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Powerline Communications
(PLC)
INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1
1. FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA PLC .............................. 1
2. TIPOS DE TECNOLOGÍA PLC .............................................................. 2
2.1. Tecnología PLC de control (Control PLC) ........................................ 2
2.2. Tecnología PLC de acceso (Access PLC) ........................................... 2
2.3. Tecnología PLC para LAN (In-house PLC) ....................................... 4
2.3.1. La línea de energía como medio de transmisión ................. 4
2.3.2 El nivel físico (PHY) ............................................................ 4
2.3.3. El nivel MAC ...................................................................... 6
2.3.4. Equipos y Empresas de HomePlug .................................... 7
3. BENEFICIOS DE LA TECNOLOGÍA PLC .......................................... 8
3.1. Ancho de banda ................................................................................... 8
3.2. Aprovechamiento del cableado existente ............................................ 9
3.3. Servicios múltiples .............................................................................. 9
3.4. Ubicuidad ............................................................................................ 9
- ii -
4. PROBLEMAS CON LA TECNOLOGÍA PLC ...................................... 9
4.1. Oposición de los radioaficionados ...................................................... 10
4.2. Rentabilidad ........................................................................................ 10
4.3. Incompatibilidad ................................................................................. 11
4.4. Falta de reglamentación ...................................................................... 11
5. COMPARACIÓN DE PLC CON OTRAS TECNOLOGÍAS .............. 11
5.1. Tecnologías de acceso (Access technologies) ..................................... 11
5.1.1. Acceso discado (Dial-up) ..................................................... 12
5.1.2. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ...................... 12
5.1.3. HFC (Hybrid Fiber/Coax) .................................................... 12
5.1.4. WLL (Wireless Local Loop) ................................................ 13
5.1.5. FTTH (Fiber to the Home) ................................................... 14
5.1.6. Comparación de las tecnologías de acceso .......................... 14
5.2. Tecnologías para LAN (In-house technologies) ................................. 15
5.2.1. Redes IEEE 802.3 (Ethernet) ............................................... 15
5.2.2. Redes HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance) . 15
5.2.3. Redes IEEE 802.11 (Wireless LAN) ..................................... 15
5.2.4. Comparación de las tecnologías para LAN .......................... 16
6. PRESENCIA DE LA TECNOLOGÍA PLC EN EL MUNDO ............. 17
6.1. La tecnología PLC en Europa ............................................................. 17
6.1.1. OPERA (Open PLC European Research Alliance) ............. 19
6.2. La tecnología PLC en los Estados Unidos .......................................... 19
6.3. La tecnología PLC en Japón ............................................................... 19
6.4. La tecnología PLC en el resto del mundo ........................................... 20
CONCLUSIONES .............................................................................................. 21
FUENTES CONSULTADAS ......................................................................... 22
- 1 -
INTRODUCCIÓN
La red eléctrica es la más extensa del mundo, está formada por miles de
kilómetros de cable, llega a millones de personas y ofrece servicios incluso a aquellos
lugares donde no hay teléfono. Utilizar esa extensa red para la transmisión de voz y
datos, conectarse a Internet a gran velocidad y usar la línea telefónica en cualquier
enchufe no es una quimera o una historia de ciencia ficción, es una realidad tangible que
se llama Powerline Communications (PLC).
Este informe tiene como objetivo explicar el funcionamiento de la tecnología
PLC, considerando los tres tipos que existen en la actualidad (PLC de control, PLC de
acceso y PLC para LAN), describir los beneficios de esta tecnología y los problemas
que la amenazan, comparándola con otras tecnologías de redes, y señalar la presencia de
la tecnología PLC en el mundo y sus perspectivas en el futuro.
1. FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA PLC
A través del acondicionamiento de la infraestructura existente, por los cables
eléctricos pueden transmitirse la conocida señal de 50/60 Hz usada como fuente de
energía y señales de mucha mayor frecuencia usadas para la transmisión de datos.
La señal PLC va modulada entre 1,6 y 40 MHz dependiendo del sistema, ya que
actualmente no hay un único estándar, sino un grupo de sistemas diferentes e
incompatibles entre sí. Básicamente se usan 3 tipos de modulación:
• DSSSM (Direct Sequence Spread Spectrum Modulation): puede operar con baja
densidad de potencia espectral (PSD).
• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex): usa un gran número de
portadoras con anchos de banda muy estrechos (p. e. Codengy y DS2)
• GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying): es una forma especial de modulación
en banda estrecha (p. e. Ascom).
Las velocidades de transmisión difieren con cada tecnología, pero las
certificaciones más comunes utilizan velocidades de 14 Mbps y 45 Mbps, aunque se
espera llegar a velocidades mayores que 200 Mbps en poco tiempo1
.
1
Según fuera informado por Ramón García Rancel, de la empresa valenciana DS2, durante la ponencia
"Tecnología PLC: Estado del arte, capacidad y perspectivas" en la jornada “Mercado, Tecnología y
Proyectos sobre PLC para el hogar y los negocios” celebrada el 14 de enero de 2004 en Madrid
- 2 -
2. TIPOS DE TECNOLOGÍA PLC
Según su aplicación, la tecnología PLC se puede dividir en tres tipos:
PLC de control, PLC de acceso (Access PLC) y PLC para LAN (In-house PLC).
2.1. Tecnología PLC de control (Control PLC)
Inicialmente empleada por las compañías de electricidad para controlar sus
equipos usando las líneas de energía como líneas de transmisión, esta tecnología logró
luego difusión en la industria y en los hogares, dando lugar a lo que se denomina
"domótica" (tecnología de la automatización y el control del hogar). Por ejemplo, el
sistema X-10 es un estándar "de facto" que data de 1978, cuando fueron lanzados el
Sears Home Control System y el Radio Shack Plug'n Power System. Los sistemas que
utilizan esta tecnología permiten controlar la climatización, los juegos de luces, las
persianas, el gas, la alarma, etc.
La tecnología PLC de control opera debajo de los 500 KHz (en particular, el
estándar X-10 opera a 120 KHz).
2.2. Tecnología PLC de acceso (Access PLC)
Desde los centros de generación de electricidad a los núcleos de población hay
grandes redes de transporte conocidas como redes de alta tensión. En las ciudades suele
haber grandes centros que cambian esta electricidad de alta tensión a unos parámetros
más manejables. Allí se inicia una segunda red, de media tensión, que trabaja entre los
15000 y los 20000 voltios.
Todos los aparatos eléctricos de los hogares funcionan a 110 o 220 voltios, es
por eso que existen casetas o instalaciones en los edificios o bajo la tierra que se
conocen como centros de transformación, desde los cuales se distribuye la energía a los
domicilios mediante una red de baja tensión en forma de estrella.
Para competir con las empresas que conectan el equipo del cliente con un nodo
de internet a través de la llamada "última milla" o lazo local (por ejemplo: el cable
telefónico, en el caso de las empresas telefónicas, o el cable coaxial, en el caso de las
empresas de televisión por cable), las empresas proveedoras de electricidad reciente-
mente comenzaron a ofrecer acceso a internet a través de los cables de baja tensión.
Los datos se transmiten empleando frecuencias entre 1,6 y 40 MHz, que
normalmente no se utilizan para otros fines. En el tramo de calle se opera con las
frecuencias hasta 10 MHz, por su menor atenuación de señal.
- 3 -
Los equipos necesarios para implementar la tecnología PLC de acceso incluyen
unidades concentradoras (cercanas a los transformadores de baja tensión) y unidades
terminales de red (en el domicilio del usuario final), además de otras unidades no
necesarias en todos los casos, como las unidades repetidoras.
La empresa Main.net posee una arquitectura PLC de acceso denominada PLUS.
Sus componentes principales son las siguientes:
• Unidad Concentradora (CuPlus) Esta unidad transforma la información desde el
backbone a la red eléctrica y viceversa. Esta unidad comunica a la Administración de
Red con el hogar a través de otras unidades de acceso.
• Unidad Repetidora (RpPlus), es un repetidor incremental que conecta las unidades
del hogar con la red. Puede instalarse en alguna cabina en la calle e incrementa la
calidad de la conexión.
• Terminal de red (NtPlus), es la unidad básica que provee conexión a internet entre
las líneas de energía eléctrica y la PC o cualquier otro periférico. Las unidades
vienen con un conector estándar a la PC (USB y Ethernet) y permiten el uso en
paralelo de internet y de telefonía, utilizando un teléfono estándar analógico. Para
tener banda ancha, el usuario simplemente debe enchufar la unidad a la toma
eléctrica y conectarla a la PC y/o al teléfono.
Figura 1: La arquitectura PLUS de Main.net
- 4 -
2.3. Tecnología PLC para LAN (In-house PLC)
Existen varias tecnologías pero la más difundida es la alianza HomePlug
Powerline que creó un estándar originado en la industria norteamericana para el
establecimiento de una red de alta velocidad vía líneas de energía. Es por ello que
veremos con más detalle la forma en que trabaja esta tecnología.
2.3.1. La línea de energía como medio de transmisión
El medio de las líneas eléctricas es un ambiente ruidoso y cambiante para la
comunicación. Debido a estas variaciones en tiempo y frecuencia, la tecnología de
HomePlug incluye un método efectivo y confiable permitiendo altas velocidades pero
que se va ajustando según lo ruidoso y variable que sea el canal.
La topología de la red de distribución de energía en un hogar es otro factor que
debe considerarse. En un barrio típico el transformador de distribución provee a un
reducido número de casas. Este transformador bloque la señal de datos para que no pase
al resto de la red energética pero no evita que una señal de datos pase de una casa a la
otro. Es decir, se genera un problema de privacidad similar al de las redes wireless.
La privacidad es asegurada mediante el uso de encripción, ya que se utiliza DES
(data encryption standard) de 56 bits. Todos los nodos de una misma red tienen una
clave de encripción compartida.
Cualquier solución confiable debe incluir un robusto nivel físico (physical layer
- PHY) y un eficiente protocolo de acceso al medio (media access control - MAC). El
protocolo de nivel 2, MAC, controla el acceso al medio compartido por parte de
múltiples clientes. Mientras que el PHY especifica la modulación, codificación y el
formato básico del paquete.
2.3.2 El nivel físico (PHY)
El PHY de HomePlug utiliza multiplexación por división de frecuencias
ortogonales (orthogonal frequency division multiplexing - OFDM). Es decir, es la
misma técnica utilizada por la tecnología DSL. Sin embargo, en contraste con dicha
tecnología, HomePlug transmite en ráfagas en lugar de un modo continuo. HomePlug
utiliza además FEC mediante la codificación Viterbi y Reed Solomon, y turbo product
coding (TPC) para los campos de datos de control.
- 5 -
OFDM divide el canal de banda ancha en multiples subcanales ortogonales de
baja velocidad.
La modulación de cada canal puede hacerse de distintas formas pero el más
usado es DQPSK (differential quadrature phase shift keying).
Una vez en el receptor, el paquete es rearmado. El mismo tiene los siguientes
campos:
Figura 2: El paquete HomePlug
Formado por una serie de símbolos de OFDM, el paquete del datos de
HomePlug consiste en un delimitador de inicio, el payload y un delimitador de fin.
El delimitador consiste en un Preamble y un Frame Control. El Preamble es
elelegido de tal forma que cualquier receptor puede detectar dicho limitador aunque
exista una gran interferencia. El Frame Control lleva la información del nivel MAC
(longitud de paquete, status, etc). Los delimitadores son transmitidos en todos los
canales.
A diferencia de los delimitadores, la porción del Payload es entendida solamente
por el receptor. El Payload es transmitido solamente por el conjunto de canales
previamente convenidos en el proceso de adaptación. Debido se utilizarán solamente los
canales menos ruidosos evitándose códigos de corrección de errores muy pesados.
El proceso de adaptación al canal ocurre cuando los clientes acceden al medio
por primera vez y ocasionalmente luego de ello (basándose en un timeout o al detectarse
variaciones en el canal). Cualquier nodo puede iniciar este proceso con otro nodo de la
- 6 -
red. La adaptación es bidireccional y deriva en la configuración del grupo de canales, la
modulación y el FEC usados para las siguientes transmisiones.
