ES2217032T3 - Conversion de una corriente de datos s2m para una transmision a traves de una red de corriente de baja tension. - Google Patents
Conversion de una corriente de datos s2m para una transmision a traves de una red de corriente de baja tension.Info
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Abstract
Procedimiento para la conversión de una corriente de datos S2m para una transmisión a través de una red de baja tensión (NSN), en el que la corriente de datos S2m, que está constituida por una secuencia de cuadros S2m (S2mR), es convertida a una corriente de datos binaria, que está constituida por una secuencia de cuadros binarios (BR), en el que una información útil, contenida en un cuadro binario (BR), es separada del cuadro binario (BR) y es comprimida a continuación, en el que la información útil comprimida es agrupada con las informaciones no comprimidas del cuadro binario (BR) para formar un cuadro binario (KBR) comprimido, en el que los cuadros binarios comprimidos (KBR) son insertados en paquetes de transmisión, previstos para una transmisión de datos a través de la red de corriente de baja tensión (NSN) y son transmitidos a una unidad de transmisión (UEE) para la transmisión a través de la red de baja tensión (NSN).
Description
Conversión de una corriente de datos S_{2M}
para una transmisión a través de una red de corriente de baja
tensión.
El fuerte desarrollo del mercado de las
telecomunicaciones en los últimos años tiene como consecuencia que
adquiere cada vez mayor importancia la búsqueda de capacidades de
transmisión no utilizadas hasta ahora o bien que se intente utilizar
de una manera más eficiente las capacidades de transmisión
existentes. Un procedimiento de transmisión de datos conocido es la
transmisión de datos a través de la red de alimentación de
corriente, designado en la literatura con frecuencia con
"Powerline Communication", de forma abreviada
"PLC". Una ventaja de la utilización de la red de alimentación
de corriente como medio para la transmisión de datos reside en la
infraestructura de la red ya existente. Así, por ejemplo, casi todas
las viviendas disponen de un acceso a la red de alimentación de
corriente como también de una red de corriente existente,
ampliamente ramificada dentro de la vivienda.
La red de alimentación de corriente se divide en
Europa, según el tipo de transmisión de energía, en diferentes
estructuras de la red o bien planos de transmisión. El plano de alta
tensión con una gama de tensión de 110 kV a 380 KVB sirve para la
transmisión de energía sobre grandes distancias. El plano de la
tensión media con una gama de la tensión de 10 kV a 38 kV sirve para
conducir la energía eléctrica desde la red de alta tensión a la
proximidad de los consumidores y se reduce para los consumidores a
través de transformadores de la red adecuados a un plano de baja
tensión con una gama de tensión hasta 0,4 kV. El plano de baja
tensión se subdivide de nuevo en una llamada zona fuera de casa
-designada también como "Last Mile" (última milla) o "Access
Bereich" (zona de acceso)- y en una llamada zona dentro de casa
-designada también como "Last Meter" (último metro). La zona
fuera de casa del plano de baja tensión define la zona de la red de
alimentación de corriente entre el transformador de la red y una
unidad de contador asociada, respectivamente, a un consumidor. La
zona dentro de la casa del plano de baja tensión define la zona
desde la unidad de contador hasta las unidades de conexión para el
consumidor.
Para una transmisión de datos a través de la red
de alimentación de corriente están fijadas en Europa a través de la
Norma EN 50065 cuatro gamas de frecuencias diferentes -designadas en
la literatura con frecuencia como bandas CENELEC A a D- con una gama
de frecuencias admisibles de 9 kHz a 148,5 kHz y, respectivamente,
una potencia de emisión máxima admisible, que están reservadas
exclusivamente para una transmisión de datos sobre la base de la
"Powerline Communication". Sin embargo, debido a la anchura de
banda reducida que está disponible en esta gama de frecuencias y a
la potencia de emisión restringida, en este caso sólo se pueden
realizar velocidades de transmisión de datos de algunos 10
kBit/s.
Sin embargo, para aplicaciones de
telecomunicaciones, como por ejemplo para una transmisión de datos
de voz, se necesitan, en general, velocidades de transmisión de
datos en el intervalo de algunos Mbit/s. Para la realización de una
velocidad de transmisión de datos de este tipo es necesaria, sobre
todo, una anchura de banda de transmisión suficientemente grande,
que condiciona un espectro de frecuencias de hasta 20 MHz con
comportamiento de transmisión adecuado. Una transmisión de datos en
la gama de frecuencias de hasta 20 MHz con un comportamiento de
transmisión adecuado se puede realizar actualmente exclusivamente en
el plano de baja tensión de la red de alimentación de corriente.
En la publicación Hensen, C.:
ISDN-S0-Bus Extensión by
Power-Line CDMA Technique, en: Proceedings of the
3rd International Symposium on Power-Line
Communications and its Applications se describe una transmisión de
un bus S_{0} en una red de baja tensión en la casa. En este caso,
se realiza un entorno de usuarios múltiples con la ayuda de un
procedimiento de acceso CDMA (Acceso Múltiple por División de
Código). CDMA es un procedimiento de acceso, que posibilita a varias
instalaciones de emisión de comunicaciones o estaciones de datos un
acceso a un canal de transmisión común. En este procedimiento,
varias instalaciones de emisión de comunicaciones, que dividen un
canal de transmisión común, ocupan una gama de frecuencia idéntica,
siendo codificada de forma individual la señal útil para cada
instalación de emisión de comunicaciones. La codificación se basa en
una dispersión de una señal de transmisión asociada a informaciones
útiles ("canal útil"). En el procedimiento descrito, esta
codificación se realiza a través de la multiplicación respectiva de
la señal útil por un pseudocódigo de
ruido-señal.
