ES2206491T3 - Sistema y procedimiento de comunicacion a gran velocidad de informacion en video, vocales, sin error, por medio de conductores electricos integrados en la pared. - Google Patents
Sistema y procedimiento de comunicacion a gran velocidad de informacion en video, vocales, sin error, por medio de conductores electricos integrados en la pared.Info
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Abstract
UNA RED Y UN METODO DE COMUNICACION, QUE INCLUYE UNA LINEA DE SEÑAL DE INFORMACION QUE LLEVA MULTITUD DE SEÑALES DE INFORMACION SELECCIONABLE. LAS LINEAS ELECTRICAS CORREN A TRAVES DEL EDIFICIO, ELECTRICAMENTE CONECTADAS A LA LINEA EXTERIOR. UN PANEL DE DISTRIBUCION DE LINEA ELECTRICA CONECTA LA LINEA DE SEÑAL DE INFORMACION Y LA LINEA ELECTRICA PARA DISTRIBUCION DE SEÑALES DE INFORMACION SELECCIONABLE SOBRE LA LINEA ELECTRICA A LA LOCALIZACION DE UNA SALIDA ELECTRICA DADA. LOS PARES DE NUCLEODIELECTRICO QUE SON ADAPTADOS A LA IMPEDANCIA CON LA LINEA ELECTRICA ESTAN CONECTADOS A LAS SALIDAS ELECTRICAS. AL MENOS UNA ESTACION DE COMUNICACION ESTA CONECTADA AL ACOPLADOR DE NUCLEO DIELECTRICO PARA RECIBIR SEÑALES DE INFORMACION SELECCIONABLE.
Description
Sistema y procedimiento de comunicación a gran
velocidad de información en vídeo, vocales; sin error; por medio de
conductores eléctricos integrados en la pared.
La presente invención está relacionada con una
red de comunicaciones y método utilizado para enviar y recibir
señales de vídeo, voz y datos de alta velocidad mediante el
convencional cableado existente, de corriente alterna, cables de
teléfono o cableado coaxial, para la comunicación con los sistemas
de servicio exteriores tales como el sistema de vídeo o televisión
por cable, sistemas de telefonía y sistemas de comunicación de
datos.
Para acceder a los servicios de comunicación
actuales, a través de vídeo, voz y/o datos (Servicios de
Comunicación VVD), tales como televisión por cable y servicios de
telefonía, es a menudo necesario instalar un cableado separado para
cada tipo de servicio. Este cableado se utiliza, adicionalmente al
cableado de corriente alterna, para distribuir la corriente
eléctrica por todas las dependencias del cliente. El cableado
convencional utilizado en los edificios, tales como bloques de
viviendas, varía dependiendo de la aplicación para la que está
siendo utilizado. Normalmente, las transmisiones de televisión por
cable y de vídeo utilizan cableado coaxial, los teléfonos usan haces
de hilos de teléfono y los sistemas de telefonía PBX (siglas en
inglés) de central privada conectada a la red pública utilizan pares
de cables torcidos. La potencia de la corriente alterna, CA,
habitualmente está distribuida por cableado eléctrico de cobre. El
cableado de aluminio también ha sido utilizado para la corriente
alterna. Las redes de ordenadores normalmente utilizan cable coaxial
o pares de cables torcidos, o ambos. Algunas casas utilizan cable de
antena (300 ohmios) para la recepción de las señales de televisión
y/o radio. El cableado convencional puede también incluir cualquier
otro tipo de cableado que es utilizado para llevar la electricidad
para la potencia de corriente o la comunicación de la señal
eléctrica.
Casas y edificios (dependencias del cliente) que
no fueron originalmente provistos del cableado con cable coaxial
para la transmisión de vídeo y televisión por cable, requieren la
adición del cableado coaxial para cada habitación donde se quiere
situar un aparato de televisión. Instalando el nuevo cable coaxial
en cada una de estas habitaciones, es a menudo necesario subir el
cable por las paredes exteriores de la casa y luego hacer agujeros
en cada habitación para introducir el cable dentro de la misma. En
el interior de la habitación, el receptáculo del cable está a menudo
colocado en un punto a la entrada de la habitación. Esto evita el
coste y esfuerzo que impone ir colocando el cable a través de las
paredes. Si la toma de la corriente está situada lejos del punto de
la entrada en la habitación, se coloca el cable a lo largo del
rodapié hasta el sitio deseado para el receptáculo o la toma de la
corriente. Hecho de esta manera, el recorrido del cable es a menudo
antiestético y puede resultar peligroso si se desprende del
rodapié.
Un problema similar existe respecto a los
teléfonos cuando hacen falta las tomas extra de teléfono o líneas
adicionales en las dependencias del abonado. Con la llegada de las
fotocopiadoras y los módems de los ordenadores, suele ser habitual
tener varias líneas de teléfono que entran dentro de un edificio,
incluso dentro de un hogar. Particularmente, en la situación de un
hogar, la cantidad de las líneas telefónicas puede exceder el número
de los cables pareados presentes en el cable de teléfono de un haz
de hilos estándar que entra en cada habitación. A pesar de que el
cableado de algunos teléfonos caseros está atado en tres pares (seis
cables), permitiendo así hasta tres líneas separadas, es más común
que se utilice los atados de cables de dos pares de hilos
permitiendo solamente dos líneas separadas al final de un recorrido
determinado de cable (por ejemplo una habitación). Líneas separadas
para un teléfono, una fotocopiadora y un módem del ordenador
requiere más que el número de posibles líneas permitidas si una casa
está cableada con una línea de teléfono de dos pares. Líneas
telefónicas adicionales pueden resultar necesarias para uso en una
oficina en casa o en un negocio.
Si se elige la Red de Área Local (LAN, siglas en
inglés) resulta necesario instalar o bien el cableado coaxial y el
cable de par torcido, o ambos, para conectar los nodos de la red al
servidor de la red y/o cada segundo nodo. Añadir el cableado de la
red es a menudo más caro que añadir televisión por cable o cableado
de telefonía. El cableado de la red debe ser instalado con cuidado
para asegurar que no haya cortes ni retorcimiento en el cable lo que
podría impedir el flujo de datos o la integridad de los datos que se
quiera transmitir.
A pesar de que el cable de la fibra óptica
también podría constituir una opción para el cableado de VVD,
resulta muy caro para el uso doméstico o dentro de un edificio.
Actualmente, el cableado de la fibra óptica se utiliza con más
frecuencia en las aplicaciones de VVD de gran volumen, más que en
las aplicaciones dentro de los edificios.
En las patentes U.S.
US-A-5717685 y
US-A55351272 del Solicitante están descritos los
sistemas y métodos para la transmisión y recepción de la información
a través de las líneas de la fuerza eléctrica usando el acoplador
con núcleo dieléctrico, como un acoplador con núcleo de aire. Las
señales de información son transmitidas a través de las líneas de la
fuerza eléctrica y al mismo tiempo se transmite la electricidad para
la potencia de la corriente alterna. La información y la fuerza
eléctrica son ambas accesibles al mismo tiempo y en el mismo sitio
en las dependencias del cliente. El documento
US-A-3943447 presenta un cable de la
red de televisión, ...
