Este documento presenta el diseño e implementación de un sistema para transmitir señales de televisión análoga y digital a través de la red eléctrica. Inicialmente se analizan los requisitos técnicos para dicha transmisión y se diseñan acoples para la red eléctrica evaluados mediante análisis de redes. Luego se transmiten señales moduladas en las frecuencias con mejor respuesta y se transmite una señal de TV pregrabada a través de la red eléctrica. Finalmente, se evalúa el funcionamiento de

1. Contents
I 1. RESUMEN 1
II 2. INTRODUCCIÒN 1
III 3. Estado del Arte 2
IV MARCO TEORICO 3
V 6. ACOPLES Y CARACTERIZACIÓN PARA TRANS-
MISIÓN DE SEÑAL PLT 9
VI 7. RESULTADOS 19
VII 8. CONCLUSIONES 23
Part I
1. RESUMEN
Este artículo presenta el diseño e implementación de un sistema de transmisión
de señal de televisión por la red de suministro eléctrico, junto con los dispositivos
necesarios para enviar y recibir esta señal.
Inicialmente se presenta el análisis sobre las características técnicas nece-
sarias para transmitir una señal de televisión análoga o digital a través de la
red de suministro eléctrico, los diseños de acoples para PLT1 implementados
fueron evaluados usando un análisis vectorial de redes, identicando los espa-
cios de frecuencia de mejor comportamiento para ser usadas en la transmisión
de señales NTSC o DVB-T. Finalmente se transmiten señales moduladas en las
ventanas de frecuencia con mejor respuesta y se procede a transmitir una señal
de televisión pregrabada a través de los dispositivos seleccionados usando como
medio de transmisión la red de suministro eléctrico.
Palabras claves: PLT (power Line Telecomunications), Televisión, trans-
misión, televisión analoga, televisión digital.
SUMMARY
1

2. Part II
2. INTRODUCCIÒN
La tecnología PLT aprovecha la red eléctrica para convertirla en una línea de
transmisión de datos. La red eléctrica, la más extensa del mundo y formada por
miles de kilómetros de cable, llega a más de 3.000 millones de personas. Dados
los altos costos que acarrea el tendido de nuevas redes de telecomunicaciones,
cuya mayor cuantía es absorbida por el último tramo de conexión al usuario;
este proyecto tiene por objetivo la transmisión de una señal de televisión usando
como medio de transmisión la red de suministro eléctrico de baja potencia, para
reducir el costo adicional que conlleva el tendido de un cableado aparte para
el suministro eléctrico y otro para el de la señal de televisión dentro de una
vivienda.
Sobre el tema se encuentran trabajos de análisis y estudio de las técnicas
de tratamiento de señales para la prestación del servicio de internet sobre redes
de distribución de potencia eléctrica en [1]. Se presentan algunos ejemplos de
caracterización de la red de suministro eléctrico de un edicio, como medio de
transmisión de información en [2]. Se trabaja un análisis técnico de una red
de distribución de potencia eléctrica para la transmisión de señales que llevan
información del servicio de valor agregado en Internet en [3]. Se logran algunos
sistemas de interconexión USB a través de la red eléctrica en [4]. Se habla de
Internet de alta velocidad a través de líneas eléctricas en [5]. Se habla acerca
de la acelerada escalada para el acceso a internet en [6]. Pero en la bibliografía
consultada no se halla transmisión de video o TV ya sea análoga o digital.
Para el desarrollo del proyecto se propuso la siguiente metodología de tra-
bajo:
Investigar los requerimientos técnicos necesarios para la transmisión de una
señal de televisión análoga y digital. Investigar acerca de transmisión de señales
de telecomunicaciones a través de la red eléctrica (PLT) Determinar la estruc-
tura y características de los sistemas de acople de señales de telecomunicaciones a
la red eléctrica Diseñar los circuitos impresos Elaborar prototipos de los acoples
de señal para la red eléctrica Implementar acoples de señal para la red eléctrica
Evaluar el funcionamiento de los acoples implementados. Realizar pruebas de
caracterización (frecuencia, amplitud) de señales emisoras de televisión Visu-
alizar las señales emitidas a través de acople en un televisor.
Part III
3. Estado del Arte
Se encuentran diversas tesis de pregrado como por ejemplo: Universidad Dis-
trital, Facultad tecnológica Titulo: Sistema de interconexión USB a través de
la red eléctrica 2007; Rafael Coba Así como del nivel de maestría entre las que
2