Una transmisión de datos digitales de voz
plantea, adicionalmente a la anchura de banda, altos requerimientos
con respecto a la capacidad en tiempo real y a la frecuencia de
errores binarios máxima admisible -de forma abreviada BER- del
sistema de transmisión de datos. Adicionalmente, una transmisión de
datos digitales de voz condiciona una transmisión de datos de punto
a multipunto libre de colisión en el modo dúplex bidireccional, es
decir, una transmisión de datos simultánea, libre de errores, en
ambas direcciones de transmisión entre varios abonados. Un
procedimiento de transmisión de datos conocido para la transmisión
de datos digitales de voz es el procedimiento de transmisión ISDN
(Red Digital de Servicios Integrados). Una transmisión de datos
según el procedimiento de transmisión ISDN, que cumple las
condiciones mencionadas anteriormente, se puede realizar, por
ejemplo, sobre la base de la interfaz S_{2m} conocida -designada
en la literatura con frecuencia también como conexión múltiple
primaria o "PCM-Highway" (Modulación de
Códigos por Impulsos)-.
La presente invención tiene el cometido de prever
medidas, a través de las cuales se puede realizar una conversión de
una interfaz S_{2m} para la transmisión de datos sobre la base de
una "Powerline Communication".
La solución de este cometido se realiza, según la
invención, con las características de las reivindicaciones 1 y 14
de la patente, respectivamente.
Una ventaja esencial del procedimiento según la
invención o bien del dispositivo según la invención consiste en que
a través de una conversión de la interfaz S_{2m} conocida para una
transmisión de datos sobre la base de la "Powerline
Communication" -especialmente a través de la zona de fuera de la
casa de la red de corriente de baja tensión- se posibilita, cuando
está conectado un consumidor a la red de alimentación de corriente,
una transmisión de datos digitales de voz por medio de instalaciones
de comunicaciones ISDN convencionales, sin una conexión costosa
separada a una red de comunicaciones digitales.
Los desarrollos ventajosos de la invención están
indicados en las reivindicaciones dependientes.
Una ventaja de las configuraciones de la
invención, definidas en las reivindicaciones dependientes, consiste,
entre otras cosas, en que por medio de una utilización de
procedimientos de compresión, que se basan en el algoritmo de
codificación de voz G.729, normalizado por la ITU-T,
o bien sobre la base de instalaciones de compresión se puede
reducir de una manera sencilla la anchura de banda necesaria para
una transmisión de una corriente de datos S_{2m} a través de la
red de corriente de baja tensión.
A continuación se explica en detalle un ejemplo
de realización de la invención con la ayuda del dibujo.
En este caso:
La figura 1 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una red de alimentación de
corriente.
La figura 2a muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una estructura de cuadros de
una corriente de datos S_{2m}.
La figura 2b muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una conversión de una
corriente de datos S_{2m} codificada en un código de canal HDB3 en
una corriente de datos S_{2m} codificada binaria.
La figura 3 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una compresión de la
corriente de datos S_{2m} codificada binaria, realizada a través
de una unidad de compresión.
La figura 4 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una linealización de la
corriente de datos S_{2m} codificada binaria.
La figura 5 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una conversión de la
corriente de datos S_{2m} para una transmisión a través de una
red de baja tensión según una primera forma de realización.
La figura 6 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una conversión de la corriente
de datos S_{2m} para una transmisión a través de una red de baja
tensión según una segunda forma de realización
La figura 1 muestra una imagen de la estructura
con una representación esquemática de una red de alimentación de
corriente. La red de alimentación de corriente se divide, en función
del tipo de transmisión de energía, en diferentes estructuras de la
red o bien planos de transmisión. El plano de alta tensión o bien la
red de alta tensión HSN con una gama de la tensión entre 110 kV y
380 kV sirve para la transmisión de energía sobre grandes
distancias. El plano de la tensión media o la red de tensión media
MSN con una gama de la tensión de 10 kV a 38 kV sirve para conducir
la energía eléctrica desde la red de alta tensión a la proximidad de
los consumidores y se reduce para los consumidores. La red de
tensión media MSN está conectada en este caso con la red de alta
tensión HSN a través de una estación de transformador
HSN-MSN TS, que convierte las tensiones respectivas.
La red de tensión media MSN está conectada adicionalmente con la red
de baja tensión NSN a través de otra estación de transformador
MSN-NSN.
El plano de baja tensión o bien la red de baja
tensión con un intervalo de la tensión de hasta 0,4 kV se divide en
una llamada zona fuera de la casa AHB y en una llamada zona dentro
de la casa IHB. La zona fuera de la casa AHB define la gama de la
red de baja tensión NSN entre la otra estación de transformador
MSN-NSN TS y una unidad de contador ZE asociada a un
consumidor respectivo. A través de la zona fuera de la casa AHB
están conectadas varias zonas dentro de la casa IHB con la otra
estación de transformador MSN-NSN TS, que lleva a
cabo la conversión sobre la red de tensión media. La zona dentro de
la casa IHB define la zona desde la unidad de contador ZE hasta las
unidades de conexión AE dispuestas dentro de la casa IHB. Una unidad
de conexión AE es, por ejemplo, una caja de enchufe conectada en la
red de baja tensión NSN. La red de baja tensión NSN en la zona
dentro de la casa IHB está diseñada en este caso, en general, como
estructura de red de árbol, formando la unidad de contador ZE la
raíz de la estructura de la red de árbol.