El proceso de adaptación tiene tres grados de libertad:
• Desecho de canales ruidosos.
• Selección de la modulación para los canales individuales (DBPSK ó DQPSK).
• Selección del código de corrección de errores.
El nivel PHY de HomePlug ocupa la banda de 4.5 a 21 Mhz. El bit rate utilizan-
do modulación DQPSK con todas las portadoras activas es de 20 Mbps. El bit rate en-
tregado al nivel MAC (quitando FECs y encabezados) es de aproximadamente 14 Mbps.
2.3.3. El nivel MAC
El protocolo de MAC usado es una variante del protocolo CSMA/CA (carrier
sense multiple access with collision avoidance). El estándar 802.11 especifica el
protocolo carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA). En este
protocolo, al igual que en CSMA/CD, cuando un nodo tiene un paquete a transmitir,
primero escucha para asegurarse de que ningún otro nodo esté transmitiendo. Si el canal
está libre, entonces transmite el paquete. Si no, elige un factor al azar; el cual determina
la cantidad de tiempo que el nodo debe esperar hasta que se lepermite transmitir su
paquete. La detección de la colisión, como se emplea en Ethernet, no se puede utilizar
ya que cuando un nodo está transmitiendo no puede oír ningún otro nodo en el sistema,
puesto que su propia señal se tapará cualquier otra que llegue a él. Siempre que un
paquete deba ser transmitido, el nodo que transmite primero envia un paquete corto de
ready-to-send (RTS) que contiene la información sobre la longitud del paquete e indica
que está listo para transmitir. Si el nodo de recepción oye el RTS, responde con otro
paquete corto de clear-to-send (CTS) indicando que está listo para recibir. Después de
este intercambio, el nodo que transmite envía su paquete. Cuando el paquete se recibe
con éxito, según lo determinado por el CRC, el nodo de recepción transmite un paquete
de reconocimiento (ACK). Si el transmisor no recibe el ACK, asume que hubo una
colisión. El receptor puede enviar un FAIL si no tiene los suficientes recursos como
para procesar el paquete o puede enviar un NACK indicando que el paquete recibido
contenía errores que no pudieron ser corregidos por el FEC.
HomePlug utiliza un mecanismo llamado VCS (virtual carrier sense) y un
Contention Resolution Protocol para reducir al mínimo el número de colisiones. Al
- 7 -
recibir un Preamble, el receptor procura recuperar el Frame Control. El Frame Control
indica si el delimitador es un comienzo de trama, fin de trama o del delimitador de
respuesta. El comienzo de los Frame Control especifica la duración del Payload que
sigue, mientras que los otros delimitadores definen implícitamente donde termina la
transmisión. Así, si un receptor puede descifrar el Frame Control en el delimitador,
puede determinar la duración para la cual el canal será ocupado por esta transmisión, y
fija su VCS hasta que esta termina.
Si no puede decodificar el Frame Control, el receptor asume que el paquete
transmitido es de la duración máxima posible y setea su VCS de esa forma. En este
caso, puede recibir un delimitador de fin de trama y por lo tanto corregir su VCS.
Cuando un nodo completa su transmisión, los otros nodos que tienen paquetes
encolados transmiten su prioridad en un intervalo preestablecido, determinado así quién
debe transmitir primero.
Un concepto erróneo bastante frecuente es pensar que este esquema tiene una
potencial latencia sin límites. En el nivel MAC, la latencia está limitada con el descarte
de paquetes que no fueron enviados en el tiempo requerido por la aplicación. El
porcentaje de paquetes descartados es lo suficientemente bajo como para ser tolerado
por aplicaciones tales como VoIP o Streaming Media.
2.3.4. Equipos y Empresas de HomePlug
Existe gran cantidad de empresas y equipos certificados por HomePlug. Este es
un listado de algunas empresas que participan de la alianza:
Panasonic, Cogency, DS2, Comcast, Earthlink, Electricité de France, France Telecom,
Micro-Star Int'l Co., Ltd., Mitsubishi Electric Corporation, Motorola, Sony Corporation,
Gigafast, Inc., Linksys, Matsushita Electric Works R&D Laboratory, Inc., Sanyo
Electric Co., Ltd., etc.
Como ejemplo para realizar una red LAN en Argentina, se pueden adquirir los
siguientes equipos Linksys (ahora perteneciente a Cisco) en proveedores locales:
PLUSB10 PowerLine USB Adapter U$113.48
PLEBR10 Powerline Etherfast 10/100 Bridge U$106.81
PLERT10 Powerline EtherFast10/100 Router U$195.81
- 8 -
Estos equipos pueden utilizarse en una red como la siguiente:
Figura 3: Una LAN con tecnología HomePlug
3. BENEFICIOS DE LA TECNOLOGÍA PLC
Entre los muchos beneficios de la tecnología PLC se destacan su gran ancho de
banda, el aprovechamiento del cableado existente, los servicios múltiples que permite y
su ubicuidad.
3.1. Ancho de banda
Con el estándar HomePlug 1.0 operando a 14 Mbps, la tecnología PLC es
adecuada para implementar una LAN, aunque ese ancho de banda no impresione
demasiado (comparado, por ejemplo, con los 1000 Mbps de la Gigabit Ethernet).
En cambio, la tecnología PLC de acceso permite navegar por internet a alta
velocidad. Las implementaciones comerciales2
ofrecen en la actualidad anchos de banda
2
Por ejemplo, Speed-Web (servicio ofrecido en Austria por Linz Strom GmbH) permite actualmente
(junio de 2004) navegar en internet a 256 Kbps (cuesta € 24 por mes), 375 Kbps (cuesta € 42 por mes) o
768 Kbps (cuesta € 78 por mes)
- 9 -
comparables a los de otras tecnologías de banda ancha (ADSL o cable), mientras que en
algunas implementaciones experimentales se habla de velocidades bastante mayores3
.
3.2. Aprovechamiento del cableado existente
Como la red eléctrica ya está implementada, no es necesario ningún tipo de obra
civil. Para implementar la tecnología PLC (tanto la tecnología de acceso como la
tecnología para LAN), la mayor parte del cableado existente puede aprovecharse, y
solamente es necesario su reemplazo si las redes están deterioradas, los cables se
encuentran en mal estado o tienen empalmes mal hechos.
3.3. Servicios múltiples
Entre las aplicaciones que provee la tecnología PLC se encuentran - además del
acceso a internet - la telefonía integrada con datos, la creación de redes privadas, las
aplicaciones multimedia (videoconferencia, televisión interactiva, radio y música,
juegos en red) y la domótica.
3.4. Ubicuidad
Como ya fue mencionado anteriormente, la red eléctrica es la más extensa del
mundo, está formada por miles de kilómetros de cable, llega a millones de personas y
ofrece servicios incluso a aquellos lugares donde no hay teléfono. Pero no sólo en
grandes extensiones territoriales puede observarse la ubicuidad de la tecnología PLC:
cualquier lugar de la casa con un enchufe es suficiente para estar conectado, ahorrando
el usuario los costos y molestias en instalación y tendido de cables.
4. PROBLEMAS CON LA TECNOLOGÍA PLC
Existen muchas posturas sobre la tecnología PLC: mientras que algunos la
defienden diciendo que será el próximo pilar de la banda ancha y que llegará a los
lugares en donde el cablemódem y el ADSL no existen, algunas personas la ven como
3
La empresa valenciana DS2 es líder mundial en diseñar y desarrollar circuitos integrados que permiten
construir equipos que proporcionan hasta 45 Mbps (distribuidos en 27 Mbps de bajada y 18 Mbps de
subida) y siendo esta comunicación compartida por todos los usuarios que dependen del mismo repetidor.
Esto indica que si en un repetidor concurren 100 conexiones la velocidad teórica de bajada es de 270
Kbps, pero si las conexiones son 10 la velocidad será de 2,7 Mbps. Ahora mismo (primer semestre de
2004) están desarrollando unidades beta de la siguiente versión, cuyo objetivo es proporcionar 200 Mbps.
- 10 -
un potencial enemigo de las comunicaciones de onda corta. Además de ese problema, la
tecnología PLC también debe enfrentar dificultades de rentabilidad, incompatibilidad y
falta de reglamentación.
4.1. Oposición de los radioaficionados
Un sistema de cableado con múltiples conductores por los que circula una señal
variable se comporta como una antena, pudiendo por lo tanto radiar o recibir señales si
no se toman las medidas adecuadas.
La tecnología PLC de control no implica un riesgo significativo de interferencia
para el funcionamiento de otros sistemas, como la radio de onda corta. Es una
tecnología bien conocida, con productos que llevan muchos años en el mercado.
Las tecnologías PLC de acceso y PLC para LAN, por el contrario, están aún en
una fase experimental en la mayoría de los países. Los estudios realizados por radio-
aficionados en Europa, Japón y Estados Unidos dejan dudas sobre estas tecnologías,
pues la consideran riesgosa para las comunicaciones de onda corta que emplean los
servicios de emergencias, protección civil, radioaficionados y comunicaciones
aeronáuticas y marítimas. Las campañas en contra de la tecnología PLC de acceso
alejan a los potenciales clientes, y muchas de las primeras empresas que ofrecieron el
servicio PLC de acceso debieron cancelarlo poco tiempo después, como la alemana
RWE (Rheinisch Westfälischen Elektrizitätswerk), que abandonó el servicio en 2002.
4.2. Rentabilidad
Aunque una tecnología funcione es imprescindible desarrollar modelos de
negocio viables. Allí donde no llega el ADSL o el Cablemódem, esto es, en zonas
rurales, la tecnología PLC tendría que ser un éxito de despliegue. Pues bien, nada más
lejos de la realidad. En cada Centro de Transformación (CT), sea en zona urbana
(subterráneo, normalmente) o en zona rural (principalmente aéreo), se necesita de un
equipamiento que tiene un coste de instalación y mantenimiento no despreciable. Si
tenemos en cuenta que, en las zonas urbanas, una línea de baja tensión es compatida por
unos 150 a 200 clientes, mientras que en las zonas rurales un transformador de poste
alimenta a unos 5 a 10 clientes, está claro que en las zonas rurales no se sostiene el
modelo de negocio para su despliegue. No es rentable instalar ese equipamiento para
que uno o dos clientes se den de alta.
- 11 -
4.3. Incompatibilidad
Un problema de la tecnología PLC es la existencia de múltiples sistemas
incompatibles entre sí. Por ejemplo, la normativa europea divide las frecuencias en dos
rangos: de 2 a 10 MHz para la tecnología PLC de acceso y de 10 a 30 MHz para la
tecnología PLC para LAN, mientras que la tecnología HomePlug norteamericana
emplea la banda entre 4,5 y 21 MHz para redes intravivienda.
4.4. Falta de reglamentación
Uno de los asuntos que más preocupa a fabricantes y a futuros proveedores de
servicios PLC es el de la legislación.
Para Francesco Cota, de Ascom, "en estos momentos el problema es legislativo,
no tecnológico. No hay una legislación específica y, sin embargo, sí muchos lobbies
implicados. A falta de una normativa, las compañías no pueden ser agresivas, ni
siquiera en los países donde ya se está comercializando. El principal problema son las
emisiones, ya que ahora hay mucha sensibilidad sobre la cuestión. Tanto la Unión
Europea como los estados miembros se están planteando una regulación sobre este
asunto".4
5. COMPARACIÓN DE PLC CON OTRAS TECNOLOGÍAS
Dado que PLC tiene aplicación como tecnología de acceso y como tecnología
para LAN, para compararla con otras tecnologías es conveniente hacerlo por separado:
primero se la puede comparar con otras tecnologías de acceso, y luego con otras
tecnologías para LAN.
