Descripción: |
La presente investigación muestra el desarrollo de un prototipo de
un Módem PLC (Power Line Communications - Comunicación sobre
la Línea Eléctrica) que trabaja en la línea de baja
tensión. Asimismo, el Módem PLC presentado aquí usa
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Multicanalización
por División Ortogonal en Frecuencia) como técnica de
modulación. En este documento, se discute de manera detallada cómo
se diseño el Módem OFDM en el FPGA (Field Programmable Gate
Arrays - Arreglo de compuertas de campo programable). Asimismo, se aborda
como se construyeron los circuitos externos que permiten la inyección
y extracción de información a la línea eléctrica.
Una vez construido el prototipo de Módem PLC fue probado bajo dos
escenarios y usando tres diferentes métodos de envío de datos:
FSK, Cuantización y OFDM. El primer escenario es aquel donde no se
conectó ninguna carga que introdujera algún tipo de ruido a
la línea eléctrica, el segundo es aquel donde se conectaron
cargas que introdujeron ruido a la línea eléctrica. En ambos
escenarios se envía una trama de 28 caracteres para realizar las pruebas.
En el primer escenario estadísticamente se obtuvo que las tasas de
error en la recepción de caracteres fueron las siguientes: 14.29%
usando FSK, 10.71% usando Cuantización, y 7.14% usando OFDM. Mientras
que a nivel de capa física se obtuvo que la tasa de errores en bits
recibidos es como sigue: 2.23% usando FSK, 1.79% usando Cuantización,
y 0.89% usando OFDM. Para el primer escenario se concluye que en ninguno
de los tres métodos de envío de datos propuestos se alcanzó
una tasa de errores del 0%.
Para el segundo escenario sólo se considero OFDM como técnica
de envío de datos. Las tasas de error obtenidas son las siguientes:
35.71% en caracteres y 4.46% en bits cuando se inyecta Ruido de Color a la
Línea Eléctrica, 7.14% en caracteres y 0.89% en bits cuando
se inyecta Ruido Impulsivo periódico síncrono con la frecuencia
fundamental y Ruido Impulsivo periódico asíncrono con la frecuencia
fundamental. Para este escenario se concluye que, las tasas de error aumentan
drásticamente cuando se contamina la línea eléctrica
con cualquier tipo de ruido. Asimismo, para ningún tipo de ruido se
obtuvo una tasa de errores del 0%.
En la sección de Conclusiones y Trabajo futuro se discuten algunas
de las limitaciones de este prototipo que van desde un mal ajuste de los
potenciómetros hasta como ciertos tipos de ruido afectan
drásticamente las tasas de transmisión. Asimismo, se platean
alternativas que podrían reducir las tasas de error actuales y mejorar
el funcionamiento en general del prototipo. |