Utilizando la red eléctrica para transmitir datos

Al igual que para un Controlador Lógico Programable, las siglas PLC se utilizan para identificar a la tecnología que aprovecha la red eléctrica para convertirla en una línea digital de alta velocidad de transmisión de datos, permitiendo, entre otras cosas, el acceso a Internet mediante banda ancha. Power Line Communications es un término inglés que puede traducirse como “comunicaciones mediante cable eléctrico” y se refiere a diferentes tecnologías que utilizan las líneas de energía eléctrica convencionales como medio físico para transmitir señales de radio para propósitos de comunicación. Es decir, los estándares apuntan a que dentro de la misma red eléctrica pueda caber todo: energía, datos, música, televisión, etc. Mitos y realidades resumidas en este artículo.

Desde hace más de 70 años, existen en el mercado productos que utilizan el cableado existente en una casa para transmitir información de diversa índole: los sistemas de música funcional, los monitores de audición dentro de los cuartos de los niños, sistemas elementales remotos, tales como encender y apagar alguna luminaria. El principio de funcionamiento de este tipo de técnicas es muy sencillo y elemental: sobre la tensión de red se “monta” una portadora modulada en frecuencia o en amplitud, según el diseño y el estándar a utilizar, y se transmite hacia toda la casa. En muchos casos, este tipo de aplicación puede llegar a hogares vecinos que se encuentren conectados a la misma línea eléctrica y puede llegar a afectar el funcionamiento de similares sistemas que también se encuentren operativos en esas casas. La técnica habitual consiste en introducir, dentro de la información a transmitir, un código de identificación para indicar hacia qué receptor está siendo transmitida la información.

La red energética como principal proveedor de todo un sistema multimedios

Debido a que el medio físico de transmisión es la red eléctrica domiciliaria, el transmisor puede conectarse en cualquier tomacorriente de la casa y desde allí actuar como planta transmisora de las señales que se desean compartir hacia el resto del hogar. Como mencionamos antes, el transmisor indicará dentro de la señal transmitida hacia qué dispositivo está orientado el mensaje. Y los receptores, por ende, serán capaces de interpretar este mandato y actuar de acuerdo a las instrucciones que el transmisor determine. Los datos pueden ser analógicos o digitales, dependiendo del tipo de protocolo o estándar utilizado en la codificación dentro del transmisor. Esto equivale a que se puede transmitir por la red eléctrica información tan variada como puede ser audio elemental dentro de un canal estrecho (300Hz – 3Khz) e incluso Internet de banda ancha.

La red eléctrica utilizada como medio físico para transmitir información

Las transmisiones de datos a velocidades mucho más altas utilizan las frecuencias de microondas que pueden ser transmitidas mediante un mecanismo, recientemente descubierto, de propagación superficial de ondas, denominado E-Line, que ha sido demostrado mediante el uso de una sola línea de energía. Estos sistemas poseen un enorme potencial para las comunicaciones Full Duplex a velocidades mayores a 100 Mbps en cada dirección. Múltiples canales de Radio sobre el cable con señales de 2,4 y 5,3Ghz demostraron tener grandes ventajas debido a la carencia de interferencias que en Wifi y Wimax sin licencia suponen una grave limitación. Esto, además, significa una enorme ventaja por la facilidad de implantación sin necesidad de permisos. Por otra parte, debido a que puede funcionar en la banda de 100 MHz a 10 GHz, esta tecnología puede evitar completamente los problemas de interferencias asociados con el uso de un espectro compartido, mientras ofrece mayor flexibilidad para la modulación de las señales y los protocolos encontrados para cualquier otro tipo de sistemas de microondas.