Los sistemas distintos que los que están
descritos en las solicitudes copendientes del Solicitante utilizan
líneas de la potencia de la corriente alterna CA para transmitir las
señales de la información. Una de las limitaciones de estos sistemas
es que no permiten la comunicación de datos / señales de alta
velocidad. El límite aproximado del flujo de datos de 19,2 kilobits
por segundo de los módems del portador de la línea de energía, por
ejemplo, resultaría totalmente inadecuado para las velocidades de
transmisión de hasta 10 megabits por segundo que consigue la Red de
Área Local, como el sistema de Ethernet. La transmisión de las
señales de vídeo normalmente requiere la velocidad de transmisión
del orden de 6 megabits por segundo (Mbps). Por lo tanto la
transmisión por vídeo no puede conseguirse en los sistemas que no
permiten la transmisión de datos de alta velocidad tales como los
sistemas de los módems del portador de la línea de energía.
Las tecnologías existentes para la comunicación
de VVD incluyen:
Sistemas de la Red por Cable que prestan
servicios a través de las instalaciones de cables de propiedad
privada para colocar los convertidores y/o cables de los equipos de
televisión;
La tecnología de la Línea Digital Asimétrica del
Abonado (ADSL, siglas en inglés) que proporciona datos plenamente
duplexados, vídeo y voz a los 1,544 - 6 Mbps a través de un par de
cables torcidos;
Las tecnologías de acceso como Red Digital de
Servicios Integrados de Banda Ancha (B-ISDN, siglas
en inglés), Red Óptica Síncrona (SONET) y Modo de Transferencia
Asincrónica (ATM, siglas en inglés) que inicialmente suministran
vídeo interactivo y datos a la velocidad de 6 Mbps de datos; y
Emisión Directa por Satélite que requiere una
antena parabólica en cada localización y entonces distribuye los
canales de televisión desde un receptor de sintonización a través de
una línea coaxial a los aparatos de televisión (un receptor por un
aparato de televisión). Esta tecnología no está orientada hacia los
datos o la voz.
La presente invención comprende una red de
comunicación que incluye una línea de señal de información que lleva
una pluralidad de señales de información seleccionables. Las líneas
eléctricas pasan por todo el edificio con las tomas de la corriente
conectadas a las líneas eléctricas. Un panel de distribución de la
línea eléctrica conecta la línea de señal de la información y la
línea eléctrica para distribuir las señales de información
seleccionables a través de la línea eléctrica hasta la localización
de una conexión de salida eléctrica determinada. Los acopladores de
núcleo dieléctrico que son acoplados por impedancia con la línea
eléctrica están conectados a las tomas de corriente de salida
eléctricas. Finalmente, por lo menos una estación de comunicación
está conectada al acoplador de núcleo dieléctrico para recibir las
señales de información seleccionables.
En una realización preferente, la línea de la
señal de la información es la línea de la transmisión de vídeo, como
la línea de televisión por cable. Estas líneas son normalmente o
bien de la fibra óptica o del cable coaxial derivado dentro de las
dependencias de cada cliente para recibir los servicios de vídeo.
Para la realización del sistema de la televisión por cable, la
estación de comunicación incluye un sintonizador de la televisión
por cable para seleccionar una estación de la televisión por cable.
El panel de distribución de la realización de la televisión por
cable incluye un sintonizador capaz de sintonizar una señal de la
televisión por cable desde la línea de la señal de información en
respuesta a la señal desde la primera estación.
En otra realización de la presente invención, la
línea de la señal de información incluye una línea telefónica
enroscada en las dependencias del abonado para proporcionar el
servicio de teléfono. En cada realización, la primera estación se
compone del dispositivo de telefonía, como un teléfono, una
fotocopiadora o un ordenador. En esta realización, el panel de
distribución incluye un sintonizador para poder seleccionar la línea
de teléfono por la que la voz o la información de los datos serán
transmitidas.
En todavía otra realización, el servicio de
telefonía está suministrado directamente al cableado eléctrico de
las dependencias del abonado sin un sintonizador permitiendo la
selección y la "sintonización" de la línea de teléfono en la
localización del teléfono en las dependencias del abonado.
Ahora la invención será descrita mediante un
ejemplo no restrictivo con referencia a los dibujos adjuntos en los
que
La Figura 1 muestra una red de comunicación de
acuerdo con la presente invención instalada en las dependencias del
cliente;
La Figura 2 muestra varias dependencias del
cliente utilizando la red de comunicación de acuerdo con la presente
invención;
La Figura 3 muestra un esquema en bloque de un
transceptor que incorpora un acoplador con núcleo dieléctrico
utilizado de acuerdo con la presente invención;
La Figura 4 muestra un esquema de un panel de
distribución ejemplar de acuerdo con la presente invención;
La Figura 5 muestra un espectro de la frecuencia
utilizado de acuerdo con la presente invención;
La Figura 6 presenta las características de la
presente invención utilizada para la comunicación en la Red de Área
Local (LAN);
La Figura 7 presenta las características de la
frecuencia de la presente invención utilizada para la comunicación
por vídeo; y
La Figura 8 muestra las características de una
fase y atenuación relacionadas con las realizaciones ejemplares de
la presente invención;
La Figura 9 es un diagrama de un método de
selección de un canal para la recepción por un dispositivo de
comunicación de acuerdo con la presente invención.
La Figura 10 es un diagrama esquemático de un
acoplador ejemplar.
La Figura 11 es un diagrama esquemático de un
segundo acoplador ejemplar.
Las Figuras 12A Y 12B presentan el transformador
con núcleo de aire extendido de manera coaxial con el condensador
acoplador utilizado en la presente invención.
En la Figura 1 se ha presentado una red de
comunicación ejemplar (10) que funciona en una casa (12). La red de
comunicación (10) está construida de acuerdo con la presente
invención. Se muestra la casa (dependencias del cliente) (12)
conectada a la línea de teléfono (14), línea de transmisión por
vídeo (18) (como una línea de televisión por cable) y una línea de
potencia de corriente alterna CA (22). La casa (12) puede ser
cualquier edificio que sirve como dependencias del cliente, como un
edificio de oficinas, fachada de un establecimiento, casa
residencial, etc. La línea de telefonía (14) y la línea de vídeo
(18) son ejemplos de líneas de la señal de información que llevan
señales de información seleccionables. Otros tipos de líneas de
información incluyen los que han sido comentados con anterioridad
así como las que transmiten las señales de la información de voz,
vídeo y/o datos. Los entendidos en esta técnica comprenderán que los
sistemas de televisión por cable son una forma común de los sistemas
de la comunicación por vídeo pero no constituyen el único tipo de
los sistemas de la comunicación por vídeo con los que la presente
invención puede ponerse en práctica. Los sistemas de la televisión
por cable son utilizados como un ejemplo del sistema de comunicación
por vídeo en esta memoria descriptiva.
Las señales de la información seleccionable en la
línea telefónica (14) son líneas separadas de telefonía que pueden
ser introducidas en la casa (12). La mayoría de las casas tiene por
lo menos una línea telefónica. Es muy frecuente tener más de una
línea telefónica para cubrir las necesidades tanto de la
comunicación de voz como de datos, por ejemplo. Cada línea
telefónica debe ser seleccionable por separado. Para uso doméstico,
la selección de líneas múltiples es normalmente realizada por un
teléfono multilínea. Un teléfono multilínea tiene varias tomas
hembra, una para cada línea que el teléfono multilínea pueda
manipular. También puede tener una toma hembra multilínea simple,
capaz de manipular dos, tres o cuatro líneas, dependiendo del hecho
si acepta dos, tres o cuatro tomas de teléfono par. En una
instalación de oficina, un teléfono del sistema de telefonía PBX de
central privada conectada a la red pública puede manejar la
selección de múltiples líneas digitalmente. En cualquier caso, se
utiliza un dispositivo físico para seleccionar una o más líneas
(para conferencias) para el funcionamiento en una localización
particular y en tiempo determinado.
