Artigo cientifico plc

ANÁLISE DA REDE POWER LINE COMMUNICATION COM ÊNFASE NA
AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL
Thiago Moreschi Gonçalves*
Fábio Augusto Gentilin**
RESUMO: O homem sempre buscou melhorar sua qualidade de vida, a atual evolução tecnológica
vem proporcionando condições para que o homem possa usufruir destes recursos com a finalidade de
aumentar seu conforto, segurança e comodidade dentro de seu lar. A automação residencial surgiu para
atender essa demanda propiciando uma melhor condição de vida para as pessoas, além de permitir
economia de energia elétrica e água através de sistemas inteligentes, contribuindo para a redução de
custos da residência e a preservação do meio ambiente. Para que a automação residencial possa existir é
necessário que todos os equipamentos da residência inteligente estejam interconectados entre si, para isso
é necessário uma rede de comunicação de dados. Uma boa opção é a rede de comunicação que utiliza o
cabeamento de energia elétrica já existente, dispensando a necessidade de instalação de novos
cabeamentos, este tipo de rede é conhecido como Power Line Communication (PLC). Este trabalho visa
analisar os principais aspectos da rede Power Line Communication (PLC), sempre dando ênfase ao seu uso
na automação residencial.
PALAVRAS-CHAVE: Automação Residencial; Power Line Communication; PLC; Rede de Comunicação.
ANALYSIS OF POWER LINA COMMUNICATION NETWORK WITH EMPHASIS
ON HOME AUTOMATION
ABSTRACT: Man has always sought to improve their quality of life, current technological evolution
has provided conditions so that man can enjoy these resources in order to increase your comfort, safety and
convenience inside your home. The home automation has emerged to meet this demand, providing a better
life for people, and allows saving electricity and water through intelligent systems, helping to reduce the
costs of residence and environmental preservation. For the home automation can exist it is necessary that
all equipment of smart home are interconnected, this requires a network data communication. A good option
is a communication network that utilizes the electricity cabling already exists, eliminating the need to install
new wiring, this type of network is known as Power Line Communication (PLC). This study aims to analyze
the main aspects of the network Power Line Communication (PLC), always emphasizing its use in home
automation.
KEYWORDS: Home Automation; Power Line Communication; PLC; Communication Network.
_______________
* Discente de Pós-Graduação em Redes Industriais do Centro Universitário de Maringá - CESUMAR; E-mail:
thiago_aut@hotmail.com
** Orientador, Docente Mestre do Centro Universitário de Maringá - CESUMAR; E-mail:
fabiogentilin@yahoo.com.br

INTRODUÇÃO
A cada dia que se passa o homem busca
melhorar a qualidade de vida aumentando o
conforto, segurança e comodidade em sua
residência. Para que está evolução seja possível
a tecnologia é essencial, está por sua vez deve
garantir que algumas tarefas sejam feitas de
forma automatizada. De acordo com Ferreira
(2010), a evolução da automação industrial
trouxe a uniformidade, padronização e
flexibilização da produção. Devido a este grande
sucesso na indústria, diversas empresas e
pesquisadores resolveram migrar esta
automação para as residências, visando atingir a
qualidade de vida que o homem anseia.
Segundo Hernandes e Hashisuca (2006),
a automação residencial tem por objetivo
melhorar a qualidade de vida dos habitantes da
residência, através da automação das rotinas e
tarefas da vida contemporânea, tornando a vida
mais prática, segura e confortável, visando
estreitar ainda mais os laços familiares
necessários a um ambiente agradável.
Além de conforto e segurança a
automação residencial permite a economia de
energia elétrica e água, implantando um
consumo racional destes recursos, contribuindo
para a redução de custos e a preservação do
meio ambiente (GODOI, 2009). Através da
automação é possível efetuar um melhor
aproveitamento da luminosidade ambiente,
controlando luzes e cortinas, utilizar a água da
chuva para irrigação e limpeza, até mesmo a
utilização de energias renováveis como a solar e
eólica. Para Bolzani (2004), um ambiente
inteligente é aquele que otimiza funções relativas
ao funcionamento de uma residência. Durante o
período de utilização, o sistema deve ser capaz
de economizar energia e otimizar o uso dos
equipamentos, seguindo sempre os limites pré-
definidos de conforto, este mesmo sistema deve
alertar para as manutenções programadas, e
necessidade de manutenções corretivas em
equipamentos que não estejam exercendo
corretamente suas funções, para que recursos,
como água e energia elétrica, não sejam
desperdiçados.
A automação residencial possui soluções
de acessibilidade para idosos e deficientes,
tornando a vida destes, mais fácil e
independente. Não há duvidas de que a
automação residencial provê diversas vantagens,
unindo o conforto, segurança, comodidade e
economia de recursos na vida de diversos tipos
de pessoas com as mais diversas necessidades,
porém, a automação residencial ainda é para
alguns, algo futurístico e distante. Conforme
Bolzani (2004), a automação residencial
inicialmente é vista como uma novidade que
causa perplexidade pelo alto grau tecnológico, ao
mesmo tempo em que pode ser compreendida
como um símbolo de status e modernidade. Em
uma visão realista, a automação residencial
promove o conforto e a conveniência que
qualquer ser humano deseja. Ainda de acordo
com Bolzani (2004), o fator econômico é um
grande limitador do grau de sofisticação a atingir,
na maioria dos casos o nível de automação é
delineado por dois fatores, o sonho e o bolso.

