RESUMO
Com o desenvolvimento da tecnologia
Power Line Communication (PLC), que permite transmissões
de sinais por onda portadora em redes de distribuição
de energia, surge mais uma opção de conectividade
em banda larga, além dos sistemas wireless, de satélite
e cabos coaxiais das operadoras de TV por assinatura.
O PLC transforma a rede elétrica de prédios e residências
em uma verdadeira LAN, convertendo cada tomada de
energia também em pontos de voz e dados. Para isto,
roteadores são instalados junto aos transformadores
de energia das ruas e, na entrada dos prédios, um
decodificador, semelhante aos modens, separa a corrente
elétrica dos sinais de voz, dados e Internet. Na
Alemanha, onde esta tecnologia já está sendo comercializada,
as taxas de transmissão, são entre 1 Mbps e 3 Mbps.
A segunda geração de PLC, que já está em desenvolvimento,
permitirá serviços de vídeo sob demanda em até 10
Mbps. Com a tecnologia PLC o usuário poderá ligar
ou desligar fogões, TV’s, iluminação, ar condicionado
e outros eletrodomésticos via Internet. Esta tecnologia
surge como uma alternativa para empresas do setor
de energia interessadas em atuar no mercado de telecomunicações.
Afinal, a capilaridade de suas redes é muito superior
à das atuais operadoras de telecomunicações. Nosso
grupo visa difundir este novo conceito de transmissão
de dados no meio acadêmico, já que este assunto
não é muito conhecido e já está em fase de testes
aqui no Brasil.
INTRODUÇÃO
Com o desenvolvimento
da tecnologia Power Line Communication (PLC), que
permite transmissões de sinais por onda portadora
em redes de distribuição de energia, surge mais uma
opção de conectividade em banda larga, além dos sistemas
wireless, de satélite e cabos coaxiais das operadoras
de TV por assinatura.
Com o passar do tempo os meios de
comunicação vão se integrando e a exigência de novos
meios de velocidade na transmissão de dados, além
da busca pelo último usuário faz com que a PLC seja
a alternativa mais barata e viável, a velocidade de
transmissão numa rede PLC pode chegar até 14 Mbps
dependendo da quantidade de usuários conectados.
Um mercado eletrônico que cresce
tão incrivelmente está sendo sufocado pelo pouco espaço
e velocidade existente, onde suas conexões feitas
por ISDN (128 kbps) ou ADSL (faixa dos megabits por
segundo) está fazendo que se incapacite o uso para
transmissão de vídeo e áudio.
Outro grande fator é disseminação
da internet para todos os lares até os que ficam a
grandes distancias, com o uso da PLC a exclusão tecnológica
deixará de existir permitindo que a mídia cultural
eletrônica possa ser de uso integral na cultura moderna
existente.
PLC no Brasil
Um dos grandes empecilhos que ainda
existem para a ampla disseminação do acesso à Internet
para o público em geral é, sem dúvida, a falta de
um meio de transmissão de dados de baixo custo.
Até recentemente, a maioria dos esforços
públicos e privados esteve concentrada na montagem
de uma grande infra-estrutura de comunicação, capaz
de suportar o tráfego de informações na Internet por
meio de grandes vias de dados, os chamados "backbones".
O passo seguinte consistiu em encontrar
uma maneira simples e prática de conectar individualmente
cada usuário doméstico ou empresa ao "backbone"
principal, um trecho normalmente chamado de "the
last mile" (a última milha) pelos profissionais
da área, isso até hoje tem sido feito utilizando infra-estruturas
já existentes, como redes telefônicas ou de TV a cabo.
Entretanto, esses meios se concentram em zonas urbanas
– o que exclui residências de regiões afastadas ou
de difícil acesso, além de serem relativamente caros.
Crescimento
no Brasil
Para vencer esta última milha
a implementação da PLC no Brasil está sendo avaliada
por companhias de energia como CEMIG de Minas Gerais,
COPEL do Paraná e a ELETROPAULO de São Paulo, utilizando
a própria rede elétrica para distribuir acesso contínuo
e de alta velocidade para usuários residenciais, uma
tecnologia conhecida como PLC (Power Line Communication)
ou comunicação por linhas elétricas.
