Introdução a Introdução a TelecomunicaçãoTelecomunicação

PLC.PLC.Power Line Communication.Power Line Communication.

Alexandre HenriqueAlexandre HenriqueMárcio FerreiraMárcio FerreiraMoises MirandaMoises Miranda

Marcelo de FreitasMarcelo de Freitas

PLC Power Line PLC Power Line CommunicationCommunication

PLC é uma tecnologia capaz de PLC é uma tecnologia capaz de transmitir sinais de dados e voz pela transmitir sinais de dados e voz pela rede convencional de distribuição de rede convencional de distribuição de energia, usando sinais de alta energia, usando sinais de alta freqüência. freqüência.

IntroduçãoIntrodução

Histórico da tecnologiaHistórico da tecnologia

O desenvolvimento dessa nova O desenvolvimento dessa nova tecnologia teve início nos anos 50 tecnologia teve início nos anos 50 onde a técnica de transmissão onde a técnica de transmissão utilizava baixas frequências de utilizava baixas frequências de eletricidade, que por esse motivo eletricidade, que por esse motivo alcançava altas potências.alcançava altas potências.

Os principais problemas enfrentados Os principais problemas enfrentados foram a atenuação do sinal e o ruído foram a atenuação do sinal e o ruído excessivo ocasionados principalmente excessivo ocasionados principalmente por fontes chaveadas e motores. por fontes chaveadas e motores.

O Sistema PLCO Sistema PLC

A transmissão de dados via rede A transmissão de dados via rede elétrica tem como base a elétrica tem como base a transmissão de sinais de transmissão de sinais de freqüências diferentes pelo mesmo freqüências diferentes pelo mesmo fio. fio.

Enquanto a eletricidade caminha na Enquanto a eletricidade caminha na freqüência de 60hertz (ciclos por freqüência de 60hertz (ciclos por segundo), os dados voam na faixa segundo), os dados voam na faixa de 5 a 30 de 5 a 30 megahertz megahertz (milhões de (milhões de ciclos por segundo).ciclos por segundo).

HertzHertz

Freqüência de 5-10MHzFreqüência de 5-10MHz

Funcionamento.Funcionamento.

O sistema PCL é composto por umO sistema PCL é composto por umequipamento denominado MASTER, equipamento denominado MASTER, instalado em um ponto próximo ao instalado em um ponto próximo ao transformador de energia elétrica, a transformador de energia elétrica, a partir do qual o sinal é injetado nos cabos partir do qual o sinal é injetado nos cabos da instalação elétrica, assim o sinal da instalação elétrica, assim o sinal PLC PLC fica disponível em toda a estrutura fica disponível em toda a estrutura elétrica ligada ao circuito desse elétrica ligada ao circuito desse transformador, fazendo com que transformador, fazendo com que qualquer tomada de energia se qualquer tomada de energia se transforme num ponto da rede transforme num ponto da rede PLC PLC com com acesso a internet em alta velocidade.acesso a internet em alta velocidade.

FuncionamentoFuncionamento

Na outra ponta do sistema, um Na outra ponta do sistema, um modem modem PLC PLC é conectado a uma é conectado a uma tomada elétrica para receber o tomada elétrica para receber o sinal transmitido pelo sinal transmitido pelo MASTERMASTER. É . É esse modem que faz a esse modem que faz a decodificação dos sinais elétricos decodificação dos sinais elétricos em sinais de informação. em sinais de informação.

MasterMaster

Linha de transmissão PLCLinha de transmissão PLC

Funcionamento básico do Funcionamento básico do sistemsistem aa

Basicamente é injetado o sinal nas fases Basicamente é injetado o sinal nas fases e no neutro do circuito secundário, onde e no neutro do circuito secundário, onde mais a frente é coletado e regenerado no mais a frente é coletado e regenerado no ponto de medição por um repetidor, (em ponto de medição por um repetidor, (em alguns casos dispensável) e finalmente alguns casos dispensável) e finalmente captado no ambiente doméstico em uma captado no ambiente doméstico em uma tomada elétrica convencional pelo modem tomada elétrica convencional pelo modem PLC. PLC.

A partir deste modem é feita uma A partir deste modem é feita uma conexão via porta USB padrão com o conexão via porta USB padrão com o computador do usuário final.computador do usuário final.