Para que toda essa tecnologia possa
exercer suas funções automáticas, é necessário
que todos os dispositivos inteligentes possam se
comunicar entre si, para que essa integração seja
possível é utilizada uma rede de comunicação,
esta rede pode utilizar diversos meios físicos,
como cabeamentos dedicados, cabeamentos
existentes ou sem fio.
Estabelecer um padrão de rede de
comunicação para ser utilizado na automação
residencial é algo extremamente difícil, tendo em
vista a inúmera quantidade de padrões existentes
no mercado, o integrador deve analisar bem cada
caso para definir uma ou mais redes a serem
utilizando, tomando os cuidados necessários
para que não comprometa todo o sistema de
automação residencial. Uma opção interessante
são as redes de comunicação que utilizam o
cabeamento já existente, neste sentido, não há
cabeamento mais difundindo mundialmente do
que os cabos de distribuição de energia elétrica,
neste meio físico o padrão de rede existente é o
conhecido como Power Line Communication
(PLC).
A rede de comunicação PLC aproveita o
mesmo meio físico utilizado para a transmissão
de energia elétrica e transmite simultaneamente
dados de comunicação. A energia elétrica e a
comunicação de dados não se misturam, devido
a diferença entre as freqüências de trabalho
(NAKATSUKASA et al, 2010).
O uso da fiação elétrica como meio de
comunicação não é nenhuma novidade, já em
1838, surgiu o primeiro experimento na
Inglaterra, com um medidor de consumo remoto,
este só foi possível devido à baixa taxa de
transmissão necessária (CAMPOS et al, 2007). A
rede elétrica é um meio extremamente hostil para
a comunicação de dados devido ás reflexões,
atenuações e ruídos presentes no meio.
(ANDRADE; SILVA, 2010). Qualquer
equipamento que utilize a energia elétrica é um
emissor de ruídos em potencial, no ambiente
residencial não é diferente, aparelhos como
aspiradores de pó, liquidificadores, geladeiras,
máquinas de lavar roupa, secadores de cabelo,
aparelho de microondas entre outros,
apresentam variações imprevisíveis de ruído,
impedância e interferência eletromagnética
(HERNANDES; HASHISUCA, 2006).
Recentemente com avanços tecnológicos vieram
novas técnicas de modulação de sinais e
detecção de erros, o que possibilitou a rede PLC
alcançar altas taxas de transmissão,
reacendendo o interesse de diversas empresas e
pesquisadores (PARENTE, 2011). Atualmente a
rede PLC pode atingir velocidades de até
204Mbps, conforme testes realizados pela
Companhia Paranaense de Energia (COPEL)
Neste artigo foi feita a análise da rede
PLC com ênfase na automação residencial,
foram levantados alguns aspectos mais
importantes, estes são: historia do surgimento da
rede plc, seguimentos da rede, freqüências
utilizadas, equipamentos da rede, modulação e
multiplexação, problemas da rede,
regulamentação, protocolos baseados na rede
PLC, testes das companhias de distribuição de
energia elétrica.

2 REDE DE COMUNICAÇÃO PLC
A correta escolha da rede de
comunicação a ser utilizada é fundamental para
garantir o sucesso de todo sistema, abordaremos
todos os aspectos importantes da rede PLC,
sempre direcionada ao uso na automação
residencial.
Como já vimos a rede aproveita o
mesmo meio físico do sistema de distribuição de
energia elétrica, isso é possível devido ao fato de
a comunicação trabalhar em uma freqüência
superior a utilizada pela energia elétrica.
2.1 HISTORIA DE SURGIMENTO DA REDE
Segundo Carvalho (2012), Em 1838, o
inglês Edward Davy utilizou a rede elétrica para a
medição remota dos níveis de baterias em
lugares distantes do sistema de telégrafo, entre
Londres e Liverpool. Ainda de acordo com
Carvalho (2012), somente no ano de 1897, foi
efetuada a primeira patente para a técnica de
medição remota através da rede elétrica.
Conforme Parente (2011), No ano de 1950 a
tecnologia ficou conhecida como Ripple Control,
trabalhava na freqüência de 100 Hz a 1 KHz,
através dela as companhias de distribuição de
energia elétrica realizavam o acionamento da
iluminação pública. De acordo com Faccioni et al.
(2008), Ao longo dos anos foram realizadas
novas pesquisas e através delas novas técnicas
surgiram. Já Parente (2011) fala que, Apenas em
1991 houve uma grande retomada na tecnologia,
a empresa inglesa Norwerb Communications teve
a visão de atingir altas velocidades utilizado a
rede PLC, somente em 1997, a Nortel e a
Norwerb conseguiram acesso a internet usando
esta tecnologia, este foi um marco bem
significativo.
Em meados de 1920 a rede era
conhecida como Power Line Carrier ou OPLAT
(Onda Portadora em Linhas de Alta Tensão). Na
tabela 1 podemos observar a evolução das
velocidades atingidas pela rede PLC.
Período Velocidade Freqüência
Anos 80 144 Kbps < 500 KHz
Anos 90 10 Mbps < 10 MHz
2001 45 Mbps < 30 MHz
2010 204 Mbps 1 - 30 MHz
Futuro > 2 Gbps 1 - 500 MHz
Tabela 1 Relação Período por Velocidade atingida.
Fonte: Adaptado de Nakatsukasa et al. (2010)
2.2 SEGUIMENTOS DA REDE PLC
A rede PLC pode ser dividida em dois
seguimentos, estes são Indoor e Outdoor.
O seguimento Outdoor é composto pela
rede de distribuição elétrica que vai desde o
transformador de distribuição até o medidor de
energia elétrica residencial (CORRÊA, 2004).
Próximo ao transformador de distribuição
é instalado o equipamento que converte o sinal
da rede convencional, normalmente sinal de
internet que chega através de fibras óticas, para
o sinal da rede PLC, este equipamento faz a
conversão do sinal e a modulação para injetar o
sinal na rede de distribuição de rede elétrica
(CORRÊA, 2004).
Na residência que o sinal chega, existe
outro equipamento que faz a conversão reversa

