III Fórum de Oportunidades em Televisão Digital Interativa TVDI 2005 Análise da transmissão do canal de retorno do Sistema Brasileiro de TV Digital via Power Line Communications Autores: Fabrício Braga S. de Carvalho Marcelo Sampaio de Alencar 20 de maio de 2005

Descrição do IECOM Instituto de Estudos Avançados em Comunicações (IECOM) Fundado em 2003, a partir da iniciativa de pesquisadores e estudantes de diversas instituições (UFCG, UFPE, IME, Universidade de Toronto, Universidade Católica de Pernambuco, Área 1/Salvador)

Áreas de interesse do IECOM Processamento de Sinais Comunicações Ópticas Comunicações Móveis Planejamento Celular Teoria da Informação e Codificação Teoria das Comunicações Propagação Efeitos Biológicos e Comportamentais Televisão Digital

Power Line Communications - PLC Linhas de energia elétrica: transmissão e distribuição de eletricidade Transmissão de dados: surgiu para controlar o sistema no caso de faltas Década de 1950 - Ripple Control : baixas freqüências (entre 100 e 900 Hz) e baixa taxa de dados na rede de alta tensão (acima de 100 kV) Comunicação unidirecional (Controle da iluminação de postes em estradas, chaveamento de cargas e de tarifação)

Power Line Communications - PLC O PLT (Power Line Telecommunications) ganhou novo impulso com a desregulamentação do mercado de telecomunicações nos EUA, Europa e Ásia e com o crescimento da internet Identificar tecnologias, equipamentos, aplicações e serviços que proporcionem a comunicação entre usuários por meio de linhas de potência

Power Line Communications - PLC Implementar uma cadeia de comunicação universal, reduzindo o cabeamento interno e efetivamente integrando residências, escritórios e fábricas Focado nas linhas de baixa tensão (abaixo de 1kV) Superposição de um sinal de informação de baixa energia sobre a onda elétrica, na faixa de freqüências de 3 a 148,5 kHz (aplicações de PLC em banda estreita) e de 1 a 30 MHz (aplicações de PLC em banda de difusão)

Perspectivas Mercado atual: last mile access, ou acesso até as residências: o PLC é uma das diversas possibilidades tecnológicas, dentre as quais cable modem e diferentes tipos de xDSL e difusão sem fio last inch access, ou acesso dentro das residências: alguns estudos apontam que o uso de PLC seria o mais eficaz para prover o acesso no interior das residências

Perspectivas O last inch access (acesso dentro das residências) está conduzindo gradativamente à expansão do espectro das redes caseiras, através da conexão de vários equipamentos por uma rede interna (in-home network) Tal rede pode transformar todas as tomadas elétricas da casa em conexões de broadband para computadores pessoais, telefones e seus acessórios, bem como para outros dispositivos eletro-eletrônicos

Perspectivas – in-home network

O canal de linhas de distribuição Meio muito hostil para a transmissão de dados Impedâncias variantes Ruído Altos níveis de atenuação Múltiplos percursos

Vantagens e Desvantagens rede de comunicações independente e estabelecida as redes elétricas de alta e média tensão cobrem grandes distâncias a cobertura geográfica da rede de baixa tensão em regiões habitadas é bem abrangente não necessita de fios adicionais e pode prover acesso com fidelidade para aplicações em uma residência ou escritório, por exemplo bastante simples de instalar e utilizar - para o usuário final, basta conectar o equipamento e este já começa a funcionar

Vantagens e Desvantagens ambiente de comunicações muito complicado os níveis de ruído podem ser excessivos atenuação muito grande repetidores para perdas nos cabos e bypasses nos transformadores de distribuição a instabilidade da rede elétrica pode levar à formação de transitórios problemas de compatibilidade eletromagnética ocorrem entre os circuitos eletrônicos e as linhas de transmissão de energia elétrica praticamente impossível de ser utilizado sem um código de controle de erro

Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) cerca de 90% das residências possuem televisores 13% da população tem acesso à internet Convergência com o computador e a internet Interatividade (programas interativos, comércio eletrônico, ensino à distância, dentre outros)

Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD) IECOM: estudo da viabilidade de transmissão do canal de retorno via: canais de dados da telefonia móvel CDMA GSM Redes ad hoc RF Intrabanda Telefonia fixa PLC

Transmissão do canal de retorno da TV Digital via PLC Estudo da proposta de transmissão via PLC As aplicações in-home já mostram a viabilidade do uso de PLC para a criação de uma rede interna (cuja taxa de transmissão atinge cerca de 14 Mbps) Quase universalidade do acesso à energia elétrica no Brasil – 99,5% dos domicílios brasileiros (Fonte: Síntese de Indicadores Sociais 2004 – IBGE)

Atividades em curso no IECOM Medições utilizando o equipamento Asoka®, disponível comercialmente, para analisar a transmissão de dados utilizando PLC Testes de alcance, taxa de transmissão, perda de desempenho e carregamento do sistema (inclusão de equipamentos à rede elétrica) em uma residência típica e no Laboratório de Comunicações da UFCG

Atividades em curso no IECOM Características do equipamento: Tecnologia HomePlug1.0® Padrão IEEE 802.11 Taxa de transmissão máxima de 14 Mbps Protocolo TCP/IP Interface Ethernet Bivolt (110V ou 220V) Faixa de freqüência: entre 4,5 e 21 MHz Alcance: até 500 m

Resultados preliminares

Resultados preliminares

Conclusões preliminares Ideal para ambiente residencial, confirmando as altas taxas de transmissão mesmo com diversos eletrodomésticos ligados Grande dificuldade na transmissão de sinais a longas distâncias O desempenho é limitado em ambientes com altas cargas (laboratórios de universidades, indústrias, etc)

Conclusões preliminares Proposta: sistema híbrido de transmissão do canal de interatividade do SBTVD, com o envio dos dados até o transformador abaixador via radiofreqüência ou mesmo fibras ópticas e distribuição para o usuário final por meio de PLC

OBRIGADO!!! [fabriciobsc,malencar]@dee.ufcg.edu.br