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7/24/2019 Arquitectura de Redes Perfil
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Curso de Doctorado 2.001/02
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
ELECTRONICA
ARQUITECTURA DE REDES
CONTROL DE ACCESO A PISOS DE UN ASCENSOR MONITOREADO POR
UNA RED
Docente:
Ing. Gavino Joe FLORES C!IPANA
I. GENERALIDADES
TITULO.IMPLEMENTACIN DE UN SISTEMA DE TRANSMISIN DE DATOS POR REDELCTRICA 220!"
Da#$e% Mde' P&re' P()$#a 1
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AUTOR (ES)
II. PLAN DE INVESTIGACIN
".#. P$antea%iento &e$ P'o($e%a
Transmisin de datos por Onda Portadora de Corriente. Se trata,
fundamentalmente, de la transmisin de voz y datos a travs de la Red
elctrica. El obetivo m!s atrayente de esta tecnolo"#a es tratar de aprovec$ar la
ubicuidad de la mayor red construida por el $ombre %m!s de &.''' millones de
personas cuentan con ener"#a elctrica en todo el mundo( llamada red de
redes. )e esta manera, las compa*#as elctricas incrementar#an su
rentabilidad, al aumentar el valor a"re"ado de sus servicios con una m#nima
inversin, aprovec$ando su infraestructura para fines +ue no $ab#an sido
concebidos inicialmente. Es al"o similar a lo ocurrido con las empresas
telefnicas cuando comprendieron +ue el par de cobre se pod#a emplear para
acceder a nternet y ofrecer otros servicios de transmisin de datos, adem!s de
permitir las comunicaciones por voz.
El planteamiento del problema se realiza bao un trasfondo terico, con la
aplicacin del mtodo cient#fico y con el obetivo de darle solucin- para lo cual
primero debe identificarse y analizarse a travs de los $ec$os observados
mediante una eploracin o un dia"nstico, +ue d cuenta de su situacin
actual a nivel mundial, nacional y local.
".". Fo'%)$aci*n &e$ +'o($e%a
/Ser! posible transmitir datos por la red elctrica0
".,. J)ti-icaci*n
Se realizo este proyecto para implementar un sistema +ue puede $acer comunicaciones
mediante cable elctrico+ue tambin se aplica a diferentes tecnolo"#as +ue utilizan las
l#neas deener"#a elctricaconvencionales para transmitir datos para propsitos de
comunicacin.
https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica -
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1dem!s aprovec$ar la red elctrica para convertirla en una l#nea di"ital de alta velocidad de
transmisin de datos, permitiendo, entre otras cosas, el acceso a nternetmediantebanda
anc$a.
".. Antece&entePara cu*r$r %os accesos a esa te%ara+a ,u#d$a% e# %a -ue se a co#ert$do
I#ter#et s$e,re se a# usado %#eas te%e34#$cas de ,a5or o ,e#or a#co
de *a#da ero redes te%e34#$cas a% 6# 5 a% ca*o. Por e%%o se a# $do
*usca#do d$ersas a%ter#at$as -ue ud$era# er,$t$r accesos de ca%$dad 5
-ue %%e)ara# 3(c$%,e#te a% usuar$o 6#a% s$ #eces$dad de )ra#des
$#ers$o#es de ca$ta% co,o re-u$ere e% caso de %os te#d$dos de 6*ra 4t$ca
ut$%$'ados or %as co,a+as oeradoras de ca*%e -ue %%ea# asoc$ados
u#os costes ,u5 e%eados #o 5a s4%o or e% ro$o te#d$do de %a 6*ra
4t$ca 5a cara de or s s$#o or toda %a $#)e#$era c$$% -ue co#%%ea e%
te#d$do de %a ,$s,a or u#a c$udad de ta,a+o ,ed$o.
Sur)e or ta#to %a #eces$dad de e#co#trar otros ca,$#os -ue er,$ta#
a#cos de *a#da ra'o#a*%es a %a e' -ue #o #eces$te# de u#as
$#3raestructuras ,u5 co,%e7as.
As 5 *as(#dose e# e% ,u#do de %a auto,at$'ac$4# do,4t$ca" do#de se
ut$%$'a# %as ro$as redes e%&ctr$cas de %os ed$6c$os ara ,a#dar se+a%es
,odu%adas so*re ortadoras de a%ta 3recue#c$a -ue uede# ser
$#terretadas or %os aut4,atas 5/o recetores sur)e %a $dea de ut$%$'ar %asredes e%&ctr$cas co,o soorte ara e% acceso ta#to te%e34#$co de t$o
co#e#c$o#a% !o'" co,o de datos I#ter#et".