dos sinais. Normalmente o seguimento Outdoor é
utilizado para acesso a internet ou operação de
telemetria e telecomando das companhias de
distribuição de energia elétrica.
Já o seguimento Indoor é a rede que fica
dentro do domínio do usuário, seja ele
residencial, comercial ou industrial. Neste
seguimento todas as tomadas dentro da
residência tornam se possíveis pontos de acesso
(SILVA; PACHECO, 2008).
Este é o seguimento onde está
localizada a automação residencial, hoje em dia
poucas pessoas tem conhecimento, mas existem
vários equipamentos para rede PLC disponíveis
no mercado e com custos acessíveis, estes
podendo ser utilizados na automação residencial
ou até mesmo nas redes de computadores, onde
em alguns casos, não há possibilidade de passar
cabeamentos Ethernet e as redes sem fio não
conseguem manter um bom nível de sinal.
Segundo Parente (2011), no Brasil já existe
alguns fabricantes de dispositivos PLC para o
uso Indoor, entre eles: TP-Link, D-link, Netgear e
Solimax.
2.3 FREQÜÊNCIAS DA REDE PLC
No Brasil, segundo regulamentação da
Anatel, estão liberadas as faixas de freqüência de
1,705 MHz a 50 MHz, com algumas exceções de
faixas utilizadas por serviço móvel aeronáutico e
radioamadores, conforme pode ser observado na
tabela 2 (NAKATSUKASA et al, 2010).
A maioria dos fabricantes adotam a faixa
de freqüência de 1 a 12 MHz para seguimento
Outdoor e 18 a 26 MHz para seguimento Indoor.
Faixas de Exclusão Faixas de Exclusão
Freqüências Freqüências
2,754-3,025 MHz 11,275-11,400 MHz
3,400-3,500 MHz 13,260-13,360 MHz
4,453-4,700 MHz 13,927-14,443 MHz
5,420-5,680 MHz 17,900-17,970 MHz
6,525-6,876 MHz 21,000-21,450 MHz
6,991-7,300 MHz 21,924-22,000 MHz
8,815-8,965 MHz 28,000-29,700 MHz
10,005-10,123 MHz
Tabela 2 Faixas de exclusão de freqüências.
Fonte: Adaptado de Nakatsukasa et al. (2010)
2.4 EQUIPAMENTOS DA REDE PLC
Na rede PLC existem diversos tipos de
dispositivos, citaremos aqui os mais importantes
do seguimento Outdoor e Indoor. Segundo Silva
e Pacheco (2008), Na rede Outdoor temos os
seguintes equipamentos:
 Estação Base: Tem a função de converter,
concentrar, gerenciar e transmitir as
informações na rede PLC. É posicionado
próximo ao transformador de distribuição, de
um lado é conectado a rede de distribuição
de energia elétrica e do outro lado a rede de
acesso, podendo essa ser a internet.
 Repetidor: Em caso de longas distâncias,
onde o sinal da rede PLC sofra com
atenuação, é utilizado este equipamento para
amplificar o sinal da rede.
 Acoplamento: É o equipamento utilizado para
injetar ou extrair o sinal PLC da rede de
distribuição de energia elétrica, oferece o
isolamento adequado entre os sinais da rede
e a energia elétrica, garantindo a segurança
do sistema. Existem dois tipos de

