PLC

PLC – POWER LINE COMMUNICATIONS

O PLC apresenta-se como mais um meio de acesso à transmissão de sinais de
dados, voz e imagem que, juntos, poderão ser transmitidos e recebidos em alta
velocidade e com larga faixa de segurança e confiabilidade. Esta convergência de
serviços é um dos grandes trunfos da tecnologia PLC, que acompanhando a tendência
mercadológica oferece uma larga gama de serviços ao cliente em um único meio de
transmissão de dados.
A transmissão de dados via rede de energia elétrica (PLC - Power Line
Communications), teve seu nome escolhido pela maioria dos estudiosos do assunto para
identificar esta tecnologia de transmissão de dados em banda larga6 via rede de energia
elétrica. Embora muito promissor o sistema tem enfrentado inúmeros problemas
relativos à interferência e ruídos. As primeiras implementações foram difíceis, porque a
rede elétrica sofre interferências, como a multiplicação de harmônicos (sinais) de
diversos equipamentos. Em casa, isso acontece quando liga-se um secador ou um
liquidificador e o mesmo interfere na TV ou no rádio, por exemplo. A Internet via rede
elétrica só evoluiu a partir do desenvolvimento de técnicas de modulação do sinal,
voltadas para protegê-lo dessas interferências.

Princípio de Funcionamento do PLC
Como existem várias técnicas sendo estudadas atualmente no mundo, este
trabalho se baseará em técnicas do fabricante Espanhol (DS2), onde a tecnologia já está
disponível comercialmente, através da distribuidora de energia elétrica ENDESA.
O princípio de funcionamento da tecnologia PLC é parecido com o que já ocorre
com o ADSL8 que utiliza a linha telefônica para inserir dados modulados em alta
freqüência em um meio físico de transmissão já existente. No caso do PLC é utilizada a
rede física de energia elétrica para transmissão dos sinais. A figura 1 mostra uma visão
geral do sistema PLC no projeto do fabricante DS2 em parceria com a concessionária de
energia elétrica ENDESA. O sinal que trafega a partir do backbone9 Internet é injetado
na rede secundária do transformador através do head end (HE). Este sinal é
compartilhado por todos os usuários desta rede, que são segregados em VLAN´s para
garantir privacidade e segurança. Em cada usuário é instalado um repetidor de sinal
(Home Gateway), em paralelo com o medidor de energia elétrica. Deste ponto em diante
todas as tomadas estão com sinal disponível para conexão de um modem PLC

Quando os cabos elétricos são utilizados como meio de transmissão, a instalação
elétrica domiciliar comporta-se como uma rede de dados onde cada “tomada elétrica” é
um ponto de conexão da rede.
O PLC utiliza redes de distribuição secundária, onde estão conectados os
consumidores, com abrangência de alguns quarteirões por circuito. Requer baixo
investimento, pois as tomadas de energia elétrica já serão os pontos de entrada e saída
de dados.
No PLC a largura de banda disponível é compartilhada entre dezenas de usuários
ao mesmo tempo (usuários que estiverem ligados ao mesmo transformador); logo o
desempenho de uma conexão pode variar de acordo com o número de pessoas que
estiverem navegando simultaneamente; assim como em outras tecnologias de acesso a
Internet, como o ADSL, cable, linha discada e outras. Em função deste
compartilhamento, é necessário proteger a privacidade do tráfego individual, para tal
deve-se empregar tecnologia de redes virtuais (VLAN19 - baseada na IEEE 802.1Q) que
assegura divisão de domínios de broadcast. No modelo atual, cada HE (head end) é
constituído de 254 canais individuais, ou seja, são 254 usuários que compartilham a
mesma rede física, porém em redes lógicas diferentes. Deve-se também utilizar
algoritmos de criptografia para otimizar a segurança, uma vez que a rede é fisicamente
aberta. Visando monitorar o tráfego e corrigir erros, dentre outros aspectos, a tecnologia
deve possuir um sistema de gerenciamento automático e de supervisão, como por
exemplo DHCP20 para atribuição automática de endereços e SNMP21 para gerência.
Hoje, fabricantes já conseguem taxas de transmissão de até 45Mbps utilizando a
tecnologia PLC. Na Cebit22 de Hannover foram apresentados pelos fabricantes DS2 e
Main.net equipamentos que operam a velocidades de 200Mbps.

O Modem PLC adquire o sinal de dados diretamente da rede elétrica através de
uma tomada simples. Neste modem existe um filtro passa alta para os sinais de dados e
um filtro passa baixa para os sinais elétricos. A figura 6 mostra um modelo de placa
modem PLC disponível no mercado.
Com este Modem PLC é possível conectar:
* Um Computador
* Um Telefone IP
* Ou outro equipamento com interface Ethernet ou USB.

O espectro de freqüência utilizado pelo PLC dentro do sistema de energia
elétrica é de 1,6Mhz a 35Mhz. O sistema elétrico é constituído de um faixa espectral de
60 HZ como freqüência fundamental e geração de harmônicas de 120Hz a 1200Hz;
pode-se verificar que não ocorre interferência de um sinal no outro devido a grande
faixa de freqüência que separa os dois sistemas (conforme mostrado na figura 7).

Um dos maiores problemas até hoje no desenvolvimento do PLC está na
modulação de sinais. Alguns tipos de modulação utilizados no início da tecnologia PLC
são muito sensíveis ao agressivo meio de transmissão “Rede Elétrica”.

Cabos metálicos podem deixar vazar quantidades de radiação causando
interferências para os serviços que usam o espectro de rádio, mas o PLC deve procurar
lacunas no espectro que viabilizem esta tecnologia, não interferindo principalmente em
rádio de ondas curtas e rádio amadores. Vários serviços de segurança e militares
dependem desta faixa de ondas curtas do espetro (que vai de 1,5MHz a 30MHz). Alguns
países (como Alemanha e EUA) têm estabelecido limites de radiação (NB3026) para
tentar garantir a coexistência entre PLC e usuário do espectro de rádio.

Embora a tecnologia PLC ainda não esteja totalmente pronta e regulamentada,
algumas vantagens podem ser citadas para mostrar que o PLC é uma alternativa viável
para transmissão de dados em banda larga:

-Alta capilaridade do sistema elétrico para diminuição dos custos de
implantação;
-Não há necessidade de nova cabeação (a rede já está pronta);
-Barramento compartilhado (significa custo compartilhado);
-Oportunidade de novos negócios e diversificação de atividades;
-Rede doméstica com novas e múltiplas aplicações;
-Fácil instalação.