Repetidor Repetidor

Modem PLCModem PLC

LimitaçõesLimitações Deve ser lembrado que as redes de Deve ser lembrado que as redes de

distribuição foram inicialmente projetadas distribuição foram inicialmente projetadas para transmitir energia elétrica de forma para transmitir energia elétrica de forma eficiente, assim estas não são adaptadas eficiente, assim estas não são adaptadas para fins de comunicação, fazendo com para fins de comunicação, fazendo com que seja necessário o emprego de técnicas que seja necessário o emprego de técnicas avançadas para modificação dessas avançadas para modificação dessas características. características.

Para se atingir o objetivo de uso da rede Para se atingir o objetivo de uso da rede de distribuição como canal de de distribuição como canal de comunicação, investigações profundas e comunicação, investigações profundas e detalhadas deverão ser feitas para detalhadas deverão ser feitas para garantir a utilização da mesma de forma garantir a utilização da mesma de forma eficiente.eficiente.

Velocidades de conexãoVelocidades de conexão

Em média o sistema PLC pode Em média o sistema PLC pode atingir uma velocidade de 4,5Mbps, atingir uma velocidade de 4,5Mbps, nos piores casos se cada usuário nos piores casos se cada usuário estiver on-line, a velocidade cairá estiver on-line, a velocidade cairá para 100Kbps.para 100Kbps.

Classificação da rede Classificação da rede elétricaelétrica

As redes elétricas são classificadas em As redes elétricas são classificadas em três níveis: (100kV) três níveis: (100kV) Alta TensãoAlta Tensão,(1-,(1-100kV) 100kV) Média TensãoMédia Tensão e (1kV) e (1kV) Baixa Baixa TensãoTensão, cada qual adaptado para o , cada qual adaptado para o interligar diferentes distâncias. interligar diferentes distâncias.

Os níveis de tensão são interconectados Os níveis de tensão são interconectados por meio de transformadores, projetados por meio de transformadores, projetados de forma a proporcionar a menor perda de forma a proporcionar a menor perda possível operando nas freqüências da possível operando nas freqüências da rede (50 ou 60 hz). rede (50 ou 60 hz).

Isto faz com que, nas freqüências Isto faz com que, nas freqüências tipicamente utilizadas para tipicamente utilizadas para comunicação, estes equipamentos comunicação, estes equipamentos funcionem como filtros, separando os funcionem como filtros, separando os diferentes níveis de tensão.diferentes níveis de tensão.

Rede ElétricaRede Elétrica Rede Elétrica de Alta tensão. Rede Elétrica de Alta tensão. Utilizado para Utilizado para

interligar os centros de geração aos centros de interligar os centros de geração aos centros de consumo, geralmente percorrendo grandes consumo, geralmente percorrendo grandes distâncias.distâncias.

Rede Elétrica de Média tensão Rede Elétrica de Média tensão Responsáveis Responsáveis pela interligação das subestações com os centros pela interligação das subestações com os centros distribuídos de consumo, este nível de tensão pode distribuídos de consumo, este nível de tensão pode também ser utilizado no fornecimento de energia também ser utilizado no fornecimento de energia elétrica a consumidores de maior porte como elétrica a consumidores de maior porte como indústrias ou prédios.indústrias ou prédios.

Rede ElétricaRede Elétrica Rede Elétrica de Baixa tensão. Rede Elétrica de Baixa tensão. Este é Este é

o nível de tensão que efetivamente o nível de tensão que efetivamente chega a maioria das unidades chega a maioria das unidades consumidoras derivando do secundário consumidoras derivando do secundário do transformador de redução. A natureza do transformador de redução. A natureza dinâmica com que as cargas são dinâmica com que as cargas são inseridas e removidas da rede, as inseridas e removidas da rede, as emissões conduzidas provenientes dos emissões conduzidas provenientes dos equipamentos e as interferências de equipamentos e as interferências de diferentes naturezas fazem deste diferentes naturezas fazem deste ambiente o mais hostil, para a ambiente o mais hostil, para a transmissão de sinais, dentre os três transmissão de sinais, dentre os três níveis de tensão apresentados.níveis de tensão apresentados.

Esquema de transmissãoEsquema de transmissão

A Figura a seguir apresenta um A Figura a seguir apresenta um exemplo de aplicação de uma rede exemplo de aplicação de uma rede PLC PLC onde, partir do transformador onde, partir do transformador que interliga os níveis de média e que interliga os níveis de média e baixa tensão, o equipamento aqui baixa tensão, o equipamento aqui referenciado como referenciado como PLC Master PLC Master injeta o sinal da telecomunicações injeta o sinal da telecomunicações na rede elétrica de baixa tensão.na rede elétrica de baixa tensão.