3. se encuentran al menos 4 documentos de maestría en telecomunicaciones de
la Universidad Nacional: Universidad Nacional de Colombia - Bogotá, UNCB,
Colombia título: Análisis y estudio de las técnicas de tratamiento de señales
para la prestación del servicio de internet sobre redes de distribución de potencia
eléctrica., año de obtención: 2005; Hugo Herley Malaver Guzmán Universidad
Nacional De Colombia - Bogotá, UNCB, Colombia Título: Caracterización de
la red de suministro eléctrico de un edicio como medio de transmisión de in-
formación; Marlon Patiño Bernal Universidad Nacional De Colombia - Bogotá,
UNCB, Colombia Título: Análisis técnico de una red de distribución de poten-
cia eléctrica para la transmisión de señales que llevan información del servicio
de valor agregado en Internet; Henry Arturo Bastidas Mora
Comercialmente ya están disponibles diversos dispositivos de transmisión
y recepción de datos utilizando la red eléctrica como medio de transmisión
entre los que se puede mencionar: Adaptador PLC ZyXEL PL100(conector el
adaptador PLC al router, los datos de red se transmitirán por el domicilio)
[7]. Powerline Twin Pack 200 Mbps (transmisor ethernet por cable eléctrico
Ofrece las ventajas de instalación cero para crear redes de datos Sistema Plug
Play que nos permitirá utilizar nuestra actual instalación eléctrica para la
transmisión de información e Internet.) ) [8]. El BOSSPLC85 (permite utilizar
su cable eléctrico para transportar Ethernet de un punto a otro). ) [9]. Sin
embargo no se han encontrado referencias técnicas académicas o comerciales en
las que se considere la transmisión de una señal de video análogo ni digital a
través de la red eléctrica.
Como alternativa de solución se encontró:
El EZ-Stream Wireless Multimedia Receiver se conecta a su televisor o
aparato de música permitiendo así que Ud. pueda escuchar música MP3, radio
vía Internet, mirar películas MPEG e imágenes digitales que están guardadas
en su PC de casa ) [10].
Part IV
MARCO TEORICO
4. SEÑALES DE TV NTSC Y DVB-T
Los espectros de las señales de televisión para Colombia corresponden a señales
de 6MHz de ancho de banda, la estructura de la señal análoga se muestra en la
gura 2. La señal digital aun no esta al aire pero su estructura es bien conocida
y corresponde a una señal de dos mil u ocho mil portadoras de modulación
digital QAM o PSK en OFDM y su espectro, que ocupara 6MHz se presenta
en la gura 6. Tanto la señal análoga como la digital de TV para Colombia
cuentan con sistemas de control automático de ganancia que soporta mas de 24
dB de variación en la intensidad de la señal, de estas características se determino
que la amplicación de señales ya moduladas solo es requerida en cableados con
3

4. distancias mayores a 20m; distancia poco habitual en viviendas de interés social
y clase media.
5. REQUERIMIENTOS DE UNA SEÑAL DE
VIDEO ANALOGA (NTSC)
Es un sistema de codicación y transmisión de televisión a color analógica que
se emplea en la actualidad en gran parte de América y Japón, entre otros países.
El nombre viene del comité de expertos que lo desarrolló, el National Televisión
System(s) Committee.
Figure 1:
Figura1. Sistemas de TV-Color utilizados en el mundo [10]
El formato NTSC consiste en la transmisión de 29,97 cuadros de vídeo en modo
entrelazado con un total de 525 líneas de resolución y una velocidad de actu-
alización de 29,97 cuadros de vídeo por segundo y 60 campos de líneas entre-
lazadas. Todas estas señales deben ser transmitidas y recibidas simultáneamente
en un solo canal de 6Mhz (con el espectro que se encuentra en la Figura 2). La
portadora de la imagen está espaciada a 1.25 MHz arriba del límite inferior
para el canal y la portadora de sonido a 0.25 MHz abajo del límite superior.
Por tanto, las portadoras de imagen y de sonido tienen siempre 4.5 MHz de
separación. La subportadora de color está ubicada a 3,58 MHz arriba de la
portadora de imagen (Portadoras para un canal mostradas en la Figura 3). La
radiodifusión de televisión comercial utiliza una transmisión de banda lateral
vestigial Que es una forma limitada de la doble banda lateral de AM para la
información de la imagen. La banda lateral inferior es de 0,75MHz de ancho y
la banda lateral superior de 4MHz. En consecuencia, las frecuencias bajas de
video (un perl general de la imagen) se enfatizan en relación a las frecuencias
altas de video (detalles más exactos de la imagen). La portadora de sonido de
FM tiene un ancho de banda de 75kHz aproximadamente ( ±25kHz desviación
para la modulación al 100%). La modulación de amplitud y fase se usa para
4

