पावर-लाइन संचार

पावर-लाइन संचार (जिसे पावर-लाइन वाहक या पीएलसी के रूप में भी जाना जाता है) एक कंडक्टर पर डेटा रखता है जिसका उपयोग एसी विद्युत शक्ति संचरण  या उपभोक्ताओं को इलेक्ट्रिक पावर वितरण के लिए एक साथ किया जाता है।

विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए पावर-लाइन संचार तकनीकों की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता होती है, घर स्वचालन  से लेकर  इंटरनेट का उपयोग  तक जिसे अक्सर  बिजली लाइनों पर ब्रॉडबैंड  (बीपीएल) कहा जाता है। अधिकांश पीएलसी प्रौद्योगिकियां खुद को एक प्रकार के तारों तक सीमित करती हैं (जैसे कि एक ही इमारत के भीतर परिसर की वायरिंग), लेकिन कुछ दो स्तरों के बीच पार कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, वितरण नेटवर्क और परिसर की वायरिंग दोनों)। आमतौर पर ट्रांसफॉर्मर सिग्नल को प्रसारित करने से रोकते हैं, जिसके लिए बहुत बड़े नेटवर्क बनाने के लिए कई तकनीकों की आवश्यकता होती है। विभिन्न स्थितियों में विभिन्न डेटा दरों और आवृत्तियों का उपयोग किया जाता है।

तार रहित और पावर-लाइन संचार के बीच कई कठिन तकनीकी समस्याएं आम हैं, विशेष रूप से भीड़-भाड़ वाले वातावरण में फैले हुए स्पेक्ट्रम रेडियो सिग्नल। उदाहरण के लिए, रेडियो हस्तक्षेप लंबे समय से शौकिया रेडियो समूहों की चिंता का विषय रहा है।

मूल बातें
पावर-लाइन संचार प्रणालियां वायरिंग सिस्टम में संग्राहक वाहक सिग्नल जोड़कर संचालित होती हैं। विभिन्न प्रकार के पावर-लाइन संचार विभिन्न आवृत्ति बैंड का उपयोग करते हैं। चूंकि बिजली वितरण प्रणाली मूल रूप से 50 या 60 हेटर्स  की विशिष्ट आवृत्तियों पर एसी बिजली के प्रसारण के लिए अभिप्रेत थी, बिजली के तार सर्किट में उच्च आवृत्तियों को ले जाने की सीमित क्षमता होती है। प्रसार समस्या प्रत्येक प्रकार के पावर-लाइन संचार के लिए एक सीमित कारक है।

पावर-लाइन संचार की आवृत्तियों का निर्धारण करने वाला मुख्य मुद्दा रेडियो सेवाओं के साथ हस्तक्षेप को सीमित करने के लिए कानून है। कई राष्ट्र बिना तार वाले उत्सर्जन को नियंत्रित करते हैं जैसे कि वे रेडियो ट्रांसमीटर हों। इन न्यायक्षेत्रों में आमतौर पर 500 kHz से कम या बिना लाइसेंस वाले रेडियो बैंड में बिना लाइसेंस वाले उपयोग की आवश्यकता होती है। कुछ क्षेत्राधिकार (जैसे यूरोपीय संघ), आगे वायर-लाइन प्रसारण को विनियमित करते हैं। यू.एस. एक उल्लेखनीय अपवाद है, जो सीमित-शक्ति वाले वाइड-बैंड संकेतों को असीमित तारों में इंजेक्ट करने की अनुमति देता है, जब तक कि तारों को मुक्त स्थान में रेडियो तरंगों को प्रसारित करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया हो।

कई पावर-लाइन संचार मानकों पर डेटा सिग्नलिंग दर  और दूरी सीमाएं व्यापक रूप से भिन्न होती हैं। उच्च-वोल्टेज संचरण लाइनों पर प्रभावित कम-आवृत्ति (लगभग 100-200 kHz) वाहक एक या दो एनालॉग वॉयस सर्किट, या टेलीमेट्री और नियंत्रण सर्किट कुछ सौ बिट प्रति सेकंड के समतुल्य डेटा दर के साथ ले जा सकते हैं; हालाँकि, ये सर्किट कई मील लंबे हो सकते हैं। उच्च डेटा दरें आमतौर पर छोटी रेंज दर्शाती हैं; एक स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क प्रति सेकंड लाखों बिट्स पर काम कर रहा है, जो कार्यालय भवन की केवल एक मंजिल को कवर कर सकता है, लेकिन समर्पित नेटवर्क केबलिंग की स्थापना की आवश्यकता को समाप्त कर देता है।

तरंग नियंत्रण
भार प्रबंधन # तरंग नियंत्रण एक एसी लाइन में एक ऑडियो-फ्रीक्वेंसी टोन जोड़ता है। विशिष्ट आवृत्तियाँ 100 Hz से 2400Hz तक होती हैं। आमतौर पर प्रत्येक जिले की अपनी आवृत्ति होती है, ताकि आस-पास के क्षेत्र अप्रभावित रहें। टोन को धीरे-धीरे चालू और बंद करके कोड भेजे जाते हैं। ग्राहक साइट पर उपकरण कोड प्राप्त करते हैं, और ग्राहक उपकरण को बंद और चालू करते हैं। अक्सर डिकोडर एक मानक बिजली मीटर का हिस्सा होता है, और रिले को नियंत्रित करता है। उपयोगिता कोड भी हैं, उदा। आधी रात को बिजली मीटर की घड़ियां सेट करने के लिए।

इस तरह, उपयोगिता उपकरण बनाने के लिए पूंजीगत व्यय का 20% तक बचा सकती है। इससे बिजली और ईंधन के उपयोग की लागत कम होती है। ब्राउनआउट्स और रोलिंग ब्लैकआउट्स को अधिक आसानी से रोका जा सकता है। संयुक्त चक्र  का उपयोग करने वाले ग्रिड सहायक ग्राहक उपकरण को सक्षम कर सकते हैं जब बिजली के बजाय गर्मी उत्पन्न करने के लिए जनरेटर चलाए जा रहे हों।