5.1. Tecnologías de acceso (Access technologies)
El acceso a las redes de datos (particularmente a la internet) es un desafío que se
viene enfrentando desde hace varios años. El problema fundamental está en desarrollar
tecnologías que permitan altas velocidades en la última milla, a través de diversos
medios de transmisión como el par trenzado telefónico, el cable coaxial de las redes de
televisión por cable, el espacio radioeléctrico y, últimamente, la fibra óptica.
4
Citado el 4/1/2002 en "Comunicaciones World" (http://www.idg.es/comunicaciones)
- 12 -
5.1.1. Acceso discado (Dial-up)
Dial Up es el servicio convencional de acceso a Internet que utiliza un módem
telefónico y una línea telefónica para establecer la conexión.
Esta conexión tiene un límite de 56 Kbps de DownStream y 33.6 Kbps de
UpStream, por lo que no se la considera una tecnología de banda ancha.
A diferencia de otros países donde la tarifa es plana, en la República Argentina
el costo depende de cuántos pulsos telefónicos se utilicen durante la conexión.
5.1.2. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
Es una tecnología que transforma las líneas telefónicas normales en líneas
digitales de alta velocidad aumentado considerablemente la velocidad de conexión a
Internet.
Es necesario que se instale un pequeño dispositivo en la entrada de la línea
llamado splitter, para dividir la línea normal en tres canales; uno será utilizado para la
conexión telefónica de voz normal y dos más serán utilizados para la transmisión de
datos en la conexión a Internet.
Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen la misma velocidad
de transmisión de datos. El canal de recepción de datos tiene mayor velocidad que el
canal de envío de datos. Esto permite alcanzar mayor velocidad en el sentido
red-usuario, ya que en conexiones a Internet la información recibida por el usuario es
mucho mayor que la enviada.
Actualmente, esta tecnología es la de mayor difusión dentro del mercado
mundial de banda ancha.
5.1.3. HFC (Hybrid Fiber/Coax)
Es una red de telecomunicaciones que combina la fibra óptica y el cable coaxial
como soporte de la transmisión de las señales. HFC está compuesta básicamente de
cuatro partes: la cabecera, la red troncal, la red de distribución y el bucle de abonados.
La cabecera es el centro desde el que se gobierna todo el sistema. Su
complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red, por ejemplo, para el
servicio básico de distribución de señales unidireccionales de televisión dispone de una
serie de equipos de recepción de televisión terrenal, vía satélite y de microondas, así
como de enlaces con otras cabeceras o estudios de producción. La cabecera también se
- 13 -
encarga de monitorear la red y supervisar el funcionamiento. El monitoreo se está con-
virtiendo en un requerimiento básico de las redes de cable, a causa de la complejidad de
las nuevas arquitecturas y a la sofisticación de los nuevos servicios que transportan, que
exigen de la red una fiabilidad muy alta. Otras de las funciones que se realizan en la ca-
becera se relacionan con la tarifación y control de los servicios prestado a los abonados.
La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de
fibra óptica que unen un conjunto de nodos primarios. Esta estructura emplea
frecuentemente tecnología PDH o SDH (Jerarquía Digital Plesiócrona y Jerarquía
Digital Síncrona) que permite construir redes basadas en ATM (Modo de Transferencia
Asíncrono). Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante
enlaces punto a punto o mediante anillos.
La red de distribución tiene por misión multiplexar la información ya sea
proveniente de distintos proveedores de servicios o distintos usuarios, y adaptar el
sistema de transporte a las características específicas de bucle de abonado. Los nodos de
distribución se sitúan físicamente en las manzanas de las grandes ciudades ofreciendo
aproximadamente servicios a un millar de usuarios. El medio físico de transporte que
une los nodos de conmutación con los de distribución continúa siendo la fibra óptica.
El bucle de abonado interconecta los dispositivos del cliente con la red de
distribución, y el medio físico utilizado para ello es el cable coaxial. Desde el punto de
vista topológico existen diversas posibilidades de interconexión: topologías en estrella,
bus, árbol, etc. La más usual es la de árbol y ramas ya que mantiene la antigua topología
de la red de TV por cable.
5.1.4. WLL (Wireless Local Loop)
Es un sistema en el cual la central de comunicaciones local y los suscriptores, se
conectan usando la tecnología de radio en lugar de hacerlo a través de cables. Los
servicios de acceso de WLL generalmente están basados en tipos diferentes de
tecnologías: análogas o digitales, LMDS, o distintos sistemas desarrollados para
aumentar las capacidades de la telefonía inalámbrica.
El sistema WLL fijo tiene cuatro usos potenciales: para llevar los servicios de
telefonía a las áreas desatendidas en el mundo; para proveer de servicios avanzados a las
áreas de negocios; para reemplazar los sistemas cableados en las zonas comerciales y
residenciales; y como una alternativa de tecnología de bucle local para mercados nuevos
o liberalizados. WLL está siendo implementado en países en desarrollo que no cuentan
- 14 -
con sistemas de cableados adecuados. De manera que WLL ofrece las ventajas de una
instalación y configuración rápida, lo cual elimina los altos costos asociados al tendido
de cables.
5.1.5. FTTH (Fiber to the Home)
Dado que FTTH consiste en tender fibra óptica directamente hasta los hogares,
es una solución que elimina los actuales cuellos de botella en la parte más importante de
la red: la última milla.
El ancho de banda, calidad de transmisión y la capacidad de crecimiento son las
claves que ofrece la tecnología FTTH.
Entrega conexión de banda ancha a la velocidad de la luz.
La calidad de la transmisión en otras tecnologías puede ser afectada por
influencias externas. Una conexión de fibra óptica no es afectada por ningún factor
externo como puede ser la interferencia eléctrica y radiación, dando así una transmisión
óptima de la información.
A pesar de ser una tecnología muy costosa y que tardará años en hacerse
realidad, en algunos países como Japón e Italia FTTH ya está siendo implementada por
compañías como Pirelli.
5.1.6. Comparación de las tecnologías de acceso
Considerando el costo para el usuario, la performance y la difusión en el
mercado mundial, las tecnologías de acceso existentes actualmente pueden sintetizarse
en el siguiente cuadro:
TECNOLOGIA COSTO PERFORMANCE
DIFUSION EN EL
MERCADO MUNDIAL
ACCESO DISCADO (Dial-Up) * * *****
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ** *** ****
HFC (Hybrid Fiber/Coax) ** *** ****
WLL (Wireless Local Loop) *** ** ***
FTTH (Fiber to the Home) ***** ***** *
PLC (Powerline Communications) ** **** **
Tabla 1: Tecnologías de acceso
- 15 -
5.2. Tecnologías para LAN (In-house technologies)
Entre las muchas tecnologías para LAN existentes actualmente, PLC principal-
mente enfrenta la competencia de las redes IEEE 802.3 (Ethernet), HomePNA
(Home Phoneline Networking Alliance) e IEEE 802.11 (Wireless LAN).
5.2.1. Redes IEEE 802.3 (Ethernet)
Ethernet es la LAN más común hoy en día. Sus variantes más populares son las
que utilizan cable UTP (unshielded twisted pair): la Ethernet 10Base-T (con trans-
misión a 10 Mbps) y la Fast Ethernet 100Base-TX (con transmisión a 100 Mbps, si el
cable es de categoría 5), aunque la Gigabit Ethernet 1000Base-T (con transmisión a
1000 Mbps, también por cable UTP de categoría 5) va ganando cada vez más aceptación.
Las computadoras en una LAN de este tipo están equipadas con placas de red o
NIC (network interface card), y los elementos necesarios para comunicarlas pueden ser
tan simples como un único cable (cuando solamente deben conectarse dos compu-
tadoras), o tan complejos como múltiples hubs, switches y routers, con sus correspon-
dientes cables y tomas de pared RJ-45 (como en la mayoría de las redes corporativas).
5.2.2. Redes HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance)
A diferencia de las redes Ethernet (por cuyos cables UTP solamente circulan
tramas Ethernet), en las redes HomePNA se aprovecha el cableado telefónico existente
para trasmitir datos, además de voz. Para ello, se utiliza FDM (frequency-division
multiplexing): los datos y la voz se trasmiten en frecuencias distintas por el cable, alcan-
zándose velocidades de transmisión de 1 Mbps en HPNA 1.0 y 10 Mbps en HPNA 2.0.
En este tipo de LAN, cada computadora está equipada con un adaptador que
posee una ficha RJ-11, a través de la cual se enchufa a la red con la misma facilidad con
que se conecta un teléfono.
5.2.3. Redes IEEE 802.11 (Wireless LAN)
Cuando no se desea utilizar cables para conectar las computadoras de una LAN,
la opción más usual es adoptar la tecnología inalámbrica IEEE 802.11 (Wireless LAN).
En este tipo de LAN, las computadoras se comunican mediante señales de radio.
Las dos LANs inalámbricas más difundidas son las que siguen las normas
802.11b (con transmisión a 11 Mbps) y 802.11g (con transmisión a 54 Mbps). Ambas
tecnologías utilizan la frecuencia de 2.5 GHz.
- 16 -
Para formar parte de una LAN 802.11, cada computadora debe estar provista de
una placa de red inalámbrica. Muchas computadoras portátiles de última generación ya
vienen equipadas con ella.
Las LAN inalámbricas pueden operar en dos modos: ad-hoc e infrastructura. En
el modo ad-hoc, las computadoras se comunican directamente entre sí. En el modo
infrastructura, todo su tráfico pasa a través de un punto de acceso inalámbrico (un
dispositivo de hardware ubicado en óptima posición, que actúa como un punto central, y
es capaz de proveer acceso de red inalámbrica a un área circundante).
5.2.4. Comparación de las tecnologías para LAN
En el siguiente cuadro se comparan algunas características de las tecnologías
para LAN mencionadas anteriormente:
Máxima
velocidad
de
transmisión
Ejemplo de
adaptador para PC
(8 de mayo de 2004
en: shopping.com)
Requiere hardware
adicional
para conectar
más de 2 PC
Requiere instalar
cableado
Ethernet 802.3
(10Base-T)
10 Mbps
3Com EtherLink
10 PCI TPC
(3C900B-TPC)
U$4.60 - U$14.00
Sí,
hub(s) o switch(es)
Sí
(UTP)
Ethernet 802.3u
(100Base-TX)
100 Mbps
NetGear FA311
U$4.95 - U$27.95
Sí,
hub(s) o switch(es)
Sí
(UTP-categoría 5)
Ethernet 802.3z
(1000Base-T)
1000 Mbps
Trendware
TEG-PCITXR
U$14.95 - U$22.75
Sí,
hub(s) o switch(es)
Sí
(UTP categoría-5)
HPNA 2.0 10 Mbps
EZ Connect
SMC2821USB
U$22.00 - U$61.47
No
No
(aprovecha el
cable telefónico)
Wireless
802.11b
11 Mbps
Intel Xterasys
XN-2511B
U$18.00 - U$23.00
No
No
(es inalámbrica)
Wireless
802.11g
54 Mbps
Trendware
(TEW-423PI)
U$29.95 - U$42.99
No
No
(es inalámbrica)
HomePlug 1.0 14 Mbps
NetGear
Powerline XA601
U$19.00 -
U$287.99
No
No
(aprovecha el
cable de la red
eléctrica)
Tabla 2: Tecnologías para LAN
- 17 -
Por su mayor velocidad, Ethernet debe seguir siendo la elección para una LAN
corporativa (principalmente la Gigabit Ethernet).
A una LAN hogareña, sin embargo, se le plantean exigencias diferentes. Por
ejemplo, cuando por motivos estéticos la instalación de Ethernet no puede llevarse a
cabo, puede pensarse en alguna de las dos alternativas que aprovechan el cableado
existente o en la alternativa inalámbrica.
Probablemente, la opción menos conveniente sea HPNA 2.0, no sólo por su
menor ancho de banda, sino porque debe disponerse de una toma telefónica cercana a
cada computadora de la LAN.