dispositivos de acoplamento, capacitivo e
indutivo.
Acoplamento capacitivo injeta e extrai o sinal
PLC através de contato direto (contato
galvânico) com os cabos da rede de energia
elétrica.
Acoplamento indutivo injeta e extrai o sinal
PLC através de indução eletromagnética
(ferrite).
 Gateway: É utilizado para conectar a rede
PLC Outdoor á rede PLC Indoor, faz a
conversão das freqüências já que na maioria
dos casos as freqüências de rede Indoor e
Outdoor são diferentes.
Ainda de acordo com Silva e Pacheco
(2008), A rede Indoor possui basicamente um
único equipamento:
 Modem: Conectam os equipamentos da
residência a rede PLC, possui um filtro
interno para isolar as freqüências altas que
são as utilizadas na PLC Indoor. Alguns
modelos conectam mais de um equipamento,
mas normalmente é um equipamento por
modem, este modem pode fornecer varias
interfaces para dispositivos de comunicação
diferentes, as mais comuns são Ethernet e
USB.
2.5 MODULAÇÃO E MULTIPLEXAÇÃO
Um fator essencial para a viabilidade da
rede PLC foi o grande avanço nos processos de
modulação e multiplexação, por estar no mesmo
meio físico da energia elétrica a rede PLC está
exposta a diversos problemas, como ruído,
distorção, atenuação e reflexação, a rede PLC
utiliza técnicas de modulação que tem uma maior
imunidade a estes problemas.
Modulação é a técnica em que o sinal é
transmitido com alguma variação a sua forma
original, essa variação pode ser amplitude,
freqüência ou de fase. A modulação é composta
da transmissão e multiplexação.
Multiplexação é a técnica de transmitir
em um mesmo meio físico mais de um sinal ao
mesmo tempo, existem diversos tipos de
multiplexação, os dois mais comuns são
multiplexação por divisão de tempo (TDM) e
multiplexação por divisão de freqüência (FDM).
Segundo Vargas (2004), Na multiplexação por
divisão de tempo cada sinal é transmitido
utilizando a banda inteira dentro de um
determinado período de tempo, já na
multiplexação por divisão de freqüência os sinais
são transmitidos simultaneamente, cada um
utilizando uma parte da banda (figura 1).
Figura 1 Comparação FDM e TDM.
Fonte: Adaptado de Vargas (2004)

Conforme Silva e Pacheco (2008), Na
rede PLC as técnicas de modulação mais
utilizadas são:
 Spread Spectrum.
o FHSS (Frequency Hopping Spread
Spectrum);
o DSSS (Direct Sequence Spread
Spectrum);
 OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing).
 GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).
2.5.1 Spread Spectrum
“Esta técnica de modulação é
caracterizada pela habilidade de rejeitar
interferências na transmissão de informação.”
(VARGAS, 2008).
De acordo com Vargas (2008), Nesta
técnica a largura de banda utilizada para a
transmissão é muito maior que a mínima
necessária, o espalhamento do espectro é
realizado antes de iniciar a transmissão de
dados, utilizando um código para a informação, o
receptor utiliza este código para decifrar a
mensagem original.
Ainda de acordo com Vargas (2008),
Nesta modulação é visada a segurança da
transmissão em ambientes problemáticos, desta
forma é desperdiçado largura de banda e
potência. O sinal fica com a aparência de um
ruído, tornando a rede mais segura de possíveis
invasores (figura 2).
As principais vantagens desta
modulação são baixa densidade espectral de
potência, imunidade a quase todas as
interferências e segurança, por ser praticamente
impossível interpretar o sinal sem ter
conhecimento do código da informação.
Figura 2 Modulação Spread Spectrum.
Fonte: Vargas (2008)
O Spread Spectrum possui duas
variações, estas são FHSS (Frequency Hoping
Spread Spectrum) e DSSS (Direct Sequence
Spread Spectrum).
Na FHSS a banda é divida em diversos
sub-canais, é gerada uma seqüência aleatória
destes canais para cada transmissão, somente o
transmissor e o receptor conhecem essa
seqüência, desta forma o grau de privacidade
das informações é elevado, pois para um invasor
conseguir interceptar informações o mesmo deve
conhecer quantos canais serão utilizados, quais
canais e a seqüência.
Ao contrario da FHSSS, na DSSS a
banda é utilizada por inteira, cada dispositivo
possui uma seqüência de bits, chamada de chip,
para cada informação transmitida são enviados
diversos chips, apenas o receptor conhece o
código e é capaz de decifrar os dados. Desta