ग्राहकों के लिए एक झुंझलाहट यह है कि कभी-कभी उपकरण चालू करने का कोड खो जाता है, या लोड शेडिंग असुविधाजनक या खतरनाक होती है। उदाहरण के लिए, किसी पार्टी के दौरान, खतरनाक गर्मी की लहर या जब जीवन रक्षक चिकित्सा उपकरण साइट पर हो। इन मामलों को संभालने के लिए, कुछ उपकरणों में लोड शेडिंग को रोकने के लिए स्विच शामिल होते हैं। पार्टी स्विच फ़्लिप होने पर कुछ मीटर उच्च बिलिंग दर में बदल जाते हैं।

लंबी दौड़, कम आवृत्ति
यूटिलिटी कंपनियां रेडियो ट्रांसमीटर और रिसीवर को एसी पावर ले जाने वाले कंडक्टर से जोड़ने के लिए विशेष कपलिंग संधारित्र  का उपयोग करती हैं। बिजली मीटर अक्सर दसियों  वाट  की सीमा में रैखिक एम्पलीफायरों के साथ छोटे ट्रांसफार्मर का उपयोग करते हैं। किसी भी पीएलसी सिस्टम का अधिकांश खर्च पावर इलेक्ट्रॉनिक्स है। तुलनात्मक रूप से, एक विशेष उद्देश्य एकीकृत सर्किट में एन्कोड और डिकोड करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स आमतौर पर छोटा होता है। इस प्रकार जटिल OFDM मानक अभी भी किफायती हो सकते हैं।

उपयोग की जाने वाली आवृत्तियाँ 24 से 500 kHz की सीमा में होती हैं, जिसमें ट्रांसमीटर शक्ति का स्तर सैकड़ों वाट तक होता है। ये संकेत एक कंडक्टर पर, दो कंडक्टर पर या एक हाई-वोल्टेज एसी ट्रांसमिशन लाइन के सभी तीन कंडक्टर पर प्रभावित हो सकते हैं। कई पीएलसी चैनलों को एक एचवी लाइन पर जोड़ा जा सकता है। फ़िल्टरिंग उपकरणों को सबस्टेशनों पर लागू किया जाता है ताकि कैरियर फ़्रीक्वेंसी करंट को स्टेशन तंत्र के माध्यम से बायपास होने से रोका जा सके और यह सुनिश्चित किया जा सके कि दूर के दोष पीएलसी सिस्टम के पृथक खंडों को प्रभावित न करें। इन सर्किट का उपयोग स्विचगियर के नियंत्रण और ट्रांसमिशन लाइनों की सुरक्षा के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक सुरक्षात्मक रिले  एक लाइन को ट्रिप करने के लिए एक पीएलसी चैनल का उपयोग कर सकता है यदि इसके दो टर्मिनलों के बीच कोई खराबी पाई जाती है, लेकिन अगर सिस्टम में कहीं और गलती है तो लाइन को ऑपरेशन में छोड़ दें।

जबकि उपयोगिता कंपनियाँ माइक्रोवेव का उपयोग करती हैं और अब, तेजी से, फाइबर ऑप्टिक केबल  उनकी प्राथमिक प्रणाली संचार आवश्यकताओं के लिए, पावर-लाइन वाहक उपकरण अभी भी बैकअप चैनल के रूप में या बहुत ही सरल कम लागत वाली स्थापनाओं के लिए उपयोगी हो सकते हैं जो फाइबर ऑप्टिक लाइनों को स्थापित करने का वारंट नहीं करते हैं।, या जो रेडियो या अन्य संचार के लिए दुर्गम हैं।

पावर-लाइन कैरियर कम्युनिकेशन (PLCC) मुख्य रूप से 110 kV, 220 kV, 400 kV जैसे उच्च वोल्टेज  पर  विद्युत लाइन ों के माध्यम से विद्युत सबस्टेशनों के बीच  दूरसंचार, टेली-संरक्षण और टेली-निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है। इन प्रणालियों में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला मॉडुलन  आयाम मॉड्यूलेशन है। कैरियर फ़्रीक्वेंसी रेंज का उपयोग ऑडियो सिग्नल, सुरक्षा और एक पायलट फ़्रीक्वेंसी के लिए किया जाता है। पायलट फ्रीक्वेंसी ऑडियो रेंज में एक सिग्नल है जो विफलता का पता लगाने के लिए लगातार प्रसारित होता है।

वॉइस सिग्नल को 300 Hz से 4000 Hz रेंज में कंप्रेस और फ़िल्टर किया जाता है, और इस ऑडियो फ़्रीक्वेंसी को कैरियर फ़्रीक्वेंसी के साथ मिलाया जाता है। वाहक आवृत्ति को फिर से फ़िल्टर, प्रवर्धित और प्रसारित किया जाता है। इन एचएफ वाहक आवृत्तियों की संचरण शक्ति 0 से +32 डेसिबल  की सीमा में होगी। यह रेंज सबस्टेशनों के बीच की दूरी के हिसाब से तय की जाती है।

पीएलसीसी का उपयोग निजी शाखा एक्सचेंजों (पीबीएक्स) को आपस में जोड़ने के लिए किया जा सकता है।

ट्रांसमिशन नेटवर्क को विभाजित करने और विफलताओं से बचाने के लिए, एक वेव ट्रैप को पावर (ट्रांसमिशन) लाइन के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाता है। उनमें गुंजयमान परिपथों के एक या अधिक खंड होते हैं, जो उच्च आवृत्ति वाहक तरंगों (24 kHz से 500 kHz) को अवरुद्ध करते हैं और विद्युत आवृत्ति धारा (50 Hz - 60 Hz) को गुजरने देते हैं। वाहक को स्टेशन उपकरण में प्रवेश करने से रोकने के लिए अधिकांश बिजली स्टेशनों के स्विचयार्ड में वेव ट्रैप का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक वेव ट्रैप में एक लाइटनिंग अरेस्टर होता है जो इसे सर्ज वोल्टेज से बचाता है।

