POWER LINE COMMUNICATIONPLC Por Tlio Ligneul Santos Engenharia

POWER LINE COMMUNICATION(PLC) Por Túlio Ligneul Santos, Engenharia de Computação e Informação, 6º período - UFRJ

Rede Elétrica 69 a 750 k. V

Desafios ¡ Ruído: l Equipamentos geram impulsos no canal ¡ Síncrono: l l ¡ Tonal: l l ¡ Atenuação: l l l Gerado por aparelhos que usam motor universal ¡ Barbeadores, aspiradores, liquidificadores, etc. ¡ Injetam Milhares de pulsos por segundo. Por Capacitores: l ¡ Não-intencional: Gerado pelas fontes de alimentação chaveadas presentes, por exemplo, em computadores, carregadores e dispositivos que poupam energia. Intencional: Causado por intercomunicadores que usam a rede elétrica ¡ Ex: Babás eletrônicas. De Alta Freqüência: l ¡ Gerado por dimmers. Ex: Lâmpada ligada em brilho médio gera diversos impulsos da ordem de dezenas de volts Gerado quando se liga/desliga aparelhos eletrônicos. Distância percorrida pelo sinal Transformadores Topologia, Conservação, Quantidade de Conexões

Desafios ¡ Impedância l l Transferência de energia entre dois meios. Descasamento de Impedância ¡ ¡ ¡ Ex: Insul-film Emendas, tomadas, aparelhos ligados Reflexão do sinal: l l ¡ Parte do sinal é perdida Gera atenuação Interferência: l Por outros sistemas que utilizam o mesmo espectro do PLC: ¡ l Organismo regulador: Limites de Potência, Limites de Freqüência Por outros usuários PLC: ¡ Redução do espectro disponível para cada usuário devido à interferência gerada por outros PLC’s. Redução da taxa de transmissão. l Cabos não blindados ou trançados ¡ Interferência em outros fios e transmissões de rádio.

Equipamentos

Equipamentos Modem : pode funcionar como um gateway para serviços de Vo. IP Equipamento de Concentração Equipamento do Transformador MT/BT

Classificação ¡ Quanto a freqüência: l PLC Faixa Larga (Broad. Band) : ¡ ¡ ¡ l PLC Faixa Estreita(Narrow. Band): ¡ ¡ 0. 1 a 0. 9 k. Hz Transmissão < 1 Mbps Gestão de energia elétrica, automação, medição remota, etc. Quanto a localização: l Power Line Indoor Communication (PLIC): ¡ l Rede local Power Line Outdoor Communication (PLOC): ¡ ¡ ¡ 1. 6 a 30 Mhz Altas taxas de transmissão Broad. Band Power. Line(BPL) Rede Externa Broad. Band Power. Line(BPL) PLOC e PLIC: l l todas as tomadas = pontos de acesso Diferenciadas na forma como é feito o controle, interligação dos equipamentos e transmissão de dados.

Modulação ¡ Spread Spectrum ou Espectro Amplo: l l l ¡ Potência distribuída amplamente no domínio da freqüência Requere a utilização de bandas mais largas para a transmissão. PLC de Faixa Estreita Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM): l Modulação de várias portadoras de banda estreita seguidamente. ¡ ¡ Remoção de portadoras que sofrem ou causam interferência Variação da densidade de bits de cada portadora l l Exige amplificadores altamente lineares: ¡ l relação sinal/ruído, atenuação do enlace. Evitar interferência das harmônicas das portadoras PLC de Faixa Larga

Modulação ¡ Gaussian Minimum Shift Key (GMSK): l l Particularidade da OFDM Espectro de forma gaussiana. Modulação das portadoras feita em fase: gera um conjunto constante ¡ Possibilita amplificadores mais simples. PLC de Faixa Estreita

Segurança ¡ Foward Error Correction (FEC) l l ¡ 1: 2 Ativado/Desativado Conforme Necesidade Data Encryption Standart (DES) 8 Vezes F –Função de Feistel -Função XOR 64 bits Permutação Inicial F F Permutaçã o Final

Data Encryption Standart (DES) • Função de Feistel: Subchave (48 bits) Meio Bloco (32 bits) S-Boxes E X P A N S Ã O P E R M U T A Ç Ã O

Data Encryption Standart (DES) • Agendamento de Chaves: 28 bits Rotação de Bits ●●● 28 bits Chave (64 bits) 56 bits 28 bits Chave 1 (48 bits) Chave 16 (48 bits) 28 bits Rotação de Bits 28 bits ●●● Rotação de Bits

Conclusões ¡ Benefícios em relação às conexões usuais via cabo: l l ¡ Diversos produtos no mercado: l ¡ Pouco Investimento Rápida Instalação Última Milha Facilidade de integração com eletro-eletrônicos (televisões, geladeiras, aparelhos de som, rádios, etc) Certo grau de maturidade da tecnologia Gera competitividade no fornecimento de Rede de Acesso. ¡ Tecnologia comprovada e viável.

Perguntas: a. Comente sobre os tipos de PLC. • Quanto à freqüência: Faixa Estreita, Faixa Larga. • Quanto à localização: PLIC, PLOC.

Perguntas: b. Explique alguns tipos de problemas sobre o canal da rede elétrica. • Ruído: Síncrono, Tonal, De Alta Freqüência, Por Capacitores. • Atenuação: Distância, Transformadores • Impedância da rede: Descasamento de Impedância • Interferência: Outros PLC, Tecnologias que utilizam o mesmo espectro

Perguntas: c. O PLC pode interferir em algum aparelho eletro-eletrônico? ● Não, como as freqüências utilizadas pelo PLC não são usadas por nenhum outro aparelho eletro-eletrônico ambas as tecnologias podem conviver sem que o PLC cause alguma interferência nos aparelhos, sejam eles Telefones sem fio, Celulares, Televisões, Rádios, Microondas, etc.

Perguntas: d. Algum eletrodoméstico pode interferir no PLC? • Sim, os principais causadores de interferência são os motores de escova e os dimmers de Luz. Entre os motores domésticos, destacam-se os secadores de cabelos, aspiradores e as furadeiras elétricas

Perguntas: e. De argumentos par a utilização de PLC. ● Facilidade de Instalação (velocidade e custo de instalação), Facilidade de se conectar qualquer dispositivo eletro-eletrônico a rede.