Las señales de la información seleccionables de
una línea de vídeo (19) son los canales de vídeo que pueden ser
sintonizados individualmente por un receptor de vídeo. Usando el
ejemplo de los sistemas de televisión por cable, las señales de la
información seleccionables son los canales de la televisión por
cable y el receptor de vídeo es un aparato de televisión apto para
el funcionamiento por cable o un sintonizador separado de la
televisión por cable. Es bastante frecuente tener más de cincuenta
estaciones seleccionables de televisión por cable perteneciente al
sistema de la televisión por cable a los que el cliente puede
acceder. Recientemente, ha habido mucha publicidad en relación con
la posibilidad de incrementar la cantidad de las estaciones de cable
accesibles a más de quinientas en las dependencias de un cliente
determinado. Cada una de estas estaciones de televisión debe ser
adaptada a la posibilidad de ser seleccionada separadamente.
Asimismo, algunas de estas estaciones, incluso en los sistemas
actuales de la televisión por cable son llamadas "de pago"
porque habitualmente requieren que el cliente o bien encargue un
espectáculo, película u otro acontecimiento mediante una llamada
telefónica personal o una llamada telefónica automática a través del
sintonizador de la televisión por cable proporcionado por la
compañía local de la televisión por cable.
En otra realización de la presente invención, la
línea de vídeo (18) puede ser conectada con una antena parabólica (u
otro tipo de antena) en vez del sistema local de la televisión por
cable u otro servicio directo de vídeo por cable. La antena
parabólica servirá para el mismo fin que el sistema local de la
televisión por cable, concretamente para proporcionar el acceso a
una multitud de canales de televisión.
Los sistemas de televisión interactivos envían
señales directamente por cable a la compañía de televisión por cable
sin usar líneas de teléfono. La televisión interactiva podría abrir
la posibilidad de comunicación con tales establecimientos como
bibliotecas y escuelas.
La línea telefónica (14) está conectada a la casa
(12) a través de una línea telefónica de derivación (16). La línea
de vídeo (18) está conectada a la casa (12) a través de la línea de
cable de derivación (20). La línea de la potencia de corriente
alterna CA (22) está conectada a la casa (12) a través de la línea
de derivación CA (24). Cada una de las tres líneas de derivación
está conectada a la casa (12) en el panel de distribución (25). El
panel de distribución (25) consiste en un disyuntor de circuito o
una caja de fusibles (26) y por lo menos un selector de señal, como
un selector de la señal de teléfono (28) y selector de la señal de
vídeo (32). El disyuntor de circuito o caja de fusibles (26) podría
también incluir (o ser sustituido por) un bloque de perforaciones de
teléfono o una serie de divisores de la línea del cable coaxial
dependiendo de la instalación particular y del cableado por el que
las señales de información seleccionables son transmitidas a toda la
casa (12).
En la Figura 1 el selector de la señal de
teléfono (28) está conectado con la caja del disyuntor (26) a través
de la conexión (30). El selector de la señal de teléfono (28) está
destinado para acceder a varias líneas telefónicas y permitir el
acceso a estas líneas telefónicas mediante dispositivos capaces de
crear la comunicación por una línea telefónica, tales como
teléfonos, situados en toda la casa (12). El selector de la señal de
teléfono (28) es similar en su función a un teléfono multilínea o el
sistema PBX de central privada conectada a la red pública
seleccionando una(s)
línea(s) telefónica(s).
línea(s) telefónica(s).
El selector de la señal de vídeo (32) funciona de
manera similar a la del selector de la señal de teléfono (28),
excepto que en vez de seleccionar una línea telefónica, el selector
de la señal de vídeo (32) está diseñado para sintonizar la estación
de la televisión por cable. El selector de la señal de vídeo (32)
está conectado a la caja del disyuntor del circuito (26) a través de
la conexión (34).
Como la caja del disyuntor del circuito (26)
constituye la caja del disyuntor del circuito que funciona para la
casa (12), la potencia de la corriente alterna CA, mediante la línea
de derivación (24) está también conectada a la caja del disyuntor
del circuito (26). Como está descrito en las solicitudes
copendientes del Solicitante que están incorporadas por referencia,
las señales de información seleccionables utilizadas por varios
dispositivos situados en toda la casa (12) comunica a través del
cableado eléctrico de la corriente alterna CA estándar (que no está
mostrado) que existe en la casa o en el edificio cableado para
disponer de la potencia de la corriente alterna CA. Se puede
acceder tanto a las señales de información seleccionables y a la
potencia de corriente alterna CA en cualquier enchufe de la
corriente alterna situado en la casa (12). El cableado actual de la
casa, como la casa (12), está bien comprendido por los entendidos en
la técnica.
Las señales de información seleccionables y la
potencia eléctrica de la corriente alterna CA están presentadas
cuando están introducidas en la habitación A de la casa (12).
Normalmente, estas líneas eléctricas están introducidas dentro de
una casa en el sótano y/o garaje. Varios dispositivos que utilizan
las líneas de la señal de información y las líneas de potencia de la
corriente alterna CA están mostrados en las habitaciones B, C y D de
la casa (12).
En la habitación B, está mostrado un aparato de
televisión (42) y el sintonizador de la televisión por cable (40). A
pesar de que se presenta un sintonizador de la televisión por cable
separado (40), se debe comprender que muchos sistemas de televisión
por cable permiten que funcionen las televisiones con el cable
disponible sin la necesidad de un sintonizador exterior. Sin
embargo, algunos servicios, como la televisión de pago, normalmente
requieren un sintonizador de televisión por cable separado como el
sintonizador de la televisión por cable (40). Estos sintonizadores
especiales están diseñados para comunicarse con el sistema local de
la televisión por cable a través de la línea de teléfono para poder
ver la programación de pago. El sintonizador de la televisión por
cable (40) constituye una estación de comunicación de la presente
invención.
El sintonizador de la televisión por cable (40)
está conectado a un módem de acoplamiento de la línea de potencia
(PLCM, por sus siglas en inglés) (38). El módem de acoplamiento de
la línea de potencia (38) es utilizado para comunicar las señales de
información seleccionables por medio del cableado eléctrico en casa
(12), entre una estación de comunicación como un sintonizador por
cable (40) y un selector de señal como un selector de la señal de
vídeo (32). El módem de acoplamiento de la línea de potencia (PLCM)
(38) está enchufado en una toma de pared (36). El enchufe de pared
(36) es un enchufe eléctrico presentado en la realización ejemplar.
Otros enchufes eléctricos se pueden utilizar dependiendo del tipo
del cableado eléctrico que lleva las señales de la información
seleccionables.
