Поради бързото развитие на домашната автоматизация и нарастващите разходи за инсталиране на допълнителни комуникационни линии, преносът на данни между различни устройства чрез съществуващи линии 220-380V е от голям интерес. „От контакт на контакт“.
Устройството или устройствата за управление и управление се свързват с помощта на стандартни мрежови кабели към домашен електрически контакт и получават захранващи и управляващи сигнали от него.
По този начин могат да се изграждат локални мрежи между компютри, системи за “умен дом” и други подобни. Сложността на организирането на такива мрежи се крие във факта, че това не е било предвидено първоначално, няма единни стандарти, мрежите са много шумни и техните параметри се променят значително при промяна на натоварването. При предаване на данни през мрежи 220/380V, високочестотният сигнал бързо избледнява. Трябва да се осигури електромагнитна съвместимост и отделяне на предаването на данни от консумацията на енергия.
Най-известните технологии за предаване на данни през 220/380V мрежи са:
X-10 на същата компания (http://www.x10.com);
CEBus на Intellon (http://www.intellon.com);
LonWorks на Echelon Corporation (http://www.echelon.com);
Adaptive Networks, предлагани от компания със същото име (http://www.adaptivenetworks.com);
DPL 1000, произведен от NOR.WEB (http://www.nor.webdpl.com).
PLC Universal Powerline Association, (http://electrointernet.ru)
X10- най-старата технология (1978 г.) е фокусирана върху управлението на домакински уреди.
Intellon CEBus(Intellon SSC), направено от Intellon за домашната мрежа CEBus. Стандартът CEBus (EIA-600) дава възможност за взаимодействие между устройства за домашна автоматизация, базирани на различни преносни мрежи: електропроводи, радиоканали, кабелни канали и др.
Той използва шумоподобна сигнална технология, която предава всеки бит данни в честотната лента 100-400 kHz. Скоростта на предаване е поне с един порядък по-висока в сравнение с X-10. Intellon продава комплект за оценка на електропровода. Комплект за проектиране и изграждане на такава мрежа. Цената му е 245 долара.
разработка на американската корпорация Echelon за разпределени мрежи за управление. Основата на технологията LonWorks е протоколът за обмен на информация LonTalk. Всеки мрежов възел съдържа микропроцесор, който изпълнява функциите на този протокол.
LonTalk е седемслоен комуникационен протокол, който позволява надеждно предаване на данни през различни физически медии. Трансивърите са разработени за всеки тип среда, за да поддържат работата на мрежата в различни дължини на канали, скорости на предаване и мрежови топологии. Цена на LonWorks: $42 за трансивър, от $2000 за система за програмиране.
произвежда редица устройства, които поддържат предаване на данни по всякакъв вид електрическо окабеляване. Ефективната скорост на предаване е 115 kbit/s.Отличителните му характеристики са изключителна надеждност и адаптивност (вероятност за грешка 10-9), шумоподобен сигнал, възможност за използване на софтуер за усукана двойка и много висока цена.
DPL 1000, ви позволява да прехвърляте данни през захранващи мрежи със скорост до 1 Mbit/s, разработена от NOR.WEB. DPL 1000 е революция в предаването на данни по електрически линии. Подробностите за техническото изпълнение не са налични в наличните източници. В Европа в момента се тестват пробни връзки с помощта на технологията DPL 1000. Ако всичко върви добре, тогава тази технология е шанс за Руската федерация да направи интернет бърз и достъпен за ВСИЧКИ.
, технология за предаване на данни по 220/380 V, 6/10 kV и коаксиални мрежи. Използва се шумоподобен сигнал от 1536 подносещи в диапазона от 2 до 34 MHz. Освен това можете да изключите някои от подносещите, ако пречат на други мрежи. Самата система се адаптира към нивото на шума и натоварването на електрическата мрежа. Скорост на предаване до 200 Mbit/s с разстояние между устройствата до 300 м. Цената на абонатен модем започва от $120.
По-подробна информация за определеното оборудване и стандарти можете да намерите на следните уебсайтове. Електрическите линии носят не само команди, но и глас. Например, можете да внедрите мини PBX или домофон. Технологиите за предаване на информация по електропреносни мрежи са незаслужено забравени. Както показва световният опит, това е много обещаващо направление.
Всички ние рано или късно се чудим за създаването на домашна интернет мрежа. В малко пространство този проблем може да бъде решен просто: просто инсталирайте Wi-Fi рутер, който ще разпространява интернет в една или две стаи. Но какво ще стане, ако говорим за многостаен апартамент, селска къща или офис с много стаи? Отлична възможност е да прокарате мрежови кабели, но е по-добре да направите това по време на първоначалния ремонт и инсталиране на електрически кабели: в края на краищата никой няма да хареса планина от проводници във всички стаи. Вторият вариант е да инсталирате повторител, който ще усили Wi-Fi от основния рутер. Тази идея е подходяща за малък брой потребители и в идеалния случай за стабилна връзка ще трябва да инсталирате повторител във всяка стая. Но какво ще стане, ако имате нужда от интернет в голяма къща или голям офис? Тогава на помощ ще дойде интернет, преминаващ през електрически проводници: Powerline технология.
Технологията Powerline позволява предаването на данни по електрическо окабеляване, което вече е инсталирано в цялата къща. Powerline адаптерът се свързва към електрически контакт, получава пакет данни от своя LAN порт и изпраща информация по електрическото окабеляване. Друг адаптер, свързан към същото захранване, разпознава и декодира сигнала, след което изпраща данните по-нататък през LAN порт или Wi-Fi (в зависимост от модела). Тази технология позволява данните да се предават практически без загуба на разстояния до 300 метра и повече от 200 адаптера могат да работят в една мрежа. Важно е всички мрежови адаптери да са в една фаза, в противен случай ще настъпи загуба на сигнал. Също така е желателно окабеляването да бъде направено от медна тел. Също така не забравяйте, че много други устройства са свързани към електрическата мрежа, както и предпазители от пренапрежение, UPS, автоматични устройства, RCD - всичко това създава смущения.
Всичко това трябва да се вземе предвид при свързването на Powerline адаптери, но сега ще се съсредоточим върху това как да ги изберем. Тези джаджи се различават по редица характеристики, които ще повлияят на скоростта на интернет и, което е важно, лекотата на използване.
Какви са разликите между Powerline адаптерите?
Powerline скорост на предаване
Тази характеристика зависи пряко от стандарта, на който работи мрежата. Двата най-популярни са Homeplug AV и Homeplug AV2.Homeplug AV е стандарт, който използва два захранващи проводника: фаза и нула. Скоростта на комуникация между устройствата по този стандарт е 200, 500 и 600 Mbit/s. Но действителната скорост е много по-ниска: около 100, 240 и 280 Mbit/s.
Стандартът Homeplug AV2, в допълнение към двата гореспоменати проводника, използва трети - заземяване. Това ви позволява да постигнете високи скорости: до 1300 Mbit/s. Реалната скорост ще бъде около 600 Mbit/s, но, разбирате ли, това не е лошо.
Стандартът Homeplug AV2 е особено чувствителен към качеството на окабеляването. Ето защо, ако къщата ви няма заземяване или окабеляването ви е алуминиево и с лошо качество, тогава няма да ви подхожда. Ако имате нужда от интернет за сърфиране и от време на време за гледане на филми, помислете: има ли смисъл да купувате адаптери с високоскоростна връзка, когато можете да спестите пари и да задоволите всичките си нужди с адаптери със скорост от 200 - 500 Mbit/s.
