MXPA04007772A - Modem de comunicacion por portadora sobre linea de energia electrica. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un sistema de portadora sobre lineas de energia electrica, que lleva a cabo la comunicacion a traves de una red de lineas de distribucion de energia electrica, para la comunicacion multiplexada con division del tiempo, ajusta, en su segmento de tiempo asignado para la comunicacion, la impedancia de entrada-salida, a un valor de baja impedancia igualada y ajusta, la impedancia de entrada-salida, a un valor de alta impedancia, en donde se puede mantener una buena comunicacion sin afectar la comunicacion a traves de los otros modems conectados a la red de lineas de distribucion de energia electrica, sin tomar en cuenta el numero de terminales conectadas.

Description

MODEM DE COMUNICACION POR PORTADORA SOBRE LINEA DE ENERGIA ELECTRICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un módem para el uso en la comunicación a través de un sistema de portadora sobre línea de energía eléctrica, que utiliza, para la comunicación, una red de líneas de energía eléctrica, tal como una red de líneas de distribución de energía eléctrica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Es conocido que un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica transmite datos a través de líneas de energía eléctrica. Un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica comprende una red de líneas de distribución de energía eléctrica, llamada red secundaria, conectada a un transformador de montaje en poste y una pluralidad de terminales conectadas a la red. Cada terminal es proporcionada en cada casa. Es deseable que un módem terminal que conecte la terminal a la línea de distribución de energía eléctrica, tenga una impedancia de entrada- salida igualada con la impedancia característica de la línea de distribución de energía eléctrica. Sin embargo, las redes comunes de líneas de distribución de energía eléctrica son diseñadas usualmente sin considerar el uso para transmisión de datos. Como un REF.: 157016 resultado, las líneas individuales de distribución de energía eléctrica usualmente tienen una ipedancia característica diferente. Cuando un módem terminal es conectado a una de esas líneas de distribución de energía eléctrica, su impedancia puede ser desigual a la de la línea de distribución de energía eléctrica, creando una reflexión de la señal. Además, cuando una pluralidad de módems terminales son conectados a una línea de distribución de energía eléctrica, la transmisión característica de la línea de distribución de energía eléctrica cambia. Este cambio deteriora la calidad de la comunicación de un módem terminal con el que se pueden establecer comunicaciones en forma normal, o lo inhabilita para poder establecer comunicaciones. La figura 1 es un diagrama que muestra un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica. Una pluralidad de módems terminales, la, Ib y le, están conectados a líneas de distribución de energía eléctrica 13. Una estación maestra usualmente conectada a una red de nivel más alto, tal como Internet, es conectada al sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, a través de una fibra óptica 14. Aunque la estación maestra y el módem terminal la se comunican entre sí, cuando el módem terminal Ib es conectado al sistema, la transmisión característica de las líneas de distribución de energía eléctrica 13 cambia. Este cambio deteriora la calidad de la comunicación entre la estación maestra y el módem terminal la. En el peor de los casos, la comunicación entre los mismos no puede continuar . Además, cuando el módem terminal 1c es conectado al sistema, además de los módems terminales la y Ib, la transmisión característica de las líneas de distribución de energía eléctrica 13 cambia adicionalmente en una manera complicada. Este cambio deteriora la calidad de la comunicación entre la estación maestra y cada uno de los módems terminales la y Ib. Una solución radical al problema requiere la estandarización de la impedancia característica de las líneas de distribución de energía eléctrica. Sin embargo, este requerimiento no es realista para las líneas de distribución de energía eléctrica existentes, en términos del costo y de otros puntos de vista. SUMARIO DE LA INVENCIÓN En vista de las circunstancias precedentes, un objeto de la presente invención es ofrecer un módem para un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, en donde el módem pueda mantener buena comunicación sin importar el número de terminales conectadas. Para lograr el objeto precedente, un módem para un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, de conformidad con un aspecto de la presente invención, está provisto de medios de ajuste de la impedancia, que pueden cambiar la impedancia a un valor alto y bajo con respecto al tiempo, y la impedancia es usada comúnmente para señales de entrada y señales de salida relacionadas con las comunicaciones. Los medios de ajuste de la impedancia pueden únicamente, en un segmento de tiempo asignado para la comunicación, ajustar la impedancia de entrada-salida, a un valor que pueda conseguir una "condición bajo la cual la comunicación se lleve a cabo con buena calidad" . La presente invención se basa en la premisa de que el sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica puede llevar a cabo una comunicación multiplexada por división del tiempo. De conformidad con la estructura precedente, debido a que la impedancia de entrada-salida puede ser cambiada con respecto al tiempo, la impedancia de entrada-salida puede, en un segmento de tiempo asignado para la comunicación, ser ajustada a un valor que consiga la mejor calidad para la comunicación. La "condición bajo la cual se lleva a cabo la comunicación con buena calidad", significa, por ejemplo, una condición bajo la cual la señal de entrada, que es monitoreada, se vuelve del nivel más alto o una condición bajo la cual la tasa de errores del signo de la señal de entrada que es monitoreada, se vuelve del valor más bajo. Como un resultado, el módem para un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, puede mantener la comunicación bajo la mejor condición.

