Comunicación por línea eléctrica
Control del hogar (banda estrecha)Editar
La tecnología de comunicaciones por línea eléctrica puede utilizar el cableado de energía eléctrica dentro de un hogar para la automatización del hogar: por ejemplo, control remoto de iluminación y electrodomésticos sin instalación de cableado de control adicional.
Normalmente, los dispositivos de comunicación de línea eléctrica de control doméstico funcionan modulando una onda portadora de entre 20 y 200 kHz en el cableado doméstico del transmisor. La portadora está modulada por señales digitales. Cada receptor en el sistema tiene una dirección y puede ser comandado individualmente por las señales transmitidas a través del cableado doméstico y decodificadas en el receptor. Estos dispositivos pueden estar conectados a tomacorrientes de corriente regulares o cableados permanentemente en su lugar. Dado que la señal de la portadora puede propagarse a hogares cercanos (o apartamentos) en el mismo sistema de distribución, estos esquemas de control tienen una «dirección de la casa» que designa al propietario. Una tecnología popular conocida como X10 se ha utilizado desde la década de 1970.
El «universal powerline bus», introducido en 1999, utiliza modulación de posición de pulso (PPM). El método de capa física es un esquema muy diferente al X10. LonTalk, parte de la línea de productos de automatización del hogar de LonWorks, fue aceptada como parte de algunos estándares de automatización.
Las comunicaciones de línea de alimentación de banda estrecha de baja velocidad comenzaron poco después de que el suministro de energía eléctrica se generalizara. Alrededor del año 1922, los primeros sistemas de frecuencia portadora comenzaron a operar sobre líneas de alta tensión con frecuencias de 15 a 500 kHz para fines de telemetría, y esto continúa. Los productos de consumo, como las alarmas para bebés, han estado disponibles al menos desde 1940.
En la década de 1930, se introdujo la señalización portadora de ondulación en los sistemas de distribución de media (10-20 kV) y baja tensión (240/415 V).
Durante muchos años, la búsqueda de una tecnología bidireccional barata adecuada para aplicaciones como la lectura remota de contadores continuó. Electricité de France (EDF) creó un prototipo y estandarizó un sistema llamado «spread frequency shift keying» o S-FSK. (Ver IEC 61334) Ahora es un sistema simple de bajo costo con una larga historia, sin embargo, tiene una velocidad de transmisión muy lenta, entre 200 y 800 bits por segundo. En la década de 1970, la Compañía de Energía Eléctrica de Tokio realizó experimentos que reportaron una operación bidireccional exitosa con varios cientos de unidades.
Desde mediados de la década de 1980, ha habido un aumento del interés en utilizar el potencial de las técnicas de comunicación digital y el procesamiento de señales digitales. La unidad es producir un sistema confiable que sea lo suficientemente barato como para ser instalado ampliamente y capaz de competir de manera rentable con las soluciones inalámbricas. Pero el canal de comunicaciones powerline de banda estrecha presenta muchos desafíos técnicos, un modelo de canal matemático y una encuesta de trabajo están disponibles.
Las aplicaciones de las comunicaciones de red varían enormemente, como se esperaría de un medio tan ampliamente disponible. Una aplicación natural de la comunicación por línea eléctrica de banda estrecha es el control y la telemetría de equipos eléctricos como medidores, interruptores, calentadores y electrodomésticos. Una serie de avances activos están considerando estas aplicaciones desde el punto de vista de los sistemas, como la gestión de la demanda. De este modo, los aparatos domésticos coordinarían de forma inteligente el uso de los recursos, por ejemplo, limitando las cargas máximas.
Las aplicaciones de control y telemetría incluyen tanto aplicaciones de «servicios públicos», que involucran equipos que pertenecen a la empresa de servicios públicos hasta el medidor doméstico, como aplicaciones de «consumo», que involucran equipos en las instalaciones del consumidor. Las posibles aplicaciones del lado de los servicios públicos incluyen lectura automática de contadores (AMR), control dinámico de tarifas, gestión de carga, registro de perfil de carga, control de crédito, prepago, conexión remota, detección de fraude y gestión de redes, y podrían ampliarse para incluir gas y agua.
El Protocolo de red inteligente abierta (OSGP) es una de las tecnologías y protocolos de PLC de banda estrecha más probados para medición inteligente. Hay más de cinco millones de contadores inteligentes, basados en OSGP y que utilizan PLC BPSK, instalados y operativos en todo el mundo. La Alianza OSGP, una asociación sin fines de lucro establecida originalmente como ESNA en 2006, lideró un esfuerzo para establecer una familia de especificaciones publicadas por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) utilizadas en conjunto con el estándar de redes de control ISO/IEC 14908 para aplicaciones de redes inteligentes. OSGP está optimizado para proporcionar una entrega confiable y eficiente de información de comando y control para medidores inteligentes, módulos de control de carga directa, paneles solares, pasarelas y otros dispositivos de red inteligente. OSGP sigue un enfoque moderno y estructurado basado en el modelo de protocolo OSI para cumplir con los desafíos cambiantes de la red inteligente.
