REDES PLC
(POWER LINE CONNECTIONS)
Grupo: Julio Moreira
Diogo Nomiya
Introdução
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Tráfego de informações pela mesma
fiação utilizada para a transmissão
de energia elétrica.
Trabalham na camada de enlace do
modelo OSI (camada 2).
Podem ser usadas tanto
internamente (redes locais) como
externamente (internet)
Internet banda larga
(BPL)
Conceito
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Transforma a grade de potência em
uma rede de comunicação pela
superposição do sinal de informação
sobre o sinal de corrente alternada.
São utilizadas faixas de freqüências
bem distantes.
É conhecida como: BPL - Broadband
over Power Line.
Sistema de distribuição elétrica
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A energia elétrica é transmitida até os
centros consumidores através de linhas de
transmissão trifásicas em alta tensão.
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Essas linhas são interligadas por
meio de subestações, onde se
localizam os transformadores que
controlam o nível de tensão.
A partir das subestações de
distribuição, a energia elétrica é
distribuída através de uma rede
elétrica, chamada grade de potência,
formada por duas sub-redes: rede de
alimentação primária e rede de
alimentação secundária.
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Para atender aos consumidores
residenciais e comerciais de pequeno
porte, é necessário se obter tensões
baixas. Para tanto, utilizam-se
transformadores trifásicos redutores de
tensão que interconectam a rede primária
à rede de alimentação secundária,
formada por alimentadores trifásicos a
quatro fios (o fio neutro está sempre
presente). Os níveis de tensão nessa rede
secundária são 220 V ou 127 V (baixa
tensão) como tensão de fase.
Equipamentos necessários
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Modem PLC: Usado para a recepção e
transmissão dos dados, o modem é
instalado em um host (estação de
trabalho, servidor, etc.) que é ligado
à tomada de energia.
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Concentrador: Sua função é extrair o
sinal proveniente da rede de distribuição
PLC e injetá-lo sobre a rede de acesso.
Repetidor: Recupera e re-injeta o
sinal PLC proveniente dos
concentradores rede doméstica.
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Equipamento de Subestação: Sua
função é permitir a interconexão com
os provedores de serviços e injetar o
sinal na rede de média tensão.
Unidades de acoplamento: As
unidades de acoplamento são os
equipamentos acessórios necessários
para injetar e adaptar o sinal de
telecomunicações do equipamento
PLC para a grade de distribuição.
Funcionamento
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Transmissão de sinais de diferentes
frequências pelo mesmo fio.
A frequência da energia elétrica é da
ordem dos Hz (50 a 60) e a dos dados
está na ordem dos MHz (1,6 a 30).
Sistemas de alta tensão têm muito ruído.
O BPL não usa nenhuma linha de alta
tensão. O sistema leva os dados de linhas
tradicionais para as linhas de transmissão
de média tensão, com seus 7.200 volts,
muito mais fáceis de gerenciar.
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Dispositivos especiais são instalados
nas linhas para funcionar como
repetidores.
Chegando perto da casa, o extrator
deixa o sinal pronto para uso,
chegando até o modem BPL
Vantagens
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Trata-se de uma rede de comunicações independente, em
que a infra-estrutura de cabos elétricos existente pode ser
utilizada para a transmissão de dados de comunicação;
A cobertura geográfica da rede de baixa tensão em regiões
habitadas é bem abrangente, facilitando o acesso quase
universal à rede;
Pode ser implantada facilmente, visto que não necessita de
obras para cabeamento;
É bastante simples de instalar e utilizar. Para o usuário
final, basta conectá-lo à tomada e já começa a funcionar;
Investimentos e custos operacionais na rede PLC estão
ficando a cada ano mais competitivos com relação à xDSL e
menores do que o serviço de distribuição via cabo;
O desenvolvimento da tecnologia tira proveito, se apóia e é
convergente com os desenvolvimentos mais recentes do
quadro de serviços NGN e protocolos IP, por exemplo,
parâmetros de QoS, IPv6, etc
Desvantagens
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É um ambiente de comunicações particularmente
complicado;
Os níveis de ruído podem ser excessivos;
A atenuação para freqüências usualmente empregadas em
comunicações é muito grande, pois o encapamento plástico
enfraquece o sinal;
O sinal acaba se corrompendo em distâncias muito longas,
devido à instabilidade da rede elétrica;
Necessidade de instalação de repetidores em cada
tranformador externo, pois estes filtram sinais de alta
frequência;
Problemas de compatibilidade eletromagnética ocorrem
entre os circuitos eletrônicos e as linhas de transmissão de
energia elétrica;
Parâmetros importantes do canal, tais quais impedância,
atenuação e níveis de ruído, variam indefinidamente em
função do tempo e da carga;
Praticamente impossível de ser utilizado sem um código de
controle de erro.
