Un sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico que comprende:

- un servidor de comunicaciones (1), dispuesto para enviar y recibir mensajes a través de una red de telecomunicaciones (2),

- una subestación de distribución de energía (3) que comprende al menos un transformador, a la que se conecta una red de distribución de energía (4) hacia los usuarios finales (5),

- por lo menos una puerta de enlace (6; 18), dispuesta para la transferencia de mensajes desde la red de telecomunicaciones (2) a los cables eléctricos de la red de distribución de energía (4) y viceversa, los mensajes en las líneas eléctricas están en una banda predeterminada de frecuencias utilizada para la comunicación por cable eléctrico,

- una pluralidad de dispositivos inteligentes de medición (7; 17; 27) en las redes de suministro a los usuarios finales, cada uno se dispone para medir el consumo de energía por parte del usuario final correspondiente y comprende un módem (8; 18) de comunicación por cable eléctrico conectado a la red de distribución de energía eléctrica para enviar y recibir mensajes dentro de la banda de frecuencias predeterminadas por la red de distribución de energía (4),

caracterizado por que el sistema comprende además unos filtros (10, 11) de comunicación por cable eléctrico en los cables eléctricos que conectan la red de distribución de energía y las redes de suministro a los usuarios finales y en los cables eléctricos que conectan la red de distribución de energía a la subestación de distribución de energía, cada filtro comprende componentes de filtrado (L1, R1, C1; L2, R2, C2) para bloquear las frecuencias en la banda de frecuencia predeterminada

Sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico.

Ámbito técnico

La presente invención se refiere al campo de la comunicación por cable eléctrico (PLC).

Técnica anterior

En los próximos años, las empresas de servicios públicos, en el caso de las que hacen funcionar las redes de distribución de electricidad, empezarán a sustituir la mayor parte o la totalidad de sus medidores electromecánicos Ferraris por los denominados "medidores inteligentes" que pueden ser leídos a distancia. Existen varias maneras de comunicarse con esos medidores, pero una en particular se ajusta idealmente para la tarea, a saber la comunicación por cable eléctrico o PLC. Ofrece dos grandes ventajas: está en manos de los propios operadores de la red de BT (Baja Tensión) y es un medio para obtener un funcionamiento de "conectar y funcionar" ("plug and play") cuando el medidor se conecta automáticamente a la plataforma de comunicación ya que el contador se ramifica en la red de baja tensión. De las experiencias en todo el mundo los resultados muestran que la comunicación PLC es bastante poco fiable y en muchos casos se interrumpe durante varias horas al día porque se genera mucho ruido y distorsión por todo tipo de aparatos en las casas y los edificios. Además, la potencia a AF (Alta Frecuencia) (HF: High Frecuency) inyectada por los módem PLC en los cables o líneas de exterior se ve seriamente limitada por la muy baja y variable impedancia que se ve en las conexiones de BT a los clientes y en la subestación de BT en el transformador de potencia.

El documento de EE.UU. 2003/179714 A1 describe un sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico que comprende las características mencionadas en el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento de EE.UU. 2001/045888 A1 se refiere a la comunicación por cable eléctrico en general y proporciona una solución para aislar unos abonados de otros o de un transformador de distribución.

Descripción de la invención

Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico más fiable.

Este objetivo se logra de acuerdo a la invención con un sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico que muestra las características técnicas de la reivindicación primera.

El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico de acuerdo con la invención comprende:

El sistema de la invención se caracteriza por que comprende filtros de comunicación por cable eléctrico en los cables eléctricos que conectan la red de distribución de energía y las redes de suministro a los usuarios finales, así como en los cables eléctricos que conectan la red de distribución de energía a la subestación de distribución de energía. Cada uno de estos filtros comprende componentes de filtrado para bloquear las frecuencias en la banda de frecuencia predeterminada, que se utiliza para la comunicación por cable eléctrico en la red de distribución de energía eléctrica.

La solución técnica propuesta de acuerdo con la invención subsana las fuentes de perturbaciones desde ambos lados mediante la inserción de, por un lado, un filtro que aísla la red de distribución de energía de las instalaciones del usuario final en las frecuencias de PLC utilizadas por los dispositivos de medición inteligentes, módems PLC externos o concentradores y, por otro lado, un filtro que separa la red de distribución de energía eléctrica de la muy baja y variable impedancia que se ve en el transformador de potencia en la subestación, a la vez que tiene un impacto mínimo en la red de distribución de energía en la frecuencia de la red de suministro.

El uso de estos filtros puede reducir considerablemente el coste recurrente de funcionamiento y de mantenimiento que el operador de red normalmente necesita para mantener funcionando el sistema PLC y por lo tanto puede ofrecer una gran rentabilidad. Por otra parte, la relación entre la señal y el ruido se puede mejorar mucho, de manera que son necesarias muchas menos retransmisiones y se puede considerar el uso de modulaciones más eficientes como QPSK y QAM. Estos pueden ofrecer una mayor eficiencia de ancho de banda (= velocidad de datos dividida por el ancho de banda usado) que el FSK u otros sistemas de modulación ineficiente de ancho de banda que se utilizan comúnmente para PLC de manera que se vuelven factibles funciones que requieren de mayor capacidad y menor latencia.