Los medios de ajuste de la impedancia pueden, en los otros segmentos de tiempo, no estar asignados para que el módem ajuste la impedancia de entrada-salida a un valor mayor que el valor que puede conseguir una condición bajo la cual la comunicación se lleve a cabo con buena calidad. El ajuste al "mayor valor" puede prevenir efectos adversos en la comunicación a través de los otros módems conectados a la red de líneas de energía eléctrica. El ajuste se puede llevar a cabo, por ejemplo, abriendo la terminal de entrada-salida con un interruptor o terminando la terminal de entrada-salida con un resistor que tenga alta resistencia. Para conseguir el objeto descrito anteriormente, a otro módem para un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, de conformidad con otro aspecto de la presente invención, se proporcionan medios de ajuste de la frecuencia, que puedan cambiar la frecuencia de entrada-salida con respecto al tiempo. Los medios de ajuste de la frecuencia pueden, en un segmento de tiempo asignado para la comunicación, ajustar la frecuencia de entrada-salida, para permitir que únicamente una frecuencia asignada pase a través de los medios. La presente invención se base en la premisa de que el sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica puede funcionar tanto como una comunicación multiplexada por división del tiempo, como una comunicación multiplexada por división de la frecuencia.

Más específicamente, los medios de ajuste de la frecuencia pueden tener una pluralidad de filtros, para seleccionar un filtro que pase una frecuencia asignada, en un segmento de tiempo asignado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 es un diagrama que muestra un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica. La figura 2 es un diagrama que explica el cambio en la impedancia de entrada-salida. La figura 3 es un diagrama que muestra la función de un circuito de ajuste de la frecuencia. La figura 4 es un diagrama que muestra el funcionamiento del paso de la frecuencia, de filtros de paso de banda . La figura 5 es una ilustración que demuestra el control de interruptor para los módems terminales. EL MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Posteriormente se explica con detalle una modalidad de la presente invención, haciendo referencia a las figuras adjuntas relevantes. La figura 1 es un diagrama que muestra un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica. Una pluralidad de módems terminales la, Ib, le y así sucesivamente, se conectan a líneas de distribución de energía eléctrica 13 sobre el lado secundario de un transformador 12 de montaje en poste. Una línea de distribución de energía eléctrica 11 sobre el lado primario del transformador 12 de montaje en poste, se encuentra usualmente estructurada con un sistema trifásico, y las líneas de distribución de energía eléctrica 13 sobre el lado secundario del transformador 12 de montaje en poste, se encuentran usualmente estructuradas con un sistema monofásico de tres cables. Por simplicidad, estas líneas de distribución de energía eléctrica se expresan mediante una sola línea en la figura 1. Una estación maestra usualmente conectada a una red de nivel más alto, tal como Internet, está conectada a las líneas de distribución de energía eléctrica 13 a través de una fibra óptica 14, un convertidor óptico/eléctrico (O/E) 15, y un módem maestro 16. Cuando se forma un circuito de comunicaciones conectando el módem maestro 16 entre una de las dos líneas con corriente y la línea neutro, de una línea de distribución de energía eléctrica 13 estructurada con un sistema monofásico de tres cables, los módems terminales la, Ib, le y así sucesivamente, son conectados entre la línea con corriente y la línea neutra. Cuando el módem maestro 16 es conectado entre las dos líneas con corriente del sistema monofásico de tres cables, los módems terminales la, Ib, le y así sucesivamente, son conectados entre las líneas con corriente. En el sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, el canal de comunicación entre la estación maestra y cada uno de los módems terminales la, Ib, le y así sucesivamente, es dividido en la frecuencia en un canal principal para transmisión de datos y un canal secundario para el control del sistema. Para estructurar un sistema de multiplexión por división del tiempo, el canal principal puede ser dividido en una pluralidad de segmentos de acuerdo al número de módems terminales que vayan a entrar en la comunicación. Por ejemplo, cuando el número de módems terminales es N, el número de segmentos es N. Los módems terminales la, Ib, le y así sucesivamente, están provistos de un circuito de ajuste de la impedancia. El circuito de ajuste de la impedancia puede cambiar la impedancia de entrada-salida de un módem. Más específicamente puede cambiar la impedancia desde un valor cercano al infinito (al que se hace referencia de aquí en adelante como una "impedancia alta" ) hasta valores menores en una rranera gradual . La impedancia puede ser cambiada, por ejemplo, conmutando los valores de resistencia de los resistores conectados en paralelo a las terminales de entrada-salida de los módems terminales la, Ib, 1c y así sucesivamente. Se puede usar un resistor variable capaz de variar la resistencia con alta velocidad, para cambiar la resistencia en forma gradual . Bajo la siguiente suposición, aunque la estación maestra y el módem terminal la se comunican entre sí, el módem terminal Ib sirve para conectarse al sistema.

