BPL I (Broadband Over Powerlines) : Características e Aplicações

O objetivo desta série de tutoriais é apresentar um estudo detalhado sobre os novos sistemas de comunicações PLC/BPL (Power Line Communications / Broadband over Power Line). Para tanto será apresentada uma parte teórica sobre a tecnologia, e os resultados de um teste prático, realizado através de medidas que foram obtidas e gentilmente cedidas pela parceria Inmetro/Anatel/CNPq. Os experimentos foram realizados no CPqD, em Campinas-SP, com estações de rádio HF instaladas em Campinas e Brasília-DF.  Os tutoriais foram preparados a partir do trabalho de conclusão de curso “BPL (BROADBAND OVER POWERLINES) - Estudo da funcionalidade dos equipamentos BPL em redes elétricas de médias tensões em freqüências HF”, elaborado pelo autor, e apresentado à Escola de Engenharia da UCP como requisito para a conclusão do Curso de Engenharia de Telecomunicações. Foi orientadora do trabalho a Profa. Maria Cristina Quesnel, Coordenadora do curso.  Este tutorial parte II descreve as aplicações atuais e futuras do PLC, nas áreas das telecomunicações, da informática e da eletricidade, descreve as primeiras pesquisas e testes realizados no Brasil para a tecnologia PLC, bem como alguns projetos pilotos aplicados no país, os testes de medição de compatibilidade eletromagnética em sistemas PLC de média tensão, realizados em 2007, realizados pela parceria criada por Anatel/INMETRO/CPqD, visando homologar equipamentos PLC no país, e a finalmente apresenta a conclusão do trabalho.  

 

Rafael Teixeira de Andrade Engenheiro de Telecomunicações pela Universidade Católica de Petrópolis (Julho – 2008)  Atualmente está cursando Mestrado em Engenharia Elétrica na Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, na área de sistemas de comunicações, em tempo integral, além de estar cursando MBA em Comunicações Móveis na Universidade Federal Fluminense.   Email: rafaeltandrade@gmail.com 

Categoria: Banda LargaNível: Introdutório Enfoque: TécnicoDuração: 15 minutos Publicado em: 27/09/2010

 BPL II: Introdução A tecnologia BPL (Broadband over Power Line) ou PLC (Power Line Communications) é a tecnologia de comunicação de dados, voz ou imagem que utiliza a rede de energia elétrica como meio de transmissão. O princípio de trafegar outros sistemas pela rede elétrica não é novo, pois há quase nove décadas atrás, já se tinha registros de transmissões de voz por redes elétricas de alta tensão. Nesta época as concessionárias necessitavam estabelecer comunicações entre suas unidades e pretendiam monitorar e gerenciar as redes. Em 1920, com modulação AM, a comunicação de voz sob redes elétricas utilizava uma faixa de 15 a 50 kHz. Não existiam os conhecimentos de métodos de codificação nem existiam sistemas digitais para implementações de técnicas avançadas. Embora se tenha esta como uma das primeiras técnicas de transmissão, não se pode esquecer que as características do sinal de dados são bem diferentes do sinal de voz. Como a rede de telefonia não era apta para estabelecer estas atividades foi necessário desenvolver técnicas específicas de transmissão de dados pela rede elétrica. A primeira técnica que possibilitou a utilização da rede de distribuição de energia elétrica para transmissão de alguns sinais de controle foi desenvolvida em 1930. Conhecido como RPC (Ripple Control), caracterizava-se pela utilização de baixas freqüências (100 a 900 Hz), possibilitando comunicação a taxas bem baixas e potência elevada para a transmissão. O sistema possibilitava comunicação unidirecional, sendo utilizadas tarefas simples como o acionamento da iluminação pública e o controle de carga. As técnicas de transmissão desenvolvidas permitiam somente o tráfego de dados de banda estreita uma vez que a utilização da rede para monitoramento e gerenciamento exigia um baixo tráfego e não era uma atividade regular. As redes elétricas sempre foram projetadas para basicamente obterem a menor perda de energia na transmissão, sem considerar qualquer requisito para telecomunicações.

 Até a década de 80, novos sistemas com taxas ainda modestas foram desenvolvidos. As primeiras investigações no sentido de analisar as características da rede elétrica e as reais capacidades da mesma como canal para comunicações foram conduzidas por algumas empresas de energia na Europa e Estados Unidos, ainda nos anos 80 [4]. As faixas de 5 a 500 kHz eram as mais consideradas e dois fatores tiveram predominância nestes estudos: a relação sinal/ruído e a atenuação do sinal na rede. O crescente interesse na utilização das redes de distribuição de energia elétrica como uma alternativa para o fornecimento de diversos serviços de telecomunicações, notadamente voz e dados com alta velocidade na chamada última milha, rede de baixa tensão conectada ao usuário final, motivou e tem motivado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas capazes de superar as características hostis deste ambiente como canal de comunicação. A forma acentuada com que o uso da internet tem crescido nos últimos anos contando com aplicativos sofisticados e incorporando recursos multimídia, faz com que seja cada vez mais interessante contar com sistemas que, além de proporcionarem altas taxas de transmissão, forneçam conexão permanente ou dedicada aos usuários. Os sistemas BPL possibilitam uma boa opção adicional de prover dados em banda larga para áreas urbanas e rurais, aumentando a competitividade no fornecimento de serviços de comunicação de dados em banda larga e provendo o serviço para áreas de difícil ou limitado acesso. Como mencionado, o princípio de funcionamento desta tecnologia não é novo, entretanto, apenas nos últimos quatro anos aproximadamente, com o advento dos novos equipamentos de conectividade, a tecnologia tem sido avaliada e considerada por algumas empresas e incluída em planos de ação social do governo federal. No entanto, a tecnologia PLC usa a faixa de freqüências de 1,705 MHz a 80 MHz sobre linhas de distribuição de energia elétrica e a disseminação de sistemas de comunicação de dados utilizando esta tecnologia sem normalização e homologação dos equipamentos pode contaminar o espectro reservado em ambientes que operem com serviços baseados em radiofreqüência nesta faixa. Podem ser citadas utilizações clássicas dessa parte do espectro como o Serviço Móvel Aeronáutico (inclui-se comunicações de tráfego aéreo), Serviço Fixo Aeronáutico, Serviço Móvel Marítimo, canais para uso em correspondências governamentais, faixas de freqüências para uso exclusivo militar, Serviço Fixo, Radioamador e outros. Nas últimas publicações da Anatel referentes ao BPL/PLC, constam inúmeras reclamações a respeito das interferências causadas pelos equipamentos do sistema BPL/PLC. Dentro das suas atribuições, a agência deverá estabelecer um conjunto de normas técnicas e recomendações operacionais para homologação de funcionamento de equipamentos do sistema BPL/PLC para minimizar a interferência em outros serviços autorizados de radiocomunicação. Para evitar possíveis contaminações do espectro e viabilizar a convivência dos sistemas BPL/PLC, proporcionando a devida compatibilidade eletromagnética, com os demais

