Análisis de diferentes esquemas de modulación en la transmisión de datos por la red eléctrica
Hoy en día se vienen desarrollando sistemas que permiten la transmisión de datos a través de la red eléctrica (PLC) con tasas de transferencias cada vez más altas, pero, es poco el material bibliográfico y lo que se ha estudiado sobre este tema en nuestro entorno universitario. Por ello se presenta...
- Autores:
-
González Sánchez, Oscar
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2009
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repositorio.utp.edu.co/home
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- Palabra clave:
- 620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicada
Transmisión de datos
Redes eléctricas
Comunicación de datos
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- License
- Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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Hoy en día se vienen desarrollando sistemas que permiten la transmisión de datos a través de la red eléctrica (PLC) con tasas de transferencias cada vez más altas, pero, es poco el material bibliográfico y lo que se ha estudiado sobre este tema en nuestro entorno universitario. Por ello se presenta una revisión bibliográfica de carácter académico en el cual se esboza lo que es la tecnología PLC, sus ámbitos de aplicación y los dos principales esquemas de modulación empleados en la implementación de esta tecnología. Además se muestran algunos de los parámetros fundamentales en el análisis de desempeño en la trasmisión de datos o sistemas de comunicaciones como lo es la calidad de servicio (QoS). Por último se desarrollan un par de simuladores de transmisión de datos a través de la red eléctrica, en los cual se implementan los diferentes tipos de modulación más usados en la tecnología PLC, estos son: DSSS y OFDM. Con el simulador desarrollado se hacen mediciones de calidad de servicio con el parámetro fundamental conocido como BER, se muestran los espectros de frecuencia de las señales antes y después de la modulación. Estos resultados de las simulaciones son confrontados con lo planteado en la revisión bibliográfica, demostrando que la realización de simulación es una buena herramienta para el estudio de sistemas de comunicación previos a su implementación. |
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[1] Ministerio de Comunicaciones, “Plan nacional de tecnologías de la información y las comunicaciones,” Ministerio de Comunicaciones, Colombia, Tech. Rep., 2008. [2] W. Chen, Home Network Basis: Transmission Environments and Wired/Wireless Protocols. USA: Prentice Hall PTR, 2003. [3] A. SKRZYPCZAK, P. SIOHA y J. P. JAVAUDIN, “Application of the ofdm/qam modulation to plc,” IEEE, 2007. [4] ir. J. Meel, “Spread spectrum (ss),” IWT HOBU-fond, 1999. [5] A. VEÀ I BARÓ, “Historia, sociedad, tecnología y crecimiento de la red. una aproximación divulgativa a la realidad más desconocida de internet,” Ph.D. dissertation, LA SALLE, Mayo 2002. [Online]. Available: http://www.tdr.cesca.es/TESIS_URL/AVAILABLE/TDX-1104104-101718// [6] F. Cuervo, “PLC como oportunidad para el desarrollo de las ciudades digitales,” ENDESA NET FACTORY, 2005. [Online]. Available: http://www.mityc.es/NR/rdonlyres/ 60DA2EF3-4174-47E2-B854-D6370737B50F/5627/Endesa.pdf [7] R. AQUILUÉ de PEDRO, “Power line communications for the electrical utility: Physical layer design and channel modeling,” Ph.D. dissertation, Enginyeria i Arquitectura La Salle, Universitat Ramon Llull, Julio 2008. [Online]. Available: http://www.tesisenxarxa.net/TDX-0721108-150034/index.html [8] J. Alvarez, V. Gracía, D. González, G. GONZÁLEZ-MORIYÓN, D. Rubio y D. Valencia, “Transmisión de datos por la red eléctrica,” www.victorgarcia.org, Enero 2005. [Online]. Available: http://www.victorgarcia.org/files/PLC-v2. 0RC.pdf [9] J. Pelegrí, D. Ramírez, E. Navarro y S. Casans, “Nuevas tendencias en el campo de la comunicación por la línea de alimentación (PLC) y sus aplicaciones,” Revista Española de Eléctronica, no. 532, 1999. [10] S. Cobos, “Introducción a la tecnología PLC (Power Line Communication),” Revista Española de Eléctronica, no. 611, 2005. [11] A. Whyte, “Powerline Communications. la solución optima para distribuir multimedia en el hogar,” Automática e Instrumentación, no. 387, 2007. [12] José Manuel Villa, “Powerline Communication (PLC) en las comunicaciones del sector industrial,” Automática e Instrumentación, no. 387, 2007. [13] COLCIENCIAS, “Plan Estratégico Programa Nacional de Electrónica, Telecomunicaciones e Informática,” Bogotá, D.C., Colombia. [14] E. J. Correa