Curso Power Lines Communication

7/24/2019 Curso Power Lines Communication

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Curso Power Line Communications

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Power LineCommunicatios

Prof.: Julio Rossjulioross@m sn.com

Anotaes

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Histrico

Uma das grandes vantagens do uso da PLC que, por utilizar a redede energia eltrica, qualquer "ponto de energia" pode se tornar umponto de rede, ou seja, s preciso plugar o equipamento deconectividade (que normalmente um modem) na tomada, e pode-seutilizar a rede de dados..

Uma das desvantagens do uso da PLC (ou BPL), que qualquer"ponto de energia" pode se tornar um ponto de interferncia, ou seja,todos os outros equipamentos que utilizam radiofreqncia, comoreceptores de rdio, telefones sem fio, alguns tipos de interfone e,dependendo da situao, at televisores, podem sofrer interferncia.A tecnologia usa a faixa de freqncias de 1,7MHz a 30MHz, comespalhamento de harmnicos at freqncias mais altas. Em algunspases, exis tem movimentos contra a sua instalao.

Histrico

Sistemas de Powerli ne Carrier, chamados no Brasil de OPLAT (Ondas Portadoras em Linhas de AltaTenso), tm sido utilizados pelas empresas de energia eltrica desde a dcada de 1920. Estessi stemas foram e ai nda so utilizados para telemetria, controle remoto e comunicaes de voz. Osequipamentos so muito robustos e normalmente tem uma vida til superior a trinta anos. Somenterecentemente, com o avano de instalao de fibras pticas e barateamento de sistemas detelecomunicaes, di versas empresas de energia eltrica decidiram abandonar o velho e bom Carrier.Em efeito resposta, os fabricantes esto deixando de produzir estes equipamentos por falta dedemanda.

Algumas poucas apl icaes de banda estreita em residncias e sistemas de segurana e automaopredial utilizam ainda sistemas de Powerline Carrier de banda estreita, baixa velocidade e commodulao analgica.

Em 1991, Dr. Paul Brown da Norweb Communications (Norweb - empresa de Energia Eltrica dacidade de Manchester, Inglaterra) iniciou testes com comunicao digital de alta velocidade utilizando

linhas de energia. Entre 1995 e 1997, ficou demonstrado que era possvel resolver os problemas derudo e interferncias e que a transmisso de dados de alta velocidade poderia ser vivel .Em outubro de 1997, a Nortel e Norweb anunciaram que os problemas associados ao rudo ein terferncia das linhas de energia estavam solucionados. Dois meses depois, fo i anunciado pelasmesmas empresas o primeiro teste de acesso In ternet, realizado numa escola de Manchester. Comisso, foi lanada uma nova idia para negcios de telecomunicaes que a Nortel/Norweb chamaramde Digital Powerline.Em maro de 1998, a Nortel e a Norweb criaram uma nova empresa i ntitulada de NOR.WEB DPLcom o propsito de desenvolver e comercializar Digital PowerLine (DPL).Todas as empresas eltricas do mundo estavam pensando em se tornar provedores de servio s detelecomunicaes, utilizando seus ativos de distribui o. Devemos lembrar que o setor detelecomunicaes estava passando por um crescimento explosivo no mundo (celular e Internet), e,particularmente no Brasil , estava em curso a maior privatizao de empresas de telecomunicaes.O acompanhamento dos desenvolvimentos e progressos da tecnologia Powerline era feito na poca,

no Brasil , pelo Subcomit de Comunicaes do GCOI, e a APTEL, que foi criada em abril de 1999,reali zou o seu primeiro Seminrio em setembro de 1999, com o tema: Tecnologia PowerlineCommunications (PLC)Vale tambm lembrar que na Europa em 1997 foi criado o PLC Frum e, em 1998, a UTC lanou nosUSA o Power Line Telecommunications Forum (PLTF).Atualmente, temos diversos produtos comerciais com tecnologia Powerline Communications e oprprio FCC (Federal Communications Commi ssion) fez diversas declaraes sobre a viabilidadedesta tecnologia.

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Nveis da Rede Eltrica

Nveis da Rede EltricaAs redes eltricas so class ificadas em trs nveis: (100kV) Alta Tenso, (1-100kV) MdiaTenso e (1kV) Baixa Tenso, cada qual adaptado para o interligar diferentes distncias. Osnveis de tenso so interconectados por meio de transfor madores, projetados de forma a

proporcionar a menor perda possvel operando nas freqncias da rede (50 ou 60 Hz). Isto fazcom que, nas f reqncias tipicamente utilizadas para comunicao, estes equipamentosfuncionem como filtros, separando os diferentes nveis de tenso. A f igura apresenta umexemplo tpico da topologia da rede eltrica com os valores de tenso para cada nvel.

Rede Eltrica de Alta Tenso: Utilizado para interligar os centros de gerao aos centros deconsumo, geralmente percorrendo grandes distncias, este n vel de tenso marcadoprincipalmente pelas perdas por efeito Joule, pelas descargas oriundas do efeito corona (quetambm introduzem componentes de alta freqncia na rede) e por capacitncias eindutncias parasitas. Para este nvel de tenso, com a freqncia A C tcnica de 50 ou 60 Hz,o comprimento de onda correspondente nas linhas areas de 6000 ou 5000 km,respectivamente. Isto exp lica o porqu de se considerar os efeitos de propagao de onda emredes estendidas e sem assumir as condies do tipo DC.

Rede Eltrica de Mdia Tenso: Responsveis pela interligao das subestaes com os

centros distribudos de consumo, este nvel de tenso pode tambm ser utilizado nofornecimento de energia eltrica a consumidores de maior porte como indstr ias ou prdios.As redes de mdia e baixa tenso so construdas atravs de linhas areas e cabos, onde oscabos so geralmente subterrneos. As linhas areas de mdia tenso possuem valoresnominais de tenso abaixo de 110 kV, os valores tpicos so entre 10 e 20 kV. As linhasareas de mdia tenso fornecem normalmente energia eltrica para reas rurais, pequenascidades, companhias industriais ou fbricas. O comprimento tpico destas linhas entre 5 e 25km.Rede Eltrica de Baixa Tenso: Este o nvel de tenso que efetivamente chega a maioriadas unidades consumidoras derivando do secundrio do transformador de reduo. A naturezadinmica com que as cargas so inseridas e removidas da rede, as emisses conduzidasprovenientes dos equipamentos e as interferncias de diferentes naturezas fazem desteambiente o mais hostil, para a transmisso de s inais, dentre os trs nveis de tenso

apresentados. Neste nvel as l inhas areas so ainda encontradas em pequenas c idades e emreas com prdios relativamente antigos. Para este n vel de tenso os raios de fornec imentotpico, a partir de um transf ormador de baixa tenso, so de 100 a 500m.

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A Rede Eltrica como Meio de TXde Dados

A re de de distr ibuio de energia eltrica um m eio extremamentehostil como canal de comunicaes

A Rede Eltrica como Meio de TX de Dados

A rede de distribuio de energia eltrica um meio extremamente hosti l como canal de comunicaes.Mesmo a simples conexo entre duas tomadas de energia eltrica em uma mesma instalao apresenta

uma funo de transferncia bastante complicada devido principalmente falta de casamento entre asimpedncias das carga s nas terminaes da rede. Desta forma as respostas em amplitude e fasevariam, numa faixa bem extensa, com a freqncia. Em algumas freqncias o sinal transmitido podechegar ao receptor com poucas perdas, enquanto em outras freqncias o sinal pode ser recebido comum nvel de potncia abaixo daquele apresentado pelo rudo, sendo completamente corrompido pelocanal.

O fato da funo de transferncia variar bastante com a freqncia j no um problema simples,contudo este no o nico aspecto. A funo de transferncia do canal PLC varia tambm com o tempo.Isto ocorre devido a natureza dinmica com que as cargas so i nseridas ou removidas da rede eltricaou mesmo devido a alguns dispo siti vos que apresentam impedncias que variam com tempo, como asfontes chaveadas ou ainda alguns tipos de motores.

Como resultado o canal pode apresentar, em algumas faixas, uma boa qualidade para a transmisso,enquanto em outras o canal pode ter uma capacidade bastante l imitada. Devido s propriedades devarincia com a freqncia e com o tempo, uma utilizao eficiente da rede eltrica como meio decomunicaes requer que uma abordagem adaptativa que compense de alguma forma as variaes dafuno de transferncia do canal PLC. Adicionalmente s questes relacionadas, com a funo detransferncia do canal, outro aspecto signifi cante a ser con siderado so as interferncias presentes narede. As mais seve ras fontes de i nterferncia raramente apresentam propriedades sim ilares quelas dorudoAWGN (Addit ive White Gaussian Noise), ao contrrio, as interferncias podem ser do tipoimpulsivo ou apresentar uma natureza seletiva em freqncia, ou mesmo ambas.

Tpicas fontes do rudo presente na rede eltrica so: motores com escovas, fontes chaveadas, reatorespara iluminao e os dimmers, dentre outras. Este s equipamentos introduzem componentes de altafreqncia na rede caracterizando as emisses conduzidas . Constituindo outra forma de insero de

rudo, as emisse s irradiadas so aquelas provenientes de emissoras de rdio em geral, ou mesmo dealguns equi pamentos como aqueles citados anteriormente. O impacto destas diferentes fontes dein terferncia no sistema que num pacote de dados recebido, o nmero de erros pode ser considervel,necessitando de alguma forma de correo.

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Problemas Existentes

Problemas ExistentesOs principa is fatores que dificultam a propagao de sinal so a atenuao, o rudo e a distoro.