Por el contrario, HomePlug 1.0 aprovecha la misma toma eléctrica donde se
enchufa la computadora, mientras que la tecnología inalámbrica solamente está limitada
por la distancia entre las computadoras, y no por la existencia o no de tomas. Por ello, la
opción más recomendable para una LAN hogareña aparentemente sería la inalámbrica.
Sin embargo, HomePlug 1.0 permite que haya conectados a la LAN otros
dispositivos además de las computadoras, con lo que ofrece más aplicaciones que
cualquiera de las otras tecnologías, lo que la hace ideal para implementaciones de
domótica.
6. PRESENCIA DE LA TECNOLOGÍA PLC EN EL MUNDO
La industria organizada en varias partes del mundo ha desarrollado productos de
tecnología PLC para redes domésticas que alcanzan velocidades hasta de 45 Mbps.
Numerosas ciudades en Estados Unidos y Europa ya cuentan con el servicio de
la tecnología PLC, e incluso en algunas ciudades en América latina ya se cuentan con
pruebas de campo, sin embargo existen tareas de carácter técnico, comercial y
regulatorio que deben ser resueltas antes de que podamos ver un despliegue masivo de
esta tecnología.
6.1. La tecnología PLC en Europa
Son pocas las compañías que están desarrollando tecnología PLC. Al lado de las
israelíes Main.net o NAMS y de la suiza Ascom, compite una española, la valenciana
DS2, participada por Endesa Net Factory. Con apenas tres años de vida, esta última ha
diseñado una familia de chips con la que transmitir datos por la red eléctrica a una
- 18 -
velocidad de hasta 45 Mbps, y espera alcanzar los 200 Mbps en la siguiente generación
de su producto.
La tecnología de DS2, implementada en un dado de silicio, convierte cada
enchufe eléctrico en una puerta a Internet de banda ancha y telefonía (voz sobre IP)
hasta vídeo bajo demanda o música a la carta. Este mismo chip, además de proporcionar
acceso, puede utilizarse para establecer redes de área local (LAN) en casa, posibilitando
la interconexión de todos los dispositivos electrónicos: PCs,teléfonos IP, televisores,
set-top-boxes, etc.
Recientemente, DS2 ha alcanzado un acuerdo con Cisco para el desarrollo de
soluciones PLC integrando la tecnología de la primera en las plataformas de Internet de
la segunda. La empresa valenciana ya dispone de productos comerciales que pondrá en
el mercado en breve.
En algunos países europeos como Alemania, ya se están ofreciendo servicios de
banda ancha a través de PLC, lo que hace posible que muchos usuarios disfruten de
velocidades de hasta 2 Mega bits por segundo de ancho de banda por unos 35 euros al
mes, usando únicamente la red eléctrica y un módem eléctrico.
Algo similar ocurre en Austria, Escocia y Suiza. En España, Endesa e Iberdrola
han realizado diversas experiencias de esta tecnología en varias ciudades. Iberdrola
eligió para su experimento la ciudad de Madrid, en la que un número limitado de
familias experimentaron la utilidad de PLC.
'Endesa Net Factory' con la que ha llevado a cabo dos proyectos piloto en
Barcelona y Sevilla. La prueba de Barcelona se realizó con la tecnología de la empresa
suiza ASCOM, mientras que la de la ciudad hispalense ha utilizado la de la empresa
valenciana DS2. Sin embargo, la mayor experiencia en este sentido ha sido realizada
por Endesa en Zaragoza en el año 2001. Bautizada como 'Prueba Tecnológica Masiva'
(PTM) alrededor de 2.000 usuarios disfrutaron de telefonía por IP e Internet de alta
velocidad usando las dos tecnologías que se utilizaron en los 'pilotos' de Barcelona y
Sevilla. Los zaragozanos seleccionados disfrutaron de llamadas locales ilimitadas -en
cuanto al servicio telefónico-, mientras que en el acceso a Internet tuvieron acceso las
24 horas del día con una velocidad de conexión de hasta 2 Mbps, cinco cuentas de
correo electrónico de 25 MB y acceso a su correo electrónico a través de la Web.
Tras el éxito de estos ensayos, ENDESA ha iniciado la comercialización de esta
nueva tecnología en algunas zonas de Zaragoza en octubre de 2003 y Barcelona en
marzo de 2004.
- 19 -
6.1.1. PROYECTO OPERA (Open PLC European Research Alliance)
Es un proyecto patrocinado por la Unión Europea que forma parte del proyecto
de. “Banda Ancha para todos” que inicio en Enero del 2004.
El proyecto OPERA hace énfasis en la importancia de la tecnología PLC para el
mercado de banda ancha europeo. Este proyecto consta de 2 etapas y la primera de ellas
cuenta con un presupuesto de 20 millones de euros. En donde un conjunto de empresas
de tecnología, centros de investigación y consultores desarrollaran un estándar Europeo
para la tecnología PLC. En donde una de las metas a largo plazo es desarrollar el
mercado de banda ancha en Europa y establecer la tecnología PLC como un pilar
adicional al ADSL y al Cablemódem.
6.2. La tecnología PLC en los Estados Unidos
En lo que respecta a los Estados Unidos existen diferentes puntos de vista acerca
de la tecnología BPL (broadband over power lines) que es como se le conoce en ese país
a la tecnología PLC.
Por un lado la postura de instituciones como The American Radio Relay League
y the Federal Emergency Management Agency que estan en contra del uso de esta
tecnolgia y del otro tenemos asociaciones como Homeplug Power line Alliance que
dictan los estándares del mercado del uso (In-house PLC) para Estados Unidos.
Mientras tanto ya en numerosas zonas de los Estados Unidos se han realizado
pruebas de campo por compañías tales como SonicBlue en el norte de California y el
estado de Washington, Conexant en el sur de California , RadioShack en Texas. Entre
muchas otras con resultados satisfactorios a velocidades entre los 1.5 Mbps y 5 Mbps.
En los estados de Ohio, Kentucky e Indiana más de un millón de residentes a
partir del mes de Febrero de 2004 podrán contar con una nueva opción de banda ancha
utilizando BPL por un costo de U$29.95 a U$39.95 por mes dependiendo de la
velocidad de la conexión que deseen contratar.
6.3. La tecnología PLC en Japón
En lo que respecta al Japón la tecnología PLC con frecuencias superiores a 1mhz
estaba prohibida hasta enero de 2004 en donde el MPHPT que es el ente regulatorio de
las telecomunicaciones en ese país. Autorizo que se realizaran experimentos.
- 20 -
La prohibición era porque la tecnología PLC interfería con las comunicaciones
de radio incluidas las de control de tráfico aéreo y las trasmisiones de onda corta.
Las pruebas puestas en marcha son nueve utilizando frecuencias entre los 2 Mhz
y 30 Mhz. Estas pruebas finalizaran en marzo del año 2005 en donde se espera que el
MPHPT permita comercializar el servicio en el 2006.
El objetivo principal de estas pruebas es demostrar que los problemas de radio
interferencia de la tecnología PLC han sido resueltos.
Hay que tomar en cuenta que el uso de la tecnología PLC en este país esta
fuertemente encaminado a utilizarlo en la modalidad (in house) ya que los carriers
cuentan con tecnología FTTH y ADSL para llevar Internet en la denominada ultima
milla a los hogares.
6.4. La tecnología PLC en el resto del mundo
Una de las compañías con mas presencia en el mundo es ASCOM que junto con
algunas empresas locales en varios países tales como: Argelia, Costa de Marfil,
Sudáfrica Botswana, Egipto, Arabia Saudita, Singapur, Indonesia, Hong Kong y China.
Esta realizando varias pruebas de campo en diferentes etapas y con diversos resultados.
En lo que respecta el desarrollo de esta tecnología en América Latina viene de la
mano de varias compañías Europeas en donde ASCOM tiene varios proyectos en países
como, Brasil, Honduras y Chile.
En este último en conjunto con la compañía Chilectra del grupo español Enersis
quien realizó la presentación en Santiago de PLC, dirigida al mercado empresarial.
Entre las empresas más interesadas en experimentar esta innovadora modalidad
de conexión fueron Telefónica, Entel, Telesur, VTR, Metropolis, Ripley y Falabella,
junto a distribuidoras como CGE y Saesa.
Enersis, controlada por Endesa España, ve al PLC como una oportunidad de
liberalizar los accesos a la conectividad en la última milla, porque a través de la red
eléctrica cualquier empresa podrá ofrecer los servicios de transmisión en la zona de
Santiago y el Gran Santiago, que es donde precisamente opera su filial.
Es por ello que a fines de Febrero del 2004, Chilectra (con más del 60 % de su
paquete accionario controlado por Endesa) anunció su propia experiencia piloto en un
barrio de Santiago con resultados óptimos. Esto le permitirá desarrollar su propio Plan
de Negocios que tendrá por fin viabilizar el servicio comercial de la tecnología PLC a
través de su red de energía.
- 21 -
En el caso de la Argentina ha habido experiencias piloto con tecnologías PLC.
En el 2001 Endesa instaló en la Escuela Técnica Nº 28 República Francesa del barrio
porteño de Belgrano un sistema que permitió usar la red eléctrica interna del edificio
como red local a 350 Kbs. La tecnología, llamada e-lectric había sido desarrollada por la
empresa francesa EDF (Electricité de France) accediendo a Internet mediante un
proveedor local por los medios convencionales.
Esta prueba de campo se realizó en el entorno de un convenio de intercambio
tecnológico entre Edenor y el Gobierno de la ciudad de Buenos Aires. La empresa hizo
uso de esta tecnología por integrar EDF el paquete accionario de la firma ya en ese
momento (posteriormente habría de comprar la parte de Endesa, accediendo al control
de Edenor). Por su parte, el municipio porteño aprovechó para insertar la experiencia en
el ámbito del programa Re.Por.TE (Red Porteña Telemática de Educación), dependiente
de su Secretaria de Educación y orientada a brindar acceso a Internet a todos sus
establecimientos primarios, secundarios y terciarios, no descartándose en ese momento
aplicar tecnología PLC para otros casos.
Edenor pretendía de esta manera capitalizar la experiencia con el fin de
optimizar un servicio destinado a ofrecerlo a empresas, instituciones educativas y
consorcios de edificios.
CONCLUSIONES
Según datos de estudios de mercado realizados por el PLCforum para los
próximos años, todo parece indicar que existirá un potencial incremento de los usuarios
de servicios de banda ancha en todo el mundo, lo cual representa una oportunidad para
el desarrollo de la tecnología PLC. Claro está que antes de que pueda darse este
desarrollo, se tienen que solucionar temas tales como la estandarización por parte de
organismos como el PLCforum, la alianza HomePlug, etc.
Una vez que existan regulaciones en el mercado, muchas compañías que en la
actualidad están tomando la postura de "ver y esperar" seguramente invertirán en la
tecnología PLC.
Teniendo esto en cuenta, analizando la madurez en el despliegue de las
tecnologías ADSL o cablemódem, y considerando además las iniciativas para
proporcionar acceso a Internet con la tecnología inalámbrica, la tecnología PLC de
- 22 -
acceso a banda ancha tiene un panorama bastante complicado para alcanzar una masa
crítica de clientes que haga rentable su despliegue masivo.
Es por eso que las empresas que se están arriesgando con esta joven e incipiente
tecnología, seguro estarán mejor posicionadas y tendrán mayores lucros por "haber
llegado primero".
Lo que prácticamente es un hecho es que los usuarios de Internet esperan tener
pronto servicios más rápidos y con mejores precios.
FUENTES CONSULTADAS
http://usuarios.lycos.es/urde/plc/plc.htm
http://www.arr.org/tis/info/html/plc
http://www.ascom.com
http://www.commsdesign.com/main/2000/12/0012feat5.htm
http://www.computer.org/students/looking/summer97/ieee802.htm
http://www.elearningamericalatina.com/
http://www.elsur.cl
http://www.homeplug.org
http://www.idg.es/
http://www.idg.es/comunicaciones/articulo.asp?id=133134
http://www.infoworld.com/
http://www.linksys.com
http://www.mainnet-plc.com/plus_architecture.htm
http://www.nwfusion.com/
http://www.pirelli.com
http://www.plcforum.org
http://www.smarthome.com/manuals/MAN-1136.pdf
http://www.sss-mag.com/pdf/802_11tut.pdf
http://www.telecomasia.net
http://www.waymovil.net/
http://www.wifi.com.ar/faq.html
Simeone, Diego Pablo; Corsi, Renato y Palermo, Martín: “El fútbol argentino en la década de 1980”.
