Со стандартом IEEE Std 1901-2010 является стандартом для высокой скорости (до 500 Мбит / с на физическом уровне) коммуникационных устройств через линии электропередач, которые часто называют широкополосного доступа по линии электропередач (BPL). [1] Стандарт использует частоты передачи ниже 100 МГц. Этот стандарт может использоваться всеми классами устройств BPL, включая устройства BPL, используемые для подключения (<1500 м до помещения) к службам доступа в Интернет, а также устройства BPL, используемые в зданиях для локальных сетей , интеллектуальных энергетических приложений , транспортных платформ (транспортных средств). ) и другие приложения для распределения данных (<100 м между устройствами). [2]
Стандарт IEEE Std 1901-2010 заменил десяток предыдущих спецификаций Powerline. Он включает обязательный межсистемный протокол сосуществования (ISP). IEEE 1901 ISP предотвращает помехи, когда различные реализации BPL работают в непосредственной близости друг от друга. [3]
Для обработки нескольких устройств, пытающихся использовать линию одновременно, IEEE Std 1901-2010 поддерживает TDMA , но CSMA / CA (также используемый в WiFi ) чаще всего реализуется продаваемыми устройствами. [4] [5]
Стандарт 1901 является обязательным для инициирования зарядки электромобилей SAE J1772 постоянным током (переменный ток использует ШИМ) и единственного протокола Powerline для гетерогенных сетей IEEE 1905 .1. Это было настоятельно рекомендовано в стандартах интеллектуальных сетей IEEE P1909.1, поскольку они предназначены в первую очередь для управления устройствами переменного тока, которые по определению всегда имеют подключения к источнику переменного тока, поэтому никаких дополнительных подключений не требуется.
Статус
Рабочая группа IEEE P1901 начала свою работу в июне 2005 года. Более 90 организаций внесли свой вклад в разработку стандарта. Половина организаций была из США, четверть из Японии и последняя четверть из Европы. [3]
IEEE 1901 завершил официальный стандарт IEEE Std 1901-2010, опубликованный в декабре 2010 года. Рабочая группа, которая поддерживает и расширяет стандарты, спонсируется Комитетом по стандартам связи по линиям электропередач IEEE (PLCSC). [6] IEEE Std 1901-2020 был опубликован в январе 2021 года.
Усыновления
ITU-T G.9972
Протокол сосуществования ISP IEEE 1901 был расширен для поддержки семейства стандартов домашних сетей Международного союза электросвязи, известных как G.hn , и принят ITU-T как Рекомендация ITU-T G.9972. [7]
SGIP
Группа Smart Grid Interoperability Panel (SGIP), инициированная Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST), требует внедрения механизма сосуществования ISP IEEE 1901 (или ITU-T G.9972) во всех технологиях, работающих на линиях электропередач. NISTIR 7862: Руководство по внедрению сосуществования стандартов широкополосной связи по линиям электропередач [8] Стандарт IEEE 1901 включен в Каталог стандартов SGIP [9]
DLNA
В 2012 году Digital Living Network Alliance (DLNA) объявил о поддержке стандартов IEEE 1901. [10]
SAE и IEC 62196
Стандарты SAE J1772 и IEC 62196 для зарядки электромобилей включают IEEE 1901 в качестве стандарта для связи по линии электропередачи между транспортным средством, внешней зарядной станцией постоянного тока и интеллектуальной сетью , не требуя дополнительного вывода; SAE International и IEEE Standards Association делятся своими проектами стандартов, касающихся интеллектуальных сетей и электрификации транспортных средств. [11]
IEEE 1905.1
IEEE 1901 - это стандарт связи по линиям электропередач, поддерживаемый стандартом IEEE 1905.1 для конвергентной цифровой домашней сети. [12]
Описание
Стандарты 1901 включают в себя два разных физических уровня: один основан на модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) БПФ, а другой - на вейвлет- модуляции OFDM. Каждый PHY является необязательным, и разработчики спецификации могут, но не обязаны, включать оба. FFT PHY является производным от технологии HomePlug AV и используется в продуктах на основе HomePlug. Wavelet PHY основан на технологии HD-PLC и используется в продуктах на основе HD-PLC. [13] Он идет до 1024-QAM .