y J. J. Aguirre, “Análisis de transmisión de datos usando PLC sobre redes eléctricas de baja calidad,” UTP, 2007. [15] J. González y F. García, “La Tecnología PLC en los Programas de Fomento de la Sociedad de la Información de Red.es,” Septiembre 2004. [16] G. Held, Understanding Broadband over Power Line. Auerbach Publications, 2006. [17] D. Schneider, “Is This the Moment for Broadband Over Power Lines?” IEEE Spectrum, Julio 2009. [18] J. M. Selga, “PLC, internet por la red eléctrica,” Energía: Ingeniería Energética y Medioambiental, vol. 28, no. 165, 2002. [19] H. Hrasnica, A. Haidine y R. Lehnert, Broadband Powerline Communications: Network Design. Alemania: John Wiley & Sons, 2004 [20] P. Dalela, M. Prasad y A. Mohan, “A new concept of digital power line carrier communication for rural applications,” URSI GA, 2005. |
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Echeverry Correa, Julian DavidGonzález Sánchez, Oscar2023-05-18T16:56:57Z2023-05-18T16:56:57Z2009Hoy en día se vienen desarrollando sistemas que permiten la transmisión de datos a través de la red eléctrica (PLC) con tasas de transferencias cada vez más altas, pero, es poco el material bibliográfico y lo que se ha estudiado sobre este tema en nuestro entorno universitario. Por ello se presenta una revisión bibliográfica de carácter académico en el cual se esboza lo que es la tecnología PLC, sus ámbitos de aplicación y los dos principales esquemas de modulación empleados en la implementación de esta tecnología. Además se muestran algunos de los parámetros fundamentales en el análisis de desempeño en la trasmisión de datos o sistemas de comunicaciones como lo es la calidad de servicio (QoS). Por último se desarrollan un par de simuladores de transmisión de datos a través de la red eléctrica, en los cual se implementan los diferentes tipos de modulación más usados en la tecnología PLC, estos son: DSSS y OFDM. Con el simulador desarrollado se hacen mediciones de calidad de servicio con el parámetro fundamental conocido como BER, se muestran los espectros de frecuencia de las señales antes y después de la modulación. Estos resultados de las simulaciones son confrontados con lo planteado en la revisión bibliográfica, demostrando que la realización de simulación es una buena herramienta para el estudio de sistemas de comunicación previos a su implementación.PregradoIngeniero(a) ElectricistaTabla de Contenido Dedicatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv Lista de Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii Lista de Figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv Planteamiento del problema y justificación . . . . . . . . . . . . . . . . xv Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviii I TRANSMISIÓN DE DATOS POR LA RED ELÉCTRICA. . . . . . . . . 1 1.1 Historia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Fundamentos de la transmisión de datos por la red eléctrica. 2 1.2.1 Ámbitos de Aplicación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Modulaciones empleadas en la tecnología PLC. . . . . . . . . 7 II MODULACIÓN: DSSS Y OFDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1 Modulación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 v 2.1.1 Modulación Análoga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.1.2 Modulación Digital. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.3 Modulación Robusta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 III PARÁMETROS DE ANÁLISIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.1 Calidad de Servicio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.1.1 Parámetros de QoS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 IV DESARROLLO DE LOS SISTEMAS A SIMULAR. . . . . . . . . . . . 42 4.1 Descripción de los sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.1 Modelo DSSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.1.2 Modelo OFDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2 Parámetros de la simulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.3 Generador de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.4 Canal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.5 Mediciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 V EXPERIMENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS. . . . . . . . . . 47 5.1 Simulaciones desde Simulink R de MATLAB R . . . . . . . . . 47 5.2 Experimentos sobre el simulador de DSSS . . . . . . . . . . . 48 5.2.1 Visualización del espectro de frecuencias . . . . . . . 48 5.2.2 Gráfica de BER vs. Eb/No . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.3 Experimentos sobre el simulador de OFDM . . . . . . . . . . . 50 5.3.1 Visualización del espectro de frecuencias . . . . . . . 50 5.3.2 Gráfica de BER vs. Eb/No . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.4 Experimentos en diferentes topologías de red. . . . . . . . . . 53 VI COMENTARIOS FINALES, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 I NORMALIZACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . 57 vi II TOPOLOGIAS DE RED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 B.1 Red en anillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 B.2 Red jerárquica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 B.3 Red en malla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 B.4 Red en bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 B.5 Red en estrella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6284 Páginasapplication/pdfUniversidad Tecnológica de PereiraRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homehttps://hdl.handle.net/11059/14676spaUniversidad Tecnológica de PereiraFacultad de IngenieríasPereiraIngeniería Eléctrica[1] Ministerio de Comunicaciones, “Plan nacional de tecnologías de la información y las comunicaciones,” Ministerio de Comunicaciones, Colombia, Tech. Rep., 2008.[2] W. Chen, Home Network Basis: Transmission Environments and Wired/Wireless Protocols. USA: Prentice Hall PTR, 2003.[3] A. SKRZYPCZAK, P. SIOHA y J. P. JAVAUDIN, “Application of the ofdm/qam modulation to plc,” IEEE, 2007.[4] ir. J. Meel, “Spread spectrum (ss),” IWT HOBU-fond, 1999.[5] A. VEÀ I BARÓ, “Historia, sociedad, tecnología y crecimiento de la red. una aproximación divulgativa a la realidad más desconocida de internet,” Ph.D. dissertation, LA SALLE, Mayo 2002. [Online]. Available: http://www.tdr.cesca.es/TESIS_URL/AVAILABLE/TDX-1104104-101718//[6] F. Cuervo, “PLC como oportunidad para el desarrollo de las ciudades digitales,” ENDESA NET FACTORY, 2005. [Online]. Available: http://www.mityc.es/NR/rdonlyres/ 60DA2EF3-4174-47E2-B854-D6370737B50F/5627/Endesa.pdf[7] R. AQUILUÉ de PEDRO, “Power line communications for the electrical utility: Physical layer design and channel modeling,” Ph.D. dissertation, Enginyeria i Arquitectura La Salle, Universitat Ramon Llull, Julio 2008. [Online]. Available: http://www.tesisenxarxa.net/TDX-0721108-150034/index.html[8] J. Alvarez, V. Gracía, D. González, G. GONZÁLEZ-MORIYÓN, D. Rubio y D. Valencia, “Transmisión de datos por la red eléctrica,” www.victorgarcia.org, Enero 2005. [Online]. Available: http://www.victorgarcia.org/files/PLC-v2. 0RC.pdf[9] J. Pelegrí, D. Ramírez, E. Navarro y S. Casans, “Nuevas tendencias en el campo de la comunicación por la línea de alimentación (PLC) y sus aplicaciones,” Revista Española de Eléctronica, no. 532, 1999.[10] S. Cobos, “Introducción a la tecnología PLC (Power Line Communication),” Revista Española de Eléctronica, no. 611, 2005.[11] A. 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Hrasnica, A. Haidine y R. Lehnert, Broadband Powerline Communications: Network Design. Alemania: John Wiley & Sons, 2004[20] P. Dalela, M. Prasad y A. Mohan, “A new concept of digital power line carrier communication for rural applications,” URSI GA, 2005.Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2620 - Ingeniería y operaciones afines::621 - Física aplicadaTransmisión de datosRedes eléctricasComunicación de datosAnálisis de diferentes esquemas de modulación en la transmisión de datos por la red eléctricaTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionORIGINALTrabajo de Grado.pdfTrabajo de Grado.pdfapplication/pdf1583571https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/8e163c46-3577-434f-a3fd-89e2436068fe/download6f7bdf274170ab67519609cf8bb7fcb8MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814828https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/cc467b88-651e-4416-9129-8fcaea470d13/download2f9959eaf5b71fae44bbf9ec84150c7aMD52TEXTTrabajo de Grado.pdf.txtTrabajo de Grado.pdf.txtExtracted texttext/plain122221https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/73f8dda7-68c2-4512-b36b-5ab8e1283a5b/download668021debba1416fe653eeda4afb978eMD53THUMBNAILTrabajo de Grado.pdf.jpgTrabajo de Grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7382https://repositorio.utp.edu.co/bitstreams/eb743f04-3f28-49a1-a794-753423bb7a3b/download1154ab6ed3fca49f8dfdd7c0a23b0e0fMD5411059/14676oai:repositorio.utp.edu.co:11059/146762023-06-15 08:08:01.466https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio 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