Introdução do SinalIntrodução do Sinal

Rede Externa PLCRede Externa PLC

Rede Interna PLCRede Interna PLC

Computador com o Modem Computador com o Modem PLCPLC

Complicações na TransmissãoComplicações na Transmissão

A rede de distribuição de energia elétrica é um A rede de distribuição de energia elétrica é um meio extremamente hostil como canal de meio extremamente hostil como canal de comunicações. comunicações.

Mesmo a simples conexão entre duas tomadas de Mesmo a simples conexão entre duas tomadas de energia elétrica em uma mesma instalação energia elétrica em uma mesma instalação apresenta uma função de transferência bastante apresenta uma função de transferência bastante complicada devido principalmente à falta de complicada devido principalmente à falta de casamento entre as correntes e cargas nas casamento entre as correntes e cargas nas terminações da rede. Desta forma as respostas em terminações da rede. Desta forma as respostas em amplitude e fase variam, numa faixa bem extensa, amplitude e fase variam, numa faixa bem extensa, com a freqüência. Em algumas freqüências o sinal com a freqüência. Em algumas freqüências o sinal transmitido pode chegar ao receptor com poucas transmitido pode chegar ao receptor com poucas perdas, enquanto em outras freqüências o sinal perdas, enquanto em outras freqüências o sinal pode ser recebido com um nível de potência pode ser recebido com um nível de potência abaixo daquele apresentado pelo ruído, sendo abaixo daquele apresentado pelo ruído, sendo completamente corrompido pelo canal.completamente corrompido pelo canal.

Ruídos na Rede Ruídos na Rede atrapalhamatrapalham

Típicas fontes do ruído presente na rede Típicas fontes do ruído presente na rede elétrica são: motores com escovas, elétrica são: motores com escovas, fontes chaveadas, reatores para fontes chaveadas, reatores para iluminação, dentre outras. iluminação, dentre outras.

Estes equipamentos introduzem Estes equipamentos introduzem componentes de alta freqüência na rede componentes de alta freqüência na rede caracterizando as emissões conduzidas .caracterizando as emissões conduzidas .

Constituindo outra forma de inserção de Constituindo outra forma de inserção de ruído, as emissões irradiadas são ruído, as emissões irradiadas são aquelas provenientes de emissoras de aquelas provenientes de emissoras de rádio em geral, ou mesmo de alguns rádio em geral, ou mesmo de alguns equipamentos como aqueles citados equipamentos como aqueles citados anteriormente.anteriormente.

Outras Utilidades da redeOutras Utilidades da rede

O sistema PLC pode também ser O sistema PLC pode também ser utilizado entre a conexão de vários utilizado entre a conexão de vários computadores e outros equipamentos computadores e outros equipamentos como, DVD’s aparelhos de som mp3, como, DVD’s aparelhos de som mp3, telefones e outros. Possibilitando telefones e outros. Possibilitando assim uma interatividade entre vários assim uma interatividade entre vários equipamentos por um custo muito equipamentos por um custo muito inferior.inferior.

Para a utilização desse recurso é Para a utilização desse recurso é usado um outro dispositivo o usado um outro dispositivo o HOMEPLUG PLC.HOMEPLUG PLC.

Homeplug PLCHomeplug PLC

Com esse Com esse equipamento será equipamento será possível ainda a possível ainda a conexão de um conexão de um telefone, até uma telefone, até uma rede LAN em rede LAN em qualquer tomada.qualquer tomada.

HomeplugHomeplug

Sistema PABX /PLCSistema PABX /PLC

Diferentes Faixas de Diferentes Faixas de freqüênciasfreqüências

O Sistema PLC utiliza duas faixas O Sistema PLC utiliza duas faixas de freqüência.de freqüência.

A Primeira faixa está compreendida A Primeira faixa está compreendida entre 1Mhz-12Mhz é utilizada na entre 1Mhz-12Mhz é utilizada na transmissão externa.transmissão externa.

A segunda faixa está compreendida A segunda faixa está compreendida entre 18Mhz-26Mhz é utilizada na entre 18Mhz-26Mhz é utilizada na transmissão interna e entre transmissão interna e entre repetidores e modens.repetidores e modens.