Быстрое преобразование Фурье (БПФ) физический уровень включает в себя прямое исправлении ошибок схемы (ПИО) на основе сверточной турбо - коде (ККА). Второй вариант «Wavelet PHY» включает обязательный FEC на основе конкатенированного кода Рида-Соломона (RS) и сверточного кода , а также возможность использования кода проверки на четность с низкой плотностью ( LDPC ). [14]
Поверх этих двух физических уровней были определены два разных уровня управления доступом к среде (MAC); один для домашней сети, а другой для доступа в Интернет . [15] Два MAC-адреса были необходимы, потому что у каждого приложения свои требования.
Для управления сосуществованием между PHY и MAC был разработан межсистемный протокол (ISP). ISP позволяет различным устройствам и системам BPL совместно использовать коммуникационные ресурсы (частота / время) при установке в сети с общей электропроводкой. ISP позволяет сосуществовать устройствам, совместимым с 1901, и устройствам, совместимым с ITU-T G.hn. Протокол обеспечивает настраиваемое частотное разделение для доступа и временное разделение для дома со степенью детализации, совместимой с требованиями к качеству обслуживания (QoS) наиболее требовательных аудио- и видеоприложений. [16]
Поправка IEEE 1901a-2019 от 2019 года определяет более гибкий способ разделения вейвлет-каналов OFDM для приложений Интернета вещей . [17]
Связанные стандарты
Еще одна торговая группа называется HomeGrid Форум был создан в 2008 году для содействия МСЭ-Т для домашних сетей стандартов , известных как G.hn . Рекомендация ITU-T G.9972, утвержденная в июне 2010 года, определяет механизм сосуществования для домашних сетевых приемопередатчиков, способных работать через проводку по линиям электропередач. Эта рекомендация основана на IEEE 1901 ISP. [18]
Стандарт IEEE 1675 был утвержден в 2008 году. Он предоставил стандарты тестирования и проверки для оборудования, обычно используемого для установок широкополосной связи по линиям электропередачи (BPL) (в основном, соединителей и корпусов), и стандартные методы установки, чтобы гарантировать соответствие применимым нормам и стандартам. [19]
Другие стандарты IEEE, спонсируемые Комитетом по стандартам связи по линиям электропередач: [20]
- «IEEE P1909.1» .: Рекомендуемая практика для коммуникационного оборудования Smart Grid - методы испытаний и требования к установке.
- «IEEE 1905.1» .: Стандарт конвергентной цифровой домашней сети для гетерогенных технологий. [12]
- «IEEE 1775» .: Рабочая группа EMC связи по линиям электропередач.
Производные стандарты
Два приведенных ниже стандарта и поправки к ним также написаны одним и тем же комитетом. Несмотря на различную полосу пропускания и рассматриваемые частоты, они основаны на аналогичных технологиях, ориентированных на их основные области использования. Все три включают положения о криптографической безопасности и аутентификации. [20]
- IEEE 1901.1: Среднечастотная (менее 12 МГц) связь по линиям электропередачи для приложений Smart Grid. Он использует любой тип OFDM, может использовать TDMA или CSMA и модулирует до 16-QAM. В нем есть условия для провайдера. [21]
- IEEE 1901.2: низкочастотная (менее 500 кГц) узкополосная связь по линиям электропередачи для приложений Smart Grid. Он был разрешен в 2010 году и утвержден в качестве стандарта к октябрю 2012 года. Он поддерживает скорость передачи данных до 500 кбит / с. [22] Он использует только FFT OFDM. Он поддерживает CSMA или предотвращение столкновений с частотным вырезом (FDMA-подобный), хотя аналитики склонны полагать, что механизм CSMA будет использоваться реже, поскольку он требует отправки преамбулы, в то время как FDMA, естественно, поддерживается как часть адаптивного тонального сигнала. (частота) комплектация. [23] По сравнению с двумя другими стандартами, в нем большинство частей упрощено или минимизировано из-за более низкой скорости и более ограниченного объема использования. Он модулирует до 16-QAM, поддерживает сети до 72 кВ и имеет средства для передачи данных через трансформатор. Также описывается возможность взаимодействия с G3-PLC / PRIME CENELEC A. [22]
Проект IETF RFC обращается к более высоким уровням протокола, а именно к особенностям прохождения пакетов IPv6 через уровни PHY и MAC систем PLC, таких как IEEE 1901. 6LoWPAN ранее использовался для этой цели, но он не совсем соответствует варианту использования. [24]
Доступность
Стандарты IEEE 1901 продвигаются торговыми группами, такими как HomePlug Powerline Alliance и HD-PLC Alliance. [25] Panasonic является членом HD-PLC Alliance, а также лицензии на патенты и технологии, поддержка IEEE 1901. [26] MegaChips (бывший, Kawasaki Microelectronics, также является членом) объявил продукт в 2011 году [27] The Qualcomm Маркетинговая программа сети Hy-Fi объединяет IEEE 1901 (на розетках переменного тока в каждой комнате) с IEEE 802.11ad (который не проникает через стены) под брендом Wi-Fi .
