Arquitectura de Redes Perfil

7/24/2019 Arquitectura de Redes Perfil

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Curso de Doctorado 2.001/02

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA

ELECTRONICA

ARQUITECTURA DE REDES

CONTROL DE ACCESO A PISOS DE UN ASCENSOR MONITOREADO POR

UNA RED

Docente:

Ing. Gavino Joe FLORES C!IPANA

I. GENERALIDADES

TITULO.IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA DE TRANSMISIN DE DATOS POR REDELCTRICA 220!"

Da#$e% Mde' P&re' P()$#a 1


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AUTOR (ES)

II. PLAN DE INVESTIGACIN

".#. P$antea%iento &e$ P'o($e%a

Transmisin de datos por Onda Portadora de Corriente. Se trata,

fundamentalmente, de la transmisin de voz y datos a travs de la Red

elctrica. El obetivo m!s atrayente de esta tecnolo"#a es tratar de aprovec$ar la

ubicuidad de la mayor red construida por el $ombre %m!s de &.''' millones de

personas cuentan con ener"#a elctrica en todo el mundo( llamada red de

redes. )e esta manera, las compa*#as elctricas incrementar#an su

rentabilidad, al aumentar el valor a"re"ado de sus servicios con una m#nima

inversin, aprovec$ando su infraestructura para fines +ue no $ab#an sido

concebidos inicialmente. Es al"o similar a lo ocurrido con las empresas

telefnicas cuando comprendieron +ue el par de cobre se pod#a emplear para

acceder a nternet y ofrecer otros servicios de transmisin de datos, adem!s de

permitir las comunicaciones por voz.

El planteamiento del problema se realiza bao un trasfondo terico, con la

aplicacin del mtodo cient#fico y con el obetivo de darle solucin- para lo cual

primero debe identificarse y analizarse a travs de los $ec$os observados

mediante una eploracin o un dia"nstico, +ue d cuenta de su situacin

actual a nivel mundial, nacional y local.

".". Fo'%)$aci*n &e$ +'o($e%a

/Ser! posible transmitir datos por la red elctrica0

".,. J)ti-icaci*n

Se realizo este proyecto para implementar un sistema +ue puede $acer comunicaciones

mediante cable elctrico+ue tambin se aplica a diferentes tecnolo"#as +ue utilizan las

l#neas deener"#a elctricaconvencionales para transmitir datos para propsitos de

comunicacin.
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


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1dem!s aprovec$ar la red elctrica para convertirla en una l#nea di"ital de alta velocidad de

transmisin de datos, permitiendo, entre otras cosas, el acceso a nternetmediantebanda

anc$a.

".. Antece&entePara cu*r$r %os accesos a esa te%ara+a ,u#d$a% e# %a -ue se a co#ert$do

I#ter#et s$e,re se a# usado %#eas te%e34#$cas de ,a5or o ,e#or a#co

de *a#da ero redes te%e34#$cas a% 6# 5 a% ca*o. Por e%%o se a# $do

*usca#do d$ersas a%ter#at$as -ue ud$era# er,$t$r accesos de ca%$dad 5

-ue %%e)ara# 3(c$%,e#te a% usuar$o 6#a% s$ #eces$dad de )ra#des

$#ers$o#es de ca$ta% co,o re-u$ere e% caso de %os te#d$dos de 6*ra 4t$ca

ut$%$'ados or %as co,a+as oeradoras de ca*%e -ue %%ea# asoc$ados

u#os costes ,u5 e%eados #o 5a s4%o or e% ro$o te#d$do de %a 6*ra

4t$ca 5a cara de or s s$#o or toda %a $#)e#$era c$$% -ue co#%%ea e%

te#d$do de %a ,$s,a or u#a c$udad de ta,a+o ,ed$o.

Sur)e or ta#to %a #eces$dad de e#co#trar otros ca,$#os -ue er,$ta#

a#cos de *a#da ra'o#a*%es a %a e' -ue #o #eces$te# de u#as

$#3raestructuras ,u5 co,%e7as.

As 5 *as(#dose e# e% ,u#do de %a auto,at$'ac$4# do,4t$ca" do#de se

ut$%$'a# %as ro$as redes e%&ctr$cas de %os ed$6c$os ara ,a#dar se+a%es

,odu%adas so*re ortadoras de a%ta 3recue#c$a -ue uede# ser

$#terretadas or %os aut4,atas 5/o recetores sur)e %a $dea de ut$%$'ar %asredes e%&ctr$cas co,o soorte ara e% acceso ta#to te%e34#$co de t$o

co#e#c$o#a% !o'" co,o de datos I#ter#et".

