisia Federal în Comunica ii) specific faptul c nimic nu poate garanta atenuarea sau
ecranarea interferen elor. Dac o re ea PLC interfereaz cu frecven a de emisie a unui radio amator
cu licen , FCC va cere furnizorului de servicii PLC s reduc emisiile frecven ei de comunica ie cu
o valoare cuprins între 10 dB i 20 dB.
Impedan a re elei de alimentare cu energie electric [9] este important deoarece impedan a
echipamentului de comunica ie s coincid la portul de intrare/ie ire cu aceast impedan pe banda
de frecven a echipamentului pentru a se evita distorsiunile dependente de frecven pentru un
semnal într-o band de frecven . Nicholson i Malack [10] au m surat impedan liniilor de
transmisie a energiei electrice în banda de frecven 20 kHz
30 MHz în 36 loca ii comerciale
diferite în Statele Unite ale Americii. Ei au descoperit c , caracteristica impedan ei cre te cu
frecven a. Impedan a medie din toate locurile unde s-au realizat m sur tori a fost aproximativ 1
6
la 20 kHz, crescând la 100 la 30 MHz. Rezultate similare au fost ob inute în ri din Europa i
Japonia. Nocholson i Malack au explicat c varia iile valorilor de un sit la altul sunt datorate
varia iei nivelului de înc rcare a re elei de alimentare cu energie electric la momentul m sur rii.
1.3 Perspective în utilizarea acestor dispozitive
Perspectivele de viitor ale acestei tehnologii, de comunica ie prin re eaua de alimentare cu
energie electric , sunt încurajatoare în zonele unde introducerea unei re ele cablate pentru accesul la
Internet este greoaie i costisitoare dar exist re ea de alimentare cu energie electric . De i viteza lor
de comunica ie este suficient de mare pentru a asigura o conexiune la Internet, nivelul de perturba ii
electromagnetice ce îl introduce în re ea i îl radiaz în momentul func ion rii poate prezenta
neconformit i cu standardelor europene i este contestat de multe firme importante din Europa ce
cerceteaz efectul acestor echipamente asupra omului.
1.4 Scopul utiliz rii dispozitivelor
Dispozitivele PLC se utilizeaz în scopul realiz rii conexiunii între dou sau mai multe
echipamente electrice conectate la re eaua de alimentare cu energie electric . Prin intermediul
acestor echipamente se pot transmite date, cum ar fi conexiune la Internet, sau informa ii referitoare
la un echipament de interes, cum ar fi echipamentele electrocasnice ce pot furniza informa ii
referitoare la starea acestora.
Comunica ia se realizeaz prin conectarea dispozitivului de interes, s presupunem c vrem s
ne conect m la Internet utilizând tehnologia PLC, la un echipament PLC acesta fiind conectat la
rândul s u la re eaua de distribuire a energiei electrice. În aceea i re ea, la un alt dispozitiv
asem n tor se conecteaz leg tura la Internet prin intermediul terminalului Ethernet, astfel ne
putem conecta la Internet utilizând re eaua de alimentare cu energie electric . Cele dou dispozitive
se pot afla la distan e de pân la 200 m între ele, de preferin pe acest traseu nu trebuie s apar un
transformator de tensiune deoarece trecerea semnalului peste acest obstacol se face cu echipamente
specializate.
Astfel de echipamente sunt concepute pentru utilizare casnic sau în cl diri în care
introducerea unei re ele tradi ionale UTP este greoaie sau implic costuri mai ridicate decât
instalarea unui sistem bazat pe comunica ia prin re eaua electric .
Acest sistem a fost folosit ini ial de firmele de distribu ie a energiei electrice pentru
gestionarea i supravegherea echipamentelor aflate în re eaua electric dar la viteze mult mai mici.
7
1.5 Avantaje i dezavantaje la utilizarea acestora
Unul dintre avantajele utiliz rii re elei de alimentare cu energie electric ca mediu de
transmitere a datelor [2] este acela c fiecare cl dire este deja cablat cu re ea ce asigur transportul
energiei electrice i este legat la re eaua mondial de alimentare cu energie electric . Sistemul PLC
utilizeaz aceast re ea deja existent de curent alternativ (c.a.) ca mediu de comunica ie, asigurând
o vitez mare de transmitere i recep ionare a datelor, oriunde o astfel de re ea este implementat . În
majoritatea cazurilor este mai u or s creezi o re ea, acas , utilizând existenta re ea de alimentare cu
energie electric , decât utilizarea unei re ele wireless. Sistemul PLC ofer o conexiune mai sigur i
mai de încredere decât sistemele wireless cum ar fi 802.11b i este relativ ieftin în compara ie cu
alte solu ii. Pentru re elele mici implementarea unei re ele PLC este o solu ie foarte bun , cu o
utilizare simpl ce reduce din problemele uzuale ale unei re ele cablate.
Comunica ia prin re eaua de alimentare cu energie electric este diferit de comunica ia prin
re elele cablate dedicate (cum ar fi UTP, STP, fibra optic ). Re eaua electric este un mediu cu
probleme pentru transmiterea informa iilor. Comunica ia prin intermediu re elei electrice este
dificil din cauza zgomotelor neprev zute i a interferen elor ce pot ap rea în re ea datorit
anumitor consumatori cum ar fi l mpile cu halogen, aspiratoarele, malaxoarelor, ma inilor de sp lat
, usc toarelor de p r, cuptoarelor cu microunde i altele. De altfel din punct de vedere
electromagnetic re eaua electric nu este controlat sau constant în timp. În compara ie cu re eaua
Ethernet cablat care este curat i are caracteristici constante, re eaua electric poate avea
numeroase dispozitive i echipamente alimentate la un moment dat, pornite sau oprite pentru o
anumit perioad de timp. Conectarea i deconectarea echipamentelor la i de la re eaua electric ,
pornirea i oprirea acestora cauzeaz varia ii ale caracteristicilor re elei. Încercarea de a trimite date
printr-o re ea cu suport ce nu ofer un mediu electromagnetic constant poate duce la e ecul
transmiterii datelor.
Examinând zgomotele [5] dintr-o perspectiv mai larg a dispozitivelor, acestea pot fi
clasificate în trei categorii : zgomot de impuls, zgomot de ton i zgomot de impuls de mare
frecven . Zgomotul de ton este alc tuit din zgomot de ton inten ionat i neinten ionat. Cea mai
comun surs de zgomot de ton neinten ionat este întrerup torul sursei de alimentare. Aceste surse
de alimentare sunt prezente în numeroase dispozitive electrice cum ar fi PC-urile i dispozitivele
electrice cu lamp fluorescent . Frecven a fundamental a acestor surse poate fi în banda 15 kHz -
> 1MHz. Zgomotul pe care aceste dispozitive îl introduc în re eaua electric este bogat în armonici
ale frecven ei întrerup torului sursei.
8
2. Caracteristicile dispozitivelor i principiul de func ionare
2.1 Prezentarea echipamentelor PLC utilizate [8]
Figura 1. PLC ALLNET ALL 1682
Band de frecven de lucru dat de produc tor : 4,3 MHz 20,9 MHz
Band de frecven e de lucru observat : 4,20 MHz 20,935 MHz
Standarde : IEEE 802.3, IEEE 802.3U i HomePlug 1.0
Rata de transfer : pân la 14 Mbps
Banda de frecven : 4,3 MHz 20.9 MHz
Metode de acces suportate : CSMA/CA
Protocol : TCP/IP
Sisteme de operare suportate : Windows 98SE / Me / NT / 2000 / XP , Linux
Noduri : suporta pân la 12 noduri pe re ea
Criptare : criptarea informa iei pe 54 bi i
Indicatori optici (leduri)
Power (func ionare), Link între echipamente în re eaua electric
(indic c dispozitivele sunt preg tite s comunice), Activitate (indic dac exist transfer în
dispozitive) i Coliziune (indic dac au ap rut coliziuni în momentul comunic rii echipamentelor,
la transfer de date)
Temperatura de func ionare : -20 0C -> 70 0C
Tensiunea de alimentare: 110/220 V c.a. , 60 Hz/50 Hz
Pagina produc torului : www.allnet.de
Num r echipamente testate : 2.
9
2.2 Modul de comunica ie. Caracteristici tehnice
Echipamentele PLC comunic în banda 4,3 MHz
20,9 MHz care este alc tuit din 5 sub-
benzi, fiecare sub-band având un num r prestabilit de canale de comunica ie, cu num r cuprins
între 13 i 19 canale. Echipamentele comunic în aceste sub-benzi pe canalele asociate în func ie de
gradul de solicitare al acestora în timpul comunica iei sau în func ie de perturba iile ce apar în
re eaua de alimentare cu energie electric la un moment dat.