Esta #uea tec#o%o)a -ue a s$do *aut$'ada co# e% #o,*re de 8Po9er%$#e8
5 desarro%%ada r$#c$a%,e#te or dos co,a+as a%e,a#as !e*a 5 R:E
tras %a ret$rada de %a ta,*$ a%e,a#a S$e,e#s 5 -ue 3ue ,ostrada
$#ter#ac$o#a%,e#te e# %a 3er$a a%e,a#a Ce*$t 2000 ce%e*rada e# ;a##oer.
https://es.wikipedia.org/wiki/Internethttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Internethttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_anchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Banda_ancha -
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$ste#te de u#a ote#te red
de co,u#$cac$o#es de ta% ,a#era -ue %as *ases de e#cu3es de7a# de ser
s$,%e,e#te to,as de te#s$4# ara %a a%$,e#tac$4# de aaratos ara
co#ert$rse a %a e' e# to,as de datos.
E# u# r$#c$$o 3uero# ,ucos %os e>ertos 5 ro3es$o#a%es -ue dudaro# de
esta tec#o%o)a a% tacar%a de $#$a*%e t&c#$ca,e#te so*re todo de*$do
r$#c$a%,e#te a %os ro*%e,as asoc$ados $#tr#seca,e#te a %as redes de
d$str$*uc$4# e%&ctr$ca ta%es co,o %as cadas de te#s$4# %as ertur*ac$o#es
de a%ta 3recue#c$a roocadas or cadas de ra5os as co,o %os da+os
3s$cos -ue uede# causar %as o#das e%ectro,a)#&t$cas e# %os e-u$os
e%ectr4#$cos #ecesar$os ara e% desarro%%o de esta t&c#$ca. S$# e,*ar)o a
s$do a %o %ar)o de este a+o 2.001 cua#do se a co,e#'ado a co,erc$a%$'ar
Po9er%$#e co# *asta#te &>$to e# A%e,a#$a.
"./. O(0etivo
2.3.4. 5eneral
mplementar un sistema de envi de datos mediante la l#nea de red elctrica de22' 6.
2.3.2. Espec#ficos
7o primero +ue se tiene +ue lo"rar es reconocer el medio en
el cual se va trabaar. 8odular la se*al a transmitir. Tener $ard9are de demodulacin para la recepcin de la
informacin transmitida.
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".1. Ma'co Te*'ico
):C;7T1)ES )E TR1variable? es lo +ue $a
retrasado la viabilidad de la tecnolo"#a Po9erline y $a $ec$o +ue muc$as
compa*#as abandonaran su estudio.
Para ver esta problem!tica, basta con mirar la funcin de transferencia de una
l#nea de potencia +ue alimenta un circuito cual+uiera de una vivienda.
Fig. ,.# F)nci*n &e t'an-e'encia +a'a )na $2nea e$3ct'ica.
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Como se puede comprobar la atenuacin es una caracter#stica del medio
por el +ue viaa la se*al y +ue va a limitar la correcta transmisin de la
misma, as# pues un medio con una escasa atenuacin va a permitir +ue la
se*al viae f!cilmente permitiendo +ue el receptor y el emisor establezcan
un buen canal de comunicacin sin +ue la misma se debilite ecesivamente,
por su parte si la atenuacin es elevada, la se*al va a debilitarse
r!pidamente, lo +ue va a provocar +ue no se cree un buen canal de
comunicacin entre emisor y receptor.
)e tal manera, y como se puede apreciar en la :i". &.4, el medio de
transmisin +ue es una l#nea elctrica, va a tener una atenuacin variable por
lo +ue dependiendo de la frecuencia con la +ue estemos modulando la
portadora para llevar los datos, la l#nea se comportar! como un buen o mal
medio de transmisin.
Pero a@n $ay m!s, ya +ue no slo la funcin de transferencia a ser variable en
el dominio de la frecuencia, sino +ue es tambin variable en el tiempo, ya +ue
se est! trabaando con un medio de transmisin >vivo? y sometido a variaciones
por la conein y desconein de car"as de manera independiente de la
transmisin de datos +ue se pueda estar produciendo en ese momento.
Pero m!s a@n ya +ue esta funcin es variable a su vez dependiendo de la
l#nea +ue sea y los puntos +ue est uniendo f#sicamente, ya +ue va a tener
car"as diferentes as# como posiblemente propiedades f#sicoA+u#micas
diferentes, +ue $acen +ue esa funcin sea tambin diferente.