Ejemplo elemental de una conexión PLC

Los sistemas de Internet de banda ancha que utilizan la red eléctrica domiciliaria también son conocidos como BPL (Broadband over Power Lines) (Estándar IEEE P1901) y constituyen una de las incontables variantes que puede ofrecer un sistema PLC. Pero, como todo en la vida, tiene beneficios y desventajas. Un claro ejemplo de esto es que una computadora (o cualquier otro dispositivo) necesitaría solo conectarse a un módem BPL enchufado en cualquier toma de energía dentro de una edificación equipada para tener acceso de alta velocidad a Internet. Esto supone privacidad, comodidad, simplificación de conexiones y eliminación del cableado adicional que antes significaba la instalación de un cable telefónico hasta el ordenador. Con el sistema BPL, la banda ancha llega en un “combo” junto con la energía eléctrica, no hay cables adicionales. Las desventajas también son muy evidentes: muchos vecinos lindantes pueden tener acceso a nuestro servicio si no disponemos de un efectivo sistema de cifrado y codificación en nuestra red. Además, las utilización masiva en una vecindad de esta tecnología puede acarrear inevitables trastornos de colisiones de información y reducciones notables de la velocidad de trabajo cuando las instalaciones no son las más adecuadas (técnicamente hablando).

Los sistemas BPL ya son una realidad en algunos países

De todos modos, estos sistemas intentan demostrar que las compañías eléctricas distribuidoras de la energía que consumimos pueden pasar a ser las proveedoras de los servicios de Internet de banda ancha, tal como ya lo son muchas operadoras de televisión por cable. Esta posibilidad acarrea una ventana de ofertas que hará bajar los precios de los servicios en beneficio de los clientes, al existir nuevos competidores dentro del mercado. En este sentido, existe una desventaja muy importante que será muy difícil de resolver y que se basa en el modo en que las compañías eléctricas distribuyen la energía en distintas regiones del planeta. Un dato conocido es que las distribuidoras de energía utilizan alta tensión en sus líneas para minimizar las pérdidas en tendidos de longitudes extensas y luego reducen a valores utilizables, mediante transformadores, la tensión para ser entregadas a los hogares. En Europa, se utilizan grandes transformadores para abastecer a importantes áreas habitadas, mientras que en Estados Unidos la situación es a la inversa: se utilizan muchos transformadores para pocos usuarios. No es raro ver pequeños transformadores montados en postes que alimentan a pocos hogares (a veces a uno solo).

Transformadores de distribución de energía domiciliaria

Por supuesto que estas distintas filosofías de distribución tienen su explicación. Si un transformador pequeño se deteriora, pocos habitantes se quedan sin energía, a la inversa que en el sistema europeo. Pero por otro lado, un solo transformador grande es más económico contabilizando la cantidad de usuarios, requiere menos mantenimiento y es mucho más fácil de reponer que cientos de pequeños transformadores. Ahora, ¿por qué hablamos tanto de los transformadores y le damos una entidad importante a su participación en el sistema? Por el simple hecho de que los transformadores utilizados en la distribución de energía son permeables a las bajas frecuencias y serían un freno total para la transmisión de las señales de Internet que utilizan altas frecuencias. En el sistema europeo, el sistema se resuelve con un único repetidor, provisto por la empresa eléctrica, que permite a la señal atravesar el transformador, mientras que en Estados Unidos se puede colocar un sistema Wi-Fi en cada transformador para abastecer de Internet inalámbrica a cada uno de los hogares que se encuentran cercanos al transformador, utilizando de este modo la tecnología convencional ya existente. Recordemos que en este tipo de distribución, un transformador alimenta pocos hogares y a distancias muy cortas.

Desde la central generadora hasta tu hogar

Otras aplicaciones de los sistemas PLC son la transmisión, por parte de las distribuidoras de energía, de radioemisoras comerciales, siendo ésta una actividad muy difundida en Europa desde 1930, gracias a su facilidad de instalación en los hogares y al bajo costo de los equipos necesarios para su utilización (150Khz. a 350Khz.). Por último, e incursionando dentro del área de la domótica, la red de energía domiciliaria es la capa física utilizada mayormente por los protocolos INSTEON y X-10. Para lograr el control centralizado y operable a distancia de distintos equipos domésticos (de eso se trata la domótica), estos protocolos utilizan portadoras de señal que se ubican entre 20Khz y 200Khz y transmiten en ambos sentidos (Transmisor/Receptor, Receptor/Transmisor) información digital codificada con indicadores muy precisos de identificación de dispositivo a operar y de actividad pretendida. Lo mismo ocurre con las señales de retorno informando el acuse de recibo (ACK) de las instrucciones y el resultado de la tarea realizada.

