Entendendo a Internet sob rede elétrica

Publicado: agosto 27, 2009 por Yogi em Capital, Tech, Tudo
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    Discutido há vários anos, o BPL – Broadband over Power Lines, ou PLC – Power Line Communications é nada mais que a injeção de sinais de alta frequência na fiação elétrica, ou seja, usando uma infra-estrutura já existente – e tudo isso possui seus prós e contras. Entenda como funciona esse tipo de conexão à Internet, seu atual status e que benefícios pode trazer – em especial ao Brasil.Júlio César Bessa Monqueiro
    15/03/2007


    Segundo especialistas, uma nova onda de conexão está vindo aí. Ela é a tão discutida Internet sob rede elétrica, conhecida mundialmente pelo nome BPL – Broadband over Power Lines, ou PLC – Power Line Communications. Como resume a própria Wikipedia, 

“ela consiste em transmitir dados e voz em banda larga pela rede de energia elétrica. Como utiliza uma infra-estrutura já disponível, não necessita de obras em uma edificação para ser implantada”. Basicamente, a internet sob rede elétrica é o encaminhamento do respectivo sinal no mesmo fio da energia elétrica, cada um na sua frequência.

Embora tenha ouvido se falar muito desta tecnologia em meados do ano 2000, no Brasil parece que ela não passou dos testes. Em 2001 houve com a Copel(Companhia Paranaense de Eletricidade) e, logo depois, a Cemig (Companhia Energética de Migas Gerais) e aEletropaulo (Eletricidade de São Paulo) também anunciaram testes em tal ano. Porém, depois disto, a única notícia que tivemos sobre o PLC no Brasil foi em 21/12/2006, quando foi publicada a notícia da inauguração de uma pequena rede em Porto Alegre, Rio Grande do Sul:

“Dados, imagem, voz e vídeo vão trafegar a uma velocidade de 45 megabits por segundo pela rede elétrica da CEEE. O prefeito José Fogaça inaugura o primeiro ponto de acesso à Internet pela rede elétrica às 16h30, no Centro Administrativo Regional Extremo-Sul (Rua Antônio Rocha Meireles Leite, 50 – Restinga).

Com mais de 3,5 quilômetros de extensão, a Rede PLC da Restinga será a maior em extensão do país, em média e baixa tensões, para fins de inclusão social. Nesta primeira etapa, serão conectados à rede de alta velocidade o posto de saúde Macedônia, a Escola Municipal Alberto Pasqualini e o posto local do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (AEP Senai).”
(http://www2.portoalegre.rs.gov.br/cs/default.php?reg=69748&p_secao=3&di=2006-12-21

Como vemos acima, a rede atinge somente a extensão de 3,5 quilômetros, algo relativamente curto em termos de Internet massiva.
Uma das grandes desvantagens desse tipo de tecnologia é principalmente esse: o sinal acaba se corrompendo em distâncias muito longas, de acordo com os seguintes problemas:

  • Manter a alta velocidade com longas distâncias, pelo encapamento plástico “roubar” os sinais de alta frequência;
  • Os fios de cobre com tal frequência podem interferir em alguns equipamentos eletro-eletrônicos, por fazer com que os dados gerem ruído no espectro eletromagnético, além de haver possibilidade de corromper os dados pela captura do sinal de rádios e outros;
  • Da mesma forma, alguns aparelhos podem interferir na transmissão;
  • Emendas, “T”s, filtros de linha, transformadores, e o ligamento e desligamento de eletrônicos na rede elétrica causam ecos do sinal, por criar pontos de reflexão, com isso podendo haver corrupção  dos dados;
  • Necessidade de instalação de “repetidores” (veremos seu funcionamento mais adiante) em cada tranformador externo (aqueles dos postes), pois filtram sinais de alta frequência.


Esses são os problemas encontrados para o uso do PLC, e analisaremos ao longo do texto. Uma falta de investimentos por parte do governo federal também ajuda neste quesito.