Para una transmisión de datos digitales de voz
-especialmente sobre la base de la interfaz S_{2m}- a través de
la red de alimentación de corriente, es necesaria una anchura de
banda de transmisión de algunos Mbit/s con un comportamiento
adecuado de la transmisión, que se puede realizar actualmente sólo
en la red de baja tensión NSN. La interfaz S_{2m} utiliza como
código de la línea, por norma, un llamado "código de canal
HDB-3" (Bipolar de Alta Densidad), que se
convierte en un código binario para la conversión de la interfaz
S_{2m} para una transmisión de datos a través de la red de baja
tensión NSN.
La figura 2a muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una estructura de cuadros de
una corriente de datos S_{2m}. Una corriente de datos S_{2m}
está constituida, para las dos direcciones de transmisión,
respectivamente, por así decirlo, por una secuencia de cuadros
S_{2m} S2mR, que deben transmitirse unos detrás de otros. Un
cuadro S_{2m} S2mR está dividido en 32 canales K0,..., K31, que
presenta, respectivamente, una longitud de 8 bits. Un cuadro
S_{2m} S2mR comprende en este caso esencialmente 30 canales de
datos útiles B1,..., B30, que están configurados, respectivamente,
como canales B orientados a ISDN con una velocidad binaria de
transmisión de 64 kbit/s, respectivamente, y un canal de
señalización D, que está configurado como canal D orientado a ISDN
con una velocidad binaria de transmisión de 64 kbit/s. A través del
primer canal K0 se transmite una información de control de los
cuadros según el procedimiento CRC4 (Suma de Control de Redundancia
Cíclica). A través de los canales K1,..., K14 se transmite la
información de datos útiles, que está asociada a los canales de
datos útiles B1 a B14, a través del canal K15 se transmite la
información de señalización, que está asociada al canal de
señalización D, y a través de los canales K16,..., K31 se transmite
la información de datos útiles, que está asociada a los canales de
datos útiles B15 a B30. La duración de los cuadros para un cuadro
S_{2m} S2mR es 125 \mus, de manera que se consigue, por cada
cuadro S_{2m} S2mR una velocidad binaria de transmisión de
(32 x 8 bits) / 125 \mus =
2048
kbit/s.
La figura 2b muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una conversión de una
corriente de datos S_{2m} codificada en un código de canal HDB3 en
una corriente de datos S_{2m} codificada binaria. En el código de
canal HDB-3 se trata de un código de la línea
pseudoternaria, en el que los dos estados binarios "0" y
"1" son representados a través de los tres potenciales de la
señal "0", "1" y "-1". En este caso, el estado
binario "1" se representa a través del potencial de la señal
"0". Al estado binario "0" se asocia o bien un potencial
positivo o un potencial negativo de la señal "1" o "-1".
Para evitar la transmisión de secuencias largas de ceros, se inserta
una secuencia binaria característica, en el código de canal HDB,
durante la transmisión de más de n ceros consecutivos. Así, por
ejemplo, en el código de canal HDB-3 (n = 3), se
añade después de 3 ceros una combinación característica
"1/-1".
Para una transmisión bidireccional de datos a
través de la interfaz S_{2m} está prevista, en general, una
transmisión de 4 hilos, estando conducidas las dos direcciones de
transmisión -designadas a continuación como dirección de corriente
descendente DS y dirección de corriente ascendente US- sobre líneas
separadas. La dirección de la corriente descendente DS define en
este caso la transmisión de datos sobre un trayecto de transmisión
desde una instalación central, que controla la transmisión
-designada en adelante como "Maestra" M - hacia otras
instalaciones conectadas en el trayecto de transmisión -designadas
en adelante como "Esclavas" S. La dirección de la corriente
ascendente US define la transmisión de datos desde las esclavas S
respectivas hacia la maestra M. En el presente ejemplo de
realización, la otra estación de transformador
MSN-NSN TS, que lleva a cabo la conversión del nivel
de la tensión entre la red de tensión media MSN y la red de baja
tensión NSN, es designada como Maestra -como se indica a través de
la M colocada entre paréntesis en la figura 1- y las unidades de
contador ZE, que están asociadas a una zona respectiva dentro de la
casa IHB, están configuradas como Esclavas S -como se indica a
través de la S colocada entre paréntesis en la figura 1-.
En la figura se representa un cuadro S_{2m}
S2mR en la dirección de la corriente descendente DS y en la
dirección de la corriente ascendente US, respectivamente, para una
corriente de datos S_{2m} pseudoternaria, codificada en el código
de canal HDB-3. Un cuadro S_{2m} S2mR presenta una
duración del cuadro de 125 \mus y comprende, en total, 256 bits.
Las condiciones para una transmisión de datos a través de la
interfaz S_{2m} están normalizadas en la Especificación de la
ITU-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones)
I.431 "ISDN User-Network Interfaces -Primary Rate
User Network Interface- Layer 1".