Esta #uea tec#o%o)a -ue a s$do *aut$'ada co# e% #o,*re de 8Po9er%$#e8

5 desarro%%ada r$#c$a%,e#te or dos co,a+as a%e,a#as !e*a 5 R:E

tras %a ret$rada de %a ta,*$ a%e,a#a S$e,e#s 5 -ue 3ue ,ostrada

$#ter#ac$o#a%,e#te e# %a 3er$a a%e,a#a Ce*$t 2000 ce%e*rada e# ;a##oer.
https://es.wikipedia.org/wiki/Internethttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Internethttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_ancha


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$ste#te de u#a ote#te red

de co,u#$cac$o#es de ta% ,a#era -ue %as *ases de e#cu3es de7a# de ser

s$,%e,e#te to,as de te#s$4# ara %a a%$,e#tac$4# de aaratos ara

co#ert$rse a %a e' e# to,as de datos.

E# u# r$#c$$o 3uero# ,ucos %os e>ertos 5 ro3es$o#a%es -ue dudaro# de

esta tec#o%o)a a% tacar%a de $#$a*%e t&c#$ca,e#te so*re todo de*$do

r$#c$a%,e#te a %os ro*%e,as asoc$ados $#tr#seca,e#te a %as redes de

d$str$*uc$4# e%&ctr$ca ta%es co,o %as cadas de te#s$4# %as ertur*ac$o#es

de a%ta 3recue#c$a roocadas or cadas de ra5os as co,o %os da+os

3s$cos -ue uede# causar %as o#das e%ectro,a)#&t$cas e# %os e-u$os

e%ectr4#$cos #ecesar$os ara e% desarro%%o de esta t&c#$ca. S$# e,*ar)o a

s$do a %o %ar)o de este a+o 2.001 cua#do se a co,e#'ado a co,erc$a%$'ar

Po9er%$#e co# *asta#te &>$to e# A%e,a#$a.

"./. O(0etivo

2.3.4. 5eneral

mplementar un sistema de envi de datos mediante la l#nea de red elctrica de22' 6.

2.3.2. Espec#ficos

7o primero +ue se tiene +ue lo"rar es reconocer el medio en

el cual se va trabaar. 8odular la se*al a transmitir. Tener $ard9are de demodulacin para la recepcin de la

informacin transmitida.


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".1. Ma'co Te*'ico

):C;7T1)ES )E TR1variable? es lo +ue $a

retrasado la viabilidad de la tecnolo"#a Po9erline y $a $ec$o +ue muc$as

compa*#as abandonaran su estudio.

Para ver esta problem!tica, basta con mirar la funcin de transferencia de una

l#nea de potencia +ue alimenta un circuito cual+uiera de una vivienda.

Fig. ,.# F)nci*n &e t'an-e'encia +a'a )na $2nea e$3ct'ica.


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Como se puede comprobar la atenuacin es una caracter#stica del medio

por el +ue viaa la se*al y +ue va a limitar la correcta transmisin de la

misma, as# pues un medio con una escasa atenuacin va a permitir +ue la

se*al viae f!cilmente permitiendo +ue el receptor y el emisor establezcan

un buen canal de comunicacin sin +ue la misma se debilite ecesivamente,

por su parte si la atenuacin es elevada, la se*al va a debilitarse

r!pidamente, lo +ue va a provocar +ue no se cree un buen canal de

comunicacin entre emisor y receptor.

)e tal manera, y como se puede apreciar en la :i". &.4, el medio de

transmisin +ue es una l#nea elctrica, va a tener una atenuacin variable por

lo +ue dependiendo de la frecuencia con la +ue estemos modulando la

portadora para llevar los datos, la l#nea se comportar! como un buen o mal

medio de transmisin.

Pero a@n $ay m!s, ya +ue no slo la funcin de transferencia a ser variable en

el dominio de la frecuencia, sino +ue es tambin variable en el tiempo, ya +ue

se est! trabaando con un medio de transmisin >vivo? y sometido a variaciones

por la conein y desconein de car"as de manera independiente de la

transmisin de datos +ue se pueda estar produciendo en ese momento.

Pero m!s a@n ya +ue esta funcin es variable a su vez dependiendo de la

l#nea +ue sea y los puntos +ue est uniendo f#sicamente, ya +ue va a tener

car"as diferentes as# como posiblemente propiedades f#sicoA+u#micas

diferentes, +ue $acen +ue esa funcin sea tambin diferente.

