PLC

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PLC

• Power Line Communications

Renan Ribeiro de Vasconcelos
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Sumário

• Histórico
• Padronização
• Tecnologia
• Topologias
• Equipamentos
• Vantagens x Desvantagens
• Aplicações
• Perspectivas
• Considerações Finais

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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

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Padronização

• Organizações
• HomePlug Powerline Alliance
• High-Definition Power Line Communication
• Universal Powerline Association
• PLCForum
• PLC Utilities Alliance

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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

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Modulação

• Spread Spectrum Espalhamento Espectral
• Distribuição de potência através de uma grande
  faixa de frequências

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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

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Modulação

• GMSK - Chaveamento por Deslocamento Mínimo
  Gaussiano
• Modulação de faixa estreita
• Transmissão na fase da portadora
• Uso simplificado de amplificadores

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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

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HomePlug

• HomePlug 1.0
• HomePlug Powerline Alliance
• Camada física OFDM

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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

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Acesso ao Meio

• Transmissão
• Meio ocupado?
• Canal livre estação determina a prioridade
• Maior prioridade? Inicializar um contador
• Transmitir
• Aguardar resposta (ACK, NACK ou FAIL)

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Formato de Quadro

• Quadro longo
• Quadro curto

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Topologia

• Sistema Elétrico

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Topologia

• Rede PLC

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Equipamentos

• Modem
• Equipamento Transformador

17
Equipamentos

• Repetidores
• Acopladores

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Equipamentos

• Caixa de Distribuição
• Isolador de Ruídos

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Vantagens

• Infraestrutura
• Alcance da malha elétrica
• Redução de custos
• Instalação
• Segurança
• Interceptar transmissão
• Solução DES

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Desvantagens

• Impedância
• Proporcional à tensão
• Varia com a frequência e o tempo
• Atenuação
• Grandes distâncias e altas frequências
• Descontinuidades na fiação
• Ruído
• Aparelhos eletroeletrônicos interferência

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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.

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Perspectivas

• No mundo
• HomePlug AV até 200 Mbps
• Rede domiciliar
• G.hn
• No Brasil
• Luz para todos x Internet para todos
• Aneel Regulamentação
• Fiscalização

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Considerações Finais

• Inclusão digital
• Serviços de telecomunicação
• Maior concorrência no mercado
• Redes domiciliares
• Casa inteligente
• Novo rumo para uma padronização global

24
Obrigado!
25
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?

26
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.

27
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?

28
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.

29
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?

30
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).

31
Perguntas

• Questão 4
• Como a utilização de alguns equipamentos
  eletroeletrônicos pode prejudicar a transmissão
  de sinais numa rede PLC?

32
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.

33
Perguntas

• Questão 5
• Explique o conceito de automação em termos de
  possíveis aplicações para a tecnologia PLC?

34
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.

35
Obrigado!