El IEEE Std 1901-2010 es un estándar para dispositivos de comunicación de alta velocidad (hasta 500 Mbit / s en la capa física) a través de líneas eléctricas, a menudo llamadas banda ancha sobre líneas eléctricas (BPL). [1] El estándar utiliza frecuencias de transmisión por debajo de 100 MHz. Este estándar es utilizable por todas las clases de dispositivos BPL, incluidos los dispositivos BPL utilizados para la conexión (<1500 m hasta las instalaciones) a los servicios de acceso a Internet , así como los dispositivos BPL utilizados dentro de los edificios para redes de área local , aplicaciones de energía inteligente , plataformas de transporte (vehículos ) y otras aplicaciones de distribución de datos (<100 m entre dispositivos). [2]
El estándar IEEE Std 1901-2010 reemplazó una docena de especificaciones de líneas eléctricas anteriores. Incluye un protocolo intersistema de coexistencia (ISP) obligatorio. El ISP IEEE 1901 evita la interferencia cuando las diferentes implementaciones de BPL se operan muy cerca unas de otras. [3]
Para manejar varios dispositivos que intentan usar la línea al mismo tiempo, IEEE Std 1901-2010 es compatible con TDMA , pero CSMA / CA (también usado en WiFi ) es comúnmente implementado por los dispositivos vendidos. [4] [5]
El estándar 1901 es obligatorio para iniciar la carga de CC del vehículo eléctrico SAE J1772 (CA usa PWM) y el único protocolo de línea eléctrica para redes heterogéneas IEEE 1905 .1. Fue muy recomendado en los estándares de redes inteligentes IEEE P1909.1 porque son principalmente para el control de dispositivos de CA, que por definición siempre tienen conexiones de alimentación de CA, por lo que no se requieren conexiones adicionales.
Estado
El grupo de trabajo IEEE P1901 comenzó en junio de 2005. Más de 90 organizaciones contribuyeron al estándar. La mitad de las organizaciones eran de Estados Unidos, una cuarta parte de Japón y la última cuarta parte de Europa. [3]
IEEE 1901 completó un estándar formal IEEE Std 1901-2010 publicado en diciembre de 2010. El grupo de trabajo que mantiene y amplía los estándares está patrocinado por el Comité de Estándares de Comunicación de Línea Eléctrica de IEEE (PLCSC). [6] IEEE Std 1901-2020 se publicó en enero de 2021.
Adopciones
UIT-T G.9972
El protocolo de coexistencia ISP IEEE 1901 se amplió para admitir la familia de estándares de redes domésticas de la Unión Internacional de Telecomunicaciones conocida como G.hn , y fue adoptado por el UIT-T como Recomendación UIT-T G.9972. [7]
SGIP
El Smart Grid Interoperability Panel (SGIP) iniciado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU. Exige la implementación del mecanismo de coexistencia ISP IEEE 1901 (o ITU-T G.9972) en todas las tecnologías que operan en líneas eléctricas. NISTIR 7862: Directriz para la implementación de la coexistencia de estándares de comunicación de líneas eléctricas de banda ancha [8] El estándar IEEE 1901 está incluido en el Catálogo de estándares SGIP [9]
DLNA
En 2012, la Digital Living Network Alliance (DLNA) anunció que era compatible con los estándares IEEE 1901. [10]
SAE y IEC 62196
Los estándares SAE J1772 e IEC 62196 para la carga de vehículos eléctricos incluyen IEEE 1901 como estándar para la comunicación de la línea eléctrica entre el vehículo, la estación de carga de CC externa y la red inteligente , sin requerir un pin adicional; SAE International y la IEEE Standards Association están compartiendo sus borradores de estándares relacionados con la red inteligente y la electrificación de vehículos. [11]
IEEE 1905.1
IEEE 1901 es el estándar de comunicación por línea eléctrica compatible con el estándar IEEE 1905.1 para una red doméstica digital convergente. [12]
Descripción
Los estándares de 1901 incluyen dos capas físicas diferentes, una basada en la modulación de multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) FFT y otra basada en la modulación OFDM de ondas . Cada PHY es opcional y los implementadores de la especificación pueden incluir ambos, pero no están obligados a hacerlo. El FFT PHY se deriva de la tecnología HomePlug AV y se implementa en productos basados en HomePlug. Wavelet PHY se deriva de la tecnología HD-PLC y se implementa en productos basados en HD-PLC. [13] Asciende a 1024-QAM .
La PHY de transformada rápida de Fourier (FFT) incluye un esquema de corrección de errores hacia adelante (FEC) basado en el código turbo convolucional (CTC). La segunda opción "Wavelet PHY" incluye un FEC obligatorio basado en código Reed-Solomon (RS) y convolucional concatenados , y una opción para usar código de verificación de paridad de baja densidad ( LDPC ). [14]
Además de estas dos capas físicas, se definieron dos capas diferentes de Control de acceso a medios (MAC); uno para redes domésticas y el otro para acceso a Internet . [15] Se necesitaban dos MAC porque cada aplicación tiene requisitos diferentes.
Para gestionar la coexistencia entre PHY y MAC se desarrolló el Protocolo entre sistemas (ISP). El ISP permite que varios dispositivos y sistemas BPL compartan recursos de comunicación (frecuencia / tiempo) cuando se instalan en una red con cableado eléctrico común. ISP permite la coexistencia de dispositivos compatibles con 1901 y dispositivos compatibles con ITU-T G.hn. El protocolo proporciona división de frecuencia configurable para acceso y división de tiempo para uso doméstico con una granularidad compatible con los requisitos de calidad de servicio (QoS) de las aplicaciones de audio y video más exigentes. [dieciséis]
Una enmienda en 2019, IEEE 1901a-2019, define una forma más flexible de separar canales OFDM wavelet para aplicaciones de Internet de las cosas . [17]
Estándares relacionados
Otro grupo comercial llamado el Foro HomeGrid se formó en 2008 para promover la UIT-T hogar normas conocidas como redes G.hn . La Recomendación UIT-T G.9972 aprobada en junio de 2010 especifica un mecanismo de coexistencia para transceptores de redes domésticas capaces de funcionar a través de cableado eléctrico. Esta recomendación se basa en IEEE 1901 ISP. [18]
IEEE 1675 fue aprobado en 2008. Proporcionó estándares de prueba y verificación para el hardware comúnmente utilizado para instalaciones de banda ancha sobre línea eléctrica (BPL) (principalmente acopladores y envolventes) y métodos de instalación estándar para garantizar el cumplimiento de los códigos y estándares aplicables. [19]
Otras normas IEEE patrocinadas por el Comité de normas de comunicación de líneas eléctricas: [20]
- "IEEE P1909.1" .: Práctica recomendada para equipos de comunicación de redes inteligentes: métodos de prueba y requisitos de instalación
- "IEEE 1905.1" .: Estándar para una red doméstica digital convergente para tecnologías heterogéneas. [12]
- "IEEE 1775" .: Grupo de trabajo EMC de comunicación por línea eléctrica.
Estándares derivados
Los dos estándares a continuación y sus enmiendas también fueron redactados por el mismo comité. A pesar de los diferentes anchos de banda y frecuencias abordados, se basan en tecnologías similares especializadas en sus principales áreas de uso. Los tres incluyen disposiciones para la seguridad y autenticación criptográficas. [20]
- IEEE 1901.1: Comunicaciones de línea eléctrica de frecuencia media (menos de 12 MHz) para aplicaciones de redes inteligentes. Utiliza cualquier tipo de OFDM, puede utilizar TDMA o CSMA y modula hasta 16-QAM. Tiene disposiciones para ISP. [21]
- IEEE 1901.2: Comunicaciones de línea eléctrica de banda estrecha de baja frecuencia (menos de 500 kHz) para aplicaciones de redes inteligentes. Fue autorizado en 2010 y aprobado como estándar en octubre de 2012. Admite velocidades de datos de hasta 500 kbps. [22] Solo utiliza FFT OFDM. Admite CSMA o un sistema de prevención de colisiones con notching de frecuencia (similar a FDMA), aunque los análisis tienden a creer que el mecanismo CSMA se utilizará con menos frecuencia ya que requiere el envío de un preámbulo, mientras que FDMA se admite naturalmente como parte del tono adaptativo (frecuencia) picking. [23] En comparación con los otros dos estándares, tiene la mayoría de las partes simplificadas o minimizadas debido a la menor velocidad y el alcance de uso más limitado. Modula hasta 16-QAM, admite redes de hasta 72 kV y tiene disposiciones para enviar datos a través de un transformador. También describe la posibilidad de interoperabilidad con G3-PLC / PRIME CENELEC A. [22]
Un IETF RFC Draft aborda las capas superiores del protocolo, es decir, las especificaciones de pasar paquetes IPv6 sobre las capas PHY y MAC de sistemas PLC como IEEE 1901. 6LoWPAN se usaba anteriormente para este propósito, pero no coincide exactamente con el caso de uso. [24]
Disponibilidad
Los estándares IEEE 1901 son promovidos por grupos comerciales como HomePlug Powerline Alliance y HD-PLC Alliance. [25] Panasonic es un miembro de la HD-PLC Alianza, y licencias de sus patentes y tecnologías que soporte IEEE 1901. [26] megachips (ex, Kawasaki Microelectrónica, también miembro) anunciaron un producto en 2011. [27] El Qualcomm El programa de marketing de redes Hy-Fi combina IEEE 1901 (en tomas de CA en todas las habitaciones) con IEEE 802.11ad (que no atraviesa las paredes) con la marca Wi-Fi .
Debido a que IEEE 1905 incluye y requiere el cumplimiento de IEEE 1901, este y el régimen de certificación nVoy también indican el cumplimiento de 1901. Generalmente, los consumidores confían en la marca nVoy para demostrar que el dispositivo es compatible con redes gigabit IEEE 1901.
Ver también
- Comunicación por línea eléctrica
- InicioPlug
- G.hn
- InicioPNA
- HD-PLC
Referencias
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enlaces externos
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