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Comunicación por línea eléctrica: ¿el eslabón más débil?
No cabe duda de que las líneas eléctricas forman parte de las infraestructuras críticas. La ingeniería energética se encuentra ahora en su fase de desarrollo más espectacular. Por desgracia, los avances tecnológicos y las decisiones políticas tienden a complicar el desarrollo.
Tras la realización del plan estratégico 20-20-20 de la UE, es probable que nos enfrentemos a la paradoja de que aún no esté garantizado un suministro fiable de energía. Afortunadamente, sin embargo, incluso eslóganes vacíos como «red inteligente» aportan consideraciones y decisiones racionales al ámbito de la estabilidad y la seguridad del suministro eléctrico.
La forma de controlar los dispositivos finales, incluidos los contadores electrónicos residenciales, está muy clara… a pesar de las reservas, la tecnología PLC prevalecerá. Es la única tecnología con una fiabilidad equiparable a la del suministro eléctrico.

El esquema anterior revela la estructura tanto del módem como del entorno que influye en la eficacia total de la información transferida. Un sistema de comunicación real es obviamente mucho más complicado, pero este modelo simplificado basta para identificar los efectos clave.
Desafíos del canal de transmisión
Partiendo de esta base, está claro que la capacidad de transmisión no depende de cómo queramos que sea, sino que depende de las características del canal de transmisión. En el caso de la tecnología PLC, ese canal son las líneas eléctricas.
La distribución puede generalizarse en estructuras serie-paralelo con una atenuación relativamente alta (debido a la importante capacidad paralela y la inductancia serie). La ordenación en paralelo de lugares de consumo único con conexión y desconexión muy dinámicas conlleva un cambio fuerte y muy dinámico de la impedancia.

Los elementos ZG (impedancia de fuente), y ZL, y Z1,2,3 (impedancia de carga) describen tanto la parte de fuente como la parte de aparato de la red eléctrica (las características de impedancia definen que los elementos tienen dependencia de la frecuencia).
Por desgracia, al final siempre queda el consumo del cliente. Los clientes pueden, con su comportamiento, influir en la red de distribución y, por tanto, en el canal de comunicación.

¿Cómo abordar el eslabón débil de la comunicación?
El canal de comunicación es siempre el eslabón más débil de la cadena de transmisión. Parecería que, basándose en las fragilidades de este canal (perturbaciones, cambio dinámico de topología), sería más conveniente abandonarlo. Sin embargo, ocurre exactamente lo contrario.
La razón son las características únicas del PLC, como permitir el suministro de energía junto con la disponibilidad inmediata del canal de comunicación. Basta con aceptar las características de este canal y no añadir expectativas en torno a velocidades de comunicación poco realistas.
¿Cuáles son las limitaciones de las normas actuales?
Las nuevas normas de «interoperabilidad» (por ejemplo, PRIME o G3-PLC) muestran «cómo no avanzar». Utilizar estos sistemas OFDM de moda, (PRIME, G3-PLC), que alcanzan una gran capacidad de transmisión en otros canales de transmisión a través del entorno de la línea eléctrica, significa que sembramos las semillas de un grave problema.
Además, si añadimos protocolos de transmisión ineficaces (DLMS) y reducimos la capacidad de procesamiento para permitir una solución de bajo coste, alcanzaremos resultados satisfactorios sólo sobre el papel, no sobre el terreno. No podemos aumentar la potencia emitida debido a la legislación. Tampoco se puede considerar el aumento de la gama de frecuencias.
Esto se debe a dos razones:
- estamos limitados por la frecuencia asignada, y
- las características del canal a frecuencias más altas no permiten físicamente un mayor alcance (no más de unos cientos de metros).
También es necesario tener en cuenta las solicitaciones en la etapa de salida. La etapa de salida y el método de modulación deben diseñarse de forma que los cambios significativos de impedancia no influyan en la estabilidad de esta etapa.
Hacia soluciones PLC fiables y eficientes
Por eso, esta etapa tiene que tener una impedancia interna baja, lo cual es una exigencia que apenas se aplica en OFDM, que necesita un amplificador de salida lineal para eliminar la distorsión y, al mismo tiempo, la alteración de la ortogonalidad de las subportadoras. El circuito de entrada del módem receptor debe poder cambiar su amplificación de forma muy dinámica, para no mantener el nivel de la señal procesada.
Hoy en día, hay dos opciones posibles. La primera ya se utiliza en proyectos realizados. Supone una reducción significativa del volumen de datos transferidos. Estas soluciones patentadas no necesitan transmitir información de lastre. Alcanzan así una gran fiabilidad durante la transmisión de datos y, además, tienen un precio competitivo.
El segundo escenario tiene en cuenta las solicitudes predominantes de transmisión de mayores volúmenes de información real. En este caso, es necesario aumentar considerablemente la complejidad de las partes del módem que transmiten y reciben.
El camino hacia el desarrollo del PLC
La creciente integración de elementos en los chipsets de silicio podría ayudar. Permite la implementación de códigos turbo (para la renovación de la información transmitida) y el uso eficiente del enfoque de decisión suave (decisión por palabras de código).
Si se amplían estos métodos, junto con una forma adecuada de modulación, encontramos la única forma de que progrese el desarrollo de la comunicación PLC. Garantiza la transmisión de un mayor volumen de datos y, en tal caso, ni siquiera la transmisión del protocolo DLMS podría ser una utopía incumplida.
Conclusiones: Configurar el futuro de la PLC
Estamos convencidos de que los avances en el futuro más próximo seguirán un proceso paralelo. Por un lado, creemos que habrá un protocolo interoperable racional público y, por otro, avances tecnológicos en el campo del rendimiento de un único canal de comunicación, todo ello orientado hacia una mayor robustez y una latencia definida conforme, que es la petición clave para el correcto funcionamiento de la red inteligente.