A mesma tomada de energia que faz
seu computador funcionar pode ser usada para conectá-lo
à grande rede. Os primeiros testes dessa nova tecnologia,
a Power Line Comunication, foram feitos na Inglaterra.
Em termos simples, a PLC é uma tecnologia
capaz de transmitir sinais de dados e voz pela rede
convencional de distribuição de energia, usando sinais
de alta freqüência.
A promessa é de acesso em banda larga
e automação da leitura do consumo de energia, sem
falar que a aparente facilidade de instalação, vem
enchendo de esperanças os adeptos da popularização
da Internet. De concreto mesmo, apenas os testes feitos
por concessionárias de energia elétrica e pesquisadores
em universidades. Mas a novidade não é tão simples,
nem tão barata de implantar.
A expectativa é que se torne realidade
e a Internet via rede elétrica seja mais uma opção
além dos pares de cobre, satélites, cabos coaxiais
e sistemas wireless para os usuários, dentro de cinco
anos.
Empresas e a PLC
A Cemig iniciou os testes
do acesso à internet em banda larga via rede elétrica,
no final do ano passado, em Belo Horizonte. Foram
investidos R$ 200 mil para instalação dos equipamentos
em 40 pontos da capital mineira. O projeto está sendo
feito em conjunto com a Infovias (joint-venture formada
pela estatal e a AES, para transmissão de dados, voz
e imagem) e a suíça Ascom, idealizadora dos
equipamentos. Segundo informações da assessoria de
comunicação da Cemig, o canal de acesso usado no projeto
piloto tem uma velocidade de 2 Mbps, o que corresponde
a uma velocidade quase 50 vezes maior que o acesso
via rede telefônica.
O objetivo das empresas envolvidas
no programa é identificar os serviços agregados para
viabilizar a proposta comercialmente. Quanto mais
serviços forem oferecidos via rede elétrica, maior
será o retorno. Por isso, estão sendo estudados processos
que vão permitir a leitura remota e em tempo real
dos relógios de luz e das curvas de cargas das residências,
além de disponibilizar serviços de TV a cabo e televigilância.
Outra distribuidora de energia que
vem testando o sistema PLC é a Copel Telecomunicações,
do Paraná. A Copel gastou R$ 1 milhão para levar o
sistema elétrico de banda larga a 50 domicílios e
estabelecimentos comerciais de Curitiba. Os experimentos
demonstraram que a tecnologia funciona, mas o custo
de sua infra-estrutura é alto, corresponde a quase
50% da instalação de uma rede de linhas telefônicas
digitais (ADSL). Outro problema identificado é a distância.
O recurso funciona em aparelhos instalados em circuitos
curtos, onde a distância entre a fonte do sinal de
dados e a residência do usuário é de cerca de 300
metros. Nessas condições, a Copel conseguiu taxas
de transferências de até 1,7 Mbps.
A concessionária de energia elétrica
Eletropaulo Metropolitana também iniciou testes
práticos de viabilidade da tecnologia PLC na região
metropolitana e no interior do estado de São Paulo.
A empresa deve seguir os mesmos moldes do projeto
da Cemig, o projeto de oferta da PLC em alta velocidade
segue a estratégia do grupo norte-americano AES, conglomerado
de geração e distribuição de energia, que detém ações
de ambas as distribuidoras de energia.
O grande desafio na implantação da
PLC é a adaptação de suas condições ao sistema elétrico
brasileiro, na Europa e nos Estados Unidos, a rede
é subterrânea, ou seja, não sofre interferências do
meio ambiente.
