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PLC (Power Line Communications). Objetivos. Adquirir una idea global sobre los sistemas PLC: ventajas y problemáticas Conocer la topología de la red eléctrica (como parte fundamental del PLC) Líneas de transporte Líneas de distribución Elementos más significativos en media y baja tensión
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Objetivos • Adquirir una idea global sobre los sistemas PLC: ventajas y problemáticas • Conocer la topología de la red eléctrica (como parte fundamental del PLC) • Líneas de transporte • Líneas de distribución • Elementos más significativos en media y baja tensión • Conocer las aplicaciones del PLC
¿Qué es un sistema PLC? • Definición: “Son sistemas de comunicaciones de banda ancha que emplean la red eléctrica de distribución para transportar las señales” • Tradicionalmente, aplicaciones domóticas: • Lectura remota de contadores • Control remoto del equipamiento • Telediagnóstico • B2A (“Business to Appliance”): equipos inteligentes • Ahora, servicios de banda ancha • VoIP, acceso a Internet de alta velocidad • TV y música a la carta, juegos on-line • Teletrabajo, vídeoconferencia • Domótica • Redes de área local sin tendido adicional
Motivaciones • Acceso a Internet de banda ancha (Broadband for all): • eLearning • eHealth • eBusiness • eGovernment • … • Comisión Europea: • Desregulación de mercado de telecomunicación (todo el mundo puede ofrecer servicios, p.e. las grandes compañías eléctricas) • Mejora de la competencia => nuevas tecnologías de acceso • Servicio a zonas menos desarrolladas • Nuevos servicios Infraestructura de acceso de banda ancha
Distribución de energía eléctrica • Planta de generación de energía • Hidráulica, eólica, nuclear, etc. • Líneas de transporte (138-765 kV) • Alta tensión para reducir las pérdidas • Tendido aéreo • Hasta 900 km • Líneas de distribución • Media tensión (10-30 kV): ~5-25 km • Baja tensión (400-220 V): ~500 m • Tendido aéreo o subterráneo • Transformadores • Obtener la tensión más adecuada en cada punto • Industria: 380-400 V • Viviendas: 220-240 V
Mapa de la red de transporte en España Fuente: REE
Cables • Material del conductor: cobre o aluminio • Aislante: compuestos de PE • Resistencia eléctrica SAl=1.6SCu LAl=Lcu PAl=0.5PCu Al>Cu (1.67) RAl=Rcu Cable unipolar CAl=0.25CCu $Al<$Cu (2) DAl<DCu (3.26) Cable tripolar
Cable (Wired): xDSL FTTX HFC EFM PLC Radio (Wireless): WLAN Satélite WiMax, LMDS UMTS TDT-T (DVB-T) Tecnologías de acceso de banda ancha
Ventajas: Despliegue rápido Gran capilaridad de la red Bajo coste Ofrece servicios de acceso e “in-home” Coexistencia con otras tecnologías Banda ancha (20 Mbit/s y 200 Mbit/s en un futuro cercano) Mismo módem para distintos servicios simultáneos (VoIP y datos) Contras: No existe un estándar Problemas de interferencias en algunos emplazamientos El canal de propagación es muy variante Movilidad relativa Ventajas y contras del PLC
El proyecto OPERA • OPERA: Open PLC European Research Alliance • “Desarrollo de una nueva generación de sistemas PLC en Europa” • Objetivos técnicos: • Optimizar el acondicionamiento de la red eléctrica (MT y BT) • Nuevos acopladores, filtros, etc. • Mejora del ancho de banda, modelos de canal, y reducir la EMI/EMC • Evaluar mecanismos de coexistencia • Otros: • Desarrollar un estándar internacional • Planes de negocio: definición de nuevos servicios • Despliegue PLC a nivel europeo
El proyecto OPERA Consultoría e ingeniería Despliegue de la red de acceso Despliegue de la instalación de usuario Propietarias de las líneas eléctricas Despliegue de la red de acceso Circuitos, Modulación, MAC, etc. Investigación (canales, coexistencia, medidas, etc.) Diseminación y cursos Acopladores, módems de usuario, Repetidores, etc.
Escenarios in-home • PLC
Terminología • PLC: Powerline Communications (PLT, BPL) • “Potito”: acoplador capacitivo • “Vampiro”, “mordaza”, “niled”: acoplador capacitivo • CT: centro de transformación • CGP: caja general de protección • CC: cuadro de contadores • HV-MV-LV AT-MT-BT • Trafo: transformador MT • Descargo: “apagar” el CT de MT • Link: banda de frecuencia • Seccionador: interruptor • Iluminar: dar cobertura PLC • Vivo: conductor interior
La red de distribución • Dos niveles • Media tensión: • Baja tensión:
La red de media tensión • Subestaciones • Topología en anillo • Transformadores (trafos)
eHealth • “E-Health es la aplicación de Internet y otras tecnologías relacionadas al cuidado de la salud,... • ... que pretende mejorar el acceso, la eficiencia, la efectividad y la calidad de procesos clínicos empleados por instituciones sanitarias, médicos y pacientes de cara a mejorar la atención médica”. • Aplicaciones: • Prescripción de medicamentos • Acceso a bases de datos (servicio de información médica) • Monitorización, asistencia de enfermos • Sistemas de telealarma • Teleconsulta y telediagnóstico
PLC para eHealth • Escenarios remotos: PLC como red de acceso • Escenarios urbanos: PLC como infraestructura para el cableado de comunicaciones
Domótica (Smart Home) • “Conjunto de sistemas automatizados de una vivienda que aportan servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación” • Aplicaciones • Seguridad • Bienestar • Domótica • Entretenimiento (audio y vídeo) • Cuidado del hogar • Comunicaciones
Servicios de VoD • Video on Demand (VoD) • Películas bajo demanda (desde un nodo central) • Programas grabados • Canales de televisión Requisitos de servicios Triple Play
VoD sobre PLC • Requisitos: • Ancho de banda: • Mínimo de 3 Mbps (actualmente, la tecnología PLC alcanza los 200 Mbps) • Asegurar una tasa binaria constante • Transmisión en multicast • Jitter de retardo • Menos exigente que voz • Empleo de buffers en terminales
Automatización industrial (PYMEs) • “Conjunto de tecnologías que emplean sistemas mecánicos, electrónicos y de información para el control y la monitorización de la producción industrial”. • Ejemplos: • Control de procesos • Máquinas de control numérico • Maquinaria de ensamblaje de componentes • Robots • Control de producción, gestión de stocks, etc. • Aplicaciones para PYMEs • Entornos de trabajo colaborativos (e-mail, ftp), comunicaciones P2P, teleconferencia, teletrabajo, etc.