forma o receptor pode filtrar sinais que estejam
fora de padrão, inclusive interferências.
2.5.2 OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing)
A técnica OFDM é a evolução da técnica
FDM, como já foi abordado neste artigo a técnica
FDM faz a multiplexação por divisão de
freqüência, na onde a banda total é dividida em
diversas sub-portadoras, a OFDM também utiliza
o conceito das sub-portadoras, só que ao invés
de separar as sub-portadoras com bandas de
guarda é feito a sobreposição espectral das sub-
portadoras, na figura 3 podemos observar a
diferença das técnicas FDM e OFDM (PINTO;
ALBUQUERQUE, 2002).
Figura 3 Comparação entre FDM e OFDM.
Fonte: Adaptado de Pinto e Albuquerque (2002)
Conforme Pinto e Alburquerque (2002),
Na técnica de OFDM é utilizada varias sub-
portadoras para transmissão paralela de dados,
isto garante uma alta imunidade a ruídos e
interferências. Para Parente (2011), Quanto
maior a velocidade de transmissão da rede,
menor o tempo que os bits possuem para chegar
a seu destino, facilitando que erros ocorram
devido a interferências e ruídos. De acordo com
Pinto e Parente (2002), Nos sistemas
convencionais de transmissão de dados, os bits
são enviados através de uma única portadora a
uma taxa de transmissão fixa, já na técnica
OFDM os bits são enviados através de diversas
sub-portadoras com velocidades tão baixas
quanto maior o numero de sub-portadoras, desta
forma garantindo a imunidade a interferências e
ruídos.
Caso uma ou mais sub-portadoras
apresente altos níveis de interferência estas são
isoladas, e a comunicação continua pelas sub-
portadoras restantes, desta forma é possível
isolar a interferência ao contrário de um sistema
de portadora única, onde neste caso, a taxa de
transmissão pode cair consideravelmente ou até
mesmo não ocorrer a transmissão.
O espaçamento entre as sub-portadoras
é alocado para que cada uma cruze no zero do
espectro das demais, mesmo assim, para que
uma sub-portadora não gere interferência na
outra, utiliza-se bits de resguarda dentro de cada
sub-portadora, porém, não pode haver uma
ausência de sinais para que as sub-portadoras
não deixem de ser ortogonais, desta forma é
acrescentado no inicio de cada portadora um
conjunto de bits do final da mesma (PINTO;
ALBUQUERQUE, 2002).
Existem duas etapas na geração dos
sinais, a primeira é dividir os bits da mensagem a
ser transmitida em seqüencias conforme o
numero de sub-portadoras, a segunda etapa
constitui de efetuar o múltiplo do inverso do
tempo de transmissão de um símbolo
(PARENTE, 2011).

A técnica OFDM é a mais utilizada na
rede PLC, conseqüência da sua alta
confiabilidade. De acordo com Silva e Pacheco
(2008), A OFDM otimiza a relação sinal/ruído
utilizando um método de correção de erros, não
requer a equalização do canal e proporciona um
alto desempenho num ambiente hostil. Pode
possuir até 1280 portadoras simultaneamente, os
equipamentos podem alternar as sub-portadoras
de forma automática, eliminando as que possuam
maior nível de interferência e ruído, gerando a
estabilidade da comunicação mesmo sobre
condições extremas.
2.5.3 GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying)
A técnica GMSK é considerada por
alguns a evolução da técnica OFDM, é a técnica
utilizada no serviço de telefonia móvel GSM.
Segundo Delgado (2006), Na técnica
GMSK os dados são transmitidos na fase da
onda, resultando em um sinal constante. Assim é
possível o uso de amplificadores menos
complexos que não produzem distúrbios
harmônicos.
Ainda de acordo com Delgado (2006), O
sinal se torna robusto contra interferências, esta
técnica resulta em um espectro de forma
gaussiana, de onde surgiu sua denominação.
“Um parâmetro que caracteriza a
modulação GMSK é o produto BT, onde B é a
largura de faixa (3 dB) do filtro gaussiano e T é a
duração de um bit de entrada do modulador.”
(GUIMARÃES, 2004).
Na figura 4 é possível ver a resposta de
um pulso retangular do GMSK.
Figura 4 Resposta de um filtro gaussiano a um
pulso retangular
Fonte: Guimarães (2002)
2.6 PROBLEMAS NA REDE PLC
A rede de distribuição de energia elétrica
não foi desenvolvida para a transmissão de
dados, seu meio físico é considerado
extremamente nocivo a comunicação de dados, a
rede PLC com suas técnicas de modulação e
multiplexação deve enfrentar alguns problemas
como ruídos, atenuações, distorções, reflexões e
interferências.
Na rede elétrica existem diversos
equipamentos conectados, estes equipamentos
são grandes geradores de ruídos e interferências,
no caso de um ambiente residencial os
equipamentos que mais geram ruídos e
interferências são: geladeiras, máquinas de lavar
roupa, secadores de cabelo, aparelhos de
microondas, liquidificadores entre outros.
Segundo Kronemberger (2009), os
principais ruídos na rede PLC podem ser
separados em quatro categorias:
 Ruído Síncrono: É constituído de pulsos de
curta duração, 10 a 100µs. Normalmente
causado por dimmers.

