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P&D para Apoio a RegulamentaP&D para Apoio a Regulamentaçção e a ão e a

PadronizaPadronizaçção da Tecnologia PLCão da Tecnologia PLC

Prof. MoisProf. Moiséés Vidal Ribeiros Vidal Ribeiro

Programa de PPrograma de Póóss--GraduaGraduaçção em Engenharia Elão em Engenharia Eléétricatrica

Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)

BrasilBrasil

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��Processamento de Sinais;Processamento de Sinais;

�� Inteligência Computacional;Inteligência Computacional;

�� ComunicaComunicaçções de dados para e/ou ões de dados para e/ou

via Sistemas de Potênciavia Sistemas de Potência

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�� MotivaMotivaççãoão

�� Perspectiva HistPerspectiva Históóriaria

�� Ambientes para PLCAmbientes para PLC

�� Breve HistBreve Históórico rico

�� Breves ComentBreves Comentáários sobre a Tecnologiarios sobre a Tecnologia

�� Brasil: Estudo de CasoBrasil: Estudo de Caso

�� P&D para a RegulamentaP&D para a Regulamentaçção e a ão e a PadronizaPadronizaçção da tecnologia PLCão da tecnologia PLC

�� Conclusões e QuestõesConclusões e Questões

Estrutura da Apresentação

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Motivações

� O uso da redes elétricas de baixa, média e alta tensões como meio de transmissão de dados para aplicaaplicaçções ões narrowbandnarrowband e e broadbandbroadband ((dados, voz e vdados, voz e víídeodeo))

�� > 95%> 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).

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� Avanços significativos das ttéécnicas e cnicas e

dispositivosdispositivos de processamento de sinais para sistemas de comunicação de dados.

�� +/+/-- 50% do investimento50% do investimento em redes de acesso estão são devidos a instalação, gerenciamento e manutenção da infra-estrutura de acesso.

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FibrasFibras

Penetração da Tecnologia PLCPenetraPenetraççãoão dada TecnologiaTecnologia PLCPLC

Redes BT

Redes MT

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� Capacidade Teórica dos canais PLC (9kHz-500 MHz):� Outdoor: > 2 > 2 GbpsGbps (acesso, m(acesso, méédia e rural) dia e rural)

� Indoor: > 2 > 2 GbpsGbps (predial e residencial)(predial e residencial)

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� Outdoor: redes AT/MT/BT

High-Voltage Medium Voltage Lo-VoltageLow-Voltage

SubstationTransformer

Ambientes Para PLC

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� Indoor: construções residenciais, industriais e comerciais

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� Indoor: Aplicação automotiva

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� Indoor: Aplicação Navais

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� Indoor: Aplicação Aeroespaciais

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Breve Histórico

� 1838: primeira transmissão remota de dados; � 1897: primeira patente depositada naInglaterra;

� 1905: primeira patente depositada nos EUA;� 1913: primeiro produto comercial é lançadonos EUA;

� 1920: transmissão de sinais de voz;� 1950: transmissão de mensagens de controle;

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� 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 >2 GbpsGbps (1(1--500 MHz).500 MHz).

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Evolução das Aplicações PLC

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� As redes de distribuição de energia são horriblehorriblechannelschannels;

� 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.

Contra a Tecnologia PLC

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PLC no Brasil:

Estudo de Caso

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� 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(capilaridadecapilaridade)

� Programa Luz para todos do Governo Federal

� Competidores:

� xDSL, WiFi, WiMax, Zigbee, GPRS, cablemodem, RF.

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� Uso da tecnologia PLC desenvolvidatecnologia PLC desenvolvida nos EUA e na Europa

� Campo de teste;

� Teste experimental com comunidades;

� Canal de retorno para TV digital.

�� AnAnáálise e desenvolvimentolise e desenvolvimento das camadas PHY e MAC de modems PLC e implementação de kits prontos

� Universidades.

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P&D para Tecnologia PLC

� Caracterização do comportamento variante no comportamento variante no tempotempo dos canais PLC e dos ruídos:� Faixa de freqüência: 9 kHz até 500 MHz?� Ambientes:

� Indoor: BT;� Outdoor: BT/MT/AT.

�� TendênciaTendência pelo uso de normas européias e americanas (ÉÉ isso mesmo?isso mesmo?)� FCC, CENELEC, ETSI, IEC, etc

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� Compatibilidade eletromagnética: Cuidados Cuidados nas medinas mediçções e nas conclusõesões 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 até200 MHz ou até 500 Mbps?

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�� InvestimentoInvestimento 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 modem ou sistema PLCPLC Brasileiro? Da América Latina? ....

� A regulamentação da tecnologia PLC pode incentivar ou desestimular o uso da mesma. Qual Qual éé a nossa estrata nossa estratéégia?gia?

� Inglaterra, EUA e China.

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Pesquisas sobre PLC na UFJF

� Desenvolvimento de algoritmos das camadas PHY e MAC de modem PLCPHY e MAC de modem PLC;

� Investigação de canais PLC (BT/MT) na faixa entre 9kHz at9kHz atéé 500 MHz500 MHz;

� Desenvolvimento de protprotóótipotipo baseado em sistema OFDM e clustered-OFDM em dispositivos FPGA;

� Desenvolvimento de simuladorsimulador paraaplicações NPL e BPL.

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Conclusões

� A tecnologia PLC é um candidato importantepara a solução de problemas de comunicação na última milha e nos últimosmetros;

� Abre novas perspectivas de aplicações paraas empresas de energia;

� Abre novas perspectivas para empresas de base tecnológica instaladas no Brasil, pois

�� somossomos um dos um dos principaisprincipais mercadosmercados.

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� É necessário conhecer os diferentes ambientes (indoor, outdoor, BT/MT/AT);

� É necessnecessáário assumir uma estratrio assumir uma estratéégiagia que estimule ou não o uso da tecnologia PLC através da investigação, proposição e adoção de normas e regulamentações.

�� Nossa visãoNossa visão: após a padronização desta tecnologia, poderá haver o uso maciço da mesma. Estamos prEstamos próóximos deste objetivoximos deste objetivo.

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Contato:Contato:

prof. MoisMoiséés Vidal Ribeiros Vidal RibeiroUniversidade Federal de Juiz de ForaUniversidade Federal de Juiz de Foraee--mail: mail: mribeiro@ieee.orgmribeiro@ieee.org, ,

mribeiro@engenharia.ufjf.brmribeiro@engenharia.ufjf.brHomepage: http://www.ppee.ufjf.br/http://www.ppee.ufjf.br/skypeskype: : moviribeiromoviribeiroTel.: Tel.: +55 32 2102 3442+55 32 2102 3442Cel.:Cel.: +55 32 8845 3442+55 32 8845 3442