Premian una investigación de IK4-IKERLAN, CEIT-IK4 y el MIT para mejorar las comunicaciones sobre cableado eléctrico

premio investigaciónUn trabajo conjunto de estas entidades ha sido reconocido como el mejor artículo científico en el congreso internacional IEEE-ISPLC 2014
Este evento, celebrado recientemente en Glasgow (Escocia) es el más importante del mundo en el ámbito de las comunicaciones sobre cableado eléctrico
El método propuesto permite crear redes de comunicaciones de banda estrecha más fiables y seguras que las convencionales

Un artículo científico de los centros tecnológicos vascos IK4-IKERLAN y CEIT-IK4/TECNUN junto con el prestigioso centro norteamericano Massachusetts Institute of Technology (MIT), que propone un método para mejorar las comunicaciones sobre redes eléctricas, ha sido reconocido como el mejor trabajo presentado en el congreso mundial IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications (IEEE-ISPLC 2014). Este evento que se ha llevado a cabo recientemente en Glasgow (Escocia), es el más importante del mundo dedicado a las comunicaciones sobre cableado eléctrico.

Gran parte de los dispositivos y máquinas que utilizamos cada día en casa o en la industria están conectadas a la red de alimentación eléctrica. En algunos casos estas redes se utilizan para transmitir datos, lo cual permite aprovechar el cableado existente. Pero dado que las redes no están diseñadas para este uso, la comunicación sufre una importante degradación, lo cual las convierte en un medio poco robusto y eficiente.

El trabajo de investigación premiado propone un método para crear una red de comunicaciones de banda estrecha (es decir, una red de capacidad de transmisión limitada) notablemente más fiable y segura que las convencionales ante escenarios problemáticos para la transmisión de datos. Esto permite el despliegue de nuevos servicios con requisitos de fiabilidad en las comunicaciones (asociados a la seguridad de personas, por ejemplo),  o la mejora de las capacidades de aplicaciones que requieren la conexión entre dispositivos sin requerir para ello el despliegue de nuevo cableado o infraestructuras de comunicación.

“Cada vez más aplicaciones demandan unas redes de comunicación robustas”

Existe un amplio espectro de aplicaciones que pueden valerse de los avances obtenidos. Se trata, por ejemplo, de los sistemas de automatización en el hogar (sistemas de vigilancia, domótica, etc.), elementos de las ciudades inteligentes, los sistemas embebidos en el transporte (reducción de cableado en automóviles, aeronáutica, naval, etc.), elementos de gestión en ámbitos como la salud, la energía o el agua, los contadores de luz y gas inteligentes…

En el artículo premiado se propone aprovechar el cableado empleado para alimentar los dispositivos con el fin de conectar las máquinas entre sí. “Cada máquina actuaría como un nodo de la red y, en caso de que un nodo no reciba correctamente una parte de la información, podría completarla rápidamente con la información que le proporcionarían las demás máquinas a través de mecanismos cooperativos”, explica Josu Bilbao, investigador de IK4-IKERLAN y líder del estudio.

Para ello los autores proponen un sistema de comunicaciones basado en una novedosa técnica basada en codificación de red (Network Coding), para superar los límites teóricos alcanzables por los esquemas de comunicación clásicos.

Tal y como afirma, “cada vez más aplicaciones demandan unas redes de comunicación robustas”. “Actualmente”, continúa, “cuando una máquina intenta intercambiar información con otra y hay algún problema en la comunicación, la primera tiene que enviar toda la información de nuevo, y este proceso tiene que repetirse tantas veces como sea necesario hasta que la segunda la reciba” “Nuestro objetivo es diseñar nuevos métodos que permitan incrementar la robustez y la eficiencia de las comunicaciones, reduciendo el coste de su despliegue”, concluye.

Encontrar maneras de mejorar las comunicaciones sobre cableado eléctrico es todo un reto para la comunidad científica

Dado que el método clásico no es todo lo eficiente y fiable que sería deseable, encontrar maneras de mejorar los sistemas de comunicación en escenarios problemáticos se ha convertido en todo un reto para la comunidad científica. “Aprovechar el cableado eléctrico ya desplegado es una opción de creciente interés”, declara Bilbao. Además, el método desarrollado por los investigadores de IK4-IKERLAN, CEIT-IK4/TECNUN y el MIT es más seguro que el convencional ante posibles ataques, porque la información está cifrada.

De momento, este método para mejorar las comunicaciones por cable se ha probado en redes eléctricas de baja tensión. Sin embargo, los investigadores están analizando su aplicabilidad en otros ámbitos, así como el interés de diferentes empresas en utilizar dichos mecanismos de comunicaciones de manera experimental.

La comunicación por cable eléctrico

La utilización del cableado eléctrico como red de comunicaciones permite aprovechar el enorme despliegue de la red de alimentación eléctrica. Por ello supone una solución muy interesante allí donde resulta complicado desplegar nueva infraestructura de red (como en los edificios antiguos), o en entornos donde resulta inviable utilizar sistemas inalámbricos (por la gran distancia a cubrir, el nivel de interferencias o el tipo de construcción).

El problema que lastra el uso de estas redes, sin embargo, es que al no estar diseñadas para la comunicación de datos, sino para la alimentación de energía, la transmisión no resulta del todo fiable y eficiente. Mejorar estos aspectos permitiría convertir la transmisión de datos por cableado eléctrico en una alternativa útil y económica tanto en aplicaciones industriales como en el transporte o el hogar.

Sobre la colaboración con el MIT

“En IK4-IKERLAN llevamos tiempo colaborando con el MIT en investigaciones sobre comunicaciones robustas con el objeto de aplicar los conceptos teóricos en implementaciones reales, en particular en el ámbito de los sistemas embebidos”, subraya Bilbao. “Se trata de un centro de prestigio mundial, y colaborar con personas referentes a nivel internacional en dicho campo supone un enorme enriquecimiento a nuestras capacidades en esta materia”.

Sobre el congreso

El IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications (IEEE-ISPLC 2014) es el foro referente mundial dedicado a las comunicaciones sobre cableado eléctrico. Lo organiza el Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica -o Institute of Electrical and Electronics Engineers, en inglés-, un organismo internacional de técnicos e ingenieros que se dedica a la estandarización y la difusión de las nuevas tecnologías.

Los autores Josu Bilbao, Aitor Calvo, Igor Armendariz (IK4-IKERLAN), Pedro Crespo (CEIT-IK4/TECNUN) y Muriel Médard (MIT) recibieron el galardón ‘Best Paper Award’ por su trabajo ‘Reliable Communications with Network Coding in narrowband Powerline Channel’ en la última edición de este evento, celebrada recientemente en Glasgow (Escocia).

Sobre IK4-IKERLAN

IK4-IKERLAN es un centro líder en la transferencia de tecnología y en la aportación de valor competitivo a la empresa gracias a su capacidad para ofrecer soluciones integrales combinando diferentes dominios tecnológicos. Esto es posible debido a su alto grado de especialización en seis grandes dominios: sistemas embebidos, electrónica de potencia, microtecnologías, energía, mecatrónica y personalización de productos y servicios.