Acest tip de echipamente transform re eaua electric de 230 V, dintr-o cl dire, într-o re ea
locala (LAN) de calculatoare de band larg [7]:
- u or de instalat i utilizat;
- acces de band larg , 14 Mbps, permi ând transmisii audio, video, multimedia;
- nivel ridicat de securitate, transmisie criptat , cheia de criptare este fixat de utilizator; criptarea se
face pe 56 bi i i folose te standardul DES;
- distanta maxim de comunica ie pe cablul electric de 230V este de 200m, peste 200m se poate
configura un nou segment prin reinjectarea semnalului Ethernet, folosind o alta cheie de criptare;
- comunica ia de date este multiprotocol: TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX;
- func ionarea este independent de sistemul de operare (Windows 98/ME/NT/2000/XP, MAC OS
X, Linux, IOS pentru router Cisco etc.);
- se folose te multiplexarea cu divizare in frecven ortogonal (OFDM - Orthogonal Frequency
Division Multiplexing) prin tehnici sofisticate de prelucrare a semnalului care asigur o func ionare
sigur în condi ii de zgomot (perturba ii) în re eaua electrica;
- adaptare inteligent a canalului de transmisie, asigurând transferul maxim de date în condi ii de
perturba ii severe pe re eaua electrica;
- facilit i integrate de asigurare a calit ii serviciului (QoS);
- implementeaz o schema de transmisie pe priorit i i repetare a cererii pentru a asigura livrarea
sigur a pachetului de date prin re eaua Ethernet pe cablu electric;
- pentru comunica ia LAN se folose te standardul IEEE 802.3;
- echipamentele sunt conforme standardului HomePlug v 1.1.1;
- certificat FCC i CE;
- num r maxim de echipamente powerline pe un segment Ethernet: 16; pentru un num r mai mare
de 16 echipamente, se configureaz un nou segment Ethernet in care se injecteaz semnalul cu o
alta cheie de criptare;
- în afar de cazul când este nevoie schimbarea cheii de criptare, nu este necesar configurarea
echipamentelor; acestea func ioneaz cu set rile implicite din fabrica;
- software-ul de modificare a cheii de criptare se livreaz pe CD i poate fi folosit sub sistem de
operare Windows 98/ME/NT/2000/XP.
10
Multiplexarea ortogonala cu divizare in frecventa (OFDM)
[13] Metoda de transmisie bazata pe ideea multiplexarii cu divizare in frecventa (FDM).
In cazul FDM, mai multe semnale sunt transmise in acelasi timp dar pe frecvente diferite.
Aceasta este intalnita la transmisiile radio unde fiecare statie face broadcast intr-o anumita banda de
frecventa sau canal.
In OFDM, un singur transmitator emite pe mai multe frecvente ortogonale (independente).
Tehnologia OFDM cuplata cu o metoda de modulatie avansata, folosita pe fiecare
componenta, conduce la obtinerea unui semnal care prezinta o rezistenta ridicata la interferente.
Caracteristici:
O purtatoare de semnal OFDM este o suma de sub-purtatoare ortogonale, cu banda de baza,
pe fiecare sub-purtatoare modulata independent, de obicei prin utilizarea unei modulatii cuadratura
in amplitudine (QAM) sau modulatie cu salt in faza (PSK). Acest semnal compozit in banda de
baza, este de obicei folosit pentru a modula o purtatoare RF.
Avantaje OFDM:
- Eficienta mare a spectrului
- Rezistenta la interferenta multicale (in particular intalnita la transmisiile wireless)
- Inlaturare usoara a zgomotului (daca un sir de frecvente sufera interferente, purtatoarele din acel
sir, pot fi anulate sau pot fi incetinite)
Dezavantaje OFDM:
- Imperfectiunile de sincronizare in frecventa pot conduce la pierderi in ortogonalitate intre
subpurtatoare, rezultand degradari de performanta
- Posibilitatea de aparitie a intermodulatiei intre subpurtatoare
Cu modularea OFDM [14] semnalul digital este modulat nu doar într-o purt toare, ci în
foarte multe purt toare având un spa iu foarte redus între ele toate acestea fiind cuprinse într-un
interval de 8MHz cât este alocat ast zi pentru un canal analogic. Fiecare purt toare este modulat în
concordan cu schema de modula ie: QPSK, 16-QAM, 64-qam etc. Folosind atât de multe
purt toare într-un spa iu atât de restrâns, rata de transmitere a datelor va fi foarte joas . Simbolurile
adiacente sunt separate cu un spa iu de gard sau se introduce o pauz în transmiterea semnalului
(transmission stream). În transmisiile digitale pot ap rea erori de transmisie (bit errors) fiind
necesare aplicarea unor metode de corectare a informa iei. Pentru acest lucru se introduc în irurile
de date coduri de corectare a erorilor.
11
Exist dou moduri de operare func ie de num rul de purt toare:
- modul 2K cu un num r de 1604 purt toare;
- modul 8K cu un num r de 6817 purt toare.
De la emi tor spre receptor semnalul sufer erori de faz i amplitudine datorit reflexiilor.
Receptorul trebuie s compenseze aceste erori i s demoduleze corect lucru care poate fi atins
datorit codurilor de corec ie a erorilor. Alt parametru important este intervalul de gard . El nu este
o parte activ a semnalului dar este foarte important pentru recep ie multi-path.
OFDM ofer diferite moduri de transmisie 2K sau 8K, grade diferite de protec ie a erorilor,
diferite intervale de gard i diferite scheme de modula ie a purt toarelor.
OFDM este un sistem "multi-carrier". Datele sunt împ r ite între mai multe unde
transportoare numite "subcarriers". Datorit acestui fapt, sistemele OFDM sunt capabile s ofere
opera iuni stabile chiar în medii cu un nivel ridicat de distorsiune. Mai mult, sistemele OFDM pot
suporta rate mari de transfer fa de sistemele "single-carrier", f r a fi mai complexe. Pentru
transmisii de date de maxim 11 Mbps, CCK este o alegere bun . Odat cu cre terea ratei de
transfer, OFDM devine o alegere mai bun . Un alt atribut important al OFDM este un preambul mai
scurt decât în cazul CCK. Astfel, se acord mai mult timp pentru transmiterea corpului pachetului.
Sistemele OFDM folosesc OFDM pentru a transmite atât preambul/header-ul, cât i corpul
pachetului.
12
Sub-benzi utilizate în banda de referin [3]:
B1 : 4,20 MHz 7,0 MHz B2 : 7,264 MHz 10,089 MHz B3 : 10,1 MHz 14,031 MHz B4 : 14,30 MHz 17, 895 MHz B5 : 18,182 MHz 20,934 MHz
Tabele cu sub-benzile de lucru i canalele acestora de comunica ie:
B1 : 4,20 MHz 7,0 MHz
Nr. canal Frecven de vârf
1 4,4922 MHz
2 4,6875 MHz
3 4,8828 MHz
4 5,0781 MHz
5 5,2734 MHz
6 5,4688 MHz
7 5,6641 MHz
8 5,8594 MHz
9 6,0547 MHz
10 6,25 MHz
11 6,4453 MHz
12 6,6406 MHz
13 6,8359 MHz
13
B2 : 7,264 MHz 10,089 MHz
Nr. Canal Frecven de vârf
1 7,4219 MHz
2 7,6172 MHz
3 7,8125 MHz
4 8,0078 MHz
5 8,2031 MHz
6 8,3984 MHz
7 8,5938 MHz
8 8,7891 MHz
9 8,9844 MHz
10 9,1797 MHz
11 9,375 MHz
12 9,5703 MHz
13 9,7656 MHz
14 9,9609 MHz
B3 : 10,1 MHz 14,031 MHz
Nr. canal Frecven de vârf
1 10.3516 MHz
2 10.5469 MHz
3 10.7422 MHz
4 10.9375 MHz
5 11.1328 MHz
6 11.3281 MHz
7 11.5234 MHz
8 11.7188 MHz
9 11.9141 MHz
10 12.1094 MHz
11 12.3047 MHz
12 12.5 MHz
13 12.6953 MHz
14 12.8906 MHz
15 13.0859 MHz
16 13.2813 MHz
17 13.4766 MHz
18 13.6719 MHz
19 13.8672 MHz
14
B4 : 14,30 MHz 17, 895 MHz
Nr. canal Frecven de vârf
1 14.6484 MHz
2 14.8438 MHz
3 15.0391 MHz
4 15.2344 MHz
5 15.4297 MHz
6 15.625 MHz
7 15.8203 MHz
8 16.0156 MHz
9 16.2109 MHz
10 16.4063 MHz
11 16.6016 MHz
12 16.7969 MHz
13 16.9922 MHz
14 17.1875 MHz
15 17.3828 MHz
16 17.5781 MHz
17 17.7734 MHz
B5 : 18,182 MHz 20,934 MHz
Nr. canal Frecven de vârf
1 18.3594 MHz
2 18.5547 MHz
3 18.75 MHz
4 18.9453 MHz
5 19.1406 MHz
6 19.3359 MHz
7 19.5313 MHz
8 19.7266 MHz
9 19.9219 MHz
10 20.1172 MHz
11 20.3125 MHz
12 20.5078 MHz
13 20.7031 MHz
Se observ un num r de 76 de canale func ionale cu o distan între ele de 195,3 kHz.