Simeone, Diego; Corsi, Renato y Palermo, Martín (edición propia)

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Powerline Communications (PLC)

  • 1. - i - Powerline Communications (PLC) INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 1 1. FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA PLC .............................. 1 2. TIPOS DE TECNOLOGÍA PLC .............................................................. 2 2.1. Tecnología PLC de control (Control PLC) ........................................ 2 2.2. Tecnología PLC de acceso (Access PLC) ........................................... 2 2.3. Tecnología PLC para LAN (In-house PLC) ....................................... 4 2.3.1. La línea de energía como medio de transmisión ................. 4 2.3.2 El nivel físico (PHY) ............................................................ 4 2.3.3. El nivel MAC ...................................................................... 6 2.3.4. Equipos y Empresas de HomePlug .................................... 7 3. BENEFICIOS DE LA TECNOLOGÍA PLC .......................................... 8 3.1. Ancho de banda ................................................................................... 8 3.2. Aprovechamiento del cableado existente ............................................ 9 3.3. Servicios múltiples .............................................................................. 9 3.4. Ubicuidad ............................................................................................ 9
  • 2. - ii - 4. PROBLEMAS CON LA TECNOLOGÍA PLC ...................................... 9 4.1. Oposición de los radioaficionados ...................................................... 10 4.2. Rentabilidad ........................................................................................ 10 4.3. Incompatibilidad ................................................................................. 11 4.4. Falta de reglamentación ...................................................................... 11 5. COMPARACIÓN DE PLC CON OTRAS TECNOLOGÍAS .............. 11 5.1. Tecnologías de acceso (Access technologies) ..................................... 11 5.1.1. Acceso discado (Dial-up) ..................................................... 12 5.1.2. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ...................... 12 5.1.3. HFC (Hybrid Fiber/Coax) .................................................... 12 5.1.4. WLL (Wireless Local Loop) ................................................ 13 5.1.5. FTTH (Fiber to the Home) ................................................... 14 5.1.6. Comparación de las tecnologías de acceso .......................... 14 5.2. Tecnologías para LAN (In-house technologies) ................................. 15 5.2.1. Redes IEEE 802.3 (Ethernet) ............................................... 15 5.2.2. Redes HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance) . 15 5.2.3. Redes IEEE 802.11 (Wireless LAN) ..................................... 15 5.2.4. Comparación de las tecnologías para LAN .......................... 16 6. PRESENCIA DE LA TECNOLOGÍA PLC EN EL MUNDO ............. 17 6.1. La tecnología PLC en Europa ............................................................. 17 6.1.1. OPERA (Open PLC European Research Alliance) ............. 19 6.2. La tecnología PLC en los Estados Unidos .......................................... 19 6.3. La tecnología PLC en Japón ............................................................... 19 6.4. La tecnología PLC en el resto del mundo ........................................... 20 CONCLUSIONES .............................................................................................. 21 FUENTES CONSULTADAS ......................................................................... 22
  • 3. - 1 - INTRODUCCIÓN La red eléctrica es la más extensa del mundo, está formada por miles de kilómetros de cable, llega a millones de personas y ofrece servicios incluso a aquellos lugares donde no hay teléfono. Utilizar esa extensa red para la transmisión de voz y datos, conectarse a Internet a gran velocidad y usar la línea telefónica en cualquier enchufe no es una quimera o una historia de ciencia ficción, es una realidad tangible que se llama Powerline Communications (PLC). Este informe tiene como objetivo explicar el funcionamiento de la tecnología PLC, considerando los tres tipos que existen en la actualidad (PLC de control, PLC de acceso y PLC para LAN), describir los beneficios de esta tecnología y los problemas que la amenazan, comparándola con otras tecnologías de redes, y señalar la presencia de la tecnología PLC en el mundo y sus perspectivas en el futuro. 1. FUNCIONAMIENTO DE LA TECNOLOGÍA PLC A través del acondicionamiento de la infraestructura existente, por los cables eléctricos pueden transmitirse la conocida señal de 50/60 Hz usada como fuente de energía y señales de mucha mayor frecuencia usadas para la transmisión de datos. La señal PLC va modulada entre 1,6 y 40 MHz dependiendo del sistema, ya que actualmente no hay un único estándar, sino un grupo de sistemas diferentes e incompatibles entre sí. Básicamente se usan 3 tipos de modulación: • DSSSM (Direct Sequence Spread Spectrum Modulation): puede operar con baja densidad de potencia espectral (PSD). • OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex): usa un gran número de portadoras con anchos de banda muy estrechos (p. e. Codengy y DS2) • GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying): es una forma especial de modulación en banda estrecha (p. e. Ascom). Las velocidades de transmisión difieren con cada tecnología, pero las certificaciones más comunes utilizan velocidades de 14 Mbps y 45 Mbps, aunque se espera llegar a velocidades mayores que 200 Mbps en poco tiempo1 . 1 Según fuera informado por Ramón García Rancel, de la empresa valenciana DS2, durante la ponencia "Tecnología PLC: Estado del arte, capacidad y perspectivas" en la jornada “Mercado, Tecnología y Proyectos sobre PLC para el hogar y los negocios” celebrada el 14 de enero de 2004 en Madrid
  • 4. - 2 - 2. TIPOS DE TECNOLOGÍA PLC Según su aplicación, la tecnología PLC se puede dividir en tres tipos: PLC de control, PLC de acceso (Access PLC) y PLC para LAN (In-house PLC). 2.1. Tecnología PLC de control (Control PLC) Inicialmente empleada por las compañías de electricidad para controlar sus equipos usando las líneas de energía como líneas de transmisión, esta tecnología logró luego difusión en la industria y en los hogares, dando lugar a lo que se denomina "domótica" (tecnología de la automatización y el control del hogar). Por ejemplo, el sistema X-10 es un estándar "de facto" que data de 1978, cuando fueron lanzados el Sears Home Control System y el Radio Shack Plug'n Power System. Los sistemas que utilizan esta tecnología permiten controlar la climatización, los juegos de luces, las persianas, el gas, la alarma, etc. La tecnología PLC de control opera debajo de los 500 KHz (en particular, el estándar X-10 opera a 120 KHz). 2.2. Tecnología PLC de acceso (Access PLC) Desde los centros de generación de electricidad a los núcleos de población hay grandes redes de transporte conocidas como redes de alta tensión. En las ciudades suele haber grandes centros que cambian esta electricidad de alta tensión a unos parámetros más manejables. Allí se inicia una segunda red, de media tensión, que trabaja entre los 15000 y los 20000 voltios. Todos los aparatos eléctricos de los hogares funcionan a 110 o 220 voltios, es por eso que existen casetas o instalaciones en los edificios o bajo la tierra que se conocen como centros de transformación, desde los cuales se distribuye la energía a los domicilios mediante una red de baja tensión en forma de estrella. Para competir con las empresas que conectan el equipo del cliente con un nodo de internet a través de la llamada "última milla" o lazo local (por ejemplo: el cable telefónico, en el caso de las empresas telefónicas, o el cable coaxial, en el caso de las empresas de televisión por cable), las empresas proveedoras de electricidad reciente- mente comenzaron a ofrecer acceso a internet a través de los cables de baja tensión. Los datos se transmiten empleando frecuencias entre 1,6 y 40 MHz, que normalmente no se utilizan para otros fines. En el tramo de calle se opera con las frecuencias hasta 10 MHz, por su menor atenuación de señal.
  • 5. - 3 - Los equipos necesarios para implementar la tecnología PLC de acceso incluyen unidades concentradoras (cercanas a los transformadores de baja tensión) y unidades terminales de red (en el domicilio del usuario final), además de otras unidades no necesarias en todos los casos, como las unidades repetidoras. La empresa Main.net posee una arquitectura PLC de acceso denominada PLUS. Sus componentes principales son las siguientes: • Unidad Concentradora (CuPlus) Esta unidad transforma la información desde el backbone a la red eléctrica y viceversa. Esta unidad comunica a la Administración de Red con el hogar a través de otras unidades de acceso. • Unidad Repetidora (RpPlus), es un repetidor incremental que conecta las unidades del hogar con la red. Puede instalarse en alguna cabina en la calle e incrementa la calidad de la conexión. • Terminal de red (NtPlus), es la unidad básica que provee conexión a internet entre las líneas de energía eléctrica y la PC o cualquier otro periférico. Las unidades vienen con un conector estándar a la PC (USB y Ethernet) y permiten el uso en paralelo de internet y de telefonía, utilizando un teléfono estándar analógico. Para tener banda ancha, el usuario simplemente debe enchufar la unidad a la toma eléctrica y conectarla a la PC y/o al teléfono. Figura 1: La arquitectura PLUS de Main.net
  • 6. - 4 - 2.3. Tecnología PLC para LAN (In-house PLC) Existen varias tecnologías pero la más difundida es la alianza HomePlug Powerline que creó un estándar originado en la industria norteamericana para el establecimiento de una red de alta velocidad vía líneas de energía. Es por ello que veremos con más detalle la forma en que trabaja esta tecnología. 2.3.1. La línea de energía como medio de transmisión El medio de las líneas eléctricas es un ambiente ruidoso y cambiante para la comunicación. Debido a estas variaciones en tiempo y frecuencia, la tecnología de HomePlug incluye un método efectivo y confiable permitiendo altas velocidades pero que se va ajustando según lo ruidoso y variable que sea el canal. La topología de la red de distribución de energía en un hogar es otro factor que debe considerarse. En un barrio típico el transformador de distribución provee a un reducido número de casas. Este transformador bloque la señal de datos para que no pase al resto de la red energética pero no evita que una señal de datos pase de una casa a la otro. Es decir, se genera un problema de privacidad similar al de las redes wireless. La privacidad es asegurada mediante el uso de encripción, ya que se utiliza DES (data encryption standard) de 56 bits. Todos los nodos de una misma red tienen una clave de encripción compartida. Cualquier solución confiable debe incluir un robusto nivel físico (physical layer - PHY) y un eficiente protocolo de acceso al medio (media access control - MAC). El protocolo de nivel 2, MAC, controla el acceso al medio compartido por parte de múltiples clientes. Mientras que el PHY especifica la modulación, codificación y el formato básico del paquete. 2.3.2 El nivel físico (PHY) El PHY de HomePlug utiliza multiplexación por división de frecuencias ortogonales (orthogonal frequency division multiplexing - OFDM). Es decir, es la misma técnica utilizada por la tecnología DSL. Sin embargo, en contraste con dicha tecnología, HomePlug transmite en ráfagas en lugar de un modo continuo. HomePlug utiliza además FEC mediante la codificación Viterbi y Reed Solomon, y turbo product coding (TPC) para los campos de datos de control.
