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Capitulo 1
1.1 INTRODUÇÃO
Power Line Communications é a tecnologia que usa a rede elétrica como meio físico
para o transporte dos sinais de telecomunicações. Com isso os futuros usuários desta nova
tecnologia utilizarão a tomada de energia elétrica para se comunicar por telefone, transmitir e
receber fax, acessar a Internet e assistir a vídeos. Será uma alternativa de acesso que têm a
grande vantagem de não precisar de novos cabos para a comunicação, pois ela é feita usando a
rede elétrica existente. Outra vantagem é que o número de tomadas disponíveis dentro de um
escritório e consideravelmente grande.
O principal propósito deste trabalho é uma analise simplificada do sistema de
comunicação via a rede elétrica (PLC), para podermos melhor compreender as principais
vantagens e desvantagens desta tecnologia.
A metodologia utilizada neste trabalho será a pesquisa bibliográfica com base nos em
artigos publicados em periódicos e trabalhos acadêmicos de informática de pesquisadores,
estudantes de tecnologia e autores consagrados em redes de computadores.
A principal motivação deste trabalho é avaliar a implementação de uma nova
tecnologia PLC em uma estrutura de rede interna, oferecendo uma solução para distribuição
de acesso à internet e comunicação entre clientes (usuários) e o servidor local (serviços
disponíveis na rede). Possibilitando rapidez e praticidade, tanto para quem implemente quanto
para quem irá utilizar.
1.2. Objetivos do Projeto
O objetivo desse trabalho é a apresentação da tecnologia PLC, suas principais
características, e recomendação da sua utilização na infra-estrutura de comunicação,
apresentando o seu potencial para uso futuro, citando alguns exemplos do seu uso no Brasil e
no exterior.
1.3. Objetivos específicos
a)
Pesquisar as bibliografias sobre as redes PLC;
b)
Estudar as características das redes PLC;
c)
Desenhar Infra-estrutura para utilização da tecnologia PLC;
d)
Citar Componentes de uma rede PLC;
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e)
Citar Meios de transmissão via PLC.
f)
Comparar o custo da implantação de infra estrutura de rede Ethernet e PLC
1.4. Justificativa
A Tecnologia PLC possui a capacidade de transmitir sinais de dados e voz pela rede
convencional de distribuição de energia usando sinais de alta freqüência. Esta meio de
transmissão já foi utilizada nos anos 90 e hoje ao estar sendo utilizada novamente conta com
os avanços tecnológicos que surgem de pesquisas ainda não concluídas, que tentam fazer com
que os equipamentos utilizados em sua implementação, como modems, placas, adaptadores
em tecnologias próprias para PLC com a vantagem superior de serem mais aperfeiçoados e
podendo suportar as instabilidades das redes elétricas de alta tensão expostas as interferências
do meio externo que provocam problemas de oscilações ao transmitir os sinais. Como em
qualquer outra tecnologia, a problemas que o sistema PLC, se relaciona a obstáculos
tecnológicos, se depara com: desenvolvimento falta de padronização e interferências.
Economicamente a tecnologia PLC apresenta uma grande vantagem com analogia a
outras tecnologias para transmissão de dados: a existência e utilização de infra-estrutura
básica de eletricidade para a comunicação.
2.1. Histórico POWER LINE COMMUNICATION – PLC
Sistemas de Powerline Carrier, chamados inicialmente no Brasil de OPLAT (Ondas
Portadoras em Linhas de Alta Tensão), e utilizado pelas empresas de energia elétrica desde a
década de 1920 (ver figura 2.3), estes sistemas foram e ainda são utilizados para telemetria,
controle remoto e comunicações de voz.
figura 2.1 – dados diferente de voz
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Os equipamentos são muito robustos e normalmente tem uma vida útil superior a
trinta anos. Somente recentemente, com o avanço de instalação de fibras ópticas e
barateamento de sistemas de telecomunicações, diversas empresas de energia elétrica
decidiram abandonar o velho e bom Carrier. Em efeito resposta, os fabricantes estão deixando
de produzir estes equipamentos por falta de demanda.(ANDRADE, 2004).
Algumas poucas aplicações de banda estreita em residências e sistemas de segurança
e automação predial utilizam ainda sistemas de Powerline Carrier de banda estreita, baixa
velocidade e com modulação analógica.
Em 1991, Dr. Paul Brown da Norweb Communications (Norweb é a empresa de
Energia Elétrica da cidade de Manchester, Inglaterra) iniciou testes com comunicação digital
de alta velocidade utilizando linhas de energia. Entre 1995 e 1997, ficou demonstrado que era
possível resolver os problemas de ruído e interferências e que a transmissão de dados de alta
velocidade poderia ser viável. (SILVA, 2004).
figura 2.2 – meio de comunicação : um problema
fonte: http://www.echelon.com
Em outubro de 1997 a Nortel e Norweb anunciaram que os problemas associados ao
ruído e interferência das linhas de energia estavam solucionados. Dois meses depois foi
anunciado pelas mesmas empresas o primeiro teste de acesso Internet, realizado numa escola
de Manchester. Com isto foi lançada uma nova idéia para negócios de telecomunicações que a
Nortel/Norweb chamaram de Digital Powerline. (ANDRADE, 2003).
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No ano de 1998 foi criada pela Nortel e a Norweb uma nova empresa icom o nome
de NOR.WEB DPL com o intuito de desenvolver e comercializar Digital PowerLine (DPL).
Todas as empresas elétricas do mundo estavam pensando em se tornar provedores de
serviços de telecomunicações utilizando seus ativos de distribuição. Devemos lembrar que o
setor de telecomunicações estava passando por um crescimento explosivo no mundo (celular e
Internet) e particularmente no Brasil estava em curso a maior privatização de empresas de
telecomunicações. (SILVA,2004).
No Brasil O acompanhamento dos desenvolvimentos da tecnologia Powerline era
feito na época, pelo Sub-comitê de Comunicações do GCOI, e a APTEL, que foi criada em
abril de 1999, foi realizado o seu primeiro Seminário em setembro de 1999, com o único
tema: Tecnologia Powerline Communications (PLC).
Vale também lembrar que na Europa em 1997 foi criado o PLC Fórum e em 1998 a
UTC lançou nos USA o Power Line Telecommunications Forum (PLTF). Atualmente temos
diversos produtos comerciais com tecnologia Powerline Communications e o próprio FCC
(Federal Communications Commission) fez diversas declarações sobre a viabilidade desta
tecnologia. É importante salientar que, em 23 de Abril de 2003, a Agência Regulatória
Federal de Serviços de Telecomunicações dos Estados Unidos FCC emitiu diversas
declarações de seu Presidente, Commissioner Powell e Conselheiros, favoráveis ao emprego
de tecnologia conhecida como PLC (Power Line Communications), tendo, inclusive, alterado
o nome/referência para BPL (Broadband over Power Lines). (ANDRADE, 2003).
figura 2.3 –desenvolvimento histórico
fonte: Duque,2004
12
2.2.- A Rede PLC
De acordo com Lima (2005) “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”.
figura 2.4 distribuição de energia
2.3 - A Tecnologia
No conceito de Duque (2001) “enquanto que a idéia de enviar sinais elétricos para a
comunicação no mesmo cabeamento da rede de energia elétrica é tão velha quanto o próprio
telégrafo, o uso de equipamentos que usam cabos de rede dedicados excede em muito o
número de equipamentos que usam a rede elétrica AC como meio de transmissão de dados”.
Não e por falta de documentação, já se sabe que é possível essa comunicação pela rede
elétrica desde 1990, mas vários fatores que dizem ao domínio da tecnologia.
Na visão de Duque (2001) seriam esses:
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a) A necessidade do projeto de uma tecnologia que fosse eficiente em superar as
dificuldades impostas pela rede elétrica;
b) A falta de um protocolo de comunicação que pudesse ser considerado padrão;
c) O alto custo do projeto e implantação de novas tecnologias no setor.