PoE поддръжка
PoE означава Power over Ethernet, тоест „захранване чрез Ethernet“. PoE технологията ви позволява да захранвате необходимото устройство чрез обикновен мрежов кабел. В този случай обменът на цифрови сигнали не се губи и мрежата остава напълно функционална.PoE технологията ще бъде търсена, ако искате да инсталирате например рутер, IP камера или IP телефон на място, където не е възможно да инсталирате контакт, например на тавана, покрива или извън стената. Powerline адаптер с поддръжка на PoE ще ви позволи да свържете интернет към най-близкия контакт и след това да свържете адаптера към желаното устройство с помощта на мрежов кабел.
Брой включени адаптери
За да създадете мрежа Powerline, ви трябват поне два адаптера: единият получава данни от рутера и ги изпраща по кабелите, а вторият получава данни и ги предава на компютър, смартфон, телевизор и други джаджи. Както вече споменахме, в мрежата може да има повече от 200 адаптера - техният брой зависи от възможностите на модела.По-добре е да закупите адаптери от същата фирма и дори модел. Първо, това ще улесни синхронизирането им (много модели се намират един друг само след натискане на един бутон). Второ, когато свързвате адаптери с различни характеристики, скоростта на мрежов трансфер на данни ще бъде фокусирана върху най-слабото устройство.
Наличие на вграден контакт
Powerline адаптерите се предлагат със или без вграден контакт. Във втория случай притурката е адаптер с щепсел за свързване към електрически контакт. В първия случай адаптерът има и вграден електрически контакт, към който можете да свържете всяко устройство, захранвано от електрическата мрежа. Недостатъкът на наличието на контакт е намаляването на скоростта на пренос на данни на адаптера при свързване на устройство към него, но не е толкова значително.
Брой Ethernet портове
Powerline адаптерите имат Ethernet портове за свързване на устройства към тях чрез мрежов кабел. Колкото повече портове, толкова повече устройства могат да получават интернет от притурката. Това обаче е приложимо само за устройства, които също имат Ethernet порт - а смартфоните и таблетите ще се нуждаят от Wi-Fi. Като алтернатива можете да свържете Wi-Fi рутер към адаптера с помощта на мрежов кабел.Ethernet скорост на предаване
Това е скоростта, с която данните ще се прехвърлят от адаптера към устройството, свързано с него чрез мрежов кабел и обратно. Повечето съвременни мрежи работят със скорости от 10 - 100 Mbit/s. Ако искате да предавате големи количества информация, например филми с HD качество, предавания на живо, онлайн игри, тогава трябва да изберете устройство, което поддържа скорости от 100 - 1000 Mbit/s.
Поддръжка на Wi-Fi
Тази функция ще ви позволи да разпространявате Wi-Fi директно от Powerline адаптера, без да използвате допълнителен рутер. Когато избирате притурка с Wi-Fi, трябва да обърнете внимание на две важни характеристики: скорост на пренос на данни по Wi-Fi и поддържани Wi-Fi стандарти.Колкото по-висока е скоростта на Wi-Fi трансфер на данни, толкова по-добре. Тази характеристика зависи пряко от Wi-Fi стандартите, поддържани от устройството. Ето петте най-често срещани стандарта, подредени по скорост и обхват: 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, където първият има скорост от 11 Mbps, а вторият има скорост от 1,3 Gbps с . Моля, обърнете внимание, че има две Wi-Fi честотни ленти: 2,4 и 5 GHz и много устройства поддържат само една от тях. В обхвата 2,4 GHz има стандарти 802.11b, 802.11g и 802.11n, а в обхвата 5 GHz има 802.11a, 802.11n и 802.11ac.
Рутер
Характеристиката показва наличието или липсата на възможност за използване на това оборудване като рутер. Рутерът присвоява уникален вътрешен адрес на всеки компютър в локалната мрежа и разпределя пакети с данни между компютрите. Това ви позволява да създадете споделена интернет връзка, като използвате само един официален външен IP адрес. В същото време се поддържа нормална работа на всички мрежови приложения.Това решение ще бъде подходящо при настройка на интернет в офиса на фирма.
Критерии за избор
Както разбрахме, Powerline адаптерите се различават по редица параметри, които ще бъдат решаващи при избора на подходящо устройство. Някои модели са подходящи за малък апартамент, други за селска къща, а трети за голям офис. В този случай характеристиките на електрическата мрежа са много важни, което може значително да ограничи избора на адаптер. И за да създадете мрежа в едно- или двустаен апартамент, е по-добре да използвате Wi-Fi рутер с повторител или кабелна връзка.И така, разпределихме Powerline адаптерите въз основа на предназначението и местоположението на тяхното използване.
За създаване на домашна мрежа в стара жилищна сграда, чието окабеляване няма заземяване, трябва да избирате между комплекти от два Powerline адаптера със стандарта Homeplug AV, с 1 - 2 Ethernet порта и вградени гнезда. Цената им: 1250 - 4999 рубли. 
За създаване на домашна мрежа в нова жилищна сграда или частна сградапо-добре погледнете по-отблизо
Вероятно сте запознати със ситуацията, когато около домашния ви компютър има невероятно количество кабели, минаващи към монитора, мишката, клавиатурата, рутера и т.н. Има няколко начина да се отървете от тях. Най-простият е да го отрежете, по-трудният е да преминете към безжични технологии.
Да не говорим за удобството на безжичните мишки или клавиатури: всичко се натрупва директно около компютъра и следователно не пречи особено на живота. Но Ethernet кабелите често трябва да бъдат изтеглени през половин апартамент. При правилен ремонт можете да вземете предвид всички аспекти и да поставите контакти около къщата или апартамента за свързване към мрежата. При преместване в апартамент под наем е по-трудно да се реши този проблем, има и други нюанси.
Wi-Fi? Не винаги можете да разчитате на него, тъй като работата му се влияе от материала на стените и тяхното местоположение. И ако говорим за жилищна сграда, тогава има и изобилие от други безжични точки за достъп: ефирните вълни са малко повече от напълно запълнени. През деня или сутринта това не е толкова забележимо, но вечер могат да започнат проблеми с ping и забавяне, когато гледате IPTV или играете по въздуха.
Вариантите за решаването им са ръчни настройки и редовен анализ на ефира, преминаване към точки за достъп с поддръжка на 5 GHz или връщане към корените - кабели. Първият изглежда трудоемък и е малко вероятно домашният потребител постоянно да рови в неясни програми, търсейки свободно място в честотната лента от 2,4 GHz. Представете си, че майка ви/баба/дядо ви се занимават с тази дейност... Първо ги научете как да използват смартфон със сензорен екран.
Преминаване към 5 GHz? Това е отличен вариант, който препоръчваме както ние, така и експертите по комуникации. Такива рутери обаче ще струват пари и не всички домашни устройства ще могат да работят в мрежата. Невероятно, но факт: тази гама е непонятна дори за текущата PlayStation 4, да не говорим за евтини смартфони и телевизори.
Е, най-неудобният, но практичен начин са жиците. Можете да се преструвате на Спайдърмен, да ги разположите из цялата къща и с определени умения да постигнете естетически издържан вид. Има още една „кабелна опция“, която тествахме - технологията Powerline, когато интернет се захранва чрез захранващ кабел. Малко плашещо, честно казано... Научно това се нарича „комуникация по електропроводи“ и използва електропроводи за предаване на данни по тях.