  • 7. - 5 - OFDM divide el canal de banda ancha en multiples subcanales ortogonales de baja velocidad. La modulación de cada canal puede hacerse de distintas formas pero el más usado es DQPSK (differential quadrature phase shift keying). Una vez en el receptor, el paquete es rearmado. El mismo tiene los siguientes campos: Figura 2: El paquete HomePlug Formado por una serie de símbolos de OFDM, el paquete del datos de HomePlug consiste en un delimitador de inicio, el payload y un delimitador de fin. El delimitador consiste en un Preamble y un Frame Control. El Preamble es elelegido de tal forma que cualquier receptor puede detectar dicho limitador aunque exista una gran interferencia. El Frame Control lleva la información del nivel MAC (longitud de paquete, status, etc). Los delimitadores son transmitidos en todos los canales. A diferencia de los delimitadores, la porción del Payload es entendida solamente por el receptor. El Payload es transmitido solamente por el conjunto de canales previamente convenidos en el proceso de adaptación. Debido se utilizarán solamente los canales menos ruidosos evitándose códigos de corrección de errores muy pesados. El proceso de adaptación al canal ocurre cuando los clientes acceden al medio por primera vez y ocasionalmente luego de ello (basándose en un timeout o al detectarse variaciones en el canal). Cualquier nodo puede iniciar este proceso con otro nodo de la
  • 8. - 6 - red. La adaptación es bidireccional y deriva en la configuración del grupo de canales, la modulación y el FEC usados para las siguientes transmisiones. El proceso de adaptación tiene tres grados de libertad: • Desecho de canales ruidosos. • Selección de la modulación para los canales individuales (DBPSK ó DQPSK). • Selección del código de corrección de errores. El nivel PHY de HomePlug ocupa la banda de 4.5 a 21 Mhz. El bit rate utilizan- do modulación DQPSK con todas las portadoras activas es de 20 Mbps. El bit rate en- tregado al nivel MAC (quitando FECs y encabezados) es de aproximadamente 14 Mbps. 2.3.3. El nivel MAC El protocolo de MAC usado es una variante del protocolo CSMA/CA (carrier sense multiple access with collision avoidance). El estándar 802.11 especifica el protocolo carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA). En este protocolo, al igual que en CSMA/CD, cuando un nodo tiene un paquete a transmitir, primero escucha para asegurarse de que ningún otro nodo esté transmitiendo. Si el canal está libre, entonces transmite el paquete. Si no, elige un factor al azar; el cual determina la cantidad de tiempo que el nodo debe esperar hasta que se lepermite transmitir su paquete. La detección de la colisión, como se emplea en Ethernet, no se puede utilizar ya que cuando un nodo está transmitiendo no puede oír ningún otro nodo en el sistema, puesto que su propia señal se tapará cualquier otra que llegue a él. Siempre que un paquete deba ser transmitido, el nodo que transmite primero envia un paquete corto de ready-to-send (RTS) que contiene la información sobre la longitud del paquete e indica que está listo para transmitir. Si el nodo de recepción oye el RTS, responde con otro paquete corto de clear-to-send (CTS) indicando que está listo para recibir. Después de este intercambio, el nodo que transmite envía su paquete. Cuando el paquete se recibe con éxito, según lo determinado por el CRC, el nodo de recepción transmite un paquete de reconocimiento (ACK). Si el transmisor no recibe el ACK, asume que hubo una colisión. El receptor puede enviar un FAIL si no tiene los suficientes recursos como para procesar el paquete o puede enviar un NACK indicando que el paquete recibido contenía errores que no pudieron ser corregidos por el FEC. HomePlug utiliza un mecanismo llamado VCS (virtual carrier sense) y un Contention Resolution Protocol para reducir al mínimo el número de colisiones. Al
  • 9. - 7 - recibir un Preamble, el receptor procura recuperar el Frame Control. El Frame Control indica si el delimitador es un comienzo de trama, fin de trama o del delimitador de respuesta. El comienzo de los Frame Control especifica la duración del Payload que sigue, mientras que los otros delimitadores definen implícitamente donde termina la transmisión. Así, si un receptor puede descifrar el Frame Control en el delimitador, puede determinar la duración para la cual el canal será ocupado por esta transmisión, y fija su VCS hasta que esta termina. Si no puede decodificar el Frame Control, el receptor asume que el paquete transmitido es de la duración máxima posible y setea su VCS de esa forma. En este caso, puede recibir un delimitador de fin de trama y por lo tanto corregir su VCS. Cuando un nodo completa su transmisión, los otros nodos que tienen paquetes encolados transmiten su prioridad en un intervalo preestablecido, determinado así quién debe transmitir primero. Un concepto erróneo bastante frecuente es pensar que este esquema tiene una potencial latencia sin límites. En el nivel MAC, la latencia está limitada con el descarte de paquetes que no fueron enviados en el tiempo requerido por la aplicación. El porcentaje de paquetes descartados es lo suficientemente bajo como para ser tolerado por aplicaciones tales como VoIP o Streaming Media. 2.3.4. Equipos y Empresas de HomePlug Existe gran cantidad de empresas y equipos certificados por HomePlug. Este es un listado de algunas empresas que participan de la alianza: Panasonic, Cogency, DS2, Comcast, Earthlink, Electricité de France, France Telecom, Micro-Star Int'l Co., Ltd., Mitsubishi Electric Corporation, Motorola, Sony Corporation, Gigafast, Inc., Linksys, Matsushita Electric Works R&D Laboratory, Inc., Sanyo Electric Co., Ltd., etc. Como ejemplo para realizar una red LAN en Argentina, se pueden adquirir los siguientes equipos Linksys (ahora perteneciente a Cisco) en proveedores locales: PLUSB10 PowerLine USB Adapter U$113.48 PLEBR10 Powerline Etherfast 10/100 Bridge U$106.81 PLERT10 Powerline EtherFast10/100 Router U$195.81
  • 10. - 8 - Estos equipos pueden utilizarse en una red como la siguiente: Figura 3: Una LAN con tecnología HomePlug 3. BENEFICIOS DE LA TECNOLOGÍA PLC Entre los muchos beneficios de la tecnología PLC se destacan su gran ancho de banda, el aprovechamiento del cableado existente, los servicios múltiples que permite y su ubicuidad. 3.1. Ancho de banda Con el estándar HomePlug 1.0 operando a 14 Mbps, la tecnología PLC es adecuada para implementar una LAN, aunque ese ancho de banda no impresione demasiado (comparado, por ejemplo, con los 1000 Mbps de la Gigabit Ethernet). En cambio, la tecnología PLC de acceso permite navegar por internet a alta velocidad. Las implementaciones comerciales2 ofrecen en la actualidad anchos de banda 2 Por ejemplo, Speed-Web (servicio ofrecido en Austria por Linz Strom GmbH) permite actualmente (junio de 2004) navegar en internet a 256 Kbps (cuesta € 24 por mes), 375 Kbps (cuesta € 42 por mes) o 768 Kbps (cuesta € 78 por mes)
  • 11. - 9 - comparables a los de otras tecnologías de banda ancha (ADSL o cable), mientras que en algunas implementaciones experimentales se habla de velocidades bastante mayores3 . 3.2. Aprovechamiento del cableado existente Como la red eléctrica ya está implementada, no es necesario ningún tipo de obra civil. Para implementar la tecnología PLC (tanto la tecnología de acceso como la tecnología para LAN), la mayor parte del cableado existente puede aprovecharse, y solamente es necesario su reemplazo si las redes están deterioradas, los cables se encuentran en mal estado o tienen empalmes mal hechos. 3.3. Servicios múltiples Entre las aplicaciones que provee la tecnología PLC se encuentran - además del acceso a internet - la telefonía integrada con datos, la creación de redes privadas, las aplicaciones multimedia (videoconferencia, televisión interactiva, radio y música, juegos en red) y la domótica. 3.4. Ubicuidad Como ya fue mencionado anteriormente, la red eléctrica es la más extensa del mundo, está formada por miles de kilómetros de cable, llega a millones de personas y ofrece servicios incluso a aquellos lugares donde no hay teléfono. Pero no sólo en grandes extensiones territoriales puede observarse la ubicuidad de la tecnología PLC: cualquier lugar de la casa con un enchufe es suficiente para estar conectado, ahorrando el usuario los costos y molestias en instalación y tendido de cables. 4. PROBLEMAS CON LA TECNOLOGÍA PLC Existen muchas posturas sobre la tecnología PLC: mientras que algunos la defienden diciendo que será el próximo pilar de la banda ancha y que llegará a los lugares en donde el cablemódem y el ADSL no existen, algunas personas la ven como 3 La empresa valenciana DS2 es líder mundial en diseñar y desarrollar circuitos integrados que permiten construir equipos que proporcionan hasta 45 Mbps (distribuidos en 27 Mbps de bajada y 18 Mbps de subida) y siendo esta comunicación compartida por todos los usuarios que dependen del mismo repetidor. Esto indica que si en un repetidor concurren 100 conexiones la velocidad teórica de bajada es de 270 Kbps, pero si las conexiones son 10 la velocidad será de 2,7 Mbps. Ahora mismo (primer semestre de 2004) están desarrollando unidades beta de la siguiente versión, cuyo objetivo es proporcionar 200 Mbps.
  • 12. - 10 - un potencial enemigo de las comunicaciones de onda corta. Además de ese problema, la tecnología PLC también debe enfrentar dificultades de rentabilidad, incompatibilidad y falta de reglamentación. 4.1. Oposición de los radioaficionados Un sistema de cableado con múltiples conductores por los que circula una señal variable se comporta como una antena, pudiendo por lo tanto radiar o recibir señales si no se toman las medidas adecuadas. La tecnología PLC de control no implica un riesgo significativo de interferencia para el funcionamiento de otros sistemas, como la radio de onda corta. Es una tecnología bien conocida, con productos que llevan muchos años en el mercado. Las tecnologías PLC de acceso y PLC para LAN, por el contrario, están aún en una fase experimental en la mayoría de los países. Los estudios realizados por radio- aficionados en Europa, Japón y Estados Unidos dejan dudas sobre estas tecnologías, pues la consideran riesgosa para las comunicaciones de onda corta que emplean los servicios de emergencias, protección civil, radioaficionados y comunicaciones aeronáuticas y marítimas. Las campañas en contra de la tecnología PLC de acceso alejan a los potenciales clientes, y muchas de las primeras empresas que ofrecieron el servicio PLC de acceso debieron cancelarlo poco tiempo después, como la alemana RWE (Rheinisch Westfälischen Elektrizitätswerk), que abandonó el servicio en 2002. 4.2. Rentabilidad Aunque una tecnología funcione es imprescindible desarrollar modelos de negocio viables. Allí donde no llega el ADSL o el Cablemódem, esto es, en zonas rurales, la tecnología PLC tendría que ser un éxito de despliegue. Pues bien, nada más lejos de la realidad. En cada Centro de Transformación (CT), sea en zona urbana (subterráneo, normalmente) o en zona rural (principalmente aéreo), se necesita de un equipamiento que tiene un coste de instalación y mantenimiento no despreciable. Si tenemos en cuenta que, en las zonas urbanas, una línea de baja tensión es compatida por unos 150 a 200 clientes, mientras que en las zonas rurales un transformador de poste alimenta a unos 5 a 10 clientes, está claro que en las zonas rurales no se sostiene el modelo de negocio para su despliegue. No es rentable instalar ese equipamiento para que uno o dos clientes se den de alta.