En la capa física, OSGP utiliza actualmente ETSI 103 908 como su estándar tecnológico. En la capa de aplicación OSGP, ETSI TS 104 001 proporciona un almacenamiento de datos orientado a tablas basado, en parte, en el ANSI C12.19 / MC12.19 / 2012 / Estándares IEEE Std 1377 para Tablas de Datos de Dispositivos Finales de la Industria de servicios Públicos y ANSI C12.18 / MC12.18 / IEEE Std 1701, para sus servicios y encapsulación de carga útil. Este sistema estándar y de mando no solo proporciona medidores inteligentes y datos relacionados, sino también para la extensión de uso general a otros dispositivos de red inteligente.
Un proyecto de EDF, Francia, incluye gestión de la demanda, control del alumbrado público, medición y facturación a distancia, optimización de tarifas específicas para el cliente, gestión de contratos, estimación de gastos y seguridad de las aplicaciones de gas.
También hay muchas aplicaciones especializadas que utilizan el suministro de red dentro del hogar como un enlace de datos conveniente para la telemetría. Por ejemplo, en el Reino Unido y Europa, un sistema de monitoreo de audiencia de TV utiliza comunicaciones a través de líneas eléctricas como una ruta de datos conveniente entre dispositivos que monitorean la actividad de visualización de TV en diferentes habitaciones de un hogar y un concentrador de datos que está conectado a un módem telefónico.
Banda estrecha de velocidad media
La tecnología del sistema de Transporte de línea de distribución (DLC) utilizaba un rango de frecuencia de 9 a 500 kHz con una velocidad de datos de hasta 576 kbit/s.
La Comisión Europea financió de 2003 a 2006 un proyecto denominado Gestión de la energía en tiempo real a través de líneas eléctricas e Internet (REMPLI).
En 2009, un grupo de proveedores formó la alianza PoweRline Intelligent Metering Evolution (PRIME). Como se entrega, la capa física es OFDM, muestreada a 250 kHz, con 512 canales de cambio de fase diferencial de 42 a 89 kHz. Su velocidad de transmisión más rápida es de 128,6 kilobits/segundo, mientras que su velocidad más robusta es de 21,4 kbit / s. Utiliza un código convolucional para la detección y corrección de errores. La capa superior suele ser IPv4.
En 2011, varias empresas, incluidos operadores de redes de distribución (FEDER, Enexis), proveedores de contadores (Sagemcom, Landis&Gyr) y proveedores de chips (Maxim Integrated, Texas Instruments, STMicroelectronics, Renesas) fundaron la Alianza G3-PLC para promover la tecnología G3-PLC. G3-PLC es el protocolo de capa baja para habilitar infraestructura a gran escala en la red eléctrica. G3-PLC puede operar en la banda CENELEC A (35 a 91 kHz) o en la banda CENELEC B (98 kHz a 122 kHz) en Europa , en la banda ARIB (155 kHz a 403 kHz) en Japón y en FCC (155 kHz a 487 kHz) para los EE. La tecnología utilizada es OFDM muestreada a 400 kHz con modulación adaptativa y mapeo de tonos. La detección y corrección de errores se realiza mediante un código convolucional y la corrección de errores de Reed-Solomon. El control de acceso de medios requerido se toma de IEEE 802.15.4, un estándar de radio. En el protocolo, 6LoWPAN ha sido elegido para adaptar IPv6 una capa de red de Internet a entornos restringidos que son las comunicaciones de línea de alimentación. 6LoWPAN integra enrutamiento, basado en la carga de red de malla, compresión de encabezado, fragmentación y seguridad. El G3-PLC ha sido diseñado para una comunicación extremadamente robusta basada en conexiones fiables y de alta seguridad entre dispositivos, incluido el cruce de transformadores de Media a Baja Tensión. Con el uso de IPv6, el G3-PLC permite la comunicación entre medidores, actuadores de red y objetos inteligentes. En diciembre de 2011, la tecnología de PLC G3 fue reconocida como un estándar internacional en la UIT en Ginebra, donde se hace referencia a ella como G. 9903, transceptores de comunicación de línea eléctrica de multiplexación por división de frecuencia ortogonal de banda estrecha para redes G3-PLC.
Transmisión de programas de radioEditar
A veces se usaba PLC para transmitir programas de radio a través de líneas eléctricas. Cuando se opera en la banda de radio AM, se conoce como sistema de corriente portadora.