15
Figura 2. Domeniul de frecven e de func ionare a dispozitivelor PLC : sub-benzi, canale de comunica ie, valori medii
16
3. Studiu comparativ al perturba iilor conduse
3.1 Condi ii de m surare
S-a realizat un transfer de date, un document format .avi cu m rimea de 800 MB, de la IP
172.20.0.2 la IP 172.20.20.14. Transferul are loc prin re ea cablat Ethernet i prin re eaua de
alimentare cu energie electric prin intermediul celor dou dispozitive PLC.
M surarea perturba iilor conduse în re eaua electric de c tre cele dou dispozitive aflate în
stare de func ionare s-a realizat prin intermediul unui divizor rezistiv cu o tensiune de intrare 220 V
(fiind conectat la re eaua electric prin care comunic dispozitivele) i cu o tensiune efectiv de
ie ire de 0,55 V.
La acest adaptor s-a conectat un analizor spectral marca Hameg HM 5530 ce poate m sura
frecven e între 150 kHz i 3 GHz. Set rile acestuia sunt urm toarele : atenuarea 10 dB la 10
dB/diviziune, frecven a de start a benzii vizualizate 2,5 MHz, frecven a de stop a benzii vizualizate
21,5 MHz, l imea benzii video (VB) 50 Hz, rezolu ia l imii de band (BW) 120 kHz, nivel de
referin (RL) -20,0 dBm, semnalul de test de ie ire (TL) 0,00 dBm
inexistent, intervalul dintre
m sur tori (SW) 40 ms. Pentru vizualizarea valorilor maxime conduse s-a utilizat op iunea MAX
HOLD a analizorului spectral pe întreaga perioad de timp în care s-au realizat m sur torile. Sonda
conectat la analizor, cu ajutorul c reia se realizeaz m sur torile, este setat la 1X.
Cele dou dispozitive PLC func ioneaz în banda de frecven 4.3 MHz
21 MHz, interval
împ r it în 5 sub-benzi astfel : B1 : 4.20 MHz 7.0 MHz, B2 : 7.264 MHz 10.089 MHz ,
B3 : 10.1 MHz 14.031 MHz, B4 : 14.30 MHz 17.895 MHz, B5 : 18.182 MHz 20.934 MHz
În vederea vizualiz rii perturba iilor conduse în fiecare sub-band i a întregii benzi de lucru
a dispozitivelor PLC, s-au schimbat valorile de frecven central i a l imii de band (span) astfel:
Num r sub-band
Frecven a central
L ime band
Toat banda 13 MHz 19 MHz
B1 5,6 MHz 2,7 MHz
B2 8,7 MHz 2,9 MHz
B3 12,1 MHz 4 MHz
B4 16,2 MHz 3,6 MHz
B5 19,5 MHz 2,9 MHz
17
Desf urarea m sur torilor
Cele dou dispozitive PLC se conecteaz
la re eaua de alimentare cu energie electric în
vederea realiz rii comunica iei i la un PC, respectiv switch conectat la Ethernet pentru a face
posibil efectuarea m sur torilor.
S-a m surat i vizualizat în vederea prelu rii de capturi ale perturba iilor conduse ap rute în
re eaua de alimentare cu energie electric astfel: perturba iile conduse în re eaua electric f r
echipamente conectate la aceasta. Cu echipamentele conectate la re eaua electric s-au luat capturi
de band i sub-benzi în urm toarele condi ii : în proximitate, respectiv cele dou dispozitive sunt
amplasate unul lâng
cel lalt în re eaua electric acest lucru f cându-se posibil prin intermediul
unui prelungitor conectat la re eaua electric , luându-se valori când prin dispozitivele PLC nu se
efectua transfer mare de date în puncte aflate: ling acestea, la 5 m de acestea i la 20 m de acestea.
La fel i în cazul efectu rii de transfer prin dispozitivele PLC. Cele dou cazuri, cu transfer i f r
transfer, au fost aplicate situa iilor când cele dou dispozitive se aflau la 10 m unul de cel lalt -
distan m surat a re elei electrice
i la 20 m unul de cel lalt.
Modul de desf urare a m sur torilor
1. M surare f r echipamente : se m soar perturba iile conduse în re eaua de alimentare
cu energie electric când echipamentele PLC nu sunt conectate la re ea. Se vizualizeaz întregul
spectrul de lucru al echipamentelor PLC i sub-benzile acestuia. Se fac capturi cu cele 6 semnale
m surate ( 5 sub-benzi + toat banda ).
2. M surare în proximitate : dispozitivele PLC se introduc în acela i prelungitor la
distan a de 1 priz între ele.
F r transfer : f r a se ini ializa nici un transfer mare de date se m soar perturba iile
conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de m surare este priza liber dintre cele dou
dispozitive. Se repet m sur torile în puncte aflate la 5 m i la 20 m de cele dou dispozitive PLC.
Cu transfer : se ini ializeaz un transfer de date de m rime mare spre PC prin cele dou
dispozitive PLC. Se m soar perturba iile conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de
m surare este priza liber dintre cele dou dispozitive. Se repet m sur torile în puncte aflate la 5 m
i la 20 m de cele dou dispozitive PLC.
18
3. M surare la 10 m între echipamente : dispozitivele PLC se conecteaz la re eaua
electric la o distan de 10 m între ele.
F r transfer : f r a se ini ializa nici un transfer mare de date se m soar perturba iile
conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctele de m surare sunt : primul ling unul dintre
dispozitive, al doilea la mijlocul distan ei dintre cele dou dispozitive i al treilea la 10 m de unul
din dispozitive, nu între acestea.
Cu transfer : se ini ializeaz un transfer de date de m rime mare spre PC prin cele dou
dispozitive PLC. Se m soar perturba iile conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctele de
m surare sunt : primul ling unul dintre dispozitive, al doilea la mijlocul distan ei dintre cele dou
dispozitive i al treilea la 10 m de unul din dispozitive, nu între acestea.
4. M surare la 20 m între echipamente: dispozitivele PLC se conecteaz la re eaua
electric la o distan de 20 m între ele.
F r transfer : f r a se ini ializa nici un transfer mare de date se m soar perturba iile
conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctele de m surare sunt : primul ling unul dintre
dispozitive, al doilea la mijlocul distan ei dintre cele dou dispozitive i al treilea la 5 m de unul din
dispozitive, nu între acestea.
Cu transfer : se ini ializeaz un transfer de date de m rime mare spre PC prin cele dou
dispozitive PLC. Se m soar perturba iile conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctele de
m surare sunt : primul ling unul dintre dispozitive, al doilea la mijlocul distan ei dintre cele dou
dispozitive i al treilea la 5 m de unul din dispozitive, nu între acestea.
Conectarea dispozitivelor la re eaua de alimentare cu energie electric este prezentat în
anexele A, B, C.
Dispozitiv de m surare
19
- divizorul rezistiv
Figura 3. Schema electric a divizorului rezistiv
Schema circuitului divizorului rezistiv este realizat utilizând un program specializat
pentru proiectarea de astfel de scheme, Protel 99 SE i este alc tuit dintr-un port de intrare, 5
rezistori i un port de ie ire. Pentru a nu periclita integritatea i func ionarea analizorului spectral, la
construirea adaptorului s-a avut grij s se verifice i s se noteze pe adaptor, modul în care trebuie
conectat corect la re eaua electric . Astfel, intrarea adaptorului a fost conectat la re eaua electric
cu faza pe intrarea în seria de 4 rezistoare de 5,6 K i nulul la ie irea rezistorului R5. Pe
ie irea adaptorului a fost conectat sonda de m sur a analizorului spectral astfel încât semnalul s
fie cules pe portul notat F (faz ) iar masa pe portul notat N (nul).