 Ruído Tonal: São ruídos na faixa de
freqüência de 10 KHz a 1 MHz. Na maioria
das vezes provenientes de fontes
chaveadas.
 Ruído de Alta Freqüência: São os ruídos que
estão alocados nas freqüências de alguns
KHz, são causados por motores com
escovas, como os utilizados por aspiradores
de pó, furadeiras, secadores e aparelhos de
barbear.
 Ruído de uma ocorrência: Ocasionados pelo
fato de ligar e desligar equipamentos
eletrônicos, estes equipamentos possuem
capacitores que ao carregar e descarregar
provocam tensões transitórias.
Atenuação é quando o sinal perde força
durante a transmissão de dados, alguns fatores
que causam a atenuação dentro de uma
residência são a variação de impedância da rede,
a freqüência utilizada pela transmissão e a
distância percorrida.
De acordo com Kronemberger (2009),
Para a rede PLC, as tomadas dentro da
residência são pontos de rede em potencial,
porém são pontos sem terminação e que podem
ser conectados e desconectados equipamentos a
qualquer momento, o que provoca um
descasamento de impedância, podendo acarretar
em atenuações ou reflexões. Quanto maior a
distância e freqüência utilizadas na rede, maior a
atenuação do sinal, é possível resolver o
problema da atenuação com amplificadores de
sinais utilizados em equipamentos repetidores,
porém se houver muita atenuação, o custo com
diversos equipamentos repetidores inviabiliza a
rede.
A reflexão é o inverso da atenuação, é
quando o sinal vai além do seu destino, é
normalmente causada pela variação da
impedância na rede de comunicação. Conforme
Andrade e Silva (2010), As múltiplas reflexões
podem causar ao sinal caminhos adicionais,
chegando a outros destinos além do transmissor
e receptor.
A distorção é quando o sinal é alterado
de alguma forma, normalmente afeta suas
informações transmitidas, causada
principalmente pelas múltiplas reflexões, a
distorção varia com o tempo conforme a variação
de carga conectada na rede elétrica (TAVEIRA,
2004).
A faixa de freqüência utilizada pela rede
PLC é a mesma da utilizada por outros serviços
de comunicação, como a radiodifusão, o que
gera interferências entre estes serviços, como os
cabos da rede elétrica não possuem uma
blindagem eficiente a rede PLC pode interferir
nos sinais de radiofreqüência e vice-versa
(KRONEMBERGER, 2009).
2.7 REGULAMENTAÇÃO
Após anos sem regulamentação no
Brasil, em 2009 a ANATEL (Agência Nacional de
Telecomunicações) e a ANEEL (Agência
Nacional de Energia Elétrica), emitiram as
resoluções que definem o uso e limitações da
rede PLC no Brasil.
Em 8 de abril de 2009 a ANATEL dispôs
sobre o assunto através da resolução nº 527 e

em 25 de agosto de 2009 a ANEEL através da
resolução normativa nº 375.
A regulamentação da ANATEL diz
respeito ao uso de radiofreqüências por sistemas
de banda larga por meio de redes de energia
elétrica, alguns dos aspectos mais importantes
estabelecidos pela resolução são a faixa de
freqüência que deve ser mantida entre 1.705 KHz
e 50 MHz com algumas exceções de freqüências
conforme pode ser visto na tabela 2, outro
aspecto importante é que todos equipamentos
devem ser certificados pela ANATEL ou por
entidades reconhecidas pela ANATEL.
A ANEEL definiu que fica proibido que
companhias de energia elétrica explorem
comercialmente de maneira direta o uso da rede
PLC para distribuição de acesso a banda larga,
devendo constituir subsidiarias na área de
telecomunicações, com exceção no uso da rede
PLC nas atividades de energia elétrica, ou
aplicações em projetos sociais, com fins
científicos ou experimentais. Também fica
definido que o serviço da rede PLC não pode
interferir, de forma alguma, na distribuição de
energia elétrica.
2.8 PADRÕES BASEADOS NA REDE PLC
Junto com o surgimento da rede PLC
vieram os padrões baseados na rede, hoje
existem diversos padrões, iremos abordar neste
artigo dois dos principais padrões.
2.8.1 X-10
O sistema X-10 é um protocolo simples,
para comunicação entre transmissores e
receptores através da rede de energia elétrica,
não possui estrutura para serviços mais
complexos, como detecção de erros e colisão
(MIZUSAKI, 2009).
O X-10 foi desenvolvido entre 1976 e
1978, pela empresa Pico Electronics situada em
Glenrothes na Escócia. O nome X-10 surgiu
devido a este ter sido o décimo projeto da
empresa. Algum tempo depois a empresa X-10
tomou posse da patente, esta expirou em 1997,
tornando assim o X-10 um protocolo aberto, o
que gerou o interesse de diversas empresas no
seu uso, acarretando na evolução do protocolo.
O X-10 ficou muito popular nos Estados Unidos e
na Europa, sendo utilizado em diversos
eletrodomésticos (GOUVEIA, 2009).
No protocolo X-10 é especificado 256
endereços diferentes, sendo eles, 16 códigos de
unidade (1 á 16) e para cada código um dos 16
setores (A á P). Os comandos são enviados em
broadcast pela rede elétrica, sendo eles
endereçados para seus respectivos receptores,
cada receptor só reage aos comandos que lhe
são endereçados (BOLZANI, 2004)
Conforme Bolzani (2004), Os pacotes X-
10 são enviados quando o nível de tensão passa
pelo valor zero, para minimizar interferências. Já
de acordo com Sena (2005), Para reduzir erros
são usados dois cruzamentos em zero para
transmitir o “1” e “0” binário. O “1” binário é
representado por um pulso de 120 KHz no
primeiro cruzamento e a ausência de pulso no