Поскольку IEEE 1905 включает и требует соответствия IEEE 1901, он и режим сертификации nVoy также указывают на соответствие 1901. Обычно потребители полагаются на знак nVoy, чтобы показать, что устройство поддерживает гигабитные сети IEEE 1901.
Смотрите также
- Связь по линии электропередач
- HomePlug
- G.hn
- HomePNA
- HD-PLC
Рекомендации
- ^ Наягам, Арун; Rajkotia, Purva R .; Кришнам, Манджунатх .; Риндчен, Маркус. (Февраль 2014 года). «Глава 13». В Berger, Lars T .; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Шнайдер, Дэниел М. (ред.). IEEE 1901: широкополосная связь по сетям электропередач . CRC Press. С. 391–426. ISBN 9781466557529. Архивировано из оригинального 19 мая 2014 года. Неизвестный параметр
|book-title=
игнорируется ( справка ) - ^ «Опубликован окончательный стандарт широкополосной связи по линиям электропередачи IEEE 1901» . Пресс-релиз . Ассоциация стандартов IEEE. 1 февраля 2011 . Проверено 23 декабря 2013 года .
- ^ а б Жан-Филипп Фор (май 2011 г.). «Реалии ратификации IEEE 1901 года» . IEEE Smart Grid .
- ^ «Система доступа IEEE 1901: обзор ее уникальности и мотивации» (PDF) . Morse.colorado.edu . Проверено 15 мая 2018 .
- ^ «Справедливость протоколов MAC: IEEE 1901 против 802.11» (PDF) . Infoscience.epfl.ch . Проверено 15 мая 2018 .
- ^ Жан-Филипп Фор (декабрь 2011 г.). «Комитет по стандартам связи по линиям электропередач» . Официальный сайт . Общество связи IEEE . Проверено 6 ноября 2013 года .
- ^ ITU-T (июнь 2010 г.). «G.9972: Механизм сосуществования для приемопередатчиков проводных домашних сетей» . Официальный сайт .
- ^ NIST SGIP (1 июня 2012 г.). «НИСТИР 7862» . Официальный сайт .
- ^ NIST SGIP (31 января 2013 г.). «Каталог стандартов SGIP» . Официальный сайт .
- ^ DLNA (12 марта 2012 г.). «DLNA® одобряет HomePlug AV и HD-PLC Powerline Networking для расширения возможностей подключения цифрового дома» . Пресс-релиз . Проверено 23 декабря 2013 года .
- ^ Покрзива, Джек; Рейди, Мэри (12 августа 2011 г.). «Комбинированный разъем SAE J1772 для зарядки переменного и постоянного тока совершенствуется с помощью IEEE» . SAE International . Архивировано из оригинального 14 июня 2012 года . Проверено 12 августа 2011 года .
- ^ а б Коэн, Etan G .; Хо, Дункан; Mohanty, Bibhu P .; Райкотия, Пурва Р. (февраль 2014 г.). «глава 15». В Berger, Lars T .; Швагер, Андреас; Пагани, Паскаль; Шнайдер, Дэниел М. (ред.). IEEE 1905.1: конвергентная цифровая домашняя сеть . CRC Press. С. 391–426. ISBN 9781466557529. Неизвестный параметр
|book-title=
игнорируется ( справка ) - ^ «Изучите продукты HD-PLC» . Официальный веб-сайт HD-PLC Alliance . Февраль 2021 г.
