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. Penelitian saat ini ditekankan pada bidang modulasi, coding, dan kompresi dari sinyal-sinyal analog dengan tujuan memperbaiki situasi yang ada.
Hal ini menggambarkan bahwa teknologi ini dapat menjadi fondasi untuk jaringan akses lokal alternatif yang berkemampuan menyediakan penyebaran yang cepat (seperti infrasruktur media, kabel-kabel daya yang telah ada) dari pelayanan-pelayanan telekomunikasi digital maju untuk perumahan. Konsep jaringan yang diajukan mempunyai lapisan jaringan pertama berbasis pada substasiun listrik lokal seperti nampak pada Gambar di bawah ini :
Ciri-ciri Telekomunikasi PowerLine
Dari penyelidikan dan penelitian diperoleh bahwa ada dua aplikasi komunikasi data yang berbeda melalui jaringan distribusi listrik. Yang pertama, Norweb's Digital PowerLine (DPL) yang merupakan aplikasi skala besar dimana jaringan distribusi induk listrik tegangan rendah digunakan sebagai pembaawa untuk komunikasi data. Yang kedua adalah aplikasi seperti PoweRnet(r)TM yang menyediakan jaringan data ke perumahan dalam lokasi tunggal menggunakan saluran-saluran listrik yang ada dalam gedung.
• Norweb's Digital PowerLine (DPL)
Digital PowerLine menggunakan bagian tegangan rendah dari infrastruktur distribusi listrik yang telah ada guna menyediakan pelayanan data ke pelanggan di rumah-rumah. DPL mengimplementasikan model yang benar-benar mirip dengan yang dibahas pada bagian 2.0 di atas. Disini segmen tegangan rendah dari jaringan listrik diubah ke dalam bentuk Local Area Network (LAN). Sistem DPL terdiri atas 4 elemen perangkat keras, yaitu Mainstation DPL 1000, Basestation DPL 1000, Unit Pengkopel DPL, dan Modul Komunikasi DPL 1000.
Menunjukkan layout tipikal dari komponen-komponen DPL. Inti dari sistem DPL adalah jaringan data Norweb's SDH (155 Mbps) yang memasok sambungan ke subsation-substation terkait ke dalam sistem DPL. Pada setiap substation listrik, ada Mainstation DPL 1000 dan Substation DPL 1000.
• Mainstation DPL 1000. Unit ini menyediakan fungsi-fungsi pengelolaan jaringan maju. Komponen ini bertanggung jawab sebagai pengkonsentrasi kinerja tinggi dari lalulintas protokol Internet (IP) ke dalam jaringan backbone. Sekalipun gambar 1 menggambarkan jaringan SDH fiber optik, jaringan backbone ini dapat menjadi line of sight radio, kabel tembaga koaksial, atau media optik fiber yang lain. Sambungan ke provider dan ke Internet publik dicapai melalui jaringan backbone ini. Sinyal-sinyal data dari backbone dilewatkan melalui basestation DPL 1000
• Mainstation DPL 1000. Unit yang dikontrol oleh Mainstation ini, menghubungkan distributor saluran daya tegangan rendah ke sinyal-sinyal data yang diturunkan dari backbone melalui mainstation. Sinyal-sinyal data diinjeksikan ke dalam sisi tegangan rendah dari transformer daya. Input ke basestation dilakukan melalui media jaringan data konvensional dari jaringan backbone (misalnya fiber, koaksial, dll) dengan output ke jaringan distribusi listrik melalui line card yang disambungkan langsung ke induk tegangan rendah.
• Unit Pengkopel DPL. Peranti ini diinstal di tempat pelanggan, umumnya berdekatan dengan meter listrik yang telah ada. Alat ini menerima dan mentransmisikan semua data melalui kabel listrik tegangan rendah dan disambungkan ke Modul Komunikasi DPL 1000. Peranti ini menyediakan isolasi elektrik antara peranti-peranti data (komputer, telpon, dll) dan listrik induk. Unit ini sering dianggap berfungsi sebagai unit pengkondisi karena mengkondisikan atau membuat sinyal data bisa digunakan.
• Modul Komunikasi DPL 1000. Unit ini beroperasi mirip dengan modem konvensional. Alat ini dihubungkan dengan komputer personal ataupun peranti data yang lain (mesin faximile, atau telpon) dan mempunyai software komunikasi yang terpasang di setiap pelanggan atau pemakai. Software ini akan digunakan untuk memungkinkan provider memberikan akses ke produk-produknya (dalam model yang mirip dengan peranti pengakses televisi kabel), dan memungkinkan pelayanan berbeda kualitas tergantung pada kebutuhan pelanggan.
Sambungan antara unit pengkopel dan modul komunikasi dengan peranti data milik pelanggan dilakukan melalui kabel tembaga koaksial konvensional. Kombinasi software/hardware dapat medukung provider layanan multiple dan ini dapat diup-grade melalui software yang dapat mendown-load jaringan.
Teknologi ini memungkinkan perusahaan listrik baik dalam penyediaan pelayanan-pelayanan utamanya sendiri, atau memberikan lisensi pada pihak ketiga dalam menyediakan pelayanan-pelayanan seperti Internet, video, dan kadang-kadang suara. Operator perusahaan listrik dapat menyediakan infrastruktur dan menyewakan jaringan kepada para provider (misal Telstra atau Optus, dll). Kunci keuntungan bagi perusahaan listrik dalam memberikan kemampuan untuk masuk ke pasar telekomunikasi dengan memanfaatkan DPL, adalah:
• Meminimalkan biaya kapital dengan memanfaatkan infrastruktur yang telah ada
• Keuntungan dari pelayanan permanen (tidak seperti provider yang telah ada dimana sambungannya telah established dan maintained)
• Memungkinkan perusahaan listrik untuk berkemampuan menawarkan banyak jenis layanan dari berbagai provider. Yang secara langsung adalah kemampuan untuk menyediakan flat rate yang permanen, sambungan Internet kecepatan tinggi akan memberi kemampuan pada perusahaan listrik untuk menawarkan kepada pelanggan layanan-layanan baru seperti siaran yang dapat dicharge, layanan-layanan multimedia interaktif seperti CD berkualitas audio, video klip, animasi, game kecepatan tinggi, dan video conferencing.
Disamping itu perusahaan listrik akan mampu meningkatkan pelayanan-pelayanan inti mereka sendiri seperti pengelolaan energi dan penagihannya dengan menggunakan meter listrik pintar, sistem pengontrol dapat program, dan peranti pengelolaan supply/demand cerdas.