Comercialização da Comercialização da tecnologia.tecnologia.

No Brasil algumas empresas como No Brasil algumas empresas como a LIGHT do Rio e a Eletropaulo de a LIGHT do Rio e a Eletropaulo de São Paulo já tem planos para o São Paulo já tem planos para o lançamento dessa tecnologia no lançamento dessa tecnologia no final desse ano.final desse ano.

Já na Europa na Ásia essa Já na Europa na Ásia essa tecnologia já está sendo tecnologia já está sendo comercializada. comercializada.

Tipos de ModulaçãoTipos de ModulaçãoMárcioMárcio

A seqüência Direta de Espalhamento do A seqüência Direta de Espalhamento do Espectro DSSS(Direct Sequence Spread Espectro DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum); Fornece uma densidade Spectrum); Fornece uma densidade espectral da potência muito baixa espectral da potência muito baixa espalhando a potência do sinal sobre faixas espalhando a potência do sinal sobre faixas de freqüências muito larga. Esse tipo de de freqüências muito larga. Esse tipo de modulação requer conseqüentemente uma modulação requer conseqüentemente uma largura de faixa muito grande para largura de faixa muito grande para permitir a transmissão dos dados Mbits/s permitir a transmissão dos dados Mbits/s como a largura das faixa é limitada essa como a largura das faixa é limitada essa técnica é ideal para taxas mais baixas.técnica é ideal para taxas mais baixas.

Tipos de ModulaçãoTipos de Modulação

A A OFDMOFDM(Multiplexação por Divisão (Multiplexação por Divisão Ortogonal) Ortogonal) Consiste na divisão da freqüência Consiste na divisão da freqüência para a transmissão em diversas para a transmissão em diversas portadoras estreitas. Essa modulação portadoras estreitas. Essa modulação adapta-se facilmente nas adapta-se facilmente nas características de variação do canal, características de variação do canal, pois as portadoras com interferência pois as portadoras com interferência são dispensadas, ocasionando uma são dispensadas, ocasionando uma leve diminuição na taxa de leve diminuição na taxa de transmissão. transmissão.

Tipos de ModulaçãoTipos de Modulação

A desvantagem da A desvantagem da OFDMOFDM é a é a necessidade de um amplificador de necessidade de um amplificador de potência altamente linear, para potência altamente linear, para evitar a s interferências nas faixas evitar a s interferências nas faixas de freqüências mais elevadas. de freqüências mais elevadas.

Tipos de ModulaçãoTipos de Modulação

GMSKGMSK,Modulação Estreita da Faixa.,Modulação Estreita da Faixa.A modulação (Gaussiam Minimum Shift A modulação (Gaussiam Minimum Shift Keying) é o mesmo método de modulação Keying) é o mesmo método de modulação utilizado GSM(Global System Móbile). utilizado GSM(Global System Móbile). Com algumas modificações o GMSK utiliza Com algumas modificações o GMSK utiliza a faixa estreita transmitindo os dados na a faixa estreita transmitindo os dados na fase da portadora, resultando um sinal de fase da portadora, resultando um sinal de envelope constante. Permite o uso de envelope constante. Permite o uso de amplificadores menos complexos sem amplificadores menos complexos sem distúrbios. distúrbios.

Freqüência Freqüência GMSKGMSK

Método de transmissãoMétodo de transmissão

Intellon Intellon A tecnologia Power Packet da Intellon A tecnologia Power Packet da Intellon usa uma forma aumentada da OFDM, usa uma forma aumentada da OFDM, com correções de erros semelhantes com correções de erros semelhantes á tecnologia dos modem DSL. A á tecnologia dos modem DSL. A freqüência nesse caso pode atingir freqüência nesse caso pode atingir de 4.3-20.9MHz, enviando vários de 4.3-20.9MHz, enviando vários pacotes de dados simultâneos. Esse pacotes de dados simultâneos. Esse é o método utilizado pelo homeplug, é o método utilizado pelo homeplug, devido as freqüências suportadas.devido as freqüências suportadas.

Metodos de transmissãoMetodos de transmissão

IntelogisIntelogisÉ uma tecnologia de linha de força É uma tecnologia de linha de força mais antiga,confia a troca de chave mais antiga,confia a troca de chave da freqüência (FSK) que envia os da freqüência (FSK) que envia os dados em cima dos fios elétricos da dados em cima dos fios elétricos da casa. Usa duas freqüências, assim casa. Usa duas freqüências, assim evita que os níveis de ruídos evita que os níveis de ruídos interfiram na transmissão. Apesar de interfiram na transmissão. Apesar de parecer muito eficiente esse método parecer muito eficiente esse método é muito frágil. é muito frágil.

