Powerline: Internet Elettrica
Autore
Bruno Lazzoni - Università degli Studi di Pisa - [2003-04]
Documenti
Abstract
Scopo della tesi è analizzare lo stato attuale, sia progettuale che applicativo, della tecnologia “PowerLine Communications”, commercialmente nota come “Internet Elettrica”, che permette la trasmissione su reti elettriche di informazioni codificate mediante la tecnica di modulazione dei segnali che si basa sul principio delle onde convogliate.
La nuova tecnologia permette di trasmettere i segnali portanti, in genere digitalizzati e trasmessi con protocollo IP, sulle reti elettriche già esistenti: data la loro capillarità di distribuzione nel territorio e verso l’utente finale, PLC rappresenta il futuro delle telecomunicazioni per la fornitura di servizi, specie nell’”ultimo miglio”, sia in ambito civile, quali l’accesso alla rete Internet, l’audio, la telefonia, il video anche on-demand, le applicazioni di demotica; sia in ambito industriale, quali la realizzazione di reti locali per la telegestione ed il telecontrollo delle macchine automatiche o a controllo numerico, nonché degli impianti di segnalazione, emergenza e sicurezza.
L’impiego della tecnologia prospetta un elevato guadagno alle compagnie elettriche, ai proprietari o gestori degli impianti di distribuzione dell’energia elettrica essendo capillarmente diffusi verso l’utenza finale, sia civile che industriale, e ottimamente strutturati nelle dorsali con elevati margini di ridondanza e capacità trasmissiva.
PLC può essere utilizzata sia dai gestori stessi per telecontrollare e automatizzare i propri apparati terminatori della rete distributiva, sia per fornire direttamente o indirettamente servizi ad alto valore aggiunto e di elevato contenuto tecnologico come l’accesso ad Internet ad elevata qualità e capacità, potendo raggiungere flussi dati prossimi a quelli standard delle reti locali.
Al vantaggio patrimoniale di sfruttare un mezzo già cablato, sia esternamente che internamente all’utenza da servire, si aggiunge anche il vantaggio socio economico di poter fornire servizi ad alto contenuto tecnologico anche in quelle zone isolate, come ad esempio i paesi di montagna, o tecnologicamente arretrate, come la maggior parte dei paesi in via di sviluppo, dove gli attuali operatori di telecomunicazione non investono per il basso indice di redditività finanziaria: ovunque, infatti, è oramai diffusa una presa terminale di un impianto elettrico. PLC è ancora poco sviluppata rispetto alle sue potenzialità perché il mezzo trasmissivo non risulta a priori idoneo a trasmettere segnali ad alta frequenza, essendo stato progettato e realizzato, e soprattutto gestito e mantenuto, per trasmettere segnali elettrici a bassa frequenza: pertanto la maggior parte delle applicazioni sono state fino ad oggi sviluppate prevalentemente in ambito locale con bassi flussi trasmissivi, come alternativa alla trasmissione dei dati su cavo di rame apposito, le LAN, in specie per remotizzare servizi quali la telelettura dei contatori o il telecontrollo di impianti di climatizzazione e di allarme; cioè l’accesso a Internet in banda larga in alternativa alle tecnologie xDSL.
Attualmente, sia per la deregulation nella fornitura di servizi di telecomunicazione e di distribuzione dell’energia elettrica, sia per il naturale sviluppo tecnologico che permettono più efficaci tecniche di sfruttamento del canale trasmissivo, sta aumentando l’impiego di PLC con altissimi flussi trasmissivi da realizzare anche fra reti locali distanti fra loro, con un’adeguata struttura trasmissiva capace di raggiungere elevate distanze, le WAN, o reti geografiche.
PLC è versatile ed integrativa: la sua applicazione non elimina ma integra le reti di trasmissione di dati già esistenti in ambito locale, sfruttando la rete elettrica a bassa tensione presente in tutte le abitazioni o uffici, combinandosi anche con quelle esistenti fra gli edifici, anch’esse prevalentemente in bassa tensione, risolvendo in tal senso pure il problema della copertura del cosiddetto ultimo miglio o local loop, cioè la fornitura di servizi flat nel tratto normato unbundling.
Pertanto lo scopo principale è di capire le effettive potenzialità della rete elettrica in bassa tensione e le eventuali problematiche legate al suo sfruttamento per la trasmissione di servizi di telecomunicazioni.
Dopo un breve percorso storico e una presentazione dei sistemi affermati e standardizzati, analizzeremo le caratteristiche che il canale trasmissivo presenta fino a 30 MHz, per passare poi allo studio dei problemi di compatibilità elettromagnetica e di un'adeguata tecnica di trasmissione e di un eventuale MAC, cioè dell'insieme di regole che stabilisce come e quando il mezzo fisico è accessibile ad ogni nodo o elemento del sistema.