A atenuao a propriedade do sinal diminui r sua amplitude durante a propagao. Os trs

principais fatores causadore s da atenuao so o material do cabo utilizado, a freqncia do sinale a distncia percorrida. Quanto maior a distncia e a freqncia, maior a atenuao do sinal. Aatenuao do sinal pode, ainda, variar com o tempo, devido ao ligamento e desli gamento deaparelhos na rede el trica. Na rede eltrica, diferentemente das outras redes em geral, o fatorpredominante para a atenuao a indutncia do cabo utilizado e no a capacitncia , pois asimpedncias dos aparelhos que so ligadas rede so em geral menores que a impednciacaracterstica do cabo. A atenuao no um grande fator de empecilho para a propagao dosinal, pois possvel aumentar em certa faixa a amplitude do sinal a ser transmi tido paracontornar seus efei tos. Se, entretanto, a atenuao for muito grande, uma soluo seria aumentarmui to o nvel do sinal. Isso, entretanto invivel, pois acarreta problemas relacionados superao do nvel de emisso que regulamentado para as redes PLC.O rudo causado pela maioria dos aparelhos que esto ligados rede eltrica. Os trsprincipais tipos de rudo so o impulsional, o tonal e o impulsional de alta freqncia.O rudo impulsional (a) gerado principalmente por controladores de i ntensidade de lmpadas e

ocorre no dobro da freqncia de alimentao da rede com algumas dezenas de Volts deamplitude com durao de cerca de 1ms.Os i mpulsionais de alta freqncia (b) so causados, principalmente, por motores que existemem vrios aparelhos como ventiladores, aspiradores de p, etc. Esse tipo de rudo tem umaamplitude relativamente baixa, comparada com a anterior, e ocorre em uma banda de vrios kHz.O rudo tonal (c) tem basicamente duas origens. A primeira que no-intencional causada porfontes chaveadas que so amplamente usadas em computadores. O rudo gerado rico emharmnicos da freqncia de chaveamento que da ordem de 20kHz at 1MHz. Uma fonte derudo tonal intencional so os intercomunicadores que utilizam a rede eltrica, nesse ca so podemser considerados como uma rede PLC tambm. O rudo gerado entre 150kHz e 400kHz comalguns volts de ampli tude. Outra fonte de rudo intencional que existe a captao de sinais derdio pela rede el trica, j que a mesma age como se fosse uma antena.A distoro causada por vrios fatores sendo, o principal, as mltiplas reflexes de sinais queocorrem pelo descasamento que existe entre as vrias partes da rede el trica. Esse fator extremamente importante em redes de baixa tenso, pois existe um nmero muito grande deligaes sendo praticamente todas descasadas. Uma tomada no sendo utilizada, por exemplo,funciona como um stub em aberto. Como h uma grande distoro, a respo sta em freqnciapassa a ser no linear, tornando mais difcil o estudo das caractersticas do meio. importantenotar tambm que a distoro varia com o tempo, pela variao da carga conectada rede.


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Conceito

ConceitoA tecnologia PLC transforma a grade de potncia (rede de distribuio eltrica ) em uma rede decomunicao pela superposio de um sinal de informao de baixa energia ao sinal de corrente

alternada de alta potncia.Com o propsito de assegurar a coexistncia correta e a separao entre os 2 si stemas, a faixa defreqncia utilizada para comunicao bastante distante daquela utilizada para a corrente alternada(50 ou 60 Hz), sendo 1,7 a 30 MHz para aplicaes banda larga.A tecnologia PLC existe h tempos, mas sua utilizao para apli caes em Banda Larga umdesenvolvimento recente, com perspectivas e importncia diferenciadas, mesmo no quadro industria l eregulatrio Norte Americano onde criou-se uma nova denominao: Broadband over Power Line - BPL.Centros de pesquisa e fornecedores tm desenvolvido, em conjunto com as prestadoras de servio sde gerao, transmisso e distribui o de eletricidade (tambm conhecidas em conj unto com asprestadora s de gua, saneamento e gs, como prestadoras de utilidades ou utilities no ambienteinternacional), sistemas de comunicao de Banda Larga sobre a rede de distribuio eltrica,incrementando o valor de servios que a rede e a infra-estrutura instalada podem prestar.Este s desenvolvimentos incluem tecnologias de acesso, e a rede de distribui o interna das

residncias e escritrios de usurios. O s fornecedores da tecnologia PLC esto atingindo capacidadesde largura de banda de 200 Mbps (capacidade partilhada nos fluxos de dados brutos downstream eupstream), velocidade que compete com outras tecnologias de acesso.A partir deste fato, a escolha da melhor tecnologia para fornecer acesso ou atingi r uma determinadapopulao, deve considerar PLC como mais uma alternativa tecnolgica, ao lado ou em combinaocom outras tecnologias e passa a ser uma questo de anlise de custos e de servios a seremofertados.A tecnologia PLC pode utilizar a rede de Baixa Tenso (BT) e/ou a rede de Mdia Tenso (MT ) comosuporte. A util izao da alta tenso (AT) objeto de estudos adicionais com possvei s resultadosfuturos em escala comercial. A tecnologia PLC adequada tanto s redes de baixa tenso areaquanto s redes de distribuio subterrnea.A tecnologia PLC oferece um largo espectro de aplicaes, desde acesso Internet em Banda Larga,telefonia, tele-controle , servios de controle de eletro-domsticos, servio s audiovisuais, seguranapredial. Devido as capacidade da tecnologia no transporte e capilaridade j instalada de rede, tambmesto su rgindo propostas de evoluo de servios atuais uti lizando exatamente estes diferenciais.

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O sistema de distribuio deenergia eltrica

O Sistema de Distribuio de Energia EltricaA energia eltrica gerada nas usinas transmitida at os centros consumidores a travs delinhas de trans misso trifsicas em alta tenso (de 230 kV a 765 kV). Ess as linhas sointerligadas por meio de subestaes, onde se localizam os vr ios transformadoresnecessrios para controlar o nvel de tenso.As subestaes de distribuio , geralmente localizadas dentro do permetro urbano dascidades so utilizadas para abaixar o nve l de tenso at o patamar caracterst ico de suadistribu io na cidade. Uma subestao de distribuio comumente recebe l inhas detransmisso trifsicas que fornecem energia nas tenses de 69 kV ou 138 kV e abaixa atenso, usando transfor madores, para nveis padronizados de 11,9 kV, 13,8 kV, 23 kV ou34,5 kV, considerando tenso de linha (fase-fase).A partir das subestaes de distribuio, a energia eltrica distribuda aos consumidoresatravs de uma rede eltr ica, chamada rede, s istema , grade de distribuio , ou grade depotncia formada por duas sub-redes: rede de alimentao primria e rede de alimentao

secundria.A rede primria constituda por alimentadores primrios formados por linhas trifsicas, oua trs f ios, que saem de uma subestao de distribuio e seguem pelas ruas das c idades,podendo ter instalao area em postes ou instalao subterrnea via cabos iso lados(usada normalmente nos centros das cidades).s vezes, a rede primria contm tambm um quarto f io (neutro), dependendo da forma deaterramento ut ilizada pela empresa. Essa rede primria utiliza normalmente 11,9 kV, 13,8kV ou 23 kV como tenso de l inha e opera de forma radial (no caso de redes areas) oumalhada (no caso de redes subterrneas).Entretanto, para atender aos consumidores residenciais e comerciais de pequeno porte, necessrio se obter tenses ainda menores. Para tanto, utilizam-se transformadores

trifsicos redutores de tenso que interconectam a rede primria rede de alimentaosecundr ia , formada por alimentadores tr ifsicos a quatro fios (o fio neutro est semprepresente).Os nveis de tenso nessa rede secundria so 380V ou 220V como tenso de linha (fase-fase), o que c orresponde a 220 V ou 127 V como tenso de fase (fase-neutro).

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Equipamentos PLC

Modem

Repetidor BT e MT

Repetidor no Medidor

Equipamentos PLCO Modem PLC um equipamento que reali za a interface entre os equipamentos dos usurio s e arede eltrica de distribui o, transformando o sinal do equipamento terminal de telecomunicaes

em sinal modulado e transportado sobre a rede eltrica. O Modem recebe alimentao e os sinaisde telecomunicaes pela rede eltrica de distribui o domstica (in-house). O Modem permitetambm separar as apl icaes de voz e dados, para os respectivos telefones ou computadorespessoais. H diversos tipos de modems, como modems para acesso a Internet (Ethernet e/ouUSB), modem para Internet e Telefonia (Ethernet e/ou USB + RJ-11) e modems s para voz (RJ-11). Funcionalidades adicionais, tais como Modems Wi-Fi j esto tambm disponveis epermi tindo a cobertura em reas abertas.O Repeti dor recupera e re-injeta o sinal PLC proveniente dos Equipamentos de Transformadorpara a rede eltrica de distribuio domstica. instalado normalmente junto a sala demedidores de cada prdio ou em algum local intermedirio (por exemplo, postes semtransformador) na rede de distribuio de baixa tenso.Algumas vezes pode ser util izado como um n intermedirio para expandir a cobertura ouaumentar a largura de banda em segmentos crticos da rede (por exemplo, devido a uma elevadaatenuao entre o equipamento PLC do Transformador e o Modem PLC). H tambmRepetidores em Mdia Tenso com propsitos semelhantes. Em alguns casos, dependendo datopologia da rede eltrica, o repetidor pode no ser necessrio, caso em que o equipamento PLCdo T ransformador consegue uma conexo de elevada qualidade com o Modem PLC.

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Equipamentos PLC (cont)

Acopladores

CX de Distribuio

Isolador de Ruidos

Equipame ntos PLC (cont)A Caixa de Distribuio utilizada para facilitar a distribuio de s inal PLC em painiseltricos em edif c ios. Normalmente vem equipado tambm com um filtro de surtos, que filtraos rudos provocados pelos equipamentos ligados na rede eltr ica.O Isolador de Rudos deve ser utilizado para a conexo do modem PLC, quando no circuito

aonde o modem ser conectado existir um ou mais aparelhos eletroeletrnicos. Isto per miteum melhor desempenho do s istema PLC, com a reduo do nvel de rudo na rede.O Equipamento de Transformador o dispositivo PLC instalado junto aos transformadoresMT/BT. Sua funo extrair o sinal proveniente da rede de distribu io PLC (mdia tenso,fibra ptica, rede a cabo, e etc.) e injet-lo sobre a rede de acesso (baixa tens o).Possibilita o fluxo de dados downstream do Equipamento Transformador at o Modem PLCou para os Repetidores numa configurao ponto mult iponto fu ll-duplex. Os Equipamentos deTransformador so dotados de uma configurao modular f lex ve l com:Placas BT, as quais injetam o sinal PLC proveniente da rede de distribuio PLC sobre oscabos de baixa tenso;Placas MT que permitem a interconexo destes equipamentos sobre a rede de distribuiode mdia tenso.Opcionalmente os Equipamentos de Transfor mador podem incluir:

Placas WiFi que permitem o acesso w ireless a clientes dentro da rea de cobertura doTransformador, sem ut ilizar a rede de baixa tenso, mas utilizando a rede de mdia tensopara entrega do sinal; Placas de Fast Ethernet ou Gigabit Ethernet para interconexo destesequipamentos atravs de interfaces RJ-45 ou GbEthernet, o que permite o uso de fibra pticaou outras tecnologias para a rede de distr ibuio (xDSL, LMDS, etc).O Equipamento de Subestao o dispositivo PLC instalado junto a Subestao. Sua funo, por um lado, permitir a interconexo com os provedores de servios ( Internet ou PSTN, porexemplo) e por outro lado, injetar o sinal na rede de mdia tenso. As funes doequipamento de Subestao podem ser desempenhadas, dependendo da configurao, pelomesmo Equipamento de Transformador.As unidades de acoplamento so os equipamentos acessrios necessrios para injetar eadaptar o s inal de telecomunicaes do equipamento PLC para a grade de distribuio (MT eBT). H 2 tipos de unidades de acoplamento.Acoplamento capacitivo que injeta o s inal porcontato direto com a rede de d istribuio (por exemplo, feito por piercing) e acoplamento

indutivo que injeta o sinal por induo (por exemplo, feito por ferrite). A so luo deacoplamento a ser implementada esco lhida com base na qualidade do sina l e facilidade deinstalao nas condies espec ficas da rede de distr ibuio utilizada. As solues deacoplamento tm evoludo bastante, otimizando tempos, procedimentos, desempenho esegurana de instalao.

