segunda-feira, 9 de julho de 2012

Internet pela rede elétrica. Como é que isso funciona ?

Internet via rede elétrica: mais barata e prática, mas ainda restrita.

Faz tempo que ouço falar nisso, mas até agora nunca vi nenhuma operadora oferecendo o serviço comercialmente. Um amigo, o Victor, até me pediu para comentar sobre isso aqui no Física sem Neura. Agora, depois de um tempão, resolvi verificar como está esta tecnologia e pude constatar que ainda não decolou, e pelo jeito não decola mais não. Mas isso é minha opinião, Vamos recordar e voltar lá em 2007. Era isso o que se sabia sobre o assunto naquela época:

"ENTENDENDO A INTERNET SOB REDE ELÉTRICA: Publicado no http://www.hardware.com.br, em 15/mar/2007 por Júlio César Bessa Monqueiro.

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 houve uma grande época que ela não passou dos testes. Em 2001 houve com a Copel (Companhia Paranaense de Eletricidade) e, logo depois, a Cemig (Companhia Energética de Minas Gerais) e a Eletropaulo (Eletricidade de São Paulo) também anunciaram testes em tal ano. Porém, depois disto, além de testes e mais testes pelas companhias, a próxima 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. A partir de 2007 aproximadamente, várias empresas começaram a investir no segmento, e em 2008 entrou na discussão de um sinal verde por parte da Anatel e Aneel. Pois bem, em abril a Anatel aprovou, e em agosto a Aneel.

Com a aprovação, as redes usadas para a distribuição de energia elétrica ficam liberadas para a transmissão de serviços de Internet banda larga, sem que isso prejudique a primeira. Assim como a Anatel já fez, a Aneel aprovou a proposta de regulamentação, permitindo então com que as distribuidoras de energia elétrica, como a EDP Bandeirante, Eletropaulo, Cemig e tantas outras por aí, forneçam o serviço através o uso da tecnologia PLC - Power Line Comunication.

A distribuidora de energia terá a liberdade para o "uso privativo da tecnologia PLC", tanto em atividades de distribuição de energia, quanto em aplicações para fins científicos ou comerciais em projetos sociais. Já para uso para fins comerciais, as companhias deverão seguir estritamente as regras previstas em contratos de concessão.

Segundo a nota da própria Aneel, "o emprego da tecnologia possibilita novos usos para as redes de distribuição de energia elétrica, sem que haja necessidade de expansão ou adequação da infra-estrutura já existente. A economia representa a redução de custos aos consumidores que serão beneficiados com a apropriação de parte dos lucros adicionais obtidos por meio da cessão das instalações de distribuição, em benefício da modicidade das tarifas. A Agência prevê que a apuração da receita obtida pelas concessionárias de energia com o aluguel dos fios para as empresas de internet será revertida para a redução de tarifas de eletricidade." O texto ainda diz que "a regulamentação delimita o uso das redes elétricas de distribuição para fins de telecomunicações, garantindo a qualidade, confiabilidade e adequada prestação dos serviços de energia elétrica, gerando incentivos econômicos ao compartilhamento do sistema e zelando pela modicidade tarifária."

Várias concessionárias de eletricidade vêm demonstrando o uso da tecnologia, e algumas inclusive já começaram a implantar testes em larga escala: em abril, "trezentos moradores de Santo Antônio da Platina (Norte Pioneiro) começam a testar, no próximo dia 25, uma tecnologia que poderá causar algum desconforto às provedoras de internet a partir de 2010 - e, nos anos seguintes, provocar dores de cabeça ainda mais agudas às operadoras de telefonia fixa. Quem pretende causar todo esse mal-estar, abocanhando parte do mercado das tradicionais empresas de "telecom", é a Companhia Paranaense de Energia (Copel). A estatal quer fornecer internet de banda "extralarga" e telefonia fixa a seus clientes por meio de uma estrutura que domina há décadas: a rede elétrica. E a preços competitivos." (Fonte: Gazeta do Povo)

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. Há ainda muitas críticas de radioamadores quanto a interferência junto aos sinais dos transmissores.

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:



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 Europeia. Ela aprovou, em 2007, 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 teve 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:


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, ou mesmo via Wi-Fi. 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 transformadores, por absorver os sinais, impossibilitariam a instalação.

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

 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 podem ser conectadas pelo repetidor.

Para uma rede doméstica apenas, 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 PowerLine", para ligar na porta USB, ou "Bridge Ethernet 10/100 Mbps Powerline" para ligar diretamente na porta de rede, e é vendido no Brasil por várias empresas, como a Naxos, a Trendnet, Siemens, etc, e pode ser encontrado até no Mercado Livre.


Existem ainda adaptadores e roteadores que eliminam completamente os fios, como os mostrados no esquema da Trendnet, abaixo. Para uma rede doméstica, existem modens que "injetam" o sinal em sua rede elétrica residencial, e se você tiver uma placa de rede wireless, há modelos de "Pontos de Acesso Powerline Wireless" que 'capturam' o sinal na tomada mais próxima do computador, e disponibilizam o sinal como um roteador wireless qualquer:


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. No Brasil, não há ainda padrão definido, e a tendência é que o japonês, americano e europeu reinem juntas.

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 europeias 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."

