1. C�NG NGH? TRUY?N TH�NG QUA ???NG D�Y ?I?N (PLC)
1.1. Gi??i thi�?u chung
C�ng ngh�? truy�?n th�ng PLC (Power Line Communications) s?? du?ng ma?ng l???i ????ng d�y cung c�?p ?i�?n n?ng cho mu?c ?i?ch truy�?n ta?i th�ng tin nh??m ti�?t ki�?m chi phi? ?�?u t?.
Hi?nh 1: Truy�?n th�ng tin qua ????ng d�y ?i�?n
Hi?nh 1 cho th�?y, ?�? co? th�? truy�?n th�ng tin qua ph??ng ti�?n truy�?n d�?n la? ????ng d�y d�?n ?i�?n, c�?n pha?i co? ca?c thi�?t bi? ?�?u cu�?i la? PLC modem, ca?c modem na?y co? ch??c n?ng bi�?n ?�?i ti?n hi�?u t?? ca?c thi�?t bi? vi�?n th�ng truy�?n th�?ng nh? ma?y ti?nh, ?i�?n thoa?i sang m�?t ?i?nh da?ng phu? h??p ?�? truy�?n qua ????ng d�y d�?n ?i�?n.
C�ng ngh�? na?y tuy co?n m??i me? v??i kha?ch ha?ng nh?ng th??c ra ?a? ????c s?? du?ng t?? ?�?u th�? ky? 20, cho ca?c mu?c ?i?ch truy�?n th�ng tin cu?a n�?i b�? nga?nh ?i�?n. Vi? du? nh? h�? th?ng CFS (Carrier Frequency System), s?? du?ng ca?c ma?y pha?t 10W ?�? truy�?n th�ng tin ba?o v�?, ?o ?a?c tr�n ????ng d�y cao th�? v??i khoa?ng ca?ch l�n t??i 500km hay h�? th�?ng RCS (Ripple Carrier Signalling) s?? du?ng trong qua?n ly? ta?i cu?a h�? th�?ng truy�?n ta?i ?i�?n ha? th�? va? trung th�? [2]. Hay hi�?n nay, c�ng ngh�? PLC ????c s?? du?ng cho ca?c ??ng du?ng trong nha? nh? h�? th�?ng gia?m sa?t, ca?nh ba?o, t?? ?�?ng hoa?...
Tuy? va?o ph�n c�?p ma?ng truy�?n ta?i ?i�?n ma? co? ca?c ??ng du?ng truy�?n th�ng PLC t??ng ??ng. Ma?ng truy�?n ta?i, cung c�?p ?i�?n ????c ph�n tha?nh ca?c c�?p ?�? tuy? thu�?c t??ng qu�?c gia, nh?ng c? ba?n co? ba c�?p ?�? sau:
- L???i ?i�?n cao th�? (110-500kV): k�?t n�?i ca?c nha? ma?y ?i�?n v??i ca?c kha?ch ha?ng l??n, ca?c khu v??c ti�u thu? ?i�?n n?ng v??i ????ng truy�?n ta?i da?i t?? va?i chu?c kilomet ?�?n va?i tr?m kilomet.
- L???i ?i�?n trung th�? (10-30KV): Cung c�?p cho ca?c khu d�n c? r�?ng, ca?c khu c�ng nghi�?p, khu ?� thi?, khoa?ng ca?ch truy�?n ta?i ng??n h?n t?? va?i kilomet ?�?n va?i chu?c kilomet.
- L???i ?i�?n ha? th�? (110V-380V): Cung c�?p ?i�?n n?ng cho ca?c kha?ch ha?ng la? ca?c h�? gia ?i?nh, c? quan, tr???ng ho?c?v??i khoa?ng ca?ch truy�?n ta?i ng??n t?? va?i tr?m me?t ?�?n va?i kilomet. H�? th�?ng l???i ?i�?n ha? th�? k�?t n�?i ?�?n t�?t ca? ca?c kha?ch ha?ng, do v�?y ??ng du?ng cu?a c�ng ngh�? PLC cho ma?ng truy nh�?p s?? du?ng ma?ng ha? th�? co? ti�?m n?ng r�?t l??n.
Tuy nhi�n, do ma?ng l???i truy�?n ta?i ?i�?n kh�ng ????c thi�?t k�? v??i mu?c ?i?ch ?�? truy�?n ta?i th�ng tin, n�n no? kh�ng pha?i la? ????ng truy�?n v�?t ly? ly? t???ng ?�? truy�?n th�ng tin. K�nh truy�?n PLC qua ????ng d�y ?i�?n co? ???c ti?nh la? phu? thu�?c t�?n s�?, thay ?�?i theo th??i gian cu?a ca?c y�?u t�? a?nh h???ng (ta?i, vi? tri?, nhi�?u va? phadinh?). Theo ti�u chu�?n ch�u �u (Cenelec EN50065), b?ng t�?n cho truy�?n th�ng PLC ????c ph�n chia nh? ba?ng 1 [1].
