Tecnologías PLC

Agosto 2015

Canal de Transmisión

La red de suministro eléctrico no ha sido concebida para el transporte de señales de alta frecuencia (HF, por sus siglas en inglés). Por lo tanto, se deben considerar las limitaciones de este medio para garantizar la buena transmisión de señales de alta frecuencia sin perturbar los dispositivos próximos y las frecuencias de la banda de radio de 1 a 30 MHz. Algunas frecuencias de esta banda se reservan para el ejército o para los radioaficionados.
Se debe de tener en cuenta toda esta información para poder proporcionar suficiente ancho de banda al usuario final.

Se trata de limitar la potencia de funcionamiento necesaria para transmitir los datos al tiempo que se garantiza el suficiente ancho de banda y se limitan los efectos del ruido y la distorsión en la línea. La solución: combinar una señal con las mejores prestaciones posibles y un acoplamiento óptimo de la red PLC a la red de suministro eléctrico.

Existen dos métodos de acoplamiento: acoplamiento capacitativo en paralelo a la red eléctrica o acoplamiento inductivo mediante el uso de un núcleo magnético. Para instalaciones de interiores, el acoplamiento capacitativo es el predeterminado cuando se conecta el equipo PLC al enchufe eléctrico. El problema surge únicamente en las instalaciones de exteriores ya que son mucho más difíciles de instalar.

Técnicas de modulación de datos

El principal desafío de las PLC es "conseguir" un ancho de banda con un bajo nivel de emisión, donde la energía eléctrica de transmisión se limite en la línea eléctrica, o un tratamiento de la señal con las mejores prestaciones posibles para superar esta restricción en los niveles de emisión.

En las soluciones actuales se usan dos tipos de modulación: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, en español Multiplexación de división de frecuencia ortogonal) y Spread Spectrum (o modulación de espectro expandido).

OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Multiplexación de división de frecuencia ortogonal)

La técnica de transmisión OFDM se basa en una transmisión simultánea en n bandas de frecuencia (entre 2 y 30 MHz) con N cantidad de portadoras por banda. La señal se comparte entre las portadoras. Las frecuencias de trabajo se eligen de acuerdo con las normas de regulación; las otras se "apagan" con el uso de software. La señal se emite a un nivel de ancho de banda suficientemente alto para poder aumentar el flujo y luego se aplica a varias frecuencias de forma simultánea. Si una de estas frecuencias es atenuada, la señal se transmitirá en todo caso gracias a la transmisión simultánea. El espectro de la señal OFDM presenta un uso óptimo de la banda asignada debido a la ortogonalidad de las subportadoras.

Importante: El comité de Homeplug eligió esta modulación OFMD para todos los equipos del estándar Homeplug. Esta modulación también se usa para transmisiones WiFi (802.11a) inalámbricas

SS: Modulación Spread Spectrum (Espectro expandido)

El principio que subyace a la modulación del espectro expandido consiste en "expandir" información por una banda de frecuencia mucho más ancha que la banda necesaria, con el propósito de contrarrestar la señales de interferencia y las distorsiones relacionadas con la propagación: la señal se confunde con el ruido. La señal se codifica separadamente y se asigna un código a cada usuario. Este código se decodifica luego cuando llega a su destino. La expansión se garantiza aplicando señales pseudo-aleatorias que se denominan código expansor. La recepción de esta señal se ve como un ruido si el receptor no conoce el código. Debido a que la señal se transmite a un nivel más bajo que el ruido, el ancho de banda es bajo. De esta manera, la modulación de espectro expandido se optimiza para contrarrestar el ruido, reduciendo los efectos producidos por éste.

La modulación CDMA Code Division Multiple Access (Acceso múltiple por división de código) es un tipo de modulación de espectro expandido que se usa en algunas soluciones PLC.

Cuando se describen las distintas soluciones existentes, se observa que las soluciones que utilizan una modulación de espectro expandido tienden a ser aplicaciones con un ancho de banda estrecho, mientras que sólo aquellas soluciones que utilizan OFDM presentan un incremento en el ancho de banda.

Conexión de datos

Todas las soluciones PLC deben incluir una capa física robusta y un eficiente protocolo de acceso a la capa de red. Este protocolo controla la división de los medios de transmisión entre muchos clientes, en tanto que la capa física especifica la modulación, la codificación y el formato de los paquetes.

El método de acceso utilizado por las máquinas PLC es CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), que es el mismo método que se usa en las redes Wifi inalámbricas.

Escrito por Françoise Cacciaguerra – - Noviembre de 2003

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