En realizaciones preferidas, cada filtro de comunicación por cable eléctrico es un circuito de filtro pasivo que comprende un primer componente eléctrico que tiene una primera impedancia predeterminada para bloquear la banda de frecuencia predeterminada utilizada para la comunicación por cable eléctrico y un segundo componente eléctrico que tiene una segunda impedancia para pasar una segunda banda de frecuencias que abarca la frecuencia de red de la red de distribución de energía. Un ejemplo de tal circuito de filtro pasivo comprende uno o más circuitos resonantes en paralelo, por ejemplo redes LC, que se inserta entre la red de distribución de energía eléctrica y la instalación de usuario final, teniendo impedancias de tal manera que se obtiene una banda de frecuencias de rechazo que cubre el rango de frecuencia utilizado de los módems PLC. Preferiblemente, el centro de la banda de frecuencias de rechazo es por lo menos dos decenas mayor que la frecuencia de la red para limitar el impacto de los filtros en la transmisión de energía eléctrica en la frecuencia de la red.

Según realizaciones preferidas de la invención, los filtros se pueden instalar tanto en los propios dispositivos de medición inteligentes o en la parte exterior. En ambos casos la señal del módem PLC tiene que ser inyectada aguas arriba desde el filtro (o filtros).

En la realización más preferida, sustancialmente todos puntos de acceso de la red de distribución de energía eléctrica cuentan con un filtro de PLC. Esto puede incluir cualquier punto de acceso sin medición, como los utilizados a menudo para el alumbrado público y cabinas telefónicas u otros.

Una puerta de enlace puede ser, por ejemplo, proporcionada en la subestación, o en otra parte de la red de distribución de energía. En una realización preferida, una o más puertas de enlace se combinan con uno o más de los módems de comunicación por cable eléctrico, de modo que no es necesario proporcionar ninguna puerta de enlace por separado. Esto significa que la comunicación entre el servidor PLC y los dispositivos de medición inteligente sin puerta de enlace se produce a través de uno de los dispositivos de medición inteligente de puerta de enlace. Esta solución es muy conveniente cuando se utiliza por ejemplo Internet, una línea telefónica o cualquier otra red de telecomunicaciones presentes en la instalación del usuario final para la comunicación entre la puerta de enlace y el servidor de PLC. La red de telecomunicaciones también puede ser cualquier red de telecomunicaciones inalámbrica conocida por un experto en la técnica. En el caso de que haya presentes varias puertas de enlace, la función de puerta de enlace se puede transferir desde la una a la otra cuando sea necesario.

En realizaciones preferidas, los dispositivos de medición inteligente pueden estar provistos además de una interfaz de comunicación hacia los aparatos...

1. Un sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico que comprende:

- un servidor de comunicaciones (1), dispuesto para enviar y recibir mensajes a través de una red de telecomunicaciones (2),

- una subestación de distribución de energía (3) que comprende al menos un transformador, a la que se conecta una red de distribución de energía (4) hacia los usuarios finales (5),

- por lo menos una puerta de enlace (6; 18), dispuesta para la transferencia de mensajes desde la red de telecomunicaciones (2) a los cables eléctricos de la red de distribución de energía (4) y viceversa, los mensajes en las líneas eléctricas están en una banda predeterminada de frecuencias utilizada para la comunicación por cable eléctrico,

- una pluralidad de dispositivos inteligentes de medición (7; 17; 27) en las redes de suministro a los usuarios finales, cada uno se dispone para medir el consumo de energía por parte del usuario final correspondiente y comprende un módem (8; 18) de comunicación por cable eléctrico conectado a la red de distribución de energía eléctrica para enviar y recibir mensajes dentro de la banda de frecuencias predeterminadas por la red de distribución de energía (4),

caracterizado por que el sistema comprende además unos filtros (10, 11) de comunicación por cable eléctrico en los cables eléctricos que conectan la red de distribución de energía y las redes de suministro a los usuarios finales y en los cables eléctricos que conectan la red de distribución de energía a la subestación de distribución de energía, cada filtro comprende componentes de filtrado (L1, R1, C1; L2, R2, C2) para bloquear las frecuencias en la banda de frecuencia predeterminada.

2. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según la reivindicación 1, caracterizado por que cada filtro (10, 11) de comunicación por cable eléctrico es un circuito de filtro pasivo que comprende un primer componente eléctrico que tiene una primera impedancia predeterminada para bloquear la banda de frecuencias predeterminada utilizada para la comunicación por cable eléctrico y un segundo componente eléctrico que tiene una segunda impedancia para permitir el paso de una segunda banda de frecuencias que abarca la frecuencia de red de suministro de la red de distribución de energía.

3. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el centro de la banda de frecuencia predeterminada es por lo menos dos decenas mayor que la frecuencia de la red de suministro de la red de distribución de energía.

4. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que cada uno de los dispositivos inteligentes de medición comprende uno de los filtros (11) de comunicación por cable eléctrico como un componente integrado.

5. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que los filtros (11) de comunicación por cable eléctrico son componentes externos a los dispositivos de medición inteligente.

6. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que los puntos de conexión sin medición de la red de distribución de energía también están provistos de filtros de comunicación por cable eléctrico.

7. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado por que una primera (18) de la al menos una puerta de enlace se incorpora en uno de los dispositivos inteligentes de medición (17).

8. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que una segunda de la al menos una puerta de enlace (6) se encuentra en una estación de distribución de la red de distribución de energía.

9. El sistema distribuidor de comunicación por cable eléctrico según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado por que al menos uno de los dispositivos inteligentes de medición (7, 17, 27) está provisto de una interfaz de comunicación hacia los aparatos del usuario final.