Comunicación por Línea de Transmisión | PLCC
También conocido como inalámbrico por cable, la Comunicación por Línea de Energía (PLCC) ha evolucionado mucho desde su uso inicial en la medición en ubicaciones remotas hasta sus aplicaciones actuales en automatización del hogar, acceso a internet de alta velocidad, red inteligente, etc. A principios del siglo XX, las empresas de energía usaban teléfonos como medio de comunicación para el intercambio de mensajes de voz para apoyo operativo, mantenimiento, control, etc., y como método de conectividad en ubicaciones remotas. Las líneas telefónicas corrían paralelas a las líneas de energía. Esto tenía muchas desventajas:
El uso de circuitos telefónicos a grandes distancias y en terrenos difíciles como montañas era muy costoso.
Interferencia de ruido debido a las corrientes que fluían en paralelo a las líneas de energía sobre los circuitos telefónicos.
Frecuentes cortes de los cables telefónicos durante condiciones climáticas adversas como nieve en invierno, tormentas, etc., lo que los hacía menos confiables.
Esto llevó a la idea de inventar un método de comunicación más robusto y menos costoso. El uso de la línea de energía como método de telefonía fue una idea largamente considerada y su primera prueba exitosa tuvo lugar en Japón en 1918. Y después comenzó su comercialización durante los años 1930.
Comunicación por Línea de Energía
La figura 1 muestra una red básica de PLCC utilizada en subestaciones de energía. La Comunicación por Línea de Energía (PLCC) utiliza la infraestructura eléctrica existente para la transmisión de datos desde el extremo emisor al receptor. Funciona en modo full-duplex. El sistema PLCC consta de tres partes:
Los ensamblajes terminales incluyen los receptores, transmisores y relés de protección.
El equipo de acoplamiento es la combinación de sintonizador de línea, condensador de acoplamiento y la trampa de onda o línea.
La línea de transmisión de 50/60 Hz sirve como camino para la retransmisión de datos en la banda de ancho de banda de PLCC.
Condensador de Acoplamiento
Forma el enlace físico de acoplamiento entre la línea de transmisión y los ensamblajes terminales para la retransmisión de señales portadoras. Su función es proporcionar alta impedancia a la frecuencia de potencia y baja impedancia a las frecuencias de las señales portadoras. Generalmente están hechos de papel o sistema dieléctrico líquido para aplicaciones de alto voltaje. Las capacidades de los condensadores de acoplamiento varían de 0.004-0.01µF a 34 kV a 0.0023-0.005µF a 765kV (fuente: IEEE).
Bobina de Drenaje
Como se muestra en la figura 1, la función de la bobina de drenaje es proporcionar alta impedancia para la frecuencia portadora y baja impedancia para la frecuencia de potencia.
Sintonizador de Línea
Se conecta en serie con el condensador de acoplamiento para formar un circuito resonante o filtro paso alto de señal portadora filtro paso alto o filtro pasabanda. Su función es igualar la impedancia del terminal PLC con la línea de energía para imponer la frecuencia portadora sobre la línea de energía. Además, también proporciona aislamiento de la frecuencia de potencia y protección contra sobretensiones transitorias.
Trampa de Línea o Trampa de Onda
Es un filtro de tanque L-C en paralelo o filtro de banda rechazada conectado en serie con la línea de transmisión. Presenta alta impedancia para las frecuencias de la señal portadora y muy baja impedancia para la frecuencia de potencia. Consiste en
Bobina principal
Un inductor que está conectado directamente a la línea de alta tensión lleva la frecuencia de potencia.
Dispositivo de sintonización
Puede ser un condensador o una combinación de condensador, inductor y resistencia, conectados a través de la bobina principal para sintonizar la trampa de línea a la frecuencia de bloqueo deseada.
Dispositivo protector
Generalmente es un pararrayos de tipo brecha utilizado para proteger la trampa de línea de daños debido a sobretensiones transitorias.
La trampa de línea o trampa de onda previene la pérdida no deseada de potencia de la señal portadora y también previene la transmisión de la señal portadora a líneas de energía adyacentes. Las trampas de línea o trampas de onda están disponibles para aplicaciones de bloqueo de frecuencia portadora de banda estrecha y banda ancha.
Características del Canal de Línea de Energía
Impedancia Característica
La impedancia característica de la línea de transmisión se da por :
Donde, L es la inductancia por unidad de longitud en Henry(H).
C es la capacidad por unidad de longitud en Farad(F).
Variará en el rango de 300-800 Ω para la comunicación por línea de energía.Atenuación
Se mide en decibelios(db). Las pérdidas por atenuación pueden deberse a la no coincidencia de impedancia, pérdidas resistivas, pérdidas de acoplamiento y diversas otras pérdidas que ocurren en la trampa de línea, sintonizador de línea, línea de energía, etc.
Ruido
La relación señal-ruido (SNR) debe ser alta en el extremo receptor, de lo contrario, la frecuencia portadora muestra patrones erráticos en el extremo receptor. El nivel de ruido limita la atenuación que los canales de PLCC pueden tolerar.
Ancho de Banda
El ancho de banda más amplio significa un canal más rápido, pero también conduce a la acentuación del ruido. Para fines de retransmisión, el ancho de banda del canal AM es de alrededor de 1000Hz a 1500Hz y para FSK es de 500Hz a 600Hz (fuente: IEEE).
