Přístup po elektrické síti

Jednou z potenciálně nejrozšířenějších možností rychlého připojení na Internet je elektrická přípojka. Ovšem přes univerzálnost elektrické sítě v rozvinutých částech světa stojí v cestě rozvoji rychlých datových přenosů nejen řada technických překážek. Naštěstí snah o jejich překonání neubývá.

Digitální komunikace po elektrické síti (PLC, Power Line Communication) není novou myšlenkou (psali jsme o ní zevrubně v tomto článku – pozn. red.), protože první patenty se datují už někdy do dvacátých/třicátých let minulého století. Od té doby technologii používají některé energetické společnosti po celém světě pro vzdálená měření a řízení. V poslední době se ale zkoumají a zkoušejí možnosti širokopásmové komunikace v přístupových a domácích sítích po elektrických rozvodech.

Elektrická síť je natolik rozšířená, že je zcela přirozeně na prvním místě z hlediska využití existujících rozvodů, a to zejména ve vzdálených a málo osídlených oblastech, kam nedosáhne ani xDSL ani kabelová síť. Přes svůj nesporný potenciál ale znamená využití elektrické sítě pro datové přenosy vyšší rychlostí nutnost vyřešit řadu technických problémů a otázek regulace.

Elektrická síť představuje velmi rušivé přenosové médium, proto je třeba pečlivě volit kódování, modulaci a techniky detekce/korekce chyb. Většina problematických oblastí datového přenosu je dnes vyřešena a prakticky odzkoušena. Regulátoři vstupují do této oblasti kvůli nestíněnému charakteru kabelů elektrického napájení, které jsou jednak zdrojem a jednak cílem elektromagnetického rušení. A kromě technických a regulačních záležitostí je zde v neposlední řadě také otázka bezpečnosti.

Co na to energetici?

Energetické společnosti se v této oblasti ale musí učit, protože nejsou zvyklé poskytovat datové služby svým zákazníkům a tento trh i související technologie jsou pro ně zcela nové. Současně distributoři elektrické energie nepatří mezi společnosti s největším inovačním potenciálem, takže spíše vyčkávají, až se někde jinde tento přístup důkladně vyzkouší. Ale kvůli rozdílům v charakteru elektrické sítě mají šanci na úspěch právě ti, kteří se neobávají stát se pokusnými králíky, protože jedině tak si mohou na vlastním případě ověřit, jak moderní technologie funguje a jak na ni reagují uživatelé.

Využití elektrické sítě umožňuje další aplikace, které prostřednictvím jiné komunikace lze prakticky realizovat jen stěží. Mezi specifické služby patří centrální řízení spotřeby energie a využití výhodných časových tarifů. Jednotlivá propojená zařízení by mohla mít vlastní identifikátory (např. IP adresy), na základě nichž by bylo možné jejich funkčnost monitorovat a automaticky zjišťovat jejich poruchy. Dodavatelé elektrické energie mohou technologii PLC využít pro dálkové snímání hodnot elektroměrů, monitorování spotřeby energie v reálném čase, a také spotřeby energie v různou denní dobu a špiček ve spotřebě.

Podle právě zveřejněné zprávy analytiků ABI Research by se právě tento business mohl stát nezanedbatelným zdrojem příjmů energetických společností, a to především v méně rozvinutých oblastech z hlediska nabídky širokopásmových přípojek (ve východní Evropě, Číně, či Indii). Moderní monitorovací systém pro dálková automatická měření bez nutnosti manuálního odečtu pro distribuční společnosti znamená značné úspory nákladů.

Rychlý přístup a další služby

Rychlý přenos dat po elektrickém vedení (BPL, Broadband PowerLine) nabízí trvalou přípojku k Internetu (always on), ale podobně jako ve většině jiných typů širokopásmového přístupu (kabelová síť nebo bezdrátová místní smyčka) se jedná o sdílené médium, kdy rychlost klesá s růstem počtu současně připojených uživatelů na stejný transformátor.