Ba?ng 1: B?ng t�?n s?? du?ng cho truy�?n th�ng PLC theo ti�u chu�?n ch�u �u
Theo ti�u chu�?n na?y, b?ng t�?n da?nh cho truy�?n th�ng PLC chi? ?a?p ??ng ????c vi�?c truy�?n m�?t va?i k�nh thoa?i ho?c d?? li�?u ?�?n va?i chu?c Kbit/s. T�?c ?�? d?? li�?u th�?p na?y chi? phu? h??p v??i ca?c ??ng du?ng ?o ?a?c trong nga?nh ?i�?n (qua?n ly? ta?i cho ma?ng ?i�?n, truy�?n d?? li�?u ?o ?�?m c�ng t?...) ch?? kh�ng phu? h??p v??i ca?c ??ng du?ng vi�?n th�ng y�u c�?u t�?c ?�? cao (tr�n 2Mbit/s). ?�? co? kha? n?ng truy�?n d?? li�?u t�?c ?�? cao, ph�? t�?n da?nh cho PLC pha?i la? b?ng t�?n r�?ng (l�n ?�?n 30MHz). ?�?n nay, ch?a co? m�?t ti�u chu�?n na?o quy ?i?nh b?ng t�?n cho c�ng ngh�? PLC ngoa?i ti�u chu�?n Cenelec.
1.2 PLC b?ng he?p
PLC b?ng he?p hoa?t ?�?ng trong b?ng t�?n theo quy ?i?nh cu?a CENELEC ?? tr�n, ??ng du?ng trong ca?c li?nh v??c li�n quan ?�?n qua?n ly? ?i�?n n?ng (Ba?o v�? khoa?ng ca?ch, truy�?n d?? li�?u ?o ?�?m c�ng t?, qua?n ly? c�ng su�t?) va? t?? ?�?ng hoa? trong gia du?ng (?i�?u khi�?n ca?c thi�?t bi? ?i�?n nh? ?e?n chi�?u sa?ng, ?i�?u hoa?, c??a ?, gia?m sa?t an ninh nh? ca?nh ba?o kho?i, ?�?t nh�?p?). Khoa?ng ca?ch t�?i ?a gi??a hai modem PLC khoa?ng 1km v??i ca?c ??ng du?ng gia du?ng va? 100km v??i qua?n ly? ?i�?n n?ng (s?? du?ng ca?c ma?y thu pha?t c�ng su�?t cao t?? 10-80W).
Hi?nh 2: ??ng du?ng PLC b?ng he?p cho ca?c ??ng du?ng gia du?ng
PLC b?ng he?p s?? du?ng ky? thu�?t ?i�?u ch�? ASK, BPSK, FSK va? OFDM. Tuy nhi�n, ky? thu�?t ?i�?u ch�? khoa? di?ch bi�n FSK ????c s?? du?ng ph�? bi�?n h?n ca?.
1.3 PLC b?ng r�?ng
PLC b?ng r�?ng co? kha? n?ng truy�?n d?? li�?u l�n ?�?n 2Mbps khi s?? du?ng l???i ?i�?n trung va? ha? th�? (outdoor), va? 12Mbps khi s?? du?ng l???i ?i�?n trong nha?. M�?t s�? nha? sa?n xu�?t ?a? pha?t tri�?n ????c nh??ng thi�?t bi? co? kha? n?ng truy�?n d?? li�?u l�n ?�?n 40Mbps. Do v�?y, ??ng du?ng cu?a PLC b?ng r�?ng la? cung c�?p ca?c gia?i pha?p truy nh�?p k�?t n�?i ca?c ma?ng LAN gi??a ca?c toa? nha?, k�?t n�?i ca?c tra?m thu pha?t v� tuy�?n v??i ma?ng ????ng tru?c. Tra?i v??i PLC b?ng he?p, hi�?n ch?a co? ti�u chu�?n chung cu? th�? na?o cho PLC b?ng r�?ng.