5. codicar la información de color en la subportadora de color de 3,58 MHz. Para
garantizar la compatibilidad con el sistema NTSC en blanco y negro, el sistema
NTSC de color mantiene la señal monocromática en blanco y negro como com-
ponente de luminancia de la imagen en color, mientras que las dos componentes
de crominancia se modulan con una modulación de amplitud en cuadratura so-
bre una subportadora de 3,579545 MHz. La demodulación de las componentes
de crominancia es necesariamente síncrona, por lo tanto se envía al inicio de
cada línea una señal sinusoidal de referencia de fase conocida como salva de
color , burst o colorburst (gura 4). Esta señal tiene una fase de 180 º y es
utilizada por el demodulador de la crominancia para realizar correctamente la
demodulación. A veces, el nivel del burst es utilizado como referencia para
corregir variaciones de amplitud de la crominancia de la misma manera que el
nivel de sincronismo se utiliza para la corrección de la ganancia de toda la señal
de vídeo.
Figure 2:
Figura 2. Espectro de frecuencia para un canal de redifusión de televisión
estándar. [19]
Figure 3:
5

6. Figura3. Portadoras para un canal de radiodifusión de televisión estándar.
[10]
Figure 4:
Figura 4. Señal de sincronismo y señal de salva de color [10]
AGC2 El control automático de ganancia se utiliza para mantener un nivel
de señal de salida jo, reduciendo los efectos de las variaciones del nivel de
entrada. Cuando el amplicador detecta un cambio en la amplitud de la señal
de entrada, envía a través de un circuito de realimentación dicha uctuación,
que se convierte en una señal de control de ganancia automático compensando
la variación inicial.
PARÁMETROS DVB-T DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial):
Sus características están basadas en el sistema PAL, y ha sido desarrollado
por el grupo europeo DVB (Digital Video Broadcasting) que agrupa a varios
fabricantes de equipos de televisión europeos. El estándar DVB-T forma parte
de una familia de estándares de la industria para la transmisión de emisiones de
televisión digital según diversas tecnologías: Emisión de señales de distribución
terrestre usada en la televisión analógica tradicional (DVB-T), emisiones desde
satélites geoestacionarios (DVB-S), por redes de cable (DVB-C), e incluso para
emisiones destinadas a dispositivos móviles (DVB-H).
6

7. Figure 5:
Figura 5: Sistemas de TV-Color digital utilizados en el mundo [20].
Tamaño IFFT 2k, 8k Intervalos de Guarda 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 Code rate 1/2,
2/3, 3/4, 5/6, 7/8 Interleaving de símbolo Nativo Constelaciones QPSK, 16-
QAM, 64-QAM Modos de jerarquía Constelaciones 16-QAM y 64-QAM con α
= 1, 2 ó 4 Operación MFN Disponible Señal TPS Cell ID Ancho de banda del
canal 6, 7 y 8 MHz
Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM3) El concepto
de modulación OFDM es bastante simple pero la viabilidad de su aplicación
tiene muchas complejidades. Un único ujo de datos se divide en paralelo cada
uno ujos de datos se codica y modulada en un subportadora, un término
comúnmente usado en sistemas OFDM.
Los sistemas FDM han sido comunes durante muchas décadas. Sin embargo,
en la FDM, las las portadoras altas son todas independientes entre sí. Existe
una guardia en el período entre ellas y no se solapan en absoluto. Esto funciona
así porque en cada sistema FDM transportista lleva los datos destinados a otro
usuario o aplicación. Radio FM es un sistema FDM. FDM sistemas no son
ideales para lo que queremos para los sistemas de banda ancha. El uso de FDM
que se pierdan demasiado ancho de banda. Aquí es donde OFDM tiene sentido.
En OFDM, subportadoras se superponen. Ellos son ortogonales porque el
pico de un subportadora se produce cuando otras subportadoras se encuentran
en cero. Esto se consigue mediante la realización de todos los subportadoras
usando Inverse Fast Fourier Transform (IFFT). El demodulador en el receptor
de canales paralelos de un bloque de FFT. Tenga en cuenta que cada subpor-
tadora todavía puede ser modulada independiente. Esta ortogonalidad está
7

8. representado en la gura 6.
Figure 6:
Figura 6: OFDM Sub portadoras en dominio de la frecuencia [17]
En última instancia ISI es conquistado. Siempre que se mantiene la ortog-
onalidad, sistemas OFDM mejores resultados que los sistemas de único trans-
portista en particular en los canales de frecuencia selectiva. Cada subportadora
se multiplica por una compleja función de transferencia del canal y la igualación
de este es bastante simple.
8