serviços alocados nas faixas em questão, tornam-se necessários estudos que especifiquem os devidos processos de mitigação, indiquem as faixas a serem protegidas e os limites para a operação dos equipamentos BPL/PLC. Este trabalho, teórico e de medição experimental com sistemas reais em operação, visa caracterizar essas contaminações no espectro eletromagnético, através de testes já realizados pela própria Anatel, e visa também fornecer material técnico especializado para colaborar com a recente parceria feita por Anatel/CNPq/Inmetro. O estudo apresentado neste trabalho demonstra resultados de ensaios efetuados no CPqD, em Campinas-SP, com um sistema de comunicações de voz e dados em HF com estações em Campinas e Brasília, operando no mesmo ambiente com sistemas PLC instalados em um trecho de aproximadamente 380 metros, em rede de energia elétrica de média tensão. Motivação A principal motivação para a realização deste trabalho foi minha participação nas medições da compatibilidade eletromagnética entre sistemas PLC e outros sistemas de telecomunicações, sendo estas realizadas no período em que estive estagiando no Inmetro, no ano de 2007. Estudos diversos têm sido realizados sobre a compatibilidade eletromagnética de sistemas PLC em relação aos demais sistemas atuantes na faixa de HF, para assegurar um funcionamento de todos eles de forma coexistente. A importância de nossos testes reside na viabilização da implantação desta nova tecnologia no Brasil [14]. A Anatel tem feito estudos em cooperação com outras instituições de ensino e pesquisa, no intuito de garantir esta coexistência dos diversos sistemas existentes, o que dentre muitos benefícios, tornaria mais próximo da realidade o processo de inclusão social e digital de áreas periféricas com pouca ou nenhuma disponibilidade de infra-estrutura para comunicação de voz e dados. Estes sistemas já têm sido utilizados experimentalmente em algumas regiões do país. Através destas medições visa-se caracterizar a interferência eletromagnética gerada e percebida pelos sistemas PLC em relação a outros sistemas pré-existentes, o que viabilizará o estudo de possíveis alternativas para se chegar à coexistência harmônica entre os mesmos, o que colocaria então à disposição dos governos e da sociedade o recurso de poder utilizá-lo como alternativa para suprir deficiências de logística de distribuição de pontos de comunicação de dados e voz com rede de banda larga. Esta deficiência logística se deve ao alto custo de implantação de uma infra-estrutura de rede cabeada e de comunicações sem fio (wireless), agravada pela viabilidade econômica de atendimento a poucos usuários. Em regiões urbanas as alternativas tradicionais ainda apresentam-se como as mais vantajosas economicamente, devido à quantidade e concentração de usuários, o que possibilita um maior compartilhamento de recursos e de custos. Entretanto, isto já não ocorre em regiões que as empresas de telecomunicações julgam que não proporcione um retorno financeiro que justifique o investimento, como periferias destes centros urbanos, comunidades carentes e as zonas

com baixa densidade demográfica e baixo índice de linhas telefônicas instaladas por habitante. A importância da tecnologia PLC no plano de governo atual para a inclusão social e digital é que a mesma utiliza um meio de acesso com infra-estrutura instalada e presente em quase todos os domicílios do país. Fato que reduz os custos de implantação do serviço e da utilização dos acessos à banda larga para o usuário final. Objetivo Os objetivos desta série de tutoriais os seguintes:

Entender a tecnologia PLC, suas aplicações práticas e possíveis melhorias que a mesma poderá trazer para o mercado das telecomunicações do país.

Analisar possíveis interferências dos sistemas PLC em outros sistemas de telecomunicações operantes no país.

Tentar obter uma perspectiva de futuro para esta tecnologia. Estrutura dos Tutoriais Os dois tutoriais da série apresentam em sua parte introdutória uma breve introdução sobre a tecnologia PLC, a motivação para pesquisar sobre este tema, o objetivo do trabalho e a estruturação da série de tutoriais. O tutorial parte I descreveu o funcionamento da rede elétrica em si, bem como as adaptações que a mesma sofre para se adequar às aplicações do PLC, e a seguir focou as técnicas de transmissão que os sistemas PLC utilizam para transportar seus sinais, desde as antigas técnicas testadas até as atuais, dando uma atenção especial para a modulação OFDM e suas derivadas, sendo estas as mais utilizadas atualmente. Este tutorial parte II descreve as aplicações atuais e futuras do PLC, nas áreas das telecomunicações, da informática e da eletricidade, descreve as primeiras pesquisas e testes realizados no Brasil para a tecnologia PLC, bem como alguns projetos pilotos aplicados no país, os testes de medição de compatibilidade eletromagnética em sistemas PLC de média tensão, realizados em 2007, realizados pela parceria criada por Anatel/INMETRO/CPqD, visando homologar equipamentos PLC no país, e a finalmente apresenta a conclusão do trabalho. BPL II: Aplicações da Tecnologia PLC A tecnologia PLC, como foi apresentada até agora, tem como principal vantagem o aproveitamento da rede de distribuição de energia elétrica existente para implantação de novos serviços de telecomunicações, sem a necessidade de alterações nas construções existentes e reduzindo os custos de implementação do sistema. Embora, no Brasil, o PLC ainda seja uma novidade, esta tecnologia não é nova a nível mundial. Ela já é pesquisada há décadas e utilizada em aplicações que não demandam grande velocidade na transmissão dos dados. Esse meio de acesso é usado em outros

países, com grande sucesso, por distribuidoras de rede elétrica para medições remotas, controle de seus equipamentos, monitoração de postes e transformadores e até de parquímetros. Com a grande difusão das telecomunicações, surgiu a necessidade de se criar um sistema de alta capacidade que permitisse, não só o tráfego de sinais de monitoramento ou controle, mas sim informação de conteúdo como Internet, áudio e vídeo bidirecional e em tempo real. Partindo deste princípio, a nova geração PLC desenvolvida sob plataformas e chipsets de última tecnologia pode ser dividida em duas grandes categorias, considerando o volume e a velocidade de informação a ser trafegado, são elas: redes de telecomunicações (serviços de banda larga) e Redes de serviços (monitoramento, telemetria e automação). A figura 1 [15] apresenta as diversas possibilidades de utilização da tecnologia PLC em banda larga. 

Figura 1: Possibilidades de utilização da tecnologia PLC de banda larga Aplicações para Telecomunicações A tecnologia PLC em banda larga abrange um grande leque de possibilidades e serviços, tais como:

Acesso à internet em alta velocidade para edifícios comerciais e residenciais; Redes de computadores; Telefonia.