Fig. ,." Ditinta -)ncione &e t'an-e'encia &e $2nea e$3ct'ica &e )n

%i%o e&i-icio.


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1s# pues como se puede comprobar, intentar modular una se*al de datos

sobre una portadora puede dar lu"ar a +ue esa portadora, de una

determinada frecuencia, sea buena en unos casos pero mala en otros.

Por lo tanto, una tecnolo"#a fiable debe ase"urar una buena transmisin

independientemente de esta variacin de la atenuacin.

SO7;C=< POBER7


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previamente desfasada para poder representar cada uno de los bits de se*al,

de esta manera, mediante la modulacin de cada uno de los bits de la se*al

sobre se*ales individuales, permite +ue puedan transmitirse una "ran cantidad

de bits de informacin en una pe+ue*a fraccin de tiempo.

1s# pues, mediante esta tcnica se consi"ue maimizar la transmisin de bits,

a la vez +ue se minimiza el tiempo necesario para su transmisin, es decir se

consi"ue incrementar la tasa de transferencia.

Este proceso de modulacin de cada uno de los bits de la se*al est!

representado en la :i". .2

Fig. ." Re+'eentaci*n &e (it.

;na vez +ue cada una de las se*ales es modulada se"@n una variacin de

fase, stas en su conunto son combinadas mediante la tcnica O:)8 de tal

manera +ue cada una de las se*ales +ue representan cada bit +uedan

embebidas en una @nica +ue representa el conunto de bits +ue van a ser

transmitidos, proceso +ue +ueda representado en la :i". .&.


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Fig. ., Mo&)$aci*n &e $o (it &e $a e5a$.

1s# pues, la tecnolo"#a Po9erline permite modular bits sobre se*ales

individuales dentro de diferentes frecuencias +ue abarcan un ran"o +ue va

desde los a los 24 8Fz, lo +ue $ace de esta tecnolo"#a una de la soluciones

m!s r!pidas del mercado.

Pero "racias a la utilizacin de la tcnica de multipleacin O:)8, vemos

como se puede dar solucin al tema de env#o de elevadas tasas de datos, pero

+uedar#a por solventar el problema de cmo conse"uir +ue sea posible esta

transmisin de alta velocidad en un entorno tan $ostil como es el de las l#neas

elctricas.


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Para comenzar, +ueda claro +ue cada una de las se*ales moduladas,

representa, en el domino de la frecuencia una @nica posicin, es lo por tanto

lo +ue com@nmente se denomina carrier.

Fig. . Mo&)$aci*n &e 6 (it.

7as formas multipleadas mediante O:)8, son "eneradas $abitualmente

mediante la utilizacin de ::T&. 1s# pues la salida de la ::T es una se*al

en el dominio del tiempo denominada O:)8 symbol. Este proceso de

conversin entre el dominio de la frecuencia y el del tiempo +ueda refleado

en la :i". .3.

@ S$)%as de I#erse


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Fig. ./ Conve'i*n ent'e &o%inio -'ec)encia 7 tie%+o.

.2. 1)EC;1C=< )E 71 SEG17 17 8E)O %:;


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se*al, de tal manera +ue si la atenuacin fuera muy alta para la correcta

transmisin de la misma, este fuera suprimida por el sistema.

Entonces, el sistema Po9erline, lo +ue $ace es +ue va a estar

continuamente monitorizando la l#nea de transmisin a fin de poder detectar

las posibles variaciones +ue se pudieran dar y +ue l"icamente van a

afectar a la funcin de transferencia, de tal manera +ue env#e y suprima

se*ales se"@n el momento.

)e esta manera se consi"ue +ue una l#nea de potencia se convierta en un

medio de transmisin de alta velocidad pero tambin se"uro en cuanto a la

correcta transmisin de la informacin.

Fig. .8 Uti$i4aci*n &e$ va$o' )%('a$ +a'a $a e%ii*n.

Pero m!s all!, ya +ue esto permite una "ran fleibilidad a la $ora de poder

utilizar la red elctrica compartida con otras se*ales, ya +ue bastar! una

re"ulacin en materia de fiar ran"os de frecuencia para la emisin de

distintas se*ales, con lo +ue podr!n convivir en el mismo medio sin nin"@nproblema.

.&. 8EC1


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mientras +ue la virtual no es m!s +ue una se*al de sincronizacin +ue

permite conocer si el medio est! ocupado.

En cuanto a la trama de transmisin utilizada en Po9erline, sta consiste en

un delimitador inicial, un n@cleo y delimitador final de la trama, tal y como

aparece refleado en la :i". ..

