Câu 36: Trình bầy khái niệm, đặc điểm chính của công nghệ PLC. Vẽ cấu trúc hệ thống cung cấp dịch vụ PLC và giải tích các thành phần trong hệ thống đó.

- Khái niệm: CN PLC là CN truyền tín hiệu thông tin trên đường dây điện, sử dụng kỹ thuật điều chế OFDM, cung cấp tốc độ truy nhập internet lên tới 45Mbps.

- Đặc điểm:

+ Tốc độ luồng lên là 18Mb/s, tốc độ luồng xuống là 45Mb/s.

+ Có mặt ở khắp nơi trên đg dây điện lực.

+ Chưa có chuẩn chung

+ Chi phí hệ thống thấp.

+ Dễ dàng truy nhập mạng đơn giản chỉ cắm vào ổ điện. Không cần lắp cáp.

+ Chưa xác định đc sự phụ thuộc số thuê bao kết nối mạng.

+ Mạng truy nhập PLC được kết nối với các mạng viễn thông đường trục thông qua một trạm biến áp (hạ áp hoặc trung áp). Các mạng viễn thông đường trục có thể là mạng đường trục PLC hoặc các mạng đường trục viễn thông khác. Tín hiệu truyền dẫn từ đường trục được chuyển đổi để thích hợp với việc truyền dẫn trên mạng lưới điện hạ thế tại trạm gốc (a main/base station). Thông thường trạm gốc được đặt tại trạm biến thế và tại đây tín hiệu truyền thông được đưa vào đường dây tải điện, theo mạng lưới điện hạ thế tới từng hộ gia đình. Tại mỗi hộ gia đình hoặc khối cơ quan sẽ có một bộ lọc thực hiện phân tách tín hiệu thông tin băng rộng và tín hiệu điện.Trong mô hình PLC, các hộ gia đình chỉ cần một modem PLC là có thể sử dụng hệ thống  điện trong nhà  để hình thành một mạng LAN cùng chia sẻ tài nguyên, truy cập Internet, gọi điện thoại, xem truyền hình cáp... thông qua các ổ cắm điện.

+ Các chuẩn PLC :Vấn đề chuẩn hóa PLC các hệ thống mở hiện đang được ITU-R và ITU-T, ANSI và IEEE quan tâm và bao gồm những chuẩn sau:

^  ANSI C63.4 

^  HomePlug 1.0 

^  HomePlug AV (HPAV) 

^  IEEE P1675 

^  IEEE 1901

+ Cấp phát dung lượng động cho người dùng :Trong hệ thống PLC, đường cáp điện là một môi trường chia sẻ tài nguyên, làm việc theo nguyên tắc điểm- đa điểm. Sự truy nhập vào một kênh được quản lý bởi thiết bị PLC chủ. Thiết bị này cấp phát dung lượng động tới người dùng dựa vào yêu cầu tức thời của họ, do đó mà thông lượng có thể  đạt mức tối  đa. Điều này  được thực hiện bằng phương pháp truyền gói có định hướng.

+Phân mức ưu tiên dữ liệu : Các thiết bị PLC phân mức độ ưu tiên cho dữ liệu thời gian thực, đảm bảo chất lượng các dịch vụ như thoại và video khi truyền trên kênh PLC. Hệ thống PLC tự động phát hiện dữ liệu nào là mang tính thời gian thực và không yêu cầu thời gian thực dựa vào các giao thức. Các tín hiệu mang tính thời gian thực như thoại và video yêu cầu truyền dẫn với độ trễ nhỏ nhất. Các tín hiệu không yêu cầu thời gian thực như dữ liệu và chuyển file thì không quan tâm nhiều đến độ trễ.

+ Các  giao diện tiêu chuẩn: Thiết bị PLC có các giao diện tuân theo các chuẩn giao tiếp viễn thông cho phép thiết bị kết nối dễ dàng tới người dùng đầu cuối và tới các thiết bị khác trên đường trục chính. Đối với người sử dụng cần truy cập Internet họ chỉ cần nối máy tính vào các thiết bị CPE thông qua một cổng (cổng USB hoặc cổng Ethernet) của card mạng trên PC. Tương tự như vậy với các thiết bị khác sẽ kết nối thông qua các cổng tương thích khác.