Para esta aplicación, como para cualquier otra que utilice la red domiciliaria como capa física para transmisión de datos, lo más importante a tener en cuenta es la minimización de ruidos e interferencias que pudieran llegar a introducir los motores eléctricos, los convertidores DC-DC para grandes equipos electrónicos (el ordenador mismo es un gran generador de ruidos que se introducen en la red), los televisores, los radioaficionados, las potentes emisoras de TV abierta o de radiodifusión y cualquier otro sistema que pudiera introducir transitorios y parásitos eléctricos. Una mala instalación eléctrica sumada a un funcionamiento deficiente de los equipos conectados a ella pueden arruinar todos los beneficios que los sistemas PLC pueden brindarnos.

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  • Jikko

    Esto es viejo viejo…. y algunas centrales europeas llevan usandolo para su transmision de datos desde hace daños. Y hace unos 5 años que esto se ideo como servicio en España. Es mas, hubo partes de Madrid Capital, que estuvieron usandolo con buenos resultados.

    • weijung

      Es viejisimo, y malo… los sistemas de PLC causan mucha interferencia… ademas, dependen mucho de la calidad del cableado electrico en los edificios, y la verdad no es algo que funcione en todos los sistemas electricos. En todo lado que han tratado de implementar PLC, no he visto que tenga pegue, creo que el mayor esfuerzo lo hizo Iberdrola en España.
      De todos modos…. noticia viejisima y tecnologia mala, muy mala!

  • guilzom

    Buen Articulo… actualmente trabajo en una empresa en Colombia q busca masificar el servicio de triple play usan BPL con red de acceso de ultima milla… Hemos tenido problemas para arrancar, pero he podido comprobar que realmente funiona muy bien, pero lamentablemente tambn que es muy suceptible a los cambios en la red electrica. (conectar o desconectar algun aparato electronico "problematico" cerca de la toma donde estan el modem BPL). Ha pero los equipos mas comerciales utilizan la banda 3-34 MHz y pueden alcanzar hasta 200Mbps.

    • no-PLC

      ¿Habeis validado las interferencias causadas en el margen de 3 a 30 Mhz? ¿Habeis previsto alguna contingencia al respecto?

      • guilzom

        En nuestro pais, y en los de la zona, no hay comunidades de radioaficionados, desde hace un buen tiempo que desaparecieron, por lo que no se tuvo inconvenientes con interferencias con otros servcios… Se que en España estas comunidades hciceron todo lo posible para evitar la implementación de PLC a mayor escala.

      • weijung

        Interfiere con los sistemas de comunicacion de los servicios de emergencia, como ambulancias y radiopatrullas.
        De hecho PLC fue prohibido en Japon y Alemania y quien sabe cuantos otros paises.

        Talvez PLC se puede usar para llevar Banda Ancha a ranchos alejados de vida humana, no mas

  • Andres

    Excelente nota! Si es vieja esta tecnología pero ahora gracias a Mario Sacco y NeoTeo he logrado entender su funcionamiento.

  • ChUkIsLuKiS

    Con esta tecnologia la transmision de datos por internet es mas barata y nos libraremos de las telefonias del MONOPOLIO Telmex, ademas creo que sera mas barata y mas rapida.

    Espero que en poco tiempo digamos mmm unos 3 años aca en mexico este lista esta tecnologia.

    Que curioso es lo que estoy viendo ahora en mi curricula en aprendizaje de redes de cisco.

    • Andres

      Hablando de monopolios, me parece haber visto un artículo reciente de NeoTeo acerca de Google relacionado con la compra y venta de energía. Será esto uno de sus motivos para entrar en este mercado?

      • ChUkIsLuKiS

        Elemental, mi querido Watson, ¬_¬.