एक कपलिंग कैपेसिटर का उपयोग ट्रांसमीटर और रिसीवर को हाई वोल्टेज लाइन से जोड़ने के लिए किया जाता है। यह एचवी लाइन को वाहक ऊर्जा के लिए कम प्रतिबाधा पथ प्रदान करता है लेकिन उच्च प्रतिबाधा पथ होने के कारण बिजली आवृत्ति सर्किट को अवरुद्ध करता है। कपलिंग कैपेसिटर वोल्टेज माप के लिए उपयोग किए जाने वाले संधारित्र वोल्टेज ट्रांसफार्मर  का हिस्सा हो सकता है।

पावर-लाइन कैरियर सिस्टम लंबे समय से कई उपयोगिताओं में पसंदीदा रहे हैं क्योंकि यह उन्हें एक बुनियादी ढांचे पर डेटा को मज़बूती से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है जिसे वे नियंत्रित करते हैं।

एक पीएलसी कैरियर रिपीटिंग स्टेशन एक सुविधा है, जिस पर एक इलेक्ट्रिक पॉवर ट्रांसमिशन पर एक पावर-लाइन कम्युनिकेशन (पीएलसी) सिग्नल ताज़ा होता है। इसलिए सिग्नल को एक नई कैरियर तरंग पर पावरलाइन, demodulation  और मॉड्यूलेशन से फ़िल्टर किया जाता है, और फिर पावरलाइन पर फिर से इंजेक्ट किया जाता है। चूंकि पीएलसी सिग्नल लंबी दूरी (कई सौ किलोमीटर) ले जा सकते हैं, ऐसी सुविधाएं केवल पीएलसी उपकरण का उपयोग करने वाली बहुत लंबी बिजली लाइनों पर मौजूद होती हैं।

पीएलसी स्वचालित मीटर रीडिंग के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों में से एक है। वन-वे और टू-वे सिस्टम दोनों का दशकों से सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता रहा है। हाल के इतिहास में इस एप्लिकेशन में रुचि काफी हद तक बढ़ी है - इसलिए नहीं कि एक मैन्युअल प्रक्रिया को स्वचालित करने में रुचि है, बल्कि इसलिए कि सिस्टम को बेहतर नियंत्रण और संचालित करने के लिए सभी मीटर किए गए बिंदुओं से ताज़ा डेटा प्राप्त करने में रुचि है। पीएलसी उन्नत पैमाइश अवसंरचना  (एएमआई) सिस्टम में उपयोग की जाने वाली तकनीकों में से एक है।

एक तरफ़ा (इनबाउंड ओनली) प्रणाली में, रीडिंग अंतिम उपकरणों (जैसे मीटर) से, संचार बुनियादी ढांचे के माध्यम से, एक मास्टर स्टेशन तक बबल अप करता है जो रीडिंग प्रकाशित करता है। एक-तरफ़ा प्रणाली दो-तरफ़ा प्रणाली की तुलना में कम लागत वाली हो सकती है, लेकिन ऑपरेटिंग वातावरण में बदलाव होने पर इसे फिर से कॉन्फ़िगर करना भी मुश्किल होता है।

टू-वे सिस्टम में (आउटबाउंड और इनबाउंड दोनों को सपोर्ट करते हुए), कमांड्स को मास्टर स्टेशन से एंड डिवाइसेस (मीटर) तक प्रसारित किया जा सकता है - नेटवर्क के पुनर्संरचना की अनुमति देता है, या रीडिंग प्राप्त करने के लिए, या संदेशों को संप्रेषित करने के लिए, आदि। नेटवर्क के अंत में डिवाइस तब एक संदेश के साथ प्रतिक्रिया (इनबाउंड) कर सकता है जो वांछित मान रखता है। एक यूटिलिटी सबस्टेशन पर इंजेक्ट किए गए आउटबाउंड संदेश डाउनस्ट्रीम के सभी बिंदुओं पर प्रसारित होंगे। इस प्रकार का प्रसारण संचार प्रणाली को एक साथ कई हजारों उपकरणों तक पहुंचने की अनुमति देता है - जिनमें से सभी को शक्ति के लिए जाना जाता है, और पहले लोड शेड के उम्मीदवारों के रूप में पहचाने गए हैं। पीएलसी स्मार्ट ग्रिड  का एक घटक भी हो सकता है।

मध्यम आवृत्ति (100 kHz)
इन प्रणालियों का उपयोग अक्सर उन देशों में किया जाता है जहां सामान्य रेडियो के साथ हस्तक्षेप करने वाले संकेतों को प्रसारित करना अवैध है। आवृत्तियाँ इतनी कम होती हैं कि यूटिलिटी वायरिंग पर भेजे जाने पर वे रेडियो तरंगें शुरू करने में असमर्थ होती हैं।

गृह नियंत्रण (नैरोबैंड)
पावर-लाइन संचार तकनीक होम ऑटोमेशन के लिए एक घर के भीतर विद्युत पावर वायरिंग का उपयोग कर सकती है: उदाहरण के लिए, अतिरिक्त नियंत्रण वायरिंग की स्थापना के बिना प्रकाश और उपकरणों का रिमोट कंट्रोल।