  • 13. - 11 - 4.3. Incompatibilidad Un problema de la tecnología PLC es la existencia de múltiples sistemas incompatibles entre sí. Por ejemplo, la normativa europea divide las frecuencias en dos rangos: de 2 a 10 MHz para la tecnología PLC de acceso y de 10 a 30 MHz para la tecnología PLC para LAN, mientras que la tecnología HomePlug norteamericana emplea la banda entre 4,5 y 21 MHz para redes intravivienda. 4.4. Falta de reglamentación Uno de los asuntos que más preocupa a fabricantes y a futuros proveedores de servicios PLC es el de la legislación. Para Francesco Cota, de Ascom, "en estos momentos el problema es legislativo, no tecnológico. No hay una legislación específica y, sin embargo, sí muchos lobbies implicados. A falta de una normativa, las compañías no pueden ser agresivas, ni siquiera en los países donde ya se está comercializando. El principal problema son las emisiones, ya que ahora hay mucha sensibilidad sobre la cuestión. Tanto la Unión Europea como los estados miembros se están planteando una regulación sobre este asunto".4 5. COMPARACIÓN DE PLC CON OTRAS TECNOLOGÍAS Dado que PLC tiene aplicación como tecnología de acceso y como tecnología para LAN, para compararla con otras tecnologías es conveniente hacerlo por separado: primero se la puede comparar con otras tecnologías de acceso, y luego con otras tecnologías para LAN. 5.1. Tecnologías de acceso (Access technologies) El acceso a las redes de datos (particularmente a la internet) es un desafío que se viene enfrentando desde hace varios años. El problema fundamental está en desarrollar tecnologías que permitan altas velocidades en la última milla, a través de diversos medios de transmisión como el par trenzado telefónico, el cable coaxial de las redes de televisión por cable, el espacio radioeléctrico y, últimamente, la fibra óptica. 4 Citado el 4/1/2002 en "Comunicaciones World" (http://www.idg.es/comunicaciones)
  • 14. - 12 - 5.1.1. Acceso discado (Dial-up) Dial Up es el servicio convencional de acceso a Internet que utiliza un módem telefónico y una línea telefónica para establecer la conexión. Esta conexión tiene un límite de 56 Kbps de DownStream y 33.6 Kbps de UpStream, por lo que no se la considera una tecnología de banda ancha. A diferencia de otros países donde la tarifa es plana, en la República Argentina el costo depende de cuántos pulsos telefónicos se utilicen durante la conexión. 5.1.2. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Es una tecnología que transforma las líneas telefónicas normales en líneas digitales de alta velocidad aumentado considerablemente la velocidad de conexión a Internet. Es necesario que se instale un pequeño dispositivo en la entrada de la línea llamado splitter, para dividir la línea normal en tres canales; uno será utilizado para la conexión telefónica de voz normal y dos más serán utilizados para la transmisión de datos en la conexión a Internet. Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen la misma velocidad de transmisión de datos. El canal de recepción de datos tiene mayor velocidad que el canal de envío de datos. Esto permite alcanzar mayor velocidad en el sentido red-usuario, ya que en conexiones a Internet la información recibida por el usuario es mucho mayor que la enviada. Actualmente, esta tecnología es la de mayor difusión dentro del mercado mundial de banda ancha. 5.1.3. HFC (Hybrid Fiber/Coax) Es una red de telecomunicaciones que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soporte de la transmisión de las señales. HFC está compuesta básicamente de cuatro partes: la cabecera, la red troncal, la red de distribución y el bucle de abonados. La cabecera es el centro desde el que se gobierna todo el sistema. Su complejidad depende de los servicios que ha de prestar la red, por ejemplo, para el servicio básico de distribución de señales unidireccionales de televisión dispone de una serie de equipos de recepción de televisión terrenal, vía satélite y de microondas, así como de enlaces con otras cabeceras o estudios de producción. La cabecera también se
  • 15. - 13 - encarga de monitorear la red y supervisar el funcionamiento. El monitoreo se está con- virtiendo en un requerimiento básico de las redes de cable, a causa de la complejidad de las nuevas arquitecturas y a la sofisticación de los nuevos servicios que transportan, que exigen de la red una fiabilidad muy alta. Otras de las funciones que se realizan en la ca- becera se relacionan con la tarifación y control de los servicios prestado a los abonados. La red troncal suele presentar una estructura en forma de anillos redundantes de fibra óptica que unen un conjunto de nodos primarios. Esta estructura emplea frecuentemente tecnología PDH o SDH (Jerarquía Digital Plesiócrona y Jerarquía Digital Síncrona) que permite construir redes basadas en ATM (Modo de Transferencia Asíncrono). Los nodos primarios alimentan a otros nodos (secundarios) mediante enlaces punto a punto o mediante anillos. La red de distribución tiene por misión multiplexar la información ya sea proveniente de distintos proveedores de servicios o distintos usuarios, y adaptar el sistema de transporte a las características específicas de bucle de abonado. Los nodos de distribución se sitúan físicamente en las manzanas de las grandes ciudades ofreciendo aproximadamente servicios a un millar de usuarios. El medio físico de transporte que une los nodos de conmutación con los de distribución continúa siendo la fibra óptica. El bucle de abonado interconecta los dispositivos del cliente con la red de distribución, y el medio físico utilizado para ello es el cable coaxial. Desde el punto de vista topológico existen diversas posibilidades de interconexión: topologías en estrella, bus, árbol, etc. La más usual es la de árbol y ramas ya que mantiene la antigua topología de la red de TV por cable. 5.1.4. WLL (Wireless Local Loop) Es un sistema en el cual la central de comunicaciones local y los suscriptores, se conectan usando la tecnología de radio en lugar de hacerlo a través de cables. Los servicios de acceso de WLL generalmente están basados en tipos diferentes de tecnologías: análogas o digitales, LMDS, o distintos sistemas desarrollados para aumentar las capacidades de la telefonía inalámbrica. El sistema WLL fijo tiene cuatro usos potenciales: para llevar los servicios de telefonía a las áreas desatendidas en el mundo; para proveer de servicios avanzados a las áreas de negocios; para reemplazar los sistemas cableados en las zonas comerciales y residenciales; y como una alternativa de tecnología de bucle local para mercados nuevos o liberalizados. WLL está siendo implementado en países en desarrollo que no cuentan
  • 16. - 14 - con sistemas de cableados adecuados. De manera que WLL ofrece las ventajas de una instalación y configuración rápida, lo cual elimina los altos costos asociados al tendido de cables. 5.1.5. FTTH (Fiber to the Home) Dado que FTTH consiste en tender fibra óptica directamente hasta los hogares, es una solución que elimina los actuales cuellos de botella en la parte más importante de la red: la última milla. El ancho de banda, calidad de transmisión y la capacidad de crecimiento son las claves que ofrece la tecnología FTTH. Entrega conexión de banda ancha a la velocidad de la luz. La calidad de la transmisión en otras tecnologías puede ser afectada por influencias externas. Una conexión de fibra óptica no es afectada por ningún factor externo como puede ser la interferencia eléctrica y radiación, dando así una transmisión óptima de la información. A pesar de ser una tecnología muy costosa y que tardará años en hacerse realidad, en algunos países como Japón e Italia FTTH ya está siendo implementada por compañías como Pirelli. 5.1.6. Comparación de las tecnologías de acceso Considerando el costo para el usuario, la performance y la difusión en el mercado mundial, las tecnologías de acceso existentes actualmente pueden sintetizarse en el siguiente cuadro: TECNOLOGIA COSTO PERFORMANCE DIFUSION EN EL MERCADO MUNDIAL ACCESO DISCADO (Dial-Up) * * ***** ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) ** *** **** HFC (Hybrid Fiber/Coax) ** *** **** WLL (Wireless Local Loop) *** ** *** FTTH (Fiber to the Home) ***** ***** * PLC (Powerline Communications) ** **** ** Tabla 1: Tecnologías de acceso
  • 17. - 15 - 5.2. Tecnologías para LAN (In-house technologies) Entre las muchas tecnologías para LAN existentes actualmente, PLC principal- mente enfrenta la competencia de las redes IEEE 802.3 (Ethernet), HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance) e IEEE 802.11 (Wireless LAN). 5.2.1. Redes IEEE 802.3 (Ethernet) Ethernet es la LAN más común hoy en día. Sus variantes más populares son las que utilizan cable UTP (unshielded twisted pair): la Ethernet 10Base-T (con trans- misión a 10 Mbps) y la Fast Ethernet 100Base-TX (con transmisión a 100 Mbps, si el cable es de categoría 5), aunque la Gigabit Ethernet 1000Base-T (con transmisión a 1000 Mbps, también por cable UTP de categoría 5) va ganando cada vez más aceptación. Las computadoras en una LAN de este tipo están equipadas con placas de red o NIC (network interface card), y los elementos necesarios para comunicarlas pueden ser tan simples como un único cable (cuando solamente deben conectarse dos compu- tadoras), o tan complejos como múltiples hubs, switches y routers, con sus correspon- dientes cables y tomas de pared RJ-45 (como en la mayoría de las redes corporativas). 5.2.2. Redes HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance) A diferencia de las redes Ethernet (por cuyos cables UTP solamente circulan tramas Ethernet), en las redes HomePNA se aprovecha el cableado telefónico existente para trasmitir datos, además de voz. Para ello, se utiliza FDM (frequency-division multiplexing): los datos y la voz se trasmiten en frecuencias distintas por el cable, alcan- zándose velocidades de transmisión de 1 Mbps en HPNA 1.0 y 10 Mbps en HPNA 2.0. En este tipo de LAN, cada computadora está equipada con un adaptador que posee una ficha RJ-11, a través de la cual se enchufa a la red con la misma facilidad con que se conecta un teléfono. 5.2.3. Redes IEEE 802.11 (Wireless LAN) Cuando no se desea utilizar cables para conectar las computadoras de una LAN, la opción más usual es adoptar la tecnología inalámbrica IEEE 802.11 (Wireless LAN). En este tipo de LAN, las computadoras se comunican mediante señales de radio. Las dos LANs inalámbricas más difundidas son las que siguen las normas 802.11b (con transmisión a 11 Mbps) y 802.11g (con transmisión a 54 Mbps). Ambas tecnologías utilizan la frecuencia de 2.5 GHz.