Pentru construirea acestuia s-au utilizat 4 rezistoare cu valoarea de 5,6 k dispuse la
intrarea adaptorului de tensiune i un rezistor cu valoarea de 50 dispus pe ie irea adaptorului.
20
Formule utilizate:
Transformarea în unit ile de m sur din tabele s-a f cut pe baza datelor citite pe analizorul
spectral în dBm i urm toarele formule matematice:
U(V)=0,224 * 10P(dBm)/20
M surarea perturba iilor conduse :
U(dBµV) = 20 lg U(µV) + 20 lg f
=20 lg U(µV) + 52 dB ;
Unde :
f = factorul de atenuare al divizorului rezistiv = 400
U(dBµV) = m rimea m surat (unitate de m sur )
21
3.2 Prezentarea datelor ob inute
M sur torile nu s-au efectuat într-un mediu izolat cum ar fi o camer anecoid . M sur torile
s-au efectuat într-o înc pere a unei cl diri obi nuite, ce nu prezint nici un fel de sistem de protec ie
la perturba ii ce pot veni din afara acesteia. Pentru a se face distinc ie între perturba iile pe care le
introduc dispozitivele PLC i cele venite din mediul înconjur tor s-a f cut compara ia între
perturba iile ce apar în domeniul de frecven de lucru al echipamentelor PLC când acestea se afl
în func iune i când acestea nu sunt conectate la re eaua de alimentare cu energie electric .
Figura 4. Perturba ii conduse în toat banda, f r echipamente
Valoare Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] Maxim
-71 63,132 88,005 Minim
-75 39,833 84,005
22
Figura 5. Perturba ii conduse în banda B3 pentru situa ia din Anexa A, f r transfer, lâng
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 10,345 MHz -56 355,016 103,005 2 10,531 MHz -56 355,016 103,005 3 10,735 MHz -56 355,016 103,005 4 10,933 MHz -55 398,335 104,005 5 11,133 MHz -55 398,335 104,005 6 11,322 MHz -55 398,335 104,005 7 11,510 MHz -55 398,335 104,005 8 11,717 MHz -55 398,335 104,005 9 11,920 MHz -54 446,939 105,005
10 12,131 MHz -54 446,939 105,005 11 12,339 MHz -54 446,939 105,005 12 12,502 MHz -53 501,474 106,005 13 12,703 MHz -53 501,474 106,005 14 12,903 MHz -53 501,474 106,005 15 13,114 MHz -52,4 537,339 106,605 16 13,295 MHz -53 501,474 106,005 17 13,503 MHz -54 446,939 105,005 18 13,686 MHz -54 446,939 105,005 19 13,855 MHz -55 398,335 104,005
23
Figura 6. Perturba ii conduse în banda B5 pentru situa ia din Anexa A, f r transfer, la 5 m de
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 18,374 MHz -47 1000,571 112,005 2 18,560 MHz -46 1122,659 113,005 3 18,746 MHz -46 1122,659 113,005 4 18,950 MHz -45 1259,645 114,005 5 19,148 MHz -44 1413,344 115,005 6 19,317 MHz -43 1585,799 116,005 7 19,550 MHz -43 1585,799 116,005 8 19,718 MHz -42 1779,295 117,005 9 19,901 MHz -42 1779,295 117,005
10 20,114 MHz -41,6 1863,151 117,405 11 20,331 MHz -42 1779,295 117,005 12 20,513 MHz -42 1779,295 117,005 13 20,700 MHz -43 1585,799 116,005
24
Figura 7. Perturba ii conduse în banda B2 pentru situa ia din Anexa A, f r transfer, la 20 m de
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 7,431 MHz -59 251,332 100,005 2 7,627 MHz -56 355,016 103,005 3 7,825 MHz -48 891,760 111,005 4 8,035 MHz -46 1122,659 113,005 5 8,223 MHz -44 1413,344 115,005 6 8,414 MHz -45 1259,645 114,005 7 8,600 MHz -46 1122,659 113,005 8 8,801 MHz -46 1122,659 113,005 9 9,00 MHz -48 891,760 111,005
10 9,20 MHz -50 708,350 109,005 11 9,411 MHz -52 562,663 107,005 12 9,611 MHz -54 446,939 105,005 13 9,794 MHz -56 355,016 103,005 14 9,965 MHz -58 281,999 101,005
25
Figura 8. Perturba ii conduse în banda B3 pentru situa ia din Anexa A, cu transfer, lâng
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 10,345 MHz -54 446,939 105,005 2 10,531 MHz -54 446,939 105,005 3 10,735 MHz -53 501,474 106,005 4 10,933 MHz -53 501,474 106,005 5 11,133 MHz -52 562,663 107,005 6 11,322 MHz -53 501,474 106,005 7 11,510 MHz -53 501,474 106,005 8 11,717 MHz -53 501,474 106,005 9 11,920 MHz -53 501,474 106,005
10 12,131 MHz -53 501,474 106,005 11 12,339 MHz -53 501,474 106,005 12 12,502 MHz -53 501,474 106,005 13 12,703 MHz -53 501,474 106,005 14 12,903 MHz -52 562,663 107,005 15 13,114 MHz -53 501,474 106,005 16 13,295 MHz -53 501,474 106,005 17 13,503 MHz -53 501,474 106,005 18 13,686 MHz -53 501,474 106,005 19 13,855 MHz -53 501,474 106,005
26
Figura 9. Perturba ii conduse în banda B5 pentru situa ia din Anexa A, cu transfer, la 5 m de
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 18,374 MHz -45 1259,645 114,005 2 18,560 MHz -45 1259,645 114,005 3 18,746 MHz -44 1413,344 115,005 4 18,950 MHz -43 1585,799 116,005 5 19,148 MHz -43 1585,799 116,005 6 19,317 MHz -42 1779,295 117,005 7 19,550 MHz -42 1779,295 117,005 8 19,718 MHz -41 1996,402 118,005 9 19,901 MHz -41 1996,402 118,005
10 20,114 MHz -40 2240,000 119,005 11 20,331 MHz -40 2240,000 119,005 12 20,513 MHz -39,5 2372,728 119,505 13 20,700 MHz -39,2 2456,111 119,805
27
Figura 10. Perturba ii conduse în banda B2 pentru situa ia din Anexa A, cu transfer, la 20 m de
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 7,431 MHz -55 398,335 104,005 2 7,627 MHz -52 562,663 107,005 3 7,825 MHz -50 708,350 109,005 4 8,035 MHz -46 1122,659 113,005 5 8,223 MHz -43,2 1549,701 115,805 6 8,414 MHz -44 1413,344 115,005 7 8,600 MHz -44 1413,344 115,005 8 8,801 MHz -46 1122,659 113,005 9 9,00 MHz -46 1122,659 113,005
10 9,20 MHz -50 708,350 109,005 11 9,411 MHz -55 398,335 104,005 12 9,611 MHz -57 316,408 102,005 13 9,794 MHz -58 281,999 101,005 14 9,965 MHz -58 281,999 101,005
28
Figura 11. Perturba ii conduse în banda B1 pentru situa ia din Anexa B, f r transfer, lâng
echipament
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 4,496 MHz -54 446,939 105,005 2 4,689 MHz -55 398,335 104,005 3 4,889 MHz -56 355,016 103,005 4 5,082 MHz -54 446,939 105,005 5 5,267 MHz -54 446,939 105,005 6 5,486 MHz -52 562,663 107,005 7 5,685 MHz -52 562,663 107,005 8 5,898 MHz -52 562,663 107,005 9 6,074 MHz -51,2 616,947 107,805
10 6,242 MHz -52 562,663 107,005 11 6,429 MHz -54 446,939 105,005 12 6,642 MHz -55 398,335 104,005 13 6,822 MHz -56 355,016 103,005
29
Figura 12. Perturba ii conduse în banda B5 pentru situa ia din Anexa B, f r transfer, la mijlocul
distan ei dintre cele dou echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 18,374 MHz -62 177,930 97,005 2 18,560 MHz -60 224,000 99,005 3 18,746 MHz -58 281,999 101,005 4 18,950 MHz -56 355,016 103,005 5 19,148 MHz -54 446,939 105,005 6 19,317 MHz -52 562,663 107,005 7 19,550 MHz -50 708,350 109,005 8 19,718 MHz -50 708,350 109,005 9 19,901 MHz -48 891,760 111,005
10 20,114 MHz -46 1122,659 113,005 11 20,331 MHz -44 1413,344 115,005 12 20,513 MHz -42 1779,295 117,005 13 20,700 MHz -41,4 1906,549 117,605
30
Figura 13. Perturba ii conduse în banda B3 pentru situa ia din Anexa B, f r transfer, la 10 m de
unul dintre echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 10,345 MHz -56 355,016 103,005 2 10,531 MHz -56 355,016 103,005 3 10,735 MHz -58 281,999 101,005 4 10,933 MHz -60 224,000 99,005 5 11,133 MHz -62 177,930 97,005 6 11,322 MHz -64 141,334 95,005 7 11,510 MHz -62 177,930 97,005 8 11,717 MHz -60 224,000 99,005 9 11,920 MHz -60 224,000 99,005
10 12,131 MHz -59 251,332 100,005 11 12,339 MHz -58 281,999 101,005 12 12,502 MHz -58 281,999 101,005 13 12,703 MHz -56 355,016 103,005 14 12,903 MHz -54 446,939 105,005 15 13,114 MHz -52 562,663 107,005 16 13,295 MHz -50 708,350 109,005 17 13,503 MHz -48,8 813,295 110,205 18 13,686 MHz -50 708,350 109,005 19 13,855 MHz -52 562,663 107,005