La corriente de datos S_{2m} pseudoternaria,
codificada en el código de canal HDB-3 es convertida
a través de una unidad de conversión UE en una corriente de datos
S_{2m} binaria. En este caso, tanto para la corriente descendente
de datos DS como también para la corriente ascendente de datos US,
se convierte la información del cuadro S_{2m} S2mR, que comprende
256 bits codificados en el código de canal HDB-3, en
una información codificada binaria, que comprende 256 bits y se
agrupa a través de una cabecera H de 4 bits de largo para formar un
cuadro binario BR de 260 bits de largo. La cabecera H comprende en
este caso un bit de sincronización SYN, un bit del estado inicial
ANF, un bit-V V y un bit-B B. El bit
del estado inicial ANF contiene una información acerca del potencial
de la señal, asociado al primer estado "0" en el código de
canal HDB3. Puesto que el potencial de la señal para el estado
"0" puede poseer el potencial 1 o -1, esta información es
necesaria un restablecimiento del código de canal HDB3 original en
el lado del receptor. El bit de sincronización SYN sirve para una
sincronización de los cuadros S_{2m} S2mR asociados entre sí,
restablecidos en el lado del receptor a partir de los cuadros
binarios BR, para la corriente descendente de datos DS y para la
corriente ascendente de datos US. El bit-V V y el
bit-B B son informaciones específicas del código de
canal HDB para la detección de errores, a través de las cuales se
eleva la seguridad de la transmisión.
De esta manera, se consigue para la corriente
binaria de datos S_{2m}, respectivamente, una velocidad binaria
de transmisión elevada de
(256 + 4) bits / 125 \mus =
2080
kbit/s
tanto para la corriente descendente de datos DS
como también para la corriente ascendente de datos
US.
Para reducir la anchura de banda, que es
necesaria para una transmisión de datos a través de la red de baja
tensión NSN, se comprime la información transmitida en el marco de
un cuadro binario BR. En este caso, solamente se comprime la
información de datos útiles transmitida en el marco de los canales
de datos útiles B1..., B30. La información de señalización
transmitida en el marco del canal de señalización y la información
de control CRC4 adicional son transparentes, es decir, que se
transmiten sin compresión.
La figura 3 muestra en una representación
esquemática un procedimiento para la compresión de la corriente de
datos S_{2m} codificada binaria, que está constituida por una
secuencia de cuadros binarios BR. Para la compresión se memorizan
temporalmente en cada caso ochenta cuadros binarios
BR-R1,..., BR-R80, asociados a una
dirección de transmisión DS, US, en una instalación de memoria ZSP
de una unidad de compresión. Con una duración respectiva de los
cuadros binarios BR de 125 \mus, esto corresponde a una duración
total de 10 ms. A continuación se dividen los cuadros binarios
BR-B1,..., BR-R80 memorizados
temporalmente en una unidad de separación ASE, respectivamente, en
unidades lógicas y se separan unos de otros. Las unidades lógicas
forman la cabecera H, la información de control CRCA, el canal de
señalización D y los canales de datos útiles B1,..., B30,
respectivamente. Las unidades lógicas de los cuadros binarios
BR-R1,..., BR-80 son agrupadas a
continuación -como se ilustra en la figura- para formar en cada caso
un cuadro de procesamiento y son transmitidas a la unidad de
linealización y de compresión LKE. Los cuadros de procesamiento,
formados por la cabecera H, la información de control CRC4 y el
canal de señalización D, son en este caso transparentes, es decir,
que son conducidos sin compresión a través de la unidad de
linealización y de compresión LKE.
En cambio, los cuadros de procesamiento asociados
a los canales de datos útiles B1,...,B30 son alimentados en cada
caso a una unidad de linealización LE de la unidad de linealización
y de compresión LKE. El cuadro de procesamiento, asociado a un canal
de datos útiles B1,...,B30 comprende, en total, ochenta bytes de
datos útiles asociados a un canal de datos útiles B1,..., B30
respectivo, estando asociado a cada cuadro binario
BR-R1,..., BR-R80, respectivamente,
un byte de datos útiles a través de la posición en el cuadro de
procesamiento. La información de datos útiles transmitida en el
marco de los canales de datos útiles B1,... B30, está codificada de
una manera normalizada, por así decirlo, según una curva
característica A no lineal con una resolución de 8 bits. Para poder
utilizar procedimientos de compresión conocidos, es necesaria una
linealización de la información de datos útiles antepuesta a la
compresión. Simultáneamente con la linealización se lleva a cabo una
conversión de la resolución de 8 bits a una resolución de 16 bits.
De esta manera se obtiene para los canales de datos útiles B1,...,
B30, respectivamente, un cuadro de procesamiento con una longitud de
80 x 16 = 1280 bits y una duración de 10 ms.