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A Rede de Acesso PLC

A Rede de Acesso PLC

Existem dois tipos de padro para o uso da tecnologia PLC, os quais so mostradas a seguir.

O padro PLICPower Line Indoor Communication ou Internal Telecom (tambm denominadode In-house BPL), muito difundido nos Estados Unidos, Europa e sia, consiste em uma caixacomutadora que interliga uma rede de banda larga, xDSL, WiFi, Cable Modem ou outra qualquer,

com a rede eltrica interna de uma casa. Com i sso, todas as tomadas de l esto habili tadas atransmi tir dados alm da eletricidade, ou seja, funcionariam tambm como pontos de conexo deuma rede de dados. Para se conseguir esta arqui tetura, devemos utilizar um modem externoespecial para converter os sinais.

O padro PLOCPower Line Outdoor Communication funciona basicamente como redes de T V cabo, por exemplo. Nesta configurao, h o papel do Master, o qual responsvel pelocontrole e pela repetio, que conectado distribuio secundria ou primria. O nmero deusurios que podem ser conectados em um mesmo Mastervaria, porm geralmente o nmeromximo so 40 usurios. Segundo alguns testes que esto

sendo fei tos, caso o Masteresteja na rede de distribuio primria, ou seja, na rede eltrica queapresenta tenso de 13,8 KV, poder cobrir uma rea de at 2 Km, sem perdas. Com estaconfigurao, assim como a configurao PLIC, todas as tomadas estariam prontas paraservi rem de ponto de acesso, d iferenciando-se apenas no modo de controle e local deinterligao dos equipamentos eltricos e de transmisso de dados.

Uma outra caracterstica do tipo PLOC a possibilidade de se personal izar a taxa de transmissode acordo com o contrato de assinatura do usurio, tal como existe hoje em servios ADSL eCable Modem.A grade de baixa tenso real iza a funo do segmento de acesso (l tima milha) da rede detelecomunicaes. A rede de acesso interconecta Modems PLC com o Equipamento PLC deTransformador. O socket eltrico convencional torna-se um ponto de conexo a servios detelecomunicaes.Os Equipamentos PLC de Transformador localizam-se junto aos Transformadores de MT/BT(mdia tenso/baixa tenso ver Quadro I). A rede de acesso PLC pode ainda envolver

repetidores, em funo da distncia entre os equipamentos PLC.O Modem PLC pode ser conectado a uma rede local (LAN) existente na residncia do usurio,possib ili tando diversos usurios se conectar e dividir uma conexo em alta velocidade, opo que especialmente til para SOHOs (Small Offices Home Offices).Tambm se pode utilizar a rede eltrica in-house pra estabelecer uma rede local levando o sinalPLC a todos os cmodos da casa ou escritrio.

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A Rede de Distribuio PLC

A Rede de Distribuio PLC a parte da rede de acesso que pode ter uma abrangncia, inclusive metropolitana, que interliga a redede acesso de l tima milha aos provedores, ou ao backbone. Observe-se que devido a sua capilaridadepotencial recebe uma denominao especial: rede de distribuio.A rede de distribuio interconecta os Equipamentos PLC instalados nas sube staes MT/BT. Estain terconexo admi te uma variedade de solues, que podem ser combi nadas. Desta forma a rede de

distribui o pode se basear:- no sistema de di stribui o de mdia tenso, conectando diferentes subestaes MT/BT por meio deequipamentos PLC de mdia tenso (pode se uti lizar tanto a rede area quanto a rede subterrnea);- em um sistema de transmisso por fibras pticas conectando diferentes sube staes MT/BT;- em qualquer tecnologia como xDSL ou LMDS.Normalmente as sube staes so conectadas por uma configurao de referncia em anel com rotas deproteo em caso de falha.O desenvolvimento de PLC de mdia tenso de elevada importncia, na medida que impactapositivamente a economicidade e a rapidez de implantao, permitindo as prestadora s e concessionriasde servios (Util it ies) servir-se de suas redes de d istribuio para conectar diferentes subestaes debaixa tenso.Em a lgum ponto da rede de distribuio necessrio i nterconectar aos provedores de servio de

Internet ou telefnicos. Outro s servio s de val or adicionado como video streaming e servios mult imdiapodem exigir uma interconexo ou serem providos di retamente pelo operador de PLC.Deve-se observar que embora a interconexo com a PSTN possa requerer equipamentos de comutaoadicionais, normalmente de custo s elevados, o servio de voz pode tecnicamente ser providoin ternamente a mesma rede de distribui o sem custo s extras para o provedor de PLC.

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Caractersticas das Linhas deTransmisso (wireline)

Caractersticas das Linhas de Transmisso (wireline)

As linhas de transmisso para te lecomunicaes (w ireline) se caracterizam por possuir

grande uniformidade construtiva ao longo de toda sua extenso apresentando, destaforma, valores de indutncia, capacitncia e resistncia em sr ie e em paralelo, que serepetem em qualquer trecho que seja considerado.

Em geral as linhas de transmisso apresentam as seguintes caractersticas principais:

Impedncia Caracterstica Uniforme: esta condio garante que, uma vez realizada aadaptao de impedncia da linha com os equipamentos de comunicao em seus doisextremos, no ocorram reflexes e ondas estacionrias prejudic iais qualidade deinformao a ser transmitida ou recebida. As ref lexes so ocasionadas pordescontinuidades nos va lores da impedncia caracterstica ao longo da linha como, porexemplo, variao em seus parmetros dimensionais (distncia entre seus condutores)

ou uma carga no adaptada (interposio de linhas com impedncia diferente daimpedncia caracter st ica da linha). Quanto mais precisa, estve l e uniforme seapresente a linha em relao s suas propriedades dimensionais, eltricas econstrutivas, melhor ser seu desempenho.

Baixa atenuao para a faixa de freqncias dos sinais a serem transmitidos para umadistncia determinada: esta caracterstica, vlida para linhas tomadas em ambosextremos, propicia a recepo de sinais transmitidos com amplitude suficiente para quepossa ser detectada a presena de rudo sem que seja necessria a transmisso desinais com amplitudes exageradas ou tcnica e economicamente inviveis.

Baixa irradiao e captao de sinais: esta caracter st ica se refere menor tendnciade uma linha de transmisso de irradiar s inais que possam causar interferncias emoutros servios, bem como de sofrer interfernc ias de sinais externos. A condio debaixa irradiao e baixa sensibi lidade interferncia de sinais externos normalmentealcanada atravs da utilizao de linhas previamente blindadas, tais como as linhascoaxiais.

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Linhas Areas de Distribuio em Mdia Tenso

Es tas linhas se apresentam com trs diferentes tipos de realizao construtiva:

Linha convencional de mdia tenso: utiliza cabos condutores no isolados de cobre oualumnio suportados por isoladores transversais montados na parte superior dos postes.

Os cabos podem estar situados num mesmo plano ou em planos diferentes, com umadistncia entre cabos variando entre 30 e 100 cent metros.

Es tas linhas so semelhantes, sob o ponto de vista construtivo, s linhas detransmisso para telecomunicaes abertas com condutores paralelos. Suascaracterst icas construtivas permitem certa l iberdade de movimento lateral doscondutores. Conseqentemente, o valor da impedncia caracter stica sof re variaesem seus diferentes trechos. Por outro lado, as l inhas de comunicaes apresentameventuais cargas ao longo de seu trajeto que so compensadas por acoplamento deimpedncia, de forma a mant-la constante em todos os seus pontos. Ao longo daslinhas de mdia tenso ex istem cargas no acopladas que so os circu itos primriosdos transformadores MT/BT. Entretanto, este carregamento apresenta quase sempre

uma impedncia relativamente elevada para as altas freqncias. Apesar das variaesde impedncia, espera-se uma transmisso aceitvel do sinal por alguns quilmetros dedistncia. Em geral, os obstculos para a transmisso do sinal so os seguintes:

Rudo gerado por isoladores defeituosos (ate 1 MHz);

Interconexo com trechos de outras redes de impednc ia caracterst ica mais baixa,formando pontos de descontinuidade, que podem ocasionar reflexes dos s inais;

Linhas atuando como antenas para os sinais de emisses de rdios comerciais at30MHz;

Eventual presena de capacitores para correo do fator de potncia instalados ao

longo das linhas.Linha compacta de mdia tenso (linha ecolgica): a construo desta linha viabilizada atravs da utilizao de dispositivos separadores, de quatro cabos, capazesde manter uma distncia constante de 10 a 20 centmetros entre os cabos de mdiatenso isolados, mas no blindados.

Para estas linhas esperam-se condies mais favorveis para a transmisso de s inaisde alta f reqnc ia, tendo em conta que ut ilizam o ar como dieltrico e apresentammenores variaes de distncia entre os condutores; o que, por sua vez, reduz avariao da impedncia caracterstica da linha, minimizando as distores causadas porreflexes. A no existncia de isoladores convencionais reduz o nvel total de rudo daslinhas compactas mas no o elimina, uma vez que estas se conectam s linhasconvencionais onde o rudo pode estar presente.

Linhas multiplexadas para mdia tenso: estas linhas so formadas por 03 cabos demdia tenso isolados e blindados que so enrolados em um cabo de ao e montadosem fixadores na parte superior dos postes.

