Ze względu na szybki rozwój automatyki domowej i rosnące koszty instalacji dodatkowych linii komunikacyjnych, dużym zainteresowaniem cieszy się transmisja danych pomiędzy różnymi urządzeniami za pośrednictwem istniejących linii 220-380V. „Od gniazdka do gniazdka”.
Urządzenie lub urządzenia sterujące i sterowane podłącza się za pomocą standardowych kabli sieciowych do domowego gniazdka elektrycznego i odbiera z niego sygnały zasilania i sterowania.
W ten sposób można budować sieci lokalne pomiędzy komputerami, systemy „inteligentnego domu” i tym podobne. Złożoność organizacji takich sieci polega na tym, że początkowo nie było to przewidziane, nie ma jednolitych standardów, sieci są bardzo hałaśliwe, a ich parametry znacznie się zmieniają wraz ze zmianą obciążenia. Podczas przesyłania danych w sieciach 220/380 V sygnał wysokiej częstotliwości szybko zanika. Należy zapewnić kompatybilność elektromagnetyczną i oddzielenie transmisji danych od zużycia energii.
Najbardziej znane technologie transmisji danych w sieciach 220/380V to:
X-10 tej samej firmy (http://www.x10.com);
CEBus firmy Intellon (http://www.intellon.com);
LonWorks firmy Echelon Corporation (http://www.echelon.com);
Adaptive Networks, oferowane przez firmę o tej samej nazwie (http://www.adaptivenetworks.com);
DPL 1000 wyprodukowany przez firmę NOR.WEB (http://www.nor.webdpl.com).
Stowarzyszenie PLC Universal Powerline (http://electrointernet.ru)
X10- najstarsza technologia (1978) skupia się na sterowaniu urządzeniami gospodarstwa domowego.
Intellon CEBus(Intellon SSC) wyprodukowany przez firmę Intellon dla sieci domowej CEBus. Standard CEBus (EIA-600) umożliwia interakcję pomiędzy urządzeniami automatyki domowej w oparciu o różne sieci transmisyjne: linie energetyczne, kanały radiowe, kanały przewodowe itp.
Wykorzystuje technologię sygnału przypominającą szum, która przesyła każdy bit danych w paśmie częstotliwości 100–400 kHz. Szybkość transmisji jest co najmniej o rząd wielkości wyższa w porównaniu do X-10. Firma Intellon sprzedaje zestaw do oceny linii zasilania. Zestaw do projektowania i budowy takiej sieci. Jego koszt to 245 dolarów.
opracowanie przez amerykańską korporację Echelon dla rozproszonych sieci sterowania. Podstawą technologii LonWorks jest protokół wymiany informacji LonTalk. Każdy węzeł sieci zawiera mikroprocesor realizujący funkcje tego protokołu.
LonTalk to siedmiowarstwowy protokół komunikacyjny, który umożliwia niezawodną transmisję danych na różnych nośnikach fizycznych. Transceivery zostały opracowane dla każdego typu środowiska, aby wspierać działanie sieci na różnych długościach kanałów, szybkościach transmisji i topologiach sieci. Cena LonWorks: 42 USD za transceiver, od 2000 USD za system programowania.
produkuje szereg urządzeń obsługujących transmisję danych po dowolnym typie okablowania elektrycznego. Efektywna prędkość transmisji wynosi 115 kbit / s. Jego charakterystycznymi cechami są wyjątkowa niezawodność i zdolność adaptacji (prawdopodobieństwo błędu 10-9), sygnał szumopodobny, możliwość wykorzystania oprogramowania do skrętki oraz bardzo wysoka cena.
DPL 1000, umożliwia przesyłanie danych w sieciach elektroenergetycznych z prędkością do 1 Mbit/s, opracowany przez firmę NOR.WEB. DPL 1000 to rewolucja w transmisji danych liniami elektrycznymi. Szczegóły techniczne wdrożenia nie są dostępne w dostępnych źródłach. W Europie testowane są obecnie próbne połączenia z wykorzystaniem technologii DPL 1000. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, to technologia ta jest szansą dla Federacji Rosyjskiej na uczynienie Internetu szybkim i dostępnym dla KAŻDEGO.
