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

Procedimiento y sistema de transmisión digital de banda ancha a través de las redes de alta y media tensión.

Objeto de la invención

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.

Antecedentes de la invención

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.

Descripción 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.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un esquema del sistema de la invención donde se representan dos nodos que se comunican entre sí.

Descripción de una realización práctica de la invención

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.

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).