 A primeira instituição não industrial a se beneficiar com as vantagens oferecidas pelo PLC foi a escola primária Seymour Park, em Manchester, na Inglaterra, a título de experiência. Em novembro de 1997, vinte computadores pessoais passaram a operar com um único canal, obtendo acesso permanente à internet com velocidade de 1 Mbit/s. A realidade atual busca velocidades bem maiores, decorrente da demanda exigida pelas novas aplicações. Com a internet via PLC não existe a situação de venda casada, onde as operadoras mantêm contatos com as companhias provedoras de acesso, obrigando os usuários a pagar pelo meio de transmissão e pela autenticação na rede, e que muitos contestam na justiça. O que ocorre é que existe a possibilidade da própria concessionária de energia prover o acesso. Serviços de Internet 

Topologia Física Como topologia básica para distribuição de sinais de telecomunicações, temos um equipamento OM (Outdoor Master) instalado, no lado de baixa tensão, próximo ao transformador de distribuição da rede elétrica, onde é realizado o acoplamento do backbone de dados com as três fases de baixa tensão da rede de energia elétrica. O acoplamento, conforme discutido anteriormente é em paralelo. O OM é o responsável por gerenciar e prover a transmissão das informações aos demais equipamentos como os OA (Outdoor Adapter) e os IA (Indoor Adapter) que são instalados nos assinantes. Na figura 2 [8], pode ser observada a topologia de fornecimento de banda larga por toda uma zona de distribuição de um transformador. Neste exemplo, estão sendo utilizados repetidores OAP/IC (Outdoor Access Point/Indoor Controller) ao longo da rede de distribuição de energia elétrica para obter maior alcance dos sinais enviados pelo OM. Os assinantes próximos do transformador de baixa tensão utilizarão os modems OA, que se comunicam diretamente com o OM, distribuindo o sinal pelos equipamentos internos da casa. Para os assinantes mais afastados do transformador de baixa tensão, há a necessidade da utilização dos repetidores OAP/IC para fazer a conexão do modem IA ao OM. O modem OA utiliza a faixa de freqüência compreendida entre 1 MHz e 12 MHz, o modem IA utiliza a faixa de freqüência compreendida entre 18 MHz e 26 MHz. 

Figura 2: Topologia básica externa e interna. A topologia básica da tecnologia PLC não se modifica, independente da técnica de modulação, pois é necessária a implantação de unidades internas (indoor) e externas (outdoor) conforme descrito acima. A seguir, exemplificaremos algumas das aplicações possíveis da tecnologia PLC para banda larga. 

Topologia Lógica Atualmente, o alto nível de transmissão alcançado pelo PLC, permite o acesso a internet com taxas bastante elevadas, com máximo de 45 Mbit/s. O provisionamento dos serviços de telecomunicações em uma rede PLC está baseado no protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). No diagrama da figura 3 [8] é apresentado o provimento do serviço de Internet através de uma configuração ISP (Internet Service Provider). A segurança é um ponto muito discutido hoje na transmissão de dados pela rede elétrica. Para o caso citado acima pode ser utilizado um sistema Firewall, para proteger a rede de ataques piratas e outros acessos indevidos conforme é mostrado na figura 3. O Firewall verifica apenas o cabeçalho de cada pacote, atuando como um filtro de informação. Basicamente, só entende endereço IP, máscara de sub-rede, portas e tipos de protocolos. Não analisa o conteúdo do pacote. 

Figura 3: Dimensionamento do serviço de Internet Redes de Computadores Uma aplicação mais específica e limitada da tecnologia PLC está na criação de redes de computadores sem utilização do tradicional cabo UTP ou Coaxial como meio de transmissão. Para usuários não tão exigentes, que buscam apenas conexão entre laptops e seus micros domésticos com a finalidade de trocar arquivos ou jogos multi-player, foram desenvolvidos pela COGENCY, dispositivos simples de acoplamento em redes elétricas que utilizam o chipset conhecido como PIRANHA, que modulam e acoplam o sinal do computador na rede elétrica. Por uma questão de versatilidade, existem as versões USB e RJ-45, conforme pode ser visto na figura 4 [16]. 

(a) (b)

Figura 4: Adaptadores COGENCY para redes de computadores a) Conexão USB; b) Conexão RJ-45

 A topologia de utilização de rede simples entre computadores, tendo como meio físico a rede elétrica doméstica pode ser vista na figura 5 [17]. 

Figura 5: Topologia simples de uma rede de computadores. Telefonia Em países de economia emergente, onde a penetração da telefonia ainda é baixa, a utilização da rede elétrica existente tem muitas vantagens, principalmente em se falando de redução de altos investimentos em infra-estrutura. Estes países são clientes potenciais para utilização da telefonia sobre a rede elétrica. 

Como principal atuante nesse ramo está a MAIN.NET, a qual idealizou e implementou o sistema PLUS Telephony, capaz de prover cobertura telefônica sem instalação de novos condutores. Os benefícios desta infra-estrutura podem ser listados como segue:

Uso da rede elétrica existente; Os usuários podem continuar utilizando seus aparelhos analógicos; Significativo retorno de investimentos; Garantia de interconexão segura utilizando interfaces PSTN; Adição de serviços de valor agregado à rede (SMS, conferência, etc.); Custos reduzidos ou usuário final; Quebra de monopólio das companhias telefônicas devido à possibilidade de

outras operadoras compartilharem o mesmo meio de transmissão. A figura 6 [18] apresenta a topologia Plus Telephony. Como pode ser visto, a rede funciona sobre tecnologia VoIP, controlada pelas unidades Gatekeeper e Gateway. A primeira é responsável em converter os números dos telefones em endereços IP e a segunda é responsável pela interconexão entre as redes IP e PSTN, bem como a transmissão dos dados e da sinalização. Para o usuário final, existem duas opções de conexão. O NtPLUS possui duas interfaces que permite ao consumidor acessar a rede telefônica (RJ-11) e a Internet (RJ-45) de forma simultânea. Para mercados mais limitados, a opção é a utilização do TelPLUS que possui apenas uma conexão de telefone tipo RJ-11. 

Figura 6: Topologia PLUS Telephony implementada pela MAIN.NET Outra aplicação bastante interessante surgiu de um problema que afeta a maioria das pessoas no mundo. Quem nunca precisou instalar uma extensão telefônica em casa ou no escritório e se deparou com a tubulação interna totalmente obstruída ou inexistente? Partindo dessa dificuldade, a empresa americana PHONEX, desenvolveu um dispositivo modulador-filtro capaz de acoplar uma linha telefônica à rede elétrica doméstica. O sistema funciona perfeitamente em qualquer rede de baixa tensão e podem ser utilizados para telefones, modems (56k v.90, 33.6K & 28.8K v.34), aparelhos de fax e qualquer dispositivo que necessite de conexão telefônica.

 

Figura 7: Phonex e seu esquema de ligação A figura 7 [19] apresenta os dispositivos desenvolvidos e seu esquema de ligação. A unidade A quando conectada à tomada e conectada à linha telefônica, acopla o sinal de voz na fase elétrica da tomada. A unidade B quando conectada em qualquer outra tomada próxima, filtra o sinal de voz e o transfere para o aparelho. Sendo ambos os dispositivos, acopladores e filtros, a conversação se dá de forma bidirecional, sem perda de qualidade. A desvantagem está no acoplamento em uma única fase, isto é, em residências com distribuição trifásica, os dispositivos deverão estar instalados em tomadas alimentadas pela mesma fase elétrica, caso contrário, não ocorrerá comunicação entre as unidades A e B. Aplicações Residenciais A automação residencial tem se tornado cada vez mais aplicada. A integração entre todos os eletrodomésticos, lâmpadas, portas, dispositivos de detecção e segurança são cada vez mais comuns em residências de muitos países. A dificuldade está na adequação das residências antigas à esta nova realidade devido à obrigatoriedade de se instalar novo cabeamento. Os sistemas de segurança e aplicações do gênero são a fatia mais interessante neste mercado, principalmente quando se é possível integrar sinalizações e comandos com a Internet e permitindo ao usuário observar e controlar sua residência, esteja ele onde estiver, basta estar conectado. Os serviços de automação residencial podem ser divididos em dois grupos principais:

Aplicações de banda larga – Serviços em tempo real como câmera de segurança; Aplicações de banda estreita – Comando de ativação e desativação de

eletrodomésticos. Se pararmos para pensar, uma boa parte das residências no mundo possui um micro-computador, o que possibilita a criação de uma casa inteligente. Você pode ter um aparelho de DVD em um cômodo enviando o vídeo para uma TV ou um computador apenas conectado à tomada elétrica comandando os eletrodomésticos.