Нека не ви отегчаваме с историческа информация, но нека веднага да се заемем с работата. За тестване избрахме апартамент в къща, построена в края на 70-те години на миналия век. В стените са положени същите древни алуминиеви проводници, в панела са монтирани три автомата, но има само една фаза, както в повечето случаи. Кабелът на оператора се прекарва в една от стаите, където е инсталиран евтин рутер с Wi-Fi.
Е, нека разберем дали алуминият, разпадащ се на прах, може да се справи с товара. Тестваните адаптери TP-Link AV1200 Powerline са „овърклокнати“ до гигабит, но цялата тази мощност може да се използва само в локална мрежа при условия, близки до идеалните. Външно адаптерите са доста големи правоъгълни кутии с набор от индикатори отстрани, перфорации за вентилация около периметъра, конектор за кабел за данни и резервен контакт, т.е. все още можете да свържете оборудването „през“ адаптера.
Как работи?
Главният адаптер трябва да вземе интернет отнякъде. Включваме устройството в контакта и свързваме кабела от рутера към него. Нашите TP-Link светлини мигат и без никакви настройки, интернет трябва да се появи в целия апартамент, когато вторият адаптер е активиран. Е, не е ли магия?!
Сега можете да отидете във всяка стая, където има контакт, и да потърсите място за втория адаптер.
В адаптерните модели без Wi-Fi всяко устройство ще изисква Ethernet кабел за свързване: същият лаптоп ще трябва да бъде свързан чрез кабел за свързване. Ако искате да свържете своя „кухненски“ телевизор към интернет, тогава тази опция изглежда по-практична.
Обхватът на устройствата, или по-скоро способността им да осигурят комуникация в електрическата инсталация без загуба на пакети, е 100 метра (за тестваното устройство). В този случай е необходимо да се вземат предвид кадрите на проводниците в стените, които не преминават директно от точка А до точка Б. Ако нещо се обърка и вторият адаптер не вижда двойката, има принудително „сдвояване ” бутон. Адаптерите се търсят един друг в продължение на 10 секунди и се създава верига за предаване на данни без намеса на потребителя. Сигналът може да циркулира в цялата къща, но всичко зависи от това как е насочено окабеляването. И помнете: просто включването на щепсел от телевизор или лаптоп в контакт няма да ви даде достъп до интернет.
„Връзката е криптирана със 128-битов AES ключ, вашият съсед няма да види данните. Ако окабеляването е старо, ако някъде има хлабав контакт, ако проводниците са слабо усукани, това може да повлияе негативно на пропускателната способност. Според производителя устройствата не се интересуват дали в окабеляването се използва мед или алуминий,”- каза Сергей Барисевич, ръководител на отдела за техническа поддръжка на клиенти в Atlant Telecom.
Това е всичко, не е необходимо да въвеждате никакви пароли, веднага имаме обикновена локална мрежа с достъп до интернет. Сега се интересуваме от скоростите.
Първо тествахме IPTV на телевизор, стартирайки HD канали. Няма спирачки, „закъснения“ или разпадащи се снимки, скоростта очевидно е повече от достатъчна. „HD съдържанието изисква 18 Mbps за стабилно качество,“- коментира Сергей.
Време е за Speedtest. Тарифният план ви позволява да прехвърляте данни със скорост 100 Mbit/s, така че чакаме съответните индикатори. Максимумът, който успяхме да изстискаме от старите кабели в стените, беше повече от 85 Mbit/s. Това е много достоен резултат, като се вземат предвид всички аспекти. При максимално възможно разстояние в апартамента от основния контакт скоростта падна до 80 Mbit/s.
Преди следващото измерване на скоростта натоварваме електрическата мрежа, за да предотвратим гладкото протичане на битовете в окабеляването. В две стаи светят лампите, телевизорът е включен, компютърът бръмчи с вентилатори, хладилникът трака, към тях се присъединяват микровълнова и мощна електрическа кана. Следващият „тест за скорост“ показва приблизително същите числа, с лек спад от около 5-10%.
Интересното е, че пингът практически не се променя („танкерите“ ще бъдат щастливи), докато при свързване чрез Wi-Fi, поради замърсяването на въздуха и разстоянието от точката за достъп, той скача до 250-300 ms с максимум 30 ms през електрически контакт. Измерванията показват, че безжичната комуникация в жилищна сграда е по-малко ефективна в сравнение с Powerline. Но все пак по-удобно.
По-късно в офисна среда скоростта на пренос на данни беше 35 Mbit/s на разстояние поне три пъти по-голямо, отколкото в апартамент (но в действителност можеше да бъде дори по-висока: нямаше схема на свързване). Освен това тук има десетки енергоемки устройства, свързани към контакти.
И в двата случая няма оплаквания относно качеството на предаване на данни: определено е по-високо от „по въздуха“, дори при натоварване на електрическата мрежа.
Защо тази технология не се използва навсякъде?
„Въпрос е на цена. Да, потребителят може да закупи още няколко адаптера, но цената на връзката ще се удвои. Освен това Wi-Fi е по-евтин и осигурява по-голяма мобилност. Това решение е удобно за статично инсталирани устройства. За същата IPTV получавате стабилен сигнал. Дори когато работите през предпазител от пренапрежение,"- казва техническият специалист.
Защо операторите не използват Powerline?
По едно време операторите проучваха възможността да използват такава технология, за да осигурят достъп до интернет на цели домове. „Грубо казано, на къща се монтира един превключвател, свързан с оптика, а абонатът получава свой собствен адаптер в апартамента. Не е необходимо допълнително окабеляване."- каза Сергей. Но в действителност това би довело до значителни разходи: операторите не могат да гарантират качеството на окабеляването, инсталирано преди 5-10, 30 или повече години. „Нещо подобно се случва с ADSL технологията, когато всички оператори зависят от телефонната линия на Beltelecom и не могат да контролират качеството на връзката“,- той добави.
заключения
В малък апартамент с Wi-Fi практичността на Powerline адаптерите не е очевидна. Единственото изключение е постоянно инсталирано оборудване: смарт телевизор или приемник. Моделите с безжични модули са по-скъпи, но ви позволяват да осигурите непрекъснато Wi-Fi покритие в апартаменти, където стените пречат на сигнала. По същия начин за частна къща, когато например трябва да инсталирате интернет в сутерена.
Интернет чрез електрически контакт е вече добре познат метод сред ИТ специалистите за предаване на поточно предаване на информация в интернет. Това е уникална алтернатива на конвенционалните оптични мрежи, която дори не изисква рутер, всичко ще бъде изцяло изпълнено чрез просто предаване на ток през обикновен контакт. Това решение представлява известна икономия сред потребителите. Основното предимство на такова предаване на данни е непрекъснатият трансфер на поточна информация без никакво забавяне, за разлика от кабелните кабелни мрежи или Wi-Fi.
Как да свържете интернет през електрическа мрежа? Powerline адаптер с WiFi Tenda N300
Интернет достъп чрез електрическа мрежа
Ако сте собственик на просторен многостаен апартамент, след ремонт, чиито условия не позволяват типична кабелна мрежа поради сложността на транспортирането й по цялата площ на помещението. За да замени това, идва решението да се постави електрическа мрежа за услугите на интернет доставчиците, за да се задоволите със света на световната мрежа в бъдеще.