ASCOM – A ASCOM Powerline
Communications (APC) é uma subsidiária
da ASCOM Holding e foi estabelecida em 1999. Tem tecnologia
já comprovada para trazer a Internet de banda larga
(até 4.5 Mbps hoje, com possibilidades de até 40 Mbps
dentro de 3 anos) e telefonia às casas e às
empresas via linhas elétricas comuns. A APC
está em fase de expansão e colabora com algumas das
maiores empresas de serviços de utilidade pública
no mundo na área de energia elétrica, no caso Brasil
atuando com a Cemig Companhia Elétrica de Minas Gerais.
Atualmente operando na Europa, na Ásia e na América
Latina (até agora só no Chile). O sistema está
funcionando atualmente em 16 países.
Para implementar estas soluções precisa-se
da colaboração entre uma distribuidora de energia
elétrica, uma companhia telefônica e um provedor de
serviços Internet. A ASCOM está contemplando o estabelecimento
de uma fábrica de modens e outros equipamentos especializados
no Brasil para servir o mercado brasileiro, do MERCOSUL
e da América Latina.
A PLC pode ser a solução chave para
levar a Internet (com seus governos eletrônicos) e
a telefonia para qualquer casa com uma conexão elétrica,
uma solução de acesso popular quando combinada com
o uso de uma caixa pequena tipo WebTV usada com um
aparelho comum de televisão.
Em breve, deve chegar também ao Brasil,
por intermédio da distribuidora PI Componentes – novo
nome da União Digital –, o Power Packet, circuito
integrado dotado de um chip para ser integrado a aparelhos
como telefones, decodificadores de TV a cabo, televisores,
câmeras de vídeo e outros eletrodomésticos. Funciona
como um modem e sua função é captar sinais de dados,
voz e imagem recebidos por qualquer meio como cabos
de cobre elétricos ou de telefonia, fibras ópticas
ou cabos coaxiais de TV.
Produzido pela norte-americana Intellon
Corp., o Power Packet tem como público-alvo
os fabricantes de modens, de sistemas de automação
residencial e comercial e as distribuidoras de energia
elétrica.
O primeiro alvo dos desenvolvedores
de PLC, na verdade, será o público residencial. Mas
o mercado corporativo, representado pelos provedores
de acesso, de data centers, Web sites, é o que apresenta
o maior potencial de rentabilidade.
A tecnologia PLC seria uma solução
perfeita se não fosse pelo fato de as linhas de força
– assim como a rede telefônica no passado – não serem
consideradas meios ideais para a transmissão de dados.
Dentro e fora de casa, a rede elétrica
está sujeita a todo tipo de interferência e ruídos
gerados por fontes chaveadas, motores e até dimmers.
Outro fator negativo das redes elétricas
é sua oscilação: características como impedância,
atenuação e freqüência podem variar drasticamente
de um momento para o outro, à medida que luzes ou
aparelhos conectados à rede são ligados ou desligados.
Além disso, se a intenção for transmitir informações
a longas distâncias, os transformadores de distribuição
são verdadeiras barreiras para a transferência de
dados. Apesar de permitirem a passagem de corrente
alternada a 50 Hz ou 60 Hz com quase 100% de eficiência,
os transformadores atenuam seriamente outros sinais
de maior freqüência.
Para atender às suas próprias necessidades,
as distribuidoras de energia elétrica ocasionalmente
criam soluções que fazem com que esses sinais contornem
ou até atravessem os transformadores por meio de redes
especiais de alta freqüência. Novas técnicas são capazes
de recuperar sinais fortemente atenuados, entretanto
somente as grandes empresas tem acesso a essa tecnologia.
Outra desvantagem vem do fato de
a PLC ser uma mídia compartilhada e estruturada de
modo paralelo. Assim, todas as casas conectadas numa
mesma subestação local estarão compartilhando a largura
de banda disponível. Isso significa que o desempenho
da conexão pode variar de acordo com o número de pessoas
que estiverem navegando ou baixando arquivos simultaneamente.
Apesar desses revezes, a PLC também
possui outras características interessantes, além
do aproveitamento de uma infra-estrutura já existente.
A principal delas é ter a Internet sempre à disposição,
24 horas por dia. A atual velocidade máxima de 4,5
Mbps é bem maior que a de uma conexão ISDN (128 kbps)
ou ADSL (faixa dos megabits por segundo).