 Podemos observar na figura 8 [19] as inúmeras possibilidades de interação entre o usuário e seus eletrodomésticos, ou ainda, entre eles. 

Figura 8: Possibilidades de automação residencial Na figura 9 [19], podemos verificar alguns eletrodomésticos de nova geração, como refrigeradores, aparelhos de som, consoles de controle e cafeteiras que possuem suporte a tecnologia PLC. 

Figura 9: Exemplos de eletrodomésticos com suporte PLC 

As possibilidades de crescimento desta nova idéia crescem a cada dia com a criatividade das empresas em apresentar equipamentos altamente sofisticados, visando o novo nicho de mercado existente em países economicamente desenvolvidos. Aplicações Industriais Outro grande grupo que pode ser explorado é a utilização da rede elétrica para serviços de uso industrial. A maior aplicação está na área de distribuição de energia, na qual é possível se obter um melhor monitoramento do sistema, levando o mesmo à maiores níveis de segurança, confiabilidade e eficiência. Por não necessitarem de altas velocidades ou grandes volumes de informação, este grupo de aplicações foi o primeiro a ser desenvolvido. Dentre empresas como MOTOROLA, SIEMENS e a espanhola IKUSI, está a maior responsável em pesquisas e desenvolvimento de aplicações PLC de controle e medição no mundo, a ECHELON, localizada na Califórnia. Em parceira com o FCC, indústrias do Canadá e Japão e baseada na regulamentação da CENELEC para sinalização entre 125 a 140 kHz e 95 a 125 kHz, foi implementado o transceiver PLT-22, conforme a figura 10 [20]. 

Figura 10: Transceiver PLT-22, fabricado pela ECHELON O transceiver consiste em um chip contendo algoritmos complexos de cálculo, modulação e acesso, que juntamente com outros elementos, formam uma unidade transmissora PLC. O principal objetivo é eliminar a necessidade de desenvolver esses algoritmos caso seja necessária a implementação de um sistema PLC. Existem três elementos, mostrados na figura 11 [20], que devem acompanhar o PLT-22 são:

Neurom Chip: Micro-controlador de 8 bits desenvolvido pela TOSHIBA e CYPRESS, com arquitetura otimizada para executar o protocolo conhecido como Long Talk, criado para trabalhar em sistemas de redes de longas distâncias;

Circuito de Acoplamento: Pode ser formado por um simples filtro passa alta entre a linha de transmissão e o PLT-22, que permite a passagem da alta freqüência do sinal e bloqueia a baixa freqüência (50 ou 60 Hz) da rede elétrica;

Fonte de Alimentação: Responsável pela alimentação de todo o conjunto. O PLT-22 possui características importantes que fizeram com que alcançasse, em alguns anos, a aplicação de mais de 7 milhões de unidades no mundo, em diversas áreas

industriais. Ao se utilizar a tecnologia PLC de banda estreita com processamento de sinal digital, a ECHELON possibilitou ao PLT-22 corrigir problemas de transmissão gerados por ruídos impulsivos ou contínuos e por distorção de fase. Além disso, o transceiver opera com portadora de freqüência dupla, criando uma alternativa de transmissão caso a primeira freqüência seja bloqueada pelo ruído. 

Figura 11: Diagrama de bloco de uma típica unida PLT-22 Após as alterações da CENELEC referentes às bandas de utilização dos serviços de PLC a nível industrial, a ECHELON incorporou o chip Neuron ao PLT-22 e desenvolveu o PL3120 e o PL3150, que passaram a operar tanto na banda C (125 - 140 kHz), para sinalização e na banda A (9 - 95 kHz), para serviços em geral. Dentre os serviços possíveis estão dispositivos de acionamento de manobra, monitoramento de consumo e detecção de falhas, acionamento remoto de cargas capacitivas para estabilização do sistema, tarifação de consumidores e telemetria de diversos equipamentos. BPL II: O PLC no Brasil Atualmente, a comunicação de dados em alta velocidade através da rede elétrica vem, a cada dia, ganhando mais atenção, apesar de estarmos vivenciando o ápice do desenvolvimento das comunicações digitais via fibra ótica. A grande abrangência e capilaridade da estrutura já existente da rede elétrica, o alto custo de acesso a serviços agregados de telecomunicações (internet de banda larga, vídeo conferência, etc.) e a automação industrial são alguns dos fatores que impulsionam o desenvolvimento de aplicações para a tecnologia PLC de banda larga. No Brasil como apenas 5% dos brasileiros acessam a rede de dados, sendo que destes somente 3,5% o faz dos seus domicílios, o primeiro alvo dos desenvolvedores de equipamentos PLC de banda larga é o público residencial, todavia o mercado corporativo também apresenta seu potencial de rentabilidade. A tecnologia PLC pode ser a solução ideal para levar a internet e a telefonia para qualquer casa com uma conexão elétrica. É uma solução de acesso popular, que

consome apenas 9 watts de energia e poderá suprir a falta de um meio de transmissão de dados de baixo custo, um dos grandes empecilhos que ainda existem para a ampla disseminação do acesso à rede para o público em geral. A topologia da rede elétrica no Brasil atinge 93% da população do país, mas apresenta alguns fatores que podem comprometer a implementação da tecnologia, por exemplo, a rede elétrica não é subterrânea, assim sendo, alguns equipamentos atingem temperaturas de até 50 graus, prejudicando a qualidade dos serviços. As oscilações da rede elétrica, à medida que luzes ou aparelhos conectados à rede são ligados ou desligados também são fatores negativos, pois características como impedância, atenuação e resposta de freqüência podem variar drasticamente de um momento para o outro. Há também a questão comercial que esbarra na falta de escala industrial e a questão da própria rede, que capacita cerca de 60 a 70 domicílios em cada transformador, enquanto os transformadores das redes européias conectam até 250 residências. Apesar destes fatores a expectativa é de que a internet via rede elétrica se torne realidade para os usuários nos próximos anos e seja mais uma opção além dos pares de cobre, satélites, cabos coaxiais e sistemas wireless. Empresas como CEMIG de Minas Gerais, COPEL do Paraná, a ELETROPAULO de São Paulo e a LIGHT do Rio de Janeiro, já implantaram projetos-piloto para avaliar a viabilidade da tecnologia PLC através de suas redes. Mesmo com a promessa de acesso em banda larga e automação da leitura do consumo de energia (telemetria), sem falar da aparente facilidade de instalação, as empresas enfrentam um grande desafio para que o mercado acredite na nova tecnologia, pois os benefícios são tão poderosos quanto os empecilhos. Alguns Projetos no Brasil Projeto Copel Pioneira nesse experimento no país, a COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica) anunciou em abril de 2001 que instalaria a PLC em 50 domicílios selecionados na região de Curitiba, que já tinham computadores instalados, de modo que comparações pudessem ser feitas [21]. O contrato foi assinado na Alemanha, em 2001, época em que a empresa alemã RWE Plus apresentou sua linha de produtos RWEPowerNet, que conseguiam taxas de até 2 Mbit/s. A COPEL investiu cerca de 1 milhão de dólares neste projeto e os resultados foram satisfatórios em conexões de curta distância – em torno de 300 metros entre a fonte de sinal e o receptor – alcançando taxas de transferências de até 1,7 Mbit/s. Projeto Cemig A CEMIG (Companhia Elétrica de Minas Gerais) foi a segunda distribuidora a anunciar um experimento semelhante em dezembro de 2001, na cidade de Belo Horizonte,