31
Figura 14. Perturba ii conduse în banda B1 pentru situa ia din Anexa B, cu transfer, lâng unul
dintre echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 4,496 MHz -56 355,016 103,005 2 4,689 MHz -56 355,016 103,005 3 4,889 MHz -57 316,408 102,005 4 5,082 MHz -56 355,016 103,005 5 5,267 MHz -55 398,335 104,005 6 5,486 MHz -55 398,335 104,005 7 5,685 MHz -54 446,939 105,005 8 5,898 MHz -53 501,474 106,005 9 6,074 MHz -52 562,663 107,005
10 6,242 MHz -54 446,939 105,005 11 6,429 MHz -55 398,335 104,005 12 6,642 MHz -56 355,016 103,005 13 6,822 MHz -56 355,016 103,005
32
Figura 15. Perturba ii conduse în banda B5 pentru situa ia din Anexa B, cu transfer, la mijlocul
distan ei dintre cele dou echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 18,374 MHz -48 891,760 111,005 2 18,560 MHz -48 891,760 111,005 3 18,746 MHz -47 1000,571 112,005 4 18,950 MHz -46 1122,659 113,005 5 19,148 MHz -44 1413,344 115,005 6 19,317 MHz -43 1585,799 116,005 7 19,550 MHz -43 1585,799 116,005 8 19,718 MHz -42 1779,295 117,005 9 19,901 MHz -41 1996,402 118,005
10 20,114 MHz -40 2240,000 119,005 11 20,331 MHz -40 2240,000 119,005 12 20,513 MHz -39,6 2345,568 119,405 13 20,700 MHz -42 1779,295 117,005
33
Figura 16. Perturba ii conduse în banda B4 pentru situa ia din Anexa B, cu transfer, la 10 m de unul
dintre echipamente nu între acestea
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 14,635 MHz -52 562,663 107,005 2 14,855 MHz -53 501,474 106,005 3 15,035 MHz -54 446,939 105,005 4 15,221 MHz -54 446,939 105,005 5 15,427 MHz -52 562,663 107,005 6 15,601 MHz -51 631,318 108,005 7 15,846 MHz -50 708,350 109,005 8 16,039 MHz -49 794,782 110,005 9 16,208 MHz -47 1000,571 112,005
10 16,406 MHz -46 1122,659 113,005 11 16,603 MHz -45,2 1230,972 113,805 12 16,804 MHz -44 1413,344 115,005 13 16,996 MHz -45 1259,645 114,005 14 17,221 MHz -47 1000,571 112,005 15 17,408 MHz -49 794,782 110,005 16 17,618 MHz -49 794,782 110,005 17 17,733 MHz -50 708,350 109,005
34
Figura 17. Perturba ii conduse în banda B2 pentru situa ia din Anexa C, f r transfer, lâng unul
dintre echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 7,431 MHz -58 281,999 101,005 2 7,627 MHz -54 446,939 105,005 3 7,825 MHz -50 708,350 109,005 4 8,035 MHz -48 891,760 111,005 5 8,223 MHz -47 1000,571 112,005 6 8,414 MHz -48 891,760 111,005 7 8,600 MHz -50 708,350 109,005 8 8,801 MHz -51 631,318 108,005 9 9,00 MHz -52 562,663 107,005
10 9,20 MHz -52 562,663 107,005 11 9,411 MHz -53 501,474 106,005 12 9,611 MHz -56 355,016 103,005 13 9,794 MHz -57 316,408 102,005 14 9,965 MHz -58 281,999 101,005
35
Figura 18. Perturba ii conduse în banda B4 pentru situa ia din Anexa C, f r transfer, la mijlocul
distan ei dintre cele dou echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 14,635 MHz -58 281,999 101,005 2 14,855 MHz -57 316,408 102,005 3 15,035 MHz -57 316,408 102,005 4 15,221 MHz -56 355,016 103,005 5 15,427 MHz -56 355,016 103,005 6 15,601 MHz -55 398,335 104,005 7 15,846 MHz -54 446,939 105,005 8 16,039 MHz -52 562,663 107,005 9 16,208 MHz -50 708,350 109,005
10 16,406 MHz -50,8 646,023 108,205 11 16,603 MHz -51 631,318 108,005 12 16,804 MHz -52 562,663 107,005 13 16,996 MHz -54 446,939 105,005 14 17,221 MHz -55 398,335 104,005 15 17,408 MHz -56 355,016 103,005 16 17,618 MHz -57 316,408 102,005 17 17,733 MHz -58 281,999 101,005
36
Figura 19. Perturba ii conduse în banda B1 pentru situa ia din Anexa C, f r transfer, la 5 m de unul
dintre echipamente nu între acestea
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 4,496 MHz -62 177,930 97,005 2 4,689 MHz -61 199,640 98,005 3 4,889 MHz -60 224,000 99,005 4 5,082 MHz -60 224,000 99,005 5 5,267 MHz -58 281,999 101,005 6 5,486 MHz -56 355,016 103,005 7 5,685 MHz -54 446,939 105,005 8 5,898 MHz -52 562,663 107,005 9 6,074 MHz -50 708,350 109,005
10 6,242 MHz -48 891,760 111,005 11 6,429 MHz -46 1122,659 113,005 12 6,642 MHz -45 1259,645 114,005 13 6,822 MHz -44,4 1349,733 114,605
37
Figura 20. Perturba ii conduse în banda B4 pentru situa ia din Anexa C, cu transfer, lâng unul
dintre echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 14,635 MHz -58 281,999 101,005 2 14,855 MHz -58 281,999 101,005 3 15,035 MHz -58 281,999 101,005 4 15,221 MHz -57 316,408 102,005 5 15,427 MHz -57 316,408 102,005 6 15,601 MHz -56 355,016 103,005 7 15,846 MHz -56 355,016 103,005 8 16,039 MHz -54 446,939 105,005 9 16,208 MHz -53 501,474 106,005
10 16,406 MHz -52 562,663 107,005 11 16,603 MHz -50,4 676,469 108,605 12 16,804 MHz -51 631,318 108,005 13 16,996 MHz -52 562,663 107,005 14 17,221 MHz -53 501,474 106,005 15 17,408 MHz -53 501,474 106,005 16 17,618 MHz -54 446,939 105,005 17 17,733 MHz -54 446,939 105,005
38
Figura 21. Perturba ii conduse în banda B1 pentru situa ia din Anexa C, cu transfer, la 5 m de unul
dintre echipamente nu între acestea
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 4,496 MHz -62 177,930 97,005 2 4,689 MHz -61 199,640 98,005 3 4,889 MHz -60 224,000 99,005 4 5,082 MHz -60 224,000 99,005 5 5,267 MHz -58 281,999 101,005 6 5,486 MHz -54 446,939 105,005 7 5,685 MHz -52 562,663 107,005 8 5,898 MHz -50 708,350 109,005 9 6,074 MHz -48 891,760 111,005
10 6,242 MHz -46 1122,659 113,005 11 6,429 MHz -44 1413,344 115,005 12 6,642 MHz -42 1779,295 117,005 13 6,822 MHz -41,6 1863,151 117,405
39
Figura 22. Perturba ii conduse în banda B4 pentru situa ia din Anexa C, cu transfer, la mijlocul
distan ei dintre cele dou echipamente
Num r Canal Frecven - MHz Putere - dBm Putere - U [ V] Putere - E [dB V] 1 14,635 MHz -54 446,939 105,005 2 14,855 MHz -55 398,335 104,005 3 15,035 MHz -56 355,016 103,005 4 15,221 MHz -54 446,939 105,005 5 15,427 MHz -52 562,663 107,005 6 15,601 MHz -50 708,350 109,005 7 15,846 MHz -50 708,350 109,005 8 16,039 MHz -48 891,760 111,005 9 16,208 MHz -48 891,760 111,005
10 16,406 MHz -48 891,760 111,005 11 16,603 MHz -47,2 977,795 111,805 12 16,804 MHz -48 891,760 111,005 13 16,996 MHz -49 794,782 110,005 14 17,221 MHz -50 708,350 109,005 15 17,408 MHz -51 631,318 108,005 16 17,618 MHz -52 562,663 107,005 17 17,733 MHz -52 562,663 107,005
40
Observa ii :
În urma valorilor ob inute din valorile citite, se observ c nivelul perturba iilor conduse
dep e te valoarea de 100 dB V ajungând pân la 120 dB V. Conform standardului SR EN 55022
: Echipamente pentru tehnologia informa iei
Caracteristici ale perturba iilor radioelectrice. Limite
i metode de m surare. , dup care aceste dispozitive se m soar în vederea ob inerii certific rii de
conformitate a perturba iilor la bornele de alimentare, limitele perturba iilor conduse la bornele de
alimentare pentru ETI (echipamente pentru tehnologia informa iei) sunt dup cum se prezint în
tabelul 2:
Tabelul 2
Limite ale perturba iilor conduse la bornele de alimentare pentru ETI de clasa B
Domeniul de frecven
Limite ( dB V )
Cvasivârf Valoare medie 0,5 MHz 5 MHz 56 46 5 MHz 30 MHz 60 50
Astfel se observ c valorile m surate ale perturba iilor conduse când cele dou dispozitive
PLC sunt func ionale sunt peste valoarea acceptat de standard, respectiv dublul acesteia. Acest
lucru se observ atât în cazul realiz rii de transfer prin dispozitivele PLC cât i în absen a acestuia.