Outra característica interessante
da PLC é a possibilidade de transformar toda a infra-estrutura
elétrica de uma residência ou edifício em uma rede
local de dados, onde cada tomada pode ser encarada
como um ponto de acesso que pode ser usado de maneira
simples e descomplicada.
Essa idéia de transmitir dados sobre
rede elétrica também poderia ser aplicada para interconectar
dispositivos inteligentes dentro de uma casa. No início
de 2000, a empresa Sunbeam – por meio de sua subsidiária
Thalia Products – anunciou uma linha de eletrodomésticos
inteligentes que trocavam informações no momento em
que eram ligados à tomada. Batizada de HLT (Home Linking
Technology), a iniciativa pretendia lançar produtos
como despertadores, detectores de fumaça, cafeteiras,
cobertores elétricos, medidores de pressão arterial,
capazes de se comunicar. Por exemplo, o despertador
poderia ser programado para mandar uma ordem à cafeteira
para começar a preparar o café um pouco antes do pessoal
da casa sair da cama. Num futuro próximo, até será
possível colocar um filme em DVD no PC da casa e transmitir
o som e a imagem para uma TV compatível pela fiação
interna.
A Rede PLC
A topologia da rede será a mesma
da usada para distribuição de energia elétrica, tornando
cada tomada um ponto potencial para transmissão de
dados, transformando desta maneira a rede elétrica
de prédios e residências em uma verdadeira LAN.
A Tecnologia
O Padrão da PLC está
baseado no conceito de "aproveitamento da rede
elétrica". A conveniência é até mesmo mais óbvia
neste caso porque enquanto nem todo cômodo tiver um
telefone para conectar, você sempre terá uma saída
elétrica perto de um computador. Com a PLC, você conecta
seus computadores a um ao outro pela mesma saída.
Porque não requer nenhuma instalação
elétrica nova, e a rede não soma nenhum custo a sua
conta elétrica, PLC é o método mais barato de conectar
computadores em cômodos diferentes.
Rede elétrica
Rede Telefônica
Rede Wireless
Rede Ethernet
Passport & PowerPacket
Há duas tecnologias de PLC competindo.
A tecnologia original é chamada Passport, criada
pela Intelogis, a outra tecnologia se chama
PowerPacket, desenvolvida pela Intellon,
deste modo escolhida pela Aliança HomePlug
como o padrão de redes PLC.
Aqui são as vantagens de uma rede
PLC:
- É barato
- Utiliza instalação elétrica.
- Todo quarto de uma casa típica tem várias saídas
elétricas.
- É fácil instalar.
- Uma impressora, ou qualquer outro dispositivo
que não precisará ser conectado diretamente a
um computador, não tendo que estar fisicamente
perto de qualquer computador em rede.
- Não requer que uma placa PCI seja instalada
no computador (embora há companhias que trabalhem
com sistemas baseados em PCI).
A nova tecnologia PowerPacket
provê outras vantagens bem como: É rápida, avaliada
a 14 Mbps. Esta velocidade permite aplicações novas,
como fluir áudio e vídeo e estar disponibilizando
para toda casa.
Há algumas desvantagens ao conectar
a linha de força a tecnologia de PASSPORT mais
antiga:
- O desempenho pode ser alterado se a energia
for utilizada.
- Só trabalha com computadores baseados no Windows.
- Usa grandes dispositivos de parede para acessar
uma saída elétrica.
- Pode usar só 110V como linha de força padrão.
- Requer que todos os dados sejam codificados
para uma rede segura.
- Instalações elétricas mais antigas podem afetar
o desempenho.
Produtos novos estão se baseado
no Padrão de PLC
como a tecnologia da PowerPacket e da Intellon.
De acordo com a Intellon,
a tecnologia de PowerPacket elimina muitas
destas preocupações, enquanto citando as vantagens
seguintes:
É muito rápido. Avaliado a 14 Mbps.