, technologii transmisji danych w sieciach 220/380 V, 6/10 kV i koncentrycznych. W zakresie od 2 do 34 MHz wykorzystywany jest sygnał szumopodobny składający się z 1536 podnośnych. Co więcej, można odciąć część podnośnych, jeśli zakłócają działanie innych sieci. System sam dostosowuje się do poziomu hałasu i obciążenia sieci energetycznej. Prędkość transmisji do 200 Mbit/s przy odległości pomiędzy urządzeniami do 300 m. Koszt modemu abonenckiego zaczyna się od 120 dolarów.
Bardziej szczegółowe informacje na temat określonego sprzętu i standardów można znaleźć na poniższych stronach internetowych. Linie elektryczne przenoszą nie tylko polecenia, ale także głos. Można na przykład wdrożyć mini centralę PBX lub domofon. Technologie przesyłania informacji sieciami energetycznymi zostały niezasłużenie zapomniane. Jak pokazuje doświadczenie światowe, jest to bardzo obiecujący kierunek.
Każdy z nas prędzej czy później zastanawia się nad stworzeniem domowej sieci internetowej. Na małej przestrzeni problem ten można rozwiązać w prosty sposób: wystarczy zainstalować router Wi-Fi, który rozprowadzi Internet do jednego lub dwóch pokoi. Ale co, jeśli mówimy o mieszkaniu wielopokojowym, wiejskim domu lub biurze z wieloma pokojami? Doskonałą opcją jest poprowadzenie kabli sieciowych, ale lepiej zrobić to podczas wstępnego remontu i montażu kabli elektrycznych: w końcu nikomu nie będzie się podobać góra przewodów we wszystkich pomieszczeniach. Drugą opcją jest zainstalowanie wzmacniacza, który wzmocni Wi-Fi z głównego routera. Ten pomysł jest odpowiedni dla małej liczby użytkowników, a idealnie, aby uzyskać stabilne połączenie, będziesz musiał zainstalować wzmacniacz w każdym pokoju. Co jednak, jeśli potrzebujesz Internetu w dużym domu lub dużym biurze? Wtedy na ratunek przyjdzie Internet przechodzący przez przewody elektryczne: technologia Powerline.
Technologia Powerline umożliwia przesyłanie danych za pośrednictwem przewodów elektrycznych zainstalowanych w całym domu. Adapter Powerline podłącza się do gniazdka elektrycznego, odbiera pakiet danych ze swojego portu LAN i wysyła informacje wzdłuż okablowania elektrycznego. Inny adapter podłączony do tego samego zasilacza rozpoznaje i dekoduje sygnał, a następnie przesyła dane dalej poprzez port LAN lub Wi-Fi (w zależności od modelu). Technologia ta umożliwia przesyłanie danych praktycznie bez strat na odległości do 300 metrów, a w jednej sieci może pracować ponad 200 adapterów. Ważne jest, aby wszystkie karty sieciowe były w tej samej fazie, w przeciwnym razie nastąpi utrata sygnału. Pożądane jest również, aby okablowanie było wykonane z drutu miedzianego. Nie zapominaj również, że do sieci elektrycznej podłączonych jest wiele innych urządzeń, a także zabezpieczenia przeciwprzepięciowe, UPS, urządzenia automatyczne, RCD - wszystko to powoduje zakłócenia.
Wszystko to należy wziąć pod uwagę przy podłączaniu adapterów Powerline, ale teraz skupimy się na tym, jak je wybrać. Gadżety te różnią się szeregiem cech, które będą miały wpływ na szybkość Internetu i, co ważne, łatwość obsługi.
Jakie są różnice pomiędzy adapterami Powerline?
Szybkość transmisji w sieci energetycznej
Ta cecha zależy bezpośrednio od standardu, w jakim działa sieć. Dwa najpopularniejsze to Homeplug AV i Homeplug AV2.Homeplug AV to standard wykorzystujący dwa przewody zasilające: fazowy i neutralny. Szybkość komunikacji pomiędzy urządzeniami według tego standardu wynosi 200, 500 i 600 Mbit/s. Ale rzeczywista prędkość jest znacznie niższa: około 100, 240 i 280 Mbit/s.
Standard Homeplug AV2 oprócz dwóch wyżej wymienionych przewodów wykorzystuje jeszcze trzeci - uziemienie. Pozwala to na osiągnięcie dużych prędkości: do 1300 Mbit/s. Rzeczywista prędkość wyniesie około 600 Mbit/s, ale jak widać, nie jest źle.