आमतौर पर होम-कंट्रोल पावर-लाइन संचार उपकरण ट्रांसमीटर पर घरेलू तारों में 20 और 200 हर्ट्ज की वाहक लहर में मॉड्यूलेट करके संचालित होते हैं। वाहक को डिजिटल सिग्नल द्वारा संशोधित किया जाता है। सिस्टम में प्रत्येक रिसीवर का एक पता होता है और इसे व्यक्तिगत रूप से घरेलू वायरिंग पर प्रसारित संकेतों और रिसीवर पर डिकोड करके कमांड किया जा सकता है। इन उपकरणों को या तो नियमित बिजली के आउटलेट में प्लग किया जा सकता है, या स्थायी रूप से वायर्ड किया जा सकता है। चूंकि वाहक संकेत एक ही वितरण प्रणाली पर आस-पास के घरों (या अपार्टमेंट) में फैल सकता है, इसलिए इन नियंत्रण योजनाओं में एक घर का पता होता है जो मालिक को नामित करता है। 1970 के दशक से X10 (उद्योग मानक)  के रूप में जानी जाने वाली एक लोकप्रिय तकनीक का उपयोग किया गया है। 1999 में शुरू की गई यूनिवर्सल पॉवरलाइन बस,  पल्स-पोजिशन मॉड्यूलेशन  (PPM) का उपयोग करती है। भौतिक परत विधि X10 की तुलना में बहुत भिन्न योजना है।  LonTalk ,  LonWorks  होम ऑटोमेशन उत्पाद लाइन का हिस्सा है, जिसे कुछ ऑटोमेशन मानकों के हिस्से के रूप में स्वीकार किया गया था।

लो-स्पीड नैरो-बैंड
बिजली की आपूर्ति व्यापक होने के तुरंत बाद नैरोबैंड पावर-लाइन संचार शुरू हुआ। वर्ष 1922 के आसपास टेलीमेट्री उद्देश्यों के लिए 15 से 500 kHz की आवृत्तियों के साथ उच्च-तनाव लाइनों पर पहली वाहक आवृत्ति प्रणाली का संचालन शुरू हुआ, और यह जारी है। बेबी अलार्म जैसे उपभोक्ता उत्पाद कम से कम 1940 से उपलब्ध हैं। 1930 के दशक में, मध्यम (10–20 kV) और निम्न वोल्टेज (240/415 V) वितरण प्रणालियों पर रिपल कैरियर सिग्नलिंग की शुरुआत की गई थी।

रिमोट मीटर रीडिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त सस्ते द्वि-दिशात्मक तकनीक के लिए कई वर्षों तक खोज जारी रही। फ्रांसीसी इलेक्ट्रिक पावर इलेक्ट्रिकिट डी फ्रांस (ईडीएफ) ने स्प्रेड फ्रीक्वेंसी शिफ्ट कीिंग या एस-एफएसके नामक एक प्रणाली को प्रोटोटाइप और मानकीकृत किया। ( आईईसी 61334 देखें) अब यह एक लंबे इतिहास के साथ एक सरल, कम लागत वाली प्रणाली है, हालांकि इसकी संचरण दर बहुत धीमी है। 1970 के दशक में, टोक्यो इलेक्ट्रिक पावर कंपनी ने प्रयोग चलाए जिसमें कई सौ इकाइयों के साथ सफल द्वि-दिशात्मक संचालन की सूचना मिली। प्रणाली अब (2012) व्यापक रूप से इटली और यूरोपीय संघ के कुछ अन्य भागों में उपयोग की जाती है।

जब एसी लाइन शून्य वोल्टेज से गुजरती है तो एस-एफएसके उस समय के आसपास केंद्रित 2, 4 या 8 टन का बर्स्ट भेजता है। इस तरह, स्वर अधिकांश रेडियो-आवृत्ति शोर को उत्पन्न होने से बचाते हैं। (यह वोल्टेज के उच्चतम बिंदु पर गंदे इंसुलेटरों के लिए आम बात है, और इस प्रकार शोर का एक विस्तृत बैंड विस्फोट उत्पन्न करता है।) अन्य हस्तक्षेप से बचने के लिए, रिसीवर केवल की शक्ति को मापकर अपने सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार कर सकते हैं। 1 स्वर, केवल 0 स्वर या दोनों की अंतर शक्ति। हस्तक्षेप से बचने के लिए अलग-अलग जिले अलग-अलग स्वर जोड़े का उपयोग करते हैं। बिट टाइमिंग आमतौर पर UART  के समान एक तरह से टोन के बीच की सीमाओं से पुनर्प्राप्त की जाती है। समय मोटे तौर पर पिछले शून्य क्रॉसिंग से टाइमर के साथ शून्य क्रॉसिंग पर केंद्रित है। एक बिट प्रति टोन स्लॉट के साथ विशिष्ट गति 200 से 1200 बिट प्रति सेकंड है। गति एसी लाइन आवृत्ति पर भी निर्भर करती है। गति शोर से सीमित है, और एसी लाइन के जीरो क्रॉसिंग का कंपन है, जो स्थानीय भार से प्रभावित होता है। ये सिस्टम आमतौर पर द्विदिश होते हैं, दोनों मीटर और केंद्रीय स्टेशन डेटा और कमांड भेजते हैं। प्रोटोकॉल के उच्च स्तर में स्टेशन (आमतौर पर स्मार्ट मीटर) रिट्रांसमिट संदेश हो सकते हैं। (आईईसी 61334 देखें)

1980 के दशक के मध्य से, डिजिटल संचार तकनीकों और अंकीय संकेत प्रक्रिया  की क्षमता का उपयोग करने में रुचि बढ़ी है। ड्राइव एक विश्वसनीय प्रणाली का उत्पादन करना है जो व्यापक रूप से स्थापित होने के लिए पर्याप्त सस्ता है और वायरलेस समाधानों के साथ लागत प्रभावी ढंग से प्रतिस्पर्धा करने में सक्षम है। लेकिन नैरोबैंड पॉवरलाइन संचार चैनल कई तकनीकी चुनौतियों को प्रस्तुत करता है, एक गणितीय चैनल मॉडल और कार्य का एक सर्वेक्षण उपलब्ध है। मुख्य संचार के अनुप्रयोग बहुत भिन्न होते हैं, जैसा कि इस तरह के व्यापक रूप से उपलब्ध माध्यम से अपेक्षित होगा। नैरो बैंड पावर-लाइन संचार का एक प्राकृतिक अनुप्रयोग विद्युत उपकरण जैसे मीटर, स्विच, हीटर और घरेलू उपकरणों का नियंत्रण और टेलीमेटरी  है। कई सक्रिय विकास ऐसे अनुप्रयोगों पर सिस्टम के दृष्टिकोण से विचार कर रहे हैं, जैसे कि  मांग पक्ष प्रबंधन । इसमें घरेलू उपकरण बुद्धिमानी से अपने संसाधनों के उपयोग का समन्वय करेंगे, उदाहरण के लिए पीक लोड को सीमित करना।

