Redes PLC by Milton Lima 30 Sep 2003

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INTRODUÇÃO

Com o desenvolvimento da tecnologia Power Line Communication (PLC), que permite transmissões de sinais por onda portadora em redes de distribuição de energia, surge mais uma opção de conectividade em banda larga, além dos sistemas wireless, de satélite e cabos coaxiais das operadoras de TV por assinatura.

Com o passar do tempo os meios de comunicação vão se integrando e a exigência de novos meios de velocidade na transmissão de dados, além da busca pelo último usuário faz com que a PLC seja a alternativa mais barata e viável, a velocidade de transmissão numa rede PLC pode chegar até 14 Mbps dependendo da quantidade de usuários conectados.

Um mercado eletrônico que cresce tão incrivelmente está sendo sufocado pelo pouco espaço e velocidade existente, onde suas conexões feitas por ISDN (128 kbps) ou ADSL (faixa dos megabits por segundo) está fazendo que se incapacite o uso para transmissão de vídeo e áudio.

 Outro grande fator é disseminação da internet para todos os lares até os que ficam a grandes distancias, com o uso da PLC a exclusão tecnológica deixará de existir permitindo que a mídia cultural eletrônica possa ser de uso integral na cultura moderna existente.

PLC no Brasil

Um dos grandes empecilhos que ainda existem para a ampla disseminação do acesso à Internet para o público em geral é, sem dúvida, a falta de um meio de transmissão de dados de baixo custo.

Até recentemente, a maioria dos esforços públicos e privados esteve concentrada na montagem de uma grande infra-estrutura de comunicação, capaz de suportar o tráfego de informações na Internet por meio de grandes vias de dados, os chamados "backbones".

O passo seguinte consistiu em encontrar uma maneira simples e prática de conectar individualmente cada usuário doméstico ou empresa ao "backbone" principal, um trecho normalmente chamado de "the last mile" (a última milha) pelos profissionais da área, isso até hoje tem sido feito utilizando infra-estruturas já existentes, como redes telefônicas ou de TV a cabo. Entretanto, esses meios se concentram em zonas urbanas – o que exclui residências de regiões afastadas ou de difícil acesso, além de serem relativamente caros.

Crescimento no Brasil

Para vencer esta última milha a implementação da PLC no Brasil está sendo avaliada por companhias de energia como CEMIG de Minas Gerais, COPEL do Paraná e a ELETROPAULO de São Paulo, utilizando a própria rede elétrica para distribuir acesso contínuo e de alta velocidade para usuários residenciais, uma tecnologia conhecida como PLC (Power Line Communication) ou comunicação por linhas elétricas.

A mesma tomada de energia que faz seu computador funcionar pode ser usada para conectá-lo à grande rede. Os primeiros testes dessa nova tecnologia, a Power Line Comunication, foram feitos na Inglaterra.

Em termos simples, a PLC é uma tecnologia capaz de transmitir sinais de dados e voz pela rede convencional de distribuição de energia, usando sinais de alta freqüência.

A promessa é de acesso em banda larga e automação da leitura do consumo de energia, sem falar que a aparente facilidade de instalação, vem enchendo de esperanças os adeptos da popularização da Internet. De concreto mesmo, apenas os testes feitos por concessionárias de energia elétrica e pesquisadores em universidades. Mas a novidade não é tão simples, nem tão barata de implantar.

A expectativa é que se torne realidade e a Internet via rede elétrica seja mais uma opção além dos pares de cobre, satélites, cabos coaxiais e sistemas wireless para os usuários, dentro de cinco anos.

Empresas e a PLC

A Cemig iniciou os testes do acesso à internet em banda larga via rede elétrica, no final do ano passado, em Belo Horizonte. Foram investidos R$ 200 mil para instalação dos equipamentos em 40 pontos da capital mineira. O projeto está sendo feito em conjunto com a Infovias (joint-venture formada pela estatal e a AES, para transmissão de dados, voz e imagem) e a suíça Ascom, idealizadora dos equipamentos. Segundo informações da assessoria de comunicação da Cemig, o canal de acesso usado no projeto piloto tem uma velocidade de 2 Mbps, o que corresponde a uma velocidade quase 50 vezes maior que o acesso via rede telefônica.