Cuando el módem terminal Ib es conmutado por el operador, la impedancia de entrada-salida del módem se ajusta a la impedancia alta mediante el circuito de ajuste de la impedancia (a este estado se hace referencia como el estado inicial) . Usando el canal secundario para el control de sistema, el módem terminal Ib envía a la estación maestra una señal de solicitud de comunicación y espera una respuesta. Subsecuentemente, cuando un segmento de comunicación dividido en el tiempo es asignado por la estación maestra, el módem terminal Ib ajusta su impedancia de entrada-salida a "cierto valor" menor que la impedancia alta en el estado inicial, únicamente por el período del segmento asignado. El módem ajusta la impedancia de entrada-salida a la impedancia alta, por el período que se encuentra afuera del segmento asignado. El "cierto valor" precedente, de la impedancia de entrada-salida, puede ser determinado encontrando un valor en el cual pueda llevarse a cabo la comunicación bajo la mejor condición. La mejor condición puede ser encontrada, por ejemplo, cambiando la impedancia de entrada-salida del módem terminal Ib a fin de conseguir la condición bajo la cual la señal de entrada se vuelva del nivel más alto. El "cierto valor" puede ser fijado. De aquí en adelante, a esta impedancia igualada se hace referencia como una "impedancia ba a" .

Cuando la estación maestra asigna un segmento de comunicación al módem terminal Ib, es necesario cambiar la posición relativa temporal y el ancho del segmento de comunicación usado para la comunicación con el módem terminal la. En este caso la estación maestra envía una noticia de cambio en el segmento de comunicación asignado al módem terminal la. La figura 2 es un diagrama que explica el cambio en la impedancia de entrada-salida de módems terminales individuales con respecto al tiempo. En este caso los módems terminales la, Ib, y le se están comunicando. Los segmentos de tiempo ta, tb y te están asignados a los módems terminales la, Ib y le, respectivamente. Aquí el segmento de comunicación descrito anteriormente se expresa como un segmento de tiempo. El módem terminal la ajusta su impedancia de entrada- salida a la impedancia baja, únicamente por el período asignado al segmento de tiempo ta, y la impedancia se ajusta a la impedancia alta por el resto del tiempo. Los valores de la impedancia de entrada-salida de los módems terminales ib y le se ajustan en forma similar. Debido a que cada módem terminal ajusta su impedancia a la impedancia baja, únicamente por el período asignado, otros módems terminales pueden comunicarse con la estación maestra sin interferencia. Otra modalidad de la presente invención se explica posteriormente.