नियंत्रण और टेलीमेट्री अनुप्रयोगों में 'यूटिलिटी साइड' एप्लिकेशन शामिल हैं, जिसमें घरेलू मीटर तक यूटिलिटी कंपनी से संबंधित उपकरण और 'उपभोक्ता-साइड' एप्लिकेशन शामिल हैं, जिसमें उपभोक्ता के परिसर में उपकरण शामिल हैं। संभावित उपयोगिता पक्ष अनुप्रयोगों में स्वचालित मीटर रीडिंग  (एएमआर), डायनेमिक टैरिफ कंट्रोल, लोड मैनेजमेंट, लोड प्रोफाइल रिकॉर्डिंग, क्रेडिट कंट्रोल, प्री-पेमेंट, रिमोट कनेक्शन, धोखाधड़ी का पता लगाने और नेटवर्क प्रबंधन शामिल हैं। और गैस और पानी को शामिल करने के लिए बढ़ाया जा सकता है।

ओपन स्मार्ट ग्रिड प्रोटोकॉल (OSGP) स्मार्ट मीटरिंग के लिए सबसे सिद्ध नैरोबैंड PLC तकनीकों और प्रोटोकॉल में से एक है। वहाँ हैं OSGP पर आधारित और BPSK PLC का उपयोग करते हुए, दुनिया भर में स्थापित और संचालित पाँच मिलियन से अधिक स्मार्ट मीटर। OSGP एलायंस, मूल रूप से 2006 में ESNA के रूप में स्थापित एक गैर-लाभकारी संघ, ने स्मार्ट ग्रिड के लिए ISO/IEC 14908 नियंत्रण नेटवर्किंग मानक के संयोजन में उपयोग किए जाने वाले यूरोपीय दूरसंचार मानक संस्थान (ETSI) द्वारा प्रकाशित विनिर्देशों के एक परिवार को स्थापित करने के प्रयास का नेतृत्व किया। अनुप्रयोग। OSGP को स्मार्ट मीटर, डायरेक्ट लोड कंट्रोल मॉड्यूल, सोलर पैनल, गेटवे और अन्य स्मार्ट ग्रिड डिवाइस के लिए कमांड और कंट्रोल जानकारी की विश्वसनीय और कुशल डिलीवरी प्रदान करने के लिए अनुकूलित किया गया है। OSGP स्मार्ट ग्रिड की उभरती चुनौतियों का सामना करने के लिए OSI प्रोटोकॉल मॉडल पर आधारित एक आधुनिक, संरचित दृष्टिकोण का अनुसरण करता है।

भौतिक स्तर पर, OSGP वर्तमान में अपने प्रौद्योगिकी मानक के रूप में ETSI 103 908 का उपयोग करता है। यह 86.232KHz +/- 200ppm के कैरियर टोन का उपयोग करते हुए 3592.98 BAUD पर बाइनरी फेज शिफ्ट कीइंग का उपयोग करता है। (ध्यान दें: बिट क्लॉक वाहक का लगभग 1/24 है।) OSGP अनुप्रयोग स्तर पर, ETSI TS 104 001, ANSI C12.19 / MC12.19 / पर आधारित एक तालिका-उन्मुख डेटा संग्रहण प्रदान करता है। 2012 / यूटिलिटी उद्योग एंड डिवाइस डेटा टेबल्स के लिए IEEE Std 1377 मानक और इसकी सेवाओं और पेलोड इनकैप्सुलेशन के लिए ANSI C12.18 / MC12.18 / IEEE Std 1701। यह मानक और कमांड सिस्टम न केवल स्मार्ट मीटर और संबंधित डेटा प्रदान करता है बल्कि अन्य स्मार्ट ग्रिड उपकरणों के लिए सामान्य प्रयोजन के विस्तार के लिए भी प्रदान करता है।

ईडीएफ, फ्रांस की एक परियोजना में मांग प्रबंधन, स्ट्रीट लाइटिंग नियंत्रण, रिमोट मीटरिंग और बिलिंग, ग्राहक विशिष्ट टैरिफ अनुकूलन, अनुबंध प्रबंधन, व्यय अनुमान और गैस अनुप्रयोग सुरक्षा शामिल हैं। कई विशिष्ट आला अनुप्रयोग भी हैं जो टेलीमेट्री के लिए सुविधाजनक डेटा लिंक के रूप में घर के भीतर मुख्य आपूर्ति का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, यूके और यूरोप में एक टीवी ऑडियंस मॉनिटरिंग सिस्टम उन उपकरणों के बीच एक सुविधाजनक डेटा पथ के रूप में पावरलाइन संचार का उपयोग करता है जो एक घर में विभिन्न कमरों में टीवी देखने की गतिविधि की निगरानी करते हैं और एक डेटा सांद्रक  जो एक टेलीफोन मॉडेम से जुड़ा होता है।