- ^ Стефано Галли, О. Логвинов (июль 2008 г.). «Последние разработки в области стандартизации линий электропередач в рамках IEEE». Журнал IEEE Communications . 46 (7): 64–71. DOI : 10.1109 / MCOM.2008.4557044 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка ) Обзор предложения P1901 PHY / MAC.
- ^ С. Голдфишер, С. Танабе, «Система доступа IEEE 1901: обзор ее уникальности и мотивации», IEEE Commun. Mag., Т. 48, вып. 10, октябрь 2010 г., стр. 150–157.
- ^ IEEE-SA (18 июня 2009 г.). «Рабочая группа IEEE по широкополосной связи по линиям электропередач утверждает положения для MAC / PHY и межсистемного протокола» (PDF) .
- ^ «IEEE 1901a-2019 - одобренный IEEE проект стандарта для широкополосной связи в сетях с линиями электропередач: управление доступом к среде передачи данных и поправка к спецификациям физического уровня: усовершенствование для приложений Интернета вещей» . standard.ieee.org .
- ^ «G.9972: Механизм сосуществования для приемопередатчиков проводных домашних сетей» . ITU-T . Ноябрь 2011 г.
- ^ «IEEE STD 1675-2008: Стандарт IEEE для оборудования широкополосной связи по линиям электропередач». 7 января 2009 г. doi : 10.1109 / IEEESTD.2008.4747595 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ а б «Активные рабочие группы и проекты» . Комитет по стандартам связи по линиям электропередач .; «Опубликованные стандарты» . Комитет по стандартам связи по линиям электропередач .
- ^ «IEEE 1901.1-2018: Стандарт для средней частоты (менее 12 МГц) линии электропередачи для приложений Smart Grid». DOI : 10.1109 / ieeestd.2018.8360785 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ а б «IEEE 1901.2-2013: Стандарт для низкочастотной (менее 500 кГц) узкополосной связи по линиям электропередачи для приложений Smart Grid». DOI : 10.1109 / ieeestd.2013.6679210 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Леклер, Джим; Никташ, Афшин; Леви, Виктор (22 мая 2013 г.). «ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 5676: Обзор, история и создание IEEE P1901.2 для узкополосного OFDM PLCr» . Максим Интегрированный .
- ^ Лю, Бинг; Хоу, Цзяньцян; Перкинс, Чарльз; Тан, Сяоцзюнь; Хонг, Ён-Гын. «Передача пакетов IPv6 по сетям ПЛК» . tools.ietf.org .
- ^ «Стандарты и сертификация» . Альянс HD-PLC . Проверено 23 декабря 2013 года .
- ^ Panasonic (7 июня 2010 г.). «Panasonic начинает лицензирование патентов и технологий HD-PLC» . Официальный сайт .
- ^ Альянс HD-PLC (25 июля 2011 г.). «Первый в мире LSI, полностью соответствующий стандарту IEEE 1901, готов для нанесения логотипа HD-PLC» .
Внешние ссылки
- Рэй Уиллингтон (20 апреля 2010 г.). «Альянсы HomePlug Powerline получают поддержку IEEE: скоро появится стандарт - HotHardware» . HotHardware - мы на сайте . Проверено 23 июля 2011 года .
- «HD-PLC (связь по линии электропередачи высокой четкости)» . Официальный сайт . Альянс HD-PLC . Проверено 10 февраля 2021 года .
- «Основные характеристики, одобренные для широкополосного доступа через Powerline» . Монтаж и обслуживание кабелей . 16 июля 2010 . Проверено 23 июля 2011 года .
- Фредерик Онадо (июнь 2010 г.). «Интервью Hometoys с Фредериком Онадо, главным операционным директором SPiDCOM по поводу IEEE 1901» . Электронный журнал HomeToys Home Technology . Архивировано из оригинала 18 июля 2011 года . Проверено 23 июля 2011 года .