Standard Homeplug AV2 jest szczególnie wrażliwy na jakość okablowania. Dlatego jeśli twój dom nie ma uziemienia lub twoje okablowanie jest aluminiowe i złej jakości, to nie będzie ci odpowiadać. Jeśli potrzebujesz Internetu do surfowania i okazjonalnego oglądania filmów, zastanów się: czy ma sens kupowanie adapterów z szybkim łączem, skoro możesz zaoszczędzić pieniądze i zaspokoić wszystkie swoje potrzeby dzięki adapterom o prędkości 200 - 500 Mbit/s?
Obsługa PoE
PoE oznacza Power over Ethernet, czyli „zasilanie przez Ethernet”. Technologia PoE umożliwia zasilanie wymaganego urządzenia za pomocą zwykłego kabla sieciowego. W takim przypadku wymiana sygnałów cyfrowych nie zostaje utracona, a sieć pozostaje w pełni funkcjonalna.Technologia PoE będzie potrzebna, jeśli chcesz zainstalować na przykład router, kamerę IP lub telefon IP w miejscu, w którym nie ma możliwości zainstalowania gniazdka, na przykład na poddaszu, dachu lub na zewnątrz ściany. Adapter Powerline z obsługą PoE umożliwi podłączenie Internetu do najbliższego gniazdka, a następnie podłączenie adaptera do wybranego urządzenia za pomocą kabla sieciowego.
Liczba adapterów w zestawie
Aby stworzyć sieć Powerline, potrzebujesz co najmniej dwóch adapterów: jeden odbiera dane z routera i wysyła je przewodami, a drugi odbiera dane i przesyła je do komputera, smartfona, telewizora i innych gadżetów. Jak już wspomniano, w sieci może znajdować się ponad 200 adapterów - ich liczba zależy od możliwości modelu.Lepiej kupić adaptery tej samej firmy, a nawet modelu. Po pierwsze, ułatwi to ich synchronizację (wiele modeli odnajduje się już po naciśnięciu jednego przycisku). Po drugie, podczas podłączania adapterów o różnych charakterystykach prędkość przesyłania danych w sieci będzie skupiona na najsłabszym urządzeniu.
Dostępność wbudowanego gniazda
Adaptery Powerline są dostarczane z wbudowanym gniazdem lub bez. W drugim przypadku gadżetem jest adapter z wtyczką do podłączenia do gniazdka elektrycznego. W pierwszym przypadku zasilacz posiada także wbudowane gniazdko elektryczne, do którego można podłączyć dowolne urządzenie zasilane z sieci. Wadą posiadania gniazdka jest zmniejszenie prędkości przesyłu danych adaptera podczas podłączania do niego urządzenia, ale nie jest to tak znaczące.
Liczba portów Ethernet
Adaptery Powerline posiadają porty Ethernet umożliwiające podłączenie do nich urządzeń za pomocą kabla sieciowego. Im więcej portów, tym więcej urządzeń może odbierać Internet z gadżetu. Dotyczy to jednak tylko urządzeń, które mają również port Ethernet – a smartfony i tablety będą potrzebować Wi-Fi. Alternatywnie możesz podłączyć router Wi-Fi do adaptera za pomocą kabla sieciowego.Szybkość transmisji Ethernet
Jest to prędkość, z jaką dane będą przesyłane z adaptera do urządzenia podłączonego do niego kablem sieciowym i z powrotem. Większość nowoczesnych sieci działa z szybkością 10 - 100 Mbit/s. Jeśli chcesz przesyłać duże ilości informacji, np. filmy w jakości HD, transmisje na żywo, gry online, to warto wybrać urządzenie obsługujące prędkość 100 – 1000 Mbit/s.