O objetivo das empresas envolvidas no programa é identificar os serviços agregados para viabilizar a proposta comercialmente. Quanto mais serviços forem oferecidos via rede elétrica, maior será o retorno. Por isso, estão sendo estudados processos que vão permitir a leitura remota e em tempo real dos relógios de luz e das curvas de cargas das residências, além de disponibilizar serviços de TV a cabo e televigilância.

Outra distribuidora de energia que vem testando o sistema PLC é a Copel Telecomunicações, do Paraná. A Copel gastou R$ 1 milhão para levar o sistema elétrico de banda larga a 50 domicílios e estabelecimentos comerciais de Curitiba. Os experimentos demonstraram que a tecnologia funciona, mas o custo de sua infra-estrutura é alto, corresponde a quase 50% da instalação de uma rede de linhas telefônicas digitais (ADSL). Outro problema identificado é a distância. O recurso funciona em aparelhos instalados em circuitos curtos, onde a distância entre a fonte do sinal de dados e a residência do usuário é de cerca de 300 metros. Nessas condições, a Copel conseguiu taxas de transferências de até 1,7 Mbps.

A concessionária de energia elétrica Eletropaulo Metropolitana também iniciou testes práticos de viabilidade da tecnologia PLC na região metropolitana e no interior do estado de São Paulo. A empresa deve seguir os mesmos moldes do projeto da Cemig, o projeto de oferta da PLC em alta velocidade segue a estratégia do grupo norte-americano AES, conglomerado de geração e distribuição de energia, que detém ações de ambas as distribuidoras de energia.

O grande desafio na implantação da PLC é a adaptação de suas condições ao sistema elétrico brasileiro, na Europa e nos Estados Unidos, a rede é subterrânea, ou seja, não sofre interferências do meio ambiente.

ASCOM – A ASCOM Powerline Communications (APC) é uma subsidiária da ASCOM Holding e foi estabelecida em 1999. Tem tecnologia já comprovada para trazer a Internet de banda larga (até 4.5 Mbps hoje, com possibilidades de até 40 Mbps dentro de 3 anos)  e telefonia às casas e às empresas via linhas elétricas comuns.  A APC está em fase de expansão e colabora com algumas das maiores empresas de serviços de utilidade pública no mundo na área de energia elétrica, no caso Brasil atuando com a Cemig Companhia Elétrica de Minas Gerais. Atualmente operando na Europa, na Ásia e na América Latina (até agora só no Chile). O sistema  está funcionando atualmente em 16 países.

Para implementar estas soluções precisa-se da colaboração entre uma distribuidora de energia elétrica, uma companhia telefônica e um provedor de serviços Internet. A ASCOM está contemplando o estabelecimento de uma fábrica de modens e outros equipamentos especializados no Brasil para servir o mercado brasileiro, do MERCOSUL e da América Latina. 

A PLC pode ser a solução chave para levar a Internet (com seus governos eletrônicos) e a telefonia para qualquer casa com uma conexão elétrica, uma solução de acesso popular quando combinada com o uso de uma caixa pequena tipo WebTV usada com um aparelho comum de televisão.

Em breve, deve chegar também ao Brasil, por intermédio da distribuidora PI Componentes – novo nome da União Digital –, o Power Packet, circuito integrado dotado de um chip para ser integrado a aparelhos como telefones, decodificadores de TV a cabo, televisores, câmeras de vídeo e outros eletrodomésticos. Funciona como um modem e sua função é captar sinais de dados, voz e imagem recebidos por qualquer meio como cabos de cobre elétricos ou de telefonia, fibras ópticas ou cabos coaxiais de TV.

Produzido pela norte-americana Intellon Corp., o Power Packet tem como público-alvo os fabricantes de modens, de sistemas de automação residencial e comercial e as distribuidoras de energia elétrica.

O primeiro alvo dos desenvolvedores de PLC, na verdade, será o público residencial. Mas o mercado corporativo, representado pelos provedores de acesso, de data centers, Web sites, é o que apresenta o maior potencial de rentabilidade.

