1.GÜÇ HATLARINDA HABERLEŞME NEDİR? Güç hattı haberleşmesi, verinin kurulu olan elektrik hattı şebekesi üzerinden taşınması tekniğidir. Sistem mevcut elektrik kablolarını kullanarak geniş bantlı veri transferi imkânı sunmaktadır. Fazladan kablo çekme gereği duymaksızın hazır bulunan elektrik hattındaki prizlerden sisteme giriş sağlanabilmektedir. Bu sistem sayesinde smart home prensibi dediğimiz klima, buzdolabı, ışıklandırma sistemleri gibi elektronik aletlerin otomasyonu sağlanabilmektedir. Ama bu sisteminde bazı dezavantajları da mevcuttur. Enerji hattında meydana gelebilecek zayıflatıcı etki, değişken empedans ve yüksek gürültü etkin veri transferini olumsuz etkileyen faktörler arasında sayılabilir. Son zamanlarda bu sıkıntıları azaltmak için özel multipilexing ve error control coding teknikleri geliştirilmiştir. Şekil 1: Güç Hattında PLC şeması PLC teknolojisinde elektrik ve veri iletimi aynı kanal üzerinden gerçekleşir. Elektrik iletimi büyük ve yavaş değişen dalga ile sağlanırken, veri iletimi küçük ve hızlı değişen dalga ile sağlanır. İki iletimde farklı hızlarda sağlanmasına rağmen karşılıklı olarak engelleme söz konusu değildir. Bu sayede veri sinyalleri enerji hatları üzerinden dış dünyaya aktarılır ve iletişim sağlanmış olur.
2.NEDEN GÜÇ HATLARINDA HABERLEŞME? Günümüzde yerleşim merkezlerine yeni haberleşme alt yapıları kurmak oldukça zordur. Mevcut iletişimde kesinti yaşatmadan, her seviyede kullanıcıya cevap verecek şekilde çalışabilecek, ekonomik iletişim altyapısı ihtiyacı giderek artmaktadır. Hızla artan haberleşme faaliyetlerinin ve gelişen teknolojinin ihtiyaç duyduğu bant genişliği ve süreklilik gereksinimlerine aynı oranda cevap verilememektedir. Haberleşme şebekelerinin geliştirilmesi, yenilenmesi veya yeniden döşenmesine yönelik maliyetler, verilen hizmetlerin fiyatlarına yansıdığından, alternatif altyapı arayışı da artmaktadır. Bu noktada elektrik şebekesi devreye girmektedir. Elektrik hattı üzerinden haberleşme kalabalık şehirlerde ve taşrada kullanımda ciddi avantajlar sağlamaktadır. Her eve, odalardaki her prize erişen elektrik dağıtım hatlarının oluşturduğu alternatif yerel ağın, iletişimde kullanılması ile altyapı sorunu ortadan kalkmış olacaktır. Sistem sayesinde elektrik hattının ulaştığı her yere bilginin iletimi sağlanacaktır. İnsanlar bu şekilde ucuz ve kolay haberleşme imkânı bulabilecektir. Bu teknoloji, elektrik hatlarından oluşan altyapının kapsama alanının genişliği sayesinde diğer platformların sunamadığı oranda son kullanıcılara erişme imkânına sahiptir. Bu çalışma kapsamında birçok ülkede yaygın bir biçimde kullanılan ancak ülkemizde henüz yaygınlaşmamıştır. Powerline Communication (PLC) olarak adlandırılan teknoloji temelde iki amaçla kullanılmaktadır. Bunlar; elektrik hattı üzerinden, ses/veri iletmek ya da uzaktaki cihazları kontrol etmektir. Veri takibi, uzaktan kontrol, yüksek gerilim hatları haberleşmesi, otomatik sayaç okuma, ev otomasyonu, ses ve görüntü iletimi, internet bağlantısı vb. birçok uygulamada faydalanılan enerji hatları üzerinden haberleşme artık günümüzde yerini almaya başlamıştır.