- "Evita" rompimentos na energia,
enquanto mantém as conexões da rede e velocidades.
- Não limita as características de sua impressora.
- Pode ser compatível com outros sistemas operacionais
(dependendo de disponibilidade de drive).
- Pode ter o circuito se necessário embutido dentro
do dispositivo, enquanto só necessita de um cabo
de força padrão para acessar uma saída.
- Trabalha independente de voltagem de linha e
freqüência de corrente.
- Inclui encriptação.
Em testes, não mostrou nenhuma degradação
notável devido a condições de uma velha instalação
elétrica.
Agora observemos como cada uma destas
tecnologias trabalha.
Métodos
Intellon e Intelogis
usam métodos diferentes para estabelecer redes PLC.
Intellon
A tecnologia de PowerPacket
da Intellon que serve como a base para o Aliança
HomePlug Powerline padrão que usa uma forma
aumentada de multiplexação de divisão freqüêncial
orthogonal (OFDM) com correção de erro, semelhante
à tecnologia achada em modem de DSL. OFDM é uma variação
da multiplexação de divisão freqüêncial (FDM) usado
em redes de linha telefônica. FDM insere dados de
computador em freqüências separadas de sinais de voz
levados pela linha telefônica, enquanto separando
o espaço notável extra em uma linha telefônica típica
em dados distintos dividido em pedaços uniformes da
largura da banda.
No caso de OFDM, é avaliado o alcance
da gama disponível de freqüências no subsistema elétrico
(4.3 MHz à 20.9 MHz). OFDM envia vários pacotes de
dados simultaneamente com as freqüências transportadas,
permitindo velocidade e confiança. Se barulho ou uma
oscilação de energia em uso romperem um das freqüências,
o PowerPacket sentirá falta de um pedaço do pacote
e trocará os dados para outro transporte. Este sistema
adapta a taxa de transmissão permitindo que o PowerPacket
mantenha uma conexão da Classe Ethernet ao longo da
rede de linha de força sem qualquer perda de dados.
Esta Placa PCI em seu computador
e uma saída de energia em sua parede
pode criar uma rede PLC.
A mais recente geração de tecnologia
de PowerPacket é avaliada a 14 Mbps que são mais rápidos
que linha telefônica existente e soluções sem fios.
Porém, como o acesso à banda larga e o conteúdo baseado
na Internet como áudio, vídeo e voz por IP tornam-se
cada vez comuns, exigências de velocidade continuarão
aumentando. Ao longo destas linhas, o OFDM da Intellon
se aproxima de um suporte em redes PLCs em alta escala,
permitindo que a eventual tecnologia possa ultrapassar
100 Mbps.
Intelogis
A tecnologia de linha
de força mais antiga usada pela Intelogis confia
a troca de chave de freqüência (FSK) enviar dados
em cima dos fios elétricos em sua casa. FSK usa duas
freqüências, um para 1s e o outro para 0s, para enviar
informação digital entre os computadores na rede.
As freqüências usadas há pouco está em uma faixa estreita
anterior o nível onde a maioria do barulho na linha
acontece. Embora deste método funcionar, é um pouco
frágil. Qualquer coisa que encontra em qualquer freqüência
pode romper os dados que são transmitidos, isto é,
enquanto o computador transmitir e receber os dados.
Isto pode afetar o desempenho da rede. Por exemplo:
quando você estava usando mais eletricidade em sua
casa, como ligar a lavadora ou o secador, o que faz
reduzir a velocidade na rede. Intelogis inclui
proteção na linha de força e em seu equipamento de
rede forçando que você os insira entre a saída da
parede e seu equipamento ajudando a reduzir a quantidade
de barulho na linha elétrica.
Como Instalar uma Rede
de PLC
Distribuição do PLC em um domicilio
A conexão física entre cada
computador e a Intelogis na rede de energia
usa a porta paralela do computador. Um dispositivo
é fixado diretamente na saída elétrica encontrada
na parede (não funcionará corretamente se utilizar
um protetor de oscilação).
|
Um
cabo paralelo é fixado no dispositivo da
parede e no conector paralelo do computador.
