P&D para Apoio a Regulamentação e a Padronização da Tecnologia PLC Prof. Moisés s Vidal Ribeiro Programa de Pós-GraduaP Graduação em Engenharia Elétrica Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Brasil 1
Processamento de Sinais; Inteligência Computacional; Comunicações de dados para e/ou via Sistemas de Potência 2
Estrutura da Apresentação Motivação Perspectiva História Ambientes para PLC Breve Histórico Breves Comentários sobre a Tecnologia Brasil: Estudo de Caso P&D para a Regulamentação e a Padronização da tecnologia PLC Conclusões e Questões 3
Motivações O uso da redes elétricas de baixa, média e alta tensões como meio de transmissão de dados para aplicações narrowband e broadband (dados, voz e vídeov deo) > 95% das residências e prédios já possuem a infra-estrutura instalada. Enquanto que os sistemas xdsl e cable modems alcançam menos que 10 % das residências no mundo (60 % nos países desenvolvidos e <15% nos países em desenvolvimento). 4
Avanços significativos das técnicas e dispositivos de processamento de sinais para sistemas de comunicação de dados. +/- 50% do investimento em redes de acesso estão são devidos a instalação, gerenciamento e manutenção da infraestrutura de acesso. 5
Penetração da Tecnologia PLC Redes BT Fibras Redes MT 6
Capacidade Teórica dos canais PLC (9kHz- 500 MHz): Outdoor: > 2 Gbps (acesso, média m e rural) Indoor: > 2 Gbps (predial e residencial) 7
Ambientes Para PLC Outdoor: redes AT/MT/BT Substation Transformer High-Voltage Medium Voltage Low-Voltage Lo-Voltage 8
Indoor: construções residenciais, industriais e comerciais 9
Indoor: Aplicação automotiva 10
Indoor: Aplicação Navais 11
Indoor: Aplicação Aeroespaciais 12
Breve Histórico 1838: primeira transmissão remota de dados; 1897: primeira patente depositada na Inglaterra; 1905: primeira patente depositada nos EUA; 1913: primeiro produto comercial é lançado nos EUA; 1920: transmissão de sinais de voz; 1950: transmissão de mensagens de controle; 13
Década 80: até 144 kbps (< 500kHz); Início da década de 90: até 10 Mbps (<10 MHz); Início do século XXI: até 45 Mbps (<30 MHz); Atualmente: até 224 Mbps (1-30 MHz); Futuro: >2 Gbps (1-500 MHz). 14
Evolução das Aplicações PLC 15
Contra a Tecnologia PLC As redes de distribuição de energia são horrible channels; O uso da tecnologia PLC é bastante restrita devido ao uso dos dispositivos de proteção e operação dos sistemas de potência; As atenuações dependem da distância e da faixa de freqüência; Questões de segurança contra o acesso não autorizado; Falta de regulamentação e padronização da tecnologia. 16
PLC no Brasil: Estudo de Caso 17
Aplicações antigas: proteção de sistemas de AT. O uso comercial pode resolver o problema do acesso na última milha. Concessionárias poderão oferecer energia +dados com uma vantagem sobre as Telcos (capilaridade) Programa Luz para todos do Governo Federal Competidores: xdsl, WiFi, WiMax, Zigbee, GPRS, cable modem, RF. 18
Uso da tecnologia PLC desenvolvida nos EUA e na Europa Campo de teste; Teste experimental com comunidades; Canal de retorno para TV digital. Análise e desenvolvimento das camadas PHY e MAC de modems PLC e implementação de kits prontos Universidades. 19
P&D para Tecnologia PLC Caracterização do comportamento variante no tempo dos canais PLC e dos ruídos: Faixa de freqüência: 9 khz até 500 MHz? Ambientes: Indoor: BT; Outdoor: BT/MT/AT. Tendência pelo uso de normas européias e americanas (É isso mesmo?) FCC, CENELEC, ETSI, IEC, etc 20
Compatibilidade eletromagnética: Cuidados nas medições e nas conclusões Induzida; Irradiada. Desenvolvimento das camadas PHY e MAC para as redes BT/MT que permitam taxas superiores à 500 Mbps e operem na faixa até 200 MHz ou até 500 Mbps? 21
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Investimento para disseminação da tecnologia PLC e as vantagens que a mesma pode oferecer para um país em desenvolvimento como o Brasil. Desenvolvimento de um modem ou sistema PLC Brasileiro? Da América Latina?... A regulamentação da tecnologia PLC pode incentivar ou desestimular o uso da mesma. Qual é a nossa estratégia? Inglaterra, EUA e China. 23
Pesquisas sobre PLC na UFJF Desenvolvimento de algoritmos das camadas PHY e MAC de modem PLC; Investigação de canais PLC (BT/MT) na faixa entre 9kHz até 500 MHz; Desenvolvimento de protótipo tipo baseado em sistema OFDM e clustered-ofdm em dispositivos FPGA; Desenvolvimento de simulador para aplicações NPL e BPL. 24
Conclusões A tecnologia PLC é um candidato importante para a solução de problemas de comunicação na última milha e nos últimos metros; Abre novas perspectivas de aplicações para as empresas de energia; Abre novas perspectivas para empresas de base tecnológica instaladas no Brasil, pois somos um dos principais mercados. 25
É necessário conhecer os diferentes ambientes (indoor, outdoor, BT/MT/AT); É necessário assumir uma estratégia que estimule ou não o uso da tecnologia PLC através da investigação, proposição e adoção de normas e regulamentações. Nossa visão: após a padronização desta tecnologia, poderá haver o uso maciço da mesma. Estamos próximos deste objetivo. 26
Contato: prof. Moisés s Vidal Ribeiro Universidade Federal de Juiz de Fora e-mail: mribeiro@ieee.org, mribeiro@engenharia.ufjf.br Homepage: http://www.ppee.ufjf.br/ skype: moviribeiro Tel.: +55 32 2102 3442 Cel.: +55 32 8845 3442 27