Usando los formatos de modulación 16 QAM (siglas
en inglés), Modulación de la Amplitud de la Cuadratura y/o 16 PSK
(siglas en inglés), Desplazamiento de Fase, cada canal de vídeo
requiere aproximadamente 1,8 MHz de ancho de banda para conseguir
una velocidad de transmisión de datos de 6 Mbps. Es la velocidad del
flujo de datos necesaria para la transmisión por vídeo. Se puede
seleccionar 14 canales en una realización ejemplar de la presente
invención, usando el ancho de banda de 1,8 MHz por canal (más 0,2
MHz de ancho de banda por canal para la señal de control de la
selección del canal, lo que equivale a 2 MHz en total por canal) y
una gama de frecuencias de 2 - 30 MHz para la transmisión de vídeo
(28 divididos entre 2 equivale a 14 canales). Esto requiere
estaciones de comunicación individual para enviar una señal de
requerimiento de un canal a un sintonizador separado, como un
selector de la señal de vídeo (32) que, a cambio, sintoniza el canal
requerido y transmite la señal de información seleccionable (es
decir, la señal del canal de la televisión por cable) mediante el
cableado eléctrico de un edificio como la casa (12) en la frecuencia
de PLCM, el módem de acoplamiento de la línea de potencia (38) de la
estación de comunicación demandante.
Una banda inversa interactiva de 200 KHz de
selección de canales se utiliza para enviar la señal de selección al
selector de la señal de vídeo (32). Este canal es capaz de enviar
una señal de 64 - 128 Kbps al selector de señal de vídeo (32).
Con los formatos de modulación y técnicas
diferentes o la adición de un espectro de mayor frecuencia, es
posible transmitir más de 14 canales de acuerdo con la presente
invención. Los 14 canales son utilizados como ejemplo en las
realizaciones descritas en este documento.
En otra realización de la presente invención, en
vez de utilizar el cableado eléctrico de la corriente alterna CA
estándar, se podría usar el cable de teléfono existente para la
transmisión de las señales de información seleccionable entre el
sintonizador de televisión (40) y el selector de la señal de vídeo
(32). La presente invención puede utilizar cualquier cableado
eléctrico para la transmisión de las señales de la información
seleccionables. La habilidad de utilizar cualquier cableado
eléctrico proporciona flexibilidad para los usuarios de la presente
red de comunicación. Un usuario ya no está limitado a un enchufe
particular situado en un lugar determinado de una habitación
particular. El usuario tiene ahora la posibilidad de conectar
cualquier tipo de dispositivo de comunicación a cualquier terminal
disponible (corriente alterna CA eléctrica, teléfono, cable, etc.)
mientras el citado terminal o enchufe está unido con el panel de
distribución como el panel de distribución (25). El panel de
distribución (25) podría tener incluido un bloque de perforaciones
de teléfono en lugar de o adicionalmente a la caja de disyuntor del
circuito (26) para distribuir las señales de información por toda la
casa (12) usando el cableado de teléfono. De esta manera, la red de
comunicación (10) puede ser adaptada a cualquier sistema de cableado
que está en el lugar determinado o que puede ser instalado con
facilidad en un edificio particular o en una parte del edificio. La
red de comunicación (10) no está limitada a la utilización de los
tipos específicos de cableado para acceder a los servicios de
comunicación / información particulares.
La habitación B de la casa (12) también contiene
un teléfono 46 conectado a través de un diferente PLCM, el módem de
acoplamiento de la línea de potencia (38) a una toma de pared
diferente (36) que la que se utiliza con el sintonizador de
televisión (40). La lámpara (48) presenta el uso de los dispositivos
eléctricos conjuntamente con los dispositivos de comunicación. Las
señales de información seleccionables moduladas sobre el cableado
eléctrico de la casa (12) tienen unos índices de señal / ruido muy
altos, como se ha presentado en la solicitudes copendientes del
Solicitante. Debe de haber poca o ninguna interferencia entre los
dispositivos como todas las señales de información seleccionables
son transmitidas mediante frecuencias separadas.
La habitación C de la Figura (1) presenta un
ordenador (31) conectado a través de todavía distinto PLCM, el módem
de acoplamiento de la línea de potencia (38) a otro enchufe de pared
(36). A pesar de que no está mostrado, el ordenador (31) puede
contener un módem separado que, a cambio, está conectado al PLCM, el
módem de acoplamiento de la línea de potencia (38) presentado en la
Figura. El PLCM (38) podría también estar especialmente diseñado
para incorporar un módem para uso con los ordenadores. Un aparato de
televisión adicional (42) también está mostrado en la habitación
C.
El ordenador (31) puede formar una red con otros
ordenadores en la casa (12) (no están mostrados), estando cada
ordenador conectado a un separado PLCM, el módem de acoplamiento de
la línea de potencia (38) para formar la red sobre el cableado
eléctrico de la casa (12). En la presente invención, las
comunicaciones de la Red de Área Local (LAN) tienen lugar dentro de
la gama de frecuencias desde 120 KHz hasta 480 KHz, usando un
sistema de 6 acopladores en cada PLCM, el módem de acoplamiento de
la línea de potencia (38) utilizado para la comunicación de la Red
de Área Local para conseguir un ancho de banda efectivo de 360 KHz.
Cada PLCM, el módem de acoplamiento de la línea de potencia (38)
utilizado para los ordenadores conectados en red sería sintonizado
para transmitir y recibir en esta gama de frecuencia.
La habitación D contiene una fotocopiadora (44)
conectada a otro PLCM, el módem de acoplamiento de la línea de
potencia (38) enchufado a otra toma de pared (36). También existe en
la habitación D una televisión adicional (42) y un teléfono
adicional (46) conectado a la misma toma de pared (36).
En la Figura 2 están mostradas varias casas (12),
cada una conectada a una línea de vídeo (18), una línea de potencia
de corriente alternativa CA (22) y una línea de teléfono (14).
Paneles de distribución separados (25) son utilizados en cada casa
(12). Como la presente invención no requiere un nuevo cableado en
las dependencias del cliente, el existente disyuntor de circuito /
cajas de fusibles (26) (y/o bloques de perforaciones de teléfonos)
solamente necesitan ser conectados a los selectores de señales
apropiados (28) y/o (32) para proporcionar la comunicación mediante
voz, vídeo y datos en las dependencias del cliente.
En la Figura 3 está presentado un diagrama
esquemático de un módem de acoplamiento de la línea de potencia
ejemplar (38) utilizado para la transmisión de vídeo, voz y/o datos.
La transmisión de vídeo y datos son transmisiones de alta velocidad.
La transmisión de vídeo requiere una velocidad de flujo de datos de
aproximadamente 6 megabits por segundo (Mbps). La transmisión de
datos mediante la red de área local (LAN) puede conseguir las
velocidades del flujo de datos de 10 Mbps. Como ya se ha planteado,
es posible conseguir el flujo de datos de 6 Mbps para las señales de
vídeo, usando una banda ancha de frecuencia de 1,8 MHz para cada
canal de vídeo.
PLCM, el módem de acoplamiento de la línea de
potencia (38) presentado en la Figura 3 incluye un bloque acoplador
(70). Para la comunicación de datos de alta velocidad, como las
comunicaciones de la Red de Área Local (LAN), el bloque acoplador
(70) está realmente compuesto de seis acopladores de núcleo
dieléctrico. Los acopladores de núcleo dieléctrico están presentados
en las solicitudes de patentes copendientes del Solicitante. Los
acopladores del núcleo dieléctrico pueden ser acopladores con núcleo
de aire o pueden usar otro dieléctrico. El uso de múltiples
acopladores dentro del bloque acoplador (70) permite el uso de las
señales múltiples moduladas para proporcionar la necesaria velocidad
del flujo de datos para la Red de Área Local y la transmisión de
datos de alta velocidad. La transmisión de datos de alta velocidad
es posible con el mayor ancho de banda (es decir, 360 KHz) provisto
por seis acopladores. Cada acoplador proporciona una velocidad de
flujo de datos de aproximadamente cincuenta kilobits por segundo. El
uso de 6 acopladores proporciona una velocidad combinada del flujo
de datos de aproximadamente 300 kilobits por segundo. Usando el
formato de modulación de Desplazamiento de Fase de Cuadratura (QPSK
- siglas en inglés) se consigue el aumento de la transmisión de
datos de flujo máximo hasta aproximadamente 600 Kbps. Entonces,
usando el formato de Modulación de la Amplitud de la Cuadratura 16
(16 QAM), el índice de 600 Kbps puede ser duplicado hasta 1,2 Mbps
de flujo máximo.