Да, от една страна, това е същото окабеляване, може би не се различава от кабела, но има достатъчно предимства пред това, че дори безжичните комуникации, като Wi-Fi връзки, отстъпват пред него, след като се постигнат високи скорости. Друго предимство на това изпълнение може да се счита, може би, постигането на приемлива цена за услугата за неговото използване.
Преглед и конфигурация на TP-Link PA2010
BPL – Широколентов достъп по електропроводи
А именно широколентова връзка, положена чрез електрическа мрежа, вече е известна на Запад. Използва се от повечето търговски и държавни организации, които изискват стабилна интернет връзка без прекъсвания. Някои хора дори използват тази технология вместо кабелни или телефонни ADSL мрежи. Следователно тоновете отдавна са „тествани“ в чужбина. Въпреки това руските доставчици рядко предлагат такива услуги, като се позовават на недостатъчното развитие на такава технология и високата цена на оборудването за предаване. Нека обаче се опитаме да разберем как всъщност работи това.
Като начало настоящият доставчик трябва да получи официално разрешение за достъп до електроцентрали и оборудване. Всички документи трябва да бъдат представени и решенията трябва да бъдат съгласувани между доставчиците на електроенергия и доставчика.
Принципът на работа на такава система се реализира с помощта на захранващ ток по протежение на носителя (В Русия и европейските страни е 50 Hz), добавят се няколко вида OFDM модулация, при които сигналите се разпределят в няколко потока с ортогонално мултиплексиране. Според официални данни честотата на подносещата честота може да бъде до 21 MHz, което не влияе на стандартния токов разряд от 50 Hz, следователно не влияе неблагоприятно на електрическите уреди. В други страни честотата на подносещата честота достига до 30 MHz.
На трансформаторни блокове са монтирани предавателни комутатори и рутери с оптични влакна, които преобразуват потоците в обикновен електрически ток, който отива директно към потребителя. На разстояние са монтирани специални сигнални сплитери, които могат едновременно да предават един и същ поток. Самият сигнален приемник е монтиран в електрическото табло, разпределяйки потока през домашната мрежа.
В момента допустимата скорост е до 100 Mbit/s, но има оборудване, което ви позволява да увеличите скоростта няколко пъти. Такова оборудване обаче все още не е широко разпространено. Всъщност връзката BPL е вид жилищна мрежа, към която е свързана жилищна сграда. Текущата скорост зависи от натоварването на мрежата между потребителите. Следователно, ако вашата сграда има сто апартамента, тогава при пълно натоварване за всеки скоростта може да достигне до 10 Mbit/s .
По принцип тази технология не се различава от обикновената телефонна връзка или нещо друго. Ако имате лаптоп или таблет и се нуждаете от безжична връзка, препоръчително е да поръчате Wi-Fi рутер от вашия доставчик. Такова устройство обикновено е оборудвано с Ethernet интерфейс или дори USB връзка.
Що се отнася до ценовия сегмент, например, някои московски доставчици, предоставящи такава услуга, искат 20 долараза окабеляване на сто мегабитова мрежа. В Америка тази услуга е достъпна за същите $20, но с много по-малка честотна лента, която може да достигне един мегабит.
Предимства и недостатъци
Всяка технология обаче, както е известно, има както своите предимства, така и недостатъци. На първо място, това е ненадеждността на самата електрическа инсталация. Това е особено критично, когато се изпълнява такава система и се използват алуминиеви проводници вместо медни. Те имат друг недостатък: недостатъчна проводимост на полезни носещи сигнали. Освен това е възможно усукване на такива кабели, което също се отразява негативно на самия сигнал. Следователно технология електрическа мрежа Интернетнамира приложение в нови сгради, където вече са положени медни проводници.
В допълнение, електрическата мрежа, както всеки механизъм, който провежда ток, може да генерира смущения от близките електрически уреди и също така да повлияе негативно на работата на такива устройства.
За да защитите BPL устройствата от пренапрежение, е необходимо да използвате специални предпазители от пренапрежение, които са предназначени специално за работа в такива устройства, но е много трудно да ги намерите в Русия.
Основното предимство на BPL обаче е липсата на полагане на наземни кабели, какъвто е случаят с кабелните мрежи или ADSL телефонна линия. И също така - възможността за получаване на стабилен и евтин с добра скорост. Неговият недостатък за доставчика е сключването на договори с електроснабдителни дружества. Също така е много важно да се провери дали е възможно да се инсталира този тип мрежа, в повечето случаи това зависи от конструкцията на самата къща
BPL е достъпна алтернатива на кабелните и телефонните мрежи за удобен достъп до World Wide Web.
След като прочетете следващия материал, шегата за „убиеца на Ethernet карти“, който е пач кабел с щепсел RJ-45 в единия край и мрежов щепсел 220 V в другия, вече няма да изглежда толкова остроумен. Вярно е, че ще трябва да свържете подходящия PowerLine адаптер към прекъсването на този проводник...
Известната шега, че повечето изобретения идват от човешкия мързел, се отнася много добре за мрежите за данни. Откакто комуникацията между компютрите в офиса стана задължителна и Ethernet се превърна в де факто стандарт, продължават опитите тази комуникация да бъде още по-лесна – например чрез елиминиране на необходимостта от полагане на допълнителни кабели.
Вече сме писали повече от веднъж за различни технологии, които ви позволяват да „спестите“ от оформлението на отделна мрежова инфраструктура - например за HomePNA, което включва използването, или за безжични мрежи. Технологията, която ще обсъдим днес, използва за изграждане на локални мрежи... обикновено електрическо окабеляване, което съществува във всяка сграда.
Технологията PowerLine има сложна и променлива съдба. Няколко пъти се предричаше, че ще има централно място в развитието на домашните информационни мрежи. След това го „забравиха“, така че с подобряването на технологичната база се върнаха отново и го обявиха едва ли не за панацея. Нито изследователски агенции, нито ИТ публикации не обърнаха внимание на този сектор на пазара (както се оказа, има само няколко повече или по-малко сериозни публикации по тази тема в RuNet и още по-малко в Uanet).
Отчасти в желанието си да запълним сегашния информационен вакуум, отчасти във връзка с поредната вълна на комерсиален интерес към тази демократична и на пръв поглед изключително проста идея, решихме да продължим разговора, започнат в ревюто на “”, допълвайки го с история относно цената на усилията, които се полагат за постигане на устойчива работа чрез захранване. На читателите се предлага подробен преглед на технологията PowerLine, както и тестове и нашите впечатления от работата на устройства, които вече се предлагат на вътрешния пазар на доста разумни цени.
Вие наистина не ни вземате за глупаци.
В проекта си сте посочили 70 метра кабел и 10 мрежови контакта.
Мислите ли, че нашите компютри все още се захранват от слънчева енергия?
Ядеш ли енергия? Може би планирате да пробиете нови дупки?...
(От дискусия за мрежовите разходи, 1996 г.)
От цялата тази доста комична история, когато трябваше дълго и аргументирано да доказвам на финансовия директор на малка фирма, че информационният кабел и контактите наистина трябва да бъдат прекарани и монтирани, защото електрическата мрежа е едно, а информационната мрежа е съвсем различна, спомням си последния въпрос, символизиращ сбогом на последната надежда: „Значи е невъзможно да се използват едни и същи проводници?“ Ако затворите очите си за някаква „нетехническа“ формулировка на самия въпрос, този човек е доста лесен за разбиране. Луксозният ремонт на имението току-що беше приключил и необходимостта организацията да работи с добре изградена система за „циркулация на дискети“, разположена само в четири стаи на три етажа, в една мрежа, беше продиктувана повече от съображения за престиж, отколкото от съображения за престиж. чрез належаща нужда.
