Powerline Communication

Erika Medeiros

Objetivos

• Apresentar aspectos relevantes da estrutura e de implementação da rede PLC;

• Apresentar vantagens e desvantagens da utilização da rede PLC;

Introdução• Desde a popularização da internet, a infra-

estrutura de comunicação atinge taxas de crescimento nunca vistas;

• A tecnologia PLC tornou-se um tema relevante nos últimos anos;

• Isso se deve 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

• Esta rede de próxima geração é baseada em um padrão chamado Homeplug para redes LAN’s;

• Trabalham na camada de enlace do modelo OSI (camada 2);

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

Entenda como funciona

Entenda como funciona

Entenda como funciona

Entenda como funciona

Entenda como funciona

Quem regulamentou?

• A Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações);

Quem regulamentou?• 13/04/2009 - A Anatel publicou a Resolução

527;• Aprova o Regulamento sobre Condições de Uso

de Radiofreqüências por Sistemas de Banda Larga por meio de Redes de Energia Elétrica (BPL);

• O documento estabelece os critérios e parâmetros técnicos que permitem a utilização dessa tecnologia de forma harmônica com as aplicações de radiocomunicação que usam radiofreqüência na faixa entre 1.705 kHz e 50MHz.

Quem regulamentou?

• 18/08/2009 - A ANEEL publicou portaria que regulamenta o uso da tecnologia PLC;

• A Resolução Normativa nº 375/2009  estabelece as condições de compartilhamento da infraestrutura das distribuidoras.

Padrão HomePlug

• Este modelo de rede é definido baseado no nível físico (PHY), controle do meio de acesso (MAC);

• A funcionalidade do enlace é produzida para suportar todas implementações condizentes;

Padrão HomePlug

• Duas interfaces são especificadas: – Do lado elétrico chamada P1, localizada entre

o transformador e a linha CA (Corrente Alternada);

– Do lado de dados é chamada M1 e está localizada entre HomePlug MAC e a camada que está usando o serviço;

– A M1 é definida como uma interface lógica e especificada pela IEEE 802.3.

Padrão HomePlug

Padrão HomePlug• O sistema HomePlug é especificado somente

para operações com a rede de energia elétrica de residências;

• Portanto tem tensões entre 110V e 220V. • O HomePlug é um adaptador de rede que utiliza

a rede elétrica existente em qualquer residência ou escritório como meio de transmissão;

• Cria uma rede ethernet de 85Mbps sem a necessidade de instalação de novos cabos.

Padrão HomePlug

Vantagens do HomePlug

• Instalação e alteração da localização dos pontos em minutos.

• Pode ser feita pelo usuário final sem a necessidade da presença de um técnico.

• Transporta dados, voz, áudio e vídeo utilizando a rede elétrica.

Vantagens do HomePlug• Fácil de instalar: Basta plugar em qualquer

tomada elétrica da residência. • Não necessita de novos cabos. • Utiliza a rede elétrica da residência para acessar

a Internet ou a rede de computadores interna. • Alcance até 200 metros (85Mbps Global

HomePlug Turbo) ou 300 metros (85Mbps Global HomePlug Wireless Extender).

• Possui segurança proporcionada por criptografia e password.

HomePlug - Conectividade• Provedores de Serviços estão utilizando a

tecnologia HomePlug para proporcionar conectividade instantânea;

• A tecnologia do Global HomePlug permite que o usuário final faça a sua instalação de maneira simples e segura sem a necessidade da presença de instalador;

• Essa tecnologia permite a redução das despesas operacionais e aumenta a satisfação do assinante.

HomePlug – BandaLarga• Os maiores provedores de serviços já utilizam a

tecnologia HomePlug em instalações do tipo “faça você mesmo” e também para reduzir o tempo gasto pelos seus técnicos nas instalações;

• Quando um modem é entregue, não importa se é cabo ou DSL, o computador na residência pode estar em um cômodo distante do ponto de conexão com o cabo ou com a rede telefônica;

• O método tradicional para resolver esse problema é enviar um técnico que vai passar cabos pelas tubulações e, se não for possível furar paredes e deixar os cabos aparentes;

HomePlug – BandaLarga

• Com o Global HomePlug, o assinante ou o instalador simplesmente instala o modem em qualquer lugar onde esteja disponível a conexão coaxial ou telefônica;

• Conecta o Global HomePlug ao modem e um segundo Global HomePlug ao computador;

Padrão HomePlug

HomePlug – Modos de Conexão

Funcionamento Técnico• A tecnologia PLC transforma a grade de

potência em uma rede de comunicação;• Faz superposição de um sinal de informação de

baixa energia ao sinal de corrente alternada de alta potência.

• Com o propósito de assegurar a coexistência correta e a separação entre os 2 sistemas;

• A faixa de freqüência utilizada para comunicação é bastante distante daquela utilizada para a corrente alternada (50 ou 60 Hz), sendo 1,6 a 30 MHz para aplicações banda larga.

Funcionamento Técnico• A tecnologia PLC pode utilizar a rede de

Baixa Tensão (BT) e/ou a rede de Média Tensão (MT) como suporte;

• A utilização da alta tensão (AT) é objeto de estudos adicionais com possíveis resultados futuros em escala comercial;

• A tecnologia PLC é adequada tanto às redes de baixa tensão aérea quanto às redes de distribuição subterrânea.