Obsługa Wi-Fi
Ta funkcja umożliwi dystrybucję Wi-Fi bezpośrednio z adaptera Powerline bez użycia dodatkowego routera. Wybierając gadżet obsługujący Wi-Fi, należy zwrócić uwagę na dwie ważne cechy: szybkość przesyłania danych Wi-Fi i obsługiwane standardy Wi-Fi.Im wyższa prędkość przesyłania danych Wi-Fi, tym lepiej. Ta cecha zależy bezpośrednio od standardów Wi-Fi obsługiwanych przez urządzenie. Oto pięć najpopularniejszych standardów, uszeregowanych według szybkości i zasięgu: 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, gdzie pierwszy zapewnia prędkość 11 Mb/s, a drugi 1,3 Gb/s . Należy pamiętać, że istnieją dwa pasma częstotliwości Wi-Fi: 2,4 i 5 GHz, a wiele urządzeń obsługuje tylko jedno z nich. W paśmie 2,4 GHz funkcjonują standardy 802.11b, 802.11g i 802.11n, natomiast w paśmie 5 GHz funkcjonują standardy 802.11a, 802.11n i 802.11ac.
Routera
Charakterystyka wskazuje na obecność lub brak możliwości wykorzystania tego sprzętu jako routera. Router przydziela każdemu komputerowi w sieci lokalnej unikalny adres wewnętrzny i dystrybuuje pakiety danych pomiędzy komputerami. Pozwala to na utworzenie współdzielonego połączenia internetowego przy użyciu tylko jednego oficjalnego zewnętrznego adresu IP. Jednocześnie zachowana jest normalna praca wszystkich aplikacji sieciowych.Rozwiązanie to sprawdzi się podczas konfigurowania Internetu w biurze dla firmy.
Kryteria wyboru
Jak się przekonaliśmy, adaptery Powerline różnią się szeregiem parametrów, które będą decydujące przy wyborze odpowiedniego urządzenia. Niektóre modele nadają się do małego mieszkania, inne do wiejskiego domu, a niektóre do dużego biura. W tym przypadku bardzo ważne są właściwości sieci elektrycznej, które mogą znacznie ograniczyć wybór adaptera. Aby utworzyć sieć w mieszkaniu jedno- lub dwupokojowym, lepiej jest użyć routera Wi-Fi ze wzmacniaczem lub połączeniem kablowym.Dlatego rozdystrybuowaliśmy adaptery Powerline w zależności od celu i miejsca ich użycia.
Aby utworzyć sieć domową w starym budynku mieszkalnym, którego okablowanie nie ma uziemienia należy wybierać spośród zestawów dwóch adapterów Powerline w standardzie Homeplug AV, z 1 - 2 portami Ethernet i wbudowanymi gniazdami. Ich koszt: 1250 - 4999 rubli. 
Aby utworzyć sieć domową w nowym apartamentowcu lub budynku prywatnym lepiej się przyjrzeć bliżej
Prawdopodobnie znasz sytuację, gdy wokół domowego komputera wije się niesamowita liczba przewodów prowadzących do monitora, myszy, klawiatury, routera i tak dalej. Istnieje kilka sposobów, aby się ich pozbyć. Najprościej to obciąć, trudniej przejść na technologie bezprzewodowe.
Nie mówmy o wygodzie bezprzewodowych myszy czy klawiatur: wszystko to gromadzi się bezpośrednio wokół komputera i dlatego nie przeszkadza szczególnie w życiu. Jednak kable Ethernet często trzeba ciągnąć przez połowę mieszkania. Przy odpowiednich naprawach możesz wziąć pod uwagę wszystkie aspekty i rozmieścić gniazda w domu lub mieszkaniu w celu podłączenia do sieci. Po przeprowadzce do wynajętego mieszkania trudniej jest rozwiązać ten problem, istnieją inne niuanse.
Wi-Fi? Nie zawsze można na nim polegać, ponieważ na jego działanie wpływa materiał ścian i ich lokalizacja. A jeśli mówimy o budynku mieszkalnym, istnieje również mnóstwo innych punktów dostępu bezprzewodowego: fale radiowe są nieco więcej niż całkowicie wypełnione. W dzień lub rano nie jest to tak zauważalne, ale wieczorem mogą pojawić się problemy z pingiem i opóźnieniami podczas oglądania IPTV lub gry bezprzewodowej.
Opcje ich rozwiązania to ręczne ustawienia i regularna analiza fal radiowych, przejście na punkty dostępowe obsługujące 5 GHz lub powrót do korzeni - przewodów. To pierwsze wydaje się pracochłonne i mało prawdopodobne jest, aby użytkownik domowy ciągle grzebał w zawiłych programach w poszukiwaniu wolnego miejsca w paśmie 2,4 GHz. Wyobraź sobie, że Twoja mama/tata/dziadkowie wykonują tę czynność... Najpierw naucz je obsługi smartfona z ekranem dotykowym.