9. Figure 7:
Figura 6. Espectro DVB-T teórico para ∆ = TU/4 (canales de 8MHz) [17].
Los espectros de las señales de televisión para Colombia corresponden a señales
de 6MHz de ancho de banda, la estructura de la señal análoga se muestra en la
gura 1. La señal digital aun no esta al aire pero su estructura es bien conocida
y corresponde a una señal de dos mil u ocho mil portadoras de modulación
digital QAM o PSK en OFDM y su espectro, que ocupara 6MHz se presenta
en la gura 2. Tanto la señal análoga como la digital de TV para Colombia
cuentan con sistemas de control automático de ganancia que soporta más de 24
dB de variación en la intensidad de la señal, de estas características se determino
que la amplicación de señales ya moduladas solo es requerida en cableados con
distancias mayores a 20m; distancia poco habitual en viviendas de interés social
y clase media.
Part V
6. ACOPLES Y
CARACTERIZACIÓN PARA
TRANSMISIÓN DE SEÑAL PLT
Tipos de acoples.
Tipo 1 Es un acople propuesto para banda ancha en [2]. Usa un puente de
diodos para protección del sistema.
9

10. Figure 8:
Figura 7: circuito acople tipo 1 para banda ancha
10

11. Figure 9:
Figura 8: Analisis vectorial de redes desde 40MHz a 1GHz
Se observa que su funcionamiento tiene un aumento en la atenuacion casi
constante, lo cual sostiene la observacion de [2], que lo recomienda para banda
ancha.
Tipo 2 Circuito que usa un varistor como protección de los picos de voltaje
compuesto principalmente por un ltro pasa altos y una ferrita. Los compo-
nentes del diseño fueron calculados para permitir el paso de frecuencias corre-
spondientes a los canales de Televisión. Que en Colombia se encuentran en 2
bandas ; 54MHz a 88 MHz y 174 MHz a 216 MHz
11

12. Figure 10:
Figura 9: circuito acople tipo 2
12

13. Figure 11:
Figura 10: Análisis vectorial de redes de 1MHz a 1GHz
Aunque la mayoría de zonas tienen una atenuación tolerable se observa (en
varias ventanas) que las mejores zonas de trabajo para este par tipo 2 son antes
de los 300MHz. Se observa más especícamente esta zona.
13

14. Figure 12:
Figura 11: Análisis vectorial de redes de 1MHz a 300MHz
Analisis vectorial de redes desde 1MHz a 300MHz; se observa que hay dos
zonas de trabajo claras alrededor de los 60MHz a 120MHz y 180MHz a 220MHz,
aproximadamente. Realizando un barrido en un diagrama circular de impedan-
cias (Carta de Smith) de 1MHz a 300MHz, se observan también algunas zonas
de trabajo tolerables.
14

15. Figure 13:
Figura 12: carta de Smith con un barrido de frecuencia de 1MHz a 300 MHz
15

16. Figure 14:
Figura 13: análisis vectorial de redes desde 1MHz a 180 MHz
Se observa claramente la zona de trabajo alrededor de los 60MHz a 120MHz,
aproximadamente. Realizando un barrido en un diagrama circular de impedan-
cias (Carta de Smith) de 1MHz a 180MHz, se observan también algunas zonas
de trabajo tolerables.
16

17. Figure 15:
Figura 14: carta de Smith con un barrido de frecuencia de 1MHz a 180 MHz
17

18. Figure 16:
Figura 15: análisis vectorial de redes desde 150MHz a 270 MHz
Se observa una zona de trabajo clara alrededor de los 180MHz a 220MHz,
aproximadamente. Realizando un barrido en un diagrama circular de impedan-
cias (Carta de Smith) de 150MHz a 270MHz, se observan también algunas zonas
de trabajo tolerables.
18

19. Figure 17:
Figura 16: carta de Smith con un barrido de frecuencia de 150MHz a 270
MHz
Part VI
7. RESULTADOS
El análisis vectorial de redes (ganancia en dos puertos) se realiza desde un
1MHz hasta 300MHz y vislumbra algunas zonas de frecuencia en las cuales
la atenuación es sucientemente baja para trabajar en un canal de televisión
ubicado alrededor de estas frecuencias. Luego de los análisis en las frecuencias
19