2. M?NG TRUY NH?P PLC
2.1 C�?u tru?c ma?ng truy nh�?p PLC
Ma?ng truy nh�?p PLC d??a tr�n ma?ng l???i truy�?n ta?i va? cung c�?p ?i�?n ha? th�? (l???i ha? th�? k�?t n�?i v??i l???i ?i�?n trung th�? va? cao th�? th�ng qua ca?c ma?y bi�?n a?p nh? Hi?nh 4). Ma?ng truy nh�?p PLC k�?t n�?i v??i ma?ng di�?n r�?ng WAN th�ng qua ca?c tra?m g�?c ???t ta?i vi? tri? ca?c ma?y bi�?n th�?. Ca?c thu� bao PLC k�?t n�?i v??i ca?c tra?m g�?c th�ng qua ca?c modem PLC ???t ta?i vi? tri? ca?c c�ng t? ?o ?�?m ?i�?n (s?? du?ng ca?c c�ng ngh�? truy nh�?p kha?c k�?t n�?i t??i ca?c moderm na?y nh? DSL hay WLAN) ho??c ca?c �? c??m ?i�?n trong nha?.
Hi?nh 3: C�?u tru?c m�?t ma?ng truy nh�?p PLC
2.2 Ma?ng PLC trong nha?
Ma?ng PLC trong nha? s?? du?ng ma?ng ?i�?n trong nha? la?m ph??ng ti�?n truy�?n d�?n, ?�? k�?t n�?i ca?c thi�?t bi? s?? du?ng trong nha? nh? ma?y ti?nh, ?i�?n thoa?i, ma?y in va? ca?c thi�?t bi? video, go?i la? h�? th�?ng ma?ng PLC LAN. Nh? v�?y ?a? tra?nh ????c vi�?c l??p ???t ca?c ma?ng ca?p m??i t�?n ke?m chi phi?.
V�? c�?u tru?c, ma?ng PLC trong nha? kh�ng kha?c nhi�?u so v??i c�?u tru?c ma?ng truy nh�?p PLC s?? du?ng l???i ?i�?n ha? th�?. Trong c�?u tru?c na?y, co? m�?t tra?m g�?c PLC (BS) ???t ta?i vi? tri? c�ng t? ?i�?n ?�? k�?t n�?i v?i ma?ng PLC backbone. Ca?c thi�?t bi? trong nha? k�?t n�?i v??i tra?m g�?c th�ng qua ca?c modem PLC ???t ta?i ca?c �? c??m ?i�?n [3].
Ma?ng PLC trong nha? kh�ng chi? co? th�? k�?t n�?i ?�?n ma?ng truy nh�?p s?? du?ng c�ng ngh� PLC ma? co?n co? th�? k�?t n�?i ?�?n ca?c ma?ng truy nh�?p kha?c.
Hi?nh 4: C�?u tru?c ma?ng PLC trong nha?
2.3 Ca?c ph�?n t?? ma?ng PLC
2.3.1 Ca?c ph�?n t?? ma?ng c? ba?n
Ch??c n?ng c? ba?n cu?a ca?c ph�?n t?? na?y la? chuy�?n ?�?i va? thu/pha?t ti?n hi�?u t?? ca?c thi�?t bi? vi�?n th�ng sang da?ng phu? h??p ?�? truy�?n tr�n ????ng d�y ?i�?n.
Modem PLC: Du?ng ?�? k�?t n�?i ca?c thi�?t bi? ng???i s?? du?ng (NSD) (ma?y ti?nh, ?i�?n thoa?i?) v??i ????ng d�y ?i�?n. Giao di�?n cu?a PLC v??i thi�?t bi? phi?a NSD co? th�? la? Ethernet ho??c USB. Modem PLC ngoa?i ch??c n?ng chuy�?n ?�?i ti?n hi�?u, co?n co? vai tro? la? b�? ph�?i h??p tr?? kha?ng, b�? lo?c ta?ch ti?n hi�?u ?i�?n (t�?n s�? 50 ho??c 60Hz) va? ti?n hi�?u th�ng tin (t�?n s�? tr�n 9kHz).
Modem PLC kh�ng chi? th??c hi�?n t?t ca? ca?c ch??c n?ng l??p v�?t ly? (Physical layer) nh? ma? hoa?, ?i�?u ch�? ma? co?n th??c hi�?n ca?c ch??c n?ng l??p Data link (MAC va? LLC) trong m� hi?nh tham chi�?u OSI .
Tra?m g�?c PLC: Co? ch??c n?ng k�?t n�?i ma?ng truy nh�?p PLC v??i ma?ng backbone. Ca?c giao di�?n k�?t n�?i v??i ma?ng backbone co? th�? la? SDH, xDSL, ho??c WLL.
2.3.2 Tra?m l??p
Trong tr???ng h??p khoa?ng ca?ch gi??a ca?c modem PLC v??i tra?m g�?c la? r�?t xa, c�?n s?? du?ng ca?c b�? l??p ti?n hi�?u (repeater). Ca?c b�? l??p na?y co? ch??c n?ng khu�?ch ?a?i ti?n hi�?u. Tuy? theo ph??ng pha?p ?i�?u ch�? s?? du?ng, ca?c b�? l??p co? ch??c n?ng ?i�?u ch�?/gia?i ?i�?u ch�? ho??c th??c hi�?n ca? ca?c ch??c n?ng ?? ca?c l??p ma?ng cao h?n.