Fig. .6 T'a%a Po9e'$ine.

1s# pues, la informacin colocada en el campo de la trama de control3de

cada uno de los delimitadores, es la +ue permite al receptor determinar por

cuanto tiempo va a esta ocupado ese canal para esa transmisin, incluso si

el receptor perdiera la sincronizacin %portadora f#sica( de la trama.

)e esta manera las colisiones no van a poder ser detectadas durante la

transmisin debido al amplio ran"o de frecuencias del sistema, por lo +ue

las colisiones del sistema ser#an detectadas @nicamente como la ausencia

de una se*al esperada por parte del destinatario.

En cuanto al acceso al medio ste est! basado en un mtodo aleatorio

similar al utilizado por la tecnolo"#a Et$ernet, implementado con la tcnica

B Co#tro%


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de paso de testi"oHy complementado por la eistencia de un bit de nivel de

prioridad, +ue permite una "estin, en principio, bastante eficaz del

problema de las colas.

1s# mismo se $a implementado la funcin de se"mentacin de las tramas

de tal manera +ue se se"mentan a+uellas tramas +ue ecedan una

determinada duracin y +ue pudieran $acer +ue las tramas de alta prioridad

se vieran obli"adas a esperar en cola $asta +ue otras de menor importancia

y elevada lon"itud se terminaran de transmitir, con lo +ue las tramas de alta

prioridad pueden enviarse entre la transmisin de una trama se"mentada

de menor importancia.

.. basura? r!pidamente.

Estas fuentes, pueden ser e+uipos tan corrientes como l!mparas

$al"enasJen el momento de encendido y apa"ado, por lo +ue es ste un

punto muy delicado, ya +ue se est! frente a e+uipos +ue pueden

encontrarse f!cilmente conectados a la red elctrica de cual+uier

edificioKvivienda.

La $,%e,e#tac$4# es s$,$%ar a %a ut$%$'ado e# %as redes LAN.

Este t$o de %(,aras uede or$)$#ar a%tas te#s$o#es -ue uede# causar)raes ro*%e,as de $#ter3ere#c$as.


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Fig. . E0e%+$o &e $a inte'-e'encia con $a ;)e reconstruir? la

cadena de bits da*ada- todos estos sistemas, est!n basados en la emisin


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de bits de proteccin de manera aleatoria de tal manera +ue cual+uier se*al

+ue pudiera interferir en la se*al de datos ten"a una probabilidad de da*ar

precisamente uno de esos bits de proteccin +ue $ar#a imposible la

reconstruccin de la se*al.

Estos principios son los utilizados en el caso de la tecnolo"#a Po9erline,

adaptados l"icamente para el medio +ue son las l#neas de potencia para

ase"urar de este modo +ue los bits de proteccin lle"an correctamente.

.3. :;


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Fig. .#= >'i&ge Po9e'$ine?#=>aeT Et


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III. METODOLOGA3.1. Tipo de estdioEl presente estudio es de tipo aplicada, pues consiste en el empleo

prctico del conocimiento sobre seales de modulacin de seales y

procesamiento de informacin.

,.". Die5o &e et)&io

El presente estudio es de tipo experimental y terica aplicada, ya que

es un tipo de investigacin que usa la modulacin de seales y

principies encontrados sobre procesamiento de seales.

,.,. !i+*tei

&.&.4 Fiptesis 5eneral

Es posible enviar datos a travs de la red elctrica.

&.&.2 Fiptesis Espec#ficas

Es posible crear una red de comunicaciones en una l#nea

elctrica. Es posible modificar la informacin para as# poder transmitirla. Nue tan eficiente es la transmisin de datos atreves de la red

elctrica.

,.. Va'ia($e

&..4 6ariable )ependiente

Facer una muestra del proyecto para ver cu!l es la rentabilidad del

proyecto y cu!les son los factores +ue influyen para lo"rar una transmisin de

datos ptima.

&..2 6ariable ndependiente

Cada uno de los factores +ue dificultan o ayudan a la transmisin de

datos v#a red elctrica como las corrientes par!sitas +ue pueden eistir en la

red elctrica.

&..&. ndicadores

Ser!n la ptima recepcin de datos despus de realizar la transmisin de

datos.


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,./. Po($aci*n 7 %)et'a @i co''e+on&e

Po($aci*n: para el si"uiente proyecto la tendremos la si"uiente poblacin.

;na red elctrica domiciliaria y los componentes +ue seencuentren en ella.

M)et'a: las muestras ser!