utilizando a tecnologia da empresa ASCOM. A responsável pela infra-estrutura é a INFOVIAS, uma joint venture entre CEMIG e AES, que opera redes ópticas em Minas Gerais. A Internet chega ao usuário trafegando pela rede óptica da INFOVIAS e a CEMIG oferece a última milha pela rede elétrica, do poste à residência [22]. Os investimentos para o projeto chegaram a R$ 200 mil, e hoje ele funciona em 50 pontos da capital mineira, sendo 15 em um condomínio residencial, 20 em uma entidade de ensino profissionalizante para alunos carentes, e outros 15 pontos em um prédio de construção antiga em um bairro. O canal de acesso utilizado também é de 2 Mbit/s compartilhado. A idéia de CEMIG de oferecer acesso à internet como valor agregado nasceu da necessidade de implantar telemetria de consumo e controle de carga em tempo real na rede de Belo Horizonte, que serão explorados comercialmente assim que a ANATEL definir uma regulamentação para o setor. Projeto Eletropaulo Em 2002, a concessionária de energia elétrica ELETROPAULO 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 [23]. Projeto Light Desde o ano passado a LIGHT começou a testar na cidade a internet através da rede elétrica. O projeto piloto está ocorrendo em oito edifícios, quatro residenciais e quatro comerciais, no Centro, na Zona Sul (Copacabana e Ipanema) e na Barra da Tijuca [24]. Este projeto trabalha em parceria com três grandes empresas da área de PLC. São elas, a ASCOM, MAIN.NET e DS2. Os modems da ASCOM e MAIN.NET, mais voltados para internet residencial, alcançam velocidades de até 4,5 Mbit/s. Já os modems DS2, podem chegar até 45 Mbit/s. A figura 12 [25] a seguir, ilustra a topologia do projeto piloto da LIGHT. Neste projeto foram instalados 6 equipamentos concentradores para configurar 6 redes PLC com topologia LAN às quais foram interligados 10 clientes/assinantes em cada, totalizando 60 clientes/assinantes. Em cada rede PLC, foi conectado um circuito dedicado para provisionamento do acesso à internet através de um ISP. O gerenciamento da rede foi realizado por um centro instalado nas dependências da LIGHT. O objetivo da rede de gerência foi prover os serviços de operação, manutenção e provisionamento de conexão dos assinantes do sistema PLC ao acesso Internet. 

Figura 12: Diagrama do projeto experimental da LIGHT para rede PLC Projeto Cepel Em experiências realizadas pelo CEPEL (Centro de Pesquisas da Eletrobrás) em 2001, utilizando equipamentos da empresa suíça ASCOM Powerline Communications, avaliou-se as redes internas de uma residência quanto às limitações do sistema [9]. Junto à entrada de energia da residência, após o medidor de consumo, foi instalada uma unidade concentradora, a qual tem o papel de interligar a rede elétrica interna com o backbone de dados fornecido pela provedora de acesso, podendo ser fibra óptica, TV a cabo ou ADSL. A partir deste ponto, o sinal é então recebido em diferentes pontos da residência por múltiplas unidades receptoras. Os equipamentos testados operaram com freqüências de 19 a 21 MHz e atingiram a taxa de transmissão de 1,25 Mbit/s, utilizando protocolo FTP. Segundo o fabricante, em condições ideais, o sistema pode oferecer taxas maiores que 3 Mbit/s. O grande desafio está em desenvolver equipamentos que operem com taxas de transmissão acima de 10 Mbit/s, como nas redes ethernet. Mesmo com equipamentos sofisticados, as limitações físicas da rede elétrica nacional ainda não nos permitiram esta façanha. Em se tratando da rede de baixa tensão aérea, estudos também realizados pelo CEPEL verificaram que as freqüências entre 0,2 e 2 kHz apresentam melhor condição de propagação. Freqüências acima de 100 kHz são fortemente atenuadas pela distância e pela inserção de cargas na rede. Para verificar de foram prática, um equipamento concentrador foi montado, na rede de baixa tensão, logo após o transformador enquanto outros dois equipamentos receptores foram instalados a 30 e 150 m de distância do ponto inicial. Depois de realizadas as medições no sistema em funcionamento, concluiu-se [9]:

O sistema ensaiado é sensível às variações de carregamento da rede, desaconselhando a utilização do sistema para aplicações em tempo real em determinados horários;

A comunicação entre pontos distantes é fortemente prejudicada pela atenuação dos sinais, indicando a necessidade de unidades repetidoras que ocasionariam uma sensível redução na taxa efetiva de transmissão;

O sistema encontra uma dificuldade prática que é o fato da iluminação pública estar diretamente ligada à rede de distribuição e em grande parte dos casos, utiliza- se capacitores para correção do fator de potência dos conjuntos lâmpada-reator.

A atenuação dos sinais se agrava com o aumento da freqüência se forem considerados os fenômenos de perda por irradiação que ocorre quando o comprimento de onda do sinal de freqüência mais baixa se torna comparável às dimensões do afastamento entre os condutores.

 Primeiros Testes Realizados no Brasil em Redes de Média Tensão Neste tópico serão abordados os primeiros testes realizados pela ANATEL, feitos visando homologar os equipamentos PLC no Brasil [26]. Recomendações da UIT De Compatibilidade Eletromagnética Segundo recomendação da UIT adotada nos Estados Unidos para Compatibilidade Eletromagnética entre Sistemas PLC e Sistemas Broadcasting operando nas faixas LF, MF, HF e VHF, em frequencias abaixo de 80 MHz, o nível de ruído total irradiado por um equipamento operando no Sistema PLC, sobre a infraestrutura da rede elétrica, deve respeitar os limites apresentados na figura 12 [27], onde “F” é o limite expresso em valores R.M.S., referenciado por atenuação em dB (µV/m), para interferência do campo elétrico e “G” é o valor limite de pico, referenciado pela atenuação em dB (µV/m), para interferência do campo elétrico. 

