Основные технологии передачи данных с интеллектуальных приборов учета в АСКУЭ

Основные технологии передачи данных с интеллектуальных приборов учета в АСКУЭ можно разделить на следующие группы:

• Системы передачи данных через локальное присоединение к сети Интернет (Ethernet). Это самый распространенный и надежный способ, который обеспечивает высокую скорость и качество связи. Для этого используется Ethernet-конвертер, который подключается к прибору учета и к локальной сети. Этот способ подходит для объектов, где есть доступ к Интернету и возможность прокладки кабеля.

• Системы передачи данных по сотовой сети мобильных операторов (GSM, GPRS, 3G, 4G). Это удобный и доступный способ, который позволяет передавать данные без привязки к месту установки прибора учета. Для этого используется GSM-модем или GPRS-конвертер, который подключается к прибору учета и к SIM-карте мобильного оператора. Этот способ подходит для объектов, где нет доступа к Интернету или проблематична прокладка кабеля, но есть хороший сигнал сотовой связи.

• Системы передачи данных по радиоканалу в сети “Интернет вещей” (LoRaWAN, NB-IoT). Это новые и перспективные технологии, которые обеспечивают низкую стоимость и долговечность связи. Для этого используется радиомодуль, который подключается к прибору учета и к базовой станции или мобильной сети. Этот способ подходит для объектов, где нет доступа к Интернету или сотовой связи, но есть покрытие радиосетью “Интернет вещей”.

Ethernet

Ethernet — способ передачи данных через локальное присоединение к сети Интернет. Используется Ethernet-конвертер. Ethernet — это стандарт сетевого взаимодействия, основанный на технологии множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Он был разработан в 1970-х годах в компании Xerox и стал широко распространенным в 1980-х годах благодаря своей простоте, надежности и низкой стоимости. Ethernet позволяет передавать данные со скоростью от 10 Мбит/с до 100 Гбит/с по медным или оптическим кабелям.
Основные преимущества Ethernet — это высокая пропускная способность, универсальность, совместимость и возможность использования различных топологий сети.
Основные недостатки Ethernet — это ограниченная длина кабеля, уязвимость к помехам и коллизиям, а также необходимость наличия дополнительного оборудования для подключения к Интернету.

GSM(CSD)

GSM(CSD) — cистема передачи данных с приборов учета по сотовой сети мобильных операторов. GSM — это стандарт мобильной связи второго поколения (2G), основанный на технологии множественного доступа с разделением по времени (TDMA). Он был разработан в 1980-х годах Европейским институтом стандартов связи (ETSI) и стал доминирующим стандартом в мире в 1990-х годах. GSM позволяет передавать данные со скоростью до 9,6 кбит/с по специальным каналам CSD (Circuit Switched Data), которые выделяются для каждого соединения.
Основные преимущества GSM — это широкое покрытие, высокое качество голосовой связи, безопасность и международная роуминговая совместимость.
Основные недостатки GSM — это низкая скорость передачи данных, высокая стоимость соединения и ограниченное количество доступных каналов CSD.

 GPRS/3G/4G

GPRS/3G/4G — надстройка над технологией мобильной связи GSM, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных. GPRS (General Packet Radio Service) — это технология мобильной связи 2.5G, которая появилась в конце 1990-х годов как расширение GSM. GPRS позволяет передавать данные со скоростью до 171,2 кбит/с по динамически выделяемым каналам, используя протокол IP.
Основные преимущества GPRS как канала передачи данных:

1. Высокая скорость передачи данных. GPRS позволяет передавать данные со скоростью до 171 Кбит/с, что является достаточно быстрой передачей для большинства приложений.
2. Экономия ресурсов. GPRS позволяет оптимизировать использование доступных ресурсов, что позволяет снизить затраты на передачу данных.
3. Глобальный охват. GPRS работает в сотовых сетях GSM, что обеспечивает его глобальный охват и возможность использования в различных странах мира.
4. Большой охват сети. Сети GPRS обладают большим охватом, чем сети 3G и 4G, что позволяет получить доступ к сети в большинстве мест.
5. Универсальность протоколов передачи данных. GPRS поддерживает различные протоколы передачи данных, такие как TCP/IP, что позволяет использовать различные приложения и сервисы.
6. Экономичность. GPRS позволяет передавать данные по сети мобильной связи, что часто является более экономичным, чем использование специальных сетей передачи данных

LoRaWAN

LoRaWAN — cистема передачи данных по радиоканалу в сети «Интернет вещей» на локальную базовую станцию. LoRaWAN — это стандарт сетевого протокола для беспроводных сетей низкой мощности и широкого радиуса действия (LPWAN), основанный на технологии модуляции LoRa (Long Range). Он был разработан в 2015 году альянсом LoRa Alliance, объединяющим более 500 компаний в области интернета вещей. LoRaWAN позволяет передавать данные со скоростью от 0,3 до 50 кбит/с на расстояние до 15 км в городской среде и до 40 км в сельской местности. Основные недостатки LoRaWAN — это ограниченная пропускная способность, высокая задержка передачи данных и необходимость использования специального оборудования для поддержки стандарта.
Основные преимущества LoRaWAN — это низкое энергопотребление, высокая помехоустойчивость, большая дальность связи даже в условиях городской застройки, возможность подключения большого количества устройств к одной базовой станции и адаптивная скорость передачи данных.