Isso foi em 2007, dois anos depois, em 2009 aqui no Brasil, a coisa estava assim:

"A Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações) homologou em abril a tecnologia de internet pela rede elétrica, que permite o tráfego de voz, dados e imagens. Conhecida como PLC (Power Line Communication), a nova forma de acesso à web já existe há cerca de dez anos e é vendida na Europa a links de 4,5 Mbps —que devem chegar a 14 Mbps até o final do ano.

No Brasil, o uso começou no Paraná, na fornecedora de energia elétrica local, no final da década passada. Desde então, foi desenvolvida uma tecnologia compatível com o sistema elétrico brasileiro, que foi testado nos últimos dois anos, até ser homologado.

A principal vantagem dessa tecnologia, segundo os especialistas, é que fornecerá acesso à web pela tomada —assim aproveita uma estrutura já existente para chegar a regiões onde outras alternativas de acesso rápido ainda não estão disponíveis. Com o PLC, a tomada elétrica vira o ponto principal de comunicação da residência ou da empresa. Mas, na prática, o que muda para o usuário?

Segundo o engenheiro eletrônico Almir Meira, professor da FIAP e Faculdade Módulo, para ter acesso à tecnologia, o usuário deverá contratar o serviço da operadora credenciada para comercializá-lo e adquirir um modem compatível com a tomada elétrica.
AES Eletropaulo testa tecnologia (29/7/2009)

A AES Eletropaulo já divulgou que não pretende vender o PLC (Power Line Communication) diretamente para o consumidor final, devendo fazer uma parceria com as operadoras de telecomunicações para atender ao novo serviço, como Telefonica, TIM, Vivo, Oi e Claro. "Elas é que deverão vender diretamente para o consumidor. Esse modem vai filtrar o sinal elétrico e disponibilizar os sinais de voz, dados e imagens em saídas específicas, funcionando como central de mídia", explica.

Em São Paulo, já são três bairros onde esta tecnologia está sendo testada pela AES Eletropaulo: Pinheiros, Cerqueira César e Moema. Para os demais bairros, a tecnologia deverá estar disponível a partir de 2010. Para adaptar a rede elétrica para o PLC, as concessionárias de energia devem instalar uma grande quantidade de repetidores e roteadores junto aos transformadores, para amplificar o sinal de dados e evitar as oscilações nos pontos de segmentação da rede elétrica.

O modem poderá vir com uma antena de rede sem fio para facilitar o uso em notebooks, por exemplo. "Outra possibilidade é portar o modem e usar a sua internet em qualquer lugar, bastando plugá-lo na tomada. Além disso, a montagem das redes vai ser simplificada, não necessitando de cabeamento de dados —que hoje é um problema, devido à dificuldade de passagem dos cabos", explica Meira.

Para as empresas, o PLC pode ser uma tecnologia que irá facilitar a interligação de unidades distantes por meio da rede elétrica, diminuindo a necessidade de links dedicados de dados, que são caros. Em São Paulo, o engenheiro Clinton Namur é uma das pessoas que participaram do teste da internet via rede elétrica. Ele pode acessar a web na cozinha ou, se preferir, também na sala. É só plugar o computador em qualquer tomada da casa. A conexão também ficou mais rápida. "Achei fantástica essa ideia, que eu abracei desde o começo. Para mim está atendendo perfeitamente", diz Namur."

Bom, ainda não vi ninguém comercializando esse milagre, distribuindo sinal de internet via rede elétrica, mas existem boas alternativas para se montar uma rede interna, utilizando a fiação elétrica já disponível na sua casa ou apartamento, quando o WiFi não for suficiente. Veja uma delas:

08/07/2011 12h19, via http://g1.globo.com - Atualizado em 08/07/2011 12h21

Dispositivo para roteador permite acessar a internet pela rede elétrica

Kit 'Powerline' transforma o circuito elétrico em rede de dados.
Solução dispensa novo cabeamento em casas e apartamentos.

 A Unicoba, empresa que atua no mercado tecnologia, apresentou na feira Eletrolar Show 2011 o  kit Powerline TP-Link que transforma o circuito elétrico em uma rede de dados através de adaptadores conectados em diferentes tomadas. Ligado a um roteador, fornece acesso a internet em qualquer lugar da residência.




Vendido aos pares, os dispositivos são simples de usar, bastando conectar o primeiro na tomada e ao roteador sem fio, por exemplo. Já a segunda unidade pode ficar em outra tomada de qualquer cômodo ou andar da residência.
O Powerline possui criptografia para garantia a segurança dos dados trafegados e ainda suporta velocidade de até 200 Mbps, suficiente para assistir vídeos em alta definição. Possui, também, o recurso de QoS (Qualidade do Serviço, na sigla em inglês)  que garante a largura de banda necessária para aplicações como voz, vídeo e jogos on-line.
Vários dispositivos podem ser beneficiar do recurso, tais como câmeras IP, servidores de impressão e access points. Com lançamento oficial no Brasil previsto para outubro, o produto chegará pelo preço sugerido de R$ 250.


 Bom, é isso o que se tem até o momento. Particularmente, eu acho que o futuro próximo da distribuição de sinais de internet, estão nas soluções sem fio. Até a próxima postagem. Valeu pela ideia, Victor. Obrigado !

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