As características da rede elétrica a seguir no conceito de Duque (2001):
a)
Grandes variações da impedância da rede elétrica com o tempo;
b)
Grandes variações da sensitividade em freqüência;
c)
Várias cargas geradoras de ruídos (motores universais, chaveamento de
cargas, sistemas chaveados, etc.).
Havendo a superação das dificuldades, algumas vantagens podem ser observadas
como no exemplo citado.
Sistemas de controle distribuídos são hoje a principal aplicação de sistemas
powerline, como são chamados os sistemas que utilizam a rede elétrica para comunicar dados.
O uso vai desde o controle de ambientes em edifícios, passando até pela administração e
operação do sistema elétrico de distribuição. Pode-se usar um exemplo de controle de
aquecimento, da ventilação e do sistema de ar-condicionado em um edifício comercial. Um
sistema de controle deste tipo tem muitos sensores, extensamente espalhados, que medem
tanto a umidade do ar quanto a temperatura. Sensores adicionais monitoram a operação destes
equipamentos. Em resposta às condições determinadas pelos sensores, o controle do sistema
pode tomar certas atitudes, como, por exemplo, fechar ou abrir um duto de ventilação. Nesse
caso a PLC entraria para fazer a comunicação destes equipamentos sem necessidade de cabos
adicionais. (DUQUE,2001)
No Brasil as redes elétricas que são utilizadas geralmente estão expostas as ações da
natureza ocasionando danos na fiação existente.
A tecnologia PLC não apresenta bom desempenho em rede elétrica antiga, necessita
de uma rede em boas condições de uso, ou seja, rede elétrica adequadas, para um melhor
desempenho. As cargas residenciais podem perturbar bastante o sistema PLC, atrapalhando o
acesso ao meio de transmissão que está sendo usado.
2.4. OPÇÕES DE MODULAÇÃO
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De acordo com a APTEL(2003) “Um fator importante relativo à imunidade do
Sistema é a modulação utilizada. Existe uma variedade de técnicas para acoplar o sinal ao
canal de comunicação, cada uma com suas vantagens e desvantagens, das quais destacamos as
três seguintes como mais relevantes”.
A técnica de modulação que se utiliza do método de Espalhamento Espectral
(Spread Spectrum), no conceito da APTEL (2003) “consiste em distribuir a potência do sinal
ao longo de uma faixa de freqüências muito ampla, de modo a garantir que a densidade
espectral de potência seja bastante baixa. Em contrapartida, a largura de banda necessária para
transmissão de taxas na ordem de megabits é bastante elevada”.
A técnica de modulação que e feita usando o método Orthogonal Frequency
Division Multiplex (OFDM) segundo a APTEL (2003) “consiste em modular um grande
número de portadoras de banda estreita distribuídas lado a lado. Este tipo de modulação
oferece grande adaptabilidade ao sistema, pois é possível suprimir portadoras interferentes ou
interferidas ou variar o carregamento (número de bits) de cada portadora de acordo com a
Relação Sinal Ruído ou Atenuação do Enlace. Este sistema necessita de amplificadores
altamente lineares sob pena de harmônicas das portadoras provocarem interferências”.
A técnica de modulação realizada utilizando o GMSK ou Gaussian Minimum Shift
Keying de acordo com APTEL (2003) “é um caso particular de modulação OFDM, às vezes
referido como OFDM de banda larga. As portadoras são moduladas em fase resultando em
um "envelope" constante, de modo que os amplificadores podem ser mais simples. O sinal é
robusto contra interferências de banda estreita tais como sinais de rádio de Ondas Curtas. Esta
modulação resulta em um espectro de forma gaussiana, de onde se origina a sua
denominação”.
O emprego adicional de FEC de código 1/2 oferece robustez ao sistema. O recurso de
se desligar o FEC quando da presença de sinais de boa qualidade melhora o desempenho em
termos de "throughput". Outro recurso do sistema para permitir a continuidade do serviço,
mesmo quando interferido, é desabilitar a portadora afetada. (APTEL, 2003).
15
figura 2.5 – tipos de modulações
fonte: www.aptel.com.br
2.4.1 Redes PLC Internas
De acordo com Silva (2003) o padrão de PLC HOMEPLUG e usado “onde não há
necessidade colocarmos na Rede o equipamento MASTER, neste padrão dois ou mais 19
computadores ficam em rede apenas conectando entre eles e a tomada elétrica um
ADAPTADOR HOMEPLUG, podendo então, compartilhar recursos e até a conexão com a
Internet através de outra tecnologia tipo ADSL, RÁDIO ou CABO”.
2.4.1.1 Padrão HomePlug 1.0
Em março de 2000 foi formada uma aliança entre várias empresas para o
desenvolvimento de uma especificação para redes PLC domésticas de alta velocidade. As
principais empresas participantes são: Cogency, Comcast, Conexant, DS2, EarthLink, Enikia,
Intellon, Motorola, Panasonic, RadioShack, Sharp e Texas Instruments. Em Junho de 2001,
a especificação HomePlug 1.0 foi disponibilizada para as empresas participantes. Entretanto,
somente em Janeiro de 2002 apareceram os primeiros produtos baseados nesta especificação.
A especificação cobre a camada física e o controle de acesso ao meio, e se baseia na
modulação em OFDM com prefixo cíclico e controle de acesso ao meio por CSMA/CA
(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) para fornecer uma taxa de
transferência de até 14Mbps, entretanto, a taxa média é de aproximadamente 8Mbps.
(Taveira, 2004).
16
2.4.1.2 HomePlug AV
A aliança HomePlug já anunciou uma nova versão do padrão HomePlug 1.0 que
será o HomePlug AV, cuja meta é permitir a distribuição de diversas transmissões de áudio e
vídeo em alta definição (HDTV). Esse novo padrão foi desenvolvido pela Panasonic, Intellon,
DS2, Sharp e Conexant.O padrão AV deverá suportar uma taxa de 190Mbps. (Taveira, 2004).
figura: 2.6
fonte: http://www.wiplug.com.br
17
2.5. Problemas existentes
As redes PLC apresentam a vantagem de utilizar a rede elétrica já existente.
Entretanto, pelo mesmo motivo, têm também grandes problemas para a propagação de sinais,
já que estas linhas não foram construídas com o intuito de realizar transmissões de dados.
Os principais fatores que dificultam a propagação de sinal são a atenuação, o ruído e
a distorção que serão vistos.
Taveira (2004), a atenuação é a propriedade do sinal diminuir sua amplitude durante
a propagação. Os três principais fatores causadores da atenuação são: o material do cabo
utilizado, a freqüência do sinal e a distância percorrida. Quanto maior a distância e a
freqüência, maior é a atenuação do sinal. A atenuação do sinal pode, ainda, variar com o
tempo, devido ao ligamento e desligamento de aparelhos na rede elétrica. Na rede elétrica,
diferentemente das outras redes em geral, o fator predominante para a atenuação é a
indutância do cabo utilizado e não a capacitância, pois as impedâncias dos aparelhos que são
ligadas à rede são em geral menores que a impedância característica do cabo. A atenuação não
é um grande fator de empecilho para a propagação do sinal, pois é possível aumentar em certa
faixa a amplitude do sinal a ser transmitido para contornar seus efeitos. Se a atenuação for
muito grande, uma solução seria aumentar muito o nível do sinal. Isso, entretanto é inviável,
pois acarreta problemas relacionados à superação do nível de emissão que é regulamentado
para as redes PLC.
Para Taveira (2004) o ruído é causado pela maioria dos aparelhos que estão ligados à
rede elétrica. Os três principais tipos de ruído são o impulsional, o tonal e o impulsional de
alta freqüência.
a)
O ruído impulsional é gerado principalmente por controladores de intensidade
de lâmpadas e ocorre no dobro da freqüência de alimentação da rede com algumas dezenas de
Volts de amplitude com duração de cerca de 1ms.
b)
Os impulsionais de alta freqüência são causados, principalmente por motores
que existem em vários aparelhos como ventiladores, aspiradores de pó, etc. Esse tipo de ruído
tem uma amplitude relativamente baixa, comparada com a anterior, e ocorre em uma banda de
vários kHz.
c)
O ruído tonal tem basicamente duas origens. A primeira que é não-intencional
é causada por fontes chaveadas que são amplamente usadas em computadores. O ruído gerado
é rico em harmônicos da freqüência de chaveamento que é da ordem de 20kHz até 1MHz.