+ Hệ thống quản lý mạng PLC: Nhằm có được một mạng truyền tin chất lượng cao, hệ thống quản lý được xem

như quan trọng hàng đầu. Hệ thống quản lý mạng PLC bao gồm:

^  Quản lý mạng và các phần tử mạng

^  Quản lý dịch vụ 

^ Quản lý cước

^  An ninh mạng

Các thiết bị PLC  được quản lý dựa trên hai giao thức DHCP, SNMP.

+ An ninh mạng: Hệ thống PLC sử dụng công nghệ V-LAN tuân theo chuẩn IEEE 802.1Q cho phép dữ liệu của một người sử dụng có thể tách riêng từ luồng dữ liệu. Kết quả là dữ liệu của người đó được bảo vệ an toàn. Để thực hiện mục tiêu này, hệ quản trị mạng khai báo mỗi một người dùng là duy nhất và là riêng biệt trên LAN. Hệ thống PLC sử dụng thuật toán mã hoá RC4 kết hợp với từ khoá Difie-Hellman tạo ra độ bảo mật cao tránh được nghe trộm.

- Cấu trúc mạng PLC:

Mạng PLC được chia thành hai hệ thống: 

+  Hệ thống ngoài nhà (Outdoor System) 

+  Hệ thống trong nhà (Indoor System).  

Outdoor System bao gồm phần chung của mạng phân phối điện hạ áp tính từ trạm biến áp  đến  điểm truy cập vào từng tòa nhà. Outdoor System kết nối với  đường trục backbone tại các trạm biến áp.

Indoor System chuyển và nhận tín hiệu thông tin từ điểm truy cập vào từng toà nhà đến từng ổ cắm điện trong khu vực nội bộ của toà nhà đó. Indoor System bao trùm toàn bộ phần mạng điện riêng của toà nhà.

Outdoor System và tất cả các kết nối của nó tới các hệ thống trong nhà (Indoor System) được gọi là một tế bào điện Power Cell.

Các thiết bị cơ bản của hệ thống PLC hiện nay gồm có: 

+  Bộ đầu - cuối (HeadEnd- HE)

+  Home Gateway (HG) 

+  Thiết bị trong nhà người dùng (CPE). 

Bộ đầu - cuối (HeadEnd -HE) :HE điều khiển hệ thống Outdoor System và kết nối của một tế bào điện Power cell tới mạng  đường trục. HE là một modem số tốc  độ cao nhận tín hiệu từ  đường trục backbone và thực hiện chức năng truyền nhận thông tin qua mạng điện lực.

HomeGateway - HG : Là cầu nối giữa hệ thống Outdoor và một hệ thống Indoor. Một HomeGateway cung cấp các ứng dụng LAN nội bộ trong nhà và đồng thời cải thiện điều kiện của kênh truyền  tránh những  nguyên nhân gây suy gim tín hiệu.

Thiết bị trong nhà của người dùng (CPE - Customer Premise Equipment): Là modem có một card PLC gồm nhiều giao diện phù hợp để kết nối tới những ứng dụng khác của người dùng máy tính, điện thoại cố định, điện thoại IP, fax v..v.

Các modem PLC phù hợp với truyền dữ liệu gói có  định hướng giống như của mạng IP. Lưu lượng thông tin đáp ứng yêu cầu của các dịch vụ thời gian thực như video hay VoIP. Tốc độ truyền hiện nay đạt được 45 Mbps (trải phổ 10 Mhz ), sử dụng kỹ thuật truyền dẫn đồng thời trên hai chiều và truyền thông theo phương thức điểm - đa điểm. Các thiết bị này cũng bao gồm một bộ công cụ

phần mềm cho phép quản lý điện năng, giám sát chất lượng dịch vụ QoS, tỉ số tín hiệu trên tạp âm SNR...và có kích thước nhỏ gọn.