Przejście na 5 GHz? To doskonała opcja, którą polecamy zarówno my, jak i eksperci ds. komunikacji. Jednak takie routery będą kosztować i nie wszystkie urządzenia domowe będą mogły pracować w sieci. Niesamowite, ale prawdziwe: ta oferta jest niezrozumiała nawet dla obecnego PlayStation 4, a co dopiero niedrogich smartfonów i telewizorów.
Cóż, najbardziej niewygodnym, ale praktycznym sposobem są przewody. Możesz udawać Spider-Mana, umieszczać je w całym domu i przy pewnych umiejętnościach uzyskać estetyczny wygląd. Istnieje inna „opcja przewodowa”, którą testowaliśmy - technologia Powerline, gdy Internet jest dostarczany za pomocą kabla zasilającego. Szczerze mówiąc, trochę przerażające... Z naukowego punktu widzenia nazywa się to „komunikacją za pośrednictwem linii energetycznej” i wykorzystuje ona linie energetyczne do przesyłania danych wzdłuż nich.
Nie zanudzajmy Cię informacjami historycznymi, ale od razu przejdźmy do rzeczy. Do testów wybraliśmy mieszkanie w domu wybudowanym pod koniec lat 70-tych ubiegłego wieku. W ścianach ułożone są te same starożytne druty aluminiowe, w panelu zainstalowane są trzy automaty, ale jest tylko jedna faza, jak w zdecydowanej większości przypadków. Kabel operatora prowadzony jest do jednego z pomieszczeń, w którym zainstalowany jest niedrogi router z Wi-Fi.
No cóż, przekonajmy się, czy rozdrobnione na proszek aluminium wytrzyma takie obciążenie. Testowane adaptery TP-Link AV1200 Powerline są „podkręcone” do gigabitów, ale całą tę moc można wykorzystać jedynie w sieci lokalnej w warunkach bliskich ideału. Zewnętrznie adaptery to dość duże prostokątne pudełka z zestawem wskaźników z boku, perforacjami do wentylacji na obwodzie, złączem na kabel do transmisji danych i gniazdem zapasowym, czyli nadal można podłączyć sprzęt „przez” adapter.
Jak to działa?
Adapter główny musi skądś pobierać Internet. Podłączamy urządzenie do gniazdka i podłączamy do niego kabel z routera. Nasze kontrolki TP-Link mrugają, a bez żadnych ustawień Internet powinien pojawić się w całym mieszkaniu po włączeniu drugiego adaptera. No cóż, czyż to nie magia?!
Teraz możesz udać się do dowolnego pomieszczenia, w którym znajduje się gniazdko i poszukać miejsca na drugi adapter.
W modelach adapterów bez Wi-Fi każde urządzenie będzie wymagało kabla Ethernet do podłączenia: ten sam laptop będzie musiał być podłączony za pomocą kabla krosowego. Jeśli chcesz podłączyć telewizor „kuchenny” do Internetu, ta opcja wygląda na bardziej praktyczną.
Zasięg urządzeń, a raczej ich zdolność do zapewnienia komunikacji w instalacji elektrycznej bez utraty pakietów wynosi 100 metrów (dla testowanego urządzenia). W takim przypadku należy wziąć pod uwagę nagrania przewodów w ścianach, które nie idą bezpośrednio z punktu A do punktu B. Jeżeli coś pójdzie nie tak i drugi adapter nie widzi pary, następuje wymuszone „parowanie” " przycisk. Adaptery wyszukują się nawzajem przez 10 sekund, po czym tworzony jest łańcuch transmisji danych bez interwencji użytkownika. Sygnał może krążyć po całym domu, ale wszystko zależy od sposobu poprowadzenia przewodów. I pamiętaj: samo podłączenie wtyczki telewizora lub laptopa do gniazdka nie zapewni dostępu do Internetu.