Figura 12: Limites recomendados para interferências de campo elétrico

 Nota-se na figura 12 que atenuação máxima recomendada pela UIT é de 35 dB (μV/m) para sinais de campo elétrico expressos em valores r.m.s. e atenuação máxima de 15 dB (μV/m) para sinais de pico de campo elétrico. Compatibilidade dos Equipamentos PLC com os Demais Serviços de Broadcasting  Faixa de frequência de atuação da tecnologia PLC: 2 a 80 MHz. Arquitetura dos Testes A arquitetura disponível pela ANATEL aborda todas as faixas de tensão existentes. A figura 6-3 [26] mostra a arquitetura para todas as faixas de tensão. Porém, como o objetivo desse estudo são as médias tensões, só serão expressos neste trabalho os testes referentes às médias tensões. 

Figura 13: Arquitetura dos testes Testes 

Objetivo: avaliar o Impacto nos serviços de radiodifusão, radionavegação e radioamador na faixa de HF, entre outros [26];

Data e local dos testes: 31/07/2006 a 11/08/2006, em Goiânia – GO; Rede de energia utilizada: rede da CELG (Companhia Energética de Goiás); Medições: média tensão (MT), baixa tensão (BT), rede compacta, rede

subterrânea, ambientes outdoor e indoor;

Participação dos fabricantes: Advanced Electronics (Indoor), Mitsubishi (Outdoor), Corinex (Indoor/Outdoor), Motorola (Indoor);

Configuração das medidas: a figura 14 [27] mostra o esquema de configuração dos testes realizados.

 

Figura 14: Configuração das medidas 

Sinais registrados: não se considerou exatamente a distância de 200 metros expressada na figura 14. As figuras 15 e 16 [27] mostram o nível de interferência que o equipamento PLC pode causar nas freqüências de 23,75 MHz e 5,87 MHz, respectivamente.

 

Figura 15: Sinais registrados na freqüência de 23,75 MHz

  

Figura 16: Sinais registrados na freqüência de 5,87 MHz Resultados dos Testes 1) Dentre os fabricantes que repassaram informações, alguns afirmaram possuir o mecanismo DFS. Entretanto, os testes mostraram que estes mecanismos não funcionam automaticamente, pelo menos nas condições testadas. Além disso, os representantes dos fabricantes não tinham informações de como estes mecanismos funcionam. O mesmo aconteceu com o filtro notch [27]. 2) Nenhum dos equipamentos testados funcionaram em MT (Média Tensão), funcionaram apenas em BT (Baixa Tensão), 220V AC [27]. 3) em todos os casos, apesar de os fabricantes anunciarem a operação em até 200 Mbit/s, no caso dos equipamentos de 2ª geração, nenhuma conexão PLC chegou a esta taxa de transmissão, e surpreendentemente, a taxa máxima ficou em torno de 1 Mbit/s [27]. 4) Surpreendentemente, apesar de ter sido utilizada uma rede de energia elétrica praticamente sem nenhuma derivação e conexão entre equipamentos PLC exclusiva para dois equipamentos, além da baixa taxa de transmissão de dados verificada, a transmissão era interrompida constantemente, demonstrando alta sensibilidade do sistema PLC em relação ao meio físico e ao ambiente radioelétrico. Este aspecto ficou claramente evidenciado, quando se colocou em operação os equipamentos de comunicação de voz e dados do Exército. Os sinais de comunicação do sistema PLC apresentam grande degradação nestas circunstâncias [27]. 

5) Por outro lado, verificou-se que o sistema de comunicações de Exército não sofreu interferência dos sinais provenientes dos sistemas PLC em operação [27]. 6) As medidas em ambientes Indoorapresentaram grande interferência proveniente do funcionamento de lâmpadas fluorescentes e reatores, no sistema PLC [27]. 7) Com o auxílio da antena operando na faixa de HF (3 – 30 MHz), conseguiu- se realizar medidas com valores precisos de sinais PLC à distâncias de 0 a 140 metros, além da medida adicional à 200 metros [27]. 8) Apesar de ter sido previsto o tráfego de dados, voz e imagem na operação do sistema PLC, os testes foram realizados somente com tráfegos de dados com transferência de arquivos cujo tamanho era de aproximadamente 600 MB [27]. 9) Nos receptores de radiodifusão foi verificada a interferência onde os sinais PLC eram mais fortes [27]. 10) O desempenho do sistema PLC, em todos os aspectos, foi semelhante nas redes aéreas de Média Tensão e Baixa Tensão, na rede compacta e na rede subterrânea. Entretanto, os sinais PLC são mais atenuados nas redes subterrâneas [27]. 11) O desempenho dos equipamentos PLC ficou aquém do esperado [27]. 12) Este estudo embasou a crítica à conclusão do FCC de que o PLC não causaria sérias ameaças de interferência aos canais de TV 2 a 6. A MSTV solicitou ao FCC que reveja a decisão anterior e restrinja oficialmente a operação de PLC à faixa abaixo de 50 MHz até o final da transição ou até que se prove que pode ser usada sem prejuízos aos serviços de TV [27]. Conclusão dos Testes O PLC tem potencial para interferir significativamente nos sistemas e serviços de radiocomunicação que se encontram nas proximidades da rede de energia elétrica, onde o PLC está em operação. O sistema PLC pode ser afetado por transmissores de outros serviços ou sistemas nas proximidades. Para promover o uso de PLC é necessária a implantação de técnicas de mitigação (Filtros Notch, DFS, bloqueio remoto de freqüência, etc.). BPL II: Compatibilidade Eletromagnética Medições de Compatibilidade Eletromagnética em Sistemas PLC de Média Tensão Detalha-se a seguir a medição de Compatibilidade Eletromagnética em Sistemas PLC de média tensão.  Esquema de Distribuição e Funcionamento da Rede PLC de Média Tensão

 Em uma rede PLC (Média Tensão) os enlaces de telecomunicações são estabelecidos no segmento da rede de distribuição de energia elétrica com os dispositivos PLC na camada de transporte (modelo OSI) da rede de dados. O sistema utiliza de equipamentos acopladores com a linha de transmissão, chamados de equipamentos de acesso, equipamentos de concentração, equipamentos de transformador e modems PLC conforme arquitetura apresentada na figura 17 [14]. Caso a distância entre os equipamentos seja tal que possa comprometer a comunicação, poderão ser instalados equipamentos repetidores na linha de transmissão [14]. Para prover a comunicação de dados e manter uma conexão classe Ethernet no ambiente das linhas de transmissão com a presença de ruídos e harmônicos o sistema PLC possui como princípio básico de funcionamento a transmissão de sinais de diferentes freqüências e potências pelo mesmo cabo. A freqüência da energia elétrica é da ordem dos 60 Hz e a dos dados está em torno de 1, 705 MHz até 80 MHz. A técnica de modulação mais utilizada para atender à tecnologia é a modulação de múltiplas portadoras com Multiplexação Ortogonal por Divisão de Freqüência (OFDM, do inglês, Orthogonal Frequency Division Multiplex) com correção de erros [14]. A modulação OFDM utiliza mais de mil portadoras na linha de transmissão com potências que ultrapassam 10 dBm e representa, dessa forma, a origem do problema de emissão de espúrios no espectro ambiente dentro da faixa de freqüências utilizada pelo sistema PLC [14]. 