Komunikace po elektrické síti umožňuje přenášet data vysokofrekvenčními signály po elektrické síti mezi transformátory a domácnostmi. BPL nepotřebuje ani telefonní, ani jinou specifickou kabeláž, protože zákazníci připojují modem přímo do elektrické zásuvky. Nové techniky modulace a opravy chyb umožňují BPL přenosy rychlostí do 100-200 Mb/s. Řada rychlých BPL systémů je již nasazena a rutinně nabízí 45 Mb/s. Technologickým záležitostem BPL se budeme věnovat v dalším článku.

Přenos dat po energetické síti může uživateli v domácnosti nabízet kromě přístupu k Internetu také další služby. Mezi ně patří přenos dat pro monitorovací účely v reálném čase a ovládání domácích spotřebičů a audio/video techniky na dálku, řízení topení, klimatizace, osvětlení, i zabezpečení domácnosti (proti vloupání, nahlášení zvláštní události jako požár apod.).

Nasazení BPL

Přes trvalý skepticismus ohledně komerčního využití datového přenosu po elektrické síti roste zájem o jeho uplatnění jako konkurenceschopné řešení rychlého přístupu k Internetu. Na celém světě proběhla a probíhá celá řada pilotních projektů v různém rozsahu a s různými výsledky. Úspěšným projektům se budeme věnovat někdy příště.

BPL je zatím založeno především na firemních systémech a nepředstavuje ani setinu širokopásmového trhu. Proto je cílem sjednotit se na specifikacích technologie použitelných alespoň v daném regionu. Rozvojem uplatnění BPL se zabývá průmyslové sdružení PLC Forum. Normalizací se zabývá ETSI i IEEE.

V IEEE se začala připravovat norma P1901 „Standard for Broadband over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications“, která má definovat jak realizaci první míle (přístupové sítě), tak komunikace uvnitř budov (LAN a datových distribučních systémů) po elektrické síti, samozřejmě s potřebnou šířkou pásma a podporou QoS. Norma by měla být dokončena počátkem roku 2007. Dalším z běžících projektů v IEEE týkající se BPL je P1675 (Standard for Broadband over Power Line Hardware).

Evropská OPERA

V Evropě je velice populární rozsáhlý tzv. integrovaný projekt OPERA www.ist-opera.org (Open PLC European Research Alliance) spolufinancovaný 9 milióny eur z fondů EU, který se zabývá všemi aspekty BPL od technologie, přes regulaci až k pilotním projektům. V projektu OPERA působí konsorcium 37 partnerů z dvanácti evropských zemí a Izraele. Mezi nimi najdeme distribuční společnosti, výrobce, telekomunikační provozovatele a samozřejmě zástupce výzkumu a akademického světa; největší počet partnerů je ze Španělska a Německa, tj. ze zemí, kde má BPL značnou podporu.

Během prvních dvou let se projekt zaměřoval na oblast technologie a vyvíjel prototypy terminálů, filtrů a vazebních členů. Technologické otázky k řešení zahrnovaly šířku pásma, dosah, EMC (ElectroMagnetic Compatibility) a management sítě. Hlavním dosavadním výsledkem projektu je návrh evropské specifikace PLC, který byl předložen ETSI (European Telecommunications Standards Institute).

V letošním roce projekt OPERA zorganizoval několik dvouměsíčních pilotních projektů v Rakousku, Španělsku, Itálii a Portugalsku. V každém z případů se řešily různé problémy, protože se jednalo o různé situace a topologie sítě. Např. v Rakousku se zkoušela IP telefonie, v Portugalsku pak automatický systém odečtu. Cílem pilotních testů je také zjistit vzájemnou vazbu s jinými širokopásmovými technologiemi. Takže se také zkouší možnost kombinace technologií: v některých vesnicích se realizuje připojení na páteřní internetovou síť pomocí satelitní komunikace a vlastní připojení jednotlivých uživatelů pak právě pomocí elektrických rozvodů. Kapacita rozvodné sítě dosahuje 200 Mb/s, což znamená při připojení 200 zákazníků k BPL službě 1 Mb/s v obou směrech.

20. 12. 2005

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA