PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE
DO SUL
FACULDADE DE ENGENHARIA
APLICAÇÕES DE TELECOMUNICAÇÕES
PLC
POWER LINE COMMUNICATION
LUCAS DE ARAUJO TELLI
DIEGO DE ARAUJO TELLI
PORTO ALEGRE 09 DE JUNHO DE 2007
INTRODUÇÃO
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O trabalho consiste em apresentar aspectos relevantes da
estrutura e de implementação da rede PLC.
Desde a popularização da internet, a infra-estrutura de
comunicação atinge taxas de crescimento nunca vistas.
Então, a tecnologia PLC tornou-se um tema relevante nos
últimos anos devido principalmente, aos avanços
tecnológicos que possibilitam a utilização de uma única
topologia de rede que serve para o transporte dos serviços
de voz, vídeos, dados e energia elétrica.
INTRODUÇÃO
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Esta rede de próxima geração é baseada em um padrão
chamado Homeplug 1.0 para redes LAN’s e está sendo
implementada em fase de testes em edifícios de
corporações e universidades.
Uma das principais vantagens da utilização de uma rede
constituída por PLC para comunicação de dados é ter
uma relação custo benefício melhor comparado a outros
sistemas uma vez que utiliza uma infra-estrutura já
existente, isto é, a grande maioria das residências e locais
corporativos estão conectados a provedora de energia
elétrica.
INTRODUÇÃO
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Inicialmente a pesquisa para utilização de PLC foi
focalizada em prover serviços relacionados ao de como
controle de carga na rede de distribuição, controle de
tarifa, controle remoto e casas inteligentes.
Rede de comunicações requerem taxas muito altas de
transmissão e em alguns casos as respostas necessitam ser
em tempo real (como vídeo e televisão). Isto complica o
desenvolvimento de um sistema de comunicação. E
sistemas de baixo processamento existem até hoje.
PADRÃO HOME PLUG 1.0
Este modelo de rede é definido baseado no
nível físico (PHY), controle do meio de
acesso (MAC) e na funcionalidade do enlace
para suportar todas
implementações condizentes. Duas interfaces
são especificadas: do lado elétrico chamada
P1, localizada entre o transformador e a linha
CA (Corrente Alternada); e a outra do lado
de dados, chamada M1, entre HomePlug
MAC e a camada que está usando o serviço,
como mostra a figura ao lado.
A M1 é definida como uma interface lógica e
especificada pela IEEE 802.3.
PADRÃO HOME PLUG 1.0
O sistema HomePlug é especificado somente para operações
com a rede de energia elétrica de residências, isto é, ficando
com tensões entre 110V e 220V. O sistema é dimensionado
para operar nesta média. Todas as casas que estão conectadas
ao transformador de distribuição possuem duas fases, L1 e L2.
Os dispositivos de carga existentes estão ligados entre L1 e o
neutro, que não é mostrado, e entre L1 e L2 (220V). As
estações de HomePlug geralmente possuem um cabo CA e o
plugue de conexão na tomada variando de acordo com o país
onde esta sendo utilizada.
A próxima figura ilustra essa topologia.
PADRÃO HOME PLUG 1.0
PADRÃO HOME PLUG 1.0
A figura seguinte ilustra o modelo de referência em alto nível. O
controle de acesso ao meio (MAC), é definido como interface de
serviço, M1, que fornece a gerência e o transporte de dados. Esta
interface é especificada por serviços primários que fornecem o
fluxo de dados e a troca de estados dos eventos para a continuação
no modelo MAC. Um serviço similar primitivo é definido pela
interface MAC/PHY. A interface P1 é definida em termos das
formas de onda e das características elétricas.
PADRÃO HOME PLUG 1.0
Modem PLC
Foi selecionado o chip ST7538
(Power Line FSK Transceiver) da
ST Microelectronics para
implementação do modem PLC.
A figura mostra uma foto do
protótipo que já foi utilizado em
alguns projetos.
FUNCIONAMENTO
A partir de um ponto de terminação na rua disponibilizado
por uma empresa operadora de telecomunicações, é
instalado um Master PLC interligando-o ao referido ponto
com um cabo de dados, assim o sinal PLC é injetado pelo
Master nos fios elétricos secundários do transformador
vizinho através de conectores adequados. Deste modo, todos
os consumidores (em média 50) que estiverem ligados no
circuito elétrico deste transformador estarão recebendo o
sinal em todas as tomadas da residência, em alguns casos será
necessário instalar um repetidor no medidor de energia para
reforçar o sinal.
FUNCIONAMENTO
Finalmente o sinal será captado em uma tomada elétrica pelo
modem PLC e disponibilizado em uma porta padrão
Ethernet para ligar na placa de rede do computador na casa
do usuário. O canal de acesso pode ter velocidades em torno
de 2Mbps compartilhado, isto é, se tivermos um usuário, os
2Mbps estarão dedicados à ele, se tivermos mais, estes
compartilharão os mesmos 2Mbps. Esta velocidade
corresponde a uma velocidade 50 vezes maior que o acesso
convencional à internet, via rede de telefonia, acesso dial-up,
ou conexão discada.
FUNCIONAMENTO
Os sistemas PLC tem
capacidades finais diferentes,
dependendo do tipo de
equipamento a ser utilizado
ou mesmo à infra-estrutura a
ser disponibilizada para a
realização do canal de acesso,
porém estas taxas podem
atingir cerca de 30Mbps. A
imagem ao lado ilustra um
exemplo de rede de acesso.
FUNCIONAMENTO
PROJETO DE REDE
Já o projeto de rede, funciona como se fosse formar uma
rede local, baseada em outras tecnologias, como Ethernet,
Token Ring, etc. A definição de utilização da tecnologia PLC,
passa também por análises de ambiente como no caso de
projeto de uma rede de acesso. Esse tipo de tecnologia é
conveniente de se utilizar quando não possuímos nenhum
tipo de cabeamento no local onde deseja-se que a rede fique
localizada.
PRINCIPAIS PRODUTOS
Equipamentos utilizados para
acesso local
LAYOUT DE UMA REDE
DE ACESSO
MODENS
REPETIDORES
MASTER/GATEWAY
PRINCIPAIS PRODUTOS
Equipamentos para interligação
na rede local
BRIDGES
ADAPTADORES
ROTEADORES