REDES PLCREDES PLC (POWER LINE CONNECTIONS)(POWER LINE CONNECTIONS)

Grupo: Julio MoreiraGrupo: Julio Moreira

Diogo NomiyaDiogo Nomiya

IntroduçãoIntrodução

Tráfego de informações pela mesma Tráfego de informações pela mesma fiação utilizada para a transmissão fiação utilizada para a transmissão de energia elétrica.de energia elétrica.

Trabalham na camada de enlace do Trabalham na camada de enlace do modelo OSI (camada 2).modelo OSI (camada 2).

Podem ser usadas tanto Podem ser usadas tanto internamente (redes locais) como internamente (redes locais) como externamente (internet) externamente (internet)

Internet banda largaInternet banda larga (BPL)(BPL)

ConceitoConceito

Transforma a grade de potência em Transforma a grade de potência em uma rede de comunicação pela uma rede de comunicação pela superposição do sinal de informação superposição do sinal de informação sobre o sinal de corrente alternada.sobre o sinal de corrente alternada.

São utilizadas faixas de freqüências São utilizadas faixas de freqüências bem distantes.bem distantes.

É conhecida como: BPL - Broadband É conhecida como: BPL - Broadband over Power Line.over Power Line.

Sistema de distribuição elétricaSistema de distribuição elétrica

A energia elétrica é transmitida até os A energia elétrica é transmitida até os centros consumidores através de linhas de centros consumidores através de linhas de transmissão trifásicas em alta tensão.transmissão trifásicas em alta tensão.

Essas linhas são interligadas por Essas linhas são interligadas por meio de subestações, onde se meio de subestações, onde se localizam os transformadores que localizam os transformadores que controlam o nível de tensão.controlam o nível de tensão.

A partir das subestações de A partir das subestações de distribuição, a energia elétrica é distribuição, a energia elétrica é distribuída através de uma rede distribuída através de uma rede elétrica, chamada grade de potência, elétrica, chamada grade de potência, formada por duas sub-redes: rede de formada por duas sub-redes: rede de alimentação primária e rede de alimentação primária e rede de alimentação secundária. alimentação secundária.

Para atender aos consumidores Para atender aos consumidores residenciais e comerciais de pequeno residenciais e comerciais de pequeno porte, é necessário se obter tensões porte, é necessário se obter tensões baixas. Para tanto, utilizam-se baixas. Para tanto, utilizam-se transformadores trifásicos redutores de transformadores trifásicos redutores de tensão que interconectam a rede primária tensão que interconectam a rede primária à rede de alimentação secundária, à rede de alimentação secundária, formada por alimentadores trifásicos a formada por alimentadores trifásicos a quatro fios (o fio neutro está sempre quatro fios (o fio neutro está sempre presente). Os níveis de tensão nessa rede presente). Os níveis de tensão nessa rede secundária são 220 V ou 127 V (baixa secundária são 220 V ou 127 V (baixa tensão) como tensão de fase.tensão) como tensão de fase.

Equipamentos necessáriosEquipamentos necessários

Modem PLC: Usado para a recepção e Modem PLC: Usado para a recepção e transmissão dos dados, o modem é transmissão dos dados, o modem é instalado em um host (estação de instalado em um host (estação de trabalho, servidor, etc.) que é ligado trabalho, servidor, etc.) que é ligado à tomada de energia.à tomada de energia.

ConcentradorConcentrador: Sua função é extrair o : Sua função é extrair o sinal proveniente da rede de distribuição sinal proveniente da rede de distribuição PLC e injetá-lo sobre a rede de acesso.PLC e injetá-lo sobre a rede de acesso.

Repetidor: Recupera e re-injeta o Repetidor: Recupera e re-injeta o sinal PLC proveniente dos sinal PLC proveniente dos concentradores rede doméstica.concentradores rede doméstica.

Equipamento de SubestaçãoEquipamento de Subestação: Sua : Sua função é permitir a interconexão com função é permitir a interconexão com os provedores de serviços e injetar o os provedores de serviços e injetar o sinal na rede de média tensão. sinal na rede de média tensão.

Unidades de acoplamento:Unidades de acoplamento: As As unidades de acoplamento são os unidades de acoplamento são os equipamentos acessórios necessários equipamentos acessórios necessários para injetar e adaptar o sinal de para injetar e adaptar o sinal de telecomunicações do equipamento telecomunicações do equipamento PLC para a grade de distribuição.PLC para a grade de distribuição.