Es tas linhas utilizam cabos blindados, de construo geomtr ica semelhante uti lizadaem cabos para telecomunicaes. Desta forma, apresentam comportamento similar aoscabos coaxiais para comunicao, ou se ja, imunidade radiao e captao de s inaisinterferentes e impedncia caracterst ica de valor uniforme. Estas semelhanassugerem que, para a trans misso de s inais de freqncias elevadas, estas linhastenham um melhor desempenho quando comparadas aos outros tipos de linhas. Suaslimitaes se devem a perdas no material dieltrico ( inadequado para uso em altasfreqncias) e s derivaes. Apresentam maior atenuao que as linhas areas comcondutores paralelos.

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Linhas Areas de Distribuio emBaixa Tenso

Linha convencional;

Linha compacta (linha ecolgica);

Linhas multiplexadas .

Linhas Areas de Distr ibuio em Baixa Tenso

Linha convencional de baixa tenso: estas linhas so construdas utilizando 04 caboscondutores, correspondendo a 03 fases e um neutro. Os condutores so de cobre oualumnio, sendo suportados por isoladores montados transversalmente ao longo dospostes. Os cabos so montados num plano vertical, separados entre si de 15 a 30centmetros. As redes de distribu io secundrias operam com circu itos tr ifsicos comneutro (220V ou 380V entre fases). O nmero t pico de consumidores por transf ormador 40 em rea residencial. Alm dos consumidores, so ligadas na rede secundria aslmpadas de iluminao pblica de vapor de sdio (70 W e 250 W) e vapor de mercrio(125 W, 250 W e 400 W). Os consumidores so ligados rede atravs de cabo multiplexnos seguintes comprimentos: Tpico: 17 metros; Mximo: 30 metros.

A f igura anterior, mostra as configuraes tpicas dos c ircuitos de distribuio secundria,observando que cada quadra representada tem um comprimento de aproximadamente 100m.

Da figura acima pode-se obter os comprimentos tp icos dos diversos circu itos como:

Tipo I: 100 m

Tipo U: 200 m

Tipo H: 400 m

Tipo Anel: 600 m

Tipo Duplo Anel: 1200 m

Os modelos de refernc ia podem ser obtidos diretamente da figura anterior, observando-seuma distr ibuio de carga mdia equivalente a 40 consumidores por circuito, em rearesidencial.

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Linhas Areas de Distribuioem Baixa Tenso (cont)

Linhas Areas de Distribuio em Baixa Tenso (cont)

A utilizao deste tipo de linha apresenta uma dificuldade prtica devido a que grandeparte da rede brasileira de iluminao pblica utiliza capacitores para f ins de correodo fator de potnc ia dos conjuntos lmpadas/reatores. Como em muitos casos ailuminao alimentada diretamente a partir da rede area de distribuio, estes

capacitores atenuam ou bloqueiam a transmisso de sinais de freqncias elevadas.As linhas areas de baixa tenso tm comportamento semelhante a linhas decomunicao de condutores paralelos areos permitindo, em pr inc pio, a trans missode sinais de freqncias mais elevadas, sem risco da ocorrncia de irradiaesquest ionveis. Diferem das linhas areas de mdia tenso devido ao fato de que ascargas dispostas ao longo de sua extenso se repetem em interva los mais curtos e sorepresentadas por cargas de baixa impedncia para os sinais transmit idos (lmpadasincandescentes, por exemplo); alm do efeito do desacoplamento de sinal, estascargas apresentam perdas elevadas, aumentando a atenuao total. Ao contrrio daslinhas de mdia tenso, os isoladores nas linhas de baixa tenso no costumam gerarrudo. Podem estar presentes rudos produzidos pelo homem, tais como aqueles

provocados por aparelhos eltricos dotados de motores de escova. Alm dessesrudos, esto presentes sinais de emissoras comerciais de radiodifuso em nvelcomparvel aos encontrados em linhas de mdia tenso. Os ramais de servio queconectam cada consumidor linha se constituem em dezenas de pontos de der ivaogeradores de reflexes. A combinao dos rudos presentes nas linhas de baixatenso, com as freqentes derivaes e os elevados valores de atenuao total, fazdessas linhas um ambiente relativamente hostil para a transmisso de sinais detelecomunicaes.

Linhas multiplexadas em baixa tenso: as caractersticas construtivas destas linhasso idnticas quelas de mdia tenso, util izando-se cabos de baixa tenso sem

blindagem.Estas linhas apresentam comportamento diverso das linhas secundrias convencionaisde baixa tenso por utilizarem condutores tranados e bastante prximos. Isto conferea estas linhas uma menor possibilidade de captao e irradiao, permitindo suamelhor utilizao como meio de transmisso de sina is de comunicao.

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Redes subterrneas em baixa tenso: a rede secundria constituda por cabossubterrneos isolados pode ser do tipo radial ou interligada sendo, neste lt imo caso,alimentada em diversos pontos por diferentes transformadores. Estes, por sua vez, sonormalmente alimentados por diversos circuitos primrios em anel ou reticulados. Asredes subterrneas utilizam para suas fases e neutro cabos isolados simples, no

blindados.Es tas redes so formadas por grandes extenses de cabos de baixa tenso, iso lados eno blindados, montados juntos ou separados, podendo apresentar, no caso desistemas reticulados, grande nmero de interconexes. A ausncia de blindagem noscabos e a prox imidade entre as fases fazem com que essa rede se comporte como umalinha de transmisso de um condutor prx imo terra, na qual seu va lor de impednciacaracterst ica dependente desta proximidade e apresenta valores elevados decapacitncia e condutncia terra. Como normalmente estas interconexes sofreqentes e repetidas, a impedncia caracterstica equivalente de alguns trechos podeser ainda mais reduzida. A combinao de valores muito baixos de impednciacaracterst ica e de elevados valores de capacitncia e condutncia para terra , quase

sempre, associada a elevados valores de atenuao. Para uma deter minadaconcentrao de grandes consumidores alimentados por estas linhas, diversostransformadores podero ser agregados de tal for ma que a circulao de corrente se dsempre em trechos curtos. Estes trechos de grande concentrao de carga devem ser,portanto, os mais crticos para trans misso de sina is de comunicaes. Todas estascaracterst icas fazem com que o comportamento das redes subterrneas reticu ladascomo meio de transmisso de sinais de telecomunicaes tenda a assemelhar-sequele que seria representado por uma superf c ie metlica com razoveis va lores decondutncia e c apacitncia para a terra. Este modelo no favorece a trans misso desinais de freqnc ias elevadas, exercendo sobre estas elevado efeito de atenuaodevido a perdas por efeito condutivo e bypass por efeito capacitivo, acrescidos aosefeitos de desacoplamento. Alguns rudos descritos para as redes areas no devemestar presentes em redes subterrneas devido ao efeito de blindagem. Rudos eimpulsos ocasionados por descargas atmosfricas tambm no devem se fazerpresentes.

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rea de Cobertura

rea de Cobertura

A distncia que se pode alcanar em um sistema PLC depende, basicamente, das perdasintroduzidas ao longo do sistema de distribuio de potncia. A atenuao diretamenteproporcional ao aumento da freqncia. A figura apresentada a segui r, fruto da experinciaadquirida pela ASCOM em suas instalaes, relaciona a distncia mdia alcanada pelo sistemacom a faixa de freqncias uti lizadas.

Com estas in formaes pode-se observar que as distncias coberta s pelas vrias freqnciasvariam de 150 e 250 m em 2,4 MHz para valores entre 100 a 200 m em 8,4 MHz. J para abanda de freqncias altas, na regio de 20 MHz, utilizada nos enlaces internos, a cobertura caipara a faixa de 70 a 100 m. Nota-se que a distncia tambm bastante influenciada pelo tipo decabo de energia utili zado. Em ambos os casos, enlaces internos ou externos, podem serutili zados repeti dores. Nota-se que, em princpio a potncia mxima do PLC de cerca de 1 mWe que um nvel mdio de recepo aceitvel na casa de -55 dBm. Outro dado importante quealm da atenuao causada pelo cabeamento e conexes, ocorrem perdas devido qualidade da

rede, de suas conexes, presena de determinados tipos de disjuntores, fi ltros de linha eprotetores contra su rtos.


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Padro ASCOM

Padro ASCOM

O Sistema de Comunicao ASCOM PowerLine otimizado visando transmisso de dadossobre si stemas existentes de distribui o de energia eltrica, provendo um "throughput" mximocom um nvel mnimo de sinal. O processo de modulao e distribuio de freqncias minimi zainterferncias de/para servios de radiodifuso e rdio amador. So aplicadas tcnicas paragaranti r a privacidade dos dados.

O Sistema PLC ASCOM constitudo por trs tipos de unidades:

Unidade OM (Outdoor Master) que recebe os dados em uma entrada RJ-45, 10 base T , e osacopla rede de energia, modulando portadoras na faixa de 2 a 10 MHz;

Unidade OAP/IC (Outdoor Access Point / Indoor Controller), constituda por dois mdulos,normalmente instalada no quadro de entrada de energia das residncias, que recebe os sinaisvindo da unidade OM (Outdoor Master) e os transfere, por meio de um jumper fsico 10 base T, unidade IC (Indoor Controller). A seo Indoor Controler remodula o sinal de dados na faixa de 18a 28 MHz, in jetando-o na rede eltrica interna.

Unidade IA (Indoor Adapter), que o Modem de cliente, que captura o sinal de dados em umatomada de energia qualquer e o disponibiliza em uma conexo 10 base T ao usurio.

A modulao usada do tipo GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) que se baseia namudana de fase da portadora para realizar a modulao. So usadas 4 portadoras. A taxamxima de transmisso para a rede interna e externa de 4,5Mbps para cada uma.

O controle de acesso ao meio reali zado por TDMA, sendo controlado pelo Outdoor Master.

A encrip tao dos dados e feita atravs do al goritmo RC4 com troca de chaves pelo mtodoDiffie-Hellman


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Padro DS2

Padro DS2

A DS2 na realidade no fabrica diretamente os produtos para as redes PLC. Ela fabrica apenas ochip que usado nos modems PLC. A tecnologia da DS2 cobre tanto as redes externa s quantoas internas (o padro no compatvel com o HomePlug), formando uma soluo completa parao fornecimento de acesso Internet at o usurio final. A tecnologia similar ao HomePlug emvrios aspectos. usada uma freqncia de 1 a 38MHz para as redes in terna e externa,modulao OFDM com o uso de 1280 subportadoras, fornecendo uma taxa de transferncia de45Mbps.

A rede consti tuda de trs principais dispositi vos:

Modem de alta velocidade HE (Head End)

Modem PLC CPE (Customer Premises Equipment or CPE)

Gateway opcional.