Hi?nh 5: Ma?ng PLC s?? du?ng tra?m l??p
Nhi?n Hi?nh 5 ta co? th�? th�?y, sau m�?i tra?m l??p, ti?n hi�?u se? ????c truy�?n tr�n m�?t t�?n s�? m??i. Tuy nhi�n, b?ng t�?n da?nh cho PLC la?i r�?t ha?n ch�? (x�?p xi? 30MHz) ?o?i ho?i vi�?c quy hoach trong s?? du?ng b?ng t�?n. H?n n?a, khi t?ng s�? tra?m l??p, b?ng th�ng gia?m se? la?m gia?m dung l???ng cu?a ma?ng.
2.3.3 PLC gateway
Ca?c thu� bao PLC co? th�? k�?t n�?i va?o ma?ng truy nh�?p PLC b??ng hai ca?ch:
- K�?t n�?i tr??c ti�?p:
- K�?t n�?i gia?n ti�?p qua PLC gateway.
Hi?nh 6: Thu� bao PLC k�?t n�?i tr??c ti�?p
Gateway d�ng ?? ph�n chia m?ng truy nh?p PLC v� m?ng PLC trong nh�. PLC gateway ?�ng vai tr� nh? m?t tr?m g?c PLC, c� ch?c n?ng ?i?u khi?n c�c modem PLC trong nh� v� ?�ng vai tr� nh? m?t tr?m l?p t�n hi?u, k?t n?i c�c PLC n�y v?i m?ng truy nh?p PLC (H�nh 6). Nh? v?y, m?t m?ng PLC c� th? chia th�nh nhi?u m?ng nh? s? d?ng c�ng m?t ???ng truy?n v?t l� (c�ng c?p h? �p), nh? H�nh 7. C? hai gateway G n�y ho?t ??ng nh? c�c b? l?p PLC ?? chuy?n ??i gi?a c�c t?n s? f1 v� f2, f3 v� f4. H?n n?a, c�c PLC trong s? ?? n�y c?ng ho?t ??ng nh? nh?ng b? ?i?u khi?n c?a c�c m?ng con (II, III).
H�nh 7: K?t n?i th�ng qua PLC gateway
H�nh 8: Gateway trong m?ng truy nh?p PLC
T??ng t? nh? vi?c s? d?ng repeater, s? d?ng c�ng nhi?u Gateway, dung l??ng m?ng PLC c�ng gi?m.
2.4 K?t n?i ??n m?ng l�i v� qu?n l� m?ng truy nh?p PLC
2.4.1 C�c m� h�nh k?t n?i
Vi?c k?t n?i m?ng truy nh?p PLC ??n m?ng l�i c� th? b?ng nhi?u h�nh th?c nh?:
- S? d?ng h? t?ng m?ng quang ho?c m?ng c�p s?n c�.
- S? d?ng c�c m?ng wirelesss nh? WIMAX, WLL...
- ?ng d?ng c�ng ngh? PLC tr�n m?ng l??i truy?n t?i ?i?n trung th?.
C�c m� h�nh k?t n?i m?ng truy nh?p ??n m?ng l�i:
- M� h�nh h�nh sao
- M� h�nh m?ng bus
- M� h�nh m?ch v�ng Ring
M?ng bus
M?ng h�nh sao
M?ng m?ch v�ng Ring
H�nh 9: M� h�nh k?t n?i m?ng truy nh?p v� m?ng l�i
2.4.2 Qu?n l� m?ng truy nh?p PLC
Do ??c ?i?m c?a m?ng PLC l� ph�n b? r?ng, n�n vi?c t?i ?u h? th?ng qu?n l� m?ng l� v� c�ng quan tr?ng. Qu?n l� m?ng truy nh?p PLC bao g?m vi?c qu?n l� c?u h�nh c�c ph?n t? m?ng. C�c ch?c n?ng qu?n l� c� th? ???c th?c hi?n on-site hay qu?n l� t? xa.
H�nh 10: Qu?n l� m?ng PLC
3. K?T LU?N
Nh? v?y, vi?c ?ng d?ng c�ng ngh? PLC v�o m?ng truy nh?p vi?n th�ng ?em l?i ti?m n?ng to l?n, h?a h?n cung c?p c�c d?ch v? truy nh?p b?ng th�ng r?ng, t?c ?? cao, ti?n d?ng v� v?i chi ph� h? t?ng ???c ti?t ki?m t?i m?c t?i ?a.
(T.T)
Đăng nhận xét