ES2224901A1

ES2224901A1 - Sistema de transmision basado en la propagacion de ondas elasticas a traves de cables electricos.

Info

Publication number: ES2224901A1
Application number: ES200402678A
Authority: ES
Inventors: Juan Antonio Talavera Martin; Carlos Mateo Domingo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2024-11-08
Also published as: WO2006051128A2; WO2006051128A3; ES2224901B1; EP1814103A2

Abstract

Sistema de transmisión basado en la propagación de ondas elásticas a través de cables eléctricos que comprende los siguientes cuatro componentes: 1) convertidores de las señales eléctricas provenientes del emisor a ondas elásticas, 2) convertidores de las ondas elásticas a señales eléctricas para el receptor, 3) acoplamientos dieléctricos de los convertidores al medio de transmisión y 4) medio de transmisión que comprende fundamentalmente los cables eléctricos. Los cables eléctricos tienen como finalidad transportar energía eléctrica, o bien, transmitir voz, vídeo y datos. A estas funciones, con el sistema propuesto, se les incorpora canales de transmisión adicionales mediante ondas elásticas. El campo de aplicación abarca la transmisión de señales, datos, voz y vídeo por redes de energía eléctrica o de comunicación.

Description

Sistema de transmisión basado en la propagación de ondas elásticas a través de cables eléctricos.

Objeto

La presente memoria describe una patente de invención relativa a sistemas de comunicación mediante ondas elásticas que utilizan cables eléctricos como medio de transmisión. Estos cables son los usados tanto para la distribución de la energía eléctrica como para las comunicaciones en todas sus variedades.

Campo de la invención

El campo de aplicación es la transmisión de datos, señales de voz, vídeo y de cualquier otro tipo por redes de transporte y distribución de energía eléctricas, o bien, por redes de comunicación. En este segundo caso, las redes son muy variadas e incluyen tanto las extensas redes de telefonía fija, como las redes de datos de área local dentro de edificios. También pueden ser enviadas, en base a ondas elásticas y a través de conexiones punto a punto, señales de aparatos, dispositivos, sensores y transductores. Es decir, el campo de aplicación abarca a todos aquellas conexiones realizadas mediante conductores eléctricos y en los que las ondas elásticas puedan aportar otro nivel físico de transmisión particularmente apropiado para internet e intranet.

Antecedentes de la invención

En estos últimos años, con el crecimiento tan espectacular de las comunicaciones, se está haciendo un gran esfuerzo en el aumento de la capacidad de transmisión en las redes. En general, se está siguiendo dos alternativas. Una de ellas que parece la más obvia consiste simplemente en la instalación de nuevas líneas, por ejemplo, de fibra óptica o enlaces inalámbricos. Otra, es menos evidente pero que está dando unos resultados mucho más espectaculares de lo esperado: es la ampliación de la capacidad de las líneas actualmente existentes por medio de un cambio de tecnología de transmisión. Es el caso, por ejemplo, del ADSL en las líneas telefónicas o los sistemas PLC en las líneas eléctricas. Este último caso es especialmente revelador. Así, se están utilizando las infraestructuras diseñadas específicamente para transportar energía eléctrica como medios para transmitir también información. La invención que se propone profundiza más aún en este concepto.

Descripción de la invención

Desde sus comienzos, tal como las conocemos en la actualidad, las telecomunicaciones se han basado en la propagación de ondas electromagnéticas. En las últimas décadas, las fibras ópticas están aportando un impulso renovado en el aumento de la capacidad de transmisión de las redes. Aunque también son ondas electromagnéticas su frecuencia tan elevada hace que tengan un comportamiento radicalmente diferente en los medios materiales y, por lo tanto, requieren unas infraestructuras completamente nuevas. Por otro lado, las ondas elásticas que tan íntimamente han estado ligadas al hombre (considérese la voz) han tenido un papel muy secundario como medio de transmisión. La presente invención propone la utilización de las ondas elásticas como medio de transmisión pero de una forma nueva a como hasta ahora se ha hecho: propagándose por los propios conductores eléctricos. En contra de lo que pudiera suponerse, las ondas elásticas se propagan con mayor velocidad y menor atenuación en metales, como el cobre, que en el aire. Además, los conductores eléctricos son excelentes guías de onda para las señales elásticas de alta frecuencia.

Esto posibilita la utilización de infraestructuras ya construidas y que se extienden por continentes, países, ciudades, edificaciones y casas como medio de transmisión adicional de cualquier tipo de señal. Así, podemos por los cables de las líneas eléctricas transmitir, además de energía, datos modulados sobre las ondas elásticas. Dentro de los edificios, equipos de cualquier tipo pueden comunicarse mediante sus enchufes a la red eléctrica. No se requiere ningún cable adicional. Se pueden hacer incluso redes de área local a través de las conexiones eléctricas que suministra energía a los ordenadores. O que sirva la red eléctrica como red de distribución, a usuarios dentro del edificio, de la información transmitida por una línea de comunicación proveniente del exterior.

