¿Qué es la comunicación por línea eléctrica (plc) y cómo funciona?

Power Line Communications (PLC), también conocido como Power Line Telecommunications (PLT) es la tecnología de comunicación que utiliza el cableado público y privado existente para la transmisión de señales. Mediante señales de comunicación PLC, se transmiten datos, voz y vídeo de alta velocidad a través de líneas eléctricas de bajo voltaje.

PLC es una tecnología que se ha utilizado desde hace años, pero que ahora tiene una mayor demanda después del lanzamiento de nuevas tecnologías de comunicación que están siendo compatibles con PLC, es decir, PLC sería un medio de comunicación confiable para aplicaciones como Internet de las cosas (IoT) y Redes inteligentes.

¿Qué es la comunicación por línea eléctrica?

El método de transferencia de energía y datos para la comunicación a través de la misma red existente de cables de un extremo al otro se denomina comunicación por línea eléctrica. Se proporciona comunicaciones de datos de banda ancha en los conductores que ya están en uso para la transmisión de energía eléctrica utilizando una señal modular. Ahora, esto se puede hacer a través del cableado del hogar o local y también se puede hacer a través del sistema de distribución de energía eléctrica existente.

BPL (Broadband over Power Line) también se conoce como Internet de línea eléctrica que admite la tecnología PLC para permitir el acceso a Internet a través de las líneas de transmisión. La tecnología BPL con PLC se utiliza a menudo en ubicaciones remotas donde hay poca cantidad de acceso a Internet por cable o conexiones PDSL.

Tipos de

Básicamente, existen cuatro tipos de PLC:

Red interna: se puede proporcionar transmisión de datos de alta velocidad para redes domésticas utilizando el cableado de alimentación de red interna.
Banda ancha sobre línea eléctrica: se puede ofrecer acceso a Internet de banda ancha a través del cableado de alimentación de red exterior.
Aplicaciones internas de banda estrecha: los servicios de datos de baja tasa de bits, como la automatización del hogar y los intercomunicadores, se pueden controlar y utilizar para la comunicación a través de la red eléctrica interna.
Aplicaciones exteriores de banda estrecha : las aplicaciones exteriores de banda estrecha se pueden utilizar para lectura automática de medidores y vigilancia o control remoto.

¿Cómo funciona el PLC?

Como cualquier otra tecnología de comunicación, el PLC también consta de un remitente que modula los datos que se van a enviar a través de un medio de comunicación, y luego el receptor demodula los datos para su uso posterior. Además de enviar las señales para la comunicación, el PLC también permite al usuario controlar y monitorear todos los dispositivos conectados a la línea de energía porque está implementado en el mismo sistema de cableado.

El PLC envía una salida menos fluctuante en comparación con el sistema anterior. Como puede ver en el diagrama anterior, en el sistema antiguo que tenía un rectificador y un generador de frecuencia para obtener una salida lo más estable posible de la frecuencia deseada, pero había una pequeña fluctuación en la salida, mientras que el sistema PLC usa un rectificador con un filtro y un Microcontrolador que proporciona una salida de valor estable y deseada con la ayuda del interruptor de relé. Como resultado, la transmisión de datos es más precisa y más estable con buenas señales de salida.

Esquemas de modulación utilizados en PLC:

Los esquemas de modulación utilizados en PLC son multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM), codificación por cambio de fase binaria (BPSK), codificación por cambio de frecuencia (FSK), Spread-FSK (S-FSK) y también esquemas propietarios (como la codificación por cambio de código diferencial (DCSK)).

OFDM proporciona altas velocidades de datos pero requiere una buena potencia computacional para las transformadas rápidas de Fourier (FFT) y la salida FFT inversa (IFFT). Mientras que, por otro lado, BPSK, FSK son esquemas de modulación bastante estándar y simples que se pueden usar en PLC pero ofrecen velocidades de datos bajas. Entonces, el esquema de modulación que se está ejecutando actualmente para PLC es OFDM con modulación PSK que puede manejar un cálculo tan pesado.

Usos de PLC

El PLC se utiliza para transmitir programas de radio, mecanismos de conmutación de control de empresas de servicios públicos, protección de líneas de transmisión y lectura automática de contadores. Aparte de eso, también hay algunos usos automotrices donde los datos, la voz y la música se envían a través de la línea de alimentación de la batería de corriente continua (CC) con algunos filtros especiales para eliminar el ruido de la línea de la salida final.

El término Power Line Communication (PLC) se conoce con varios nombres como portadora de línea eléctrica, línea de abonado digital de línea eléctrica (PDSL), línea de telecomunicaciones de línea eléctrica (PLT), red de línea eléctrica (PLN), comunicación de red y banda ancha sobre líneas eléctricas (BPL).

Ventajas y desventajas del PLC

Ventajas:

Bajo costo de implementación: PLC no requiere la instalación de nuevos cables, lo que, como resultado, reduciría significativamente los costos de implementación.
Gran alcance: el PLC puede permitir la comunicación con nodos de difícil acceso donde la señal inalámbrica de RF sufre altos niveles de atenuación, como en las estructuras subterráneas o los edificios con obstrucciones y paredes metálicas, o simplemente donde la señal inalámbrica no es deseable debido a la Problemas de EMI en lugares como hospitales.

Menor costo de funcionamiento: el PLC proporciona una solución de bajo costo en comparación con otras tecnologías existentes, como los sistemas de comunicación de luz visible (VLC) o inalámbricos de RF.
Interior de alta velocidad: La implementación de tecnologías PLC y VLC integradas ha recibido recientemente una considerable cantidad de atención de investigación, lo que resultó en la habilitación de una nueva generación de comunicaciones interiores de alta velocidad para numerosas aplicaciones.

Estas ventajas conducen a más implementaciones de redes PLC en diversas industrias. Pero con las ventajas también vienen algunas desventajas.

Desventajas

También tiene algunas desventajas como:

Baja velocidad de transmisión,
Sensibilidad a las perturbaciones
Distorsión no lineal y modulación cruzada entre canales,
De gran tamaño y
El alto precio de los condensadores e inductores utilizados en el sistema PLC.

Debido a estas desventajas, el PLC todavía no se prefiere en algunas aplicaciones.

Aplicaciones de PLC

El PLC se usa ampliamente en tecnologías como Smart Grid y microinversores. Al familiarizar las tecnologías con un mayor número de usuarios, pronto el PLC tendrá más adaptación para aplicaciones como aplicaciones de iluminación (para control de semáforos, atenuación de LED, etc.), aplicaciones industriales (para control de riego, etc.), aplicaciones de máquina a máquina (como para las máquinas expendedoras o la comunicación entre la recepción y la habitación de un hotel), aplicaciones de telemetría (por ejemplo, plataformas petrolíferas en alta mar), aplicaciones de transporte (como productos electrónicos en automóviles, trenes y aviones) y muchos más.

Problemas que enfrenta el PLC

El principal problema más grande al que se enfrenta el PLC hasta la fecha es que el cableado de alimentación en la tecnología del PLC no está blindado ni trenzado, lo que significa que el cableado emitirá grandes cantidades de energía de radio, lo que, como resultado, causará interferencias a los usuarios existentes de la misma banda de frecuencia. Además, los sistemas BPL (Broadband over Power Line) obtendrán algunas interferencias de las señales de radio emitidas por los cables del PLC.