मध्यम-गति संकीर्ण-बैंड
डिस्ट्रीब्यूशन लाइन कैरियर (DLC) सिस्टम तकनीक ने 576 kbit/s तक डेटा दर के साथ 9 से 500 kHz की फ़्रीक्वेंसी रेंज का उपयोग किया। पॉवरलाइन्स एंड इंटरनेट (REMPLI) के माध्यम से रीयल-टाइम एनर्जी मैनेजमेंट नामक एक परियोजना को यूरोपीय आयोग  द्वारा 2003 से 2006 तक वित्त पोषित किया गया था। अधिक आधुनिक प्रणालियां रेडियो फ्रीक्वेंसी हस्तक्षेप के बिना तेज बिट दर पर डेटा भेजने के लिए OFDM  का उपयोग करती हैं। ये धीरे-धीरे भेजने वाले सैकड़ों डेटा चैनलों का उपयोग करते हैं। आम तौर पर वे हस्तक्षेप के साथ चैनलों को बंद करके शोर को अनुकूलित कर सकते हैं। संचारित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत की तुलना में एन्कोडिंग उपकरणों का अतिरिक्त खर्च मामूली है। ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉनिक्स आमतौर पर एक उच्च शक्ति परिचालन प्रवर्धक, एक युग्मन ट्रांसफार्मर और बिजली की आपूर्ति होती है। पुराने, धीमे सिस्टम पर समान ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है, इसलिए बेहतर तकनीक के साथ, बेहतर प्रदर्शन बहुत ही किफायती हो सकता है।

2009 में, विक्रेताओं के एक समूह ने पॉवरलाइन इंटेलिजेंट मीटरिंग इवोल्यूशन (PRIME) एलायंस का गठन किया। जैसा दिया गया, भौतिक परत OFDM है, जिसका नमूना 250 kHz पर लिया गया है, जिसमें 42-89 kHz से 512 अंतर चरण शिफ्ट कुंजीयन  चैनल हैं। इसकी सबसे तेज़ संचरण दर 128.6 किलोबाइट/सेकंड है, जबकि इसकी सबसे मजबूत 21.4 kbit/s है। यह त्रुटि का पता लगाने और सुधार के लिए एक दृढ़ कोड का उपयोग करता है। ऊपरी परत आमतौर पर  IPv4  होती है। 2011 में, वितरण नेटवर्क ऑपरेटरों (इलेक्ट्रिकिट डे फ्रांस # वितरण नेटवर्क .28RTE और ErDF.29, Enexis), मीटर विक्रेताओं ( Sagemcom, Landis&Gyr) और चिप विक्रेताओं ( मैक्सिम इंटीग्रेटेड , टेक्सस उपकरण ,  STMicroelectronics ,  Renesas ) सहित कई कंपनियों ने G3 की स्थापना की -पीएलसी गठबंधन G3-PLC प्रौद्योगिकी को बढ़ावा देने के लिए। G3-PLC विद्युत ग्रिड पर बड़े पैमाने पर बुनियादी ढाँचे को सक्षम करने के लिए निम्न परत प्रोटोकॉल है। G3-PLC यूरोप में CENELEC A बैंड (35 से 91 kHz) या CENELEC B बैंड (98 kHz से 122 kHz) पर, जापान में ARIB बैंड (155 kHz से 403 kHz) पर और FCC (155 kHz से 487 kHz) पर काम कर सकता है ) अमेरिका और बाकी दुनिया के लिए। अनुकूली मॉडुलन और टोन मैपिंग के साथ 400 kHz पर नमूने वाली OFDM तकनीक का उपयोग किया जाता है। त्रुटि का पता लगाने और सुधार एक दृढ़ कोड और  रीड-सोलोमन त्रुटि सुधार  दोनों द्वारा किया जाता है। आवश्यक  मीडिया अभिगम नियंत्रण  IEEE 802.15.4, एक रेडियो मानक से लिया गया है। प्रोटोकॉल में,  6loWPAN  को बाधित वातावरण के लिए  IPv6  एक इंटरनेट नेटवर्क परत को अनुकूलित करने के लिए चुना गया है जो कि पावर लाइन संचार है। 6loWPAN  मैश नेटवर्क  LOADng, हेडर कम्प्रेशन, विखंडन और सुरक्षा के आधार पर रूटिंग को एकीकृत करता है। G3-PLC को उपकरणों के बीच विश्वसनीय और अत्यधिक सुरक्षित कनेक्शन के आधार पर अत्यधिक मजबूत संचार के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें मध्यम वोल्टेज से कम वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर को पार करना शामिल है। IPv6 के उपयोग के साथ, G3-PLC मीटर, ग्रिड एक्चुएटर्स और साथ ही स्मार्ट ऑब्जेक्ट्स के बीच संचार को सक्षम बनाता है। दिसंबर 2011 में, G3 PLC प्रौद्योगिकी को जिनेवा में  ITU  में एक अंतर्राष्ट्रीय मानक के रूप में मान्यता दी गई थी जहाँ इसे G.9903 के रूप में संदर्भित किया गया है, G3-PLC नेटवर्क के लिए नैरोबैंड ऑर्थोगोनल फ्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग पावर लाइन कम्युनिकेशन ट्रांसीवर।

प्रसारण रेडियो कार्यक्रम
कभी-कभी पीएलसी का इस्तेमाल बिजली लाइनों पर रेडियो कार्यक्रमों को प्रसारित करने के लिए किया जाता था। एएम रेडियो बैंड में संचालित होने पर, इसे वाहक वर्तमान  प्रणाली के रूप में जाना जाता है।

उच्च आवृत्ति (≥ 1 मेगाहर्ट्ज)
उच्च आवृत्ति संचार संचार के लिए रेडियो स्पेक्ट्रम के बड़े हिस्से का उपयोग (पुनः) कर सकता है, या तकनीक के आधार पर चुनिंदा (संकीर्ण) बैंड का उपयोग कर सकता है।