Para la comunicación de la Red de Área Local
(LAN) de la velocidad del flujo de datos más alta que 1,2 Mbps (es
decir 10 Mbps), se puede utilizar dos o más canales de vídeo con los
formatos de modulación de 16 QAM y/o 16 PSK . El uso de dos canales
produce un ancho de banda de 4 MHz en la realización ejemplar,
cuando se necesitan sólo aproximadamente 3 MHz de ancho de banda
para conseguir el flujo máximo de 10 Mbps usando los formatos de
modulación de 16 QAM / 16 PSK. Este ejemplo presenta otra aplicación
para las frecuencias del alto índice del flujo de datos (2 - 30
MHz), distinta a la de transmisión por vídeo.
Igual que la aplicación de la Red de Área Local
que utiliza la gama de frecuencia de 120 - 480 KHz, la aplicación de
la Red de Área Local de 10 Mbps es una aplicación puesta en práctica
dentro de las dependencias. Los ordenadores de cualquier Red de Área
Local (LAN) podrían, sin embargo, comunicarse con la línea de la
señal de información fuera de las dependencias del cliente. Un
ejemplo de la comunicación exterior de una Red de Área Local es la
inclusión de la Red de Área Ancha (WAN, siglas en inglés). Otras
aplicaciones interiores de las dependencias pueden implicar sistemas
de megafonía (teléfono de voz o vídeo) y el sistema de vigilancia
del edificio. Estas aplicaciones pueden estar también conectadas con
las líneas exteriores de las señales de información. Un ejemplo lo
constituye una teleconferencia por vídeo donde se utiliza varios
videoteléfonos conectados a una línea exterior de la señal de
información capaz de manejar las señales de información de
videoteléfono.
El convertidor de frecuencias (72) mezcla o
divide los componentes seno y coseno de la señal (componentes I y Q)
para la filtración y el procesamiento de señal. Los componentes seno
y coseno son mezclados por el convertidor de frecuencias (72) si el
flujo de la señal va desde la estación de comunicaciones hasta la
toma de pared de la corriente alterna CA y se separan los
componentes si la comunicación va desde la toma de pared de la
corriente alterna AC hasta la estación de comunicaciones. Cada una
de las señales divididas es simultáneamente filtrada a través de un
filtro separado de paso bajo (74). El filtro de paso bajo (74) está
sintonizado para filtrar las frecuencias por encima de 180 KHz para
los datos de comunicaciones de alta velocidad de la Red de Área
Local (LAN). El filtro de paso bajo (74) tiene la frecuencia
recortada de 900 KHz para las transmisiones por vídeo.
El convertidor (76) convierte las señales
análogas en señales digitales cuando recibe las señales de la
información seleccionable a través del acoplador (70). Para la
transmisión en la dirección opuesta, el convertidor (76) convierte
las señales digitales en señales análogas. Los entendidos en esta
técnica comprenderán que la presente red de comunicaciones también
puede estar instalada para funcionar de una manera totalmente
digital. Esto podría requerir que cada estación de comunicaciones
tenga que manejar la información de la señal digital.
En la Figura 3, los convertidores de frecuencia
(72), filtros (74) y convertidores (76) están contenidos en un
simple e integrado chip de circuito (71).
El procesador de la señal digital (78)
proporciona la filtración digital así como la modulación /
demodulación de 16 PSK y 16 QAM. El procesador de la señal digital
(78) está controlado por un microprocesador separado (80) que, a
cambio, tiene una memoria separada (79), interior o exterior, como
la memoria E-PROM (siglas en inglés), memoria de
sólo lectura programable y borrable o EE-PROM
(siglas en inglés), memoria no volátil, eléctricamente borrable y
programable). El microprocesador (80) también utiliza la "lógica
de pegamento" (81) para el funcionamiento. El microprocesador
(80) y la lógica de pegamento (81) pueden estar los dos situados en
un sólo chip de circuito integrado. La memoria (79) también puede
estar incluida en este sencillo chip de circuito integrado.
El chip de protocolo de interfaz (77) contiene el
conjunto de circuitos de comunicación adicional para permitir la
conexión con una estación de comunicaciones deseada, como el
sintonizador de televisión por cable (40). El chip de protocolo de
interfaz (77) proporciona protocolos de comunicación para transmitir
información hasta y desde las estaciones de comunicación, tales como
teléfonos y receptores / transmisores por vídeo. Los protocolos
citados como ejemplo incluyen: Ethernet, Toen Ring, MTA, SONET,
RS-232 y otros tal y como son entendidos en este
estado de la técnica.
La Figura 4 presenta una ejemplar realización de
un panel de distribución (25). El panel de distribución (25) incluye
un selector de señal de vídeo (32) y un selector de señal de
teléfono (28) contenidos en una sola caja de control (37). El
selector de la señal de vídeo (32) contiene una unidad
multi-PLCM (33), el módem de acoplamiento de la
línea de potencia y una unidad multi-sintonizadora
(34). La unidad multi-módem PLCM (33) contiene un
número de módems PLCM desde (38a) hasta (38n), dependiendo del
número de los canales de vídeo accesibles que están siendo
utilizados. En las realizaciones ejemplares descritas arriba, se
puede acceder a 14 canales de vídeo en la casa (12).Por
consiguiente, puede haber hasta 14 módems PLCM localizados en una
unidad multi-módem PLCM (33). Cada módem PLCM
localizado en una unidad multi-módem PLCM (33) es
equivalente al módem PLCM (38), de acoplamiento de la línea de
potencia utilizado con las estaciones de comunicación en la casa
(12). Cada módem PLCM (38) utilizado en la casa (12) para la
recepción de señales de vídeo funciona con la frecuencia entre 2 y
30 MHz y tiene un módem PLCM correspondiente a la unidad
multi-módem PLCM (33). De esta manera, existe una
relación de uno a uno entre un módem PLCM utilizado en la unidad
multi-módem PLCM (33) y un módem PLCM (como el PLCM,
módem de acoplamiento de la línea de potencia (38)) usado en la casa
(12). Los módems PLCM desde (38a) hasta (38n) pueden tener forma de
"tarjetas" ajustadas dentro de las ranuras (no mostradas en los
dibujos) en la unidad multi-módem PLCM (33).
Cada módem PLCM desde (38a) hasta (38n) está
conectado a un sintonizador correspondiente (39a) hasta (39n) en una
unidad multisintonizadora (34). Cada sintonizador desde (39a) hasta
(39n) es capaz de sintonizar una señal de información seleccionable,
como un canal de vídeo. Después de haber seleccionado un canal de
vídeo, la información de la señal seleccionable (la información de
vídeo en el canal de vídeo) se transmite a través del PLCM, el módem
de acoplamiento de la línea de potencia, a la unidad
multi-módem PLCM (33), a través del cableado
eléctrico hasta la unidad del módem PLCM (38) en una habitación de
la casa (12) y finalmente hasta la estación de comunicaciones (como
un sintonizador de la televisión por cable) que requería la
selección del canal. Cada sintonizador (39a)hasta (39n) está
controlado a través de la señal de control inversa transmitida en la
banda de frecuencia de 0,2 MHz para cada canal de vídeo.