Беше ли възможно в онези дни да се отговори положително на този въпрос? Още през 1996 г. бр. Безжичните мрежи са скъпи и нестабилни. Както настоящите технологии и протоколи за предаване през електрически мрежи (X-10, CEBus, LONWorks), така и много други, които от рекламни страници обещаваха да „наситят дома ни с интелигентност“ и впоследствие потънаха в забрава без следа, бяха по-скоро екзотика на родния пазар. Те се характеризираха или с нисък обменен курс, или с лоша устойчивост на шум, или с първото и второто едновременно, и бяха възпрепятствани от неоправдано високата цена на крайните устройства.
PowerLine: детство, юношество, младост
...и опит, син на трудни грешки...
Междувременно историята е запазила много опити да се използват „неподходящи“ проводници като физическа среда за обмен на данни. По-лесно е, разбира се, да се работи с телефонни „медни двойки“ - техните параметри бяха стандартизирани, а правилата за полагане бяха предмет на доста строги изисквания, унифицирани в редица страни. Вероятно това е причината първата жизнеспособна технология за предаване по алтернативни проводници да е технологията, предложена от Tut Systems (средата на 90-те). Както знаете, на негова основа скоро беше приет стандартът за предаване на данни по телефонни кабели HomePNA 1.0. Въпреки че първата версия на този стандарт не беше много „напреднала“, в мрежа HomePNA 1.0 с до 7-10 компютъра, обикновено беше възможно да се получи 1 Mbps с разстояние между тях от около 100-150 m.
Въпреки че окабеляването на домашната мрежа е, поради редица причини, които ще разгледаме по-късно, още по-малко плодородна среда, идеята за използване на едно превозно средство за захранване на устройства и предаване на контролни сигнали датира почти от началото на ерата на електроенергия. В патентните летописи от 20-те години на 20-ти век беше възможно да се открие предложение, основано на „... използването на тонове от няколко вокални [звукови диапазона. Забележка автор] честоти за включване и изключване на устройства чрез проводниците, през които се захранва." Нещо повече, като задавач на управляващ сигнал в разширената патентна формула предприемчивият автор „залага” използването на... свирка и микрофон с усилвател.
Но е доста трудно да се каже обективно кой точно направи следващата решителна стъпка „в контакта“; развитието на технологиите представляваше дълга верига от тактически изследователски победи и стратегически поражения на пазара. Извършената работа по търсене се характеризираше с фрагментарност и се различаваше по области: някои компании си поставиха за задача да се отърват от допълнителни кабели при предаване на аудио сигнали, в резултат на тяхната работа различни „бебефони“ и „домофони“ вече се появиха в 40-те години. Други (това датира още от края на 70-те години) полагат усилия в шумоустойчиви системи за управление чрез захранващата мрежа, чиято работа не изисква висока скорост на комуникация. Трети пък с различни тънкости се опитаха да „изстискат” честотната лента, заета от видеосигнала (тя възлиза на няколко мегахерца) в обикновен захранващ кабел. Вярно е, че на практика често се оказва, че икономическата ефективност от използването на тези решения като правило се оказва въображаема.
Стана очевидно, че въплъщението, макар и сложни, но по същество аналогови или квази-цифрови подходи за формиране, кодиране и предаване на информация и обвързване със съществуващите по това време технологични ограничения (като високата цена на DAC, ADC и други компоненти на сигналите на пътя за цифрова обработка), не могат да се създават търговски версии на „сериозни“ устройства. Това в крайна сметка охлади плама на изследователите и в продължение на добри десет години идеята бавно се „готви в собствения си сок“. Въпреки това все още можете да намерите на пазара комуникационни устройства (домофони, мини-PBX) и прости устройства за управление (например осветяване на няколко лампи в полилей), които работят по мрежови кабели, масово произведени и в Интернет можете да намерите описания на оригинални проекти и различни интересни дизайни: от любителски (обикновено използващи тонове от аудио или ултразвуков честотен диапазон за формиране на набор от команди) до сензори, декодери и командни устройства за нуждите на индустриалната електроника.
И колкото и детински примитивни да изглеждат тези устройства от висините на технологичното развитие днес, благодарение на редица концептуални решения от онези години днес можем да говорим за устройства за предаване на информация чрез захранващи проводници, доказали се на практика че са в състояние да осигурят висока скорост и шумоустойчивост на процесния обмен и имат достатъчно ресурси за адресиране на устройства в мрежата. Последният факт е особено важен при масово разпространение, тъй като определя способността за недвусмислено идентифициране към кого е насочена информацията. За тези, които смятат това изискване за не толкова критично, нека си припомним един американски анекдот, който разказва как натискането на бутон на мрежово дистанционно управление за кафемашина (очевидно работещо на принципи, подобни на гореспоменатия патент!) доведе до изпълнението на команда за размразяване на хладилника и включване на поливане на тревните площи в имота на съседа.
Периодът на юношеството в развитието на технологиите обикновено се свързва с редица проекти, осъществени през 1997-2000 г. експерименти с предаване на данни и глас в пилотни проекти на водещи изследователски лаборатории. В допълнение към малко известни компании по това време, в тях участваха такива гиганти на телекомуникационната индустрия като Siemens, Nortel и няколко доставчици на комуникационни услуги в Германия и Обединеното кралство. И въпреки че плановете бяха наистина наполеоновски (Norweb Telecom успя да сключи споразумения с дузина водещи енергийни компании в Евразия) и обещанията бяха раздадени щедро (1,5 пфенига на минута работа в Интернет), идеята за широкомащабно използване на електрическото окабеляване отново беше „изгубено“.
Има много обяснения и причини за това: високото ниво на фалшиво излъчване от устройствата и тяхната цена, сравнима с цената на DSL и кабелните модеми, и конструктивните несъвършенства на крайните устройства, и нестабилния софтуер за тях, и сериозен натиск от големи телекомуникационни компании... Всичко това е вярно, но според автора тук важна роля играят маркетинговите грешки, свързани с особеностите на възприемане на решенията от тези, към които са адресирани. Нека си припомним, че именно през тези години победният марш на „усуканата двойка” се проведе под мотото „Бърз Ethernet до всеки офис”. И специалистите, отговорни за малките офис мрежи, страдащи от BNC конектори и терминални терминатори, очевидно не бяха склонни да експериментират с новата и в същото време доста груба технология, която не обещаваше високи скорости и наследи топологията на скучен „коаксиален“ Ethernet. Що се отнася до предпазливите обикновени бюргери, участващи в експериментите... Очакването, че те ще защитят технологично решение, дори много обещаващо, в ущърб на настоящите си нужди и финансови интереси, както историята на развитието на технологиите многократно показва, е предварително обречен “...ще му покажеш меден пени и ще правиш с него каквото искаш.”
Въпреки че първите опити организацията на домашните мрежи и „разпространението“ на Интернет да се поставят на комерсиална основа не доведоха до очакваната революция на пазара на телематични услуги, още през 2001 г. масово се произвеждаха устройства със скромния надпис „HomePlug 1.0” доказа по време на оперативни тестове, проведени в 500 дома, че ефективната работа чрез захранващата мрежа е възможна в 98% от случаите.
