PLC Power Line Communications Renan Ribeiro de Vasconcelos
Sumário Histórico Padronização Tecnologia Topologias Equipamentos Vantagens x Desvantagens Aplicações Perspectivas Considerações Finais
Histórico Década de 1920 Companhias distribuidoras Banda estreita: telemetria, controle remoto etc. Manchester, 1991 Norweb: testes em banda larga 1997 Norweb e Nortel: acesso à Internet
Padronização Organizações HomePlug Powerline Alliance High-Definition Power Line Communication Universal Powerline Association PLCForum PLC Utilities Alliance
Tecnologia Transmissão Energia elétrica x Sinais de dados Sinais de rádio Redes de baixa e média tensão Sobreposição de sinais Eletricidade: 50 e 60 Hz PLC Banda Estreita: 3 e 148,5 khz PLC Banda Larga: 1,6 e 30 MHz
Modulação Spread Spectrum Espalhamento Espectral Distribuição de potência através de uma grande faixa de frequências
Modulação OFDM - Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal Múltiplo acesso Largura de banda dividida em N subcanais paralelos À cada subcanal são destinados bits e recursos Carregamento de acordo com a relação sinal/ruído ou atenuação do enlace ROBO ROBust OFDM Situações de muito ruído Maior redundância
Modulação GMSK - Chaveamento por Deslocamento Mínimo Gaussiano Modulação de faixa estreita Transmissão na fase da portadora Uso simplificado de amplificadores
Padrões PLIC - Power Line Indoor Communication Rede de dados x Rede elétrica interna Tomadas: pontos de acesso PLOC - Power Line Outdoor Communication Interligado à distribuição elétrica Repetição e controle Permite estipular taxas de transmissão
HomePlug HomePlug 1.0 HomePlug Powerline Alliance Camada física: OFDM
Acesso ao Meio CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Redes elétricas: muito ruído e atenuação Prioridades de acesso Níveis: CA0, CA1, CA2, CA3
Acesso ao Meio Transmissão Meio ocupado? Canal livre: estação determina a prioridade Maior prioridade? Inicializar um contador Transmitir Aguardar resposta (ACK, NACK ou FAIL)
Formato de Quadro Quadro longo Quadro curto
Topologia Sistema Elétrico
Topologia Rede PLC
Equipamentos Modem Equipamento Transformador
Equipamentos Repetidores Acopladores
Equipamentos Caixa de Distribuição Isolador de Ruídos
Vantagens Infraestrutura Alcance da malha elétrica Redução de custos Instalação Segurança Interceptar transmissão Solução: DES
Desvantagens Desvantagens Proporcional à tensão Varia com a frequência e o tempo Atenuação Grandes distâncias e altas frequências Descontinuidades na fiação Ruído Aparelhos eletroeletrônicos: interferência
Aplicações Internet Banda Larga Baseado em TCP/IP Taxa: 45 Mbps Telefonia Transmissão: prioriza VoIP Transmissão de Vídeo Videoconferência, TV digital etc. Automação Casa inteligente Controle de temperatura, ar condicionado, lâmpadas etc.
Perspectivas No mundo HomePlug AV: até 200 Mbps Rede domiciliar G.hn No Brasil Luz para todos x Internet para todos Aneel: Regulamentação Fiscalização
Considerações Finais Inclusão digital Serviços de telecomunicação Maior concorrência no mercado Redes domiciliares Casa inteligente Novo rumo para uma padronização global
Obrigado!
Perguntas Questão 1 Em uma rede PLC, como são transmitidos juntos o sinal de energia elétrica e o sinal de comunicação no mesmo canal, sem interferências?
Perguntas Questão 1 Resposta: Os sinais de telecomunicação usam intervalos de frequência entre 3 e 148,5 khz para banda estreita e entre 1,6 e 30 MHz para aplicações de banda larga, bem distantes da frequência utilizada pelo sinal de energia elétrica, que é de 50 Hz em diversos países e 60 Hz nas Américas, incluindo o Brasil.
Perguntas Questão 2 Em termos de níveis da topologia do sistema PLC, quais são as quatros categorias de rede existentes? Em qual delas é realizada a conexão com os provedores de serviço?
Perguntas Questão 2 Resposta: A organização da rede que incorpora a tecnologia PLC distingue quatro níveis principais: Rede Interna, Rede de Acesso, Rede de Distribuição e Rede de Transporte. A Rede de Transporte representa a conexão da rede PLC com as redes dos provedores de serviço, onde são estabelecidas ligações com pontos de acesso à Internet e serviços de telefonia.
Perguntas Questão 3 No que diz respeito à segurança, qual a grande questão posta sobre uma rede PLC interna? Qual o método utilizado como solução?
Perguntas Questão 3 Resposta: Ao compartilhar o canal com todos os ambientes de acesso interligados ao mesmo transformador, seria possível interceptar transmissões de outros pontos de acesso. O método utilizado para evitar esse problema é o algoritmo criptográfico DES (Data Encryption Standard).
Perguntas Questão 4 Como a utilização de alguns equipamentos eletroeletrônicos pode prejudicar a transmissão de sinais numa rede PLC?
Perguntas Questão 4 Resposta: A interferência causada por aparelhos eletroeletrônicos insere ruídos no canal de transmissão, reduzindo a qualidade da transferência de dados. Equipamentos conectados nas tomadas também contribuem no sentido de provocar atenuação do sinal, pois utilizam filtros capacitivos que impõem limites para sinais com frequência baixa, causando diferença de impedância entre esses aparelhos, o que gera perda do sinal, que acaba sendo refletido.
Perguntas Questão 5 Explique o conceito de automação em termos de possíveis aplicações para a tecnologia PLC?
Perguntas Questão 5 Resposta: As aplicações de automação seguem a ideia de casa inteligente, com a implementação de uma única rede doméstica, o que possibilitaria tarefas como: automatização do funcionamento de aparelhos de ar condicionado, controle de temperatura, acendimento de lâmpadas, entre outros.
Obrigado!