Development of a simulator for powerline communication networks

The object of this thesis is the design and the development of a simulation system aimed at testing network management procedures to search smart meters installed on a powerline communication infrastructure. The goal of the meters'researches is to create a path that the data concentrator installed in a secondary substation can use to reach each and every smart meter, either directly or using other smart meters as repeaters. Albeit valid from an applicative and economic standpoint, powerline communications may be unreliable and sensitive to disturbances, which can invalidate the obtained results. To solve these issues, the research procedures should be performed more often; the nature of the powerline technology, however, makes the development and validation of such procedures difficult. With a view to obtain a tool that can be used for the definition of a network of virtual meters in which to test research procedures, the simulation system has been developed. Such system includes a software for the implementation of the simulation, a graphical user interface and a protocol adapter, used for direct interaction with the powerline network and its devices. The project was developed in the Network Technologies/Network Infrastructure division of E-Distribuzione, a R&D department of the company focused on the smart metering infrastructure and on tools for network diagnostics In spite of its limitations, attributable to the nature of this study, the project might prove useful to develop new communication techniques within powerline technologies.

La presente tesi riguarda la progettazione e lo sviluppo di un sistema di simulazione atto a sperimentare le procedure di ricerca dei contatori elettronici installati su reti di comunicazione a onde convogliate (powerline communication). Scopo di suddette operazioni di ricerca è l'ottenimento di un percorso con cui il concentratore di dati installato in sottostazione secondaria possa raggiungere ogni singolo contatore, sia direttamente, sia utilizzando come ripetitori altri contatori. Per quanto valide dal punto di vista applicativo ed economico, le reti a onde convogliate presentano delle criticità riguardo all'affidabilità della connessione e alla sensibilità ai disturbi; tali condizioni invalidano i percorsi ottenuti. Per ovviare a ciò, le procedure di ricerca andrebbero eseguite con maggior frequenza; tuttavia, per la natura stessa della tecnologia a onde convogliate, risulta difficile sviluppare e validare algoritmi di ricerca in grado di presentare risultati ripetibili. Al fine ottenere uno strumento con cui definire una rete di contatori virtuali su cui testare le procedure di ricerca, è stato sviluppato il sistema di simulazione oggetto del presente studio. Tale sistema si compone di un software in grado di implementare la simulazione, di un'interfaccia grafica e di un convertitore di protocolli, impiegato per l'interazione diretta con la rete a onde convogliate e i dispositivi su di essa installati. Il progetto è stato sviluppato presso la divisione Tecnologie di rete di E-Distribuzione, un reparto di ricerca e sviluppo specializzato nell'infastruttura di smart metering e negli strumenti di diagnostica di rete. Pur presentando delle limitazioni, dovute alla portata del presente studio, il progetto potrebbe risultare utile in vista dello sviluppo di nuove tecniche di comunicazione nell'ambito delle tecnologie powerline.