20. de televisión con los diferentes tipos de acoples; Se halla que el mejor tipo
de acople para nuestra necesidad es el tipo 2 ya que nos presenta unas muy
buenas ventanas de trabajo alrededor de los 60MHz a 120MHz y 180MHz a
220MHz, aproximadamente. Inicialmente se decide trabajar en el canal 4 (que
se encuentra entre 66MHz y 72MHz), que se encuentra en las zonas de menor
atenuación de los acoples. La trasmisión de una señal de televisión entre las
frecuencias antes nombradas se puede ver en la Figura 4 y la Tabla I
A la fecha ya se han iniciado las pruebas de señales DVB siembargo no se ha
denido su ubicación espectral. Actualmente las pruebas se realizan alrededor
de los 600 MHz; en dichas frecuencias ya hemos notado que la señal algunas
ventanas de trabajo bastante aceptables como se puede observar en la gura 18.
20

21. Figure 18:
Figura 18: : análisis vectorial de redes desde 1MHz a 1 GHz
En el análisis vectorial de redes que se realizo se ve como una zona de baja
atenuación nos permitiría transmitir una señal digital (DVB-T) sin embargo
no contamos con un decodicador digital debido a su nula comercialización
todavía en Colombia, debido a esto las pruebas para televisión digital no fua
posible evaluarlas.
Figura 17: señal de televisión después de los acoples en el canal 4
TABLA I Transmisión en el canal 4 (a partir de 66MHZ)
21

22. Figure 19:
22

23. frecuencia en MHz trasmision en dBm (negativos) señal portadora 67,17 57,4
portadora de color 70,79 91,4 portadora de audio 71,706 70,4
Part VII
8. CONCLUSIONES
De las ventanas de trabajo el mejor desempeño de los acoples tipo 2 está entre
los 60MHz a 120MHz. Sin protección el acople funciona de la misma forma
luego le es indiferente a nuestro trabajo en frecuencia. Gracias a las diversas
pruebas hechas se pudo constatar el igual funcionamiento de los acoples tipo
2 en ausencia del varistor, ya que este solo actúa como un supresor de tran-
sitorios. Aunque se recomienda usar las ventanas de frecuencia trabajadas y
recomendadas. Gracias al control automático de ganancia se puede transmitir
en casi cualquier rango de frecuencia (en cualquier canal). La fase de la red
eléctrica debe ser la misma para garantizar el proceso de transmisión. De no
ser así se recomienda un sistema de acople entre fases. La técnica PLT es útil
para la distribución de señales de banda ancha como las de TV NTSC en hog-
ares e instalaciones eléctricas medinas. El sistema TV-PLT resultante presenta
ventanas de trabajo con optimo desempeño de los acoples en los rangos de señal
de televisión en VHF. Aunque se recomienda usar las ventanas de frecuencia
trabajadas y recomendadas para esta aplicación, los resultados sustentan que
se puede transmitir en casi cualquier canal del rango de frecuencia evaluado y
no solo señales de TV sino señales de telecomunicaciones en general. La protec-
ción de los circuitos de acople no alteran la respuesta en frecuencia, potencia o
ganancia, de las señales de televisión utilizadas. La fase del cableado en la red
eléctrica debe ser la misma para garantizar el proceso de transmisión. De no
ser así se requiere un sistema de acople entre fases.
References
[1]. Universidad nacional de Colombia - Bogotá, UNCB, Colombia título:
análisis y estudio de las técnicas de tratamiento de señales para la prestación
del servicio de internet sobre redes de distribución de potencia eléctrica., año
de obtención: 2005; Hugo Herley Malaver Guzmán
[2]. Universidad Nacional De Colombia - Bogotá, UNCB, Colombia Título:
Caracterización de la red de suministro eléctrico de un edicio como medio de
transmisión de información; Marlon Patiño Bernal
[3]. Universidad Nacional De Colombia - Bogotá, UNCB, Colombia Tí-
tulo: Análisis técnico de una red de distribución de potencia eléctrica para la
transmisión de señales que llevan información del servicio de valor agregado en
Internet; Henry Arturo Bastidas Mora
23

24. [4]. Universidad distrital, facultad tecnológica; Titulo: Sistemas de inter-
conexión USB a través de la red eléctrica. 2007; Rafael Coba
[5]. power line communications internet de alta velocidad a través de
líneas eléctricas; Fernando López Robles. Director de Management Consulting
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Antonio, director de ecomm [oscarp@ifactoria.com]
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Marco Mayorga Montoya (mayorga.ma@pucp.edu.pe) http://www.electronicaciplima.org/teve_cable2.html
[12]. http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Filtros-pasivos.php
[13]. Características principales del sistema NTSC Posted Julio 18, 2008
Filed under: radiocomunicación | Tags: NTSC, radiocomunicación, TV http://fralbe.wordpress.com/2008/07/18
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[14]. UIT http://www.itu.int/publications/default.aspx?lang=es
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24