NB-IoT

NB-IoT — способ передачи данных по радиоканалу в сети «Интернет вещей», созданной мобильными операторами связи. NB-IoT (Narrowband Internet of Things) — это стандарт сетевого протокола для беспроводных сетей низкой мощности и широкого радиуса действия (LPWAN), основанный на технологии множественного доступа с разделением по частоте (FDMA). Он был разработан в 2016 году группой 3GPP, объединяющей ведущих производителей и операторов мобильной связи. NB-IoT позволяет передавать данные со скоростью до 250 кбит/с по лицензированным частотным диапазонам GSM, UMTS или LTE. Основные преимущества NB-IoT — это высокое качество связи, глубокое проникновение сигнала в зданиях и подземных сооружениях, возможность использования существующей инфраструктуры мобильной связи и поддержка глобальных стандартов.
Основные недостатки NB-IoT — это высокое энергопотребление, зависимость от операторов связи и отсутствие возможности ретрансляции и маршрутизации сообщений.

PLC

PLC — передача данных по тем же самым силовым проводам, к которым подключен счетчик, т. е. передача данных в АСКУЭ происходит по электросети. PLC (Power Line Communication) — это технология передачи данных по линиям электропередачи или электропитания, использующая высокочастотные импульсы для модуляции информации. Она была разработана в 1950-х годах для обеспечения связи между электростанциями и подстанциями. Она была стандартизирована в 1990-х годах Международной электротехнической комиссией (МЭК) в серии стандартов МЭК 60870-5. PLC позволяет передавать данные со скоростью от 1,2 до 500 кбит/с по существующим линиям электропередачи или электропитания. Основные преимущества PLC — это низкая стоимость, возможность использования имеющейся инфраструктуры, отсутствие необходимости получения частотного разрешения и простота установки и эксплуатации. Основные недостатки PLC — это низкая помехоустойчивость, зависимость от качества линий электропередачи или электропитания и ограниченная дальность передачи данных.

ZigBee

Выбор технологии передачи данных с приборов учета для проекта

В зависимости от требований к скорости передачи данных, дальности связи, энергопотреблению, стоимости и сложности реализации можно выбрать наиболее подходящую технологию для конкретного приложения. Например, для показаний через интернет, энергоучета, показаний счетчиков через интернет, автоматизированных систем учета и контроля расхода электроэнергии можно использовать такие технологии как Ethernet, GPRS/3G/4G, LoRaWAN или NB-IoT. Для автоматизации жилья, медицинского оборудования, систем промышленного мониторинга и управления, бытовой электроники и периферии ПК можно использовать такие технологии как PLC, ZigBee, Bluetooth или Wi-Fi.
Применение протоколов связи в энергосбережении, смарт-метринге и цифровизации имеет ряд преимуществ, таких как:

• Повышение эффективности и надежности работы электроэнергетических систем и объектов и качества энергоучета в целом;
• Снижение потерь и расходов на обслуживание и ремонт оборудования;
• Улучшение качества обслуживания потребителей и повышение их удовлетворенности
• Расширение возможностей для внедрения новых технологий и инноваций в электроэнергетике, внедрение автоматизированных систем учета и контроля расхода электроэнергии

Для реализации этих преимуществ необходимо выбирать протоколы связи, которые соответствуют специфике и требованиям конкретного приложения, а также обеспечивать их совместимость и безопасность. В этом плане важную роль играют стандарты и регуляторы, которые определяют правила и условия использования протоколов связи в различных сферах деятельности. Также необходимо учитывать технические характеристики и ограничения протоколов связи, такие как скорость передачи данных, дальность связи, энергопотребление, помехоустойчивость, стоимость и сложность реализации.

Все эти факторы влияют на выбор оптимального протокола связи передачи показаний счетчиков через Интернет для каждого конкретного случая. Специалисты ООО Комета готовы помочь с проектом решений и подбором необходимого оборудования для вашего конкретного случая. Кроме того, компания "Комета" готова взять на свое обслуживание любые системы АСКУЭ, на каких бы протоколах и технологиях передачи данных они не базировались.