Uma fonte de ruído tonal intencional são os intercomunicadores que utilizam a rede elétrica,
18
nesse caso podem ser considerados como uma rede PLC também. O ruído gerado é entre
150kHz e 400kHz com alguns volts de amplitude. Outra fonte de ruído intencional que existe
é a captação de sinais de rádio pela rede elétrica, já que a mesma age como se fosse uma
antena.
2.5.1.Interferências:
figura 2.6
Existem dois tipos de interferências:
a)
Impulsiva (aperiódica): chaveamento, descargas
b)
Interferência banda larga: (efeito corona)
O Relatório Aptel (2003) diz “O primeiro caso se relaciona diretamente ao nível de
potência que o organismo de regulação irá determinar como limite de operação para sistemas
PLC; embora já venha se discutindo esse tema no Brasil há algum tempo, não temos nenhuma
indicação de qual será a postura adotada por esse órgão, sendo esse tema, inclusive, objeto de
discussão deste relatório em seu item de Aspectos Regulatórios. Como informação adicional,
mencionamos que nos EUA equipamentos/sistemas PLC devem se submeter aos limites de
emissão estabelecidos pela Norma FCC - Parte 15. Na Europa se aplica a Regulamentação
estabelecida na Norma CISPR 22, que está sendo revista para a inclusão de equipamentos
PLC”.
19
Aptel (2003), Já para o segundo caso fica a preocupação com relação à redução do
espectro disponível para o sistema causada pela interferência provocada por outros
licenciados, implicando em taxas de transmissão muito baixas, e inviabilizando sua aplicação.
Considerando que, devido aos custos envolvidos e ao provável público-alvo dessa aplicação,
as instalações desse sistema se viabilizarão em locais de grande concentração urbana onde já
existem outros sinais nessa faixa, o prévio conhecimento dos níveis de sinal interferente
nessas regiões se revela de extrema importância para o sucesso do empreendimento.
É importante ressaltar que na faixa espectral utilizada pelos equipamentos que vêm
sendo oferecidos ao mercado brasileiro, já se encontram licenciados os seguintes serviços:
móvel marítimo, móvel aeronáutico, radioamador, radiodifusão e radiolocalização, Aptel
(2003).
2.6. PLC no Brasil
LIMA (2006), 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.
De acordo com Lima (2006), a Cemig iniciou os testes do acesso à internet em banda
larga via rede elétrica, em Belo Horizonte foi investido 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.
Lima (2006) 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.
Lima (2006), 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
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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.
Para Lima (2006), 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 norteamericano AES, conglomerado de geração e distribuição de energia, que detém ações de
ambas as distribuidoras de energia.
Na visão de Lima (2006), um 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, quase não sofre interferências do meio ambiente.
2.7. Linhas de distribuição aéreas.
APTEL (2003) A utilização deste tipo de linha apresenta uma dificuldade prática
devido a que grande parte da rede brasileira de iluminação pública utiliza capacitores para fins
de correção do fator de potência dos conjuntos lâmpadas/reatores. Como em muitos casos a
iluminação é alimentado diretamente a partir da rede aérea de distribuição, este capacitor
atenuam ou bloqueiam a transmissão de sinais de freqüências elevadas. As linhas aéreas de
baixa tensão têm comportamento semelhante a linhas de comunicação de condutores paralelos
aéreos permitindo, em princípio, a transmissão de sinais de freqüências mais elevadas, sem
risco da ocorrência de irradiações questionáveis. Diferem das linhas aéreas de média tensão
devido ao fato de que as cargas dispostas ao longo de sua extensão se repetem em intervalos
mais curtos e são representadas por cargas de baixa impedância para os sinais transmitidos
(lâmpadas incandescentes, por exemplo); além do efeito do desacoplamento de sinal, estas
cargas apresentam perdas elevadas, aumentando a atenuação total. Ao contrário das linhas de
média tensão, os isoladores nas linhas de baixa tensão não costumam gerar ruído. Podem estar
presentes ruídos produzidos pelo homem, tais como aqueles provocados por aparelhos
elétricos dotados de motores de escova.
21
APTEL (2003) Além desses ruídos estão presentes sinais de emissoras comerciais de
radiodifusão em nível comparável aos encontrados em linhas de média tensão. Os ramais de
serviço que conectam cada consumidor à linha se constituem em dezenas de pontos de
derivação geradores de reflexões. A combinação dos ruídos presentes nas linhas de baixa
tensão, com as freqüentes derivações e os elevados valores de atenuação total, faz dessas
linhas um ambiente relativamente hostil para a transmissão de sinais de telecomunicações.
2.8.Características da Rede de Distribuição Brasileira
De acordo com APTEL (2003) o uso da rede de distribuição de energia elétrica –
tanto primária quanto secundária – como meio de transmissão de sinais de comunicação é
conhecido há mais de 50 anos, e até recentemente estes sinais de comunicação transportavam
informações de interesse da própria Empresa de Energia Elétrica. Dado o pequeno volume de
informações requeridas em períodos de tempo relativamente extensos para a realização dessas
funções, também tem sido possível o uso de sinais com baixas taxas de transmissão,
utilizando portadoras com freqüências relativamente baixas.
22
2.9. Estudos e iniciativas de projetos pilotos no Brasil
Quatro distribuidoras de energia elétrica já implantaram projetos-pilotos para avaliar
a viabilidade da tecnologia PLC no Brasil. São elas a Copel, do Paraná, a Cemig, de Minas
Gerais, e a Eletropaulo, de São Paulo, e ilha digital Barreirinhas.
(RESUMO
DE
CADA
PROJETO
PILOTO
NO
BRASIL)
23
2.10. Pesquisas em outros países
Existem dois tipos de padrão para o uso da PLC. Um é o "indoor" (ou PLIC), muito
utilizado nos Estados Unidos, Europa e Ásia. Consiste em uma caixa comutadora que vai
interligar uma rede de banda larga pré-existente com a rede elétrica interna de uma casa. Com
isso, todas as tomadas de lá estão habilitadas a transmitir dados além de eletricidade, ou seja,
funcionariam também como pontos de conexão de uma rede de dados, os quais dependeriam
de
um
modem
externo
especial
para
convertê-los
para
um
computador
(http://informatica.terra.com.br, 26 nov 2004).
Mas como a tecnologia surge primeiro lá fora, nos E.U.A já existe a segunda geração
da PLC. "Essa rede é capaz de atingir taxas de transferência de até 200Mb/s (megabits ou
milhões de bits por segundo), enquanto a da primeira geração, muito utilizada na Europa e
Ásia, trabalha a 45Mb/s. É uma plataforma de tráfego multimídia em tempo real por
excelência" (http://informatica.terra.com.br, 26 nov 2004).
24
2.11 REDES DE COMPUTADORES ALGUNS CONCEITOS
Uma rede é um sistema de comunicação de dados, que permite troca de informações.
Os componentes mínimos de qualquer sistema de comunicação de dados são um emissor, um
receptor, um meio físico (chamado de canal, através do qual a informação flui) e uma
mensagem. O emissor e o receptor podem ser duas pessoas conversando, um PC e um
mainframe ou um satélite e uma antena parabólica. O meio físico pode ser uma linha
telefônica, um cabo ou o ar através do qual as microondas trafegam.
2.11.2 Ethernet
“O padrão ethernet surgiu em 1972 nos laboratórios da Xerox com Robert Metcalfe.
Com uma rede onde todas as estações compartilhavam do mesmo meio de transmissão, um
cabo coaxial; a configuração utilizada para esta conexão foi a de barramento, utilizava uma
taxa de transmissão de 2,94 Mbps” (Alves Junior, 2002).
No início o ethernet se chamava de “Network Alto Aloha” , foi modificado para
“ethernet” deixando assim claro que este padrão suporta qualquer computador.