FuncionamentoFuncionamento

Transmissão de sinais de diferentes Transmissão de sinais de diferentes frequências pelo mesmo fio.frequências pelo mesmo fio.

A frequência da energia elétrica é da A frequência da energia elétrica é da ordem dos Hz (50 a 60) e a dos dados está ordem dos Hz (50 a 60) e a dos dados está na ordem dos MHz (1,6 a 30). na ordem dos MHz (1,6 a 30).

Sistemas de alta tensão têm muito ruído.Sistemas de alta tensão têm muito ruído. O BPL não usa nenhuma linha de alta O BPL não usa nenhuma linha de alta

tensão. O sistema leva os dados de linhas tensão. O sistema leva os dados de linhas tradicionais para as linhas de transmissão tradicionais para as linhas de transmissão de média tensão, com seus 7.200 volts, de média tensão, com seus 7.200 volts, muito mais fáceis de gerenciar.muito mais fáceis de gerenciar.

Dispositivos especiais são instalados Dispositivos especiais são instalados nas linhas para funcionar como nas linhas para funcionar como repetidores.repetidores.

Chegando perto da casa, o extrator Chegando perto da casa, o extrator deixa o sinal pronto para uso, deixa o sinal pronto para uso, chegando até o modem BPLchegando até o modem BPL

VantagensVantagens Trata-se de uma rede de comunicações independente, em Trata-se de uma rede de comunicações independente, em

que a infra-estrutura de cabos elétricos existente pode ser que a infra-estrutura de cabos elétricos existente pode ser utilizada para a transmissão de dados de comunicação;utilizada para a transmissão de dados de comunicação;

A cobertura geográfica da rede de baixa tensão em regiões A cobertura geográfica da rede de baixa tensão em regiões habitadas é bem abrangente, facilitando o acesso quase habitadas é bem abrangente, facilitando o acesso quase universal à rede;universal à rede;

Pode ser implantada facilmente, visto que não necessita de Pode ser implantada facilmente, visto que não necessita de obras para cabeamento;obras para cabeamento;

É bastante simples de instalar e utilizar. Para o usuário É bastante simples de instalar e utilizar. Para o usuário final, basta conectá-lo à tomada e já começa a funcionar;final, basta conectá-lo à tomada e já começa a funcionar;

Investimentos e custos operacionais na rede PLC estão Investimentos e custos operacionais na rede PLC estão ficando a cada ano mais competitivos com relação à xDSL e ficando a cada ano mais competitivos com relação à xDSL e menores do que o serviço de distribuição via cabo;menores do que o serviço de distribuição via cabo;

O desenvolvimento da tecnologia tira proveito, se apóia e é O desenvolvimento da tecnologia tira proveito, se apóia e é convergente com os desenvolvimentos mais recentes do convergente com os desenvolvimentos mais recentes do quadro de serviços NGN e protocolos IP, por exemplo, quadro de serviços NGN e protocolos IP, por exemplo, parâmetros de QoS, IPv6, etcparâmetros de QoS, IPv6, etc

DesvantagensDesvantagens É um ambiente de comunicações particularmente É um ambiente de comunicações particularmente

complicado;complicado; Os níveis de ruído podem ser excessivos;Os níveis de ruído podem ser excessivos; A atenuação para freqüências usualmente empregadas em A atenuação para freqüências usualmente empregadas em

comunicações é muito grande, comunicações é muito grande, pois o encapamento plástico pois o encapamento plástico enfraquece o sinal;enfraquece o sinal;

O sinal acaba se corrompendo em distâncias muito longas, O sinal acaba se corrompendo em distâncias muito longas, devido à instabilidade da rede elétricadevido à instabilidade da rede elétrica;;

Necessidade de instalação de repetidores em cada Necessidade de instalação de repetidores em cada tranformador externo, pois estes filtram sinais de alta tranformador externo, pois estes filtram sinais de alta frequência;frequência;

Problemas de compatibilidade eletromagnética ocorrem Problemas de compatibilidade eletromagnética ocorrem entre os circuitos eletrônicos e as linhas de transmissão de entre os circuitos eletrônicos e as linhas de transmissão de energia elétrica;energia elétrica;

Parâmetros importantes do canal, tais quais impedância, Parâmetros importantes do canal, tais quais impedância, atenuação e níveis de ruído, variam indefinidamente em atenuação e níveis de ruído, variam indefinidamente em função do tempo e da carga;função do tempo e da carga;

Praticamente impossível de ser utilizado sem um código de Praticamente impossível de ser utilizado sem um código de controle de erro.controle de erro.

