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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA

ESTUDO DE SISTEMAS PLC (POWER LINE COMMUNICATIONS)

DANTE AGUIAR PARENTE

FORTALEZA - CEARÁ MAIO, 2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE TELEINFORMÁTICA

ESTUDO DE SISTEMAS PLC(POWER LINE COMMUNICATIONS)

Autor DANTE AGUIAR PARENTE Orientador ELVIO CESAR GIRAUDO

Projeto de Final de Curso submetido à Coordenação do Programa de Graduação em Engenharia de Teleinformática da Universidade Federal do Ceará como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Engenheiro de Teleinformática.

FORTALEZA - CEARÁ MAIO, 2011

RESUMO

O presente trabalho tem como escopoapresentar os conceitos fundamentais acerca da tecnologia de transmissão de dados que utiliza a rede elétrica como meio de transporte, mais comumente conhecida como Power Line Communication (PLC). Primeiramente, é enfocado o viés econômico por trás do uso dessa tecnologia, qual seja a redução de custos, para em seguida ser abordado uma breve evolução histórica do tema, bem como uma explanação sobre asredes de distribuição de energia elétrica. Realizada essa sucinta contextualização, passa-se para os aspectos técnicos do PLC. Aspectos esses como as topologias em uso atualmente, os modelos de modulação possíveis, as técnicas de acesso múltiplo ao meio, dentre outros. Por fim, é apresentado um estudo detalhado do padrão mais conhecido no setor, o HomePlug, assim como a nova regulamentação dosetor no Brasil e estudos de casos envolvendo a tecnologia sob análise.

Palavras-chave: Powerline Communication, PLC, BroadBand over PowerLine, BPL, Rede elétrica, modelo OSI, TDMA, FDMA, CDMA, modulação, OFDM, Spread Spectrum, Códigos de Bloco, Códigos Convolucionais, Códigos Turbo, Homeplug, ANATEL, ANEEL.

SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIATURAS LISTA DE FIGURAS 1. INTRODUÇÃO 1.1. CONSTRUIR NOVASREDES DE ACESSO 1.2. UTILIZAR AS REDES JÁ EXISTENTES HISTÓRICO COMPREENDENDO A REDE ELÉTRICA PROBLEMAS NO USO DO PLC 4.1. RUÍDO 4.2. ATENUAÇÃO 4.3. EFEITO ANTENA 4.4. EXISTÊNCIA DE TRANSFORMADORES CONCEITOS FUNDAMENTAIS 5.1. TIPOS DE REDE PLC 5.2. COMPONENTES DA REDE 5.2.1. Injetor 5.2.2. Repetidor 5.2.3. Extrator 5.2.4. Modem 5.2.5. Adapatadores 5.3. REDE PLC E O MODELO OSI TÉCNICAS DE MODULAÇÃO6.1. SPREAD SPECTRUM 6.2. OFDM 6.2.1. Geração de sinais OFDM CAMADA MAC 7.1. MÉTODO DE ACESSO MÚLTIPLO AO MEIO 7.1.1. TDMA 7.1.2. FDMA 7.1.3. CDMA 7.2. MÉTODO DE REVESAMENTO 7.2.1. Token Passing 7.2.2. Polling 7.3. MÉTODO DE ACESSO ALEATÓRIO 7.3.1. ALOHA 7.3.2. CSMA

i ii 01 01 02 05 07 09 09 10 10 10 12 12 13 13 13 14 14 14 14 17 18 20 22 24 24 25 25 26 28 29 29 30 30 32

2. 3. 4.

5.

6.7.

8.

MÉTODOS DE CORREÇÃO DE ERROS 8.1. ARQ 8.2. FEC 8.2.1. Códigos de Bloco 8.2.2. Códigos Convolucionais 8.2.3. Códigos TURBO REGULAMENTAÇÃO E PADRONIZAÇÃO 9.1. PADRONIZAÇÃO NO MUNDO 9.1.1. HomePlug Alliance 9.1.2. OPERA 9.2. REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL

33 33 34 35 37 41 44 44 44 45 46 48 48 51 55 56 56 58 59 60

9.

10. HOMEPLUG STANDARD 10.1. HOMEPLUG 1.0 10.2. HOMEPLUG AV 10.3.HOMEPLUG GREENPHY 11. ANÁLISE DE CASO 11.1. ANÁLISE EM REDES DOMÉSTICAS (AMBIENTE INDOOR) 11.2. ANÁLISE EM REDES PÚBLICAS (AMBIENTE OUTDOOR) 12. CONCLUSÃO 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

LISTA DE ABREVIATURAS

ADSL ASK ANATEL ANEEL ARQ BPL CDMA CSMA FDMA FSK FEC ICI ISI ISMA MAC Mbps OFDM OPERA OSI PLC PSC PSK RBT RMT TDMA QAM QoS VSC

Asymmetric Digital Subscriber Line Amplitude ShiftKeying Agência Nacional de Telecomunicações Agência Nacional de Energia Elétrica Automatic Repeat reQuest Broadband over Power Line Code Division Multiple Access Carrier Sense Multiple Access Frequency Division Multiple Access Frequency Shift Keying Foward Error Correction InterChannel Interference InterSimbolic Interference Inhibit Sense Multiple Access Medium Access Control Mega bits per second...
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