De acordo com Alves Junior (2002) “Metcalfe optou pela palavra “ether” de maneira
a descrever uma característica imprescindível do sistema: o meio físico transporta os bits para
todas as estações, como se acreditava que acontecia com o éter, o meio que preenchia o
universo e o espaço entre os corpos celestes que propagava as ondas eletromagnéticas pelo
espaço”.
Ethernet possui uma característica importante que e o modo de transmissão, para
Alves Junior (2002) pode ser:
a)
Simplex: durante todo o tempo apenas uma estação transmite, a transmissão é
feita uni-lateralmente;
b)
Half-duplex: cada estação transmite ou recebe informações, não acontecendo
transmissão simultânea;
c)
Full-duplex: cada estação transmite e/ou
recebe, podendo ocorrer
transimssões simultâneas.
d)
Fast Ethernet - O padrão fast ethernet manteve do padrão ethernet o
endereçamento, o formato do pacote, o tamanho e o mecanismo de detecção de erro. As
mudanças mais significativas em relação ao padrão Ethernet são o aumento de velocidade que
foi para 100 Mbps e o modo de transmissão que pode ser half-duplex ou full-duplex.
25
a) Gigabit Ethernet - Este novo padrão agregou valor não só ao tráfego de dados
como também ao de voz e vídeo. O gigabit ethernet foi desenvolvido para suportar o quadro
padrão ethernet, isto significa manter a compatibilidade com a base instalada de dispositivos
ethernet e fast ethernet e não requerer tradução do quadro. Possui taxa de transmissão de
1Gbps e, na sua essência, segue o padrão ethernet com detecção de colisão, regras de
repetidores, aceita modo de transmissão half- duplex e full-duplex. Algumas mudanças foram
necessárias para obter o suporte ao modo half- duplex..
2.11.3 Controle de Acesso ao Meio
O conceito de MAC por Ponce (2002) “MAC é controlar o uso do cabo, verificando
se o cabo está ocupado ou não. Se o cabo está ocupado o quadro de dados não será enviado,
caso contrário os dados serão enviados pela rede. Se durante a transmissão ocorrer uma
colisão (transmissões slmultâneas pelo mesmo cabo) a MAC é capaz de identificar as
máquinas envolvidas, fazendo com que elas esperem tempos diferentes para poderem
transmItir novamente”.
2.11.4. Quadro Ethernet
figura 2.8
fonte: Alves Junior(2002)
O quadro ethernet é dividido em vários campos. Os principais campos podem ser
descritos por Alves Junior (2002) da seguinte maneira:
a)
Destination Address: contem o endereço MAC do destinatário;
b)
Source Address: contem o endereço MAC do remetente;
c)
Type/Length: indica o tamanho em Bytes do campo de dados;
d)
Data: contem os dados que deverão ser passados a próxima camada, deve ter
tamanho mínino
e)
de 46 bytes e máximo de 1500 bytes;
26
FCS – Frame Check Sequence: contem o Cyclic Redundancy Check (CRC) /
f)
verificação de erro.
2.11.5. Cabeamento
figura 2.9
fonte: cisco
2.15.1. Cabo de par trançado
figura 2.10
Chamado cabo UTP (Unshielded Twisted Pair – Par trançado Não Blindado).
Vantagens do UTP (100 Base Tx):
a)
Baixo custo;
b)
Facilidade de conectar dispositivos;
27
c)
Facilidade de instalação;
d)
Pode ser blindado com a finalidade de diminuir as interferências que o
próprio cabo venha gerar ou receber no meio ambiente;
e)
A eventual falha de um cabo não afeta os outros nós da rede;
f)
Oferece maior segurança que o cabo coaxial.
g)
Desvantagens:
h)
Pode sofrer e causar interferências no meio ambiente, principalmente quando
usado em velocidades altas (1000Mbps);
i)
Quando blindado, pode gerar despesas e mão-de-obra adicional na
manutenção do aterramento;
j)
Tem banda de passagem limitada em relação ao cabo coaxial e à fibra óptica;
k)
Este cabo não protege os dados contra interferência elétrica.
O par trançado blindado (STP – shielded twisted pair) contém uma blindagem
individual para cada par de fios, a fim de reduzir a diafonia, e uma blindagem global para
diminuir a influência externa. Não é habitualmente usado devido ao seu alto custo entretanto
há certos casos que se faz necessário o uso do mesmo 10 Base T.
2.15.2. Cabo coaxial
figura 2.11
O cabo coaxial, às vezes chamado de coax, é amplamente utilizado em Televisão a
cabo e por um tempo suplantou o fio de par trançado como meio de conexão de redes. Há dois
condutores em um cabo coaxial. Um deles é o fio simples no centro do cabo; o outro é a
blindagem que envolve o primeiro cabo com um isolante no meio.
Vantagens:
a)
Imunidade superior ao ruído;
b)
Suporta banda base e banda larga;
c)
Cada segmento alcança distância maiores que o par trançado;
d)
Pode transmitir voz, dados e imagens;
e)
É uma tecnologia bem dominada;
28
f)
Permite multiderivação (redes em barramento).
Desvantagens:
a)
Mais oneroso que o par trançado;
b)
Sua instalação é mais difícil e mais cara;
c)
Falta de segurança;
d)
Na multiderivação, a falha em um único ponto impede a comunicação entre
os outros nós.
2.15.3. Fibra óptica
figura 2.12
fonte: www.policom.com.br
É um fio fino de vidro que transmite vibrações de raios de luz em vez de freqüências
elétricas. Quando uma extremidade do fio é exposta à luz, o fio transporta a luz para a outra
extremidade – fazendo curvas com uma perda de energia mínima ao longo do caminho. Como
a luz viaja muito mais rápido que a eletricidade, o cabo de fibra óptica transporta facilmente
dados a 100Mbps. Este cabo é imune às interferências eletromagnéticas. Por isso tem maior
alcance dos sinais, proporcionando maior velocidade de transmissão e distâncias maiores são
obtidas. É adequado pra conectar prédios com diferentes aterramentos elétricos. É
extremamente caro.
Vantagens:
a)
Taxas de transferências muito altas;
b)
Não produzem nem sofrem interferências eletromagnéticas;
c)
Transportam os sinais por distâncias maiores com menor degradação.
Desvantagens:
a)
Pessoal mais especializado (mais caro, portanto) para fazer a instalação;
b)
Mais difícil adicionar e excluir nós;
c)
Preço mais alto que os outros cabos.
29
2.11.6. Conexões sem fio
figura 2.13
Meios mais flexíveis e com alcance de maiores distâncias. Usadas especialmente nas
situações onde é difícil a passagem física dos cabos.
A comunicação é feita ponto-a-ponto, mas precisa haver alinhamento entre o
transmissor e o receptor.
Vantagens:
a)
Gastos com lançamento e manutenção de cabos desaparecem;
b)
Facilidade de instalação e reconfiguração pode ser alta;
c)
Infravermelho não precisa de licença legal para uso;
d)
Canais de difusão permitem que os nós receptores sejam móveis;
e)
Microondas e laser apresentam alta banda de passagem.
Desvantagens:
a)
Canais de difusão são inseguros (precisa criptografia);
b)
Uso de ondas de rádio, laser e microondas precisa de autorização legal;
c)
Microondas, infravermelho e lasers são sensíveis a barreiras de materiais e
turvamento atmosférico.
2.11.7. Topologias
Para falar sobre topologias, vamos mostrar os diferentes tipos de topologia. As
topologias de rede existem dois tipos diferentes a física e lógica.
30
As topologias físicas dizem como os computadores se conectaram entre si e como
ficaram interligados. Incluídos como parte da topologia física, estariam os cabos, os
conectores, as placas de rede, e os switchs. Uma parte da rede que pode ser tocado, então é
parte da topologia física de sua rede.
As topologias lógicas descrevem como os sinais passam entre os computadores
ligados em rede, e como as informações passam de nó para nó. Já que as mesmas palavras
(barramento e anel) são usadas para descrever as topologias lógica e física, é importante
compreender a distinção.