Metas para o BrasilMetas para o Brasil

A intenção de implantar essa A intenção de implantar essa tecnologia no Brasil é a da inclusão tecnologia no Brasil é a da inclusão digital, já que vem procurando meios digital, já que vem procurando meios de transmissão mais acessíveis e de de transmissão mais acessíveis e de baixo custo.baixo custo.

Já que no Brasil a maior parte da Já que no Brasil a maior parte da transmissão de dados é feita utilizando transmissão de dados é feita utilizando o acesso discado. Pouquíssimas o acesso discado. Pouquíssimas pessoas possuem o privilégio da pessoas possuem o privilégio da banda larga.banda larga.

PLC no BrasilPLC no Brasil

A implantação da tecnologia no A implantação da tecnologia no Brasil conta com fator econômico, a Brasil conta com fator econômico, a principal barreira já que os principal barreira já que os equipamentos são todos importados.equipamentos são todos importados.

Entretanto com comprovação Entretanto com comprovação técnica, as companhias energéticas técnica, as companhias energéticas trabalham com a possibilidade de trabalham com a possibilidade de produção de modems e outros produção de modems e outros equipamento PLC,para isso deverá equipamento PLC,para isso deverá levar pouco tempo. levar pouco tempo.

Dados sobre a internet no Dados sobre a internet no Brasil Brasil

A internet foi implantado no Brasil em A internet foi implantado no Brasil em 1995.1995.

O número de pessoas que tem acesso a O número de pessoas que tem acesso a rede é de 30milhões, dessas apenas rede é de 30milhões, dessas apenas 14milhões tem acesso em casa.14milhões tem acesso em casa.

Com isso concluímos que 10% da Com isso concluímos que 10% da população tem acesso a rede, desse só população tem acesso a rede, desse só 12% tem o privilégio da Banda Larga 12% tem o privilégio da Banda Larga mas com um pequeno aumento a cada mas com um pequeno aumento a cada ano. ano.

Infra-estrutura brasileira Infra-estrutura brasileira

O Brasil conta com uma infra-estrutura O Brasil conta com uma infra-estrutura que poderia ser melhor aproveitada para que poderia ser melhor aproveitada para a transmissão do serviço. Pois conta com a transmissão do serviço. Pois conta com mais 38milKm de cabos de fibra óptica mais 38milKm de cabos de fibra óptica disponível, ligando praticamente todos os disponível, ligando praticamente todos os estados brasileiros. Percebemos, estados brasileiros. Percebemos, portanto, o grande potencial portanto, o grande potencial proporcionado pela infra-estrutura já proporcionado pela infra-estrutura já existente necessitando apenas de poucos existente necessitando apenas de poucos investimento para a implantação da PLC investimento para a implantação da PLC no país.no país.

Economia de tempo de Economia de tempo de dinheirodinheiro

Comparações de custo mostram que Comparações de custo mostram que uma comunicação pela rede elétrica uma comunicação pela rede elétrica com PLC, é muito eficiente com PLC, é muito eficiente economicamente.economicamente.

Há um retorno rápido no investimento Há um retorno rápido no investimento ao comparar a colocação de cabos de ao comparar a colocação de cabos de telecomunicações, além da rapidez de telecomunicações, além da rapidez de instalação pois acoplar uma unidade instalação pois acoplar uma unidade aos blocos de transmissão leva poucas aos blocos de transmissão leva poucas horashoras

ConclusãoConclusão

Transmitir dados, vídeo e voz por Transmitir dados, vídeo e voz por um meio físico que atende mais de um meio físico que atende mais de 90% das residências no Brasil é o 90% das residências no Brasil é o principal trunfo do PLC. Baseado principal trunfo do PLC. Baseado nisso as companhias energéticas nisso as companhias energéticas estão testando a tecnologia a todo estão testando a tecnologia a todo vapor, a fim de solucionar os vapor, a fim de solucionar os problemas existentes.problemas existentes.

BibliografiaBibliografia

Todas as informações e fotos foram Todas as informações e fotos foram retirados da internet, senda assim retirados da internet, senda assim de domínio Público de domínio Público