El selector de la señal de teléfono (28) está
mostrado en una configuración similar a la del selector de la señal
de vídeo (32). El selector de la señal de teléfono está compuesto de
una unidad multi-módem PLCM (27) y una unidad multi
sintonizadora (29). La unidad multi-módem PLCM (27)
está en cambio compuesta de los módems (38a') hasta (38n'). Cada
módem PLCM (38a') hasta (38n') está conectado a un sintonizador
correspondiente (39a') hasta (39n'). Como se ha comentado
anteriormente, para el servicio de teléfono en una casa, como la
casa (12), puede no ser necesario tener una unidad multi
sintonizadora (29). En vez de ello, todas las líneas de teléfono
entrarán dentro de la casa (12) con cada línea de teléfono conectada
directamente a un módem PLCM (38a') hasta (38n'). Todas las líneas
de teléfono serán entonces accesibles desde cualquier toma eléctrica
sin la necesidad de enviar la señal de demanda. Para acceder a una
línea simplemente habrá que utilizar el PLCM, el módem de
acoplamiento de la línea de potencia (38) correspondiente a uno de
los módems PLCM desde (38a') hasta (38n') al que la línea de
teléfono está conectada en el selector de señales de teléfono
(28).
El selector de la señal de teléfono (28) y el
selector de la señal de vídeo (32) están presentados conectados a la
caja de disyuntor de circuito (26) a través de la línea de conexión
(30/34). Ya que la información de teléfono y vídeo está transmitida
en distintas frecuencias, es posible utilizar una línea de conexión
simple con la caja del disyuntor de circuito (26) como está mostrado
en la Figura 4. Si los selectores de señal separados (28) y (32) son
utilizados, entonces las líneas de conexión separadas (30) y (34)
serían utilizadas como está mostrado en la Figura 1.
El panel de distribución (25) sirve como
dispositivo de interfaz de la red entre las líneas de la señal de
información y el cableado eléctrico en que las señales de
información están distribuidas.
En las Figura 5, 6 y 7 están presentadas las
ilustraciones del espectro de la frecuencia usada en la presente
invención. Las comunicaciones de la Red de Área Local (LAN) (datos
de alta velocidad) utilizan la gama de frecuencias entre 120 KHz
hasta 480 KHz, mientras las comunicaciones de vídeo utilizan la gama
de frecuencias entre 2 MHz y 30 MHz. La comunicación de voz requiere
aproximadamente 4 KHz de ancho de banda. Por lo tanto un número
suficiente de las líneas de teléfono podría ser accesible entre 1,7
MHz y 2 MHz. Los sistemas de edificios presentados en la Figura 5
incluyen HVAC (siglas en inglés) calefacción, ventilación, aire
acondicionado, iluminación; seguridad y otros que están controlados
y/o monitoreados.
Las señales de vídeo, como se ha discutido
anteriormente, tienen el ancho de banda de aproximadamente 1,8 MHz.
La señal de control inversa e interactiva de 64 - 128 Kbps está
espaciada por 0,2 MHz entre cada una de las señales de vídeo
(designadas F1, F2 ... F7) y está utilizada para seleccionar un
canal de vídeo. Esta señal de selección está transmitida al selector
de la señal de vídeo (32) para pasarla a la estación de vídeo
apropiada. La estación de vídeo seleccionada está sintonizada y
transmitida a través del cableado eléctrico de regreso al
sintonizador (40) del vídeo - televisión particular que había
enviado la señal de selección. Esto es como, por ejemplo, un usuario
en la casa (12) seleccionaría un canal de televisión.
Gracias al espaciado de cada frecuencia entre 2
MHz y 30 MHz, aproximadamente 14 estaciones de televisión pueden ser
sintonizadas en cualquier momento en una casa determinada (12). Para
un edificio de múltiples unidades como un edificio de pisos, cada
piso tiene su propia caja de disyuntor de circuito y, de esta
manera, puede tener su propio panel de distribución. Cada piso, por
lo tanto, tiene su propio límite de 14 canales. Por consiguiente,
cualquier edificio o habitación que tiene un esquema separado de
cableado (es decir, panel de distribución) puede disponer de una
selección de 14 aparatos de televisión separados que pueden
funcionar simultáneamente.
También es posible, si se utilizan los aparatos
de televisión adicionales, que el cableado de teléfono (si existe)
de una casa (12) puede estar establecido como un panel de
distribución separado del que se utiliza para el cableado eléctrico
de corriente alterna CA. Esto proporciona a una casa típica un total
de 28 posibles televisiones que pueden funcionar al mismo
tiempo.
Un ejemplo del montaje interactivo para una casa
(12) puede incluir 4 aparatos de televisión (para la sintonización y
recepción de las señales solamente), 4 ordenadores que se comunican
sobre la línea exterior de alta velocidad (de esta manera cada
ordenador estaría usando uno de los 14 canales "vídeo") y tres
teléfonos vídeo (que necesitan dos canales cada uno -un canal para
la recepción y un canal para la transmisión). Un número de líneas de
teléfono también puede utilizarse porque hay suficiente espacio
entre la propuesta gama de 1,7 MHz - 2 MHz para aproximadamente 70
líneas telefónicas (300 KHz divididos entre 4 KHz).
En la Figura 8 están presentadas las
ilustraciones de la fase y atenuación de la señal de baja velocidad
(voz) y de las señales de alta velocidad (vídeo / datos de alta
velocidad).
En la Figura 9 está mostrado un diagrama (82) que
muestra los pasos para selección de las señales de la información
seleccionable (canal) de acuerdo con la presente invención. En el
bloque (84) está seleccionado el canal deseado. Esto tiene lugar en
la estación de comunicación como un sintonizador de la televisión
por cable (40), por ejemplo, si la selección implica la existencia
de un canal de la televisión por cable. Este paso es de aplicación
igualmente a cualquier señal de información seleccionable que va a
ser seleccionada.
En el bloque (86), una señal de control está
transmitida a través del PLCM, el módem de acoplamiento de la línea
de potencia (38), por el cableado hasta el selector de la señal,
como el selector de la señal de vídeo (32). El selector de la señal
particular sintoniza el canal apropiado correspondiente a la señal
demandante en el bloque (88). Las señales de la información
seleccionables (es decir la señal del canal de la televisión por
cable) están entonces transmitidas de vuelta a través del cableado
eléctrico al PLCM, el módem de acoplamiento de la línea de potencia
(38) y finalmente a la estación de comunicación que requería la
señal de la información seleccionable.
Se procede ahora a describir los acopladores con
núcleo dieléctrico ejemplares tal y como están planteados en la
solicitud copendiente del Solicitante, U.S. Número Consecutivo
07/822.326 presentado el 17 de Enero de 1992.