Los cuadros de procesamiento con la información
de datos útiles codificada linealmente son alimentados a
continuación en cada caso a una unidad de compresión
KE-B1,..., KE-B30 específica del
canal. A través de las unidades de compresión
KE-B1,..., KE-B30 específicas del
canal se lleva a cabo una compresión de la información de datos
útiles transmitida en el cuadro de procesamiento según el
procedimiento de compresión G.729 normalizado por la
ITU-T. Este algoritmo de codificación de la voz
convierte los valores de barrido de 16 bits codificados linealmente,
con una frecuencia de barrido de 8 kHz, en la corriente de datos
presente de 8kbit/s. A tal fin, es necesario un segmento de voz con
una duración de 10 ms -esto corresponde, en el presente ejemplo de
realización- a una longitud de 1280 bits de información de datos
útiles- para un cálculo de los parámetros que se realiza de acuerdo
con el algoritmo. En la salida de las unidades de compresión
KE-B1,..., KE-B30 específicas del
canal se obtienen de esta manera, para los canales de datos útiles
B1,... B30, respectivamente, cuadros de procesamiento
KR-B1,..., KR-B30 comprimidos con 80
bits de información de datos útiles comprimida y con una duración de
10 ms. De una manera alternativa al procedimiento de compresión
G.729 normalizado por la IRU-T se pueden utilizar
también otros procedimientos de compresión.
Los cuadros de procesamiento comprimidos
KR-B1,..., KR-B30 son alimentados a
continuación a una unidad de formación de cuadros RBE, que separa la
información de datos útiles comprimida, contenida en los cuadros de
procesamiento comprimidos KR-B1,...,
KR-B30, de acuerdo con los cuadros binarios
BR-R1,...,BR-R80 no comprimidos
originalmente y se combinan con las otras informaciones conducidas
de una manera transparente a través de la unidad de linealización y
de compresión LKE -como se representa en la figura- para formar un
cuadro binario comprimido KBR. Un cuadro binario comprimido KBR
presenta de esta manera una información de 50 bits -30 bits de
información de datos útiles y 20 bits de información adicional- con
una duración de 125 \mus. De esta manera se reduce la anchura de
banda de transmisión, que es necesaria para la transmisión de un
cuadro binario comprimido KBR, en oposición a un cuadro binario BR
no comprimido de 2080 kbit/s, a 400 kbit/s. Los cuadros binarios
comprimidos KBR son transmitidos a continuación a una unidad de
transmisión UEE para la alimentación a la red de baja tensión
NSN.
La figura 4 muestra ahora, en una representación
esquemática, un procedimiento para la linealización de la
información de datos útiles agrupada en los cuadros de
procesamiento. La información de datos útiles transmitida en los
canales de datos útiles B1,...,B30 está codificada según la
modulación del código del impulso, de forma abreviada PCM. La
modulación del código del impulso utiliza para la codificación, por
así decirlo, una "curva característica A".
La curva característica se compone, en total, de
13 subsecciones -designadas también como segmentos-. De acuerdo con
la definición de la ITU-T, cada valor de la amplitud
de una señal a explorar se representa a través de 8 bits. El primer
bit indica el signo de la señal explorada. Los 3 bits siguientes
definen el segmento relevante de la curva característica A y los
últimos 4 bits establecen la fase de cuantificación dentro de un
segmento. En total, se obtienen de esta manera 256 fases de
cuantificación posibles.
A través de la unidad de linealización LE se
convierte la información de datos útiles, codificada según la curva
característica A no lineal, en una señal codificada de acuerdo con
una curva característica lineal. Al mismo tiempo se lleva a cabo una
conversión de la resolución de 8 bits, utilizada por la curva
característica A, en una resolución de 16 bits. A través de la
utilización de una codificación lineal con una resolución de 16
bits, se crean las condiciones previas parta una utilización,
siguiente a la linealización, del procedimiento de compresión según
la Norma G.729 de la ITU-T.
La figura 5 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una conversión de la corriente
de datos S_{2m} pseudoternaria, codificada en el código de canal
HDB-3, para una transmisión a través de la red de
baja tensión NSN de acuerdo con una primera forma de realización. En
una primera etapa, se convierte la corriente de datos S_{2m}
pseudoternaria, codificada según el código de canal
HDB-3, a través de la unidad de conversión UE -como
se describe con referencia a la figura 2- en una corriente de datos
S_{2m} codificada ternaria. La corriente de datos S_{2m}
codificada binaria, que está constituida por una secuencia de
cuadros binarios BR, es transmitida a continuación a una unidad de
compresión KE, a través de la cual se linealiza la corriente de
datos S_{2m} codificada binaria -como se describe con referencia a
las figuras 3 y 4- y se comprime. En una etapa siguiente, se
transmite la corriente de datos S_{2m} comprimida a una unidad de
protocolo PE, que la convierte a un formato de datos previsto para
una transmisión de datos a través de la red de baja tensión
NSN.
NSN.
En virtud de la estructura de árbol, que está
presente en la zona fuera de la casa AHB de la red de baja tensión
NSN se establece una relación de comunicación de maestro - esclavo
para una transmisión de datos entre los consumidores conectados en
la red de baja tensión NSN y la estación de transformador
MSN-NSN TS, que lleva a cabo la conversión del nivel
de la tensión entre la red de tensión media MSN y la red de baja
tensión NSN. En este caso, la estación de transformador
MSN-NSN TS, que forma la raíz de la estructura de
árbol, está definida como maestra M y las unidades de contador ZE,
que están asociadas a un consumidor respectivo, están definidas
como esclavas.