Fig. ,." Ditinta -)ncione &e t'an-e'encia &e $2nea e$3ct'ica &e )n
%i%o e&i-icio.
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1s# pues como se puede comprobar, intentar modular una se*al de datos
sobre una portadora puede dar lu"ar a +ue esa portadora, de una
determinada frecuencia, sea buena en unos casos pero mala en otros.
Por lo tanto, una tecnolo"#a fiable debe ase"urar una buena transmisin
independientemente de esta variacin de la atenuacin.
SO7;C=< POBER7
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previamente desfasada para poder representar cada uno de los bits de se*al,
de esta manera, mediante la modulacin de cada uno de los bits de la se*al
sobre se*ales individuales, permite +ue puedan transmitirse una "ran cantidad
de bits de informacin en una pe+ue*a fraccin de tiempo.
1s# pues, mediante esta tcnica se consi"ue maimizar la transmisin de bits,
a la vez +ue se minimiza el tiempo necesario para su transmisin, es decir se
consi"ue incrementar la tasa de transferencia.
Este proceso de modulacin de cada uno de los bits de la se*al est!
representado en la :i". .2
Fig. ." Re+'eentaci*n &e (it.
;na vez +ue cada una de las se*ales es modulada se"@n una variacin de
fase, stas en su conunto son combinadas mediante la tcnica O:)8 de tal
manera +ue cada una de las se*ales +ue representan cada bit +uedan
embebidas en una @nica +ue representa el conunto de bits +ue van a ser
transmitidos, proceso +ue +ueda representado en la :i". .&.
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Fig. ., Mo&)$aci*n &e $o (it &e $a e5a$.
1s# pues, la tecnolo"#a Po9erline permite modular bits sobre se*ales
individuales dentro de diferentes frecuencias +ue abarcan un ran"o +ue va
desde los a los 24 8Fz, lo +ue $ace de esta tecnolo"#a una de la soluciones
m!s r!pidas del mercado.
Pero "racias a la utilizacin de la tcnica de multipleacin O:)8, vemos
como se puede dar solucin al tema de env#o de elevadas tasas de datos, pero
+uedar#a por solventar el problema de cmo conse"uir +ue sea posible esta
transmisin de alta velocidad en un entorno tan $ostil como es el de las l#neas
elctricas.
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Para comenzar, +ueda claro +ue cada una de las se*ales moduladas,
representa, en el domino de la frecuencia una @nica posicin, es lo por tanto
lo +ue com@nmente se denomina carrier.
Fig. . Mo&)$aci*n &e 6 (it.
7as formas multipleadas mediante O:)8, son "eneradas $abitualmente
mediante la utilizacin de ::T&. 1s# pues la salida de la ::T es una se*al
en el dominio del tiempo denominada O:)8 symbol. Este proceso de
conversin entre el dominio de la frecuencia y el del tiempo +ueda refleado
en la :i". .3.
@ S$)%as de I#erse
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Fig. ./ Conve'i*n ent'e &o%inio -'ec)encia 7 tie%+o.
.2. 1)EC;1C=< )E 71 SEG17 17 8E)O %:;
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se*al, de tal manera +ue si la atenuacin fuera muy alta para la correcta
transmisin de la misma, este fuera suprimida por el sistema.
Entonces, el sistema Po9erline, lo +ue $ace es +ue va a estar
continuamente monitorizando la l#nea de transmisin a fin de poder detectar
las posibles variaciones +ue se pudieran dar y +ue l"icamente van a
afectar a la funcin de transferencia, de tal manera +ue env#e y suprima
se*ales se"@n el momento.
)e esta manera se consi"ue +ue una l#nea de potencia se convierta en un
medio de transmisin de alta velocidad pero tambin se"uro en cuanto a la
correcta transmisin de la informacin.
Fig. .8 Uti$i4aci*n &e$ va$o' )%('a$ +a'a $a e%ii*n.
Pero m!s all!, ya +ue esto permite una "ran fleibilidad a la $ora de poder
utilizar la red elctrica compartida con otras se*ales, ya +ue bastar! una
re"ulacin en materia de fiar ran"os de frecuencia para la emisin de
distintas se*ales, con lo +ue podr!n convivir en el mismo medio sin nin"@nproblema.
.&. 8EC1
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mientras +ue la virtual no es m!s +ue una se*al de sincronizacin +ue
permite conocer si el medio est! ocupado.
En cuanto a la trama de transmisin utilizada en Po9erline, sta consiste en
un delimitador inicial, un n@cleo y delimitador final de la trama, tal y como
aparece refleado en la :i". ..
