1.güç hatlarında haberleşme nedir?

1.GÜÇ HATLARINDA HABERLEŞME NEDİR?
Güç hattı haberleşmesi, verinin kurulu olan elektrik hattı şebekesi üzerinden taşınması
tekniğidir. Sistem mevcut elektrik kablolarını kullanarak geniş bantlı veri transferi imkânı
sunmaktadır. Fazladan kablo çekme gereği duymaksızın hazır bulunan elektrik hattındaki
prizlerden sisteme giriş sağlanabilmektedir. Bu sistem sayesinde “smart home” prensibi
dediğimiz klima, buzdolabı, ışıklandırma sistemleri… gibi elektronik aletlerin otomasyonu
sağlanabilmektedir. Ama bu sisteminde bazı dezavantajları da mevcuttur. Enerji hattında
meydana gelebilecek zayıflatıcı etki, değişken empedans ve yüksek gürültü etkin veri transferini
olumsuz etkileyen faktörler arasında sayılabilir. Son zamanlarda bu sıkıntıları azaltmak için özel
multipilexing ve error control coding teknikleri geliştirilmiştir.
Şekil 1: Güç Hattında PLC şeması
PLC teknolojisinde elektrik ve veri iletimi aynı kanal üzerinden gerçekleşir. Elektrik
iletimi büyük ve yavaş değişen dalga ile sağlanırken, veri iletimi küçük ve hızlı değişen dalga ile
sağlanır. İki iletimde farklı hızlarda sağlanmasına rağmen karşılıklı olarak engelleme söz konusu
değildir. Bu sayede veri sinyalleri enerji hatları üzerinden dış dünyaya aktarılır ve iletişim
sağlanmış olur.
2.NEDEN GÜÇ HATLARINDA HABERLEŞME?
Günümüzde yerleşim merkezlerine yeni haberleşme alt yapıları kurmak oldukça zordur.
Mevcut iletişimde kesinti yaşatmadan, her seviyede kullanıcıya cevap verecek şekilde
çalışabilecek, ekonomik iletişim altyapısı ihtiyacı giderek artmaktadır. Hızla artan haberleşme
faaliyetlerinin ve gelişen teknolojinin ihtiyaç duyduğu bant genişliği ve süreklilik
gereksinimlerine aynı oranda cevap verilememektedir. Haberleşme şebekelerinin geliştirilmesi,
yenilenmesi veya yeniden döşenmesine yönelik maliyetler, verilen hizmetlerin fiyatlarına
yansıdığından, alternatif altyapı arayışı da artmaktadır. Bu noktada elektrik şebekesi devreye
girmektedir. Elektrik hattı üzerinden haberleşme kalabalık şehirlerde ve taşrada kullanımda ciddi
avantajlar sağlamaktadır. Her eve, odalardaki her prize erişen elektrik dağıtım hatlarının
oluşturduğu alternatif yerel ağın, iletişimde kullanılması ile altyapı sorunu ortadan kalkmış
olacaktır. Sistem sayesinde elektrik hattının ulaştığı her yere bilginin iletimi sağlanacaktır.
İnsanlar bu şekilde ucuz ve kolay haberleşme imkânı bulabilecektir. Bu teknoloji, elektrik
hatlarından oluşan altyapının kapsama alanının genişliği sayesinde diğer platformların
sunamadığı oranda son kullanıcılara erişme imkânına sahiptir. Bu çalışma kapsamında birçok
ülkede yaygın bir biçimde kullanılan ancak ülkemizde henüz yaygınlaşmamıştır. Powerline
Communication (PLC) olarak adlandırılan teknoloji temelde iki amaçla kullanılmaktadır. Bunlar;
elektrik hattı üzerinden, ses/veri iletmek ya da uzaktaki cihazları kontrol etmektir. Veri takibi,
uzaktan kontrol, yüksek gerilim hatları haberleşmesi, otomatik sayaç okuma, ev otomasyonu, ses
ve görüntü iletimi, internet bağlantısı vb. birçok uygulamada faydalanılan enerji hatları üzerinden
haberleşme artık günümüzde yerini almaya başlamıştır.
3.PLC SİSTEMİNİN GELİŞİMİ
Mevcut güç dağıtım hatlarını kullanarak iletişim veya veri aktarım yöntemi yeni bir fikir
değildir. Bu tür bir iletişim protokolü ile 1838 yılında ilk uzaktan elektrik ölçüm çalışması yapıldı
ve 1897 yılında güç hattı sinyalizasyonuna ait ilk patent İngiltere’de yayımlandı. 1920 yılında
American Telephone and Telegraph Company Güç Hattı Taşıyıcı Devresi için iki patent aldı.