Comparação de custoComparação de custo Projeto piloto de banda larga por PLC Projeto piloto de banda larga por PLC

complementado por Wi-Fi, realizado em complementado por Wi-Fi, realizado em Porto Alegre, que acabou saindo sete Porto Alegre, que acabou saindo sete vezes mais barato do que com fibra óptica vezes mais barato do que com fibra óptica e duas vezes mais em conta do que uma e duas vezes mais em conta do que uma rede WiMAX rede WiMAX

Os próximos passos são desenvolver Os próximos passos são desenvolver aplicações de saúde e educação que aplicações de saúde e educação que rodem nessa rede. Um dos sub-projetos rodem nessa rede. Um dos sub-projetos envolve exames ginecológicos de ultra-envolve exames ginecológicos de ultra-som, que poderão ser orientados à som, que poderão ser orientados à distância, e também analisados distância, e também analisados remotamente.remotamente.

Perspectivas para o futuroPerspectivas para o futuro

Tem havido um interesse global crescente Tem havido um interesse global crescente na tecnologia PLC.na tecnologia PLC.

Muitos experimentos bem sucedidos Muitos experimentos bem sucedidos demonstram que PLC é uma solução viável demonstram que PLC é uma solução viável para implantar redes de para implantar redes de telecomunicações.telecomunicações.

Pode se tornar uma tecnologia competitiva Pode se tornar uma tecnologia competitiva quando comparado com outras quando comparado com outras tecnologias de acesso, podendo até, no tecnologias de acesso, podendo até, no futuro, se tornar uma das principais futuro, se tornar uma das principais opções para a rede de distribuição.opções para a rede de distribuição.

Redes locaisRedes locais

ConceitoConceito

A comunicação é feita pela rede elétrica já A comunicação é feita pela rede elétrica já existente.existente.

A mesma tomada utilizada para a A mesma tomada utilizada para a alimentação pode ser usada como ponto alimentação pode ser usada como ponto de conexão.de conexão.

Existem algumas tecnologias que utilizam Existem algumas tecnologias que utilizam esse conceito. Dentre elas, a esse conceito. Dentre elas, a tecnologia tecnologia PowerPacket da Intellon, é a que serve de PowerPacket da Intellon, é a que serve de base para o padrão HomePlug Powerline base para o padrão HomePlug Powerline AllianceAlliance e será abordada nesse trabalho. e será abordada nesse trabalho.

FuncionamentoFuncionamento Usa uma forma aprimorada de multiplexação por Usa uma forma aprimorada de multiplexação por

divisão ortogonal de freqüência (OFDM) com divisão ortogonal de freqüência (OFDM) com correção antecipada de erros.correção antecipada de erros.

A geração mais recente da tecnologia A geração mais recente da tecnologia PowerPacket tem taxa de 200 Mbps (HomePlug PowerPacket tem taxa de 200 Mbps (HomePlug AV), que é mais rápida do que as soluções sem AV), que é mais rápida do que as soluções sem fio existentes.fio existentes.

A topologia da rede é a mesma da usada para A topologia da rede é a mesma da usada para distribuição de energia elétrica, tornando cada distribuição de energia elétrica, tornando cada tomada um ponto potencial para transmissão de tomada um ponto potencial para transmissão de dados, transformando desta maneira a rede dados, transformando desta maneira a rede elétrica de prédios e residências em uma elétrica de prédios e residências em uma verdadeira LAN.verdadeira LAN.

EquipamentosEquipamentos

Homeplug - Adaptador básicos Homeplug - Adaptador básicos necessário para implantação de uma necessário para implantação de uma rede PLC em um ambiente interno.rede PLC em um ambiente interno.

VantagensVantagens o custo é relativamente baixo. Um kit o custo é relativamente baixo. Um kit

completo para conectar dois computadores pode completo para conectar dois computadores pode custar menos de US$100; custar menos de US$100;

usa o cabeamento elétrico já existente; usa o cabeamento elétrico já existente; geralmente, todos os cômodos da casa têm geralmente, todos os cômodos da casa têm

muitas tomadas elétricas, muitas tomadas elétricas, é fácil de instalar; é fácil de instalar; uma impressora, ou qualquer outro dispositivo, uma impressora, ou qualquer outro dispositivo,

não precisa estar diretamente conectado a um não precisa estar diretamente conectado a um computador nem estar perto dos computadores computador nem estar perto dos computadores da rede; da rede;

não é preciso instalar nenhuma placa no não é preciso instalar nenhuma placa no computador (ainda que existam empresas computador (ainda que existam empresas trabalhando com sistemas baseados em trabalhando com sistemas baseados em PCIPCI). ).