Comparação de custo
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Projeto piloto de banda larga por PLC
complementado por Wi-Fi, realizado em
Porto Alegre, que acabou saindo sete
vezes mais barato do que com fibra óptica
e duas vezes mais em conta do que uma
rede WiMAX
Os próximos passos são desenvolver
aplicações de saúde e educação que
rodem nessa rede. Um dos sub-projetos
envolve exames ginecológicos de ultrasom, que poderão ser orientados à
distância,
e
também
analisados
remotamente.
Perspectivas para o futuro
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Tem havido um interesse global crescente
na tecnologia PLC.
Muitos experimentos bem sucedidos
demonstram que PLC é uma solução viável
para implantar redes de
telecomunicações.
Pode se tornar uma tecnologia competitiva
quando comparado com outras tecnologias
de acesso, podendo até, no futuro, se
tornar uma das principais opções para a
rede de distribuição.
Redes locais
Conceito
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A comunicação é feita pela rede elétrica já
existente.
A mesma tomada utilizada para a
alimentação pode ser usada como ponto
de conexão.
Existem algumas tecnologias que utilizam
esse conceito. Dentre elas, a tecnologia
PowerPacket da Intellon, é a que serve de
base para o padrão HomePlug Powerline
Alliance e será abordada nesse trabalho.
Funcionamento
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Usa uma forma aprimorada de multiplexação por
divisão ortogonal de freqüência (OFDM) com
correção antecipada de erros.
A geração mais recente da tecnologia
PowerPacket tem taxa de 200 Mbps (HomePlug
AV), que é mais rápida do que as soluções sem
fio existentes.
A topologia da rede é a mesma da usada para
distribuição de energia elétrica, tornando cada
tomada um ponto potencial para transmissão de
dados, transformando desta maneira a rede
elétrica de prédios e residências em uma
verdadeira LAN.
Equipamentos
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Homeplug - Adaptador básicos
necessário para implantação de uma
rede PLC em um ambiente interno.
Vantagens
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o custo é relativamente baixo. Um kit
completo para conectar dois computadores pode
custar menos de US$100;
usa o cabeamento elétrico já existente;
geralmente, todos os cômodos da casa têm
muitas tomadas elétricas,
é fácil de instalar;
uma impressora, ou qualquer outro dispositivo,
não precisa estar diretamente conectado a um
computador nem estar perto dos computadores
da rede;
não é preciso instalar nenhuma placa no
computador (ainda que existam empresas
trabalhando com sistemas baseados em PCI).
Desvantagens
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o desempenho pode sofrer impacto pelo
uso doméstico de eletricidade (como
secadores de cabelo, furadeiras,
aspiradores);
pode limitar os recursos da impressora;
a maioria dos adaptadores só funciona
com computadores baseados em
Windows;
usa grandes dispositivos de parede para
acessar uma tomada elétrica;
fiação antiga pode afetar o desempenho.
Perspectivas para o futuro
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A tecnologia PowerPacket da Intellon é
compatível com soluções sem fio e HomePNA,
fazendo da rede elétrica uma opção ideal para
servir como infra-estrutura de acabamento de
redes domésticas com tecnologias múltiplas.
Nesse caso, os consumidores não terão que se
desfazer de suas soluções de rede existentes em
favor de um novo padrão.
A característica comum de todas as opções de
rede é a necessidade de energia. Enquanto uma
solução sem fio pode realmente prescindir de
cabos, seu ponto de acesso ainda estará
conectado em outro ponto. O cabo de energia
pode se conectar à rede sem fio estendendo a
rede de comunicação por fiação elétrica
doméstica.
Conclusão
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Permite aumentar a competitividade no
fornecimento da Rede de Acesso
(especialmente a última milha) e acelerar
a difusão dos principais objetivos da
inclusão digital.
A implantação de PLC é muito rápida
quando comparada com a maior parte das
tecnologias competitivas, já que se baseia
na infra-estrutura existente.
Apresenta custos competitivos e com uma
forte tendência a melhorar com a queda
dos custos dos equipamentos decorrente
do desenvolvimento de mercado.
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É pouco provável que o BPL venha a ser
muito utilizada nos grandes centros, pois
na maioria das vezes, nestes lugares, já
há uma boa estrutura de cabeamento para
comunicações.
Pode se tornar o principal meio de acesso
nesses lugares, como localidade rurais ou
cidade afastadas dos grandes centros.
No Brasil, iniciativas desse tipo não
contam com o apoio e incentivos do
governo, por isso, nosso futuro fica
determinado pelo interesse financeiro de
grandes empresas que são responsáveis
pelas redes de comunicação.