Fig. .6 T'a%a Po9e'$ine.
1s# pues, la informacin colocada en el campo de la trama de control3de
cada uno de los delimitadores, es la +ue permite al receptor determinar por
cuanto tiempo va a esta ocupado ese canal para esa transmisin, incluso si
el receptor perdiera la sincronizacin %portadora f#sica( de la trama.
)e esta manera las colisiones no van a poder ser detectadas durante la
transmisin debido al amplio ran"o de frecuencias del sistema, por lo +ue
las colisiones del sistema ser#an detectadas @nicamente como la ausencia
de una se*al esperada por parte del destinatario.
En cuanto al acceso al medio ste est! basado en un mtodo aleatorio
similar al utilizado por la tecnolo"#a Et$ernet, implementado con la tcnica
B Co#tro%
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de paso de testi"oHy complementado por la eistencia de un bit de nivel de
prioridad, +ue permite una "estin, en principio, bastante eficaz del
problema de las colas.
1s# mismo se $a implementado la funcin de se"mentacin de las tramas
de tal manera +ue se se"mentan a+uellas tramas +ue ecedan una
determinada duracin y +ue pudieran $acer +ue las tramas de alta prioridad
se vieran obli"adas a esperar en cola $asta +ue otras de menor importancia
y elevada lon"itud se terminaran de transmitir, con lo +ue las tramas de alta
prioridad pueden enviarse entre la transmisin de una trama se"mentada
de menor importancia.
.. basura? r!pidamente.
Estas fuentes, pueden ser e+uipos tan corrientes como l!mparas
$al"enasJen el momento de encendido y apa"ado, por lo +ue es ste un
punto muy delicado, ya +ue se est! frente a e+uipos +ue pueden
encontrarse f!cilmente conectados a la red elctrica de cual+uier
edificioKvivienda.
La $,%e,e#tac$4# es s$,$%ar a %a ut$%$'ado e# %as redes LAN.
Este t$o de %(,aras uede or$)$#ar a%tas te#s$o#es -ue uede# causar)raes ro*%e,as de $#ter3ere#c$as.
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Fig. . E0e%+$o &e $a inte'-e'encia con $a ;)e reconstruir? la
cadena de bits da*ada- todos estos sistemas, est!n basados en la emisin
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de bits de proteccin de manera aleatoria de tal manera +ue cual+uier se*al
+ue pudiera interferir en la se*al de datos ten"a una probabilidad de da*ar
precisamente uno de esos bits de proteccin +ue $ar#a imposible la
reconstruccin de la se*al.
Estos principios son los utilizados en el caso de la tecnolo"#a Po9erline,
adaptados l"icamente para el medio +ue son las l#neas de potencia para
ase"urar de este modo +ue los bits de proteccin lle"an correctamente.
.3. :;
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Fig. .#= >'i&ge Po9e'$ine?#=>aeT Et
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III. METODOLOGA3.1. Tipo de estdioEl presente estudio es de tipo aplicada, pues consiste en el empleo
prctico del conocimiento sobre seales de modulacin de seales y
procesamiento de informacin.
,.". Die5o &e et)&io
El presente estudio es de tipo experimental y terica aplicada, ya que
es un tipo de investigacin que usa la modulacin de seales y
principies encontrados sobre procesamiento de seales.
,.,. !i+*tei
&.&.4 Fiptesis 5eneral
Es posible enviar datos a travs de la red elctrica.
&.&.2 Fiptesis Espec#ficas
Es posible crear una red de comunicaciones en una l#nea
elctrica. Es posible modificar la informacin para as# poder transmitirla. Nue tan eficiente es la transmisin de datos atreves de la red
elctrica.
,.. Va'ia($e
&..4 6ariable )ependiente
Facer una muestra del proyecto para ver cu!l es la rentabilidad del
proyecto y cu!les son los factores +ue influyen para lo"rar una transmisin de
datos ptima.
&..2 6ariable ndependiente
Cada uno de los factores +ue dificultan o ayudan a la transmisin de
datos v#a red elctrica como las corrientes par!sitas +ue pueden eistir en la
red elctrica.
&..&. ndicadores
Ser!n la ptima recepcin de datos despus de realizar la transmisin de
datos.
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,./. Po($aci*n 7 %)et'a @i co''e+on&e
Po($aci*n: para el si"uiente proyecto la tendremos la si"uiente poblacin.
;na red elctrica domiciliaria y los componentes +ue seencuentren en ella.