2.11.7.1 Topologia em estrela
figura 2.14
fonte: http://www.faccat.br/educa/ead/micro992/quinta/quirede/
Nessa topologia cada nó é interligado a um nó central (mestre), através do qual todas
as mensagens devem passar. Tal nó age, assim, como centro de controle de rede, interligando
os demais nós (escravos).
O nó central pode ter tanto a função de gerência de comunicação como facilidades de
processamento de dados, como a única função de gerenciamento das comunicações. O nó
central cuja função é o chaveamento (ou comutação) entre as estações que desejam se
comunicar, é denominado de comutador ou switch. Redes em estrela não tem necessidade de
roteamento.
Confiabilidade é um problema em redes em estrela. Falhas em um nó escravo
apresentam um problema mínimo de confiabilidade, uma vez que o resto da rede continua em
funcionamento. Falhas no nó central, por outro lado, podem ocasionar a parada total da rede.
Outro problema é relativo à modularidade. A configuração pode ser expandida até o limite
imposto pelo nó central.
31
2.11.7.2. Topologia em anel
figura 2.15
fonte: http://www.faccat.br/educa/ead/micro992/quinta/quirede/
Estações conectadas através de um caminho fechado. O anel não interliga as estações
diretamente (por motivos de confiabilidade), mas consiste em uma série de repetidores
ligados por um meio físico, sendo cada estação ligada a estes repetidores.
Redes em anel são, teoricamente, capazes de transmitir e receber dados em qualquer
direção. As configurações mais usuais são unidirecionais, de forma a simplificar o projeto dos
repetidores e tornar menos sofisticados os protocolos de comunicação que asseguram a
entrega da mensagem ao destino corretamente e em seqüência, pois sendo unidirecionais
evitam o problema de roteamento.
Confiabilidade aumenta com a introdução de concentradores (hubs), que facilitam
isolamento das áreas de erros, aumenta modularidade (é mais fácil acrescentar novos nós).
Falhas nos segmentos entre os concentradores pode acarretar o uso de um duplo anel
(secundário ou de backup), triplo anel e etc.
Topologia em anel se adapta bem com fibra ótica, porque tem transmissão
unidirecional.
32
2.11.7.3. Topologia em barra
figura 2.16
fonte: http://www.faccat.br/educa/ead/micro992/quinta/quirede/
Todas as estações (nós) se ligam ao mesmo meio de transmissão. A topologia em
barra tem uma configuração multiponto. Cada nó conectado à barra pode ouvir todas as
informações transmitidas (similar à radiodifusão). Facilita aplicações que trabalham com
mensagens do tipo difusão e estações que trabalham no endereçamento promíscuo ou modo
espião.
Acesso (forma de multiplexação do tempo) à barra pode se dar por:
a)
Controle centralizado: direito de acesso é determinado por uma estação
especial da rede. Oferece menos problemas de confiabilidade (como estrela);
b)
Controle descentralizado: responsabilidade de acesso é distribuída entre todos
os nós (como anel);
c)
Desempenho destas redes depende do meio de transmissão, número de nós
conectados e controle de acesso.
2.11.8. Modelo de referencia OSI
Open Systems Interconnection da International Standards Organization
33
figura 2.17
fonte: cisco
2.18.1. A Camada Física
Esta camada está relacionada com a transmissão simples de bits sobre um canal de
comunicação.
A camada Física pega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os
transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Se o
meio for elétrico, essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais elétricos a serem
transmitidos pelo cabo. Se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada converte os 0s e
1s dos quadros em sinais luminosos e assim por diante, dependendo do meio de transmissão
de dados.
Como você pode facilmente perceber, o papel dessa camada é efetuado pela placa de
rede dos dispositivos conectados em rede. Note que a camada Física não inclui o meio onde
os dados circulam, isto é, o cabo da rede. O máximo com que essa camada se preocupa é com
o tipo de conector e o tipo de cabo usado para a transmissão e recepção dos dados, de forma
que os 0s e 1s sejam convertidos corretamente no tipo de sinal requerido pelo cabo, mas o
cabo em si não é responsabilidade dessa camada.
Questões típicas nesta camada:
a)
voltagem para bit "1"
34
b)
voltagem para bit "0"
c)
tempo de duração de um pulso
d)
o modelo de transmissão (simplex, half-duplex, full-duplex)
e)
como a conexão é estabelecida e cortada
f)
pinagem dos conectores
2.11.8.2. A Camada Link de Dados
A tarefa desta camada é tornar um sistema de transmissão cru e transformá-lo numa
linha que se mostra livre de erros de transmissão à camada network.
Organiza a entrada em data frames (algumas centenas de bits), transmite os frames
sequencialmente e procura frames de aviso de recebimento para enviar de volta ao
transmissor.
Coloca sinalizadores de início e fim de dados.
Resolve problemas de danificação, perda e duplicação de frames.
Deve tratar do problema de conexão de máquinas de diferentes velocidades.
2.11.8.3. A Camada Network
Esta camada controla a operação da subnet. Sua tarefa principal é: Como os pacotes
de informação são roteados da fonte para o destino.
Rotas podem ser:
a)
estáticas: são definidas por hardware e são raramente modificadas.
b)
podem ser definidas no início de uma sessão.
c)
podem ser altamente dinâmicas, modificando-se a cada transmissão.
Outras tarefas:
a)
Controle de congestionamento e tráfego.
b)
Estatística de uso por usuário.
c)
Quando um pacote viaja de uma rede para outra, muitos problemas de
compatibilidade podem aparecer (endereçamento, tamanho, etc.). A camada network deve
resolver estas incompatibilidades.
Em redes tipo broadcast, o problema de roteamento é simples, de modo que a
camada network é muito pequena, ou mesmo inexistente.
35
2.11.8.4. A Camada de Transporte
A função desta camada é pegar os dados da camada de sessão, quebrá-los em partes
menores, se necessário, passá-los para a camada network e garantir que as partes cheguem em
ordem do outro lado.
Esta camada isola as camadas superiores das mudanças inevitáveis no hardware. Cria
uma conexão distinta na network para cada conexão requisitada pela camada de sessão.
No caso de uma requisição para conexão de grande desempenho, a camada de
transporte pode criar múltiplas conectivas na network. A multiplexação também é feita aqui.
Pode fazer difusão de mensagens para múltiplos destinatários.
Tem a função de realizar transporte seguro entre dois hosts, Fornecendo serviços de
comunicação, a camada de transporte estabelece, mantém e termina corretamente circuitos
virtuais, controle do fluxo de informações e a detecção e recuperação de erros de transporte.
2.11.8.5. A Camada de Sessão
Além da regulamentação básica das sessões, a camada de sessão oferece recursos
para transferência eficiente de dados. Ela também sincroniza o diálogo entre as camadas de
apresentação dos dois hosts e gerencia a troca de dados entre eles.
A camada de sessão permite usuários em máquinas diferentes estabelecerem sessões
(por exemplo, login, transferência de arquivos) entre elas. Um serviço oferecido por esta
camada é o controle de diálogo.
Para alguns protocolos, é essencial que ambos os lados não tentem a mesma
operação ao mesmo tempo. Um sistema de tokens pode ser gerenciado pela camada de sessão.
Numa transferência, o problema de sincronização deve ser elaborado.
36
2.18.6. A Camada de Apresentação
Camada de apresentação faz a conversão de vários formatos de dados usando um
formato comum, trata da sintaxe e semântica da informação transmitida.
Por exemplo, trata da codificação dos dados numa forma padrão. Faz também
compressão de dados e criptografia para garantir privacidade.
2.18.7. A Camada de Aplicação
A camada de aplicação é a camada OSI mais próxima do usuário,
ela fornece serviços de rede aos aplicativos do usuário, contém uma
variedade de protocolos que são comuns e necessários: tipos de
terminais, tipos de convenções de nomes em transferência de arquivos,
correio eletrônico, etc.CAPITULO 3
3.1. Comparação de custo de infra-estrutura PLC em relação a Ethernet
A parada de uma rede, a perda de produtividade e os ciclos de vida do sistema são
todos diretamente afetados pela capacidade de transmissão de dados. A obtenção do máximo
de desempenho do equipamento ativo também depende das características de transmissão do
meio físico.