Con referencia a las siguientes Figuras 10 y 11,
el sistema de circuitos específico para los representativos
acopladores con núcleo dieléctrico (92), (104) será descrito ahora
con más detalle. Los acopladores dieléctricos (92) (Figura 10) y
(104) (Figura 11) incluyen, cada uno, un par de circuitos
consecutivos LC (93), (94) que producen resonancia en las
frecuencias del portador FA, FB. Los entendidos en la técnica
apreciarán que para la Modulación por Desplazamiento de Frecuencia
(FSK - siglas en inglés) las aplicaciones de FA corresponderán a
F_{1} y F_{2} y FB corresponderá a F_{3} y F_{4}. El
circuito LC en serie (93) presentado en la Figura 10 resuena en la
segunda frecuencia del portador FB, mientras que el circuito
consecutivo LC (94) resuena en la primera frecuencia del portador
FA. De manera similar, el circuito LC en serie (93) de la Figura 11
resuena en la primera frecuencia del portador FA y el circuito LC en
serie (94) resuena en la primera frecuencia del portador FB.
Los circuitos LC incluyen las redes del
condensador 95, 100 conectadas respectivamente en serie y
paralelamente. A cada condensador en serie está conectado una
resistencia 96 y 102 que divide con igualdad el voltaje de corriente
alterna CA. Preferentemente, los valores de resistencia deben ser de
1 Megaohmio por 5 vatios y los condensadores deberían ser
condensadores de 200 VAC. Las resistencias deberían ser
preferentemente películas gruesas (es decir, sin carbono). El punto
Q de los condensadores debería ser alto de manera similar. En
funcionamiento, los acopladores (LC) deberían estar colocados en una
resina para conseguir buen aislamiento cuando se usan con voltajes
operativos hasta 660 v. Con los voltajes operativos por encima de
660 v., los condensadores deberían ser colocados separadamente en un
aislador llenado con aceite y el transformador de bobina de aire
debería estar colocado en la resina. El uso de las resistencias
(96), (102) sirve para minimizar la corriente continua para evitar
puntas de tensión y permitir la protección contra relámpagos.
Se ha de apreciar que las redes del condensador
(95), (100) crean capacidades C_{eq1} y C_{eq2} para la
transmisión y recepción, respectivamente. Las redes del condensador
están conectadas a los transformadores de núcleo de aire que van a
ser comentados a continuación y que funcionan como un elemento
inductor (L) del circuito LC. C_{eq1} y C_{eq2} resuenan con los
enrollamientos primarios de los transformadores de núcleos de
aire.
El medio de la bobina de aire comprende la
primera bobina de aire (97) que incluye el enrollamiento primario
(98) y un enrollamiento secundario, más pequeño, (99) situado de
manera coaxial dentro del enrollamiento primario. El segundo
circuito en serie LC (94) incluye la segunda bobina de aire (101)
que incluye el enrollamiento primario (103) y el enrollamiento
secundario más pequeño situado de manera coaxial dentro del
enrollamiento primario.
La primera pluralidad de los condensadores (95)
está conectada en serie entre una de las líneas de tensión (91) y el
enrollamiento primario (98) de la primera bobina de aire (97). El
enrollamiento primario (98) de la primera bobina de aire (97) está
posteriormente conectado en serie a la otra línea de tensión (91).
El enrollamiento secundario (99) de la primera bobina de aire (97)
está conectado a sus respectivos transmisores. La segunda pluralidad
de los condensadores (100) está conectada en serie conjuntamente
entre una de las líneas de tensión (91) y el enrollamiento primario
(103) de la segunda bobina de aire (101). El primer enrollamiento
primario (103) de la segunda bobina de aire (101) está
posteriormente conectado en serie a la otra línea de tensión (91).
Como se ha dicho con anterioridad, las resistencias (96) y (102)
funcionan para dividir con igualdad el voltaje y sirven para
minimizar los picos de tensión y permitir la protección contra los
relámpagos.
En relación con las Figuras 12A - 12B, los
transformadores lineales con núcleo de aire de desplazamiento de
frecuencia de la presente invención están descritos con más detalle.
Las nuevas estructuras de las bobinas de aire funcionan como
respectivos transformadores con núcleo de aire acoplados de manera
inductiva y con aspecto de capacidad tanto para la transmisión como
para la recepción. La Figura 12A presenta un transformador -
transmisor (97) con la red acopladora del condensador C_{eq1}.
Como está mostrado en la Figura 12A, el transformador - transmisor
(97) está conectado en serie con C_{eq1} y la línea de tensión
(91). El transformador es lineal y de desplazamiento de frecuencia y
comprende un enrollamiento primario (98) y el enrollamiento
secundario más pequeño y coaxial (99) que está situado entre el
enrollamiento primario. El enrollamiento primario (98) tiene un
diámetro de enrollamiento 2R 39 que es mayor que el diámetro del
segundo enrollamiento 2r 41 y por consiguiente crea un hueco de aire
entre los dos. Tiene una importancia particular el hecho de que
ambos enrollamientos, el primario y el secundario (98), (99) en las
bobinas de aire del transmisor tienen el mismo número de vueltas
(designadas como N_{1} = N_{2}) y de esta manera están en una
relación 1 : 1. Por consiguiente, el transmisor no requiere un alto
voltaje de transmisión porque se caracteriza por los dispositivos
del anterior estado de la técnica. Además, C_{eq1} está ajustado
para que resuene con el primer enrollamiento en la frecuencia del
portador FA, creando de esta manera un filtro de paso de banda en la
frecuencia del portador FA. Esto maximiza la corriente en la
frecuencia del portador FA.
Los valores de C_{eq1} y las resistencias (96),
(102) están dispuestos para generar una gran pérdida de voltaje en
las frecuencias menores de 10 KHz (englobando de esta manera los 60
Hz y su resonancia armónica). De esta manera la señal de 60 Hz
reducida de manera significante no puede generar la corriente
suficientemente grande para pasar la capacidad estática. Esto quiere
decir que para la transmisión, la resistividad de la primera bobina
es prácticamente igual al valor más bajo conocido de la
característica impedancia de la línea de potencia.
El transformador - receptor será ahora descrito
respecto a la Figura 12B. El receptor está conectado a la línea de
potencia (91) a través de C_{eq2}. Igual que en el caso del
transmisor de la Figura 12A, la bobina de aire del receptor
comprende un transformador lineal de desplazamiento de frecuencia
que tiene el primer enrollamiento (103) con el primer diámetro 2R 47
y el enrollamiento secundario coaxial (104) tiene el segundo
diámetro 2R 49. Por consiguiente, un hueco de aire, y de la misma
manera la capacidad estática, está creado de manera similar entre
los respectivos enrollamientos, primario y secundario, (103),(104).
En el transformador - receptor, el índice del enrollamiento primario
y secundario puede estar alrededor de 1 : 1. Mientras este índice
puede ser alterado o modificado, tal cambio requiere una alteración
en el tamaño del hueco de aire, es decir el índice relativo de 2R y
2r. La red del compensador C_{eq2} está dispuesta para resonar con
el primer enrollamiento en la frecuencia del portador FB creando de
esta manera un filtro de paso de banda en la frecuencia del portador
FB.
En funcionamiento, el voltaje de la línea de
potencia está significativamente reducido por C_{eq2} y las
resistencias. De esta manera, la capacidad estática con el
enrollamiento secundario atenúa de manera significante los 60 Hz y
su resonancia armoniosa, funcionando de esta manera eficazmente como
un filtro de paso alto. El voltaje de la frecuencia del portador se
maximiza de esta manera. El transformador de núcleo de aire produce
un ancho de banda lineal de frecuencia más ancha que los sistemas
anteriores. Para una buena recepción, la resistividad del primero
puede ser igual o más grande que la impedancia característica más
baja de la línea de potencia.