Para una transmisión de datos a través de la red
de baja tensión NSN están previstos los llamados paquetes de datos
PLC con una longitud de 200 \mus, respectivamente, y con una
duración de 200 \mus, que están divididos en una cabecera PLC
PLC-H y en una zona de datos útiles. La cabecera
PLC PLC-H comprende esencialmente una información de
dirección para el direccionamiento de las esclavas S conectadas en
la red de baja tensión NSN. La información de dirección se puede
formar en este caso a través de una dirección MAC (Control de
Acceso Medio) asociada de una manera unívoca, respectivamente, a las
esclavas S. La dirección MAC es una dirección de hardware unívoca
de 6 bytes de largo, depositada sobre la capa 2 del modelo de
referencia ISO. De una manera alternativa, un direccionamiento de
las esclavas S conectadas en la red de baja tensión NSN se puede
realizar a través de una dirección VPI/VCI (Identificador de
Trayectoria Virtual / Identificador de Canal Virtual), que se basa
en el protocolo ATM (Modo de Transferencia Asíncrona).
Para una realización de una transmisión de datos
bidireccional a través de la red de baja tensión NSN se divide la
zona de datos útiles del paquete de datos PLC con la ayuda del
procedimiento dúplex de tiempo -designado también en la literatura
como Dúplex por División de Tiempo, de forma abreviada "TDD" -
en dos cuadros -designados también en la literatura como zonas
dúplex-. En este caso, se lleva a cabo una división de la zona de
datos útiles en una zona de corriente descendente
DS-B y en una zona de corriente ascendente
US-B. Los cuadros binarios KBR comprimidos, que
llegan esencialmente al mismo tiempo de la corriente de datos
descendente y de la corriente de datos ascendente DS, US de la
corriente de datos S_{2m} comprimida codificada binaria son
insertados en este caso de una manera sucesiva en el tiempo en la
zona respectiva de la corriente descendente o de la corriente
ascendente DS-B, US-B de la zona de
datos útiles del paquete de datos
PLC.
PLC.
La zona de corriente descendente
DS-By la zona de corriente ascendente
US-B presentan, respectivamente, una longitud de 100
bits con una duración de 100 \mus. Para poder insertar un cuadro
binario comprimido KBR con una longitud de 50 bits y una duración de
125 \mus en una zona dúplex DS-B,
US-B correspondiente, es necesaria una memorización
temporal de los cuadros binarios comprimidos KBR. Adicionalmente,
la zona que queda libre, debido a la longitud diferente de las zonas
dúplex DS-B, US-B y de los cuadros
binarios comprimidos KBR, en la zona de datos útiles del paquete de
datos PLC es rellena con datos de relleno L.
Los paquetes de datos PLC son transferidos a
continuación para una transmisión a través de la red de baja tensión
NSN desde la unidad de protocolo PE a una unidad de transmisión UEE.
La unidad de transmisión UEE lleva a cabo la transmisión de datos,
por ejemplo, según el procedimiento de transmisión PFDM (Acceso
Múltiple por División de Frecuencia Ortogonal) con una corrección de
errores FEC (Corrección Directa de Errores) intercalada y con una
modulación DQPSK (Modulación por Diferencia de Fase en Cuadratura)
intercalada. Se puede obtener información más detallada sobre este
procedimiento de transmisión y modulación a partir del trabajo de
graduado no publicado hasta ahora de Jörg Stolle:"Powerline
Communication PLC", 5/99, Siemens AG.
En este primer modo de conversión, se divide la
zona de datos útiles del paquete de datos PLC en dos zonas dúplex
con una longitud de 100 bits cada una. De esta manera, se obtiene
-sin tener en cuenta la cabecera PLC- una velocidad de transmisión
necesaria de:
(200 bits) / 200 \mus = 1
Mbit/s
La figura 6 muestra una imagen de la estructura
para la representación esquemática de una conversión de la corriente
de datos S_{2m} pseudoternaria, codificada en el código de canal
HDB-3 para una transmisión a través de la red de
baja tensión NSN de acuerdo con una segunda forma de realización. De
una manera similar a la primera forma de realización, en una primera
etapa, se convierte la corriente de datos S_{2m} pseudoternaria,
codificada según el canal HDB3, a través de la unidad de conversión
UE -como se describe con referencia a la figura 2- en una corriente
de datos S_{2m} codificada binaria. La corriente de datos S_{2m}
codificada binaria, que está constituida por una secuencia de
cuadros binarios BR, es transmitida a continuación a una unidad de
compresión KE, a través de la cual se linealiza la corriente de
datos S_{2m} codificada binaria -como se describe con referencia a
las figuras 3 y 4- y se comprime. En una etapa siguiente, se
transmite la corriente de datos S_{2m} comprimida a una unidad de
protocolo PE, que la convierte en un formato de datos previsto para
una transmisión de datos a través de la red de baja tensión NSN.
Para una realización de una transmisión
bidireccional de datos a través de la red de baja tensión NSN, se
definen, de acuerdo con la segunda forma de realización, paquetes de
datos PLC diferentes para la corriente descendente de datos DS y
para la corriente ascendente de datos US, que son desplazados con la
ayuda del procedimiento dúplex por división de frecuencia -designado
en la literatura con frecuencia como "Dúplex por División de
Frecuencia", de forma abreviada "FDD"- a través de
modulación en dos gamas de frecuencias diferentes
\Deltaf-DS, \Deltaf-US.