O modem HE conectado a um backbone ligado Internet e rede eltrica de mdia ou baixa

tenso. Nos transformadores de baixa tenso, so ligados gateways que por sua vez fornecem oacesso a casas ou prdios. Dentro de casa ou apartamento de um prdio pode-se util izar omodem CPE, que se comunica com o HE por meio da rede eltrica. Os gateways, geralmente,tambm possuem outras tecnologias de acesso, como DSL e cabo para a ligao at o usuriofinal.


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Padro Main.Net

Padro Main.Net

O padro Plus da Main.Net, alm de oferecer uma soluo para a rede externa e interna, tambmtem um disposit ivo para lei tura automtica do consumo, usando a mesma rede de dados daInternet.A velocidade da rede de 2,5Mbps.

Os quatro dispositi vos que compem a soluo de acesso externo so:

CuPlus(Concentrating Unit Plus) Esse o mdulo que faz a ligao entre o backbone e a redePLC de mdia ou baixa tenso.

RpPlus(Repeater Unit Plus) um repetidor, para ser usado quando a distncia a serpercorrida pelo sinal for muito grande.

CtPlus(Communications transformer Plus) Permite a comunicao por meio das redes demdia tenso, l igando os vrios CuPlus. Esse disposit ivo particularmente til em redes ondecada transformador de baixa tenso alimenta poucas casas, po is seria muito custoso fornecer umlink com a Internet a cada um destes tran sformadores.

AmrPlus(Auto mati c Meter Reading) Possibili ta a leitura do medidor de consumo de formaremota

Para a rede interna, ela conta com os seguintes dispositivos:

NtPlus(Network Termination ) Esse o dispositi vo que faz a conexo do CuPlus ou RpPlus ato usurio final.

TelPlus (Telephony Plus) Permite que sejam oferecidos servios de telefonia sobre a rede PLC.

Tambm existe o mdulo NmPlus (Network Management) que permite a monitorao de todos osoutros mdulos por parte da concessionria que administra a rede PLC.


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Faixas de Freqncia

O sistema PLC utiliza duas faixas de freqncia. A primeira faixa util izada para transmisso "Outdoor a segunda utilizada paratransmisso Indoor entre "Repetidores" e Modems,

Faixas de Freqncia

O si stema PLC utiliza duas faixas de freqncia. A primeira faixa est compreendida entre 1MHze 12MHz e utilizada para transmisso "Outdoor". nesta faixa de freqncia que havercomunicao entre o "Master" e os Modems mais prximos dos transformadores e entre o Mastere os Repetidores.

A outra faixa de freqncia compreendida entre 18MHz e 26MHz utili zada para transmissoIndoor entre "Repetidores" e Modems, o diagrama apresenta o espectro de freqncia utili zadopelo sistema.

A escolha das freqncias de operao das portadoras se baseou em medies e planejamentode freqncias na banda de rdio de ondas curtas e de acordo com o trabalho em andamento noCENELEC e na Norma NB-30 (Nutzungbestimmung) do rgo regulador alemo. Alm disto, osi stema tambm satisfaz a norma europia CISPR 55022.

Cada sistema PLC opera simul taneamente em trs freqncias, cada uma delas provendo aousurio uma taxa entre 750 e 1500 Kbps, o que resulta em uma capacidade entre 2,25 e 4,5Mbps, tanto para o Sistema Interno como para o Externo.

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Tipos de Modulao

Tipos de Modulao

A seqncia Direta de Espalhamento do espectro, DSSS (Direct Sequence Spread

Spectrum): A tcnica da modulao do espectro de propagao usada extensamente emaplicaes militares. Fornece uma densidade espectral da potncia muito baixa espalhandoa potncia do sinal sobre uma faixa de freqncia muito larga. Este tipo de modulaorequer, conseqentemente, uma largura de faixa muito grande para transmitir diversosMbits/s. Como a largura de faixa disponvel limitada, esta tcnica ideal para transmitirtaxas de dados mais baixas nos cabos de energia eltrica.

Multiplexao por Diviso de Freqncia Ortogonal, OFDM (Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing): A multiplexao por div iso de freqncia ortogonal consiste em um grandenmero de portadoras estreitas distribudas, lado a lado. Esta modulao adapta-sefacilmente s caracter sticas de var iao do canal, sendo as portadoras interferidaseliminadas, obviamente havendo a correspondente diminuio na taxa de transmisso.

A desvantagem do OFDM a necessidade de um amplif icador de potncia altamente linear,para evitar as interferncias nas faixas de freqncias mais elevadas devido aosharmnicos das portadoras. Tais harmnicos so gerados na faixa no-linear doamplif icador de potncia e representam um fato importante nas tcnicas de modulao.

Modulaes estreitas da faixa, GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying): A ModulaoGMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) o mesmo mtodo de modulao utilizado namodulao GSM (Global System for Mbile Communications). O GMSK um tipo espec ialde modulao de faixa estreita que transmite os dados na fase da portadora, resu ltando umsinal de envelope constante. Isto permite o uso de amplificadores menos complexos, semproduzir distrbios harmnicos. O s istema multi-portadoras GMSK pode ser considerado

como um sistema OFDM banda larga. O GMSK tem um formato de espectro do tipoGaussiana, dai a origem do seu nome.

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Espalhamento Espectral

Imunidade com relao a rudos e interferncias Imunidade a distores devido a multipercursos

Imunidade a interferncias e dedesvanecimentos de banda estreita

Diversos usurios podem compartilhar a mesmabanda de freqncia, com baixa interferncia

Podem ser usados para a criptografia dos sinais

Espalhamento Espectral

A tecnologia de Espalhamento Espectral ou Spread Spectrum hoje um dos processosmais utilizados para interligao de sistemas sem fio com confiabilidade e sigilo. A

principal razo disso a sua capacidade de codif icao inerente, que faz com que sejamuito difc il a interpretao ou interceptao dos sinais emit idos por unidades noautorizadas. Por outro lado, dev ido sua prpria natureza, os canais de rdio queoperam em Espalhamento Espectral conseguem funcionar adequadamente emambientes agressivos, do ponto de vista eletromagntico, onde os sistemas commodulao tradicional tendem a falhar. Este , por exemplo, o caso de ambientesindustriais, saturados por interfernc ias causadas pelo funcionamento de mquinas esistemas de comunicaes mal dimensionados.

A tecnologia de Espalhamento Espectral, como todos as grandes inovaes , no seumago, muito simples: O primeiro passo do processo codificar a informao de modo

que ela tenha formato de rudo, transmit i-la e, no ponto de recepo, recuper- la semerro.

Nos sistemas convencionais de modulao ocorre uma tentativa de maximizar aconcentrao de energia para uma dada mensagem. O sistema de EspalhamentoEspectral toma a direo oposta, espalhando o s inal por uma faixa muito maior que afaixa de freqncia original da mensagem. Ou seja, o espectro de f reqncia do sinalcodificado muito maior que o espectro de sinal da informao.

Por outro lado, como o sistema distr ibui a energia em uma grande faixa de freqncias,a relao s inal/rudo na entrada do receptor baixa, chegando mesmo, em algunscasos, abaixo do nvel de rudo dos receptores convenc ionais e, portanto, tornando-se

invisvel para os mesmos. No receptor do sistema de Espalhamento Espectral oprocesso rec proco ao espalhamento real izado, restaurando o nve l adequado dasmensagens. Define-se como parmetro de comparao grandeza Ganho deProcessamento, que indica a melhoria da relao sinal/rudo que o s istema capaz deobter sobre um sistema que no utiliza Espalhamento Espectral.

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OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex

A modulao OFDM utiliza diversas portadoras ortogonais para transmiti r um sinal. Mas antes deser modulado na portadora, este sinal passa por diversas etapas de processamento quemel horam ainda mais a performance alcanada pelo OFDM.

Primeiro, os dados so submetidos a sistemas de proteo de erro que so a insero de umcdigo corretor de erros como por exemplo o Reed- Solomon e embaralhamento (scrambl ing),em que os bits de um mesmo byte so todos misturados.

Em seguida, os bits passam por um processo de entrelaamento ou interleaving, no qual eles soreorganizados de modo que bits sub seqentes passam a ser separados no tempo. Desta forma,a informao torna-se mais imune a erros do ti po rajada (erros de burst), que atingem bitssub seqentes, pois aps este processamento, estes erros pa ssam a atingir bits pertencentes adiversos bytes diferentes, que esto muito distantes na informao original. Isto torna mais fci l arecuperao do sinal original no receptor.

No processo de modulao OFDM, diversas portadoras em freqncias diferentes so uti lizadaspara modular o sinal digital, sendo que cada portadora transporta apenas alguns bi ts do sinaloriginal aps passa r pelos processos de interleaving, embaralhamento e incluir cdigos decorreo de erro. Esta s portadoras so ortogonais entre si, para evitar que haja interfernciaentre elas. Isso significa que o espaamento entre as portadoras igual ao inverso da durao deum smbolo.

A figura mostra como as portadoras so separadas no tempo e na freqncia. As portadoras soilustradas com cores di ferentes mostrando que pedaos de um mesmo bit so transmitidos porportadoras distantes entre si tanto no tempo como na freqncia.

Estas portadoras podem ser moduladas uti lizando, por exemplo, QPSK, 16 QAM ou 64 QAM.Desta forma, cada portadora pode transportar uma taxa rela tivamente baixa de bits. Al m disso,como cada parte do sinal transportada por uma portadora em uma freqncia diferente, issopermi te tambm imunidade ao sinal quanto interferncia em freqncias especfi cas, uma vezque somente uma pequena quantidade de bits sero atingidos, os quais esto bem distantes nosinal original.

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BFSK, MSK e GMSK

Espectro MSK, QPSK e OQPSK - fc a freqncia da portadora

BFSK, MSK e GMSKOs esquemas que sero agora apresentados, conhecidos por tcnicas de modulao defase contnua, ev itam a necessidade de linearidade de amplif icao, permitindo o uso

de amplif icadores mais ef icientes. O sinal modulado ocupa uma faixa estreita (airradiao fora da banda da ordem de 70 dB a 60 dB) embora, por outro lado, essastcnicas apresentem menor eficinc ia de uso da banda. Se eficincia de banda masimportante que eficincia de potncia, esses es quemas de modulao no soindicados.O esquema BFSK tem o mesmo desempenho que o ASK em termos de Eb / N0 . Aprobabilidade de erro de bit em ambos os esquemas de modulao dependenteapenas da relao Eb / N0, de forma que o BFSK tem, ento, o mesmo desempenho queo ASK quanto probabilidade de erro de bit. Permite deteo no-coerente

MSK (Minimum shift keying) e GMSK (Gaussian Minimum shift keying) so dois casosespeciais da tcnica FSK, nos quais a infor mao de fase do sina l recebido exploradade tal forma que h um aumento considervel no desempenho quanto a rudo. Em

ambos os casos, cada s mbolo identificado por uma freqncia de portadora.MSK uma tcnica FSK com ndice de modulao 0,5. O ndice de modulao FSK temdefinio semelhante do ndice de modulao de FM: kFSK = (2Df) / Rb , onde Df odesvio mximo de freqncia e Rb a taxa de bit.

A Figura mostra que o espectro MSK tem lobos laterais mais baixos que o QPSK e oOQPSK. No QPSK e no OQPSK, 99% da energia est contida em uma faixa defreqncias cerca de sete vezes maior que a ocupada pelo MSK (para a mesmapercentagem), ou seja, o MSK possui maior eficincia na ocupao do espectro(espectro mais estreito). A figura tambm mostra que o lobo principal do MSK maislargo que o dos outros dois esquemas e, portanto, se comparados em termos de bandaat primeiro nulo, o MSK menos ef iciente que as tcnicas PSK.

Sinais MSK podem ser amplif icados usando-se ampl ificadores no-lineares de altaeficinc ia. Uma outra vantagem reside no fato de que o MSK tem c ircuitos simples desincronizao e demodulao. Quanto probabilidade de erro, a tcnica MSK temdesempenho igual tcnica QPSK.

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Comparativo

Modulao

eficincia de

uso da banda

(bps/Hz)

relao sinal-

rudo requerida

(dB)BPSK 1 11,1

QPSK 2 14,0

PSK (16 nveis) 4 26,0

MSK (2 nveis) 1 10,6

MSK (4 nveis) 2 13,8

Comparativo entre algumas tcnicas de modulao

ComparativoA tcnica GMSK reali za a modulao utilizando pulsos de formato gaussiano. O GMSK umaextenso do MSK, onde a amplitude dos lobos laterais reduzida ainda mais.

Com essa tcnica, consegue-se maior diminuio na banda ocupada porm, como o pulso usadono satisfaz ao critrio de Nyquist de cancelamento de interferncia intersimblica, h umadegradao no desempenho. Dessa forma, quando o esquema GMSK usado, deve serestabel ecido um compromisso entre banda de RF desejada e interferncia intersimblicaaceitvel. uma tcnica muito atraente por possuir excelente eficincia de potncia (por ter envelopeconstante, como o MSK) e por sua grande eficincia na ocupao do espectro (maior que aalcanada pelo MSK).As tcnicas MSK e GMSK so especialmente atrativas para comunicaes mveis dadas as sua scaractersticas de reduo de interferncia de canal adjacente (espectro estrei to) e alta eficinciade potncia (levando a baixas taxas de erro).Cabe ressaltar que tcnicas M-rias em geral, especialmente as que empregam muitos nveis (Mgrande), no so mui to atraentes em comunicaes mveis pela sua grande sensibilidade aosproblemas apresentados por e ste canal. Uso de tons piloto e equalizao requerido em muitosdesses sistemas, tornando-os pouco populares.Como consideraes finais, pode-se di zer que: se maior eficincia de uso da banda eequipamentos de complexidade razovel so pontos chave, esquemas como QPSK e p/4 QPSKso boas escolhas. Por outro l ado, se aumento de isolamento espectral e uso de amplificadoresno-lineares so questes importantes, e o aumento de complexidade de equipamento no degrande importncia, o GMSK a melhor soluo. Um aumento de eficincia de uso da bandapode ser obtido usando-se tcnicas de codificao adequadas.

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Comparao com OutrasTecnologias

A tecnologia PLC, como tecnologia de telecomunicaes, aplica-se nosegmento de acesso e no segmento de distribuio, permitindo flexibilidade euniversalidade na composio da rede de telecomunicaes.

Comparao com Outras TecnologiasA tecnologia PLC, como tecnologia de telecomunicaes, ap lica-se no segmento de acesso e nosegmento de distribuio, permitindo flexibilidade e universal idade na composio da rede de

telecomunicaes.A tecnologia PLC, como tecnologia de Acesso, est bem posicionada e se tornando umaalternativa competitiva com as tecnologias de acesso, dada a sua tendncia de reduo deCAPEX por usurio e rapidez de implantao.

Acesso a Internet em Banda Larga: Atualmente se constitui na principal aplicao de PLC. Oservi o similar a outros servio s de banda larga fornecidos pelo mercado, com velocidade deat 200Mbps compartil hado, permitindo aos usurios acessa r os mais va riados Servios deInternet. As ofertas comerciais disponveis no mercado fornecem, por exemplo, acessos comvelocidade em torno de 600 kbps, para cl iente residenciais.

Telefonia: O fornecimento de telefonia atravs de VoIP (protocolos SIP, H.323) ratifica a posiode PLC como uma alternativa de rede de acesso de telecomunicaes.

A telefonia VoIP est atingindo os nveis de qualidade da telefonia tradicional comutada e osexperimentos na Europa confi rmaram a elevada quali dade atravs da preferncia dos usurios. Atecnologia PLC permite priorizar os dados VoIP na entrega de trfego a rede, para obter amxima qualidade de servio.

Um dos benefcios imediatos para a concessionria de energia eltrica com o uso da tecnologiaPLC, pode ser a apli cao de voz corporativa, onde as chamadas telefnicas entre usurios damesma rede de distribuio no necessitam ser comutadas para as redes de prestadora s deservi os de telecomunicaes.

Aplicaes tpicas de prestadoras de servios de utilidade: H, na implantao de uma rede PLC,um conjunto de benefcios potenciais para o servio de utilidade pblica e para a prestao deservi os pela empresa de energia na medida que possibil ita um incremento de eficincia

operacional e utili zao de sua infra-estrutura, permitindo o acrscimo de servios de valoradicionado ao portfolio da empresa .

Isto signi fica que o servio de voz fornecido sem custos adicionais quando as duas partes dachamada so usurios da mesma rede PLC.

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Aplicaes

AplicaesAs possveis a plicaes incluem leitura automtica de medidores, superviso e gerncia da d emanda, anlise desobrecargas, no tificao de quedas, super viso de perda de fase, carac teriz ao de fal has, e muitas outr as. Outrasaplicaes adici onais p odem ser instaladas, como:

Tele-c ontrol e de subestaes de tr ansformador es;AMRAutomatic Meter R eading: Leitura r emota de parmetr os de energia eltrica (tenso, corrente, potncia, etc ...),podendo ser compartil hados, caso conveniente, com a c oncessionri a de dis tribuio de gua e g s;

Voz c orporativa, ou sej a, para o pessoal interno a corporao (baseada em VoIP);Tarifao sobre leituras em te mpo real;Autorizao e desconexo remotas de interruptores e dispositivos pelos usurios (razes de segurana) e controleoperacional de aes remotas;Mudana remota de par metros contratuais sem necessidade de acesso ao medidor ( por exemplo, potencia mxi ma);Comparao entre a energia fornecida pel os transfor madores e a energia consumi da;Deteco de r oubos e preveno de uso no autoriz ado de medidores;Superviso da qualidade de servio fornecida a cada consumidor ( por exemplo, nmero e extenso das interrupes deservio) ;Deteco de fraudes ;

Previso de consumo, g erncia de consu mo, e ser vio automatizado dos usurios.

Decorrentes des tas aplicaes podero surgir outras utilidades :Flexibilidade no perodo de tarifao;Erros de lei tur a e diminuio das disputas leg ais com os usurios;Sol ues mais rpidas para recl amaes l egais ;Estrutura tarifria mais simpl es;Estabeleci mento simplificado de co ntratos;Oti mizao do consumo.Progra mas de super viso e ger ncia da demanda poder o ser desenhados para incentivar os usuri os a modificar seunvel e padr o de consumo ou g erenci ar remotamente o servio forneci do:

Desconexo imedi ata, desde que autoriz ada pela Reg ulamentao;Aviso ou retardo de d esconexo;Registro em separado de consumo par a o pag amento apropriado sem desconexo.A tecnologia PLC p ode permitir a i dentificao ou at mesmo a predio de algumas fal has de eq uipamento e sualocalizao.

Outras aplicaes: A tecnologia PLC pode contribuir para compl ementar o conjunto de aplicaes de telecomunicaesexistentes, tanto no nvel metropolitano ( por exemplo, WiFi, 3G) q uanto no nvel domstico (jogos, vi deo on demand,vdeo confer ncia, home automation, home net working, segurana e alarmes, etc).Final mente, pel a for ma como a tecnologia vem sendo desenhada, todas as potenciais aplicaes dos Servios Internet eprotocolos IP p odero ser implementados sobr e red es PLC, por exemplo Tel eworki ng, Tele-Sur veillance T elemedicineand e-Health, e-Lear ning, e-Government, com alta da disponibilidade de larg ura de banda, for nece uma plataforma decomunicaes bidirecionais em banda larga, til em uma ampla vari edade de aplica es e servios de valor adicionadoque a autorizada se habilita a prestar.


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O Futuro

O FuturoPermite aumentar a competitividade no fornecimento da Rede de Acesso (e specialmente a l timamilha) e acelerar a difuso dos principais objetivos da incluso digital. A implantao de PLC

mui to rpida quando comparada com a maior parte das tecnologias competit ivas, j que sebaseia na infra-estrutura existente.Apresenta custo s competi tivos e com uma forte tendncia a melhorar com a queda dos custosdos equipamentos decorrente do desenvolvimento de mercado.

pouco provvel que a Tecnologia PLC (BPL) venha a ser mui to utilizada nos grandes centros,pois na maioria das vezes, neste s lugares, j h uma boa estrutura de cabeamento paracomunicaes. Pode se tornar o principal meio de acesso nesses lugares, como localidade ruraisou cidade afastadas dos grandes centros.

No Brasil , iniciativas desse ti po no contam com o apoio e incentivos do governo, por isso, nossofuturo fica determinado pelo interesse financei ro de grandes empresas que so responsveispelas redes de comunicao.