„Połączenie jest szyfrowane 128-bitowym kluczem AES, Twój sąsiad nie zobaczy danych. Jeśli okablowanie jest stare, jeśli styk jest gdzieś luźny, jeśli przewody są słabo skręcone, może to negatywnie wpłynąć na przepustowość. Według producenta w urządzeniach jest obojętne, czy w okablowaniu zastosowano miedź, czy aluminium.”- powiedział Siergiej Barisevich, szef działu wsparcia technicznego klienta w Atlant Telecom.
To wszystko, nie trzeba wpisywać żadnych haseł, od razu mamy zwykłą sieć lokalną z dostępem do Internetu. Teraz interesują nas prędkości.
Najpierw testowaliśmy IPTV na telewizorze, uruchamiając kanały HD. Nie ma hamulców, „opóźnień” ani rozpadających się obrazów, prędkość jest oczywiście więcej niż wystarczająca. „Zawartość HD wymaga 18 Mb/s, aby zapewnić stabilną jakość”- komentuje Siergiej.
Czas na Speedtest. Plan taryfowy umożliwia przesyłanie danych z prędkością 100 Mbit/s, zatem czekamy na odpowiednie wskaźniki. Maksymalna prędkość jaką udało nam się wycisnąć ze starych przewodów w ścianach to ponad 85 Mbit/s. To wynik bardzo godny, biorąc pod uwagę wszystkie aspekty. Przy maksymalnej możliwej odległości w mieszkaniu od gniazdka podstawowego prędkość spadła do 80 Mbit/s.
Przed kolejnym pomiarem prędkości obciążamy sieć elektryczną, aby zapobiec płynnemu przepływowi bitów w okablowaniu. W dwóch pokojach pali się światło, włączony jest telewizor, komputer szumi od wentylatorów, lodówka grzechocze, łączy je kuchenka mikrofalowa i mocny czajnik elektryczny. Następny „test prędkości” pokazuje w przybliżeniu te same liczby, z niewielkim spadkiem o około 5–10%.
Co ciekawe, ping praktycznie się nie zmienia („cysternie” będą zadowoleni), natomiast przy łączeniu się przez Wi-Fi, ze względu na zanieczyszczenie powietrza i odległość od punktu dostępowego, skacze do 250-300 ms z maksymalnie 30 ms gniazdko elektryczne. Pomiary wykazały, że komunikacja bezprzewodowa w apartamentowcu jest mniej efektywna w porównaniu do Powerline. Ale i tak wygodniej.
Później, w biurze, prędkość przesyłania danych wynosiła 35 Mbit/s na odległość co najmniej trzykrotnie większą niż w mieszkaniu (ale w rzeczywistości mogła być jeszcze większa: nie było pod ręką schematu elektrycznego). Poza tym do gniazdek podłączonych jest kilkadziesiąt urządzeń zużywających energię.
W obu przypadkach nie można narzekać na jakość transmisji danych: jest ona zdecydowanie wyższa niż „bezprzewodowo”, nawet przy obciążeniu sieci elektrycznej.
Dlaczego ta technologia nie jest stosowana wszędzie?
„To kwestia ceny. Tak, użytkownik może dokupić kilka adapterów więcej, ale cena połączenia wzrośnie dwukrotnie. Wi-Fi jest również tańsze i zapewnia większą mobilność. Rozwiązanie to jest wygodne w przypadku urządzeń instalowanych statycznie. Dla tego samego IPTV otrzymujesz stabilny sygnał. Nawet podczas pracy przez zabezpieczenie przeciwprzepięciowe”– mówi specjalista techniczny.
Dlaczego operatorzy nie korzystają z Powerline?
Swego czasu operatorzy badali możliwość wykorzystania takiej technologii do zapewnienia dostępu do Internetu w całych domach. „Mówiąc mniej więcej, na dom instalowany jest jeden przełącznik podłączony do optyki, a abonent otrzymuje własny adapter w mieszkaniu. Nie było wymagane żadne dodatkowe okablowanie.”- powiedział Siergiej. Jednak w rzeczywistości wiązałoby się to ze znacznymi wydatkami: operatorzy nie mogą zagwarantować jakości okablowania zainstalowanego 5–10, 30 lub więcej lat temu. „Coś podobnego dzieje się z technologią ADSL, gdzie wszyscy operatorzy są zależni od linii telefonicznej Beltelecom i nie mogą kontrolować jakości połączenia”- on dodał.
wnioski
W małym mieszkaniu z Wi-Fi praktyczność adapterów Powerline nie jest oczywista. Wyjątkiem jest sprzęt zainstalowany na stałe: smart TV lub dekoder. Modele z modułami bezprzewodowymi są droższe, ale pozwalają zapewnić nieprzerwany zasięg Wi-Fi w mieszkaniach, w których ściany zakłócają sygnał. Podobnie jest w domu prywatnym, gdy na przykład trzeba zainstalować internet w piwnicy.