Figura 17: Arquitetura de distribuição e funcionamento da rede PLC de média tensão Ambiente de Testes Três representantes dos respectivos fabricantes de equipamentos PLC, Mitsubishi, Ilevo e Corinex disponibilizaram seus equipamentos para os testes na rede de energia de média tensão do parque de antenas da Fundação CPqD - Centro de Pesquisa e

Desenvolvimento em Telecomunicações. Estes dispositivos utilizam uma faixa de operação de 1 MHz a 34 MHz. Os testes de compatibilidade eletromagnética foram realizados utilizando antenas dipolo, analisadores de espectro e equipamentos de radiocomunicação com o apoio de duas estações táticas móveis de rádio-comunicação HF do Departamento de Controle do Espaço Aéreo - Força Aérea Brasileira, operando em condições reais, formando um enlace temporário autorizado pela Anatel para esta finalidade entre as cidades de Campinas-SP e Brasília-DF [14]. A estação de comunicação HF de voz e dados localizada em Campinas foi instalada no mesmo ambiente em que foram instalados os equipamentos dos sistemas PLC utilizados, que formavam enlaces de voz, dados e imagens de aproximadamente 380 metros de extensão através da uma linha de média tensão. Todos os testes foram realizados em Campinas, sendo a estação de Brasília uma base auxiliar de comunicação ionosférica. O sistema irradiante utilizado nas estações HF para as comunicações de Campinas com Brasília foi um dipolo de banda larga, como o demonstrado na Figura 18 [14]. 

Figura 18: Dipolo de Banda larga Foram utilizados três tipos de antenas, sendo:

Dipolo de banda larga 1 (utilizadas no enlace HF entre Campinas e Brasília, com uma em cada extremidade);

Dipolo de banda larga 2 (utilizada como antena auxiliar para as medições em Campinas);

Antena loop (utilizada no estudo das antenas dipolo). EXPERIMENTOS E RESULTADOS Medição do Nível de Ruído no Ambiente Imediatamente antes de se iniciar os procedimentos de medição das interferências eletromagnéticas irradiadas pelos sistemas PLC disponibilizados nas comunicações entre as estações de Campinas e Brasília foram realizadas medições prévias do ambiente eletromagnético com intuito de avaliar a ocupação do espectro no ambiente do experimento, ainda com os sistemas PLC desligados [14]. 

Dessa forma, foi possível verificar a influência das irradiações HF locais nos dados obtidos nas medições com os sistemas PLC em operação. As medições de ambiente foram realizadas em vários dias, pela manhã e pela tarde, sempre apresentando resultados similares [14]. A figura 19 [14] apresenta, na faixa de 3 MHz a 30 MHz, os dados obtidos em uma das medições do ruído ambiente: 

Figura 19: Medição do espectro de 3 a 30 MHz Estabelecimento do Enlace O equipamento de radiocomunicação utilizado nos testes possuía os sistemas de estabelecimento automático de enlace, ALE (Automatic Link Establishment) e Transcall. Ambos os sistemas têm o propósito de facilitar o estabelecimento de comunicações HF através da varredura automática das freqüências disponíveis para comunicações entre as estações configuradas. Esta facilidade auxiliou a operação da estação nos períodos difíceis de propagação, especialmente ao entardecer [14]. Durante as avaliações, os softwares de propagação disponíveis eram utilizados para escolher a melhor freqüência de operação FOT (teórica), em cada horário. Com esta freqüência estabelecia-se o enlace entre Campinas e Brasília. Dessa forma, a cada medição o operador de Brasília fazia uma contagem longa, de forma que fosse possível avaliar a clareza e intensidade do sinal segundo a Norma do Ministério das Comunicações nº. 31/94, conforme as indicações da tabela 1 [14]. 

Tabela 1: Clareza e intensidade do sinal recebido 

Código Q

NotasClareza do

SinalIntensidade

do Sinal

1 Ruim Fraca

2 PobreApenas

Perceptível

3 Razoável Boa

4 Boa Satisfatória

5 Excelente Ótima

 Para atribuir uma avaliação quantitativa às medidas, após a avaliação de clareza e intensidade do sinal, a cada medição transmitia-se de Brasília um tom de 1 kHz e retiravam-se várias amostras do nível do sinal recebido na estação de Campinas durante aproximadamente 30 segundos no canal de áudio [14]. Transmissão de Dados Nos testes de comunicação de dados foi utilizado o Modem TW5300 conectado ao Transceptor HF TW7000. Nesse sistema, foram recebidos arquivos em repetidas vezes e em diversas freqüências com tamanhos de 1 kB, 2 kB e 10 kB, enviados de Brasília para Campinas. Os três pacotes eram enviados em seqüência com os tempos de transmissão e modulações utilizadas relatados individualmente para cada pacote. Foram coletadas 250 transmissões de pacotes nas circunstâncias citadas [14]. O procedimento era transmitir de Brasília para Campinas um arquivo de 1 kB medindo-se o tempo e velocidade real de transmissão, registrando-se o início e término da transmissão do arquivo, além de verificar através das indicações do modem a qualidade da propagação. Também foram transmitidos arquivos de 2 kB e 10 kB, repetindo-se os mesmos procedimentos criteriosamente [14]. Para a criação dos arquivos de dados foram gerados arquivos de fotos JPG incompressíveis, convertidos para o formato texto (extensão txt), que foram reduzidos gradativamente até ficarem com tamanhos exatos de 1 kB, 2 kB e 10 kB. Os arquivos de fotos no formato texto foram utilizados para impossibilitar a compactação dos mesmos pelo software utilizado na transmissão de dados, garantindo, dessa forma, a integridade da quantidade de dados a ser transmitida [14]. Filtros Notch Os filtros de freqüência notch, disponíveis em alguns sistemas PLC, foram utilizados nos testes como alternativa para viabilizar a comunicação HF em algumas pequenas faixas do espectro. Foram atingidos resultados satisfatórios de comunicação de voz e dados entre as estações de Campinas e Brasília através do uso de freqüências nas quais o filtro notch bloqueava a ocupação do PLC. O procedimento utilizado era escolher uma faixa de freqüências para enlace e em seguida solicitar à equipe operadora do sistema PLC que suprimisse as portadoras nesta faixa. Assim, era constituída uma redução de ruído no espectro em uma determinada faixa de freqüências onde era possível o estabelecimento do enlace [14]. Equipamentos Utilizados 

Nas medições foram utilizados equipamentos PLC disponíveis comercialmente, um dispositivo de radiocomunicação, um modem e um analisador de espectro conforme apresentados abaixo [14]. Transceptor HF modelo TW 7000 com acessórios e fonte.Fabricante: Datron World;Faixa de freqüências: 1,6 a 30 MHz MODEM 5300 para HFFabricante: Datron World;Taxa de dados: até 3000 bps sem compressão Analisador de espectro Fabricante: ANRITSU;Número do modelo: MS2665C;Faixa de freqüência: 9 kHz a 21,2 GHz;Largura de banda: até 20 MHz Equipamento PLC Mitsubishi: Modelo LVE-AM10-210S0 Equipamento PLC Ilevo: Modelo ILV2010 Equipamento PLC Corinex: Modelo AV200  Conclusões sobre Os Testes Os sistemas PLC representam uma oportunidade para disponibilizar comunicações de voz, dados e imagens em banda larga em regiões desprovidas de infra-estrutura de rede de dados e sem atrativos para altos investimentos. Representando, dessa forma, uma ferramenta de inclusão social e digital. Porém, as perturbações oriundas do sistema PLC representam uma ameaça para as comunicações em HF, conforme verificado nas medições. Foi possível observar a interferência dos equipamentos do sistema PLC disponíveis dentro do ambiente de testes onde as transmissões de dados e voz ficaram comprometidas com a operação em conjunto com estes equipamentos. A comunicação entre as estações de Campinas e Brasília normalizava-se com o desligamento dos equipamentos do sistema PLC. A supressão de portadoras efetuadas por meio de filtros notch nos equipamentos PLC não é suficiente para reduzir a interferência ocasionada no espectro HF, permitindo somente uma mitigação estática do espúrio numa pequena faixa do espectro. 