होम नेटवर्किंग (लैन)
पावर लाइन संचार का उपयोग घरेलू कंप्यूटरों और बाह्य उपकरणों, और ईथरनेट  पोर्ट वाले घरेलू मनोरंजन उपकरणों को आपस में जोड़ने के लिए भी किया जा सकता है। पावरलाइन एडॉप्टर घर में मौजूदा इलेक्ट्रिकल वायरिंग का उपयोग करके ईथरनेट कनेक्शन स्थापित करने के लिए पावर आउटलेट्स में प्लग इन करता है (फ़िल्टरिंग के साथ पावर स्ट्रिप्स पावर लाइन सिग्नल को अवशोषित कर सकते हैं)। यह उपकरणों को समर्पित नेटवर्क केबल चलाने की असुविधा के बिना डेटा साझा करने की अनुमति देता है।

व्यापक रूप से तैनात पॉवरलाइन नेटवर्किंग मानक HD-PLC Alliance और HomePlug Powerline Alliance से हैं। लेकिन होमप्लग पॉवरलाइन एलायंस  ने अक्टूबर 2016 में घोषणा की कि वह अपनी गतिविधियों को बंद कर देगा, और एलायंस वेबसाइट ( article title ) को बंद कर दिया गया है। एचडी-पीएलसी, और होमप्लग एवी, जो होमप्लग विनिर्देशों का सबसे वर्तमान है,  आईईईई 1901  समूह द्वारा उनके मानक के लिए आधारभूत प्रौद्योगिकियों के रूप में अपनाया गया था, 30 दिसंबर 2010 को प्रकाशित। होमप्लग का अनुमान है कि 45 मिलियन से अधिक होमप्लग उपकरणों को दुनिया भर में तैनात किया गया है। अन्य कंपनियां और संगठन पावर लाइन होम नेटवर्किंग के लिए अलग-अलग विशिष्टताओं का समर्थन करते हैं और इनमें  यूनिवर्सल पॉवरलाइन एसोसिएशन,  SiConnect ,  Xsilon  और  ITU-T  का G.hn विनिर्देश शामिल हैं।

नॉन-होम नेटवर्किंग (लैन)
IoT अनुप्रयोगों के विविधीकरण के साथ, स्मार्ट बिल्डिंग, स्मार्ट फैक्ट्री, स्मार्ट सिटी, आदि के क्षेत्र में हाई-डेफिनिशन वीडियो डेटा और/या हाई-फ्रीक्वेंसी सेंसर डेटा के प्रसारण जैसे हाई-स्पीड डेटा संचार की मांग बढ़ रही है। ऐसे उपयोग के मामले, पावर लाइन संचार प्रौद्योगिकियों का भी उपयोग किया जा सकता है और मौजूदा केबलों का पुन: उपयोग करने का समान लाभ प्रदान करता है।

HD-पीएलसी ने एक मल्टी-हॉप तकनीक विकसित की है जिसका उपयोग बड़े पैमाने पर नेटवर्क बनाने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, चौथी पीढ़ी की एचडी-पीएलसी तकनीक कई चैनल प्रदान करती है, जो इष्टतम चैनल का चयन करके उच्च गति और लंबी दूरी की संचार को सक्षम बनाती है।

पावर लाइन पर ब्रॉडबैंड
ब्रॉडबैंड ओवर पावर लाइन (बीपीएल) ट्रांसफार्मर और ग्राहक आउटलेट (आमतौर पर 100 से 240 वी) के बीच ट्रांसफार्मर और एसी एलवी (कम वोल्टेज) तारों के बीच मौजूदा एसी एमवी (मध्यम वोल्टेज) विद्युत वितरण तारों पर दो-तरफा डेटा संचारित करने की एक प्रणाली है। ). यह डेटा संचार के लिए तारों के एक समर्पित नेटवर्क के खर्च और वायरलेस नेटवर्क में एंटेना, रेडियो और राउटर के एक समर्पित नेटवर्क को बनाए रखने के खर्च से बचा जाता है।

बीपीएल कुछ उसी रेडियो फ्रीक्वेंसी का उपयोग करता है जिसका उपयोग ओवर-द-एयर रेडियो सिस्टम के लिए किया जाता है। आधुनिक बीपीएल वेवलेट-ओएफडीएम, एफएफटी-ओएफडीएम, या आवृत्ति उछाल वृद्धि तरंग  का उपयोग करता है ताकि वास्तव में उन आवृत्तियों का उपयोग करने से बचा जा सके, हालांकि 2010 के पूर्व के बीपीएल मानक नहीं थे। इस दृष्टिकोण से बीपीएल की आलोचना पूर्व-ओपेरा, पूर्व-1905 मानकों की है।

बीपीएल ओपेरा मानक मुख्य रूप से यूरोप में आईएसपी द्वारा उपयोग किया जाता है। उत्तरी अमेरिका में इसका उपयोग कुछ स्थानों (वाशिंगटन द्वीप, WI, उदाहरण के लिए) में किया जाता है, लेकिन आमतौर पर इसका उपयोग फुर्तीला मीटर  और लोड प्रबंधन के लिए विद्युत वितरण उपयोगिताओं द्वारा किया जाता है।

आईईईई 1901 (एचडी-पीएलसी, होमप्लग) लैन मानक के अनुसमर्थन और मुख्यधारा के रूटर चिपसेट में इसके व्यापक कार्यान्वयन के बाद से, पुराने बीपीएल मानक एक इमारत के भीतर एसी आउटलेट के बीच संचार के लिए प्रतिस्पर्धी नहीं हैं, न ही इमारत और ट्रांसफॉर्मर के बीच जहां एमवी LV लाइनों से मिलता है।

