Fundamento y Marco Teorico de PLC

Fundamentos de PLC (Power Line Communication) ¿Qué es PLC (Power Line Communication)?

PLC (Power Line Communications) o PLM (Power Line Modem) se refiere a cualquier tecnología que permita transferir datos a velocidad de banda estrecha (1Mbps) y a través de la red eléctrica usando una tecnología avanzada de modulación. Funcionamiento

El texto que lleva como título Diseño de una Red PLC (MORALES & OÑA MORALES , 2009) que habla sobre cómo llevar esta tecnología a grandes rasgos, como quien dice implementarlo en todo un país nos dice que “Actualmente la red de acceso para la transmisión de datos es uno de los mayores impedimentos para tener conectividad total en una región, debido al alto costo que implica su instalación, por lo que no cubre áreas donde la población se encuentra alejada y dispersa. La tecnología PLC es una alternativa que se presenta para enfrentar el problema de acceso tanto en áreas cercanas como en áreas alejadas ya que involucra a una de las infraestructuras más extendida en el territorio nacional como lo es la Red de transmisión eléctrica.” A nivel local es mucho más sencillo que es a lo que nos enfocaremos, la forma de utilizarlo es de la siguiente manera, el modem que el proveedor de Internet proporciona deberá estar conectado por un pequeño cable Ethernet a un adaptador powerline que se conecta a un enchufe de electricidad de la casa o empresa; este adaptador funciona en una red powerline “adaptador central” y es el transmisor principal de señalización, los demás adaptadores funcionan como receptores tal y como se muestra en la Fig. 1.

Fig. 1. Diagrama del funcionamiento de la tecnología PLC a nivel local, en este caso está instalada en una casa. Tomada de (Becerra, 2014).

Marco Teórico Beneficios y Desventajas de usar PLC.

El PLC es una tecnología es una tecnología que al competir con otras es más rápida y muy sencilla de ocupar e instalar, en comparación de por ejemplo el Wifi, pero también tienes sus desventajas tal como se muestra en la Tabla 1. Tabla 1. Ventajas y Desventajas del PLC. Modificada de (Méndez, 2010)

Ventajas

Desventajas

Conexión en cualquier enchufe

Rendimiento dependiente de la instalación eléctrica

Puede alcanzar altas velocidades

Interferencias

Baja latencia

Necesidad de un adaptador por toma

Configuración sencilla (PnP)

Muy segura (Encriptación 128 bits AES)

Baja compatibilidad entre los distintos adaptadores

Recomendación de ocupar un enchufe

Algunos ruidos que afectan a la tecnología PLC, tales y como nos lo mencionan (Casal, Sáez Aldana, & Méndez Roldán) son el ruido del fondo coloreado, el ruido de la banda estrecha, el ruido impulsivo periódico asincrónico a la frecuencia de las redes eléctricas, el ruido impulsivo periódico sincrónico a la frecuencia de las redes eléctricas y el ruido impulsivo asincrónico.

Características de PLC.

En otro trabajo nos explica una de las desventajas de las redes eléctricas, es el de Comunicaciones a través de la red eléctrica – PLC (Serna, 2011) quien nos comenta “Las redes eléctricas son un mal medio para las transmisiones de

comunicaciones. Los problemas que ocasionan son: Atenuación con la frecuencia, Variaciones con la impedancia, Multicamino y Condiciones desfavorables de ruido.” También nos habla de las modulaciones que son más utilizadas las cuales son ASK, FSK y PSK en el cual podemos ver sus comportamientos en la Fig. 2.

Fig. 2 Modulación en Amplitud (ASK), Frecuencia (FSK) y Fase (PSK). Tomada de (Serna, 2011)

Un factor importante es la atenuación que se genera dependiendo de la longitud del cable que se utilice para conectar aparatos desde un modem PLC, esto quiere decir que entre más largo sea el cable la atenuación en dB disminuirá al igual que la velocidad de transferencia, a continuación en la Fig.3. se muestra lo anterior mencionado.

Fig. 3. Atenuación de PLC vs longitud de cable. Tomada de (Mizutani, Miyoshi, Tsukamoto, Tsuru, & Oie, 2010)

Tipos de PLC.

La implementación que más se utiliza lleva el nombre de Home Plug, y es la que se utiliza a un nivel doméstico, y los principales estándares se pueden ver en la Tabla 2. Tabla 2. Principales estándares HomePlug y su velocidad máxima teórica. Tomada de (JAEP Informática, 2013) Estándar

Fecha de lanzamiento

Velocidad máxima teórica

HomePlug 1.0

Junio 2001

14Mbps

HomePlug 1.0 Turbo

¿?

85Mbps

HomePlug AV

Agosto 2005

200Mbps / 500Mbps

HomePlug AV2

Enero 2012

500+Mbps / Gigabit

PLC por región.

