Arquitectura PLC

1. ARQUITECTURA DE UNA RED DE ACCESO PLC

La topología de la red es en bus, provocando que l ancho de banda proporcionado por cada transformador, deba ser compartido por todos los usuarios que se conecten a éste.

Cualquier enchufe eléctrico de la vivienda será un puerto de comunicaciones siempre y cuando disponga de un módem PLC. Éste incorpora dos filtros para separar las señales portadoras de información (pasa alto) y las de corriente eléctrica (pasa bajo).

Existen una limitaciones de distancia para el tramo interior a la vivienda como para el tramote acceso, siendo éstas de aproximadamente 400 m para el tramo de acceso y de 50 m para el tramo interno al hogar.

El controlador de acceso a módem de cabecera PLC, se encarga de interconectar las diferentes redes de servicio (Internet, televisión, telefonía) con la línea de baja tensión.

1.1. Anchos de banda en PLC  

Fig#2 rango de trabajo de la red eléctrica y la red PLC

1.2.-PLC Y EL MODELO OSI

Para la descripción de la operación de los sistemas de telecomunicaciones modernos, generalmente se utiliza el modelo de referencia OSI (“Open Systems Interconection”) promovido por la ISO para definir la forma en que se comunican los sistemas abiertos de telecomunicaciones, es decir, los sistemas que se comunican con otros sistemas. El modelo de referencia consiste en 7 capas. Estas capas se visualizan generalmente como bloques apilados, por lo que también se le conoce como el "OSI Protocol Stack".

Fig. tabla de PLC y el modelo OSI

PLC trabaja principalmente en la capas 1 y 2, es decir en la capa física y en la capa de enlace de datos.

1.2.1.-CAPA FÍSICA

La Capa física del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones físicas, es decir, el nivel básico que se compone generalmente por el cableado. La tecnología PLC cuenta con la ventaja de utilizar infraestructura física ya instalada; los cables eléctricos, como su capa física se genera un ahorro en obras de instalación de cableado, sin embargo, se tiene la limitante de que este medio no fue concebido para soporte de telecomunicaciones, por lo que se hace necesario el uso de equipos con altas velocidades de trabajo y eficiencia espectral para lograr transmisiones confiables.

Se debe considerar una capa física robusta debido a que esta específica la modulación, la codificación y el formato de los paquetes. La capa física es la encargada de definir las especificaciones eléctricas, mecánicas y funcionales para activar y mantener un enlace físico entre varias elementos.

1.2.2.-CAPA ENLACE DE DATOS

PLC se gobierna mayoritariamente por protocolos de capa 2. En esta capa, se realiza la organización de los datos en paquetes lógicos que serán convertidos a señales binarias para inyectarlas al medio físico y viceversa. Además, se establecen comunicaciones, identificando cada uno de los nodos de la red con una dirección MAC. Al ser 100% compatible con el estándar OSI, PLC puede compartir conexiones con usuarios de Ethernet y otros estándares compatibles.

2.-ARQUITECTURA DE LA RED PLC

La tecnología PLC utiliza la red de distribución de Media y Baja tensión como medio de transmisión, accediendo así al bucle local del abonado (hogares o empresas). Mediante equipos PLC se enlaza las redes de MT/BT a una red troncal de datos o Backbone esto permite la interacción de redes de datos externas con las redes eléctricas hasta llegar a los usuarios como una red de acceso de gran alcance. Del lado de los usuarios en la red de baja tensión domiciliaria estos se conectan con equipos especiales de usuarios los cuales les permitirán poder acceder a la información que viaja a través de la red eléctrica.

Fig. Arquitectura de una red PLC

2.1.-TOPOLOGÍA

La topología del sistema PLC es realmente la topología de la red de provisión de energía eléctrica, usada como medio de transmisión, y dependerá de algunos factores como son:

a) Ubicación.- El campo que podría abarcar un sistema PLC depende del tipo de sector ya sea comercial, residencial o industrial. Esto tendrá relación con el tipo de usuarios y sus requerimientos.

b) Densidad de uso.- Se refiere al número de usuarios de la red. La cantidad de usuarios serán de baja densidad, en casas unifamiliares y de muy alta densidad en apartamentos, torres comerciales u oficinas de varios edificios.

c) Longitud.- Distancia entre usuario y transformador, que depende de la clase de red o si es zona urbana o rural.

2.2.-Topología física de la Red PLC

La topología de la red eléctrica es tipo árbol y una red PLC también se estructura de esa forma, sea que los equipos PLC se ubiquen en lugares centrales, en las cercanías del usuario PLC o en cualquier lugar de la red. La consideración que se debe tomar en cuenta es la distancia entre los equipos PLC centrales y los equipos de usuario, para evitar la instalación de elementos extras que incrementan los costos de la red.

Un nodo de enlace troncal, denominado Unidad de Acondicionamiento, desde el se ramifican los demás nodos, que serían las Unidades de Usuario si la distancia es corta, o Unidades Repetidoras a distancias mayores de 300 m para la red de MT y 150 m para la red de BT. La comunicación entre los UA y las UU o las UR se establece mediante una configuración full-duplex punto a multipunto.

Fig.  topología de red física PLC

2.3.-Topología lógica de la Red PLC

La topología lógica se refiere a como la información viaja por los medios del cableado eléctrico. En el sistema PLC se considera dos tipos de transmisiones:

· La información que viaja de la estación maestra a los usuarios

· La información que viaja de los usuarios a la estación maestra.

Estos dos tipos de transmisiones son consideradas como tipo bus lógico; es decir, conectando las estaciones de red con una estación maestra, la cual provee la comunicación a toda la red de distribución eléctrica. Cada nodo supervisa la actividad de la línea. La información que va de la estación maestra es detectada por todos los nodos aunque solamente es aceptada por el nodo o los nodos hacia los que va dirigido. Como una red en bus se basa en una "autopista" de datos común, un nodo averiado sencillamente deja de comunicarse; esto no interrumpe la operación.