अल्ट्रा-हाई फ्रीक्वेंसी (≥100 मेगाहर्ट्ज)
पावर लाइन पर भी उच्च सूचना दर प्रसारण एक अनुप्रस्थ मोड  सतह तरंग प्रसार तंत्र के माध्यम से प्रेषित माइक्रोवेव आवृत्तियों के माध्यम से आरएफ का उपयोग करता है जिसके लिए केवल एक कंडक्टर की आवश्यकता होती है। इस तकनीक के कार्यान्वयन को ई-लाइन (पावर लाइन संचार)|ई-लाइन के रूप में विपणन किया जाता है। ये कम फ़्रीक्वेंसी बैंड के बजाय 2–20 GHz तक के माइक्रोवेव का उपयोग करते हैं। जबकि ये  रेडियो खगोल विज्ञान  में हस्तक्षेप कर सकते हैं जब बाहर इस्तेमाल किया जाता है, तो नए तारों के बिना  फाइबर ऑप्टिक  केबलों के साथ प्रतिस्पर्धात्मक गति के फायदे इससे अधिक होने की संभावना है।

ये प्रणालियां प्रत्येक दिशा में 1 Gbit/s से अधिक सममित और पूर्ण द्वैध संचार का दावा करती हैं। 2.4 और 5.0 GHz बिना लाइसेंस वाले बैंड में एक साथ एनालॉग टेलीविजन के साथ कई वाई-फाई चैनल एक सिंगल मीडियम वोल्टेज लाइन कंडक्टर पर काम करते हुए प्रदर्शित किए गए हैं। क्योंकि अंतर्निहित प्रसार मोड बेहद ब्रॉडबैंड  (तकनीकी अर्थ में) है, यह 20 मेगाहर्ट्ज में कहीं भी काम कर सकता है – 20 गीगाहर्ट्ज़ क्षेत्र। चूंकि यह 80 मेगाहर्ट्ज से नीचे तक सीमित नहीं है, जैसा कि उच्च-आवृत्ति वाले बीपीएल के मामले में है, ये सिस्टम अन्य लाइसेंस प्राप्त या बिना लाइसेंस वाली सेवाओं के साथ साझा स्पेक्ट्रम के उपयोग से जुड़े हस्तक्षेप के मुद्दों से बच सकते हैं।

मानक
2010 की शुरुआत में मानकों के दो अलग-अलग सेट पावरलाइन नेटवर्किंग पर लागू होते हैं।

घरों के भीतर, IEEE 1901 मानक निर्दिष्ट करते हैं कि विश्व स्तर पर मौजूदा एसी तारों को डेटा उद्देश्यों के लिए कैसे नियोजित किया जाना चाहिए। IEEE 1901 में आधारभूत तकनीकों के रूप में HD-PLC और HomePlug AV शामिल हैं। कोई भी IEEE 1901 उत्पाद सह-अस्तित्व में हो सकता है और एक ही तकनीक का उपयोग करने वाले उत्पादों के बीच पूरी तरह से अंतःसंचालनीय हो सकता है। दूसरी ओर, मध्यम-आवृत्ति वाले घरेलू नियंत्रण उपकरण विभाजित रहते हैं, हालांकि X10 प्रमुख हो जाता है। पावर ग्रिड उपयोग के लिए, IEEE ने 2013 में IEEE 1901.2 नामक एक निम्न-आवृत्ति (≤ 500 kHz) मानक को मंजूरी दी है।

मानक संगठन
कई प्रतिस्पर्धी संगठनों ने विनिर्देशों को विकसित किया है, जिसमें होमप्लग पावरलाइन एलायंस (मृत), यूनिवर्सल पावरलाइन एसोसिएशन (मृत), और HD-PLC Alliance शामिल हैं। अक्टूबर 2009 को, ITU-T ने हाई-स्पीड पावरलाइन, कोएक्स और फोनलाइन संचार के लिए नेटवर्क के मानक के रूप में अनुशंसा G.hn/G.9960 को अपनाया। राष्ट्रीय ऊर्जा विपणक संघ  (एक अमेरिकी व्यापार निकाय) भी मानकों की वकालत करने में शामिल था। जुलाई 2009 में, IEEE पॉवर लाइन कम्युनिकेशन स्टैंडर्ड्स कमेटी ने पावर लाइनों पर ब्रॉडबैंड के लिए अपने ड्राफ्ट मानक को मंजूरी दी। IEEE 1901 अंतिम मानक 30 दिसंबर 2010 को प्रकाशित किया गया था, और इसमें होमप्लग  और HD-PLC की विशेषताएं शामिल थीं। IEEE 1901 और  IEEE 1905  के अनुरूप उपकरणों के माध्यम से पावर लाइन संचार  nVoy  प्रमाणन द्वारा इंगित किया गया है, जो 2013 में ऐसे उपकरणों के सभी प्रमुख विक्रेताओं के लिए प्रतिबद्ध हैं। राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान ने IEEE 1901 (HD-PLC, HomePlug AV) और ITU-T को शामिल किया है।  संयुक्त राज्य अमेरिका में स्मार्ट ग्रिड  के लिए आगे की समीक्षा के अधीन NIST द्वारा पहचाने गए अतिरिक्त मानकों के रूप में G.hn। IEEE 2013 में IEEE 1901.2 नामक लंबी दूरी की स्मार्ट ग्रिड के लिए कम आवृत्ति मानक के साथ आया था।

यह भी देखें

 * होमप्लग पॉवरलाइन एलायंस
 * होमपीएनए
 * आईईईई 1901
 * आईईईई 1675-2008
 * केएनएक्स (मानक)
 * पावर लाइन परिनियोजन पर ब्रॉडबैंड की सूची
 * लोनवर्क्स
 * स्मार्ट ग्रिड प्रोटोकॉल खोलें
 * कोक्स एलायंस पर मल्टीमीडिया
 * राष्ट्रीय आपातकालीन अलार्म पुनरावर्तक
 * आवासीय प्रवेश द्वार
 * यूनिवर्सल पॉवरलाइन एसोसिएशन
 * आईईसी 61334
 * एचडी-पीएलसी

आगे की पढाई

 * Powerline Communication: Potential and Critical System, Existing Technologies and Prospects for Future Development http://www.tesionline.it/default/tesi.asp?idt=34078



बाहरी कड़ियाँ

 * OSGP Alliance
 * European Telecommunications Standards Institute
 * European Telecommunications Standards Institute