      • guilzom

        Eso no es nada… hace un rato ya… aqui hubo un articulo que deciar de la implemntacion de samrt grid por parte de Google, para usuaios finales, donde se podria monitorear el consumo de energía de los electrodomésticos a través de Internet, todo usando un servicio Google.
        http://www.neoteo.com/google-power-meter-14779.neo

    • vidalruta

      si, pero ahora el que lo controlará sera la CFE…

      creí haber escuchado rumores de que la CFE planea implementar este servicio, no sabemos lo que pueda pasar, lo que me conforta es que la CFE no tiene movimientos financieros oscuros como pasa en pemex o telmex u otro monopolio sea oficial o no

  • CARNIFEX

    Interesantísimo, pero ya es viejo.

    Saludos

  • Pablo

    existe un sistema domotico desde hace ya bastante tiempo llamado X10 (o corriente sportadoras) que utiliza la red eléctrica de la casa para accionar los elementos utilizando el paso por cero de la corriente alterna.
    Un saludo

    • no-PLC

      En España, ya hay algun caso en el que el vecino que habia puesto un distribuidor tipo PLC para convertir la instalación electrica en red informatica, la ha tenido que quitar por denuncia de las interferencias causadas.

  • jakala

    Buenas:

    como siempre trayendo noticias interesantes, Mario. 🙂

    Comentar que estas instalaciones (por lo que he podido comprobar) dependen tambien de una instalacion correcta del cableado electrico de la casa. Este tipo de modems envian la señal portadora normalmente desde la linea de fase (no la de retorno). Hay en muchos sitios que, al no cumplir correctamente el cableado (mezcla de fases/neutros) en algunos enchufes no se consigue recibir /enviar dicha señal.

    Por otra parte, tengo entendido que conectar este tipo de circuitos cerca de lamparas fluorescentes (debido a la actuacion del cebador) puede interrumpir la señal e, incluso en algunos casos, estropear el aparato.

  • simpaticom

    En el articulo "Greenpeace quiere unir Internet y la red eléctrica" del 05 de febrero de 2010 habia pedido si podian hablar de este tema que aun k no es nuevo si existen muchos mitos.

    Muy buen articulo, saludos y muchas gracias.

  • dakota

    El plc es una fuente de problemas para los radioaficionados y sistemas que usen la HF, meten un ruido increible y que hace que el uso de los 0 a 30 Mhz sea imposible, por eso su uso en zonas militares, portuarias y aeropuertos esta restringida
    si quereis ver el daño que hace ir a youtube y poner PLC y vereis las interferencias que provocan!

    • no-PLC

      Hace un tiempo… mmm… 2, 3 años… no estoy seguro ahora, hicieron pruebas de PLC en Zaragoza, España. Los resultados no fueron nada buenos, precisamente por lo que comentas de las interferencias.
      La union de radiaficionados españoles tiene un grupo de trabajo exclusivamente para este tema.

    • no-PLC

      Estaba pensando que puede ser que, en España, las lineas electricas esten viejas… 😕
      Igual en Mexico funciona mejor.

  • Wolfman77

    Esto lo usamos en el laburo hace un tiempo ya 😛

  • p014r

    Aqui estan las razones por las cuales no es una buena idea http://www.ure.es/plcure/modules.php?name=enlacesplc&file=opcion1

  • pedro

    esto del plc sera fantastico pero el que lo tenga en casa es cancerigeno porque la transmision de esos aparatos es brutal meten ruidos a todos los aparatos radios,televisiones,etc… yo no se si es mejor tener ese plc o gozar de buena salud,yo no lo dudaria los radioaficionados de españa tienen denunciado esto del plc y se han comprobado que meten muchisimo ruido a todos los aparatos cercanos,telecomunicacion lo sabe es mas en japon lo han prohibido por las interferencias que dan en muchas frecuencias,hace poco el gobierno aleman prohibieron los plc y en españa deberia ser igual porque aparte de meter ruido en todos los aparatos produce cancer sin que uno se de cuenta si alguien quiere saber mas de este asunto que visiten la pagina http://www.ure.es y busque lo relacionado con el plc y veran lo que hay hay mejores tecnoligia que es la fibra optica mas rapido de navegacion,no da interferencia en nada,y lo mas importante no produce cancer ojo con esto que es muy importante por vender le dan igual que mueran la gente.saludos a todos,y no comprar nada de plc por el bien de la salud de las personas.