Valorile prezentate anterior sunt cele mai reprezentative pentru situa ia pe care o reprezint ,
prezentând astfel cele mai mari nivele de perturba ii conduse ap rute la utilizarea dispozitivelor
PLC.
41
42
4. Studiu comparativ a perturba iilor radiate
4.1 Condi ii de m surare
S-a realizat un transfer de date, un document format .avi cu m rimea de 800 MB, de la IP
172.20.0.2 la IP 172.20.20.14. Transferul are loc prin re ea cablat Ethernet i prin re eaua de
alimentare cu energie electric prin intermediul celor dou dispozitive PLC.
M surarea perturba iilor radiate în re eaua electric de c tre cele dou dispozitive aflate în
stare de func ionare s-a realizat cu ajutorul unei antene dipolare vertical telescopic , dispus
orizontal.
Aceast anten s-a conectat la un analizor spectral marca Hameg HM 5530 ce poate m sura
frecven e între 150 kHz i 3 GHz. Set rile acestuia sunt urm toarele : atenuarea 10 dB la 10
dB/diviziune, frecven a de start a benzii vizualizate 2,5 MHz, frecven a de stop a benzii vizualizate
21,5 MHz, l imea benzii video (VB) 50 Hz, rezolu ia l imii de band (BW) 120 kHz, nivel de
referin (RL) -20,0 dBm, semnalul de test de ie ire (TL) 0,00 dBm
inexistent, intervalul dintre
m sur tori (SW) 40 ms. Pentru vizualizarea valorilor maxime radiate s-a utilizat op iunea MAX
HOLD a analizorului spectral pe întreaga perioad de timp în care s-au realizat m sur torile
Cele dou dispozitive PLC func ioneaz în banda de frecven 4.3 MHz
21 MHz, interval
împ r it în 5 sub-benzi astfel : B1 : 4.20 MHz 7.0 MHz, B2 : 7.264 MHz 10.089 MHz ,
B3 : 10.1 MHz 14.031 MHz, B4 : 14.30 MHz 17.895 MHz, B5 : 18.182 MHz 20.934 MHz
În vederea vizualiz rii perturba iilor conduse în fiecare sub-band i a întregii benzi de lucru
a dispozitivelor PLC, s-au schimbat valorile de frecven central i a l imii de band (span) astfel
:
Num r sub-band
Frecven a central
L ime band
Toat banda 13 MHz 19 MHz
B1 5,6 MHz 2,7 MHz
B2 8,7 MHz 2,9 MHz
B3 12,1 MHz 4 MHz
B4 16,2 MHz 3,6 MHz
B5 19,5 MHz 2,9 MHz
43
Desf urarea m sur torilor
Cele dou dispozitive PLC se conecteaz
la re eaua de alimentare cu energie electric în
vederea realiz rii comunica iei i la un PC , respective switch conectat la Ethernet pentru a face
posibil efectuarea m sur torilor.
S-a m surat i vizualizat în vederea prelu rii de capturi ale perturba iilor radiate ap rute în
re eaua de alimentare cu energie electric astfel: perturba iile radiate în re eaua electric f r
echipamente conectate la aceasta; cu echipamentele conectate la re eaua electric s-au luat capturi
de band i sub-benzi în urm toarele condi ii : în proximitate, respectiv cele dou dispozitive sunt
amplasate unul lâng cel lalt în re eaua electric acest lucru f cându-se posibil prin intermediul
unui prelungitor conectat la re eaua electric , luându-se valori când prin dispozitivele PLC nu se
efectua transfer mare de date în puncte aflate: la 1 m de acestea i la 3 m de acestea, respectiv de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente. La fel i în cazul efectu rii de transfer prin
dispozitivele PLC. Cele dou cazuri, cu transfer i f r transfer, au fost aplicate situa iilor când cele
dou dispozitive se aflau la 10 m unul de cel lalt - distan m surat a re elei electrice
i la 20 m
unul de cel lalt.
1. M surare f r echipamente : se m soar perturba iile radiate în re eaua electric când
echipamentele PLC nu sunt conectate la re ea. Se vizualizeaz întreg spectrul de lucru al
echipamentelor PLC i sub-benzile acestuia. Se fac capturi cu cele 6 semnale m surate ( 5 sub-
benzi + toat banda ). M sur toarea se efectueaz la distan a de 3 m, raportat la un col al camerei,
de 2 pere i vecini.
2. M surare în proximitate : dispozitivele PLC se introduc în acela i prelungitor la
distan a de 1 priz între ele.
F r transfer : f r a se ini ializa nici un transfer mare de date se m soar perturba iile
conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de m surare este la 1 m de cablul prin care
comunic echipamentele. Se repet m sur toarea pentru o distan de 3 m de cablul prin care
comunic echipamentele.
Cu transfer : se ini ializeaz un transfer de date de m rime mare spre PC prin cele dou
dispozitive PLC. Se m soar perturba iile conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de
44
m surare este la 1 m de cablul prin care comunic echipamentele. Se repet m sur toarea pentru o
distan de 3 m de cablul prin care comunic echipamentele.
3. M surare la 10 m între echipamente : dispozitivele PLC se conecteaz la re eaua
electric la o distan de 10 m între ele.
F r transfer : f r a se ini ializa nici un transfer mare de date se m soar perturba iile
conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de m surare este la 1 m de cablul prin care
comunic echipamentele. Se repet m sur toarea pentru o distan de 3 m de cablul prin care
comunic echipamentele.
Cu transfer : se ini ializeaz un transfer de date de m rime mare spre PC prin cele dou
dispozitive PLC. Se m soar perturba iile conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de
m surare este la 1 m de cablul prin care comunic echipamentele. Se repet m sur toarea pentru o
distan de 3 m de cablul prin care comunic echipamentele.
4. M surare la 20 m între echipamente : dispozitivele PLC se conecteaz la re eaua
electric la o distan de 20 m între ele.
F r transfer : f r a se ini ializa nici un transfer mare de date se m soar perturba iile
radiate în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de m surare este la 1 m de cablul prin care
comunic echipamentele. Se repet m sur toarea pentru o distan de 3 m de cablul prin care
comunic echipamentele.
Cu transfer : se ini ializeaz un transfer de date de m rime mare spre PC prin cele dou
dispozitive PLC. Se m soar perturba iile conduse în cele 5 sub-benzi i în toat banda. Punctul de
m surare este la 1 m de cablul prin care comunic echipamentele. Se repet m sur toarea pentru o
distan de 3 m de cablul prin care comunic echipamentele.
Conectarea dispozitivelor la re eaua de alimentare cu energie electric este prezentat în
anexele D1, D2, E1, E2, F1, F2.
