Transcript Redes de Comunicação e Serviços Multimédia PLC (Power Line Communications) Daniel Prata - RCSM Definição • A tecnologia PLC (PowerLine Communications) consiste em transmitir dados.

Redes de Comunicação e Serviços Multimédia
PLC (Power Line Communications)
Daniel Prata - RCSM
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).
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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
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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
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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)
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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
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Redes eléctricas (níveis)
Classificam-se em 3 níveis:
• Alta tensão (100 kV)
• Média tensão (1 - 100 kV)
• Baixa tensão (1 kV)
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Redes eléctricas (cont.)
Os níveis de tensão são conectados por meio de transformadores,
projectados de forma a proporcionar a menor perda possível.
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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.
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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)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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