M)et'a: las muestras ser!
7os datos recibidos ptimamente.
IV. !M"ITO DE ESTUDIO
El proyecto se realizara m!s en los laboratorios de la Escuela Profesionalde n"enier#a Electrnica ya +ue es f!cil la obtencin de e+uipos adem!sde eso se $ar! la b@s+ueda de informacin por internet y libros.
Se realizara la ma+ueta afueras de la universidad.
V. PRESUPUESTOS
B Dec'i+ci*n Uni&a& Canti&a& P.U. P.P.
4 8a2&2 dos 2 2.'' sK. .'' sK.2 H
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VI. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.
%e oct)('e novie%('e &icie%('e ene'oe%ana # " , # " , # " , #
Invetigaci*n
(i($iog'-icaD D D
P')e(a &e
+'og'a%aci*n en
e$ a'&)ino
D D D D
O(tenci*n &e
%ate'ia$e +a'a e$
+'o7ecto
D D D D
I%+$e%entaci*n &e$a %a;)eta &e$
aceno'
D D D D D
Conei*n &e$
a'&)ino a )na 'e&D D D
P')e(a -ina$e &e
conei*n a $a 'e&D D D
Revii*n &e$
+'o7ectoD
!II. RE#ERENCIAS "I"LIOGR!#ICAS Bruce Franca, Broadband Over Power Line, Office of Engineering and
Technology Federal Communication Commiion! "! #$me%, &! Leiva Benega, 'itema de Telecomunicacione (or "ede
de Energ)a El*ctrica, Publicaci$n e+em(lar COPTEC! -onaldon, "!.! and Onunga, /!O!, 0 'im(le Pac1et "etranmiion
'trategy for Through(ut and -elay Enhancement on Powerline
Communication Channel, EEE Tranaction on Power -elivery, 2ol! 3,
4o! 5, /uly 6775! /ero 0hola, 0((licability of (ower8line communicaction to data tranfer of
online condition monitoring of electrical drive, La((eenranta 9niverity of
Technology, Finland, 0ugut :;;5! -e(artamento de Electrotecnia , Facultad de ngenier)a,
948? Co !
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-e(artamento de ngenier)a de Potencia, EPE4 ! -an Au, &ingheng Tang, O(timal To(ology -icovery for 0utomatic
&eter "eading 9ing Powerline Carrier, :;;5! #erd Bumiller, &ar1u 'ebec1, Com(lete Power8Line 4arrow Band
'ytem for 9rban8 .ide Communication! &ainnet Official .ebite, 9"L htt( www!mainnet8(lc!com -': Official .ebite, 9"L htt(www!d:!e /o* E! BriceDo &!, Tranmii$n de dato, &*rida, 0bril :;; CE4ELEC
Official .ebite, 9"Lhtt(www!cenelec!org
MATRI DE CONSISTENCIA
T2t)$o &e P'o7ecto:
PRO>LEMAS O>JETIVOS !IPOTESIS METODOLOGIA
#. P'o($e%a
+'inci+a$)ise*ar e
implementar
una red
elctrica en la
+ue se pueda
transmitir
datos.". P'o($e%a
ec)n&a'ioa( 7a eistencia
de la
corriente
parasita +ue
eiste en el
fluo elctrico.b( 7a frecuencia
de trabao de
la red
#. O(0etivo
gene'a$
mplementar
la transmisin
de datos en
una red
elctrica.
". O(0etivo
E+ec2-ico
a( )ise*ar
una
interface
para la
transmisi
n y
recepcin
de datos.b( Realizar
#. !i+*tei
gene'a$
Si es posible
la transmisin
de datos en
una red
elctrica.
". !i+*tei
ec)n&a'i
aa( Si es
posible
dise*aruna
interface
para la
transmisi
n de
datos.b( Si es
#. Ti+o &e
invetigaci*nEl tipo de
investi"acin de
anal#tica y
aplicada.". Nive$ &e
invetigaci*nEl tipo de nivel es
aplicativo ya +ue
se plantea un
estudio y solucin
de un problema.
,. Meto&o$og2a &e $a
invetigaci*n7a presente
investi"acin es de
tipo aplicada, pues
consiste en el
empleo pr!ctico del
conocimiento sobre
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elctrica.c( El voltae de
una red
elctrica noes constante.
una
transmisi
n eficaz de
datos.
posible
realizar
una
transmisi
n de datos
eficaz.
transmisin de datos
por la red elctrica.Tambin se trata de
aprovec$ar lasinstalaciones
elctricas de
domicilios, oficinas,
y otros.