3.PLC SİSTEMİNİN GELİŞİMİ Mevcut güç dağıtım hatlarını kullanarak iletişim veya veri aktarım yöntemi yeni bir fikir değildir. Bu tür bir iletişim protokolü ile 1838 yılında ilk uzaktan elektrik ölçüm çalışması yapıldı ve 1897 yılında güç hattı sinyalizasyonuna ait ilk patent İngiltere de yayımlandı. 1920 yılında American Telephone and Telegraph Company Güç Hattı Taşıyıcı Devresi için iki patent aldı. Ancak her ne kadar güç hattı üzerinden iletişim çalışmaları uzun zaman önce başlasa bile dünya çapında yaygın olarak kullanılan bir sistem değildi. PLC haberleşmesi üzerinden yapılan ilk çalışmalarda tek yönlü iletişim ve veri aktarım teknikleri üzerinde durulmuştur. Elektrik hatlarından iletişim, 1950 li yılların başlarında ortaya çıkmış ancak o günün şartlarında düşük veri iletim hızı ve yüksek tasarım maliyetleri sebebiyle bir haberleşme teknolojisi olarak görülmemiştir. Zaman içerisinde ortaya konulan modülasyon teknikleri ve gelişen teknoloji sayesinde Elektrik Hatlarından İletişim (EHİ) gerçek anlamda bir haberleşme teknolojisi haline gelebilmiştir. 1980 li yılların sonlarında çift yönlü haberleşme gerçekleştirilmiş ve sonraki birkaç yıl içerisinde kullanılabilir seviyelere ulaştırılmıştır. 20. yüzyılın sonlarında tek bir elektrik hattı üzerinden tüm enerji ve iletişim ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik Telli Toplum / Wired Society hayali, Her Eve Genişbant adı altında yeniden canlanmış bulunmaktadır. 1998 yılından itibaren serbestleşmeye başlayan elektrik sektörü için ellerinde bulunan altyapının sadece elektrik iletim ve dağıtımı için değil aynı zamanda telekomünikasyon amaçlı kullanılabilmesi fırsatını oluşturmuştur. Şirketler, dağıtım hatlarının telekomünikasyon alanında kullanılabilmesi ve EHİ teknolojisinin yaygınlaşması amacıyla çalışmalarına ağırlık vermişlerdir. Elektrik şirketleri bu teknoloji yardımıyla işletme ve kullanıcı ilişkileri tecrübelerini kullanarak hizmetlerinde farklılıklar meydana getirmek, bu sayede de kullanıcı sayısını ve çeşidini artırmayı planlamaktadırlar. Avrupa ABD ve Uzak Doğu da EHİ uygulamaları ve ticari denemeler 2003 yılından itibaren yaygınlaşmaya başlamıştır. Bununla birlikte EHİ teknolojilerinde yaşanan, hat üzerindeki gürültü ve zayıflamanın yüksek olması sebebiyle sinyallerin uzağa iletilememesi ve meydana gelen girişimleri ortadan kaldırılabilmesi yönünde iyileştirme çalışmaları devam etmektedir.
4.PLC STANDARTLARI Güç hatlarından haberleşme sistemleri için kullanılacak bant genişlikleri CENELEC standartları ile belirlenmiştir. Bant genişliğindeki sınırlandırmanın yanı sıra, kullanılacak güçler için de sınırlandırma yapılmıştır. Şekil 2: PLC Bant Genişliği Standartları A-Bandı (3 k Hz 95 k Hz) elektrik üreticileri için, B-Bandı (95 k Hz 125 k Hz) Erişim protokolü olmadan bütün uygulamalar için kullanılabilir, C-Bandı (125 k Hz 140 k Hz) Ev ağları için ayrılmıştır, D-Bandı (140 k Hz 148.5 k Hz) Alarm ve güvenlik sistemleri için ayrılmıştır. CENELEC standartlarına göre bant genişliklerinin ayrıldığı frekans aralıkları gösterilmiştir. PLC sinyalleri CENELEC standartlarında olmalıdır. Avrupa da, CENELEC EN 50065 1 standardı kullanılmaktadır. Bu standarda göre frekans bandı, sinyal genliği ve sinyal seviyesi özellikleri 95 k Hz - 148,5 k Hz frekans aralığında genel kullanım ve özel uygulamalar için 116 db uv ile sınırlandırılmıştır.
Ev ağlarında izin verilen sinyal seviyesi 116 db uv, endüstriyel alanlar da sinyal seviyesi 134dB uv değeri ile sınırlandırılmıştır. Bit oranını artırmak için, daha çok bant genişliğine ihtiyaç duyulmaktadır. Fakat belirlenen frekans bant genişliği sınırlarını aşmamak en önemli husustur. Tablo 1: Güç Hatlarında Haberleşme için Sinyal Seviyeleri Standartları Evde içi PLC sistemleri 116 db uv Endüstriyel PLC Sistemleri 134 db uv