45
4.2 Prezentarea datelor ob inute
Figura 23. Perturba ii radiate în toat banda, f r echipamente, la 3 m de doi pere i ortogonali
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 5,2 -75 29,23 max. 16,6 -62,8 29,89 medie 9,2 -74 23,05
Figura 24. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa D1, f r transfer, la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 9,6 -75 21,66 max. 14,8 -61 32,39 medie 17,4 -70 22,42
46
Figura 25. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa D2, f r transfer, la 3 m de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 8,6 -76 21,7 max. 17,2 -66 26,49 medie 12,1 -74 20,77
Figura 26. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa D1, cu transfer, la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 7,4 -74 25,31 max. 17,2 -60,4 32,09 medie 13,1 -74 20,2
47
Figura 27. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa D2, cu transfer, la 3 m de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 5,6 -74 29,03 max. 16,9 -63,3 29,29 medie 12,3 -72 22,65
Figura 27. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa E1, f r transfer, la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 9,2 -76 21,05 max. 17,2 -63,6 28,89 medie 13,5 -74 19,99
48
Figura 28. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa E2, f r transfer, la 3 m de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 4,6 -76 30,48 max. 17,2 -64,4 28,09 medie 20,1 -74 17,65
Figura 29. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa E1, cu transfer, la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 7,4 -75 24,31 max. 16,8 -66,8 25,82 medie 13,6 -73 20,94
49
Figura 30. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa E2, cu transfer, la 3 m de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 5,4 -76 27,61 max. 17,4 -63,2 29,22 medie 6,6 -74 26,7
Figura 31. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa F1, f r transfer, la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 5,4 -75 28,61 max. 17,4 -61,6 30,82 medie 13,2 -73 21,15
50
Figura 32. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa F2, f r transfer, la 3 m de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 5,4 -76 27,61 max. 17,4 -62 30,42 medie 20,1 -74 17,65
Figura 33. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa F1, cu transfer, la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 5,4 -75 28,61 max. 17,4 -61,2 31,22 medie 13,5 -73 20,99
51
Figura 34. Perturba ii radiate în toat banda pentru situa ia din Anexa F2, cu transfer, la 3 m de
mediul de comunica ie al celor dou echipamente
Valoare Frecven - MHz Putere - dBm Intensitate câmp - dB V/m min. 11,1 -76 19,43 max. 17,6 -63,6 28,76 medie 20,5 -74 17,55
52
Observa ii :
Formule utilizate:
Transformarea în unit ile de m sur din tabele s-a f cut pe baza datelor citite pe analizorul
spectral în dBm i urm toarele formule matematice:
E (dB( V/m)) = P (dBm) + 20 log (f(MHz)) +77,3 dB G (dBi)
Unde :
G = câ tigul antenei de recep ie = 1 dBi
În urma valorilor ob inute din valorile citite, se observ c nivelul perturba iilor radiate
prezint
valori cuprinse intre 17 dB V/m i 32 dB V/m. Aceste valori au fost ob inute în condi ii
normale de func ionare a echipamentelor, într-o înc pere a unei cl diri obi nuite. M sur torile nu
au avut loc într-o înc pere ecranat electromagnetic, cum ar fi o camer anecoid . Astfel se pot
observa i semnale parazite care se suprapun pe frecven ele de lucru ale echipamentelor PLC.
Perturba iile radiate de c tre echipamentele PLC m surate pot interfera cu utiliz rile benzilor de
frecven prezentate în tabelul 3.
Un studiu asem n tor realizat de OFCOM [4] în anul 2004 într-un cartier al ora ului
Solothurn din Elve ia, f cut pe dispozitive PLC ce comunic tot în banda de frecven e 4,3 MHz
21 MHz, pe un e antion de 5 case i 5 blocuri, însumând un num r de 4400 de m sur tori au ar tat
urm toarele : în interiorul cl dirilor nivelul perturba iilor radiate este ridicat, cu valori cuprinse între
52 dB V/m i 62 dB V/m pe întreaga band de lucru a echipamentelor PLC. Aceste m sur tori s-
au efectuat atât în interiorul cl dirilor cât i în exteriorul acestora la distan e de 1 m, 3 m, 10 m si
200 m de pere ii cl dirilor prin care trecea re eaua de alimentare cu energie electric .
Tabelul 3
Tabelul na ional de atribuire a benzilor de frecven e [11]
Utiliz ri in România Banda de frecvente
(kHz)
Atribuiri RR (regiunea 1)
Atribuiri comune europene
Utiliz ri principale in Europa
Atribuiri in România Aplica ii posibile Reglementari
aplicabile
Utilizatori
130.000
148.500 FIX
MOBIL MARITIM
5.64 5.67
FIX
MOBIL MARITIM
5.64
EU2
Aplica ii pentru amatori (135.7-137.8 kHz).
ERC REC 62-01
EN 301 783
SRD aplica ii inductive.
ERC DEC (01)13
ERC REC 70-03
EN 300 330
Aplica ii maritime.
Aplica ii militare.
Implanturi medicale de foarte mic putere
ERC REC 70-03
EN 300 330
FIX
MOBIL MARITIM
5.64 5.67
EU2
Aplica ii pentru amatori (135.7-137.8 kHz).
SRD aplica ii inductive.
Aplica ii maritime. Aplica ii militare.
Implanturi medicale de foarte mic putere
ERC REC 62-01 EN 301 783
ERC DEC (01)13 ERC REC 70-03 EN 300 330
ERC REC 70-03 EN 300 330
G(A) / NG
53
Utiliz ri in România Banda de
frecvente (kHz)
Atribuiri RR (regiunea 1)
Atribuiri comune europene
Utiliz ri principale in Europa
Atribuiri in
România Aplica ii posibile Reglementari aplicabile
Utilizatori
1810.000
1830.000
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
AMATOR
FIX
MOBIL cu excep ia mobil aeronautic
5.99 5.100
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii militare
EN 301 783 G(A) / G / NG
1830.000
1850.000
AMATOR
5.98 5.99 5.100
AMATOR
5.98 5.100
EU2
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
AMATOR
5.99 5.100
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783 NG
1850.000
2000.000 FIX
MOBIL cu excep ia mobil aeronautic
5.92 5.96 5.103
FIX
MOBIL
5.92 5.96 5.103
EU2
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii maritime.
Aplica ii militare.
Aplica ii de radiodeterminare (Acordul Bruxelles 67)
FIX
MOBIL
5.92 5.96 5.103
EU2
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii maritime
Aplica ii militare
Radioloca ie
EN 301 783 G(A) / NG
3500.000 -
3800.000 AMATOR
FIX
MOBIL cu excep ia mobil aeronautic
5.92
AMATOR
FIX
MOBIL cu excep ia mobil aeronautic
5.92
EU2
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii militare.
AMATOR
FIX
MOBIL cu excep ia mobil aeronautic
5.92
EU2
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii militare.
EN 301 783 G(A) / G / NG
7000.000
7100.000
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii prin satelit pentru amatori.
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii prin satelit pentru amatori.
EN 301 783 NG
10100.000
10150.000
Amator
FIX
Amator
FIX
EU2
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii militare.
Amator
FIX
EU2
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii militare.
EN 301 783 G(A) / NG
14000.000
14250.000
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
EN 301 783 NG
14250.000
14350.000
AMATOR
5.152
AMATOR Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
AMATOR
5.152
Aplica ii pentru amatori
EN 301 783 NG
18068.000
18168.000
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
5.154
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii prin satelit pentru amatori
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
5.154
Aplica ii pentru amatori
Aplica ii prin satelit pentru amatori
EN 301 783 NG
21000.000
21450.000
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
EN 301 783 NG
24890.000
24990.000
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori
EN 301 783
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
EN 301 783 NG
28000.000
29700.000
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
EN 301 783
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
AMATOR
AMATOR PRIN SATELIT
Aplica ii pentru amatori.
Aplica ii pentru amatori prin satelit.
EN 301 783 NG
54
5. Concluzii
Sistemul PLC are la baz principiul comunica iei prin re eaua de alimentare cu energie
electric i este conceput ca o alternativ la re elele disponibile în acest moment pe pia : cablate i
wireless. El se poate implementa foarte u or dac sunt disponibile cel pu in dou astfel de
echipamente, unul se va conecta la placa de re ea a PC-ului iar cel lalt la sursa de Internet : switch,
hub, router, server. Prin intermediul sistemului PLC se pot transmite majoritatea tipurilor de date:
audio, video, fi iere etc. dac distan a dintre cele dou dispozitive este suficient de mic pentru a
permite transferuri de date la viteze ridicate. Totu i, raportat la un sistem tradi ional de conexiune la
re eaua de Internet sistemul PLC poate fi mai scump pentru performan e ridicate iar distan a
maxim dintre dou astfel de dispozitive poate fi de teoretic de 300 m, în realitate distan a de
comunica ie dintre echipamente fiind cuprins între 80
150 m [4], f r garantarea unui transfer cu
viteze mari (Mbps).
