Power line communication em redes elétricas de média e alta tensão: uma comparação com outras tecnologias de comunicação digital
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| Data de Publicação: | 2025 |
| Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Institucional do IFPE |
| Texto Completo: | https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1705 |
Resumo: | Este trabalho avalia a viabilidade da tecnologia Power Line Communication (PLC) para comunicação de dados em redes elétricas de média e alta tensão, com foco em sua aplicação no Brasil. O objetivo foi comparar o desempenho do PLC com tecnologias como fibra óptica, par trançado e par metálico, analisando critérios como taxa de erro de bit (BER), latência, largura de banda e custo-benefício. A metodologia envolveu simulações computacionais no MATLAB/Simulink, utilizando modulação BPSK, codificação convolucional com decodificação Viterbi e canais AWGN e SISO Fading (Rayleigh e Rician) para modelar condições realistas. Os resultados mostram que o PLC alcançou BER nulo com FEC, taxa de transmissão de 0,01 Mbps (devido ao tempo de amostragem padronizado de 0,0001 s) e largura de banda de 988 Hz, com latência de 11 ms. Apesar de robustez de sinal intermediária e largura de banda inferior ao par trançado (1867,7 Hz), o PLC destaca-se pelo alto custo-benefício, aproveitando a infraestrutura elétrica existente. Comparado à fibra óptica, apresenta latência similar (11 ms), sendo competitivo para aplicações como redes inteligentes e automação. Conclui-se que o PLC é uma alternativa promissora para inclusão digital no Brasil, desde que se invista em mitigação de interferências. Sugere-se explorar modulações QPSK e OFDM e modelagens mais detalhadas da fibra óptica em trabalhos futuros. |
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2025-06-02T20:10:39Z2025-06-02T20:10:39Z2025-05-20https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1705Este trabalho avalia a viabilidade da tecnologia Power Line Communication (PLC) para comunicação de dados em redes elétricas de média e alta tensão, com foco em sua aplicação no Brasil. O objetivo foi comparar o desempenho do PLC com tecnologias como fibra óptica, par trançado e par metálico, analisando critérios como taxa de erro de bit (BER), latência, largura de banda e custo-benefício. A metodologia envolveu simulações computacionais no MATLAB/Simulink, utilizando modulação BPSK, codificação convolucional com decodificação Viterbi e canais AWGN e SISO Fading (Rayleigh e Rician) para modelar condições realistas. Os resultados mostram que o PLC alcançou BER nulo com FEC, taxa de transmissão de 0,01 Mbps (devido ao tempo de amostragem padronizado de 0,0001 s) e largura de banda de 988 Hz, com latência de 11 ms. Apesar de robustez de sinal intermediária e largura de banda inferior ao par trançado (1867,7 Hz), o PLC destaca-se pelo alto custo-benefício, aproveitando a infraestrutura elétrica existente. Comparado à fibra óptica, apresenta latência similar (11 ms), sendo competitivo para aplicações como redes inteligentes e automação. Conclui-se que o PLC é uma alternativa promissora para inclusão digital no Brasil, desde que se invista em mitigação de interferências. Sugere-se explorar modulações QPSK e OFDM e modelagens mais detalhadas da fibra óptica em trabalhos futuros.This study assesses the feasibility of Power Line Communication (PLC) technology for data communication in medium and high-voltage electrical networks, focusing on its application in Brazil. The objective was to compare PLC performance with technologies such as optical fiber, twisted pair, and metallic pair, analyzing criteria like bit error rate (BER), latency, bandwidth, and cost-effectiveness. The methodology involved computational simulations in MATLAB/Simulink, using BPSK modulation, convolutional coding with Viterbi decoding, and AWGN and SISO Fading (Rayleigh and Rician) channels to model realistic conditions. Results indicate that PLC achieved a zero BER with FEC, a transmission rate of 0.01 Mbps (due to a standardized