segundo, já o “0” binário é a ausência do pulso
no primeiro cruzamento e um pulso de 120 KHz
no segundo cruzamento, conforme podemos ver
na figura 5.
Figura 5 Representação dos números binários
Fonte: Adaptado de Souza (2007)
De acordo com Souza (2007), A
transmissão completa de um quadro (figura 6)
consome onze ciclos senoidais da linha de
energia elétrica ou 22 bits binários. Os dois
primeiros ciclos são do código de início (Start
Code), os quatro ciclos seguintes correspondem
ao código da casa (House Code) e os últimos
cinco ciclos podem ser o código do dispositivo
(Number Code) ou o código da função (Function
Code).
Cada quadro é iniciado com o Start Code
para indicar o início da transmissão, o Start Code
é o equivalente ao número binário 1110.
Logo em seguida vem o House Code
que indica o numero do setor, ele é composto de
quatro bits, cada combinação corresponde a uma
letra de A á P, normalmente é utilizado para
separar os ambientes da residência.
Após o House Code é enviado os
próximos quatro bits que tem sua função definida
por um quinto bit. Quando o bit for “0” representa
que se trata da segunda parte do endereçamento
do dispositivo (Number Code), quando o bit for
“1” representa a função a ser executada por
aquele dispositivo (Function Code). Este conjunto
de cinco bits são conhecidos como Key Codes.
Figura 6 Pacote de exemplo X-10
Fonte: Autor
Cada quadro é enviado duas vezes,
mudando apenas o Key Code, no primeiro é o
Number Code e no segundo o Function Code.
Segundo Bolzani (2004), Para cada transmissão
de quadros diferentes é necessário uma pausa
de três ciclos, está necessária para a
compatibilidade de equipamentos mais antigos
com equipamentos novos, apenas comandos de
bright (brilho) e dim (luminosidade) são exceções
a esta regra.
Podemos concluir que a tecnologia X-10
tem a vantagem de ser de baixo custo, simples e
altamente difundida. Porém, devido a sua
arquitetura simples, não conta com altas taxas de
transmissão, ficando na velocidade máxima de
60bps, e não oferece suporte a aplicações mais
complexas. É direcionada para casos que não
necessitem de soluções complexas e criticas,
onde se houver uma falha não comprometa a
segurança dos envolvidos.

2.8.2 Home Plug
No ano de 2000, um conjunto de
empresas fundou a Home Plug Powerline
Alliance, na intenção de promover o
desenvolvimento da rede powerline. De acordo
com Bolzani (2004), A Home Plug busca a
criação de especificações e serviços para
aumentar a demanda de produtos para rede PLC.
Conforme Parente (2011), O Home Plug
1.0 foi a primeira especificação lançada, esta em
2001, atingindo velocidade de até 14 Mbps.
Em 2005 foi lançada a Home Plug AV,
com velocidade que podem atingir os 200 Mbps.
Este padrão utiliza técnicas avançadas como o
código turbo convolucional para detecção de
erros e a modulação OFDM com 1155 sub-
portadoras.
No ano de 2010 surgiu a Home Plug
Green PHY, esta variação da rede PLC conta
com apenas 10Mbps de velocidade, é voltada a
comunicação entre medidores de energia das
residências e as distribuidoras de energia
elétrica, para que o consumo seja medido a
distância e possa ser uma alternativa para
combater o desperdício de energia elétrica.
Para o ano de 2012 é previsto o
lançamento da Home Plug AV2, essa nova
especificação ira atingir velocidades em torno de
gigabits, manterá a interoperabilidade com as
especificações AV e Green PHY. Suas principais
características são:
 Suporte para a tecnologia MIMO (Multiplas
Entradas e Multiplas Saidas).
 Cobertura da residência inteira com a
funcionalidade inerente de repetidor em seus
dispositivos.
 Suporte a vídeo e áudio de alta definição.
 Interoperabilidade com dispositivos Home
Plug AV e Green PHY.
 Economia de energia: modos ativo, inativo e
de espera.
Segundo Campos et al. (2007), O padrão
Home Plug utiliza modulação OFDM. Para o
acesso ao meio é utilizada uma versão
aperfeiçoada do CSMA/CA, onde um registrador
chamado DC (Deferal Counter) impede que
pacotes de menor prioridade fiquem esperando
por muito tempo para serem transmitidos. Utiliza
o código turbo convolucional para a detecção de
erros.
Os principais produtos no mercado
atualmente oferecem velocidade de 200Mbps e
500Mbps, 300 metros de alcance, fácil
configuração, modo de economia de energia,
criptografia AES de 128 bits e QOS que assegura
a qualidade da largura de banda para aplicações
como voz, vídeo e jogos on-line (TP-LINK, 2012).
A Home Plug é hoje a tecnologia mais
utilizada na rede PLC Indoor, principalmente para
automação residencial, diversos fabricantes
oferecem boas opções com baixo custo, no
Brasil os principais fabricantes da Home Plug são
TP-Link e D-Link.
2.9 PLC VOLTADO AO ACESSO A INTERNET
Diversas companhias de distribuição de
energia elétrica estudam o uso da rede PLC para

