Унапређење квалитета услуга код широкопојасног приступа интернету преко електродистрибутивних водова у Републици Србији

Abstract

Коришћење електроенергетских водова за пренос телекомуникационих сигнала датира још од краја 19. века. С обзиром на несразмерну инвестицију у доступне конвенционалне телекомуникационе технологије, идеја преноса телекомуникациох сигнала, првеснтвено у свху управљања аутоматском регулацијом у трафостаницама, је покренула истраживање и развој тзв. Power Line Communication (PLC). Током година, стандардизован је фреквенцијски опсег који је додељен за PLC комуникацију у CENELEC опсегу (3 kHz до 148,5 kHz), а ова ускопојасна двосмерна PLC комуникација је нашла своју масовнију примену у домену даљинско очитавања бројила електричне енергије и управљање потрошњом. Дакле, PLC технологија је користи за реализацију комуникационих сервиса у приступној равни, односно директно до крајњег корисника - потрошача електричне енергије. У међувремену, развијен је комерцијализован читав спектар савремених телекомуникационих технологија и сервиса које телекомуникациони оператери пружају својим корисницима. Исти ти корисници су корисници и услуге испоруке електричне енергије, која је у надлежности електродистрибутивних компанија. Електродистрибутивне компаније и произвођачи PLC опреме су у последњих 15 година препознали свој интерес инвестирајући у развој широкопојасне PLC комуникације, која подразумева коришћење фреквенцијског опсега од 1,6 MHz до 30 MHz, што омогућује и реализацију већих брзина преноса података (теоретски до 200 Mbit/s), како би се подржали широкопојасни сервиси као што је VoIP, VoD, као и брзи Интернет. Проширењем свога пословања и у овом смеру, електродистрибутивне компаније диверсификују своје услуге и бивају конкурентнији на либерализованом тржишту електричне енергије. У овом раду је дат преглед изазова и ограничења која су постављена пред коначну комерцијализацију широкопојасне PLC комуникације (BPL), као и предлог техничких решења којима се ти изазови и ограничења могу у оптималној мери превазићи, као и предлог конкретног пројектног истраживања а и евалуације показатеља који би били основа за верификацију примењивости BPL технологије 3 за реализацију приступне телекомуникационе равни и пружање широкопојасних сервиса крајњим корисницима. Рад је конципиран у 10 поглавља. Након уводног, првог поглавља у коме је описан предмет истраживања, мотивација за избор ове актуелне теме, циљеви истраживања, задаци, те допринос који се од резултата истраживања очекује, у следећем поглављу је приказан детаљан преглед врста електроенергетских водова који се могу наћи у експлоатацији и њихових карактеристика у погледу пружања телекомуникационих услуга. Наиме, постоје различите врсте електроенергетских проводника којима се реализују, како подземне, тако и надземне мреже. Како нисконапонски водови нису примарно пројектовани за пренос телекомуникационог саобраћаја, те и саме њихове конструкцијске и техничке карактеристике нису оптималне за пренос ове врсте сигнала, свака врста проводника, као и његова примена у смислу начина реализације вода, дужине, гранања и сл., представља на неки начин јединствен модел BPL канала, са својим специфичним карактеристикама. Треће поглавље представља преглед елемената PLC система и теоријску анализу карактеристика и утицаја сваког од његових елемената на перформансе PLC комуникације. С обзиром да топологија електроенергетске мреже значајно утиче на топологију PLC мреже којој се по њој реализује, у четвртом поглављу је представљен приказ различитих топологија електродистрибутивних мрежа ниског напона, кроз опис организације PLC приступних мрежа у смислу методологије избора оптималног места за инсталацију PLC базне станице на мрежи, сегментирања PLC мреже за приступ, као и случајеви у којима је неопходно коришћење регенератора PLC сигнала и гејтвеја у PLC мрежи. На електроенергетској мрежи се јавља значајан број различитих шумова који утичу на PLC, односно BPL комуникацију. Пето поглавље категорише и специфицира врсте сметњи које се јављају у нисконапонским, али и средњенапонским мрежама. Такође, у оквиру овог поглавља представљене су и модулационе технике које су нашле примену у PLC системима, свака са својим предностима и недостацима, са предлогом и описом OFDM модулације као оптималне модулације за PLC комуникацију. 4 Поред модулационих техника, неопходно је сагледати технике комутације телекомуникационог саобраћаја у оквиру PLC система, као и идентификовати ефикасан MAC протокол за примену у приступној PLC мрежи. Наведено је представљено у шестом поглављу. Наиме, сваки од конвенционалних MAC протокола има своје предности и недостатке за поуздану примену у PLC системима, те је за реализацију предложен својеврсни концепт хибридног MAC протокола који би био прикладан за примену у PLC мрежи уважавајући могуће сценарије захтева за доделом капацитета и приступа PLC мрежи од стране комуникационих чворова, односно крајњих корисника. Свака од широкопојасних телекомуникационих услуга које су и циљне услуге за пружање корисницима по приступној широкопојасној PLC мрежи, имају и своје захтеве у погледу квалитета услуге који потребно обезбедити, како би предложена технологија пружања услуге могла бити конкурентна у односу на конвеницоналне телекомуникационе технологије. У седмом поглављу су описане врсте мултимедијалног садржаја које се предвиђају за пренос по приступној широкопојасној PLC мрежи, као и захтеви за квалитетом (QoS) за сваки од мултимедијалних садржаја. Широкопојасни PLC (Broadband Power Line – BPL) има своја ограничења, како техничка, која су наведена у претходним поглављима, тако и регулаторна. Наиме, BPL комуникација интерферира са другим системима који користе исти фреквенцијски спектар, што је нарочито изражено код надземних водова који се понашају као антене и зраче сигнал у околни простор. У осмом поглављу је представљен регулаторни аспект имплементације BPL технологије и система, на глобалном плану, али и кроз регулаторни оквир у Републици Србији. У деветом поглављу, је предложено конкретно пројекатно истраживање за идентификацију показатеља који би били основа за верификацију примењивости BPL технологије за реализацију приступне телекомуникационе равни и пружање широкопојасних сервиса крајњим корисницима у Републици Србији. У последњем, десетом поглаваљу је систематизован закључак.