Apesar de que umas das principais intenções da tecnologia PLC seja de espalhar
acessos a Internet a locais mais distantes que não possuem nenhum tipo de telecomunicação, a
mesma se mostra interessante até mesmo em projetos de menor grandeza, se tornando uma
alternativa de meio de transmissão.
Ao usar a tecnologia Power Line Commucation para formação de uma rede local e
distribuição do serviço de internet observou-se uma série de vantagens, tais como: o custo
baixo; utiliza instalação elétrica pré – existente; toda sala de uma empresa e característico que
tenha várias saídas elétricas; é fácil de instalar uma impressora, ou qualquer outro dispositivo
que não precisará ser conectado diretamente a um computador, não tendo que estar
fisicamente perto de qualquer computador em rede.
Tendo em vista estás características da tecnologia PLC será demonstrada em uma
mesma empresa fictícia, a utilização desta tecnologia comparando-a com a tecnologia mais
usada atualmente no mercado, que é a transmissão de dados através de cabeamento categoria
5e.
37
Todos os materiais utilizados serão criteriosamente analisados quanto a qualidade e
tempo de vida útil, para se assegurar a boa estrutura de rede. Todos os cabos serão
identificados em suas duas extremidades seguindo os padrões impostos pelas normas,
facilitando o eventual remanejamento de um ponto qualquer de dados, bastando para isso
apenas mudar um conectar de lugar dentro de uma das salas dos dispositivos de rede.
De uma maneira geral, todo o custo para implementação das duas tecnologias serão
avaliados mostrando as diferenças entre elas.
38
3.2 Infra-estrutura de Rede Proposta usando cabos Cat. 5e( ethernet)
O presente projeto propõe uma infra-estrutura de rede em estrela distribuída em dois
pontos de concentração. Dividindo-se o ambiente físico da empresa em dois segmentos
diferentes, ficam mais bem organizados os pontos de interligação dos componentes ativos de
rede com as estações de trabalho.
Os cabos categoria 5e são vendidos a baixo custo no mercado são de fácil
implementação, porém na maioria dos casos e necessário algumas reformas para instalação de
eletrocalhas e eletrodutos o que torna a instalação mais cara.
o Rede Principal (back-bone): A rede principal da empresa será constituída da
interligação entre os rackers. A conexão entre eles será feita através do mesmo
cabeamento Cat. 5e que sairão da sala dos servidores e chegarão a sala do segundo
rack. Com esta estrutura em funcionamento, será criada uma conexão de 100Mbps
eficiente e estável.
o Área de trabalho: O cabeamento será guiado pelas eletrocalhas (Anexo 1)até
chega próximo as salas das estações de trabalho onde passam a ser guiadas por
eletrodutos (Anexo 1) até o espelho (Anexo 1), de onde serão ligados os “Line
cords” descriminados no Anexo 1.
39
Diagrama da Distribuição de Pontos de Dados
figura 3.1
40
3.2.1 Instalação dos equipamentos
Os ativos que constituem a rede de dados, são 2 switches camada 2, com 24 Portas
cada um em cada rack, trabalhando com tecnologia Fast Ethernet a 100Mbps.
3.2.2Problemas possíveis
A medida que a empresa cresce são necessários criar e remanejar pontos de rede, isso
gera um investimento maior em mão-de-obra e em materiais para realização de reformas para
atender essa demanda. A tecnologia PLC facilita e reduz o tempo e o custo para a conclusão
dessas mudanças, pois não é preciso fazer adaptações na estrutura da empresa, só seria
necessário o remanejamento ou a compra de um adaptador.
Como já foi visto anteriormente os cabos Cat. 5e sofrer interferências do meio
ambiente e de campos eletromagnéticos, e devem ser instalados a uma distancia mínima de
12cm de qualquer fio elétrico.
3.2.3 Velocidade da Rede Interna e Internet
Quando tratarmos da distribuição de internet a solução adotada para tal finalidade será
o uso de um equipamento chamado de roteador DSL que receberá o link oriundo de um
modem DSL (brasil telecom), o roteador se encarregará de autenticar e gerar a conexão com a
internet para os assinantes. A conexão do mesmo a rede será feita através da tomada elétrica,
a figura concretizará como será feita a conexão.
A velocidade máxima atingida internamente atualmente é aproximadamente de 100
Mbps. Porém devido aos cabeçalhos e a colisões a velocidade cairá e não atingirá o valor
máximo.
A velocidade da internet será de 768 Kbits originário do link provido pela
brasiltelecom (Tecnologia ADSL) que será distribuído pela rede através do roteador DSL
instalado na sala de servidores conforme planta (FIGURA 3.1).
3.3 Infra-estrutura de Rede Proposta usando PLC
41
A proposta do projeto envolve distribuir serviços informatizados via rede que será
Implantada com a tecnologia PLC em um ambiente de informática conforme a figura 3.2. A
intenção será distribuir tais conexões se beneficiando da estrutura elétrica previamente criada
minimizando ao máximo as alterações na estrutura elétrica e infra-estrutural do ambiente
utilizado. Na figura 3.1 ilustra simplificadamente o cabeamento pré - existente no escritório.
O presente projeto propõe uma infra-estrutura de rede em estrela distribuída pela rede
elétrica. Os equipamentos de informática (computadores, impressoras etc.) estarão
interligados por meio da rede elétrica com largura de banda suficiente para se evitar os
gargalos que causam instabilidades na rede.
Todos os equipamentos usados em nosso projeto trabalharão na linha de transmissão
elétrica de baixa tensão não envolvendo os transformadores de alta e média tensão como no
caso do desenvolvimento do projeto da CEMIG entre outras no Brasil.
o Rede Principal (back-bone): A rede principal da empresa será constituída da
interligação entre o switch de rede. A conexão entre eles será feita através da rede
elétrica que sairá da sala de equipamentos e chegarão as salas de trabalho
interligando todos eles através da tomada e conectores. Com esta estrutura em
funcionamento, será criada uma conexão de 14Mbps eficiente e estável.
o Área de trabalho: O sinal de rede chegará às estações de trabalho por meio da
tomada usando adaptador plc (Anexo 2), onde serão ligados os “Line cords”
descriminados no item (Anexo 2).
42
Ambiente operacional com PLC
figura: 3.2
43
3.3.1 Instalação dos equipamentos
A instalação dos equipamentos e simples, só será necessário conectar o adaptador no
ponto de energia elétrica, e para as salas que optarem pela comunicação sem fio entre a
tomada e o computador será disponibilizado também um equipamento que tem ponto de
acesso embutido com o adaptador para rede PLC. O equipamento da Linksys que será
utilizado (Anexo 2) , mostra mais uma vez a interação que a tecnologia PLC permite com
outros tipos de tecnologia.
3.3.2 Problemas possíveis
Como já foi visto anteriormente no capitulo 2 a tecnologia PLC não possui bom
desempenho em rede elétrica antiga, precisa de uma rede em boas condições de uso, ou seja,
rede elétrica de qualidade, para melhorar o desempenho de suas funções.
As cargas residenciais podem perturbar bastante o sistema PLC, atrapalhando o
acesso. O grau de perturbação dependerá do tipo de carga e do consumo de energia. O sistema
PLC compensa até certo ponto as degradações e mantém a qualidade do acesso até que seu
limiar de correção seja ultrapassado, neste momento o PLC começa a falhar e permanece
assim até que o nível de perturbação diminua para valores aceitáveis.
Existem vários possíveis causadores dessas perturbações, são eles:

1ª - Interferências Causadas por equipamentos de Corrente Alternada (AC). Seriam
esses os condicionadores de ar, liquidificadores, chuveiros elétricos entre outros.
Possível Solução: Criar uma fiação separada para o uso dos mesmos, além de relógios de
medição separados.

2ª – Interferências causadas pelo meio externas: Seria a exposição dos cabos elétricos
aos efeitos degradantes da natureza (Sol, Chuva, umidade entre outros. Possível
Solução: Colocar os cabos elétricos no subterrâneo.

3ª – Distância: Os equipamentos voltados a tecnologia PLC possuem um limite de
distância se não sofrerão atenuação no sinal. Possível Solução: Evitar distâncias
maiores que o estipulado pelos fabricantes dos equipamentos e instalação de
repetidores em cada residência.
3.3.3Velocidade da Rede Interna e Internet
44
A velocidade proporcionada internamente pelos adaptadores de rede PLC atualmente é
aproximadamente de 14 Mbps, é bem mais baixo do que é atingido usando o cabeamento Cat.
5e.
A velocidade da internet será de 768 Kbits, a mesma usada no outro projeto, originário
do link provido pela brasiltelecom (Tecnologia ADSL) que será distribuído pela rede através
do roteador DSL instalado na sala de servidores conforme planta (FIGURA 3.2).
45
3.4 Considerações sobre as implantações
Neste tópico mostraremos como ficaram as tabelas contento os preços relacionados
para a implantação das infra-estruturas aqui estudadas.
Primeiramente mostraremos quanto foi o custo (valores em reais) para a implantação
no cenário apresentado usando cabos metálicos cat5e(ethernet), logo em seguida quando
custou a implementação usando a tecnologia PLC.
As tabelas se referem a equipamentos de infra-estrutura utilizada, serviços de
cabeamento e serviços de mão de obra necessária.
Acessórios Necessários cabeamento metálico cat5e
Unidade Qtd.
Valor Unit. Valor Tota
Item
Discriminação
Racks
1.1
Rack (Tipo 1) - 42 U - fechado - Com ventilação
Un
1.2
Rack (Tipo 2) - 12 U - Fechado - Com ventilação
Un
1.3
Régua de Tomadas Elétricas - 6 tomadas
Un
1.4
Guia de Cabos
Un
1.5
Parafuso M5/Porta Gaiola
Un
Cabeamento Metálico - Categoria 5e
1.6
Cabo Par Trançado UTP
Metro
1.7
Adapter Cable - 3,0m
Un
1.8
Patch Cable - 1,5m
Un
1.9
Patch Panel - 24 portas
Un
1.10
Patch Panel - 48 portas
1.11
Parafuso M5/Porta Gaiola
Un
1.12
Conector RJ-45 Fêmea - Metálico
Un
1.13
Espelho 4x4 - Simples
Un
1.14
Espelho 4x4 - Duplo
Un
Infraestrutura
1.15
Eletrocalha Furada 150 x 50mm
Barra
1.16
Estirante
Barra
1.17
Tampa para Eletrocalha 150 x 50mm
Barra
1.18
Subida para eletrocalha 150 x 50mm
Un
1.19
Curva para eletrocalha 150 x 50mm
Un
1.20
Emenda eletrocalha 150 x 50mm
Un
1.21
Saida Horizontal de 1/2'
Un
1.22
Parafuso/porca/arruela para emenda de eletrocalha
Un
1.23
Suporte eletrocalha 150 x 100mm
Un
1.24
Parabolt de fixação de suporte de eletrocalha
Un
1.25
Box para conexão
Un
1.26
Copex de metal revestido de borracha 1/2´
Metro
1
1
8
8
100
1.250,00
410,00
56,75
16,13
0,60
1.250
410
454
129
60
1760
65
65
4
1
100
71,5
35
85
2,53
17,00
4,66
271,00
518,00
0,60
1,05
2,20
2,80
4.452
1.105
302
1.084
518
60
75
77
238
40
40
40
10
10
180
85
979
120
120
85
200
32,00
8,50
12,00
11,00
12,00
1,90
3,50
0,90
9,30
9,50
8,30
4,50
1.280
340
480
110
120
342
297
881
1.116
1.140
705
900
46
1.27
1.28
1.29
1.30
1.31
1.32
1.33
1.34
Diversos
1.35
1.36
1.37
1.38
Luva junção copex/tubo galvanizado 1/2´ p/ 3/4´
Abraçadeira para copex 1/2´ - tipo copo
Caixa de passagem de metal para copex 1/2'
Parafuso/bucha de fixação de copex
Tubo galvanizado 3/4' para descida do ponto
Abraçadeira para copex 3/4' - tipo copo
Caixa tipo petrolet metal com uma entrada 3/4'
Parafuso/bucha de fixação de ponto
Material elétrico - fita isolante
Pilhas
Etiquetas
Abraçadeira Plástica e Velcro
Un
Un
Un
Un
Barra
Un
Un
Un
85
200
33,33333
220
68
204
68
224,4
3,90
1,90
8,30
0,70
24,00
1,90
6,20
0,70
331
380
276
154
1.632
387
421
157
Pc
Pc
Pc
Cx
30
20
30
10
2,70
6,00
10,00
20,00
Total do Item
81
120
300
200
R$ 22.3
Tabela 3.1
Serviços de Cabeamento cabeamento metálico cat5e
Item Discriminação
Unidade Qtd. Valor Unit. Valor Total
Serviço de Instalação de Infraestrutura (dados, telefonia)
1
Instalação de Eletrocalha Metálica
Hora 80
20,00
1.600,00
2
Instalação de copex
Hora 80
20,00
1.600,00
Cabeamento Metálico - Dados e Telefonia
3
Cabeamento Horizontal - Passagem de cabos Hora 72
30,00
2.160,00
4
Crimpagem de cabos e conectores
Hora 48
30,00
1.440,00
5
Identificação dos pontos nos outlets
Hora 24
30,00
720,00
6
Identificação dos pontos nos cabos
Hora 24
30,00
720,00
7
Instalação dos racks
Hora 24
30,00
720,00
8
Identificação dos pontos de dados nos racks
Hora 24
30,00
720,00
9
Certificação do cabeamento horizontal
Hora 48
30,00
1.440,00
Serviços de Obras Civis Necessárias cabeamento metálico cat5e
Item Discriminação
Unidade Qtd. Valor Unit. Valor Total
10 Reparação de Obras em Paredes
Horas 40
20,00
800,00
11 Reparação de Obras em Tetos
Horas 40
20,00
800,00
12 Reparação de Obras em Pisos
Horas 40
20,00
800,00
Total do Item R$ 13.520,00
Tabela 3.2
Obs.: 8 horas de trabalho por dia
Custo total deTotal de: R$35.889,36
47
Acessórios Necessários
Unidade Qtd. Valor Unit. Valor Total
Item Discriminação
Racks
1.1 Rack (Tipo 1) - 42 U - fechado - Com ventilação
1.2 Régua de Tomadas Elétricas - 6 tomadas
1.3 Guia de Cabos
1.4 Parafuso M5/Porta Gaiola
1.5 Adapter Cable - 3,0m
1.6 Patch Panel - 24 portas
1.7 Patch Cable - 1,5m
1.8 Patch Panel - 48 portas
1.9 Adaptador PLC link sys
Diversos
1.10 Material elétrico - fita isolante
1.11 Pilhas
1.12 Etiquetas
1.13 Abraçadeira Plástica e Velcro
Un
Un
Un
Un
Un
Un
Un
Um
Pc
Pc
Pc
Cx
1 1.250,00
8
56,75
8
16,13
100
0,60
65
17,00
4
271,00
65
4,66
1
518,00
62
250,00
1.250,00
454,00
129,04
60,00
1.105,00
1.084,00
302,90
518,00
15.500,00
30
2,70
81,00
20
6,00
120,00
30
10,00
300,00
10
20,00
200,00
Total do Item 21.103,94
Tabela: 3.3
Serviços de Cabeamento POWERLINE (PLC)
Item Discriminação
Unidade Qtd. Valor Unit. Valor Total
Serviço de Instalação de Infraestrutura (dados, telefonia)
5
Identificação dos pontos nos outlets
Hora 24
30,00
720,00
6
Identificação dos pontos nos cabos
Hora 24
30,00
720,00
7
Instalação dos racks
Hora 24
30,00
720,00
8
Identificação dos pontos de dados nos racks Hora 24
30,00
720,00
Total do Item 2.880,00
TABELA 3.4
Obs.: 8 horas de trabalho por dia
Custo total deTotal de: R$23.983,00
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A Power Line Comunication mostrou-se bastante viável e prática para formação de
redes pequenas, em situações com poucos pontos de dados como, por exemplo, em uma rede
doméstica, por sua implementação rápida e cômoda por usar um meio físico pré-existente, e
também se mostrou eficiente no uso para o fornecimento de acesso a internet de banda larga, e
apresentou a possibilidade da implementação de outros serviços como 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. A tecnologia também permiti levar a internet de forma
mais econômica a cidades distantes geograficamente e desprovidas de infra-estrutura de
telecomunicações e pode ser usada para iniciarmos um projeto nacional de inclusão digital,
mostramos a aplicação pratica disto na cidade de Barreirinhas no estado do Maranhão.
