ES2326009B1 - Procedimiento y sistema de transmision digital de banda ancha a traves de las redes de alta y media tension. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y sistema de transmisión digital
de banda ancha a través de las redes de alta y media tensión.
Procedimiento y sistema de transmisión digital
de banda ancha en redes de alta y media tensión; del tipo de
procedimiento que comprenden la transmisión de los datos mediante
modulación digital en la banda de frecuencias comprendida entre 40
y 500 kHz; comprende la transmisión de la información en paquetes
IP con utilización de modulación digital de banda ancha con
múltiples portadoras; el aumento de la potencia de emisión; y la
gestión dinámica espectral de interferencias con sistemas de
portadora digitales, analógicos ya instalados y nodos propios
adyacentes, así como la ecualización de toda la banda.
Description
Procedimiento y sistema de transmisión digital
de banda ancha a través de las redes de alta y media tensión.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y sistema de transmisión digital en banda ancha
utilizando como canal de transmisión las redes de alta y media
tensión y aplicando técnicas modernas de modulación de banda ancha
que consiguen tasas de velocidad mucho mayores que los equipos
actuales.
Las compañías eléctricas y operadores nacionales
de transporte de electricidad utilizan los sistemas de Onda
Portadora en las redes eléctricas de Alta Tensión desde hace varias
décadas. La banda asignada específicamente para la comunicación
sobre líneas de alta tensión está comprendida entre los 40 y los
500 kHz y está dividida en canales de 4 kHz. Las modulaciones
utilizadas deben funcionar en canales muy afectados por el ruido y
ser eficaces espectralmente para mantener la canalización de 4
kHz. Por este motivo se utiliza un esquema de modulación en BLU
(Banda Lateral Unica) que es una modulación "muy sencilla" -en
cuanto a capacidad de transmisión de información-. Se utiliza, por
ejemplo, para modular un canal telefónico básico (3.400 Hz) sobre
el que se trasmite voz y/o datos mediante un MODEM analógico
estándar para banda telefónica.
Tradicionalmente las compañías eléctricas
utilizan estos sistemas de onda portadora para el control de
subestaciones, telefonía de operación y para la comunicación de las
protecciones de las líneas de alta tensión (teleprotecciones),
donde se intercambia poca información y la velocidad es de unos
pocos kbits/s -con modulación de banda estrecha- que ya resulta
suficiente. La evolución natural de los equipos se ha centrado en
la utilización de modulaciones digitales que se aplican a varios
canales de 4 kHz, obteniendo velocidades de transmisión de 64
kbits/s.
Sin embargo la velocidad de transmisión de 64
kbits/s sigue resultando escasa en comparación con otras
tecnologías, como la fibra óptica, y resulta poco adecuado para los
nuevos entornos de control y supervisión, lo que supone otro
inconveniente.
Estos inconvenientes se subsanan con la
utilización del procedimiento y sistema de la invención.
El procedimiento de la invención sirve de una
manera óptima para conseguir comunicaciones sobre líneas
eléctricas de alta y media tensión con tasas de velocidad
ampliamente superiores a los 64 kbits/s mediante la utilización de
toda o casi toda la banda disponible mediante la transmisión de
datos en paquetes IP.
Para ello la invención utilizará la misma banda
de frecuencias para la transmisión de datos que la utilizada hasta
ahora -comprendida entre los 40 y 500 kHz-.
Para conseguir velocidades de transmisión de
datos alta (>> 64 kbits/s), en las líneas eléctricas de alta
y media tensión se requiere densidades espectrales de
9-10 bits/Hz, y relaciones señal a ruido de como
mínimo 20-30 decibelios, por lo que la invención
propone la utilización de una modulación de banda ancha,
típicamente una modulación OFDM de centenares de portadoras
moduladas en QAM (modulación de amplitud en cuadratura),
requiriendo elevadas potencias de transmisión.
Al utilizarse toda o casi toda la banda se
requerirá una potencia de emisión distribuida en toda la banda y
será bastante superior a la utilizada hasta ahora (en términos
absolutos). En los equipos actuales la potencia de emisión queda
restringida a los canales de 4 kHz asignados.