Pontos fortes da tecnologia PLC

• Utiliza-se da infra-estrutura existente com um potencial de cobertura superior ao das tecnologias competidoras, permitindo uma ubiqüidade sem precedentes (indoor e outdoor);

• Permite uma implantação rápida, modular e seletiva;

• A instalação interna (em residências e escritórios) é rápida e simples;

Pontos fortes da tecnologia PLC

• Investimentos e custos operacionais na rede PLC estão ficando a cada ano mais competitivos com relação a 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;

Equipamentos PLC• Há diversos tipos de equipamentos PLC, que

podem ser utilizados na oferta de serviços de telecomunicações sobre a rede de distribuição de energia elétrica: – Modems utilizados nas instalações dos usuários

(Customer Premises Equipments – CPE); – Equipamentos de concentração; – Repetidores ou equipamentos intermediários (de

baixa ou alta tensão); – Equipamentos de Transformador BT/MT; – Equipamento de Subestação.

Modem PLC• O Modem PLC é um equipamento que realiza a

interface entre os equipamentos dos usuários e a rede elétrica de distribuição, transformando o sinal do equipamento terminal de telecomunicações em sinal modulado e transportado sobre a rede elétrica.

• O Modem recebe alimentação e os sinais de telecomunicações pela rede elétrica de distribuição doméstica (in-house).

• O Modem permite também separar as aplicações de voz e dados, para os respectivos telefones ou computadores pessoais.

Modem PLC• Há diversos tipos de modems, como

modems para acesso a Internet (Ethernet e/ou USB), modem para Internet e Telefonia (Ethernet e/ou USB + RJ-11) e modems só para voz (RJ-11).

• Funcionalidades adicionais, tais como Modems Wi-Fi já estão também disponíveis e permitindo a cobertura em áreas abertas.

Equipamento de Transformador

• O Equipamento de Transformador é o dispositivo PLC instalado junto aos transformadores MT/BT.

• Sua função é extrair o sinal proveniente da rede de distribuição PLC (média tensão, fibra óptica, rede a cabo, etc) e injetá-lo sobre a rede de acesso (baixa tensão).

• Possibilita o fluxo de dados do Equipamento Transformador até o Modem PLC ou para os Repetidores numa configuração ponto multiponto full-duplex.

Equipamento de Transformador• Os Equipamentos de Transformador são dotados de

uma configuração modular flexível com: – Placas BT, as quais injetam o sinal PLC proveniente da rede de

distribuição PLC sobre os cabos de baixa tensão; – Placas MT que permitem a interconexão destes equipamentos

sobre a rede de distribuição de média tensão. • Opcionalmente os Equipamentos de Transformador

podem incluir: – Placas WiFi que permitem o acesso wireless a clientes dentro

da área de cobertura do Transformador, sem utilizar a rede de baixa tensão, mas utilizando a rede de média tensão para entrega do sinal;

– Placas de Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet para interconexão destes equipamentos através de interfaces RJ-45 ou GbEthernet, o que permite o uso de fibra óptica ou outras tecnologias para a rede de distribuição (xDSL, LMDS, etc).

Repetidor• O Repetidor recupera e re-injeta o sinal PLC

proveniente dos Equipamentos de Transformador para a rede elétrica de distribuição doméstica.

• É instalado normalmente junto a sala de medidores de cada prédio ou em algum local intermediário (por exemplo, postes sem transformador) na rede de distribuição de baixa tensão.

• Algumas vezes pode ser utilizado como um nó intermediário para expandir a cobertura;

Repetidor

• Em alguns casos, dependendo da topologia da rede elétrica, o repetidor pode não ser necessário;

• Este é o caso em que o equipamento PLC do Transformador consegue uma conexão de elevada qualidade com o Modem PLC;

Equipamentos de Concentração

• Determinados condomínios ou prédios podem exigir um equipamento de concentração que otimize a largura de banda para um conjunto de usuários próximos;

• Em prédios, este equipamento é geralmente instalado junto a sala de medidores;

• Algumas vezes pode ser utilizado como um nó intermediário para expandir a cobertura ou aumentar a largura de banda em segmentos críticos da rede.

Equipamento de Subestação• É o dispositivo PLC instalado junto a

Subestação;• Sua função é, por um lado, permitir a

interconexão com os provedores de serviços (Internet ou PSTN, por exemplo) e por outro lado, injetar o sinal na rede de média tensão;

• As funções do equipamento de Subestação podem ser desempenhadas, dependendo da configuração, pelo mesmo Equipamento de Transformador.

Topologia PLC

Rede de Acesso• A grade de baixa tensão realiza a função

do segmento de acesso (última milha) da rede de telecomunicações;

• A rede de acesso interconecta Modems PLC com o Equipamento PLC de Transformador;

• O socket elétrico convencional torna-se um ponto de conexão a serviços de telecomunicações;

Rede de Distribuição

• É a parte da rede de acesso que pode ter uma abrangência, inclusive metropolitana, que interliga a rede de acesso de última milha aos provedores, ou ao backbone;

• Devido a sua capilaridade potencial recebe uma denominação especial: rede de distribuição

Rede de Provedores de Serviço

• Em algum ponto da rede de distribuição é necessário interconectar aos provedores de serviço de Internet ou telefônicos;

Serviços

• A tecnologia PLC oferece um largo espectro de aplicações:

• Acesso a Internet em Banda Larga;• Telefonia;• Tele-controle;• Serviços de controle de eletro-domésticos,

serviços audiovisuais, segurança predial;

Acesso a Internet em Banda Larga• Atualmente se constitui na principal aplicação de

PLC;• O serviço é similar a outros serviços de banda

larga fornecidos pelo mercado, com velocidade de até 200Mbps compartilhado;

• Permite aos usuários acessar os mais variados Serviços de Internet;

• As ofertas comerciais disponíveis no mercado fornecem, por exemplo, acessos com velocidade em torno de 600 kbps, para cliente residenciais.