Din punct de vedere al perturba iilor conduse de aceste echipamente în re eaua electric în
momentul func ion rii ele prezint un nivel ridicat, mult mai mare decât cele prev zute în
standardul SR EN 55022:2000 dup care se verific compatibilitatea electromagnetic a acestor
echipamente. Se observ c în majoritatea cazurilor: la m sur tori lâng echipament, la m sur tori
la distan a de 10 m între ele i la 20 m între ele, valoarea perturba iilor conduse dep e te valoarea
de 100 dB V. Aceast valoare este cu mult peste limitele admise în standard [12], care prevede
valori ale acestor perturba ii de pân la 56 dB V cvasivârf pentru domeniul de frecven 0,5 MHz
5 MHz i 60 dB V cvasivârf pentru domeniul de frecven 5 MHz
30 MHz, pentru perturba iile
conduse la bornele de alimentare pentru echipamentele de tehnologia informa iei. Valorile din
standard sunt prev zute pentru m surarea nivelului perturba iilor conduse în condi ii controlate,
cum ar fi camera anecoid , unde nivelul perturba iilor este controlat. Valorile ridicate ale
perturba iilor conduse în re eaua electric de c tre dispozitivele PLC se poate datora i nivelului
ridicat de zgomot prezent deja în re ea, dup cum se poate vedea în tabelul asociat figurii 4, care are
valori cuprinse între 84 dB V i 88 dB V. Luând în calcul acest zgomot deja prezent în re ea se
poate deduce c diferen a pân
la 120 dB V, valoare maxim
ob inut în tabelul asociat figurii 14,
este introdus de dispozitivele PLC, adic
pân la 36 dB V. Aceast valoare se încadreaz în
limitele impuse de standard [12] dar nu reprezint un reper deoarece m sur torile nu sunt realizate
în condi iile precizate de acela i standard.
Din punct de vedere al perturba iilor radiate, echipamentele PLC nu prezint un nivel
ridicat de radia ii în momentul func ion rii. Valoarea acestora variaz între 20 dB V/m i 31
dB V/m în momentul func ion rii, cânt prin echipamentele PLC este realizat un transfer de date.
Studiul realizat de OFCOM [4] în 2004 arat c pentru echipamente asem n toare, valori luate în
55
10 cl diri diferite în care func iona un sistem PLC, valoarea perturba iilor radiate este cuprins între
52 dB V/m i 62 dB V/m. Aceste valori au fost comparate cu limitele din prevederile
regulamentului german NB30. Conform studiului, perturba iile radiate în interiorul cl dirilor
dep esc limitele din NB30 cu cel pu in 25 dB V/m. Valorile perturba iilor radiate ob inute în
prezenta lucrare se încadreaz în limitele aceluia i standard, pentru valori luate la 1m i la 3 m de
re eaua de alimentare cu energie electric prin care comunicau echipamentele PLC. Valorile mari
ap rute la m surarea perturba iilor conduse nu sunt datorate func ion rii echipamentelor deoarece
se poate observa c acestea sunt prezente i în momentul când dispozitivele PLC nu sunt conectate
la re eaua electric , figura 23. Astfel putem spune c nivelul de 20 dB V/m - 25 dB V/m este unul
real când echipamentele se afl în func iune.
De i anumite studii [4] au ar tat c perturba iile radiate de aceste echipamente au valori
îngrijor toare, în cazul studiului prezentat nu se v d asemenea valori. Acest lucru se poate datora
faptului c s-au folosit doar dou echipamente PLC i nu un hub la care s fie conectate mai multe
echipamente de acest fel. În cazul utiliz rii în vederea conect rii la re eaua Internet printr-o re ea
format din dispozitive PLC ce se întinde pe distan e mari, cu ajutorul repetoarelor, nivelul
perturba iilor radiate poate cre te în intensitate.
56
6. Bibliografie
[1] Powering the broadband market in 2005 and beyond: views on the emergence of broadband over
power line technology (BPL), February 2005, New Millennium Research Council (2005),
Washington, D.C.
[2] Master Thesis
Powerline Carrier (PLC) Communication Systems, Master of Science in
Internetworking, Department of Microelectronics and Information Technology, IMIT Royal
Institute of Technology, KTH, Stockholm, Sweden, 2003,
http://web.it.kth.se/~iw01_zkh/deliverables/PLC_030909_D06_V01-Thesis.pdf
[3] EMC analysis of powerline systems final report, July 2004, Markus Schneider, Patrick Favre,
Marcos Rubinstein
[4] Assessment of the EMI radiated by PLC installations inside buildings. In-situ measurements
carried out in the Swiss city of Solothurn,Version 1.00, Authors: Pascal Krähenbühl; FM-FP, EMC
Competence centre,Hans Breitenmoser; FM-FP, EMC Competence centre, OFCOM, 2004
[5] http://www.viste.com/LON/tools/PowerLine/pwrlinetutoral.pdf
[6] Power-Line communications. Channel Properties and Communication Strategies, Lars Selander,
1999, http://www.enersearch.com/knowledgebase/publications/thesises/pow-line.html
[7] http://www.digisoc.com
[8] http://www.allnetuk.com
[9] Timed Power Line Data Communication, A Thesis Submitted to the College of Graduate
Studies and Research in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science
in the Department of Electrical Engineering University of Saskatchewan Saskatoon, Saskatchewan,
Canada, Kevin Wade Ackerman, January 2005.
[10] J.R. Nicholson and J.A. Malack, "RF Impedance of Power Lines and Line Impedance
Stabilization Networks in Conducted Interferences Measurement", 106 IEEE Transactions On
Electromagnetic Compatibility, Vol. EMC 15, No 2 pp. 84-86, May. 1973.
57
[11]http://www.igcti.ro/documente/Legislatie/1%20%20%20Legislatie%20nationala/A%20Cadrul%20general%20de%20reglementare%20si%20autorizare%20a%20comunicatiilor/TNABF.pdf
[12] SR EN 55022:2000 -ECHIPAMENTE PENTRU TEHNOLOGIA INFORMA IEI.
Caracteristici ale perturba iilor radioelectrice. Limite i metode de m surare
[13]
http://www.telenor.no/broadwan/BROADWAN_CD/Presentations/Olarescu_prezentare_Radiocom
_Cluj_final.pdf
[14] http://www.electronica-azi.ro/articol.php?id_ar=3202
58
7. Anexe
Modul de conectare al dispozitivelor PLC la re eaua de alimentare cu energie electric pentru
m surarea perturba iilor conduse i radiate.
Anexa A
M surarea perturba iilor conduse când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric
în proximitate
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: între cele dou dispozitive, la 5 m de cele dou
dispozitive i la 20 m de cele dou dispozitive
59
Anexa B
M surarea perturba iilor conduse când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric la 10 m distan unul de cel lalt
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: lâng unul dintre echipamente, la mijlocul
distan ei dintre cele dou echipamente i la 10 m de unul dintre echipamente, nu între acestea
60
Anexa C
M surarea perturba iilor conduse când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric la 20 m distan unul de cel lalt
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: lâng unul dintre echipamente, la mijlocul
distan ei dintre cele dou echipamente i la 5 m de unul dintre echipamente, nu între acestea
61
Anexa D1
M surarea perturba iilor radiate când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric în proximitate
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou
echipamente
62
Anexa D2
M surarea perturba iilor radiate când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric în proximitate
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: la 3 m de mediul de comunica ie al celor dou
echipamente
63
Anexa E1
M surarea perturba iilor radiate când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric la 10 m unul de cel lalt
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou
echipamente
64
Anexa E2
M surarea perturba iilor radiate când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric la 10 m unul de cel lalt
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: la 3 m de mediul de comunica ie al celor dou
echipamente
65
Anexa F1
M surarea perturba iilor radiate când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric la 20 m unul de cel lalt
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: la 1 m de mediul de comunica ie al celor dou
echipamente
66
Anexa F2
M surarea perturba iilor radiate când echipamentele se afl conectate la re eaua de alimentare
cu energie electric la 20 m unul de cel lalt
- m sur torile se realizeaz în puncte situate: la 3 m de mediul de comunica ie al celor dou
echipamente
67
Anexa G
Abrevieri
PLC Power Line Communication
comunica ia prin re eaua de alimentare cu energie electric
STP
Shielded twisted pair
UTP
Unshielded twisted pair
PC Personal Computer Calculator personal