POWER LINE COMMUNICATION(PLC)

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

2. Rede Elétrica 69 a 750 kV

3. Desafios • Ruído: • Equipamentos geram impulsos no canal • Síncrono: • Gerado por dimmers. • Ex: Lâmpada ligada em brilho médio gera diversos impulsos da ordem de dezenas de volts • Tonal: • 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: • Gerado por aparelhos que usam motor universal • Barbeadores, aspiradores, liquidificadores, etc. • Injetam Milhares de pulsos por segundo. • Por Capacitores: • Gerado quando se liga/desliga aparelhos eletrônicos. • Atenuação: • Distância percorrida pelo sinal • Transformadores • Topologia, Conservação, Quantidade de Conexões

4. Desafios • Impedância • Transferência de energia entre dois meios. • Descasamento de Impedância • Ex: Insul-film • Emendas, tomadas, aparelhos ligados • Reflexão do sinal: • Parte do sinal é perdida • Gera atenuação • Interferência: • Por outros sistemas que utilizam o mesmo espectro do PLC: • 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. • Cabos não blindados ou trançados • Interferência em outros fios e transmissões de rádio.

5. Equipamentos

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

7. Classificação • Quanto a freqüência: • PLC Faixa Larga (BroadBand) : • 1.6 a 30Mhz • Altas taxas de transmissão • BroadBand PowerLine(BPL) • PLC Faixa Estreita(NarrowBand): • 0.1 a 0.9 kHz • Transmissão < 1Mbps • Gestão de energia elétrica, automação, medição remota, etc. • Quanto a localização: • Power Line Indoor Communication (PLIC): • Rede local • Power Line Outdoor Communication (PLOC): • Rede Externa • BroadBand PowerLine(BPL) • PLOC e PLIC: • todas as tomadas = pontos de acesso • Diferenciadas na forma como é feito o controle, interligação dos equipamentos e transmissão de dados.

8. Modulação • Spread Spectrum ou Espectro Amplo: • 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): • Modulação de várias portadoras de banda estreita seguidamente. • Remoção de portadoras que sofrem ou causam interferência • Variação da densidade de bits de cada portadora • relação sinal/ruído, atenuação do enlace. • Exige amplificadores altamente lineares: • Evitar interferência das harmônicas das portadoras • PLC de Faixa Larga

9. Modulação • Gaussian Minimum Shift Key (GMSK): • 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

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

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

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

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

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

15. 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

16. 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.

17. 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

18. 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.