Dependiendo de la región del mundo donde se encuentre uno, la frecuencia que se atribuirá a la banda estrecha PLC será diferente. La Tabla 3, nos mostrara las diferentes frecuencias disponibles por región. Tabla 3. Frecuencia en banda estrecha de PLC en diferentes regiones. Tomada de (Times, 2011).

CENELEC - European Committee for Electrotechnical Standardization. ARIB – Association of Radio Industries & Businesses

EPRI – Electric Power Research Institute FCC – Federal Communications Commission

Problemáticas con el acceso a internet en fraccionamientos

En la actualidad uno de los problemas que se tienen en los fraccionamientos es que alguno tienen la red eléctrica en dos fases, por lo cual el funcionamiento de PLC no podría tener uso en ellos, otro problema es que existen muchos problemas en los cableados ya sea por la calidad o malas instalaciones y por los ruidos que se generan, en Ecological Design of Smart Home Networks (Koch, 2015) nos menciona lo siguiente ”Las distintas tecnologías de la línea eléctrica que se encuentran actualmente en el mercado se discuten en relación con sus fortalezas y debilidades para ciertos escenarios. Lo mismo se hace para las diversas tecnologías inalámbricas que podrían ser utilizados en combinación con la línea eléctrica. “

Problemáticas con el acceso a internet en empresas

Power Line Communication (PLC) parece ser uno de los mejores de compromiso entre costo y beneficio para la implementación de redes inteligentes en el contexto industrial. Por desgracia, el medio ambiente industrial puede poner en peligro la fiabilidad de las tecnologías PLC debido al canal de comunicación ruidosa y que interfieren sistemas PLC / competencia. En este trabajo, se presenta un instrumento multi-protocolo para la estimación de rendimiento de PLC. La solución propuesta es capaz de caracterizar y descodificar varios sistemas PLC con diferentes modulaciones físicos utilizando una arquitectura definida por software. Un prototipo de trabajo del instrumento propuesto se ha caracterizado y se utiliza en una instalación industrial real con el fin de estudiar los posibles problemas que afectan PLC. (Rinaldi, Ferrari, Flammini, Rizzi, Sisinni, & Vezzoli, 2015)

Bibliografía Becerra, S. J. (07 de Marzo de 2014). http://www.eveliux.com/. Recuperado el 24 de Agosto de 2015, de http://www.eveliux.com/mx/PLC-PowerlineCommunications-Comunicaciones-por-la-red-de-electricidad.html Casal, A. Z., Sáez Aldana, A. E., & Méndez Roldán, I. (s.f.). http://www.ilustrados.com. Recuperado el 21 de Septiembre de 2015, de http://www.ilustrados.com/tema/11720/Comunicacion-lineaselectricas-.html JAEP Informática. (9 de Septiembre de 2013). http://jaepinformatica.blogspot.mx/. Recuperado el 24 de Agosto de 2015, de http://jaepinformatica.blogspot.mx/2013/09/power-linecommunications-plc-red-local.html Koch, M. (2015). Power line communications and hybrid systems for home networks. Ecological Design of Smart Home Networks. , 17-28. Méndez, A. P. (2010). http://www.pcactual.com/. Recuperado el 2015 de Agosto de 24, de http://www.pcactual.com/articulo/laboratorio/especiales/7415/dispositivo s_plc_los_bits_viajan_por_red_electrica.html Mizutani, M., Miyoshi, Y., Tsukamoto, K., Tsuru, M., & Oie, Y. (2010). Networksupported TCP rate control for high-speed power line. Simulation Modelling Practice and Theory, 71-83. MORALES, G. B., & OÑA MORALES , A. M. (Julio de 2009). Recuperado el 31 de Agosto de 2015, de https://www.google.com.mx/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CBwQFjAAahUKEwjj _cnE6IjIAhVBOogKHRp2A7k&url=http%3A%2F%2Fredesplc.googlecode.com%2Fsvn%2Ftrunk%2FMeli%2Funa%2520tesis%2FT %25252011199%252520CAPITULO %2525201.pdf&usg=AFQjCNH5Zy5xMCMq9 Rinaldi, S., Ferrari, P., Flammini, A., Rizzi, M., Sisinni, E., & Vezzoli, A. (2015). Performance Analysis of Power Line Communication in Industrial Power Distribution Network. Computer Standards and Interfaces, 1-19. Serna, V. H. (2011). Comunicaciones a través de la red eléctrica - PLC. Revista Española de Electrónica, 62-65.

Times, E. (17 de Agosto de 2011). http://www.eetimes.com/. Recuperado el 21 de Septiembre de 2015, de http://www.eetimes.com/document.asp? doc_id=1279014