A rede de energia deve ser o último equipamento
conectado a porta paralela. Por isto, se
você tem qualquer outra coisa conectada
a porta paralela, como um scanner, isto
é que tenha que passar pela porta paralela,
a menos que você tenha uma segunda porta
paralela em seu computador, sua impressora
deve ser conectada à rede por um dispositivo
de parede próprio. Algo para lembrar-se
de que aquela rede de energia não apóia
impressões bidirecionais. Isto é, dados
que são enviados em ambas as direções, permitindo
sua impressora enviar informações a seu
computador, como a quantidade de tinta e
papel. Isto não impedirá que sua impressora
trabalhe, mas você perderá o uso de tal
característica. |
Dispositivos de PowerPacket conectam-se por
uma porta USB ou Ethernet utilizando o cabo de seu
computador a um adaptador na parede. Dispositivos
subseqüentes terão o circuito embutido, isto significa
para ter a conexão é somente utilizado cabo de força.
Uma vez que as conexões físicas
são feitas, a instalação do software é descomplicada.
O software encontra automaticamente os computadores
e impressoras na rede. Se sua conexão de Internet
é feita por modem ou cabo, DSL ou modem normal,
o software servidor de procuração permite compartilhar
a Internet com seus outros computadores. Você pode
adicionar computadores facilmente utilizando um
novo adaptador e instalando o software. Podem ser
incluídas impressoras adicionais usando a adaptador
de impressoras. Arquivo e impressora podem ser compartilhados
no Windows.
Há dois tipos comuns de redes de
casa: a rede ponto-a-ponto e cliente/servidor. As
redes de cliente/servidor têm um sistema administrativo
centralizado que provê informação a todos outros
dispositivos. Os meios da rede ponto-a-ponto faz
com que cada dispositivo possa se comunicar diretamente
com um ao outro dispositivo na rede sem consultar
primeiro um sistema central. A Intelogis Passport
usa tecnologia de uma rede de cliente/servidor.
O primeiro computador que você instala o software
se torna o Servidor de Aplicação. Enquanto controla
o fluxo de dados, contata cada dispositivo de rede
onde pode achar outros dispositivos.A tecnologia
de PowerPacket da Intellon usa uma
rede de ponto-a-ponto semelhante.
Conclusão
Nosso grupo visa difundir este
novo conceito de transmissão de dados no meio acadêmico,
já que este assunto não é muito conhecido e já está
em fase de testes aqui no Brasil.
Sabendo-se que a tecnologia PLC
(Power Line Communication), ou comunicação por rede
elétrica, vai nos permitir aplicações sofisticadas
que estarão disponíveis por uma simples tomada elétrica.
Isso quer dizer que a tecnologia PLC vai transformar
cabos de cobre das redes convencionais de distribuição
de energia elétrica em potentes meios de transmissão
de dados, voz, imagens, que poderão ser enviados
de qualquer lugar onde existir uma tomada elétrica,
com isso seriamos beneficiados com um custo bem
menor do que existe hoje no mercado de comunicações.
BIBLIOGRAFIA
Todos os dados e figuras
utilizadas foram extraídos da Internet
- Internet na rede elétrica
Danil, Marcelo, Word TELECOM online
http://worldtelecom.idg.com.br/wt/internet/2001/10/0006
- Navegando na Internet por um fio
Nagano, Mário
- PC World
http://pcworld.terra.com.br/pcw/testes/redes_hard/0028.html
- Power Line Problems -- An Introduction
Charles F. Kerchner, Jr., P.E. - Kalglo Electronics
Co., Inc.
http://www.kalglo.com/powrline.htm
- How Power-line Networking Works
Tyson, Jeff - Howstuffworks
http://www.howstuffworks.com/power-network.htm/printable
- Tecnologia PLC –Recurso permite automação
de sistemas e pode ser o primeiro passo para internet
via rede elétrica
Campos, Emilene
http://www.acessa.com
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