Os níveis de sinais recebidos na estação HF de Campinas, provenientes da estação de Brasília, nas condições reais citadas neste trabalho oscilaram de 13 dBµV a 48 dBµV em condições satisfatórias de propagação. Estes valores resultaram em bons níveis de clareza e intensidade na comunicação de voz e em taxas aceitáveis para os fins de comunicação de dados em HF com o espectro livre da emissão do sistema PLC. O modem utilizado para transmissões de dados em HF apresentou velocidade de até 112 Bps em condições típicas de enlace. Observou-se que o sistema PLC bloqueava a transmissão de dados, não permitindo a efetivação do sincronismo entre as estações de Campinas e Brasília, conseqüentemente abortando o enlace de dados. De acordo com as informações expostas neste trabalho, o sistema PLC irradia, de forma não intencional, níveis de sinal suficientemente fortes para interferir e impossibilitar a utilização dos serviços existentes de comunicações na faixa de HF. 

BPL II: Considerações finais Após analisar todos esses testes e medidas, pôde-se concluir que os sistemas PLC têm tudo para emplacar no Brasil como uma alternativa de transporte de dados e voz. Portanto, ainda é muito cedo para afirmar se isso irá acontecer ou não. Ainda existem problemas sérios que, com certeza impedirão as homologações de equipamentos no país. A primeira condição a ser adotada para homologar os equipamentos, é instalá-los a pelo menos 800 m de distância de aeroportos, pois os sistemas PLC influem diretamente nas frequências usadas para comunicação aérea. Outro problema fundamental é a necessidade de instalar um filtro de frequências a cada transformador da linha de transmissão, o que pode encarecer demais o sistema. Porém, apesar dos pontos fracos, existem inúmeros pontos favoráveis. Dentre eles, pode-se citar o acesso a locais que não teriam condições de acesso à internet por outros meios, terem acesso usando PLC. Geralmente estes locais são situados em zonas rurais, o que não influenciaria nas frequências “aéreas”. Estes locais poderão ser beneficiados com acesso à internet, automação de equipamentos, telemetria, etc., por preços até menores que com outros meios de transporte utilizados hoje em dia. Somente com a supressão de portadoras, realizadas pelos filtros Notch não será suficiente para reduzir a interferência provocada em frequências HF. As velocidades de transmissão alcançadas através do modem utilizado foram até satisfatórias, porém sempre que eram alcançados bons níveis, o enlace era abortado, já que o nível de ruído era intenso, ou seja, atingiam as faixas de freqüências de outros sistemas usados no país.  Referências [1] UIT-R 230/3, “Métodos de Predição e Modelos Aplicáveis para os Sistemas de Telecomunicações por Meio de Linhas de Energia Elétrica”, jun 2004. 

[2] CICLO SOLAR, Predição. Disponível em http://solarscience.msfc.nasa.gov/predict.shtml. Acesso em 13/01/2007. [3] FERREIRA, M.V.A., “PLC (Power Line Communication)”, Laboratório Midia Com (UFF), jan 2005. [4] ITS HF, Propagation, software. Recomendação UIT-R P.533-8. [5] PROPWIZ, software. Recomendação UIT-R P.533-8. [6] ILEVO SCHNEIDER ELECTRIC, “Power Line Communication ILV2010 HeadEnd Outdoor”. [7] CORINEX, “Corinex AV200 ALMA Document”. [8] LOPES, B. J., ROCHA, G. M., COELHO, P. R. F., “PLC – Powerline Communications. Transmissão de dados pela rede elétrica”,ISMTII, 2003. [9] ALVARENGA, L.M., PINTO JR., A.V., SOUZA, F.C, BANDIM, C.J., “Considerações sobre o uso de redes de distribuição de energia elétrica como meio de propagação de sinais de comunicação”. SNPTEE, out 2001. [10] DOSTERT, K., “Powerline Communications”, Prentice Hall PTR 2001, EUA. [11] ZIMMERMANN, M., DOSTERT, K, “A multhipath model for the powerline channel”, IEEE Transaction on Communications, vol. 50, no. 4, 1998. [12] VIDAL, A. de M., “Comunicação em Banda Larga via Rede Elétrica”. Grupo de Pesquisas em Comunicações – GPqCOM, UFSC, ago 2002. [13] COSTA, P. M. A da, “O efeito pelicular ou efeito skin”, UFSC, abr 2001. [14] COLVERO, C.P., CARNEIRO, V.R.D., NERI, H.F., ANDRADE, R.T., “Medição de compatibilidade eletromagnética de sistemas PLC”, Inmetro, nov 2007. [15] Normas, publicações e artigos sobre a tecnologia PLC. Informação obtida em:http://www.ebaplc.comAcessado em 12/12/2007. [16] Equipamentos para redes PLC. Informação obtida em:http://www.cogency.comAcessado em 02/01/2008. [17] Revista PCWORLD, julho 2003. pp. 40 – 42.

 [18] Main.Net soluções tecnológicas. Informação obtida em:http://www.mainnet.comAcessado em 14/09/2007. [19] Cooperativa de informações e publicações sobre BPL e PLC. Informação obtida em:http://www.homeplug.orgAcessado em 18/10/2007 [20] Produtos e soluções para redes de energia elétrica. Informação obtida em:http://www.echelon.comAcessado em 28/03/2007. [21] Companhia Paranaense de Energia. Informação obtida em:http://www.copel.comAcessado em 21/09/2007. [22] Companhia Energética de Minas Gerais. Informação obtida em:http://www.cemig.com.brAcessado em 13/05/2006. [23] Companhia de Energia Elétrica de São Paulo. Informação obtida em:http://www.eletropaulo.com.brAcessado em 14/08/2007. [24] Grupo Light de energia elétrica. Dados obtidos em:http://www.lightplc.com.brAcessado em 12/02/2005. [25] VARGAS, A. A., PEREIRA, C. E., LAGES, W. F., CARRO, L., “Comunicação de Dados Através da Rede Elétrica”, Brasil, 2004. [26] Agência Nacional de Telecomunicações. Informação obtida em:http://www.anatel.gov.brAcessado em 14/09/2006. [27] CARNEIRO, V.R., COLVERO, C.P. , ANDRADE, R.T., “PLC - Powerline Communications Histórico e Compatibilidade com outros Sistemas”, Inmetro, Junho de 2007.