Sergio Cobos. Premo PLC I+D


La tecnología PLC está basada en la transmisión de datos a través de las redes eléctricas existentes, permitiendo el acceso a internet de banda ancha.
Hace sólo uno años, las tasas en baudios obtenidas mediante esta tecnología sólo permitían aplicaciones de banda estrecha -las compañías eléctricas llevan tiempo transmitiendo señales de control de la red a través de las líneas de alta y media tensión.
Pero actualmente ya se ha conseguido desarrollar aplicaciones de banda ancha como acceso a internet, telefonía o vídeo a la carta, por parte de algunas empresas y centros de investigación.
Así, actualmente existe un variado abanico de aplicaciones disponibles, las de banda estrecha anteriores: telelemetría y telecontrol, AMR (Automatic Meter Reading) y Gestión de la Energía, Seguridad...; tecnologías de acceso para los usuarios (acceso a Internet, telefonía, vídeo, etc.); aplicaciones dentro de casa (domótica, SOHO, etc.)
El principio de esta tecnología es la superposición de una señal de información de baja energía sobre la onda de potencia. Para asegurar la conveniente separación de los dos sistemas, la señal de información se modula sobre una portadora de frecuencia muy diferente de los 50 ó 60Hz de la onda de potencia. Las bandas utilizadas para las aplicaciones de banda estrecha van de 3 a 148.5 kHz y para las aplicaciones de banda ancha entre 1.6 y 30 MHz.
Ventajas de la tecnología PLC:
• Utiliza infraestructura existente.
• Alto potencial de cobertura en el medio rural y en países en desarrollo.
• Despliegue rápido, modular y selectivo.
• La instalación dentro de casa es simple, rápida y barata. Todos los enchufes de la casa se convierte
en un punto de acceso a Internet.
• Coste de los equipos (módems, etc.) similar a servicios xDSL e inferior al cable.
• Tasas en baudios similares o mejores que otras tecnologías de acceso como xDSL o cable.
Hasta 200 Mbps en los últimos dispositivos PLC.

Arquitectura de Red
La ilustración muestra las tres secciones básicas de una red de PLC: la Red de Acceso, la Red de Distribución y la Interconexión con el Proveedor de Servicios:
1. Red de Acceso PLC. La red de media tensión sirve como red de acceso, permitiendo al usuario final conectarse a los servicios de banda ancha a través de sus enchufes eléctricos.
Esta sección conecta el módem PLC de cada usuario (también llamado CPE: Customer Premises Equipment) con el Equipo PLC situado en la subestación de transformación de media a baja tensión llamado TE (Transformer Equipment) o HE (Head End). El medio físico de transmisión son las líneas de Baja tensión, aéreas o subterráneas.
La Red de Acceso tiene dos segmentos:
• El primero, desde el CPE del usuario final hasta el repetidor situado a la entrada del edificio a través de las líneas de baja tensión del edificio.
• El segundo va desde el repetidor hasta el TE de la subestación de media a baja tensión.
El dispositivo repetidor, también llamado Home Gateway, es útil en las siguientes situaciones:
> Si la subestación está situada lejos del edificio: reinyecta la señal PLC para compensar el ruido y la atenuación de la línea.
> Este repetidor o gateway podría estar conectado a una LAN existente, permitiendo a varios usuarios compartir esa conexión de alta velocidad. (SOHO - Small Office Home Office).
2. Red de Distribución PLC. Esta sección conecta TE instalados en diferentes subestaciones transformadores de la red eléctrica de distribución. Esta interconexión se puede realizar mediante conexiones PLC de media tensión, enlaces de fibra óptica u otras tecnologías como xDSL o LMDS (enlaces de micro-ondas).
3. Interconexión con el Proveedor de Servicios. En algún nodo de la red de distribución, hay un enlace a la red del proveedor de servicios, permitiendo el acceso a los contenidos y servicios de banda ancha.
Las lista de los servicios y aplicaciones disponibles incluye: acceso a Internet, telefonía convencional, servicios de Voz sobre IP, vídeo y audio a la carta, juegos en línea, videoconferencia, HDTV (televisión de Alta Definición).
El equipo PLC usado en esta sección depende del tipo de servicio que se va a ofrecer. En general, algún tipo de switch será necesario.

Equipo PLC
La ilustración 2 muestra los diferentes dispositivos utilizados en la Red de PLC: el módem o CPE, el Repetidor y el TE (Transformer Equipment).
Módem PLC o CPE. El CPE conectado al enchufe extrae la señal de información separándola de la onda de potencia y la transmite al teléfono o al ordenador.
Hay diferentes tipos the CPE dependiendo de su uso y conectividad: algunos están sólo dedicados al acceso a Internet con conector RJ-45 o USB, otros sólo para telefonía convencional con adaptador RJ-11, y otros más completos que incluyen interfaces para Wi-Fi o Voz sobre IP.
Repetidor PLC. Su función es regenerar y reinyectar la señal PLC que viaja entre los módems de usuario y el módem de cabecera o TE. Normalmente está instalado en el cuarto de contadores eléctricos del edificio. En ocasiones no es necesario y a veces su función es ampliar la cobertura o compensar la atenuación de determinadas partes de la red.
TE (Transformer Equipement) o Módem de Cabecera. Localizado en la subestación transformadora de media a baja tensión, inyecta la señal proveniente de la red de distribución PLC (líneas de media tensión) en la red de acceso PLC (líneas de baja tensión). La comunicación entre los TE y los CPE o los repetidores se establece mediante una configuración full-duplex punto a multipunto.
La última generación de TE tiene una configuración flexible basada en varias diferentes tarjetas (ver ilustración 2):
• Tarjeta de baja tensión. Inyecta la señal PLC en la red de acceso a través de los cables de baja tensión.
• Tarjeta de media tensión. Se usa para la comunicación con los TE de las otras subestaciones incluidas en la red de distribución.
• Tarjetas de Fast Ethernet o Gigabit para permitir la interconexión con otras redes existentes (fibra, xDSL, LMDS, etc.).