Los paquetes de datos PLC definidos para la
corriente descendente de datos DS y para la corriente ascendente de
datos US presentan, respectivamente, una longitud de 100 bits con
una duración de 100 \mus. Para poder insertar un cuadro binario
comprimido KBR con una longitud de 50 bits y una duración de 25
\mus en la zona dúplex correspondiente DS-B,
US-B, es necesaria, de una manera similar a la
primera forma de realización, una memorización temporal de los
cuadros binarios comprimidos KBR. Adicionalmente, la zona que queda
libre, debido a la longitud diferente de las zonas dúplex
DS-B, US-B y de los cuadros binarios
comprimidos KBR, en la zona de datos útiles del paquete de datos PLC
es rellena con datos de relleno L.
Los paquetes de datos PLC son transmitidos a
continuación para la transmisión a través de la red de baja tensión
NSN desde la unidad de protocolo PE a una primera o bien a una
segunda unidad de transmisión UUE1, UUE2. La primera y la segunda
unidad de transmisión UUE1, UUE2 realizan la transmisión de los
datos, por ejemplo de acuerdo con el procedimiento de transmisión
OFDM, con una corrección de errores FEC- antepuesta y con una
modulación DQPSK antepuesta. En este caso, por ejemplo, la primera
unidad de transmisión UUE1 controla una transmisión de datos a
través de la red de baja tensión NSN en una primera gama de
frecuencias \Deltaf-DS y la segunda unidad de
transmisión UUE2 controla la transmisión de datos en una segunda
gama de frecuencias \Deltaf-US.
En este segundo modo de conversión, los paquetes
de datos PLC presentan, respectivamente, una longitud de 100 bits
con una duración de 100 \mus. De esta manera, se obtiene para la
dirección de la corriente descendente DS y para la dirección de la
corriente ascendente US, respectivamente, una velocidad binaria de
transmisión necesaria de
(100 bits) / 125 \mus = 500
kbit/s
En el lado del receptor se lleva a cabo una
lectura de los paquetes de datos PLC a partir de la red de baja
tensión NSN y una conversión a una corriente de datos S_{2m}
pseudoternaria, codificada según el código de canal
HDB-3 de una manera similar al modo de
funcionamiento descrito solamente en dirección inversa.
Claims (23)
1. Procedimiento para la conversión de una
corriente de datos S_{2m} para una transmisión a través de una red
de baja tensión (NSN), en el que la corriente de datos S_{2m}, que
está constituida por una secuencia de cuadros S_{2m} (S2mR), es
convertida a una corriente de datos binaria, que está constituida
por una secuencia de cuadros binarios (BR), en el que una
información útil, contenida en un cuadro binario (BR), es separada
del cuadro binario (BR) y es comprimida a continuación, en el que la
información útil comprimida es agrupada con las informaciones no
comprimidas del cuadro binario (BR) para formar un cuadro binario
(KBR) comprimido, en el que los cuadros binarios comprimidos (KBR)
son insertados en paquetes de transmisión, previstos para una
transmisión de datos a través de la red de corriente de baja tensión
(NSN) y son transmitidos a una unidad de transmisión (UEE) para la
transmisión a través de la red de baja tensión (NSN).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque para una transmisión de datos a través
de la red de corriente de baja tensión (SNS) se establece una
relación de comunicación de maestro - esclavo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque con la ayuda de un procedimiento dúplex
de tiempo se dividen los paquetes de transmisión en una primera zona
(DS-B) para una transmisión de datos en una primera
dirección de transmisión (DS) y en una segunda zona
(US-B) para una transmisión de datos en una segunda
dirección de transmisión y porque los cuadros binarios comprimidos
(KBR) son insertados, en función de la dirección, en la primera o en
la segunda zona (DS-B, US-B) del
paquete de transmisión.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque en la primera zona
(DS-B) se transmiten cuadros binarios comprimidos
(KBR) desde una instalación maestra (M) hacia una instalación
esclava (S) y en la segunda zona (US-B) se
transmiten cuadros binarios comprimidos (KBR) desde la instalación
esclava (S) hacia la instalación maestra
(M).
(M).
5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque las posiciones de la primera y de la
segunda zona (DS-B; US-B), que no
contienen ninguna información después de la inserción de un cuadro
binario comprimido (KBR) en la zona respectiva
(DS-B, US-B), son rellenos con datos
de relleno (L).
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque con la ayuda de un procedimiento dúplex
por división de frecuencia, primeros paquetes de transmisión,
previstos para la transmisión de datos en una primera dirección de
transmisión (DS), son modulados en una primera gama de frecuencias
(\Deltaf-DS), y segundos paquetes de transmisión,
previstos para una transmisión de datos en una segunda dirección de
transmisión (US), son modulados en una segunda gama de frecuencias
(\Deltaf-DS), porque los cuadros binarios
comprimidos (KBR) son insertados, en función de la dirección, en
los primeros o en los segundos paquetes de transmisión, y porque los
primeros paquetes de transmisión son transmitidos a una primera
unidad de transmisión (UEE1) y los segundos paquetes de transmisión
son transmitidos a una segunda unidad de transmisión (UEE2) para la
transmisión a través de la red de corriente de baja tensión
(NSN).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque en los primeros paquetes de transmisión
se transmiten cuadros binarios comprimidos (KBR) desde una
instalación maestra (M) hacia una instalación esclava (S) y en los
segundos paquetes de transmisión se transmiten cuadros binarios
comprimidos (KBR) desde la instalación esclava (S) hacia la
instalación maestra (M).