Es posible que puedan producirse interferencias
con los sistemas de portadora analógicos y digitales ya
instalados, por lo que la invención propone la implementación
lógica de un gestor de estas interferencias así como de un
ecualizador de la banda de frecuencias propuesta.
Para materializar el procedimiento de la
invención, el sistema de la invención propone implementar en la red
que se trate una serie de nodos de intercambio de datos en banda
ancha, estando cada uno de los mismos constituidos por una interfaz
de protocolos IP, un MODEM de banda ancha que trabaje en la banda
de frecuencias prevista (40 - 500 kHz), así como un adaptador de
señal tanto en amplitud como en impedancia en toda la banda de
frecuencias de 40 - 500 kHz.
La figura 1 muestra un esquema del sistema de la
invención donde se representan dos nodos que se comunican entre
sí.
El procedimiento de la invención sirve para la
transmisión de datos por la red de alta y media tensión en banda
ancha en cooperación con la utilización de modulaciones del tipo
OFDM o similar. Comprende la transmisión de la información en
paquetes IP con utilización de la banda de frecuencias comprendida
entre 40 y 500 khz en cooperación con una modulación de banda
ancha y aumento de la potencia de emisión, y con la implementación
lógica de un gestor dinámico de interferencias y de un ecualizador
de la banda propuesta.
El gestor dinámico espectral del ancho de banda
del canal funciona de modo análogo a otros existentes en otros
equipos de telecomunicaciones: crea mecanismos para la convivencia
con otros sistemas propios adyacentes -frecuencialmente hablando-,
de manera que puedan funcionar al mismo tiempo sin crearse
interferencias entre ellos. Este sistema de gestión dinámica
permitirá aprovechar toda la capacidad del canal (líneas eléctricas
de alta y media tensión) ante cambios dinámicos en su capacidad de
transmisión de información.
El sistema (1) de la invención comprende la
configuración de unos nodos (2) de acceso a la red (3) de media o
alta tensión para establecer comunicación de datos por onda
portadora a alta velocidad, consiguiendo ratios de velocidad muy
superiores a 64 kbits/s.
Cada uno de los nodos (2) está constituido por
una interfaz (4) de entrada/salida que soporta protocolos IP, y
asociada a un MODEM (5) de banda ancha con modulación OFDM o
similar.
A la salida del MODEM (5) el nodo incorpora un
adaptador (6) de señal e impedancias que realiza la amplificación
de señal en toda la banda (40-500 kHz) y no sólo en
uno o varios de los canales de 4 kHz como los equipos existentes
actualmente, completándose el nodo con los elementos (7) de
conexión física a la red (3).
En caso de que la comunicación entre nodos fuera
monodireccional, los MODEMs de los nodos de origen y destino
podrían sustituirse respectivamente por un modulador y un
demodulador.
Descrita suficientemente la naturaleza de la
invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe
hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y
representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de
modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio
fundamental.
Claims (2)
1. Procedimiento de transmisión digital de banda
ancha en redes (3) de alta y media tensión que comprenden sistemas
de portadora analógicos y digitales previamente instalados,
caracterizado porque dicha transmisión se efectúa mediante
un protocolo IP en un único canal comprendido entre las frecuencias
40 kHz - 500 kHz utilizando modulación OFDM, realizándose además
una gestión dinámica espectral de las interferencias de dicha
transmisión con los sistemas de portadora analógicos y digitales
previos.
2. Sistema (1) de transmisión digital de banda
ancha en redes (3) de alta y media tensión adaptado para llevar a
cabo el procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado
porque comprende un conjunto de nodos (2) de transmisión digital de
datos para acceder a la red (3) y un gestor dinámico de tráfico que
adapta el tráfico de datos a la capacidad del canal, donde cada
nodo (2) a su vez comprende:
- una interfaz (4) de entrada/salida de
protocolos IP;
- un módem (5) conectado a la interfaz (4)
adecuado para la banda de 40 kHz - 500 kHz con modulación OFDM;
- un adaptador (6) de señal conectado al módem
(5) que amplifica en toda la banda de 40 kHz - 500 kHz; y
- un elemento (7) conectado al adaptador (6)
para la conexión física a la red (3).
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