Porém, vamos mostrar agora para as vantagens. Entre elas, estão a facilidade de implantação pois, a rede elétrica é a mais abrangente em todos os países, e cobre 95% da população nacional. E não apenas isso, reduz os gastos com implantação de infraestrutura independente, gerando alta economia. isso também gera praticidade, pois bastaria ligar um equipamento como esse na tomada, conectando o cabo de rede em seguida:

ctct
Outro ponto importante é a alta taxa de transmissão podendo chegar a até 40Mbps nas freqüências de 1,7MHz a 30MHz. A segurança também é um ponto importante: ao contrário da rede Wi-Fi, onde um usuário pode tentar se aproveitar do sinal do próximo, no PLC quem compartilha do mesmo “relógio”, não tem como compartilhar a conexão de rede, devido à criptografia com algoritmo DES de 56 bits.

Os eletrodomésticos podem também usar uma rede doméstica, com dispositivos Ethernet, USB, wireless ou ponte de áudio, esta conectando o computador às caixas de som, bastando comprar módulos PLC que inclusive já estão à venda, como o mostrado na figura acima.

Passando para o lado mais operacional da coisa, temos o uso dos grids inteligentes. Estes têm a função de monitorar toda a extensão da fiação de energia elétrica, reduzindo perdas na transmissão de energia, gerando também perdas em termos econômicos, já que indústrias e comércios também acabam sendo prejudicados pela manutenção lenta, pois o sistema atual se baseia na informação dos clientes – que após relatarem por telefone a queima de um transformador, por exemplo, esperam até a companhia enviar uma equipe.

Com o grid inteligente, as quedas são reduzidas em 80%, bem como diminuir a energia perdida em 10%, pois, num corte, por exemplo, o grid já aciona automaticamente a central e informa o local do ocorrido.

Além disso, pode ser oferecido um desconto para usuários que não utilizarem o serviço em horário de pico, por exemplo – já que o grid informa à central de forma instantânea todos os dados. Por isso, esta tecnologia dispensa o uso de coletores de informações, aqueles que vão de porta-em-porta. Neste caso também há um envio automático dos dados à central.

“A nossa posição é parecida com a do DSL no final dos anos 90: as pessoas ouviram falar da tecnologia e, ainda que não estejamos tão presentes na vida dos clientes, agora estamos disponíveis”, disse Ralph Vogel, porta-voz da Utility.net, uma integradora de BPL baseada em Los Angeles, à IDG Now!.

Iniciativa gigante é a que está sendo feita pela União Européia. Ela aprovou recentemente 9,06 milhões de Euros para apoiar o PLC, desenvolvida pela Opera (Open PLC European Research Alliance), uma aliança determinada a criar novas gerações de tecnologias para redes integradas, e, todo o projeto é co-financiado pela União Européia, beneficiando vários países da Europa – e inclusive outros, por tabela, já que a tecnologia nunca fica num local só. Neste caso foi criado uma rede com especificação DS2, de 200Mbps, para o PLC (ou BPL). A equipe do Opera centralizará o BPL em programas de Internet banda larga, ensino virtual, telefonia VoiP, entre outros serviços inteligentes, e vídeo. A iniciativa tece participação de 26 sócios de 11 países, com a Espanha na liderança.


Funcionamento


O princípio básico de funcionamento das redes PLC é que, como a frequência dos sinais de conexão é na casa dos MHz 91,7 a 30), e a energia elétrica é da ordem dos Hz (50 a 60 Hz), os dois sinais podem conviver harmoniosamente, no mesmo meio. Com isso, mesmo se a energia elétrica não estiver passando no fio naquele momento, o sinal da Internet não será interrompido. A tecnologia, também possibilita a conexão de aparelhos de som e vários outros eletroeletrônicos em rede, como já dito acima. A Internet sob PLC possui velocidade não assíncrona: ou seja, você tem o mesmo desempenho no recebimento ou envio de dados.