A tecnologia PLC seria uma solução perfeita se não fosse pelo fato de as linhas de força – assim como a rede telefônica no passado – não serem consideradas meios ideais para a transmissão de dados.

Dentro e fora de casa, a rede elétrica está sujeita a todo tipo de interferência e ruídos gerados por fontes chaveadas, motores e até dimmers.

Outro fator negativo das redes elétricas é sua oscilação: características como impedância, atenuação e freqüência podem variar drasticamente de um momento para o outro, à medida que luzes ou aparelhos conectados à rede são ligados ou desligados. Além disso, se a intenção for transmitir informações a longas distâncias, os transformadores de distribuição são verdadeiras barreiras para a transferência de dados. Apesar de permitirem a passagem de corrente alternada a 50 Hz ou 60 Hz com quase 100% de eficiência, os transformadores atenuam seriamente outros sinais de maior freqüência.

Para atender às suas próprias necessidades, as distribuidoras de energia elétrica ocasionalmente criam soluções que fazem com que esses sinais contornem ou até atravessem os transformadores por meio de redes especiais de alta freqüência. Novas técnicas são capazes de recuperar sinais fortemente atenuados, entretanto somente as grandes empresas tem acesso a essa tecnologia.

Outra desvantagem vem do fato de a PLC ser uma mídia compartilhada e estruturada de modo paralelo. Assim, todas as casas conectadas numa mesma subestação local estarão compartilhando a largura de banda disponível. Isso significa que o desempenho da conexão pode variar de acordo com o número de pessoas que estiverem navegando ou baixando arquivos simultaneamente.

Apesar desses revezes, a PLC também possui outras características interessantes, além do aproveitamento de uma infra-estrutura já existente. A principal delas é ter a Internet sempre à disposição, 24 horas por dia. A atual velocidade máxima de 4,5 Mbps é bem maior que a de uma conexão ISDN (128 kbps) ou ADSL (faixa dos megabits por segundo).

Outra característica interessante da PLC é a possibilidade de transformar toda a infra-estrutura elétrica de uma residência ou edifício em uma rede local de dados, onde cada tomada pode ser encarada como um ponto de acesso que pode ser usado de maneira simples e descomplicada.

Essa idéia de transmitir dados sobre rede elétrica também poderia ser aplicada para interconectar dispositivos inteligentes dentro de uma casa. No início de 2000, a empresa Sunbeam – por meio de sua subsidiária Thalia Products – anunciou uma linha de eletrodomésticos inteligentes que trocavam informações no momento em que eram ligados à tomada. Batizada de HLT (Home Linking Technology), a iniciativa pretendia lançar produtos como despertadores, detectores de fumaça, cafeteiras, cobertores elétricos, medidores de pressão arterial, capazes de se comunicar. Por exemplo, o despertador poderia ser programado para mandar uma ordem à cafeteira para começar a preparar o café um pouco antes do pessoal da casa sair da cama. Num futuro próximo, até será possível colocar um filme em DVD no PC da casa e transmitir o som e a imagem para uma TV compatível pela fiação interna.

A Rede PLC

A topologia da rede será a mesma da usada para distribuição de energia elétrica, tornando cada tomada um ponto potencial para transmissão de dados, transformando desta maneira a rede elétrica de prédios e residências em uma verdadeira LAN.

A Tecnologia

O Padrão da PLC está baseado no conceito de "aproveitamento da rede elétrica". A conveniência é até mesmo mais óbvia neste caso porque enquanto nem todo cômodo tiver um telefone para conectar, você sempre terá uma saída elétrica perto de um computador. Com a PLC, você conecta seus computadores a um ao outro pela mesma saída. 

Porque não requer nenhuma instalação elétrica nova, e a rede não soma nenhum custo a sua conta elétrica, PLC é o método mais barato de conectar computadores em cômodos diferentes.

  

Rede elétrica

Rede Telefônica

Rede Wireless

Rede Ethernet

Passport & PowerPacket

Há duas tecnologias de PLC competindo. A tecnologia original é chamada Passport, criada pela Intelogis, a outra tecnologia se chama PowerPacket, desenvolvida pela Intellon, deste modo escolhida pela Aliança HomePlug como o padrão de redes PLC.

  Aqui são as vantagens de uma rede PLC: