PLC (Power Line Communications)

PLC – Power Line Communications Definição A tecnologia PLC (PowerLine Communications) consiste em transmitir dados e voz em banda larga pela rede de energia eléctrica, utilizando por isso uma infra-estrutura já disponível. Opera na camada 2 (ligação de dados) do modelo ISO/OSI, podendo ser agregada a uma rede TCP/IP já existente, além de poder trabalhar em conjunto com outras tecnologias de camada 2 (Ex: Ethernet). PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Um pouco de história … INÍCIO DOS ANOS 50 1ª técnica de transmissão – Ripple Control (utilizando baixas frequências de electricidade, originando altas potências de transmissão) Comunicação feita num só sentido – SIMPLEX Aplicação prática: eram enviados sinais de controlo para tarefas simples como o accionamento de equipamentos e controlo remoto PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Um pouco de história … ANOS 80 Depois de vários estudos realizados concluiu-se que as faixas entre 5-500 kHz eram as mais indicadas, porque: Apresentaram a melhor relação sinal/ruído Menor atenuação do sinal na rede PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Um pouco de história … ANOS 90 Primeiros testes de comunicação digital de alta velocidade realizados por Paul Brown – Norweb Communications (empresa eléctrica de Manchester) Em meados da década ficou demonstrado que era possível resolver os problemas de ruído e interferências – a transferência de dados de alta velocidade poderia agora ser viável Em Outubro de 1997 a Nortel e Norweb anunciaram que os problemas de ruído e interferência estavam solucionados Em Dezembro de 1997 foi efectuado o 1º teste de acesso Internet realizado numa escola de Manchester Em Março de 1998 a Nortel e a Norweb criaram uma nova empresa – NOR.WEB DPL com o objectivo de desenvolver a comercial a tecnologia DPL (Digital PowerLine) PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Um pouco de história … NO NOSSO PAÍS Primeiros testes desenvolvidos pela EDP e ONI em Dezembro de 2002 em Telheiras e Parque das Nações num total de 286 utilizadores Presentemente a tecnologia PLC encontra-se disponível em algumas zonas de Lisboa, Porto e Vila Real Tecnologia concorrente à rede de cabo da Portugal Telecom, apesar da inexistência de legislação concertada entre a Autoridade Nacional de Telecomunicações e a Entidade Reguladora do Sector Energético PLC – Power Line Communications

Redes eléctricas (níveis) Classificam-se em 3 níveis: Alta tensão (100 kV) Média tensão (1 - 100 kV) Baixa tensão (1 kV) PLC – Power Line Communications

Redes eléctricas (cont.) Os níveis de tensão são conectados por meio de transformadores, projectados de forma a proporcionar a menor perda possível. PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Baixa tensão Este é o nível de tensão que efectivamente chega à maioria dos consumidores. A natureza dinâmica com que as cargas são inseridas e removidas da rede, as emissões provenientes dos equipamentos e as interferências de diferentes naturezas fazem deste ambiente o mais hostil para a transmissão de sinais. PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Tecnologia PLC A transmissão de dados sobre as linhas eléctricas de energia é conseguida somando à onda sinusoidal (de 50 Hz da energia eléctrica), os sinais de alta-frequência modulados através da técnica OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexin) PLC – Power Line Communications

O meio de comunicação da PowerLine É um meio bastante específico uma vez que foi pensado para o transporte de energia eléctrica e não para a comunicação de dados. Um dispositivo de comunicação ligado à linha vê um ambiente hostil que muda continuamente no tempo à medida que os utilizadores ligam e desligam os diversos aparelhos. Para uma utilização mais eficiente do meio é necessário uma aproximação adaptativa que compense as características do canal. PLC – Power Line Communications

Especificações Homeplug Alliance Os equipamentos certificados pela Homeplug Alliance incluem um método efectivo e fiável que melhora a adaptação para alcançar as melhores taxas de transmissão. Estas taxas de transmissão estáveis conseguidas nas ruidosas linhas eléctricas são permitidas graças à utilização da tecnologia OFDM. O esquema desta modulação multi-portadora permite aos utilizadores correr o canal, desviando instantaneamente os dados de uma portadora para outra conforma variem as condições do ruído e de atenuação do canal. PLC – Power Line Communications

Especificações Homeplug Alliance (cont.) O pacote de suporte de dados do Homeplug é formado por uma série de símbolos OFDM e contém um delimitador de início de frame, um para o payload e outro para o fim da frame. O receptor responde indicando o estado em que recebeu a mensagem (ACK, NACK e FAIL). A taxa de transmissão que esta tecnologia permite é de cerca de 14 Mbps. PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Protocolo MAC Os equipamentos cerfiticados pela Homeplug na transmissão de dados utilizam um mecanismo VCS (Virtual Carrier Sense) e uma resolução de contenção capaz de minimizar o nº de colisões. Depois de receber um preâmbulo, o receptor tenta recuperar o controlo da frame. Este controlo da frame indica se o delimitador corresponde ao início ou ao fim, ou ainda, se constitui um delimitador de resposta. Quando um nó completa a transmissão, outros nós podem ser enviar os pacotes de dados que estavam em lista de espera, estando os sinais usados neste contexto preparados para considerar diferentes prioridades ao mesmo tempo. Este tipo de sistema, da forma como foi idealizado pela Homeplug, vai de encontro às aplicações que requerem QoS. PLC – Power Line Communications

Vantagens As principais vantagens do PLC no acesso à Internet de alta velocidade (com débitos razoáveis a partir de 1Mbps até 5 Mbps) são: A facilidade de instalação (Plug and Play); Encriptação de dados segura (a 56 bits); A utilização de uma infra-estrutura já existente (a rede eléctrica) evitando o esforço de instalação de novas redes e com um potencial de cobertura superior ao das restantes tecnologias de acesso; A mobilidade pois permite utilizar qualquer tomada eléctrica dentro de uma casa; Preço competitivo face aos serviços já disponíveis e permite a utilização do telefone e o acesso à Internet em simultâneo e em permanência “always on”, tal como o ADSL e o Cabo; A utilização da tecnologia de modulação OFDM, garante uma taxa de transmissão constante, permite a utilização de serviços que necessitem de qualidade de serviços (QoS): vídeo a pedido, voz sobre IP, televisão interactiva. PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Inconvenientes Alguma falta de regulamentação e normalização existente (para a gama de frequências utilizada em banda larga), sendo ainda necessária a instalação de modems próprios (headends) nos postos de transformação e adaptação nos contadores de electricidade; A discrepância dos tipos de redes eléctricas e a grande variedade das diferentes cargas existentes nos consumidores, obriga a uma tecnologia de supressão de erros bastantes complexa e por ser ainda uma tecnologia em desenvolvimento, os equipamentos para a utilização desta tecnologia têm que ser adaptativos “inteligentes”, pelo que os seus custos são ainda elevados; Tal como o cabo, é uma tecnologia em que todos os utilizadores partilham a mesma ligação logo à saída da porta de suas casas, o que pode levar a deterioração da qualidade do serviço; Como a distância percorrida pelo sinal gera um problema de atenuação (normalmente acima dos 500 m) implica assim custos elevados em zonas rurais com um número reduzido de clientes. PLC – Power Line Communications

PLC – Power Line Communications Conclusão Tecnologia ideal para grande parte da população mundial, uma vez que a rede eléctrica com menor ou maior predominância ainda é aquela que prolifera na maioria dos países. Promovendo assim a inclusão digital das populações mais remotas do nosso planeta PLC – Power Line Communications