O princípio de funcionamento da rede comercial é parecido, vamos ao esquema: 

esquema1
O sinal do BPL sai da central, indo para o injetor, que vai se encarregar de enviá-lo à rede elétrica. No caminho, o repetidor tem a função de não deixar com que os transformadores filtrem as altas frequências. Chegando perto da casa, o extrator, que deixa o sinal pronta para uso da casa, chegando até o modem BPL, que vai converter para uso pelo computador, através de uma porta Ethernet ou USB. No penúltimo passo, no caminho poste-casa, há 3 meios: por cabo de fibra óptica, por wireless ou pela própria fiação elétrica, este último mais provável.

Como há um repetidor a cada transformador, e nesse sistema com grids inteligentes não se usa mais os atuais “relógios”, descarta-se a desvantagem mais famosa na Internet do uso do PLC – de que os tranformadores, por absorver os sinais, impossibilitariam a instalação.

Analisando em termos de cidade, vamos à mais um esquema:

esquema2
Veja, que é de modo um pouco diferente do outro, adaptado pela empresa Plexeon (http://www.plexeon.com/), porém com a mesma definição. O sinal sai da estação que o “injeta” na linha, indo para a rede de distribuição – primeiramente à órgãos públicos – e depois às casas, sempre passando por um repetidor ao passo que um transformador passa na linha, e um extrator quando finalmente chega na casa. Note que as casas também poder ser conectadas pelo repetidor.

Para uma rede doméstica, basta ligar um módulo PLC do roteador na rede elétrica, e o do outro computador também, após isso configurando normalmente, como você está habituado a fazer. Esses módulos têm o nome de “USB to PowerLine”, e é vendido no Brasil pela Naxos (http://www.naxos.com.br/produtos/powernet/powernetusb.asp).

esquema-casa
A especificação mais usada hoje é a DS2, que se originou na Europa. Nos EUA, também é usado o padrão HomePlug. As versões comerciais vendidas no exterior hoje possui velocidade média de 200 Mbits/s. O principal diferencial entre os padrões é a frequência – cada uma com suas vantagens.

Como já visto, o BPL não interfere, na sua frequência, em eletrodomésticos, devido às grandezas serem diferentes. Porém, parte da onda média (1,7 a 3 Mhz) e toda a onda média (3 a 30 Mhz) ficam inutilizadas e prejudicadas, podendo outros equipamentos causarem interferências, como motores e dimmers de luz, além de ecadores de cabelos, aspiradores e as furadeiras elétricas, havendo uma menor possibilidade também dos chuveiros elétricos prejudicarem.

Vale lembrar também que os equipamentos PLC não podem ser ligados à no-breaks, estabilizadores ou filtros de linha, pois este bloqueiam sinais de alta frequência.

Bom, e então, o que será do BPL? Apesar de muitas desvantagens, essa nova tecnologia caminha para o mesmo rumo que o maioria: unificação. Transformar a rede de telefonia (através do VoIP), internet e elétrica numa linha só é mais um passo para a evolução. Com relação às desvantagens, podemos dizer que, assim como a tecnologia ADSL, que leva dois tipos de sinais num só fio (dados e voz), e, as interferências podem ser consertadas ao longo do tempo, com novos equipamentos que respeitem essa faixa de frequência, além de outras tecnologias e padrões internacionais que vão sendo naturalmente incorporadas. Ou seja, a maioria dos problemas enfrentados podem ser resolvidos com uma boa dose de tempo. Claro que, essa teoria só é válida se houver interesse muito grande de empresas e principalmente de governos, além de uma cooperação entre companhias de eletricidade, Internet e telefonia. É como a carroça, que pode demorar, mas chega lá. Porém, ela não vai andar se cavalos não a puxarem, muito menos se cada um quiser ir para um lado :-).

No Brasil, obviamente também pode dar certo, pois muitas empresas do setor de elétrica estão continuando seus testes, além de que tecnologias européias podem ser importadas, isso se nenhuma universidade brasileira desenvolver algo antes. O BPL se mostra como mais uma alternativa de inclusão à Internet, num país onde 95% da população possui energia elétrica. Além disso, como a infra-estrutura é de menor custo, esse sistema mostra-se como uma alternativa mais econômica para os usuários. 

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