Ориз. 1. Перспективата, очертана от анализаторите, е обнадеждаваща.
Надеждността, жизнеспособността и сравнително високата скорост, включени в стандарта, според анализаторите, накараха телефонните компании да се замислят колко здраво държат „своето парче от пая“, което послужи като един от факторите за по-нататъшното намаляване на цените на интернет връзката услуги.
Предоставянето на услуги за достъп до Интернет е най-атрактивната, макар и не единствената област на приложение на технологиите за предаване на информация по захранващи проводници. Днес всички известни направления, в които се разглежда развитието на такива системи като основа за обмен на информация чрез енергийни мрежи, могат грубо да бъдат разделени на три групи.
Група едно. Среда за обмен на информация между устройствата за наблюдение и управление на системата за домашна автоматизация
Къща, пълна с електрически уреди и гостоприемно обслужваща своите собственици, се появява в научнофантастичните романи на Рей Бредбъри през 60-те години. И досега повечето от нас възприемат тези идеи като популярна научна фантастика, в никакъв случай не евтина и далеч от жизненоважна. Но първоначалната идея е да се свържат заедно контролер (контролен блок), компютър, принтер, телефон, сензори за климатичен контрол и различни изпълнителни механизми (като контролирани превключватели, климатик, нагреватели, кухненски уреди, аквариум и система за поливане на трева система) не съдържа нищо срамно или свръхестествено. Нещо повече, неговите отделни елементи, които вече са налични за внедряване днес, могат и трябва да се разглеждат като основа за създаване на удобна, автономна, безопасна и енергоспестяваща (според някои оценки до 20-25% от разходите) система за управление на бъдещето. Може да се предположи, че тъй като цената на енергийните ресурси и електроенергията продължава да нараства, периодът на изплащане ще намалее. И бих искал да вярвам, че в близко бъдеще значителните първоначални инвестиции ще престанат да бъдат сериозна пречка за тяхното реализиране...
Ясно е, че такава единна среда, включваща компютър, компютърна периферия и битови устройства, може да функционира само при наличие на локална информационна мрежа, основното изискване за която е високо и гарантирано ниво на надеждност, определено преди всичко , от степента на съвършенство на използваната технология за обмен на данни. Също така е очевидно, че появата на интерфейсни гнезда за свързване на USB, FireWire или Ethernet на чайник, прахосмукачка или лампа е малко вероятно да бъде приета с радост от купувача. Въпреки че не обещаваме, че вероятно ще има производител, който ще успее не само да интегрира всичко това в своята кафемашина, но и да убеди клиента, че цял живот е мечтал за това.
Между другото, именно с появата на нови версии на технологиите за трансфер на информация се свързва процесът на преосмисляне на концепцията за система за домашна сигурност, включително широка гама от сензори (пожар, движение, счупване на стъкло и др.), мониторинг подсистеми (включително охранителни камери), пожарогасително оборудване и обекти за контрол на достъпа. Тук обаче трябва да се акцентира. Засега можем да говорим за „тайни пазачи“, използвани като спомагателни (или допълнения към съществуващите, или автономни), тъй като за свързване към централизирана охранителна или противопожарна система може да се изисква подходящ сертификат както за сензора, и като цяло за технологията за предаване на тази информация. Според редица предварителни оценки техническите параметри на такива решения за системи за сигурност (предимно по отношение на надеждността и сигурността на предавателния канал) са сравними или дори по-добри от тези на съществуващите безжични.
Втора група. PowerLine телефони и медии
По принцип на пазара за телефонни решения има и оригинални устройства. И така, през лятото на 2002 г. компанията Ascom от Берн обяви, че е започнала да произвежда нова серия, базирана на собствен PLC адаптер. Решението Voice over PowerLine, предлагано от компанията, се базира на малки, атрактивни кутии, всяка от които може да свърже от една до четири гласови (или факс) крайни точки и да организира до две двойки телефонни разговори едновременно. Прессъобщението подчертава, че използването на нови видове продукти не влошава параметрите на „компютърния“ обмен в мрежата на електрическото окабеляване.
В противен случай решенията за телефония се основават на стандартния класически Voice over IP, а адаптерите PowerLine играят ролята на банални преобразуватели на средата Ethernet към PowerLine, към мрежовия конектор, към който е свързан IP телефон.
Първият експеримент за трансфер на музика под идеята за комбиниране на потребителски електронни устройства в една домашна инфраструктура е свързан с демонстрация на Motorola, Phoenix Broadband и Sonicblue, когато компютър, свързан към електрически контакт, изпраща файлове, изтеглени от интернет по мрежата към MP3 плейър Sonicblue Rio.
Основните изисквания към такива системи са да осигурят определен QoS и във втория случай да задоволят нарастващите „апетити“ на приложенията за поточно предаване на аудио и видео информация с високо качество. Те стават по-строги, ако има няколко такива потока или ако данните се прехвърлят паралелно от други видове приложения. На практика, когато се използват устройства от стандарта HomePlug 1.0, беше доказана възможността за предаване на два потока MPEG-1/2 без забележими забавяния при поддържане на мрежова активност (определен среден стандартен „оборот на поточно предаване“) между пет или шест други абонати. Значително събитие беше практическата демонстрация на изложението за потребителска електроника, проведено в Лас Вегас в началото на 2003 г., на първото предаване при 30 fps на висококачествено видео по мрежата PowerLine, разположена на щанда. Шоуто беше организирано от ViXS Systems (разработчик на чипове и видео софтуер) и Cogency Semiconductor (производител на чипсета PiranhaT). Между другото, съобщава се, че експериментът е дублиран чрез излъчване през WLAN канал и разликата между първия и втория метод на предаване не може да бъде открита.
Група три. PowerLine Networking и PowerLine Интернет
Тенденцията за увеличаване на броя на компютрите в дома продължава да набира скорост, което налага появата на евтини и удобни средства за комбиниране на компютри и периферни устройства в една мрежа, когато полагането на нови кабели е неприемливо или непрактично (фиг. 2).
Ориз. 2. Структура на домашната мрежа PowerLine. Свързване към интранет/интернет
Въпреки това, като се говори само за един случай - свързване на няколко устройства в рамките на един апартамент или частна къща - възможностите за използване на PowerLine не са ограничени.
Вторият аспект на използването на технологията за претоварване на мрежата е решаването на проблема с „последната миля“ и „последните стъпки“ при свързване към мрежата. Освен това през 1999 г. такова решение на проблема се счита за толкова икономически правилно, че проектът е „насърчен“ със звучното съкращение PALAS PowerLine за алтернативен локален достъп, предназначен по всякакъв начин да насърчи въвеждането на технология на европейския пазар. Изчислението на участниците се основава на факта, че електроснабдителните мрежи покриват до 95% от населените с хора райони. Клетките на такава инфраструктура са доста редовни и според предварителните оценки броят на потенциалните потребители, за чието покритие не е необходимо да се създава нова кабелна инфраструктура, надвишава броя на телефонните абонати 1,5-5 пъти (в зависимост от ниво на телефония в региона). Експертите основателно смятат, че там, където телефонните комуникации са слабо развити, търсенето на свързване към интернет чрез електрическата мрежа ще бъде с порядък по-високо. Вярно, що се отнася до самия PALAS, съдейки по състоянието на сайта palas.regiocom.net, работата на неговите членове не е особено активна.