DesvantagensDesvantagens

o desempenho pode sofrer impacto pelo o desempenho pode sofrer impacto pelo uso doméstico de eletricidade (como uso doméstico de eletricidade (como secadores de cabelo, furadeiras, secadores de cabelo, furadeiras, aspiradores); aspiradores);

pode limitar os recursos da impressora; pode limitar os recursos da impressora; a maioria dos adaptadores só funciona a maioria dos adaptadores só funciona

com computadores baseados em com computadores baseados em Windows; Windows;

usa grandes dispositivos de parede para usa grandes dispositivos de parede para acessar uma tomada elétrica;acessar uma tomada elétrica;

fiação antiga pode afetar o desempenho.fiação antiga pode afetar o desempenho.

Perspectivas para o futuroPerspectivas para o futuro A tecnologia PowerPacket da Intellon é A tecnologia PowerPacket da Intellon é

compatível com soluções sem fio e HomePNA, compatível com soluções sem fio e HomePNA, fazendo da rede elétrica uma opção ideal para fazendo da rede elétrica uma opção ideal para servir como infra-estrutura de acabamento de servir como infra-estrutura de acabamento de redes domésticas com tecnologias múltiplas. redes domésticas com tecnologias múltiplas. Nesse caso, os consumidores não terão que se Nesse caso, os consumidores não terão que se desfazer de suas soluções de rede existentes em desfazer de suas soluções de rede existentes em favor de um novo padrão. favor de um novo padrão.

A característica comum de todas as opções de A característica comum de todas as opções de rede é a necessidade de energia. Enquanto uma rede é a necessidade de energia. Enquanto uma solução sem fio pode realmente prescindir de solução sem fio pode realmente prescindir de cabos, seu ponto de acesso ainda estará cabos, seu ponto de acesso ainda estará conectado em outro ponto. O cabo de energia conectado em outro ponto. O cabo de energia pode se conectar à rede sem fio estendendo a pode se conectar à rede sem fio estendendo a rede de comunicação por fiação elétrica rede de comunicação por fiação elétrica doméstica. doméstica.

ConclusãoConclusão Permite aumentar a competitividade no Permite aumentar a competitividade no

fornecimento da Rede de Acesso fornecimento da Rede de Acesso (especialmente a última milha) e acelerar (especialmente a última milha) e acelerar a difusão dos principais objetivos da a difusão dos principais objetivos da inclusão digital.inclusão digital.

A implantação de PLC é muito rápida A implantação de PLC é muito rápida quando comparada com a maior parte das quando comparada com a maior parte das tecnologias competitivas, já que se baseia tecnologias competitivas, já que se baseia na infra-estrutura existente.na infra-estrutura existente.

Apresenta custos competitivos e com uma Apresenta custos competitivos e com uma forte tendência a melhorar com a queda forte tendência a melhorar com a queda dos custos dos equipamentos decorrente dos custos dos equipamentos decorrente do desenvolvimento de mercado. do desenvolvimento de mercado.

É pouco provável que o BPL venha a ser É pouco provável que o BPL venha a ser muito utilizada nos grandes centros, pois muito utilizada nos grandes centros, pois na maioria das vezes, nestes lugares, já há na maioria das vezes, nestes lugares, já há uma boa estrutura de cabeamento para uma boa estrutura de cabeamento para comunicações.comunicações.

Pode se tornar o principal meio de acesso Pode se tornar o principal meio de acesso nesses lugares, como localidade rurais ou nesses lugares, como localidade rurais ou cidade afastadas dos grandes centros.cidade afastadas dos grandes centros.

No Brasil, iniciativas desse tipo não No Brasil, iniciativas desse tipo não contam com o apoio e incentivos do contam com o apoio e incentivos do governo, por isso, nosso futuro fica governo, por isso, nosso futuro fica determinado pelo interesse financeiro de determinado pelo interesse financeiro de grandes empresas que são responsáveis grandes empresas que são responsáveis pelas redes de comunicação. pelas redes de comunicação.