Aspectos de Compatibilidade Electromagnética na Gestão do Espectro O Caso das Comunicações Powerline (PLC)

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Ana do Carmo Bicalho Ferretti
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1 Aspectos de Compatibilidade Electromagnética na Gestão do Espectro O Caso das Comunicações Powerline (PLC) 2.º Congresso do Comité Português da URSI Fundação Portuguesa das Comunicações José Pedro Borrego / António Azevedo Novembro 2008

Mitigação Aspectos de Compatibilidade Electromagnética Directivas e

2 Índice A tecnologia PLC Características (modulação, espectro, LB, ) Vantagens e Desvantagens Impacto na Gestão do Espectro Interferências e Técnicas de Mitigação Aspectos de Compatibilidade Electromagnética Directivas e legislação aplicáveis Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Comentários finais

3 Tecnologia PLC Solução de rede cada vez mais generalizada Facilmente disponível no mercado (aplicações indoor) Forte impulso dado pelos operadores de IPTV Distribuição de dados e serviços multimédia de banda larga com requisitos de QoS Vídeo, acesso Internet, telefonia (VoIP), etc. LAN indoor (usando a instalação eléctrica e adaptadores de rede ligados às tomadas)

4 Vantagens Facilidade de instalação utiliza a instalação eléctrica já existente, rentabilizando-a não necessita de obras ou cablagens adicionais instalação rápida utilização praticamente imediata Plug & Play Versatilidade e Flexibilidade disponível em qualquer tomada eléctrica da casa funciona em instalações trifásicas por indução entre fases quando os cabos têm percursos comuns Elevados débitos de transmissão (até ~200 Mbps) Baixo custo

5 Topologias das Redes PLC Exemplo de uma instalação PLC indoor

6 Técnicas de Modulação OFDM GMSK DS-SS

7 Máscara Espectral PLC - HomePlug Largura de Banda ocupada: ~ [4 25] MHz (tipicamente) Algumas portadoras são suprimidas ( notching ) Localização das portadoras segundo a especificação HomePlug

8 Serviços de Radiocomunicações em Onda Curta (HF) QNAF 2007 (em vigor): Serviço Móvel Marítimo Serviço Fixo Serviço Móvel Aeronáutico Radiodifusão Sonora Serviço de Amador Faixas militares

9 Problemas das redes PLC Usam a instalação eléctrica existente Cablagens com percursos arbitrários Falta de simetria entre condutores Descontinuidades de impedância Sinais de PLC transmitidos através de condutores que não foram projectados para transmitir sinais de banda larga Condutores não blindados Radiam energia de RF Interferências

10 Interferências A intensidade das interferências depende de: Nível de sinal PLC injectado na rede Características eléctricas das linhas (balanceamento, adaptação, ) Estrutura das redes e comprimento dos condutores (comprimento de onda em HF Antena) Outros condutores (onde não foi injectado sinal de PLC) podem funcionar como elementos radiantes parasitas e originar agregados de antenas a determinadas frequências (conforme λ). A configuração da rede varia muito significativamente de instalação para instalação (diferente impacto em termos de interferência)

11 Interferências Qualquer descontinuidade de impedância na linha de transmissão que poderá advir de um qualquer dispositivo de acoplamento PLC, transformador, de uma ramificação/derivação da linha, de uma mudança de direcção dos condutores, etc. Pode produzir directamente Radiação de RF Reflexões dos sinais PLC ondas estacionárias radiadas pelos condutores

12 Técnicas de Mitigação de Interferência Controlo adaptativo de potência minimização do nível de sinal usado, ajuste para valores adequados, não excessivos Evitar o uso de frequências localmente atribuídas a outros serviços de radiocomunicações notching permamente (emissões intermitentes) smart notching (emissões permanentes)

13 Aspectos de Compatibilidade Electromagnética Directivas e legislação: Directiva R&TTE /05/CE D.L. nº 192/2000 de 18 de Agosto Directiva EMC - 89/336/CEE D.L. nº 74/92 de 29 de Abril Nova Directiva EMC /108/CE D.L. nº 325/2007 de 28 de Setembro

14 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC LCEM L aboratório de C ompatibilidade E lectro M agnética

15 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Laboratório de Compatibilidade Electromagnética: Ensaios de CEM = Ensaios de imunidade + Ensaios de emissão Por radiação Por condução Fenómenos transitórios Fenómenos contínuos

16 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Recursos: Qualidade NP/EN ISO/IEC17025 Acreditação para realização de ensaios de acordo com normas Harmonizadas Local para ensaios de radiação (campo eléctrico e campo magnético) Local para ensaios de condução (tensão e potência)

17 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Laboratório rio de Compatibilidade Electromagnética tica Edif. 1 -

18 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Laboratório rio de Compatibilidade Electromagnética tica Edif. 2 -

19 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Funcionalidades Âmbito de actividade definido no anexo ao certificado L0114 (desde 11.Jan.1995) Acreditação para 18 ensaios CEM: Ensaios de emissões conduzidas Ensaios de emissões radiadas Ensaios de imunidade conduzida Ensaios de imunidade radiada

de transitórios rápidos de 0.5 a 4kV Imunidade a ondas de choque 1.2/50μs, 0.

20 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Funcionalidades (cont cont.) Ensaios no porto de alimentação: Imunidade de 1 a 10 Vemf Imunidade a salvas de transitórios rápidos de 0.5 a 4kV Imunidade a ondas de choque 1.2/50μs, 0.5 a 4kV Emissões no Neutro e nas 3 Fases Potência perturbadora Taxa de estalidos

21 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Funcionalidades (cont Ensaios na estrutura: cont.) Emissões radiadas pela estrutura a 3 e 10m de distancia na faixa dos 30 MHz a 1 GHz Medição de Campo magnético 9 khz a 30 MHz Atenuação de inserção (luminárias) Imunidade radiada de 1 a 10V/m na faixa de 26 MHz a 1GHz Imunidade a descargas electrostáticas de 2 a 15 kv

22 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC 230 VAC EM-Clamp LISN Receptor de medida Gerador RF Amplificador RF Atenuador

23 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC

24 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Level [dbµv] x + x + x + x + 1M 5M 10M 15M 20M 25M 30M 35M Frequency [Hz] x + x + x + x + x MES V_notch_1_QP + MES V_notch_1_AVG MES V_notch_1_PK LIM EN V CL B QP LIM EN V CL B AV

25 Ensaios laboratoriais de EMC com a tecnologia PLC Marker: MHz dbµv L1 120 Level [dbµv] M 5M 10M 15M 20M 25M 30M 35M Frequency [Hz] MES PLC_12_pre

26 Comentários finais Quadro normativo ainda em evolução Só existe norma harmonizada para imunidade EN :2005 Requisitos de imunidade para sistemas e aparelhos de comunicação em linha eléctrica usados em instalações de baixa tensão na gama de frequências entre 1,6 MHz e 30 MHz Parte 1: Ambiente, residencial, comercial e industrial Implementação de novas funcionalidades de mitigação de interferências Smart notching Controlo dinâmico de potência Sugestões de melhorias futuras Stand-by automático

27 FIM Obrigado pela atenção

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