sample time of 0.0001 s), and a bandwidth of 988 Hz, with a latency of 11 ms. Despite intermediate signal robustness and lower bandwidth than twisted pair (1867.7 Hz), PLC stands out for its high cost-effectiveness by leveraging existing electrical infrastructure. Compared to optical fiber, it shows similar latency (11 ms), proving competitive for applications like smart grids and automation. The study concludes that PLC is a promising alternative for digital inclusion in Brazil, provided investments are made in interference mitigation. Future work should explore QPSK and OFDM modulations and more detailed optical fiber modeling.61f.AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. Resolução Normativa nº 1.044, de 15 de março de 2022. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren20221044.pdf. Acesso em: 22 abr. 2025. BELOTTI, Luiz. Telecomunicações: fundamentos e aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 2013. BONFIM, M. Aquisição rápida de sinais no tempo. Curitiba: UFPR, 2018. Disponível em: http://www.eletr.ufpr.br/marlio/te241/aula9.pdf. Acesso em: 28 maio 2025. CÂMARA, Cleverson José. Análise de desempenho da tecnologia LTE em um cenário de comunicações militares táticas. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2019. Disponível em: https://bdex.eb.mil.br/jspui/bitstream/123456789/8170/1/Disserta%C3%A7%C3%A3o%20Cap%20C% C3%A2mara%202019.pdf. Acesso em: 22 abr. 2025. CAMPOS, Luiz Alfredo da Silva de. 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Acesso em: 22 abr. 2025.An error occurred on the license name.An error occurred getting the license - uri.info:eu-repo/semantics/openAccessENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESEnergia elétrica - BrasilSistemas de energia elétricaEnergia elétrica - distribuiçãoRedes elétricas - Inovações tecnológicasPower line communication em redes elétricas de média e alta tensão: uma comparação com outras tecnologias de comunicação digitalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCordeiro Neto, Manoel Alveshttp://lattes.cnpq.br/8279446195782224Lopes, Diego SoaresAlexandre, Geronimo Barbosahttp://lattes.cnpq.br/0945421566181646http://lattes.cnpq.br/7510601624292508http://lattes.cnpq.br/8899033597866126Oliveira, Kenneth Yan SantanaBrasilGaranhunsporreponame:Repositório Institucional do IFPEinstname:Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (IFPE)instacron:IFPEORIGINALPower line communication em redes elétricas de média e alta tensão - uma comparação com outras tecnologias de comunicação digital.pdfPower line communication em redes elétricas de média e alta tensão - uma comparação com outras tecnologias de comunicação digital.pdfTrabalho de Conclusão de Cursoapplication/pdf1415505https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/bitstream/123456789/1705/1/Power%20line%20communication%20em%20redes%20el%c3%a9tricas%20de%20m%c3%a9dia%20e%20alta%20tens%c3%a3o%20-%20uma%20compara%c3%a7%c3%a3o%20com%20outras%20tecnologias%20de%20comunica%c3%a7%c3%a3o%20digital.pdfde0538997b976e6926e0e23b75dc857aMD51open accessCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. Resolução Normativa nº 1.044, de 15 de março de 2022. Disponível em: https://www2.aneel.gov.br/cedoc/ren20221044.pdf. Acesso em: 22 abr. 2025. BELOTTI, Luiz. Telecomunicações: fundamentos e aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 2013. BONFIM, M. Aquisição rápida de sinais no tempo. Curitiba: UFPR, 2018. Disponível em: http://www.eletr.ufpr.br/marlio/te241/aula9.pdf. Acesso em: 28 maio 2025. CÂMARA, Cleverson José. Análise de desempenho da tecnologia LTE em um cenário de comunicações militares táticas. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2019. Disponível em: https://bdex.eb.mil.br/jspui/bitstream/123456789/8170/1/Disserta%C3%A7%C3%A3o%20Cap%20C% C3%A2mara%202019.pdf. Acesso em: 22 abr. 2025. CAMPOS, Luiz Alfredo da Silva de. Redes de comunicação em sistemas elétricos de potência utilizando tecnologia Power Line Communication (PLC). 2021. 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