PLC
Power Line Communications
Renan Ribeiro de Vasconcelos
Sumário
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Histórico
Padronização
Tecnologia
Topologias
Equipamentos
Vantagens x Desvantagens
Aplicações
Perspectivas
Considerações Finais
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
Padronização
• Organizações
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▫
▫
▫
HomePlug Powerline Alliance
High-Definition Power Line Communication
Universal Powerline Association
PLCForum
PLC Utilities Alliance
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
Modulação
• Spread Spectrum – Espalhamento Espectral
▫ Distribuição de potência através de uma grande
faixa de frequências
Modulação
• OFDM - Multiplexação por Divisão de Frequência
Ortogonal
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▫
▫
▫
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
Modulação
• GMSK - Chaveamento por Deslocamento
Mínimo Gaussiano
▫ Modulação de faixa estreita
▫ Transmissão na fase da portadora
▫ Uso simplificado de amplificadores
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
HomePlug
• HomePlug 1.0
▫ HomePlug Powerline Alliance
▫ Camada física: OFDM
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
Acesso ao Meio
• Transmissão
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▫
Meio ocupado?
Canal livre: estação determina a prioridade
Maior prioridade? Inicializar um contador
Transmitir
Aguardar resposta (ACK, NACK ou FAIL)
Formato de Quadro
• Quadro longo
• Quadro curto
Topologia
• Sistema Elétrico
Topologia
• Rede PLC
Equipamentos
Modem
Equipamento Transformador
Equipamentos
Repetidores
Acopladores
Equipamentos
Caixa de Distribuição
Isolador de Ruídos
Vantagens
• Infraestrutura
▫ Alcance da malha elétrica
▫ Redução de custos
▫ Instalação
• Segurança
▫ Interceptar transmissão
▫ Solução: DES
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
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.
Perspectivas
• No mundo
▫ HomePlug AV: até 200 Mbps
▫ Rede domiciliar
 G.hn
• No Brasil
▫ “Luz para todos” x “Internet para todos”
▫ Aneel: Regulamentação
▫ Fiscalização
Considerações Finais
• Inclusão digital
• Serviços de telecomunicação
▫ Maior concorrência no mercado
• Redes domiciliares
▫ Casa inteligente
▫ Novo rumo para uma padronização global
Obrigado!
Perguntas
• Questão 1
• Em uma rede PLC, como são transmitidos juntos
o sinal de energia elétrica e o sinal de
comunicação
interferências?
no
mesmo
canal,
sem
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.
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?
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.
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?
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).
Perguntas
• Questão 4
• Como a utilização de alguns equipamentos
eletroeletrônicos pode prejudicar a transmissão
de sinais numa rede PLC?
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.
Perguntas
• Questão 5
• Explique o conceito de automação em termos de
possíveis aplicações para a tecnologia PLC?
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.
Obrigado!