Accesorios PLC
Unidades de Acoplamiento: Son los accesorios que, físicamente, adaptan e inyectan la señal PLC en los cables de media o baja tensión.
Existen dos tipos de acoplamiento distinto:
• Unidades de Acoplamiento Capacitivo. Inyectan la señal en las líneas de potencia por contacto directo.
• Unidades de Acoplamiento Inductivo. Inyecta la señal sin contacto directo mediante la inducción de un campo magnético.
La solución óptima dependerá en cada caso de las características específicas de cada nodo de red, si bien es preferible la instalación de las soluciones inductivas por comodidad.
Filtros de Coexistencia: Dado que secciones contiguas de la red de distribución utilizan diferentes frecuencias portadoras para transmitir la señal PLC, se utilizan filtros de coexistencia antes de inyectar en la red de potencia la señal que viene de las tarjetas de media o baja tensión de los TE o los repetidores.
Filtros de Bloque y Unidades de Adaptación de Impedancias: Es necesario colocar filtros de bloque para eliminar las interferencias que se pueden inducir a otros usuarios u otras partes del edificio, así como, en ocasiones, usar unidades de adaptación de impedancias en la conexión eléctrica del domicilio.

Normativa PLC en Europa
Como el PLC involucra aspectos tanto de comunicaciones como de energía, necesita un proceso de regulación en ambos campos. Además, como tecnología de comunicación, debe de cumplir con las normas EMC (de producto y de seguridad).
La Directiva Europea 2002/21/CE aprobada en febrero de 2002 reconoce el uso de las líneas eléctricas como redes de comunicaciones. Por tanto, el despliegue de redes PLC está sujeto a una autorización de nivel nacional (Directiva 2002/20/EC: Authorisation of Electronic Communications Networks and Services).
Esta autorización de despliegue incluye obligaciones referidas a Compatibilidad ElectroMagnética (Directiva 89-336-EEC del Parlamento Europeo) y a Servicio universal y derechos del usuario en relación a las redes y servicios de comunicaciones electrónicas (Directiva de Servicio Universal).
Así pues, las compañías eléctricas que quieran ofrecer servicios PLC deben asegurar la total calidad de su servicio de suministro de electricidad, algo que se ha cumplido sin problemas en numerosas pruebas de campo con los equipos actuales.
Por otra parte, es interesante notar que según las Directivas 2003/54/EC y 96/92/EC todas las actividades distintas al suministro de energía que lleven a cabo las compañías eléctricas, deben mantener cuentas consolidadas independientes.
Compatibilidad ElectroMagnética y Normativa de Red
Toda comunicación electrónica por cable produce emisiones indeseadas. También es el caso del PLC. La Directiva Europea sobre EMC regula las posibles interferencias con los sistemas radio.
La Comisión Europea publicó el Mandato 313 dirigido a las diferentes Organizaciones de Normalización Europeas (CEN, CENELEC y ETSI) para redactar un anteproyecto de Normativa Europea que incluyese a todas las redes de cable. Un grupo de trabajo conjunto CENELEC/ETSI está trabajando en ello.
Actualmente, aunque no hay ningún estándar definido para los dispositivos, los fabricantes de productos PLC pueden marcar sus productos CE a través de un TCF (Technical Construction File), según el artículo 10.2 de la Directiva de EMC.
La Comisión Europea enfatiza los siguientes puntos en relación al despliegue de los sistemas PLC: Una red PLC que cumpla la directiva EMC debe estar formada por equipos que cumplan dicha Directiva; las situaciones de interferencias deberán resolverse caso por caso; además, se proponen técnicas avanzadas como la utilización de spectral notches para minimizar las interferencias.

Normativa PLC en Estados Unidos
La Comision Federal de Comunicaciones (FCC) es la agencia gubernamental estadounidense encargada de las cuestiones normalizadoras para la tecnología PLC.
La FCC determina el límite máximo para las emisiones aplicable en los Estados Unidos y se han propuesto dispositivos que incorporan la capacidad de mitigar las posibles interferencias nocivas en el caso de que ocurriesen.
En cualquier caso, la tecnología PLC está recibiendo un fuerte apoyo por parte de Estados Unidos como la más clara alternativa para dar acceso en áreas rurales o mal atendidas.
Podemos concluir que, visto el ritmo actual de los avances tecnológicos, el movimiento del mercado, el número de pruebas de campo realizadas con total éxito y el interés de las compañías eléctricas de todo el mundo, esta tecnología está a punto de despegar irremisiblemente y de convertirse en un muy duro competidor de los sistemas Wi-Fi y xDSL, dentro del domicilio del usuario y como modo acceso, respectivamente.
Enlaces recomendados para ampliar información:
www.grupopremo.com
www.ds2.es
www.plc-j.org
www.plcendesa.com
www.plcforum.org
www.ist-opera.org
www.homeplug.com
www.upaplc.com
www.iberdrola.es/ovc/html/micrositePLC/