Comprovação experimental da extensão de sistemas de comunicação via rede elétrica através da tecnologia PON

dc.contributor.advisor1Segatto, Marcelo Eduardo Vieira
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/000000034083992X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2379169013108798
dc.contributor.authorOliveira, Gianni Lima dos Santos
dc.contributor.referee1Silva, Jair Adriano Lima
dc.contributor.referee2Pontes, Maria Jose
dc.contributor.referee3Nunes, Reginaldo Barbosa
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:42Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:42Z
dc.date.issued2023-12-06
dc.description.abstractThrough controlled experiments, the study seeks to validate the effectiveness and feasibility of applying PON (Passive Optical Network) technology to expand communication systems using existing electrical infrastructure. Implementing the combination of PON and BPL (Broadband over Power Lines) technologies for Smart Grid applications represents a significant advance in the field of smart energy networks. This combination offers an effective and viable solution for improving communication and control within power grids. PON, a passive optical network, provides high data transmission rates and reliability, enabling efficient communication between devices on a large scale. BPL, on the other hand, uses the existing electrical infrastructure to transmit broadband data, eliminating the installation of additional cables. By combining these technologies, energy networks become smarter and more responsive. PON-BPL enables high-speed data transmission over power lines, facilitating real-time monitoring, meter data collection and remote device control. In addition, this integration reduces implementation costs by using existing electrical infrastructure, eliminating the need to invest in new communications infrastructure. The network of experiments in this work was developed at the Center for Research, Innovation and Development (CPID) under a real scenario and based conceptually on smart grids. Using a three-phase low-voltage network, the consumption control information measured at the power distribution boards was collected and displayed on a dashboard installed and configured on a computer that manages the network. Downstream and upstream speeds in the order of 2 Mbit/s were obtained on the PLC physical layer and the Ethernet interface on a 137-meter-long multi-path section with 3 repeaters carrying data from the sensor installed in the electrical distribution boards in real time to the database installed in the network manager. The integration of PON-BPL technologies offers a viable and efficient technical solution for transforming traditional electricity networks into Smart Grids, improving operational performance, system reliability, enabling the implementation of triple play services, energy management services, among others.
dc.description.resumoPor meio de experimentos controlados, o estudo busca validar a eficacia e viabilidade da aplicacao da tecnologia PON (Passive Optical Network) para expandir sistemas de comunicacao utilizando a infraestrutura eletrica existente. A implementacao da juncao das tecnologias PON e BPL (Broadband over Power Lines) para aplicacoes em Smart Grids representa um avanco significativo no campo das redes de energia inteligentes. Essa combinacao oferece uma solucao eficaz e viavel para melhorar a comunicacao e o controle dentro das redes eletricas. A PON, uma rede optica passiva, que proporciona altas taxas de transmissao de dados e confiabilidade, permitindo a comunicacao eficiente entre dispositivos em larga escala. Por outro lado, a BPL que utiliza a infraestrutura eletrica existente para transmitir dados de banda larga, eliminando a instalacao de cabos adicionais. Ao unir essas tecnologias, as redes de energia tornam-se mais inteligentes e responsivas. A PON-BPL possibilita largura de banda de alta velocidade atraves de fibra optica e fios de energia, facilitando o monitoramento em tempo real, coleta de dados de medidores e controle remoto de dispositivos. Alem disso, essa integracao reduz os custos de implementacao, por utilizar a infraestrutura eletrica ja existente, eliminando a necessidade de investimentos em novas infraestruturas de comunicacao. A rede de experimentos deste trabalho foi desenvolvido no Centro de Pesquisa, Inovacao e Desenvolvimento (CPID) sob um cenario real e baseada conceitualmente nas redes inteligentes, Smart Grid. Utilizando a rede trifasica de baixa tensao, as informacoes de controle do consumo medido nos quadros de distribuicao de energia foram coletadas e apresentadas num dashboard instalado e configurado num computador que faz o gerenciamento da rede. Velocidades de downstream e upstream na ordem dos 2 Mbit/s foram obtidas na camada fısica PLC (Power-line Communication e na interface ethernet em um trecho multi-percurso de 137 metros de comprimento com 3 repetidores transportando dados provenientes do sensoriamente instalado nos quadros de distribuicao eletrica em tempo real ao banco de dados instalado no gerenciador da rede. A integracao das tecnologias PON-BPL oferecem uma solucao tecnica viavel e eficiente para transformar as redes eletricas tradicionais em Smart Grids, melhorando o desempenho operacional, a confiabilidade do sistema, permitindo a implementacao de servicos triple play, servicos de gerenciamento de energia, entre outros.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/12698
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectPON
dc.subjectPLC
dc.subjectSmart Grid
dc.subjectSensores Corrente e Tensão
dc.subjectTriple Play
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleComprovação experimental da extensão de sistemas de comunicação via rede elétrica através da tecnologia PON
dc.typemasterThesis

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