a comercialização de acesso a internet através
da rede elétrica.
Segundo Faccioni et al. (2008), A ultima
milha é o principal problema para fornecer o
acesso a internet no Brasil, até determinado
ponto dos bairros existe um ponto de fibra ótica,
a maior dificuldade é levar esse sinal até a
residência do cliente, atualmente os meios mais
utilizados são xDSL e cable modem, porém nem
todas as residências tem acesso a estes meios,
este nicho de mercado é o fator que mantém
aquecido o interesse na utilização da rede PLC
pelas companhias de energia elétrica, já que a
energia elétrica chega a maioria dos lares
brasileiros.
Deste interesse surgem diversos projetos
de companhias de energia elétrica no Brasil, as
principais empresas que testam a tecnologia são
a COPEL (Companhia Paranaense de
Eletricidade), ELETROPAULO (Eletricidade de
São Paulo) e CEMIG (Companhia Energética de
Minas Gerais).
2.9.1 Teste do PLC pela COPEL
O primeiro teste da COPEL foi em 2001
na cidade de Curitiba, no bairro Água Verde com
50 usuários. Porém na ocasião a tecnologia
apresentou diversos problemas devido a
restrições tecnológicas, sua velocidade não
passou de 1,7Mbps (NAKATSUKASA et al,
2010).
Em 2009 o avanço tecnológico
possibilitou a realização de novos testes, desta
vez a COPEL escolheu a cidade de Santo
Antonio da Platina, localizada no norte pioneiro
do Paraná, com cerca de 40 mil habitantes. Os
motivos para a escolha da cidade foram que a
cidade deveria ser de médio porte, estar na rota
principal da rede de fibra ótica e conter equipes
da COPEL de distribuição de energia elétrica e
telecomunicações (NAKATSUKASA et al, 2010).
Conforme Nakatsukasa et al. (2010),
Para o teste foi efetuada uma licitação para a
aquisição de equipamentos PLC. A empresa
vencedora foi a BPLG (Brasil Desenvolvimento
de Projetos em PLC), fornecendo equipamentos
da marca ILEVO fabricados pela empresa
Schneider Electric. Além de fornecer os
equipamentos a BPLG foi responsável pela
instalação dos equipamentos e suporte durante o
processo de testes.
Para o teste foram escolhidos cerca de
474 usuários, em 10 circuitos diferentes,
buscando diversidade de topologia,
consumidores e tipo de consumidores. Para cada
circuito existe um modem master conectado a
fibra ótica, este modem é o equipamento que
converte o sinal da fibra ótica em sinal da rede
PLC e injeta no barramento secundário da rede
110/220V.
A COPEL considerou satisfatório os
testes conseguindo atingir velocidades de até
204Mbps na rede PLC, a maioria dos
consumidores ficaram satisfeitos e queriam
continuar com o serviço, além do que o vasto
conhecimento adquirido pela empresa sobre a
tecnologia PLC. Os principais problemas
constatados foram o alto custo por usuário
chegando a R$6.000 e a falta de padronização
da instalação elétrica interna da residência, em

alguns casos foi preciso modificar algumas
instalações para que pudesse fornecer os
serviços PLC.
2.9.2 Teste do PLC pela ELETROPAULO
Segundo Nakatsukasa et al. (2010), No
ano de 2009, a ELETROPAULO em parceria com
a BPLG implantou o teste PLC utilizando
seguimento Indoor em 300 prédios na grande
São Paulo, com 150 usuários testando o serviço.
O resultado ainda não atingiu as expectativas
para oferecer o serviço de forma comercial.
2.9.2 Teste do PLC pela CEMIG
De acordo com Nakatsukasa et al.
(2010), Em 2001 a CEMIG testou a tecnologia
em Belo Horizonte, com velocidade de 2Mbps.
Conforme Costa (2009), O teste consistia
em colocar em cada rua um master PLC, que
convertia o sinal de um cable modem, e injetava
na rede elétrica, dentro de cada residência havia
um modem PLC, que extraia o sinal e convertia
para Ethernet ou USB.
Ainda conforme Costa (2009), Conforme
os relatos dos usuários, os técnicos buscavam
melhorar o serviço e corrigir falhas. Um dos
maiores problemas era conseguir manter uma
velocidade razoável em momentos de pico de
consumo de energia elétrica, no final foi
constatado que necessitava de muitos avanços
tecnológicos para a comercialização do serviço.
Atualmente a CEMIG mantém uma rede
de acesso a internet para 301 residências em um
bairro carente de Belo Horizonte
3 CONCLUSÕES
É possível concluir que a rede PLC é
muito vantajosa aplica a automação residencial,
atingindo economia de 30 a 70% em relação a
outras tecnologias, além de atingir altas
velocidades, em torno de 200Mbps e ser de fácil
instalação e configuração.
Já na utilização da rede PLC para
fornecimento de acesso a internet, é possível
verificar que a mesma é inviável, pois o custo
ainda é muito alto, em torno de R$6.000,00 por
usuário e a falta de padronização das instalações
elétricas das residências é outro fator que deve
ser superado.
3.1 LIMITAÇÕES
Em casos extremos de ambientes
hostis a rede PLC pode não funcionar
corretamente, variando velocidade e queda de
sinal.
3.2 PROPOSTAS FUTURAS
Como propostas futuras sugerem-se
a pesquisa da tecnologia PLC aplica a
automação residencial para o aumento constante
de velocidades e qualidade de serviço.
Para a rede PLC aplica ao acesso a
internet sugere-se a pesquisa a fim de diminuir o
custo dos dispositivos e superar as dificuldades
técnicas ainda existentes.

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