Por otro lado, en los cables de telefonía, con su interesante topología de enlaces punto a punto, se pueden incorporar otros canales adicionales de comunicaciones por ondas elásticas con mucho mayor ancho de banda. Estos canales de transmisión adicionales, soportados por ondas elásticas, pueden también ser incorporados a los propios cables de datos para aumentar su capacidad de transmisión de información. Así, en su máximo aprovechamiento, un cable puede simultáneamente transportar energía eléctrica junto con voz, vídeo, datos -mediante ondas electromagnéticas- y, así mismo, tener canales de transmisión por ondas elásticas. En este sentido de máximo aprovechamiento, hay que destacar que los cables eléctricos suelen tener dos conductores lo cual posibilita dos canales completos de ondas elásticas.

Además de añadir canales de comunicación sobre las infraestructuras existentes, o dotar a las nuevas de mayor capacidad de transmisión, la comunicación con ondas elásticas presenta una importante ventaja: no hay emisión de radiación electromagnética. A su vez, son básicamente inmunes a interferencias electromagnéticas.

Realizaciones preferentes de la invención

El sistema de transmisión propuesto se compone de los siguientes componentes:

1) Convertidores de señales eléctricas a ondas elásticas. Aunque pueden ser construidos con dispositivos eléctricos, tales como bobinas o condensadores, típicamente son estructuras basadas en materiales piezoeléctricos, o magnetoestrictivos, que al aplicar tensión o corriente eléctrica generan deformaciones y esfuerzos que se propagan elásticamente;

2) Acoplamientos dieléctricos. A través de ellos las ondas elásticas producidas por los convertidores se transmiten al medio de transmisión, o bien, las ondas elásticas propagadas por los cables son transmitidas a los convertidores. Para ello, adaptan la impedancia mecánica de los convertidores a la impedancia mecánica del conductor del cable dentro de su recubrimiento aislante. Por otro lado, los acoplamientos dieléctricos son de materiales eléctricamente aislantes para separar galvánicamente los circuitos de los convertidores del voltaje del conductor. Así, se consigue independencia entre el potencial de los circuitos generadores de las señales elásticas y el potencial eléctrico del medio de transmisión. En caso de cables para distribución de energía eléctrica, el potencial suele ser bastante elevado (por ejemplo, 220 V) comparado con las tensiones de los circuitos electrónicos de los convertidores. Además, la separación mediante un dieléctrico permite la eliminación del ruido debido a campos eléctricos y magnéticos, así como, la reducción de las interferencias de los otros posibles canales de transmisión basados en señales electromagnéticas;

3) Convertidores de ondas elásticas a señales eléctricas. Son estructuras basadas en materiales piezoeléctricos, u otro tipo de dispositivos como sensores capacitivos, que al deformarse por los pequeños esfuerzos producidos por las ondas elásticas generan voltajes y corrientes eléctricas;

4) Medio de transmisión lo constituye básicamente los cables eléctricos. Se componen de un material conductor recubierto, en la mayoría de las ocasiones, de materiales aislantes. Los conductores de los cables eléctricos suelen ser metales de baja resistividad tales como el cobre, la plata o el aluminio. Hay una enorme variedad de cables eléctricos y por todos ellos pueden propagarse las ondas elásticas en distintos modos de propagación.

Opcionalmente, se requiere una clase de componentes más: los puentes dieléctricos. Tienen la misión de transmitir las señales elásticas entre segmentos del mismo, o de otro, cable eléctrico de tal forma que se eviten ciertos aparatos, como relés, interruptores, contadores,... que pudieran interrumpir el medio de transmisión o producir atenuaciones, reflexiones u otro tipo de efectos sobre las ondas elásticas. Por otro lado, hay que considerar que no se deben establecer conexiones eléctricas adicionales a las existentes. Por ello, estos puentes dieléctricos deben estar basados en materiales no conductores de la electricidad.

Por último, como sistema de transmisión requiere muchos otros elementos tales como filtros, osciladores, codificadores, decodificadores,... que no se describen por ser conocidos por los expertos en esta materia.

Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo. Los materiales, forma y disposición de los elementos serán susceptibles de variación, siempre y cuando ello no suponga una alteración de la esencialidad del invento.

Claims

1. Sistema de transmisión basado en la propagación de ondas elásticas a través de cables eléctricos caracterizado por tener un número de convertidores de señales eléctricas a ondas elásticas, un número de convertidores de ondas elásticas a señales eléctricas, un número de acoplamientos dieléctricos de los convertidores al medio de transmisión y el medio de transmisión que comprende un número de cables eléctricos.

2. Sistema de transmisión basado en la propagación de ondas elásticas a través de cables eléctricos, según la primera reivindicación, caracterizado por tener un número de puentes dieléctricos en el medio de transmisión.