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Outras TecnologiasOutdoor

Indoor

Prof.: Julio Rossjulioross@m sn.com

Anotaes

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Amperion

AmperionO si stema Amperion Connect oferece um conjunto de produtos de hardware e software que permiteservios de acesso de banda larga para usurio residencial e corporativo, backbone e servios

prprios de empresas de uti lidades. O acesso PowerWiFiTM interli ga a rede de Power Line com ousurio final via uma conexo 802.11b, o que permite o emprego de equipamentos ditos deprateleira por parte do usurio final. Os equipamentos Amperion fornecem 15 a 20 Mbps ao longo darede de mdia tenso. A verso atual de Amperion ConnectTM utiliza padro 802.11b nos pontos deacesso do cliente (Repetidor/Extrator ouExtratores), o qual tem uma cobertura com raio deaproximadamente 182 metros (600 ft). Ca so sejam utilizadas antenas unidirecionais no CPE(Custo me r Pre mise Equipment) o raio pode ser estendi do at 305metros (1000 ft). O Throughput porRepetidor/Extrator de 11Mbps nominal e 4-6Mbps entregue. Este valor consistente com a mximataxa de dados do 802.11b. A Amperion pretende num futuro prximo incorporar nos seu s produtos osrdios 802.11a e g que certamente aumentaro o throughput do sistema.A Amperion aproveita a infra-estrutura existente de media tenso e utiliza tecnologia standard emPowerWiFi conseguindo, desta forma, minimizar os custo s de instalao por usurio (i .e., seminstalaes adicionais, os cli entes podem adquirir equipamentos numa loja de eletrnica e acessarimediatamente a rede Amperion Broadband). Incorporando o PowerWiFi , a Amperion tem sido capazde aproveitar os avanos da industria WiFi , a qual est focada em criar melhorias na segurana eperformance do atual standard 802.11b. Esta tendncia de evoluo pode ser verifi cada na migraopara 802.11g e outras arquiteturas ainda mais seguras.As nova s tecnologias wireless so facilmenteincorporadas aos produtos Amperion. Os usurios finais recebem enormes vantagens de custodevido escala e, tambm, a possibilidade de serem beneficiados com o futuro desenvolvimento datecnologia.A soluo Amperion Connect permite que toda a rede da empresa de energia eltrica secomporte como um WiFi Hotspot, permitindo servios nmades e/ou de valor adicionado , eaplicaes inovadoras.O BPL de acesso tambm pode ser uti lizado para estender as funes do SCADA tradicional em todaa rede eltrica. Esta implantao melhora a customer service, a confiabili dade do sistema e minimizaa dependncia das empresas distribuidoras de energia eltrica aos chamados e reclamaes dosclientes.Esta s capacidades no so disponveis com Power Line de faixa estreita. Portanto, analisepreditiva de falhas e os alcances do BPL so benefcios adicionais, que podero levar melhoria deservios ao s cli entes.Existem dezenas de aplicaes potenciais para empresas de energia eltrica que poderiam serfacili tadas por instalaes da Amperion. Em perspectiva operacional a capacidade de alta velocidadedo BPL permi tir s empresas a expandir a segurana da sua infra-estrutura, alm de melhorar arede de telecomunicaes, permitindo aplicaes tais como, vdeo de segurana e outras.


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Amperion (cont)

Amperion (cont)Os blocos b sicos da soluo Amperion Powerline esto descritos ne sta seo.

FalconTM - Destinada ao transporte Powerline em linhas areas , e a linha de produtos LynxTM

suporta o transporte Powerline em linhas subterrnea s. Cada linha de produto composta de umInjetor, Repetidor/Extrato e Extrator. Adicionalmente a Amperion desenvolveu o produto chamadoGriffinTM que funciona em conjunto com produtos para linhas areas e pode ser instalado empostes.Todos os produtos Amperion so compatveis com FCC Part 15 .Injetor Produz e modula o sinal Powerline de 15 a 20Mbps na l inha de media tenso que recebido, ao longo da linha, pelos Repetidores/Extratores ou Extratore s. O Injetor alimentadopelo conjunto chipset de WiFi 802.11a que cria um uplink sem fi o (wireless) com um throughputde 20 a 25Mbps, a partir do seu WAP (Wireless Access Point) conectado via 10/100 Ethernet aum roteador/switch de agregao. O ponto de injeo pode ocorrer em qualquer local da linha deMdia Tenso mas tipicamente localizada perto de uma subestao, onde a agregao comoutros sinais de Powerline (de outras li nhas de MT) pode ser facilmente realizada.Repetidor/Extrator Recebe e regenera o sinal Powerline e, tambm, fornece um n de extraocom Ponto de Acesso 802.11b includo.O ponto de acesso gerencia a comunicao sem fio at oCPE (Custome rs Pre mise Equipment) do cliente na faixa de alcance do Repetidor/Extrator. [A

rede Amperion Powerline no utiliza o transformador de distribuio e as linhas de Baixa Tensocomo meio de propagao para atingir o cliente. A norma para o acesso 802.11b fornece vriasvantagens: Separao de segurana do cliente e a linha de MT; Baixo custo da unidade de cliente - CPE Instalao sem obras; O cliente instala equipamento CPE sem participao de terceiros; Mudana de paradigma da antiga e tradicional soluo Powerli ne que sempre ligava o cliente debanda larga com a linha de energia e o transformador.Extrator Instalado no final de uma linha de MT onde no se faz necess ria uma repetio desinal (para fins de propagao). Tambm o Extrator pode ser instalado entre repetidores, sempreque pontos adicionais, de acesso sem fio, so necess rios para atendimento de novos clientes.

Griffin Conjunto de produtos para linhas areas. O Grif fin disponvel nas variantes de Injetor,Repetidor/Extrator e Extrator. Como em outros produtos Amperion Connect, a unidade Griffincontm pontos de acesso PowerWiFi uti lizados para fornecer servio aos clientes.


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X-10

Cada mensagem bsica no protocolo X10 constitudapor um sinal de 13 bits: 4 bits para o sinal de incio decomunicao (start-code), 4 bits para o cdigo de casa(house code) e 5 bits para o cdigo unidade/funo(function-code). A mensagem precisa de 11 ciclos dacorrente alternada para concluir a sua transmisso.

X-10O X-10 o protocolo mais antigo usados nas aplicaes domticas. Foi desenv olv ido entre 1976 e 1978 com o

objetivo de transmitir dados por linhas de baixa tenso (110V /220V) a 50/60 bps e com custos muitobaixos. Ao usar as linhas eltricas da habitao, no se torna necessrio ter nov os cabos para ligar os

dispositivos.O protocolo X-10 em si, no proprietrio, ou seja, qualquer f abricante pode produzir dispositiv os X-10 e

of erec-los ao pblico. O protocolo X-10 usa uma modulao muito simples quando comparado com as queso usadas noutros protocolos de controle por correntes portadoras. O Transmissor/Receptor do X-10depende do ciclo da onda senoidal de 50Hz / 60Hz para introduzir um instante depois desta cruzar o zeroum sinal curto em uma f reqncia f ixa.

Este s inal pode ser introduzido nos cic los positivo ou negativ o da onda senoidal. A codif icao de um bit 1 ou deum bit 0, depende de como este sinal emitido nos semi-cic los. O 1 binrio representado por um impulsode 120 kHz durante 1 milisegundo e o 0 binrio representado pela ausncia desse impulso de 120 kHz.Num sistema trif sico o impulso de 1 milisegundo transmitido trs v ezes para que coincida com apassagem pelo zero das trs f ases.

Como tal, o tempo de 1 bit coincide com os 20msg que dura o ciclo do sinal, de forma a que a v elocidade binriade 50 bps imposta pela f reqncia da rede eltrica de 50 Hz ou 60bps na rede de 60 Hz. A transmissocompleta de uma telegrama X-10 necessita de onze ciclos de corrente. A trama div ide-se em trs camposde informao:

Dois ciclos representam o Cdigo de IncioQuatro ciclos representam o Cdigo de Casa (letras de A-Z)

Cinco c iclos representam o Cdigo Numrico (1-16) ou o Cdigo de Funo (acender a luz, apagar a luz, v ariara luz, etc...).

Para aumentar a conf iabilidade do sistema, esta trama, (Cdigo de Inicio, Cdigo de Casa e Cdigo de Funoou Numrico) transmite sempre duas v ezes, separadas por trs cic los completos de corrente. H umaexceo, nas f unes de v ariao de intensidade transmitido de f orma contnua (pelo menos duas v ezes)sem separao entre tramas.

Existem trs tipos de dispositiv os X-10: os que s podem transmitir ordens, os que s podem receber e os quepodem receber e env iar.

Os transmissores podem direcionar at 256 receptores. Os receptores v m dotados de dois pequenoscomutadores giratrios, um com 16 letras e o outro com 16 nmeros, que permitem identif icar uma direodas 256 possveis. Numa mesma instalao pode hav er v rios receptores conf igurados com a mesmadireo, todos realizam a f uno pr-designada, desde que um transmissor env ie um telegrama com esta

direo. Ev identemente qualquer receptor pode receber ordens de dif erentes transmissores.Os dispositiv os bidirecionais, tm a capacidade de responder e conf irmar a realizao correta de uma ordem(f eed-back), a qual pode ser muito til quando o sistema X-10 estiv er ligado a um programa de v isualizaoque mostre os estados em que se encontra a instalao.


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Funcionamento

FuncionamentoA parte mais compl icada desta tecnologia no o protocolo em si, mas o mtodo noqual baseada a transmisso de dados de um dispos itivo (transmissor) para um outro

(receptor). A soluo chave para a resoluo deste cenrio que todos os dispositivostenham um c ircuito integrado que detecte a passagem do sinal por zero, dada anecessidade de estarem sincronizados entre eles.O receptor est aberto para receber infor mao num espao de tempo que dura desdea passagem do s inal por zero at 6ms depois. Fazem isto duas vezes por cada per ododo seno, ou seja, 100 vezes por segundo.Visto que entre o receptor e o emissor no h nenhum fio que os l igue diretamente umao outro existe necessidade de recorrer a um mtodo que permita que a troca de dadosseja feita atravs da rede eltrica. A atual transmisso de dados binrios efetuadapelo envio de bursts de 1ms de durao e com freqncia de 120kHz. Tambm necessrio o uso de pares de bits complementares. Assim, o 1 binrio identificadoquando detectado um burst, imediatamente seguido por uma ausnc ia de outro impulso

no prx imo zero crossing. O 0 binr io identificado quando detectada uma ausnciade impulso imediatamente seguida por uma presena de um impulso. (figura)Quando um dispositivo transmissor envia um comando, os dispositivos receptores

necessitam saber para quem vai ser env iado. Para isso, os dispositivos identif icam umponto de part ida bem definido (start point) e conhecido por todos os dispositivos X-10,que os informe que imediatamente a seguir a este ponto de partida se vai seguir umconjunto de bits de dados que vai conter toda a informao necessria. O start point composto por, pelo menos, 6 ausncias de impulsos, ou seja, 6 zeros lgicos seguidospor um cdigo de in cio (start code) composto por 3 impulsos seguidos e uma ausnciade impulso (1110).Imediatamente a seguir ao start code seguem-se 4 bits de informao. Estes 4 bits

representam o letter code, que compem a primeira metade do endereo de destino

(House code). Para tornar mais fcil a operao com os dispositivos por parte dosconsumidores, estes primeiros 4 bits representam um cdigo ao qual ser atribudo umaletra. Ex iste, para tal, uma tabela que atribui a cada letra um cdigo binrio.