No projeto apresentado anteriormente que utilizou a tecnologia PLC, ouve uma
economia grande de aproximadamente 35% nos gastos na parte de infra-estrutura, e mesmo se
a instalação elétrica da empresa estivesse em condições ruins ou fossem muito antigas, a sua
substituição teria um custo quase insignificante. Porem a mesma se mostrou deficiente com
vários obstáculos a serem ultrapassados e ainda serão necessários investimentos e mais tempo
para ser considerada uma tecnologia que está no seu funcionamento estável, satisfatório e
confiável.
Já o cabeamento Cat. 5e utiliza um par para transmitir e outro par para receber os
dados o que é conhecido como método Full-dupex, e todos os concentradores são swithes
com portas comutáveis, o que reduz em grande parte as colisões da rede melhorando a
eficiência na transmissão. É um meio de transmissão bem desenvolvido e que está sendo
explorado e atingindo velocidades cada vez maiores com a categoria 6 já disponível no
mercado que atinge 10Gb\s, e a categoria 7 que já esta em desenvolvimento.
Temos a possibilidade de ter uma rede funcionando mais rapidamente e com custo
menor, porém com desempenho um pouco menor, e a possibilidade de ter uma rede mais
eficiente, porém com um custo para implementação e manutenção maior, a escolha da melhor
tecnologia a ser implementada muda de acordo com as necessidades da empresa e de quando
se tem para investir.
A introdução da tecnologia Power Line Communication permitirá uma sofisticação no
uso, não só de computadores, mas também de equipamento eletro-eletrônicos abrindo várias
portas para desenvolvimento e integração dos mesmos, por tanto é uma tecnologia que vem
para disputar espaço no mercado e que abre algumas possibilidades de desenvolvimento de
novos produtos e serviços.
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4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
4.1 Etapa 1: Embasamento teórico
Conhecer as características e funcionalidades da técnologia Power Line Communication;

Pesquisar equipamentos necessários para o funcionamento da técnica escolhida;

Pesquisar sobre as possiveis falhas da tecnologia;

Pesquisar sobre as tecnologias existentes atualmente no mercado.
4.2 Etapa 2: Implantação

Escolher o ambiente operacional onde será implantada a tecnologia;

Verificar quais e quantos equipamentos serão necessarios para montar o ambiente
operacional;

Fazer uma comparação entre os preços e marcas encontradas atualmente no mercado
chegando a um valor medio de cada equipamento.

Somar o total gasto na implementação de cada tecnologia.
4.3 Etapa 3: Resultado

Comparar o valor toda gasto em cada implementação;

Analizar cada implementação afim de testar sua eficiência;

Expor um resultado final sobre a comparação entre as tecnologias;
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5. Conclusão
Ao desenvolver tal pesquisa sobre a tecnologia PLC visamos adquirir conhecimentos a
respeito da PLC e ao mesmo tempo difundi-la tendo em vista a proposta que a mesma possuí
quando tratamos de redes de computadores.
A Power Line Comunication mostrou-se bastante viável e prática para formação de
redes pequenas, em situações com poucos pontos de dados como, por exemplo, em uma rede
doméstica, por sua implementação rápida e cômoda por usar um meio físico pré-existente, e
também se mostrou eficiente no uso para o fornecimento de acesso a internet de banda larga, e
apresentou a possibilidade da implementação de outros serviços como 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. A tecnologia também permiti levar a internet de forma
mais econômica a cidades distantes geograficamente e desprovidas de infra-estrutura de
telecomunicações e pode ser usada para iniciarmos um projeto nacional de inclusão digital,
mostramos a aplicação pratica disto na cidade de Barreirinhas no estado do Maranhão.
A introdução da Power Line Communication permitirá uma sofisticação no uso, não
só de computadores, mas também de equipamento eletro-eletrônicos abrindo várias portas
para desenvolvimento e integração dos mesmos, por tanto é uma tecnologia que vem para
disputar espaço no mercado e que abre algumas possibilidades de desenvolvimento de novos
produtos e serviços.
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6. Referências
ANDRADE, Reginaldo Pereira. SOUZA, Renato Kronit. UMA VISÃO GERAL
SOBRE A TECNOLOGIA PLC. 2004. Disponível em: <www.eee.ufg.br/cepf/pff/2003>
Acesso em 20 abr. 2006.
CEMIG. Projeto Piloto PLC. Disponível em: <http://www.cemig.com.br/plc>.
Acesso em 21 abr. 2006.
DUQUE, Everaldo. PLC. 2003. Disponível em:
<http://www.mestradoeletrica.ufjf.br/professores/duque/PLC>.
Acesso em 3 maio 2006.
DUQUE, Everaldo. Trans missão de dados através da rede elétrica. 2004. Disponível em:
<www.uefs.br/erbase2004/documentos/erbase/erbase4_p06_carlos_duque.pdf>
Acesso em 12 maio 2006.
Eletropaulo. Projeto Piloto PLC. Disponível em: <http://www.eletropaulo.com.br >.
Acesso em: 27 março. 2006.
Forum PLC Projeto Barreirinhas - Ilha Digital. Disponível em:
<http://barreirinhas.samurai.com.br/. Acesso em 2 jun. 2006.>
Futuro das Telecomunicações no Brasil e a importância de PLC. Disponível em:
<http://www.aptel.com.br/powerline2005/programa.php>
Acesso em 15 março 2006
LIGHT – COMPANHIA ENERGÉTICA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO, Site
que destaca o projeto PLC da companhia. Disponível em:
<http://www.lightplc.com.br/bra/index.htm >. Acesso em: 28 de abr. 2006.
LIMA, Milton. Redes PLC. Sep. 2003. Disponível em:
<http://www.projetoderedes.com.br/tutoriais/tutorial_redes_plc_01.php > .
Acesso em 04 abr. 2006.
53
NAGANO, Mári. Navegando na Internet por um fio. 2002. Disponível em:
<http://helio.netfirms.com/navegando_na_internet_por_um_fio.htm>
Acesso em: 28 abril. 2006.
SILVA, Augusto Ricardo Barboza. PROVIMENTO DE INCLUSÃO DIGITAL
UTILIZANDO POWER LINE COMMUNICATIONS. 2005. Disponível em :
<http://twiki.im.ufba.br/pub/MAT057/SemestreAtualTrabalhos/Monografia_AugustoSilva.pd
f>
Acesso em 29 abr 2006
SUTTERLIN, P., DOWNEY,W. Power Line Communication Technology Update.
Disponivel em: <http://www.echelon.com>
Acesso em 16 maio 2006.
TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores, 4ª Edição. Campus.
TORRES, Gabriel. Redes de Computadores Curso Completo. Rio de Janeiro, Axcel Books,
2001.
TAVEIRA,
Danilo
Michalczuk.
Redes
PLC.
2004.
Disponível
<www.gta.ufrj.br/grad/04_1/redesplc/1.html>
Acesso em 18 abr. 2006.
UFRJ – UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO. Projeto de autoria de
Daniel Pinho. Disponível em: <http://www.gta.ufrj.br/grad/02_1/plc>.
Acesso em 6 maio 2006.
em: