Internet via Kabel Listrik / PLN (part.4)

Bagaimana Teknologi ini diimplementasikan?
Sejarah PLC
Pemain utama dalam telekomunikasi powerline ini adalah Norweb (anak Perusahaan United Utilities PLC, London), dan terutama adalah seorang stafnya yaitu Dr. Paul Brown.Pada tahun 1991, Dr. Brown ditunjuk untuk memimpin grup riset kecil pada Open University di Inggris untuk menyelidiki kelayakan telekomunikasi melalui kabel listrik. Dia menemukan bahwa di masa lalu banyak insinyur yang telah berjuang dengan ide-ide yang sama tetapi gagal karena noise. Setiap kali listrik dinyalakan, sejumlah besar gelombang disturbansi listrik melewati kabel dan mengubah setiap transmisi data secara simultan.
Dr. Brown dan rekan-rekan tim risetnya menemukan suatu ide menggunakan sinyal-sinyal pada frekuensi tinggi diatas frekuensi yang secara potensial mengubah noise. Meskipun begitu, hal ini juga ada masalahnya. Sinyal-sinyal frekuensi tinggi tidak mampu berjalan cukup jauh dan gaung atau pantulan dalam sistem dapat secara efektif menenggelamkan sinyal-sinyal itu. Tim riset memutuskan untuk menggunakan lebih dari satu frekuensi dan mengirim data dalam bentuk paket-paket diskrit yang dipandu oleh beberapa bentuk sistem pensinyalan. Pengujian dan penyempurnaan sistem ini dihasilkan pada uji coba proyek pilot dimana sekolah-sekolah dasar di Manchester telah mempunyai sambungan Internet dengan laju 1 Mbps (hampir 10 kali lebih cepat dari sambungan-sambungan ISDN yang telah ada).

Skema Jaringan

Menunjukkan tipikal skema jaringan untuk jaringan komunikasi data menggunakan jaringan distribusi listrik yang telah ada. Pada sisi pelanggan akhir dari jaringan, CAU (customer acces units, unit-unit akses pelanggan) menghubungkan peralatan pengguna apakah itu telpon, komputer atau yang lainnya, ke jaringan kabel listrik utama. CAU ini juga sebagai unit-unit pengkondisi yang berfungsi untuk mengisolasi secara elektrik peralatan-peralatan pengguna dari kabel listrik utama, juga untuk mengekstraksi sinyal data dari arus listrik. CAU ini dihubungkan ke infrastruktur komunikasi yang merupakan tegangan rendah induk (240-415 volt). Pada substasiun listrik dimana jaringan distribusi tegangan rendah berasal (telah diturunkan tegangan nya dari jaringan tegangan tinggi dengan transformer), sinyal-sinyal diinjeksikan ke dalam jaringan tegangan rendah dari jaringan data konvensional eksternal (kabel tembaga koaksial, kabel optik fiber, jaringan nirkabel, atau bahkan jaringan satelit). Jadi meskipun komunikasi data dapat dipropagasi melalui kabel listrik, beberapa jaringan konvensional harus tetap ada atau diinstal ke substasiun. Sampai saat ini belum ada metoda yang ditemukan untuk melakukan propagasi sinyal-sinyal data melalui jaringan tegangan tinggi (> 415 volt). Secara khusus, frekuensi sinyal daya listrik adalah dalam range 50/60Hz. Dengan pengkondisian, sinyal-sinyal data ini dinaikkan ke frekuensi ultra tinggi dalam range 500/600MHz, sehingga data dapat dilapiskan ke atas kabel utama listrik tanpa terjadi kondisi saling melemahkan. Interferensi diminimalkan dengan memecah arus data ke bentuk paket-paket sebelum diinjeksikan ke dalam jaringan listrik. Sistem komersial dapat menawarkan laju data digital dalam kecepatan kelipatan lebih dari 32 kbps ke maksimum arus yang diperkirakan mencapai 1 Mbps. Laju data ini relatif sangat stabil, bebas dari noise dan menawarkan spektrum-spektrum yang dapat digunaan dalam range 6 dsn 10 MHz ke para pelanggan akhir dari jaringan distribusi, dan kira-kira spektrum 20 MHz ke para pelanggan yang lebih dekat dengan substasiun. Lebih penting lagi, sambungan ini adalah permanen. Nilai tambah bagi perusahaan-perusahaan listrik adalah bahwa sekali teknologi ini diimplementasikan akan memungkinkan mereka untuk memperoleh nilai tambah ke jaringan mereka sendiri dengan berkemampuan untuk membaca meteran listrik pintar dan mampu menyediakan peranti pengelolaan demand/supply cerdas yang memberi kemampuan pada perusahaan dalam mengimplementasikan sistem tarif yang inovatif ataupun sistem reward energi yang lain.

1.3 Teknologi
Inti dari teknologi ini adalah kemampuan untuk menyediakan Jaringan Daya Terkondisi Frekuensi Tinggi (HFCPN, high frequency conditioned power network) dimana melalui jaringan ini data dapat dilewatkan. Sebagai mana ditunjukkan di atas, prinsip dasarnya adalah menginjeksikan sinyal-sinyal data ke dalam saluran daya listrik pada frekuensi 10 juta kali frekuensi dasar arus listrik (atau sekitar 500/600MHz). Untuk melakukan ini, dibutuhkan Unit-unit Pengkondisi (CU, conditioning units). Unit-unit ini merupakan pengkopel arah tiga terminal yang meliputi bagian high and low pass filter untuk membentuk suatu pengkopel arah frekuensi yang sensitif. Setiap CU mempunyai sebuah terminal jaringan (NP, network port), sebuah terminal distribusi komunikasi (CDP, communication distribution port), dan sebuah terminal distribusi listrik (EDP, electricity Distribution port), seperti nampak pada gambar di bawah ini:



CU ini memberikan kemampuan menyediakan hal-hal sbb :
• Interkoneksi sinyal-sinyal yang aman dan efisien di atas 1 MHz (misal: sinyal-sinyal data)
• Propagasi penunjuk arah sinyal di atas 1 MHz•Floor noise minimal di atas 1 MHz
• Isolasi beban-beban pelanggan yang berubah di atas 1 MHz
• Titik titik penghentian layanan jaringan yang cocok untuk pelayanan telekomunikasi dan listrik Kinerja spektral yang optimum dari jaringan kabel Frekuensi 1 MHz dipilih sebagai frekuensi terendah dimana pengkopel arah yang efektif dan efisien dapat dibangun dan masih menyediakan pelayanan 100 amp, 230/240 volt, 50 Hz kepada pelanggan domestik. Pengalaman sebelumnya dalam menggunakan jaringan distribusi listrik untuk membawa sinyal-sinyal frekuensi rendah (khususnya 3-500 kHz untuk switching pada peralatan-peralatan rumah tangga seperti sistem air panas, lampu jalanan, dll) menunjukkan bahwa atenuasi yang drastis dari sinyal-sinyal adalah jelas dikarenakan adanya capacitive reactance. Pengujian menunjukkan bahwa diatas 1 MHz, reactance induktif mulai menyelimuti capacitive reactance, dan jika impedansi saluran yang digunakan adalah sebesar 600 ohm, maka atenuasi dapat diterima.
Meskipun efisiensi spektral diperkirakan berada antara 6 dan 10 MHz untuk para pelanggan jarak jauh, dan 20 MHz untuk para pelanggan dekat, efisiensi overall dari jaringan HFCPN adalah tergantung pada sejumlah kriteria seperti:
• Tipe pelanggan dan densiti per distributornya (atau fase dari distribusi daya). Secara khusus kira-kira 50 (total 150 per 3 fase, 415 volt, distribusi tegangan rendah ke para pelanggan) di Inggris, dimana teknologi ini dikembangkan dan diuji cobakan. Di Amerika Utara, harga ini bisa cukup rendah sekitar 10-14 pelanggan per distributor.
• Tipe akses multiple yang diperlukan
• Densiti lalu-lintas data (baik saat rata-rata maupun puncak)
• Skema kompresi, coding dan modulasi, yang berpengaruh pada laju data bit per unit spektrum yang tersedia.
•Kebutuhan pelayanan, suara, data, streaming video, dll. Saat ini, teknologi ini tidak menyediakan sarana yang sangat efisien untuk lalu lintas suara. Sinyal-sinyal suara (analog) menempati lebar pita kira-kira pada 3,1 Khz. Pendigitalan ini akan menghasilkan sinyal digital yang akan menempati lebar pita 10 kali lebih besar (32 Khz), dan sehingga memungkinkan untuk hanya 12 kanal yang dapat beroperasi secara simultan per 4 MHz spektrum.