En la modalidad anterior, la comunicación entre la estación maestra y cada módem terminal es llevada a cabo por el sistema multiplexado por división del tiempo, en el que el tiempo de comunicación es dividido en segmentos de tiempo para asignarlos a módems terminales individuales. Sin embargo, en ese sistema el ancho del segmento de tiempo asignado disminuye a medida que se incrementa el número de módems terminales. Como un resultado, la tasa de transmisión de datos disminuye, y el retardo resultante en la recepción de los datos puede crear un problema. Para resolver este problema, la modalidad de la presente divide la frecuencia con el propósito de conseguir una asignación además de la división del tiempo en segmentos de tiempo. En otras palabras esta modalidad emplea concurremente el sistema de multiplexion por división del tiempo y el sistema de multiplexion por división de la frecuencia. En esta modalidad se proporciona un módem terminal con un circuito de ajuste de la frecuencia. El circuito de ajuste de la frecuencia cambia la impedancia de entrada- salida del módem terminal de acuerdo con la frecuencia pasante. Este cambio es realizado mediante la recepción de una señal de control proveniente de la estación maestra. La figura 3 es un diagrama que muestra el funcionamiento del circuito de ajuste de la frecuencia. El módem terminal está acompañado de una pluralidad de interruptores de encendido-apagado, del 17a al 17c, para actuar como un circuito de ajuste de la impedancia y una pluralidad de filtros de paso de banda, del BPFa al BPFc, para actuar como un circuito de ajuste de la frecuencia. La figura 4 es un diagrama que muestra el funcionamiento de paso de la frecuencia, de los filtros de paso de banda del BPFa al BPFc. Frecuencias de paso mutuamente diferentes fl, Í2 y f3 son asignadas a los filtros de paso de banda BPFa, BPFb y BPFc, respectivamente. Los filtros de paso de banda del BPFa al BPFc actúan por sí mismos como una terminal de baja impedancia, igualada, para la frecuencia pasante asignada. Por lo tanto, cuando los filtros de paso de banda son conmutados, los valores de la impedancia son conmutados automáticamente. Esta es la razón de porqué en la figura 4 el eje vertical representa la "impedancia". Cuando un módem terminal requiere que la estación maestra asigne un segmento de comunicación, la estación maestra asigna una frecuencia específica y un segmento de tiempo específico al módem terminal. La figura 5 es una ilustración que presenta el control de conmutación para los módems terminales. Por ejemplo, el módem terminal la usa la frecuencia f3 en el segmento de tiempo ta, no se comunica en el segmento de tiempo tb, y usa las frecuencias f2 y f3 en el segmento de tiempo te. El módem terminal Ib usa la frecuencia f2 en el segmento de tiempo ta, usa la frecuencia f3 en el segmento de tiempo tío, y no se comunica en el segmento de tiempo te. Debido a que cada módem terminal ajusta su impedancia a la impedancia baja únicamente para la frecuencia y segmento de tiempo, asignados, otros módems terminales pueden comunicarse con la estación maestra sin interferencia. Más específicamente, cuando un primer módem terminal se comunica con la estación maestra usando una primera frecuencia, y un segundo módem terminal se comunica con la estación maestra usando una segunda frecuencia en el mismo segmento de tiempo, la impedancia del segundo módem terminal es alta para la primera frecuencia, y viceversa. Por lo tanto no ocurre interferencia. A diferencia de la modalidad explicada haciendo referencia a la figura 2, que divide únicamente el tiempo, la modalidad explicada con referencia a las figuras de la 3 a la 5 divide tanto el tiempo como la frecuencia. Esta división del tiempo y de la frecuencia incrementa el número de canales disponibles en comparación con la modalidad mostrada por la figura 2. Consecuentemente, se puede lograr una transmisión de señales con una alta tasa, y el tiempo de retardo de la transmisión de datos puede ser ajustado. Como resultado se pueden enviar imágenes en tiempo real, y se puede resolver el problema del retardo de la voz en las comunicaciones telefónicas .

La presente invención se explicó anteriormente mostrando algunas modalidades. Sin embargo, la presente invención no está limitada por las modalidades descritas anteriormente. Por ejemplo, bajo ciertas condiciones se puede usar un filtro de paso alto o un filtro de paso bajo, en lugar del filtro de paso de banda, precedente, con la condición de que puedan dejar pasar señales que tengan una frecuencia especificada. Además se pueden realizar varios cambios dentro del alcance de la presente invención. Aplicabilidad Industrial Como se explicó anteriormente, la presente invención emplea una estructura que permite que la frecuencia de entrada-salida cambie con respecto al tiempo. Consecuentemente, la frecuencia de entrada- salida puede ser ajustada a una frecuencia asignada, en un segmento de tiempo asignado. Como resultado, un módem para un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica se puede comunicar con una impedancia de entrada-salida óptima, que logre consistentemente condiciones para una buena calidad de comunicación, sin interferencia mutua con los otros módems conectados al sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica. De esta manera, el módem ofrecido por la presente invención permite mantener las comunicaciones bajo la mejor condición posible.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un módem para un sistema de portadora sobre líneas de energía eléctrica, el módem está caracterizado porque se usa en un sistema de comunicaciones que llevan a cabo comunicaciones a través de una red de líneas de distribución de energía eléctrica; el módem está provisto de medios de ajuste de frecuencia ; los medios de ajuste de frecuencia son: capaces de cambiar la frecuencia de entrada-salida con respecto al tiempo; y en un segmento de tiempo asignado para la comunicación, son capaces de ajustar la frecuencia de entrada-salida a fin de permitir que únicamente una frecuencia asignada pase a través de los medios.
2. 2. Un módem de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de ajuste de la frecuencia: tienen una pluralidad de filtros; y en un segmento de tiempo asignado, pueden seleccionar un filtro que deje pasar una frecuencia asignada.