Power line communications: Comunicazioni PLC e Tecnologia Homeplug AV

Comunicazioni PLC

Il termine PLC (power line communication) denota un insieme di tecnologie che utilizzano la rete elettrica a medio e basso voltaggio per fornire servizi di telecomunicazione. Nate come una tecnologia a basso rate per sistemi di controllo oggi si sono diffuse anche nel mercato di consumo nelle più recenti versioni che supportano rate elevati (Broadband Power Line, BPL).
La rete elettrica è impiegata da molto per il trasporto di dati di controllo e monitoraggio a basso rate. Proprio la necessità di sviluppare reti elettriche moderne e di connetterle le une alle altre ha portato ad uno sforzo congiunto degli operatori del settore per la standardizzazione delle tecnologie PLC. Il primo organismo nato per occuparsi di questo processo è stato lo IEC (International Electrotechnical Commission).

L’impulso per un reale sviluppo delle tecnologie PLC era stato dato dalle conseguenze della Seconda Guerra Mondiale. La devastazione della guerra aveva , lasciato le linee elettriche in uno stato migliore di quelle telefoniche e in generale atte alle comunicazioni, primo obbiettivo strategico. I primi sistemi PLC si svilupparono quindi per necessità e convenienza perché presentavano una condizione di partenza vantaggiosa rispetto alla costruzione ex-novo di reti di telecomunicazione.

Ancora oggi questo fattore è uno di quelli trainanti per lo sviluppo e la diffusione dei sistemi PLC. A partire dagli anni ’90 i sistemi PLC hanno iniziato a diffondersi anche in ambito privato e domestico per applicazioni di automazione e controllo.

Infine, gli sforzi di standardizzazione hanno permesso di definire dei principi tecnologici che sono poi stati adottati dalle tecnologie che hanno di fatto iniziato l’espansione sul mercato. Tecnologie come Homeplug e il più recente Homeplug AV costituiscono uno standard industriale che ha saputo imporsi sul mercato diventando anche uno standard de facto.

Vantaggi e svantaggi delle comunicazioni PLC

Come ogni sistema reale, PLC presenta sia vantaggi che svantaggi nei confronti delle tecnologie rivali. Tra gli svantaggi c’è la relativa immaturità della tecnologia per quanto riguarda la trasmissione in esterno e per reti di accesso. Nel caso di elevati throughput invece i problemi si manifestano in termini di adeguatezza del mezzo trasmissivo e di emissioni elettromagnetiche che possono superare i limiti consentiti dalle norme vigenti e interferire con altre tecnologie (es: trasmissioni a medio raggio amatoriali e militari).

I principali vantaggi delle PLC invece comprendono il riutilizzo della rete elettrica come mezzo trasmissivo riducendo drasticamente i costi infrastrutturali e la potenzialità di avere una copertura capillare su tutto il territorio. Il riutilizzo di apparati esistenti si riflette positivamente anche sulla velocità di realizzazione delle reti PLC che hanno bisogno della sola installazione e configurazione degli apparati trasmissivi.
Il fatto di essere una tecnologia cablata poi costituisce un vantaggio in termini di sicurezza contro attacchi di tipo MIM (Man In the Middle), più comuni per le reti wireless.

Lo standard Homeplug AV

Le reti elettriche vengono viste dalle comunicazioni PLC come un mezzo condiviso utilizzabile da tutti i dispositivi per inviare e ricevere dati.
Per implementare un sistema completo di trasmissione è necessario occuparsi della trasmissione del canale fisico, del meccanismo di accesso al mezzo trasmissivo e delle funzionalità di livello rete per mettere in comunicazione i dispositivi.

Homeplug è lo standard industriale nato nel 2001 con l’obiettivo di soddisfare questi requisiti e diffondere la tecnologia PLC a livello domestico.
L’obiettivo è stato raggiunto ma lo standard, con un rate lordo a livello fisico di soli 14 Mb/s ha mostrato rapidamente le sue limitazioni nel soddisfare la sempre maggiore richiesta di banda per applicazioni multimediali. L’ultima versione dello standard, rilasciata nel 2005 risolve queste limitazioni introducendo un livello fisico con rate di 200 Mb/s e modificando i meccanismi di gestione della rete per renderli più efficienti.