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Funcionamento (cont)

Funcionamento (cont)Imediatamente a seguir enviado a segunda metade do endereo, chamado numbercode . O ltimo bit aparece como fazendo parte deste number code, mas na realidade

um bit de funcionalidade. Contudo, este bit de funcionalidade um 0 lgico, para o casode se querer representar o number code ou unit code. Caso esse bit seja um 1 lgicoquer dizer que estamos na presena, no de um cdigo de nmero, mas sim, de umcdigo de comando. Por esta razo este cdigo muitas vezes chamado de functioncode, representando ou o number code ou o command code.Com objetivo de obter maior confiana, redundncia e para permitir melhor desempenhoa repetidores de linha, o protocolo X-10 env ia o f rame em duplicado.Depois de receber e interpretar os dados de endereo, os receptores ficam preparadospara receber os dados de comando.

Nesta fase todos os mdulos j sabem qual vai ser o responsvel por receber os dadosde comando. Estes dados vo indicar aos respectivos mdulos receptores quais vo seras aes que tm de realizar. Como j foi referido anter iormente, todos os frames de

dados tm de comear por um start code. Depois do start code (1110) segue-se, oletter code (igual ao que j foi enviado anteriormente, nos dados de endereo). Deimediato temos por fim o cdigo de comando (comand code), que impem que o ltimobit do cdigo de funcionalidade seja um 1 lgico, indicando que estamos na presena deum comando.

Na realidade o sistema X-10 tem de lidar com as 3 diferentes fases da nossa redeeltrica. Assim, todos os transmissores X-10 devem enviar, no apenas 1 mas sim 3impulsos para a rede.


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Aspectos Prticos

Aspectos Prticos

Alm do protocolo X-10 em si ter ateno a vr ios pormenores como os diagramastempora is, tempo de espera entre comandos e a possibil idade de evitar co lises noenvio de tramas estendidas.

Assim os burts devero ter a durao de 1ms e devero estar espaados entre elesaproximadamente 2,3ms.

O primeiro burst env iado imediatamente a seguir ao zero crossing de uma das trsfases do sinal da rede; o segundo enviado (em 50Hz) 3.3ms depois desse zerocrossing, ou seja, a 2.3ms do fim do primeiro; o terceiro enviado 6.7ms depois doreferido zerocrossing, ou seja, a 2.3ms do f im do segundo (5.7 ms do f im do primeiro).Para 60 Hz estes tempos so adaptados.

Contudo, se os impulsos forem enviados depois de ultrapassados 200s dozerocrossing os receptores podem no detectar os dados corretamente.

O mdulo para enviar dados dever esperar pelo menos 8, 9 ou 10 meios ciclos deonda para poder efetuar a transmisso. Se um bit for detectado nesse tempo, odispositivo transmissor dever reiniciar o tempo de espera e voltar a contar os 8, 9 ou 10meios ciclos.

O sistema de cdigo estendido faz com que a quantidade de informao dasmensagens que so trocadas seja maior, o que requer que os transmissores evitemcolises de mensagens sempre que poss vel. Assim, quando uma coliso ocorre podeser detectada e resolvida.

Depois de detectar que a linha est livre, (espera com sucesso dos 8, 9 ou 10 cic los) otransmissor deve escutar a rede sempre que envia um zero (ausncia de burst). Seocorrer uma coliso o trans missor deve abortar imediatamente a sua trans misso e

voltar a fase inicial de acesso linha.


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X-10 Endereamento

Seletores rotativos.

X-10 Endereamento

A seleo de um mdulo feita recorrendo ao seu endereo. Os endereos X-10 soconsti tudos por duas partes: cdi go de casa (House Code) com 4 bits e cdigo de unidade (Unit

Code), tambm com 4 bits. A primeira corresponde a um determinado circuito de comando e tem16 posies possveis (de A a P), enquanto que a segunda corresponde a uma zona de umdeterminado circui to de comando e tem tambm 16 posies possveis (de 1 a 16). Assim, cadaletra pode ter 16 zonas - endereos -, por exemplo de A1 a A16. Tem-se, ento, no total 1616 =256 endereos possveis.

Em geral, em uma determinada casa, atribudo o mesmo cdigo de casa aos controladores eaos mdul os, sendo o cdigo de unidade utilizado para selecionar cada um desses mdulos emparticular. O cdigo de casa usado para separar mdulos que podem estar instalados em casasou apartamentos adjacentes, mas que partilham a mesma rede eltrica. Podem-se utilizar vrioscdigos de casa na mesma casa desde que no se veri fique interferncia com casas vizinhas. Oscdigos de casa e de unidade so atribudos aos mdulos e aos controladores mediante o uso deseletores rotativos.

Tal como mencionado anteriormente, para selecionar o mdulo e para que seja, por ele,executada uma funo especfi ca, devem enviar-se dois pacotes que correspondem a dois tiposde comandos: comandos de endereos e comandos de funes. Os primei ros identificam osmdulos que se pretendem controlar e os segundos a funo a ser desencadeada pelo mdulo.Quando o controlador envia um comando de endereo, os mdulos com esse endereo passama estar receptivos ao comando de funo que est para chegar. Deste modo, assim que orecebem, executam a ordem.


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Comandos X10

O nome d o comando especifica afuno que desempenha.O ltimo bit do cdigo de comando um bit de funcionalidade quetoma o valor 1 caso se trate de umcomando e 0 se for um endereo(Unit code).

Comandos X10

Para que dois ou mais produtos reajam aos comandos X-10 ao mesmo tempo atribui -se o mesmoendereo a estes produtos. Todos os produtos X-10 compatvei s podem ser combinados emisturados livremente para poderem desempenhar as diferentes e inmeras funcionalidadespretendidas pelos uti lizadores.

O si stema X-10 aprecia o uso difundido dos disposit ivos. No um sistema de caractersticascompatveis para ser implementado em situaes industria is ou de edifcios. Os problemas quepodem ser encontrados so essencialmente na parte da comunicao, em que a soluo implementada recorre ao uso de bridges ou de ampli ficadores de sinal.

Na mai oria das vezes este sistema funciona sem quaisquer problemas. Contudo e porque estesi stema utiliza a rede eltrica, para trocar comandos, podem surgir difi culdades em duassituaes.

A primeira ocorre quando um disposit ivo que gera muito rudo na rede eltrica. Este rudo

essencialmente gerado por motores (utilizados nos diferentes tipos de eletrodomsticos; ex.:aspirador, secador, extrator de sucos e por uso de aparelhos de eletrnica avanada; ex.:algumas telas gigantes de TV, fontes de alimentao com seletores de voltagem). Mas esteproblema facilmente ultrapassado devido existncia de mdulos que fil tram este rudo.

A segunda situao acontece quando o transmissor X-10 e st numa fase da rede e o receptorest na outra. Normalmente recorre-se ao uso de um simples mdulo acoplador de fase chamadoSignalLink.

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Mdulos X-10

Mdulos X-10

Pela sua caracterstica bsica, a de operar pela linha eltrica existente, o sistema X-10 recomendado para aplicaes autnomas e no integradas. Uma de suas limitaes de operarapenas funes simples tipo liga/desli ga e dimerizao de luzes.

A rede eltrica, por sua vez, pode ocasionar alguns comportamentos errticos dos componentes,seja por dupli cidade de fase, falta de energia ou descargas eletromagnticas.

Por se tratar de produtos relativamente baratos e de fcil aplicao, somos tentados e quaseinduzidos a utili zar o X-10 em variadas aplicaes pela casa toda, tais como liga/desli ga de luzesremotas e acionamento de eletrodomsticos e portas distncia. No entanto, como suaconfiabilidade limitada, no se recomenda seu uso em aplicaes criticas (ligadas seguranadomstica, por exemplo) j que o estabelecimento de sistemas de monitoramento para avaliar ostatus de um equipamento X-10 acrescenta complexidade e custos elevados ao sistema. Outroempecil ho para sua utilizao em larga escala sua baixa integrao com os demais si stemasautomatizados que utilizam cabeamento dedicados (udio , vdeo, alarmes, por exemplo). Isto

limi ta seu uso pois poderia acrescentar di ficuldade de manuseio para o usurio, que se veria svoltas com interfaces diferentes para cada sistema de automao.

Conclui -se, portanto, que o X-10 pode ser uma boa soluo nos casos de re sidncias jconstruda s, onde quer se evi tar transtornos com reformas custo sas e deve ser dirigido paraaplicaes autnomas (isto , no integradas) e no criticas. Levando se em conta estasrest ries, pode-se obter excelente relao custo/benefcio, alm de sua facilidade de instalaoe operao.


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CEBus - Consumer Electronic Bus

O protocolo CEBustem referncia nomodelo OSI, emborano inclua ascamadas deApresentao,Sesso e Transporte

CEBus - Consumer Electronic Bus

um protocolo de comunicao, ponto-a-ponto, de mensagens de controle relativamente curtassobre o s meios de comunicao disponveis numa casa. Este protocolo para automaodomstica uma norma dos Estados Unidos (EIA - Electronics Industries Association) e surgiuh mais de vinte anos. A norma CEBus surgiu em 1984, para dar resposta s necessidadessentidas no seio da automao domstica: Inexistncia de uma forma padronizada que permitisse aos diferentes dispositi voscomunicarem-se entre si; Incompatibilidade entre os diferentes produtos existentes no mercado, provenientes defabricantes distintos; Incompatibilidade entre formatos (no que diz respei to aos disposit ivos de controle remoto paratelevises, rdios, etc.), responsveis pela enorme confuso no seio dos consumi dores.

Aps vrias mudanas e revise s tcnicas, chegou-

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Curso Power Lines Communication