7os datos recibidos ptimamente.

IV. !M"ITO DE ESTUDIO

El proyecto se realizara m!s en los laboratorios de la Escuela Profesionalde n"enier#a Electrnica ya +ue es f!cil la obtencin de e+uipos adem!sde eso se $ar! la b@s+ueda de informacin por internet y libros.

Se realizara la ma+ueta afueras de la universidad.

V. PRESUPUESTOS

B Dec'i+ci*n Uni&a& Canti&a& P.U. P.P.

4 8a2&2 dos 2 2.'' sK. .'' sK.2 H


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VI. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.

%e oct)('e novie%('e &icie%('e ene'oe%ana # " , # " , # " , #

Invetigaci*n

(i($iog'-icaD D D

P')e(a &e

+'og'a%aci*n en

e$ a'&)ino

D D D D

O(tenci*n &e

%ate'ia$e +a'a e$

+'o7ecto

D D D D

I%+$e%entaci*n &e$a %a;)eta &e$

aceno'

D D D D D

Conei*n &e$

a'&)ino a )na 'e&D D D

P')e(a -ina$e &e

conei*n a $a 'e&D D D

Revii*n &e$

+'o7ectoD

!II. RE#ERENCIAS "I"LIOGR!#ICAS Bruce Franca, Broadband Over Power Line, Office of Engineering and

Technology Federal Communication Commiion! "! #$me%, &! Leiva Benega, 'itema de Telecomunicacione (or "ede

de Energ)a El*ctrica, Publicaci$n e+em(lar COPTEC! -onaldon, "!.! and Onunga, /!O!, 0 'im(le Pac1et "etranmiion

'trategy for Through(ut and -elay Enhancement on Powerline

Communication Channel, EEE Tranaction on Power -elivery, 2ol! 3,

4o! 5, /uly 6775! /ero 0hola, 0((licability of (ower8line communicaction to data tranfer of

online condition monitoring of electrical drive, La((eenranta 9niverity of

Technology, Finland, 0ugut :;;5! -e(artamento de Electrotecnia , Facultad de ngenier)a,

948? Co !


21/22

-e(artamento de ngenier)a de Potencia, EPE4 ! -an Au, &ingheng Tang, O(timal To(ology -icovery for 0utomatic

&eter "eading 9ing Powerline Carrier, :;;5! #erd Bumiller, &ar1u 'ebec1, Com(lete Power8Line 4arrow Band

'ytem for 9rban8 .ide Communication! &ainnet Official .ebite, 9"L htt( www!mainnet8(lc!com -': Official .ebite, 9"L htt(www!d:!e /o* E! BriceDo &!, Tranmii$n de dato, &*rida, 0bril :;; CE4ELEC

Official .ebite, 9"Lhtt(www!cenelec!org

MATRI DE CONSISTENCIA

T2t)$o &e P'o7ecto:

PRO>LEMAS O>JETIVOS !IPOTESIS METODOLOGIA

#. P'o($e%a

+'inci+a$)ise*ar e

implementar

una red

elctrica en la

+ue se pueda

transmitir

datos.". P'o($e%a

ec)n&a'ioa( 7a eistencia

de la

corriente

parasita +ue

eiste en el

fluo elctrico.b( 7a frecuencia

de trabao de

la red

#. O(0etivo

gene'a$

mplementar

la transmisin

de datos en

una red

elctrica.

". O(0etivo

E+ec2-ico

a( )ise*ar

una

interface

para la

transmisi

n y

recepcin

de datos.b( Realizar

#. !i+*tei

gene'a$

Si es posible

la transmisin

de datos en

una red

elctrica.

". !i+*tei

ec)n&a'i

aa( Si es

posible

dise*aruna

interface

para la

transmisi

n de

datos.b( Si es

#. Ti+o &e

invetigaci*nEl tipo de

investi"acin de

anal#tica y

aplicada.". Nive$ &e

invetigaci*nEl tipo de nivel es

aplicativo ya +ue

se plantea un

estudio y solucin

de un problema.

,. Meto&o$og2a &e $a

invetigaci*n7a presente

investi"acin es de

tipo aplicada, pues

consiste en el

empleo pr!ctico del

conocimiento sobre


22/22

elctrica.c( El voltae de

una red

elctrica noes constante.

una

transmisi

n eficaz de

datos.

posible

realizar

una

transmisi

n de datos

eficaz.

transmisin de datos

por la red elctrica.Tambin se trata de

aprovec$ar lasinstalaciones

elctricas de

domicilios, oficinas,

y otros.

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