  • 18. - 16 - Para formar parte de una LAN 802.11, cada computadora debe estar provista de una placa de red inalámbrica. Muchas computadoras portátiles de última generación ya vienen equipadas con ella. Las LAN inalámbricas pueden operar en dos modos: ad-hoc e infrastructura. En el modo ad-hoc, las computadoras se comunican directamente entre sí. En el modo infrastructura, todo su tráfico pasa a través de un punto de acceso inalámbrico (un dispositivo de hardware ubicado en óptima posición, que actúa como un punto central, y es capaz de proveer acceso de red inalámbrica a un área circundante). 5.2.4. Comparación de las tecnologías para LAN En el siguiente cuadro se comparan algunas características de las tecnologías para LAN mencionadas anteriormente: Máxima velocidad de transmisión Ejemplo de adaptador para PC (8 de mayo de 2004 en: shopping.com) Requiere hardware adicional para conectar más de 2 PC Requiere instalar cableado Ethernet 802.3 (10Base-T) 10 Mbps 3Com EtherLink 10 PCI TPC (3C900B-TPC) U$4.60 - U$14.00 Sí, hub(s) o switch(es) Sí (UTP) Ethernet 802.3u (100Base-TX) 100 Mbps NetGear FA311 U$4.95 - U$27.95 Sí, hub(s) o switch(es) Sí (UTP-categoría 5) Ethernet 802.3z (1000Base-T) 1000 Mbps Trendware TEG-PCITXR U$14.95 - U$22.75 Sí, hub(s) o switch(es) Sí (UTP categoría-5) HPNA 2.0 10 Mbps EZ Connect SMC2821USB U$22.00 - U$61.47 No No (aprovecha el cable telefónico) Wireless 802.11b 11 Mbps Intel Xterasys XN-2511B U$18.00 - U$23.00 No No (es inalámbrica) Wireless 802.11g 54 Mbps Trendware (TEW-423PI) U$29.95 - U$42.99 No No (es inalámbrica) HomePlug 1.0 14 Mbps NetGear Powerline XA601 U$19.00 - U$287.99 No No (aprovecha el cable de la red eléctrica) Tabla 2: Tecnologías para LAN
  • 19. - 17 - Por su mayor velocidad, Ethernet debe seguir siendo la elección para una LAN corporativa (principalmente la Gigabit Ethernet). A una LAN hogareña, sin embargo, se le plantean exigencias diferentes. Por ejemplo, cuando por motivos estéticos la instalación de Ethernet no puede llevarse a cabo, puede pensarse en alguna de las dos alternativas que aprovechan el cableado existente o en la alternativa inalámbrica. Probablemente, la opción menos conveniente sea HPNA 2.0, no sólo por su menor ancho de banda, sino porque debe disponerse de una toma telefónica cercana a cada computadora de la LAN. Por el contrario, HomePlug 1.0 aprovecha la misma toma eléctrica donde se enchufa la computadora, mientras que la tecnología inalámbrica solamente está limitada por la distancia entre las computadoras, y no por la existencia o no de tomas. Por ello, la opción más recomendable para una LAN hogareña aparentemente sería la inalámbrica. Sin embargo, HomePlug 1.0 permite que haya conectados a la LAN otros dispositivos además de las computadoras, con lo que ofrece más aplicaciones que cualquiera de las otras tecnologías, lo que la hace ideal para implementaciones de domótica. 6. PRESENCIA DE LA TECNOLOGÍA PLC EN EL MUNDO La industria organizada en varias partes del mundo ha desarrollado productos de tecnología PLC para redes domésticas que alcanzan velocidades hasta de 45 Mbps. Numerosas ciudades en Estados Unidos y Europa ya cuentan con el servicio de la tecnología PLC, e incluso en algunas ciudades en América latina ya se cuentan con pruebas de campo, sin embargo existen tareas de carácter técnico, comercial y regulatorio que deben ser resueltas antes de que podamos ver un despliegue masivo de esta tecnología. 6.1. La tecnología PLC en Europa Son pocas las compañías que están desarrollando tecnología PLC. Al lado de las israelíes Main.net o NAMS y de la suiza Ascom, compite una española, la valenciana DS2, participada por Endesa Net Factory. Con apenas tres años de vida, esta última ha diseñado una familia de chips con la que transmitir datos por la red eléctrica a una
  • 20. - 18 - velocidad de hasta 45 Mbps, y espera alcanzar los 200 Mbps en la siguiente generación de su producto. La tecnología de DS2, implementada en un dado de silicio, convierte cada enchufe eléctrico en una puerta a Internet de banda ancha y telefonía (voz sobre IP) hasta vídeo bajo demanda o música a la carta. Este mismo chip, además de proporcionar acceso, puede utilizarse para establecer redes de área local (LAN) en casa, posibilitando la interconexión de todos los dispositivos electrónicos: PCs,teléfonos IP, televisores, set-top-boxes, etc. Recientemente, DS2 ha alcanzado un acuerdo con Cisco para el desarrollo de soluciones PLC integrando la tecnología de la primera en las plataformas de Internet de la segunda. La empresa valenciana ya dispone de productos comerciales que pondrá en el mercado en breve. En algunos países europeos como Alemania, ya se están ofreciendo servicios de banda ancha a través de PLC, lo que hace posible que muchos usuarios disfruten de velocidades de hasta 2 Mega bits por segundo de ancho de banda por unos 35 euros al mes, usando únicamente la red eléctrica y un módem eléctrico. Algo similar ocurre en Austria, Escocia y Suiza. En España, Endesa e Iberdrola han realizado diversas experiencias de esta tecnología en varias ciudades. Iberdrola eligió para su experimento la ciudad de Madrid, en la que un número limitado de familias experimentaron la utilidad de PLC. 'Endesa Net Factory' con la que ha llevado a cabo dos proyectos piloto en Barcelona y Sevilla. La prueba de Barcelona se realizó con la tecnología de la empresa suiza ASCOM, mientras que la de la ciudad hispalense ha utilizado la de la empresa valenciana DS2. Sin embargo, la mayor experiencia en este sentido ha sido realizada por Endesa en Zaragoza en el año 2001. Bautizada como 'Prueba Tecnológica Masiva' (PTM) alrededor de 2.000 usuarios disfrutaron de telefonía por IP e Internet de alta velocidad usando las dos tecnologías que se utilizaron en los 'pilotos' de Barcelona y Sevilla. Los zaragozanos seleccionados disfrutaron de llamadas locales ilimitadas -en cuanto al servicio telefónico-, mientras que en el acceso a Internet tuvieron acceso las 24 horas del día con una velocidad de conexión de hasta 2 Mbps, cinco cuentas de correo electrónico de 25 MB y acceso a su correo electrónico a través de la Web. Tras el éxito de estos ensayos, ENDESA ha iniciado la comercialización de esta nueva tecnología en algunas zonas de Zaragoza en octubre de 2003 y Barcelona en marzo de 2004.
  • 21. - 19 - 6.1.1. PROYECTO OPERA (Open PLC European Research Alliance) Es un proyecto patrocinado por la Unión Europea que forma parte del proyecto de. “Banda Ancha para todos” que inicio en Enero del 2004. El proyecto OPERA hace énfasis en la importancia de la tecnología PLC para el mercado de banda ancha europeo. Este proyecto consta de 2 etapas y la primera de ellas cuenta con un presupuesto de 20 millones de euros. En donde un conjunto de empresas de tecnología, centros de investigación y consultores desarrollaran un estándar Europeo para la tecnología PLC. En donde una de las metas a largo plazo es desarrollar el mercado de banda ancha en Europa y establecer la tecnología PLC como un pilar adicional al ADSL y al Cablemódem. 6.2. La tecnología PLC en los Estados Unidos En lo que respecta a los Estados Unidos existen diferentes puntos de vista acerca de la tecnología BPL (broadband over power lines) que es como se le conoce en ese país a la tecnología PLC. Por un lado la postura de instituciones como The American Radio Relay League y the Federal Emergency Management Agency que estan en contra del uso de esta tecnolgia y del otro tenemos asociaciones como Homeplug Power line Alliance que dictan los estándares del mercado del uso (In-house PLC) para Estados Unidos. Mientras tanto ya en numerosas zonas de los Estados Unidos se han realizado pruebas de campo por compañías tales como SonicBlue en el norte de California y el estado de Washington, Conexant en el sur de California , RadioShack en Texas. Entre muchas otras con resultados satisfactorios a velocidades entre los 1.5 Mbps y 5 Mbps. En los estados de Ohio, Kentucky e Indiana más de un millón de residentes a partir del mes de Febrero de 2004 podrán contar con una nueva opción de banda ancha utilizando BPL por un costo de U$29.95 a U$39.95 por mes dependiendo de la velocidad de la conexión que deseen contratar. 6.3. La tecnología PLC en Japón En lo que respecta al Japón la tecnología PLC con frecuencias superiores a 1mhz estaba prohibida hasta enero de 2004 en donde el MPHPT que es el ente regulatorio de las telecomunicaciones en ese país. Autorizo que se realizaran experimentos.
  • 22. - 20 - La prohibición era porque la tecnología PLC interfería con las comunicaciones de radio incluidas las de control de tráfico aéreo y las trasmisiones de onda corta. Las pruebas puestas en marcha son nueve utilizando frecuencias entre los 2 Mhz y 30 Mhz. Estas pruebas finalizaran en marzo del año 2005 en donde se espera que el MPHPT permita comercializar el servicio en el 2006. El objetivo principal de estas pruebas es demostrar que los problemas de radio interferencia de la tecnología PLC han sido resueltos. Hay que tomar en cuenta que el uso de la tecnología PLC en este país esta fuertemente encaminado a utilizarlo en la modalidad (in house) ya que los carriers cuentan con tecnología FTTH y ADSL para llevar Internet en la denominada ultima milla a los hogares. 6.4. La tecnología PLC en el resto del mundo Una de las compañías con mas presencia en el mundo es ASCOM que junto con algunas empresas locales en varios países tales como: Argelia, Costa de Marfil, Sudáfrica Botswana, Egipto, Arabia Saudita, Singapur, Indonesia, Hong Kong y China. Esta realizando varias pruebas de campo en diferentes etapas y con diversos resultados. En lo que respecta el desarrollo de esta tecnología en América Latina viene de la mano de varias compañías Europeas en donde ASCOM tiene varios proyectos en países como, Brasil, Honduras y Chile. En este último en conjunto con la compañía Chilectra del grupo español Enersis quien realizó la presentación en Santiago de PLC, dirigida al mercado empresarial. Entre las empresas más interesadas en experimentar esta innovadora modalidad de conexión fueron Telefónica, Entel, Telesur, VTR, Metropolis, Ripley y Falabella, junto a distribuidoras como CGE y Saesa. Enersis, controlada por Endesa España, ve al PLC como una oportunidad de liberalizar los accesos a la conectividad en la última milla, porque a través de la red eléctrica cualquier empresa podrá ofrecer los servicios de transmisión en la zona de Santiago y el Gran Santiago, que es donde precisamente opera su filial. Es por ello que a fines de Febrero del 2004, Chilectra (con más del 60 % de su paquete accionario controlado por Endesa) anunció su propia experiencia piloto en un barrio de Santiago con resultados óptimos. Esto le permitirá desarrollar su propio Plan de Negocios que tendrá por fin viabilizar el servicio comercial de la tecnología PLC a través de su red de energía.
  • 23. - 21 - En el caso de la Argentina ha habido experiencias piloto con tecnologías PLC. En el 2001 Endesa instaló en la Escuela Técnica Nº 28 República Francesa del barrio porteño de Belgrano un sistema que permitió usar la red eléctrica interna del edificio como red local a 350 Kbs. La tecnología, llamada e-lectric había sido desarrollada por la empresa francesa EDF (Electricité de France) accediendo a Internet mediante un proveedor local por los medios convencionales. Esta prueba de campo se realizó en el entorno de un convenio de intercambio tecnológico entre Edenor y el Gobierno de la ciudad de Buenos Aires. La empresa hizo uso de esta tecnología por integrar EDF el paquete accionario de la firma ya en ese momento (posteriormente habría de comprar la parte de Endesa, accediendo al control de Edenor). Por su parte, el municipio porteño aprovechó para insertar la experiencia en el ámbito del programa Re.Por.TE (Red Porteña Telemática de Educación), dependiente de su Secretaria de Educación y orientada a brindar acceso a Internet a todos sus establecimientos primarios, secundarios y terciarios, no descartándose en ese momento aplicar tecnología PLC para otros casos. Edenor pretendía de esta manera capitalizar la experiencia con el fin de optimizar un servicio destinado a ofrecerlo a empresas, instituciones educativas y consorcios de edificios. CONCLUSIONES Según datos de estudios de mercado realizados por el PLCforum para los próximos años, todo parece indicar que existirá un potencial incremento de los usuarios de servicios de banda ancha en todo el mundo, lo cual representa una oportunidad para el desarrollo de la tecnología PLC. Claro está que antes de que pueda darse este desarrollo, se tienen que solucionar temas tales como la estandarización por parte de organismos como el PLCforum, la alianza HomePlug, etc. Una vez que existan regulaciones en el mercado, muchas compañías que en la actualidad están tomando la postura de "ver y esperar" seguramente invertirán en la tecnología PLC. Teniendo esto en cuenta, analizando la madurez en el despliegue de las tecnologías ADSL o cablemódem, y considerando además las iniciativas para proporcionar acceso a Internet con la tecnología inalámbrica, la tecnología PLC de
  • 24. - 22 - acceso a banda ancha tiene un panorama bastante complicado para alcanzar una masa crítica de clientes que haga rentable su despliegue masivo. Es por eso que las empresas que se están arriesgando con esta joven e incipiente tecnología, seguro estarán mejor posicionadas y tendrán mayores lucros por "haber llegado primero". Lo que prácticamente es un hecho es que los usuarios de Internet esperan tener pronto servicios más rápidos y con mejores precios. FUENTES CONSULTADAS http://usuarios.lycos.es/urde/plc/plc.htm http://www.arr.org/tis/info/html/plc http://www.ascom.com http://www.commsdesign.com/main/2000/12/0012feat5.htm http://www.computer.org/students/looking/summer97/ieee802.htm http://www.elearningamericalatina.com/ http://www.elsur.cl http://www.homeplug.org http://www.idg.es/ http://www.idg.es/comunicaciones/articulo.asp?id=133134 http://www.infoworld.com/ http://www.linksys.com http://www.mainnet-plc.com/plus_architecture.htm http://www.nwfusion.com/ http://www.pirelli.com http://www.plcforum.org http://www.smarthome.com/manuals/MAN-1136.pdf http://www.sss-mag.com/pdf/802_11tut.pdf http://www.telecomasia.net http://www.waymovil.net/ http://www.wifi.com.ar/faq.html Simeone, Diego Pablo; Corsi, Renato y Palermo, Martín: “El fútbol argentino en la década de 1980”. Simeone, Diego; Corsi, Renato y Palermo, Martín (edición propia)