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque las posiciones del primero y del segundo
paquete de transmisión, que no contienen ninguna información después
de la inserción de un cuadro binario comprimido (KBR) en el paquete
de transmisión respectivo, son rellenas con datos de relleno
(L).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante la
conversión de un cuadro S_{2m} (SR) en un cuadro binario (BR), se
inserta una información para la recuperación del cuadro S_{2m}
(SR).
10. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque como información se insertan un bit del
estado inicial (ANF), un bit de sincronización (SYN), un bit V (V) y
un bit B (B) en el cuadro binario (BR).
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
información útil es comprimida de acuerdo con el procedimiento de
compresión G.729 normalizado a través de la
ITU-T.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque la información útil asociada a un canal
de datos útiles (B1,..., B30) respectivo es comprimida por separado,
respectivamente, en una instalación de compresión
(KE-B1,..., KE-B30 específica del
canal.
13. Procedimiento según la reivindicación 11 ó
12, caracterizado porque la información útil, codificada de
acuerdo con una curva característica A no lineal, que presenta una
resolución de 8 bits, es convertida antes de su compresión a una
señal lineal, que presenta una resolución de 16 bits.
14. Dispositivo para la conversión de una
corriente de datos S_{2m} para una transmisión a través de una red
de baja tensión (NSN), con una unidad de conversión (UE) para la
conversión de la corriente de datos S_{2m} pseudoternaria, que
está constituida por una secuencia de cuadros S_{2m} (S2mR), en
una corriente de datos binaria, que está constituida por una
secuencia de cuadros binarios (BR), con una unidad de separación
(ASE) para la separación de una información útil, contenida en un
cuadro binario (BR), y con una unidad de compresión (KE) para la
compresión de la información útil separada, con una unidad de
formación de cuadros para la agrupación de la información útil
comprimida con las informaciones no comprimidas del cuadro binario
(BR) para formar un cuadro binario comprimido (KBR), y con una
unidad de protocolo (PE) para la inserción de los cuadros binarios
comprimidos (KBR) en un paquete de transmisión, que está previsto
para una transmisión de datos a través de la red de corriente de
baja tensión (NSN), y con una unidad de transmisión (UEE) para la
alimentación de los paquetes de transmisión a la red de corriente de
baja tensión (NSN).
15. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque la unidad de compresión (KE) está
configurada de acuerdo con el procedimiento de compresión G.729
normalizado a través de la ITU-T.
16. Dispositivo según la reivindicación 14 ó 15,
caracterizado porque la unidad de compresión (KE) presenta
treinta unidades de compresión (KE-B1,...
KE-B30) específicas del canal.
17. Dispositivo según la reivindicación 16,
caracterizado porque aguas arriba de las unidades de
compresión (KE-B1,..., KE-B30)
específicas del canal está conectada, respectivamente, una unidad de
linealización (LE) para la conversión de la información útil
codificada de acuerdo con una curva característica A no lineal, que
presenta una resolución de 18 bits, en una señal lineal, que
presenta una resolución de 16 bits.
18. Dispositivo según una de las reivindicaciones
14 a 17, caracterizado porque la unidad de protocolo (PE)
está configurada de tal forma que
- -
- con la ayuda de un procedimiento dúplex por división de tiempo se dividen los paquetes de transmisión en una primera zona (DS-B) para una transmisión de datos en una primera dirección de transmisión (DS) y en una segunda zona (US-B) para una transmisión de datos en una segunda dirección de transmisión (US), y
- -
- porque los cuadros binarios comprimidos (KBR) son insertados, en función de la dirección, en la primera o en la segunda zona (DS-B, US-B) del paquete de transmisión.
19. Dispositivo según una de las reivindicaciones
14 a 17, caracterizado porque la unidad de protocolo (PE)
está configurada de tal forma que
- -
- con la ayuda de un procedimiento dúplex por división de frecuencia, primeros paquetes de transmisión, previstos para la transmisión de datos en una primera dirección de transmisión (DS), son modulados en una primera gama de frecuencias (\Deltaf-DS), y segundos paquetes de transmisión, previstos para una transmisión de datos en una segunda dirección de transmisión (US), son modulados en una segunda gama de frecuencias (\Deltaf-DS),
- -
- porque los cuadros binarios comprimidos (KBR) son insertados, en función de la dirección, en los primeros o en los segundos paquetes de transmisión.
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado por una primera unidad de transmisión (UEE1)
para la transmisión de los primeros paquetes de transmisión y por
una segunda unidad de transmisión (UEE2) para la transmisión de los
segundos paquetes de transmisión a través de la red de baja tensión
(NSN).
21. Dispositivo según una de las reivindicaciones
14 a 20, caracterizado porque está establecida una relación
de comunicaciones de maestro - esclavo para una transmisión de
datos a través de la red de corriente de baja tensión (NSN).
22. Dispositivo según la reivindicación 21,
caracterizado porque una estación de transformador
(MSN-NSN TS), que lleva a cabo la conversión de la
tensión entre una red de corriente de tensión media (MSN) y la red
de corriente de baja tensión (SNS), está configurada como
instalación maestra (M).
23. Dispositivo según la reivindicación 21 ó 22,
caracterizado porque una instalación de contador (ZE), que
está asociada a una zona respectiva dentro de la casa (IHB) de la
red de corriente de baja tensión (NSN) está configurada como
instalación esclava (S).
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