Desde el punto de vista del diseño, la filosofía
consiste en minimizar la corriente de línea de 60 Hz y su resonancia
armónica en la salida del acoplador. Para el acoplamiento de la
línea de potencia de más alto voltaje, el condensador de
acoplamiento, C_{eq}, debe tener un valor menor:
- el índice (f) ^{2} (portador) / (f) ^{2} (60 Hz) determina el índice V_{portador} / V_{60 Hz} a la salida del acoplador. Preferentemente, una frecuencia del portador más alta debería ser utilizada para los voltajes de línea de potencia más alta. V_{portador} se mide en la frecuencia del portador preseleccionada en la segunda salida del acoplador receptor en voltios. V_{60Hz}, medido en el mismo sitio que V_{portador}, es el voltaje de 60 Hz.
La relación especificada arriba acoplada con los
transformadores capacitativos sirve para bloquear la corriente de 60
Hz. La adaptación resistiva sirve para reducir el ruido de la línea
de potencia en el ancho de banda. Lo dicho con anterioridad hace
posible la comunicación directa a través de la línea de potencia de
los transformadores. El uso de un transformador de núcleo de aire
reduce la impedancia reflejada desde el lado secundario así como
desde el transformador de la línea de potencia hasta el lado
primario del transformador de núcleo de aire.
Los acopladores de la presente invención pueden
ser aplicados a las comunicaciones de LAN (red de área local) y
facilitan la velocidad de la comunicación hasta 10 Kilobits. Para
esta aplicación, el medio de acoplamiento (92) utiliza
preferentemente la primera frecuencia del portador FA de alrededor
de 75 KHz (y 81,5 KHz para la modulación de desplazamiento de
frecuencia, FSK) y la segunda frecuencia del portador FB de
alrededor de 111 KHz (y 117,5 KHz para la modulación de
desplazamiento de frecuencia, FSK) sobre las líneas de potencia (91)
de hasta alrededor de 1 KVAC. El acoplador preferentemente utiliza
primero las pluralidades de los condensadores (95), como está
mostrado, el circuito equivalente al condensador acoplador es igual
a 90 nanofarad. La primera bobina de aire (97) debería tener el
enrollamiento primario (98) con el diámetro de la bobina de 2,2 cm,
hilo para bobinados de la gama de #26 y el enrollamiento secundario
(99) con un diámetro de la bobina de alrededor de 1,7 cm, hilo para
bobinados de la gama de #28. La segunda pluralidad de condensadores
(100) tiene un circuito equivalente igual a 15 nanofarad. La segunda
pluralidad de condensadores (100) tiene un circuito equivalente
igual a 15 nanofarad. La segunda bobina de aire (101) debería tener
el enrollamiento primario (103) de 2,2 cm, hilo para bobinados de la
gama de #30 y el enrollamiento secundario (104) con un diámetro de
la bobina de alrededor de 1,7 cm, hilo para bobinados de la gama de
#28. Utilizando un transistor apropiado para transmitir, la
velocidad de transmisión puede ser aumentada por encima de 9,6
kilobits sobre la potencia, par torcido y líneas coaxiales.
En el otro lado del sistema, el medio de
acoplamiento 104 comprende la primera pluralidad de condensadores
(95) como está mostrado, el circuito equivalente al condensador
acoplador es igual a 40 nanofarad (esto incluye la capacidad
estática del transformador de núcleo de aire). Como se ha visto
arriba, la primera bobina de aire (97) debe tener el primer
enrollamiento (98) con un diámetro de bobina de 2,2 cm, hilo para
bobinados de la gama de #26 y un enrollamiento secundario (99) con
el diámetro de la bobina de 1,7 cm, hilo para bobinados de la gama
de #26. La segunda pluralidad de condensadores (100), como mostrado
en el dibujo, el circuito equivalente a la capacidad de acoplamiento
es igual a 33 nanofarad. La segunda bobina de aire (101) debería
tener de manera similar un enrollamiento primario (103) de alrededor
de 2,2 cm, hilo para bobinados de la gama de #34 y el segundo
enrollamiento (104) con un diámetro de bobina de alrededor de 1,7 cm
del hilo para bobinados de la gama de #30.
Para el funcionamiento dúplex, la correspondencia
resistiva en las frecuencias debería ser de menos de 1 ohmio para la
transmisión y de 3 ohmios para la recepción. Para la operación de
medio dúplex, la correspondencia resistiva debería ser de alrededor
de 1 ohmio tanto para la transmisión como para la recepción.
Aunque las realizaciones particulares de la
presente invención están presentadas en este documento, no se
pretende limitar la invención a estas presentaciones y cambios y
modificaciones pueden incorporarse y ser realizados dentro del
ámbito de las reivindicaciones que siguen a continuación.
Claims (14)
1. Una red de comunicación compuesta de:
una línea de la señal de información (18, 20) que
lleva una pluralidad de señales de información seleccionables;
una línea eléctrica distribuida mediante cableado
por todo el edificio;
tomacorrientes eléctricos conectados con la
citada línea eléctrica;
un panel de distribución de la línea eléctrica
(25) conectado con la citada línea de la señal de información y la
citada línea eléctrica para la distribución de las citadas señales
de información por la citada línea eléctrica hasta los citados
tomacorrientes eléctricos en respuesta a la correspondiente señal de
selección;
impedancia de acopladores con núcleo dieléctrico
(70) que está adaptada a la citada línea eléctrica conectada con los
citados tomacorrientes eléctricos;
y
por lo menos una estación de comunicaciones (40)
conectada con uno de los citados acopladores dieléctricos para el
envío de la citada señal de selección y la recepción de las citadas
señales de información seleccionables.
2. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde el citado panel de distribución está adaptado para recibir
una señal de selección desde por lo menos una de las citadas
estaciones de comunicación para seleccionar una de las citadas
señales de información seleccionables para su transmisión por la
citada línea eléctrica hasta la citada estación de
comunicaciones.
3. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada velocidad de flujo de datos de las citadas
señales de información seleccionables por el citado cable eléctrico
es sustancialmente de 6 Mbps.
4. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada línea de la señal de información es un cable
coaxial.
5. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada línea de la señal de información es un cable de
fibra óptica.
6. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada línea de la señal de información es una línea de
teléfono par torcida.
7. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada línea eléctrica es un cable eléctrico de
corriente alterna CA.
8. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada estación de comunicaciones es un sintonizador de
la televisión por cable.
9. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada estación de comunicaciones es un ordenador con un
módem adjunto.
10. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde la citada estación de comunicaciones es un dispositivo de
teléfono.
11. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde el citado panel de distribución comprende una caja de
disyuntor de circuito o una caja de fusibles.
12. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde el citado panel de distribución comprende un transreceptor
adaptado para distribuir hasta 14 señales de información separadas y
seleccionables por todo el edificio.
13. La red de comunicación de la reivindicación
1, donde el citado núcleo dieléctrico es un núcleo de aire.
14. Un método de recibir a través de una línea
eléctrica las señales de información seleccionables llevadas en una
línea de señal de información y que se compone de los siguientes
pasos:
el envío de la señal de selección correspondiente
a una de las citadas señales de información seleccionables a través
de la impedancia del acoplador con núcleo dieléctrico (70) que está
adaptada a la citada línea eléctrica;
la recepción de la citada señal de selección en
el panel de distribución (25) conectado con la citada línea de la
señal de información;
la interpretación de la citada señal de selección
y el envío de la citada señal de información seleccionable
correspondiente a la citada señal de selección por la citada línea
eléctrica y a través del acoplador con núcleo dieléctrico hasta la
estación receptora (40).
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