Ancak her ne kadar güç hattı üzerinden iletişim çalışmaları uzun zaman önce başlasa bile dünya
çapında yaygın olarak kullanılan bir sistem değildi.
PLC haberleşmesi üzerinden yapılan ilk çalışmalarda tek yönlü iletişim ve veri aktarım
teknikleri üzerinde durulmuştur. Elektrik hatlarından iletişim, 1950’li yılların başlarında ortaya
çıkmış ancak o günün şartlarında düşük veri iletim hızı ve yüksek tasarım maliyetleri sebebiyle
bir haberleşme teknolojisi olarak görülmemiştir. Zaman içerisinde ortaya konulan modülasyon
teknikleri ve gelişen teknoloji sayesinde Elektrik Hatlarından İletişim (EHİ) gerçek anlamda bir
haberleşme teknolojisi haline gelebilmiştir. 1980’li yılların sonlarında çift yönlü haberleşme
gerçekleştirilmiş ve sonraki birkaç yıl içerisinde kullanılabilir seviyelere ulaştırılmıştır. 20.
yüzyılın sonlarında tek bir elektrik hattı üzerinden tüm enerji ve iletişim ihtiyaçlarını karşılamaya
yönelik “Telli Toplum / Wired Society” hayali, “Her Eve Genişbant” adı altında yeniden
canlanmış bulunmaktadır. 1998 yılından itibaren serbestleşmeye başlayan elektrik sektörü için
ellerinde bulunan altyapının sadece elektrik iletim ve dağıtımı için değil aynı zamanda
telekomünikasyon amaçlı kullanılabilmesi fırsatını oluşturmuştur. Şirketler, dağıtım hatlarının
telekomünikasyon alanında kullanılabilmesi ve EHİ teknolojisinin yaygınlaşması amacıyla
çalışmalarına ağırlık vermişlerdir. Elektrik şirketleri bu teknoloji yardımıyla işletme ve kullanıcı
ilişkileri tecrübelerini kullanarak hizmetlerinde farklılıklar meydana getirmek, bu sayede de
kullanıcı sayısını ve çeşidini artırmayı planlamaktadırlar. Avrupa ABD ve Uzak Doğu’da EHİ
uygulamaları ve ticari denemeler 2003 yılından itibaren yaygınlaşmaya başlamıştır. Bununla
birlikte EHİ teknolojilerinde yaşanan, hat üzerindeki gürültü ve zayıflamanın yüksek olması
sebebiyle sinyallerin uzağa iletilememesi ve meydana gelen girişimleri ortadan kaldırılabilmesi
yönünde iyileştirme çalışmaları devam etmektedir.
4.PLC STANDARTLARI
Güç hatlarından haberleşme sistemleri için kullanılacak bant genişlikleri CENELEC
standartları ile belirlenmiştir. Bant genişliğindeki sınırlandırmanın yanı sıra, kullanılacak güçler
için de sınırlandırma yapılmıştır.
Şekil 2: PLC Bant Genişliği Standartları
A-Bandı (3 k Hz – 95 k Hz) elektrik üreticileri için,
B-Bandı (95 k Hz – 125 k Hz) Erişim protokolü olmadan bütün uygulamalar için kullanılabilir,
C-Bandı (125 k Hz – 140 k Hz) Ev ağları için ayrılmıştır,
D-Bandı (140 k Hz – 148.5 k Hz) Alarm ve güvenlik sistemleri için ayrılmıştır.
CENELEC
standartlarına
göre
bant
genişliklerinin
ayrıldığı
frekans
aralıkları
gösterilmiştir. PLC sinyalleri CENELEC standartlarında olmalıdır. Avrupa’da, CENELEC EN–
50065–1 standardı kullanılmaktadır. Bu standarda göre frekans bandı, sinyal genliği ve sinyal
seviyesi özellikleri 95 k Hz - 148,5 k Hz frekans aralığında genel kullanım ve özel uygulamalar
için 116 dB uV ile sınırlandırılmıştır.
Ev ağlarında izin verilen sinyal seviyesi 116 dB uV, endüstriyel alanlar da sinyal seviyesi
134dB uV değeri ile sınırlandırılmıştır. Bit oranını artırmak için, daha çok bant genişliğine
ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat belirlenen frekans bant genişliği sınırlarını aşmamak en önemli
husustur.
Tablo 1: Güç Hatlarında Haberleşme için Sinyal Seviyeleri Standartları
Evde içi PLC sistemleri
116 dB uV
Endüstriyel PLC Sistemleri
134 dB uV