Структурата на такова информационно образование може да бъде подобна на тази, показана на фиг. 2. Проектираната максимална честотна лента на абонат обикновено се намалява до 300–500 kbps. В същото време обаче нарастват изискванията за минимално ниво на информационна сигурност (механизми за автентификация на потребителите и криптиране на потоците от данни), тъй като топологията на изградената мрежа е подобна на топологията на коаксиалния Ethernet и позволява „всеки да слушайте всички.
За тези, които намират възможностите за „приемане“ на PowerLine за недостатъчни, можем да предложим да използват вече доказани решения за асиметричен достъп до информация. Например от сателит потребителят получава входящ трафик със скорост до MBps и изпраща малък изходящ трафик по наземни комуникационни линии. Това решение на проблема с „последната миля“ лесно се вписва в горната структура и е насочено предимно към малки компании и взискателни частни потребители.
Тук обаче ще трябва да направим малко отклонение, като припомним разликите между чуждестранните системи за захранване и местните. Ако в повечето страни по света е обичайно да се свързват две фази и защитна „нула“, тогава почти всички апартаменти на украинските потребители на енергия се задоволяват с свързването към една от трите фази на мрежата 380 V и „нула“, т.е. ако разгледаме задачата за изграждане на единна мрежа, базирана на жилищна сграда (и максималният обхват от устройства HomePlug позволява това), тогава, за да обединим всички потребители в „обща шина“ между „фази“, ще е необходимо да се даде възможност съответните мостове. Без да навлизаме в спецификата на схемата на това сравнително просто устройство, отбелязваме, че задачата за създаване на инфраструктура може да надхвърли простото инсталиране на готови решения, тествани и сертифицирани на Запад. Въпреки че при голям брой клиенти може да е препоръчително да комбинирате три групи (подмрежи) в една мрежа, като използвате подходящ комутатор непосредствено преди въвеждането на външен канал в къщата.
Завършвайки този кратък анализ, нека още веднъж да направим уговорката, че опитът за разграничаване на услугите е повече от условен в развитието на съвременните мрежови технологии, следващата по важност тенденция след увеличаване на скоростта е желанието за комбиниране на различни видове трафик (данни , телефония, видео) в един мрежов поток. Друго нещо е, че необходимата честотна лента за всички желани услуги едновременно (и, както се оказа, за PowerLine устройства е дори по-малка от 10 Mbps) може да не е достатъчна (фиг. 3).
Ориз. 3. Тенденцията към комбиниране на всички групи устройства. Има ли достатъчна честотна лента?
И накрая, тези, които възнамеряват да организират предоставянето на услуги за достъп до Интернет, ще трябва да се върнат към въпроса за разработването на софтуерен пакет за отдалечено администриране и наблюдение с разширени функции поради спецификата на тази технология. Такъв комплект, в допълнение към стандартните мрежови възможности за този случай, трябва да позволява:
- откриване на всички устройства в мрежата и определяне на техния тип (Ethernet адаптери, USB или PCI карта) и MAC адреса, зададен от производителя, както и предоставяне на възможност на администратора да определи и присвои IP адреса на устройството;
- провеждайте постоянен мониторинг на мрежата и създавайте графики на претоварването на определена област, както и събирайте статистика за трафика за всеки от използваните протоколи, бързо наблюдавайте и проверявайте качеството на връзката с всяко устройство в мрежата (при физическа връзка ниво);
- дистанционно управлявайте правата за достъп на клиентите до услугата (свързване/прекъсване на връзка с потребител), променете паролата, за да създадете потребителска мрежа със собствени настройки за сигурност. Би било полезно да се даде възможност на оператора да зададе кое от конкретните устройства (ако един клиент има няколко) да разреши достъп до услугата. По този начин ще бъде възможно например да се блокира инсталирането от потребителя на всеки PowerLine адаптер, закупен от него независимо без одобрение от доставчика на услуги.
Гледайки напред, отбелязваме, че днес от всички прегледани софтуерни пакети софтуерният пакет Open PowerLine Management от Corinex е най-близо до тези изисквания по отношение на функционалността. Той включва PowerNet Setup Tool, който ви позволява да намерите всички MAC адреси на наличните PowerNet устройства. На практика обаче се оказа, че за да работи, поне едно „родно“ устройство трябва да присъства в мрежата.
Засега ще го оставим така, оставяйки икономистите да направят по-задълбочен анализ. Очевидно е, че потенциалът, присъщ на PowerLine, е огромен и от днес използването на технологията може да се превърне в бизнес предмет, по-специално за енергийните компании. Пример за това е програмата на Мосенерго в Зеленоград, бившата „силициева столица“ на Русия. На първия етап се очаква да бъдат решени наболели проблеми, свързани с отчитането на потреблението на електроенергия и управлението на системата за енергоснабдяване. През следващата година се предвижда предоставянето на услуги за достъп до Интернет, IP телефония, телеконферентна връзка и други.
Технологии за предаване на управляващи сигнали и информация по мрежови кабели
Определение и класификация на PowerLine
PowerLine, Powerline Communications (PLC) семейство комуникационни технологии, които се основават на използването на съществуваща захранваща мрежа (120 V, 220 V и т.н.) като физическа среда за разпространение на информация.
Както съществуващите изследователски области в рамките на тези технологии, така и устройствата, които вече са внедрени „хардуерно“, могат да бъдат диференцирани по скорост на обмен.
- Нискоскоростен обмен (ниска скорост на предаване, понякога под 0,05 Kbps) с обхват на предаване до десетки километри. Подобни PLC системи вече се използват в енергийния сектор на високоволтови главни системи за предаване на служебна телеметрична информация.
- Обмен при средна скорост на предаване (средна скорост на предаване, обикновено в диапазона от 0,05 до 50 Kbps) на средни разстояния, които не надвишават няколко километра. Такива PLC системи позволяват внедряването на прости приложения за управление и са фокусирани върху съществуващи мрежови енергийни инфраструктури (домашна автоматизация, системи за управление на осветлението, организиране на автоматични измервания, мониторинг през интернет и др.). Информацията се предава в честотната лента 50-535 kHz.
- Високоскоростен обмен (висока скорост на предаване, от 100 Kbps). Основната цел е “компютърен” локален обмен на данни. Класическите задачи за такива системи обикновено включват задачата за комбиниране на съществуващи принтери, скенери и други устройства в споделени ресурси, както и организиране на домашна или SOHO компютърна мрежа. Би било справедливо в този клас да се включи решението на цялата гама от мултимедийни проблеми. Поради редица противоречиви изисквания устройствата са принудени да заемат доста широка честотна лента (в диапазона от 1,7 до 30 MHz) и да осигуряват работа на разстояние до няколкостотин метра. Устройствата Homeplug PowerLine попадат в тази категория.
Проблеми, свързани с предавателната среда, или
Наистина ли е толкова сложно?
Всъщност, ако се задълбочим в техническите проблеми, можем да се опитаме да обясним защо цената на PowerLine адаптер не може да се сравни с Ethernet карта. Не забравяйте, че последният е проектиран да се използва в комбинация със специално проектирана преносна среда и именно това му позволява да бъде прост, достъпен и евтин. Но след като започнете да предавате по „неспециализирани“ кабели, дизайнът става сложен и скъп: той е принуден да компенсира със своята сложност и висока цена за работа със сурогатни мрежови кабели.
Нека да разгледаме по-отблизо. В бъдеще ще се интересуваме от честотна лента от няколко десетки мегахерца, чиято минимална стойност се определя от информационната честотна лента, която трябва да бъде осигурена, в нашия случай до десетки Mbps. Така че, в мрежов кабел с нарастваща честота (както, всъщност, във всеки друг фидер), стойността на линейното затихване се увеличава (фиг. 4).
Ориз. 4. Самият захранващ кабел не е най-добрата среда за разпространение на високочестотни сигнали
На практика това означава, че ако искаме да приемем и обработим целия честотен спектър на оригиналния сигнал в другия край на кабела, ще трябва да предадем неговите високочестотни компоненти десетки пъти по-високи по ниво, отколкото в нискочестотния част. Има доста строги ограничения както за обхвата от честоти, които сигналите в кабела могат да заемат, така и за техните максимални нива, което налага използването на специални техники за намаляване на спектралната плътност на мощността на сигналите и в същото време използване на гениални методи за икономично представяне ( кодиране) на оригиналните цифрови сигнали.
Следващият проблем, присъщ на окабеляването на апартаментната мрежа, е отражението, което възниква в него от нехомогенности в неговата структура. Всяко снаждане на проводници, група контакти, паралелно свързване и разклонение на проводници води до множество смущения на директни/забавени сигнали и до честотно-селективно затихване. Включвайки светлината, включвайки и изключвайки нещо от мрежата, използвайки удължителни кабели, ние непрекъснато променяме параметрите на тази структура не само за себе си, но и до известна степен за нашия съсед, захранван от същия “ фаза”. Това води до доста добре известен ефект в безжичните радиосистеми и многомодовите оптични комуникационни линии, наречен междусимволна интерференция (ISI). Там това се причинява от многопътно разпространение на радиовълни (т.е. едновременното пристигане в приемника на няколко сигнала, изместени с определена стойност, пропорционална на разликата в разстоянията, изминати от всеки от тях). В резултат на това късият импулс се „замъглява“ и се превръща в по-широк или дори в поредица от няколко, т.е. предавателят е издал един импулс, съответстващ на символ (или няколко символа подред, съответстващи на информационна група), но в приемника се засича цяла поредица, което води до неправилната им интерпретация и като следствие до грешки в предавателната сесия и ограничаване на максималния капацитет на канала.
Но общият брой различни крайни устройства, които активно влияят на параметрите на електрозахранващата мрежа, дори в малка къща, не може да бъде преброен. Освен това много от домакинските уреди (прахосмукачки, миксери, персонални компютри с евтини захранвания, луминесцентни лампи и др.) са не само „шумни“, но и са способни да генерират дълги серии от импулси с амплитуди от порядък по-голяма от това, което бихме очаквали при стартиране на контакт 220 V. Всичко, което остава да добавим към тази „електрическа бъркотия“ са няколко изгорели контакта на шилда и легендарното „чичо Ваня със заварка“. За да завършите картината, препоръчваме също да запомните, че мрежовите кабели не само излъчват, но също така вършат доста добра работа за приемане на радиовълни (обхватът, който избрахме, включва радиостанции с поне три излъчващи и четири любителски дължини на вълната), за да разберете плетеницата от проблеми, с които разработчиците на устройства се справят, с които PowerLine се бори от десетилетия.
Ядката е твърда, но все пак...
Продължава работата по подобряване на софтуерните продукти. Съвместно изявление на Intellon и Corinex обеща да пусне софтуер, базиран на отворения стандарт MIB (Management Information Base) до май 2003 г. Използването му ще направи инсталационния процес по-„прозрачен“ и ще разшири възможностите за локално и отдалечено мрежово администриране на устройства, базирани на чипове Intellon (спецификация HomePlug 1.0.1). Имайте предвид, че тъй като стандартът HomePlug 1.0.1 досега е бил внедрен „хардуерно“ само в разработката на „джобната“ компания на алианса Intellon, към този момент можем да приравним чипсетите й към самия стандарт. Междувременно уебсайтът на Corinex съдържа съдържанието на инсталационен компактдиск, съдържащ драйвери, софтуер PowerNet Setup Tool и SNMP агент за PowerNet, които работят само с техните „маркови“ устройства.
заключения
Нека обобщим всичко по-горе. Навлизането на пазара на PowerLine устройства на стандарта HomePlug 1.0 от различни производители, които доста лесно намират „общ език“, предполага, че технологията най-накрая е „изчистена“ от сериозни наследствени проблеми със съвместимостта и се е преместила от категорията на екзотичните към ниво на търговска употреба. Човек може само да се изненада, че такова логично изобретение в стила „нуждата от изобретения е хитро“ не се появи в постсъветското пространство. Въпреки че, от друга страна, такова решение, поради „упоритостта“ на предавателната среда, изисква прилагането на доста сложни принципи в хардуера и предполага, че разработчикът разполага с всички производствени елементи на технологичния цикъл, позволявайки на идеята да да бъдат доведени до етап на търговска експлоатация.
Въпреки че обявената максимална теоретична пропускателна способност на мрежите PowerLine е 14 Mbps, реалната средна скорост на трансфер на данни се оказа 5-6 Mbps. Тези показатели са сравними с характеристиките на HomePNA и безжичните мрежи (WLAN) съгласно IEEE 802.11b и HomeRF 2.0. Технологията е по-лесна за прилагане от телефонните мрежи, защото докато телефонен контакт не се намира във всяка стая, електрическите контакти са навсякъде и още повече до компютър или принтер. Няма типични за безжичните решения „мъртви зони“ (когато е невъзможно да се получи сигнал в определени точки в помещението), а организирането му може да бъде по-евтино от инсталирането на кабелен Ethernet от нулата. Въпреки че текущата цена на PowerLine устройства на потребител е сравнима или дори по-висока от цената на WLAN комплект (Wi-Fi, с изключение на цената на лиценз), има всички шансове, че тъй като повече компании започват да произвеждат устройства, тя постепенно ще намалява .
За всеки от основните параметри технологията HomePlug има достоен конкурент. Но въпреки редица обещания за „евтино свързване на всички с интернет“ с помощта на други технологии, няма ясно универсално решение, което да съчетава приемливо качество и простота с минимални първоначални и пропорционални последващи инвестиции за инфраструктура от мащаба, например на среден градски дом. За разлика от вече усвоените, технологията за пренос чрез проводници на електрическа мрежа се характеризира с относително ниско ниво на първоначална инвестиция поради спестяване на инвестиции в създаване на физическа преносна среда. PowerLine мрежите се мащабират добре, т.е. осигуряват стабилна работа при свързване на нови клиенти, а скоростта на работа е достатъчна за повечето практически приложения, като намалява пропорционално с увеличаване на разстоянието (до 200-300 m).
Редица експерименти, които сме провели, показват, че високата устойчивост на смущения и некритичността на преносната среда, заложена в стандартите HomePlug, ни позволява да разглеждаме готовите устройства като вид полуготов продукт за изграждане на собствен дом и индустриални кабелни решения.
Междувременно искаме да вярваме, че устройствата, обявени на CeBIT (комбинирани WLAN/PowerLine точки за достъп, рутери и ISDN/DSL-to-PowerLine модеми, мултимедийни плейъри, видеокамери с вградена поддръжка за тази технология, нов Voice over PowerLine, както и комплекти за интегриране) към домашна мрежа от компютри, уеб таблети и MP3 плейъри) вече са на път към нашите клиенти. Дори тези устройства да не са все още толкова разпространени, това, доколкото може да се съди по резултатите от пробната експлоатация, е само въпрос на време...