Si presentano, poi, i progetti in corso, in particolare quello dell’ENEL a Grosseto, e si analizzeranno i possibili sviluppi di ricerca, di ingegnerizzazione e commercializzazione, in particolare in relazione alle normative di standardizzazione e di interferenza. Infine si citeranno alcuni prodotti in commercio.
La nuova tecnologia permette di trasmettere i segnali portanti, in genere digitalizzati e trasmessi con protocollo IP, sulle reti elettriche già esistenti: data la loro capillarità di distribuzione nel territorio e verso l’utente finale, PLC rappresenta il futuro delle telecomunicazioni per la fornitura di servizi, specie nell’”ultimo miglio”, sia in ambito civile, quali l’accesso alla rete Internet, l’audio, la telefonia, il video anche on-demand, le applicazioni di demotica; sia in ambito industriale, quali la realizzazione di reti locali per la telegestione ed il telecontrollo delle macchine automatiche o a controllo numerico, nonché degli impianti di segnalazione, emergenza e sicurezza.
L’impiego della tecnologia prospetta un elevato guadagno alle compagnie elettriche, ai proprietari o gestori degli impianti di distribuzione dell’energia elettrica essendo capillarmente diffusi verso l’utenza finale, sia civile che industriale, e ottimamente strutturati nelle dorsali con elevati margini di ridondanza e capacità trasmissiva.
PLC può essere utilizzata sia dai gestori stessi per telecontrollare e automatizzare i propri apparati terminatori della rete distributiva, sia per fornire direttamente o indirettamente servizi ad alto valore aggiunto e di elevato contenuto tecnologico come l’accesso ad Internet ad elevata qualità e capacità, potendo raggiungere flussi dati prossimi a quelli standard delle reti locali.
Al vantaggio patrimoniale di sfruttare un mezzo già cablato, sia esternamente che internamente all’utenza da servire, si aggiunge anche il vantaggio socio economico di poter fornire servizi ad alto contenuto tecnologico anche in quelle zone isolate, come ad esempio i paesi di montagna, o tecnologicamente arretrate, come la maggior parte dei paesi in via di sviluppo, dove gli attuali operatori di telecomunicazione non investono per il basso indice di redditività finanziaria: ovunque, infatti, è oramai diffusa una presa terminale di un impianto elettrico. PLC è ancora poco sviluppata rispetto alle sue potenzialità perché il mezzo trasmissivo non risulta a priori idoneo a trasmettere segnali ad alta frequenza, essendo stato progettato e realizzato, e soprattutto gestito e mantenuto, per trasmettere segnali elettrici a bassa frequenza: pertanto la maggior parte delle applicazioni sono state fino ad oggi sviluppate prevalentemente in ambito locale con bassi flussi trasmissivi, come alternativa alla trasmissione dei dati su cavo di rame apposito, le LAN, in specie per remotizzare servizi quali la telelettura dei contatori o il telecontrollo di impianti di climatizzazione e di allarme; cioè l’accesso a Internet in banda larga in alternativa alle tecnologie xDSL.
Attualmente, sia per la deregulation nella fornitura di servizi di telecomunicazione e di distribuzione dell’energia elettrica, sia per il naturale sviluppo tecnologico che permettono più efficaci tecniche di sfruttamento del canale trasmissivo, sta aumentando l’impiego di PLC con altissimi flussi trasmissivi da realizzare anche fra reti locali distanti fra loro, con un’adeguata struttura trasmissiva capace di raggiungere elevate distanze, le WAN, o reti geografiche.
PLC è versatile ed integrativa: la sua applicazione non elimina ma integra le reti di trasmissione di dati già esistenti in ambito locale, sfruttando la rete elettrica a bassa tensione presente in tutte le abitazioni o uffici, combinandosi anche con quelle esistenti fra gli edifici, anch’esse prevalentemente in bassa tensione, risolvendo in tal senso pure il problema della copertura del cosiddetto ultimo miglio o local loop, cioè la fornitura di servizi flat nel tratto normato unbundling.
Pertanto lo scopo principale è di capire le effettive potenzialità della rete elettrica in bassa tensione e le eventuali problematiche legate al suo sfruttamento per la trasmissione di servizi di telecomunicazioni.
Dopo un breve percorso storico e una presentazione dei sistemi affermati e standardizzati, analizzeremo le caratteristiche che il canale trasmissivo presenta fino a 30 MHz, per passare poi allo studio dei problemi di compatibilità elettromagnetica e di un'adeguata tecnica di trasmissione e di un eventuale MAC, cioè dell'insieme di regole che stabilisce come e quando il mezzo fisico è accessibile ad ogni nodo o elemento del sistema.
Si presentano, poi, i progetti in corso, in particolare quello dell’ENEL a Grosseto, e si analizzeranno i possibili sviluppi di ricerca, di ingegnerizzazione e commercializzazione, in particolare in relazione alle normative di standardizzazione e di interferenza. Infine si citeranno alcuni prodotti in commercio.
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