Internet poprzez gniazdko elektryczne jest już dobrze znaną wśród informatyków metodą przesyłania informacji strumieniowo danych w Internecie. Jest to wyjątkowa alternatywa dla konwencjonalnych sieci światłowodowych, która nie wymaga nawet routera, a wszystko zostanie w pełni zrealizowane poprzez proste przesłanie prądu przez zwykłe gniazdko. Rozwiązanie to oznacza pewną oszczędność wśród konsumentów. Główną zaletą takiej transmisji danych jest nieprzerwany transfer informacji przesyłanych strumieniowo, bez żadnych spowolnień, w przeciwieństwie do sieci przewodowych lub Wi-Fi.
Jak podłączyć Internet przez sieć elektryczną? Adapter Powerline z Wi-Fi Tenda N300
Dostęp do Internetu poprzez sieć elektryczną
Jeśli jesteś właścicielem przestronnego, wielopokojowego mieszkania, świeżo po remoncie, którego warunki nie pozwalają na wykonanie typowej sieci kablowej ze względu na złożoność jej transportu na całej powierzchni lokalu. Aby to zastąpić, zapada decyzja o ułożeniu sieci elektrycznej dla usług dostawców Internetu, aby w przyszłości zadowolić się światem sieci WWW.
Tak, z jednej strony jest to to samo okablowanie, być może nie różniące się od kabla, ale ma wystarczającą przewagę nad tym, że nawet komunikacja bezprzewodowa, taka jak połączenia Wi-Fi, ustępuje mu po osiągnięciu dużych prędkości. Za dodatkową zaletę tej realizacji można uznać być może osiągnięcie akceptowalnej ceny za usługę jej użytkowania.
Przegląd i konfiguracja TP-Link PA2010
BPL – Internet szerokopasmowy po liniach energetycznych
Mianowicie, na Zachodzie znane jest już łącze szerokopasmowe realizowane poprzez sieć elektryczną. Jest używany przez większość organizacji komercyjnych i rządowych, które wymagają stabilnego połączenia internetowego bez zakłóceń. Niektórzy nawet korzystają z tej technologii zamiast sieci kablowych lub telefonicznych ADSL. Dlatego dźwięki od dawna są „testowane” za granicą. Chociaż rosyjscy dostawcy rzadko oferują takie usługi, powołując się na niewystarczający rozwój takiej technologii i wysokie koszty sprzętu transmisyjnego. Spróbujmy jednak dowiedzieć się, jak to faktycznie działa.
Na początek obecny dostawca musi uzyskać oficjalne pozwolenie na dostęp do elektrowni i urządzeń. Należy przedstawić wszystkie dokumenty, a decyzje muszą zostać uzgodnione pomiędzy dostawcami energii elektrycznej a dostawcą.
Zasada działania takiego systemu jest realizowana przy użyciu prądu zasilającego wzdłuż nośnej (w Rosji i krajach europejskich jest to 50 Hz), dodaje się kilka rodzajów modulacji OFDM, w których sygnały są rozdzielane na kilka strumieni z multipleksowaniem ortogonalnym. Według oficjalnych danych częstotliwość podnośnej może wynosić do 21 MHz, co nie ma wpływu na standardowy prąd wyładowczy o częstotliwości 50 Hz, dlatego nie wpływa niekorzystnie na urządzenia elektryczne. W innych krajach częstotliwość podnośnej wzrasta do 30 MHz.
Na blokach transformatorów instalowane są przełączniki nadawcze i routery ze światłowodem, które przekształcają przepływy w zwykły prąd elektryczny, który trafia bezpośrednio do odbiorcy. Na odległość instalowane są specjalne rozdzielacze sygnału, które mogą jednocześnie przesyłać ten sam strumień. Sam odbiornik sygnału jest zainstalowany w panelu elektrycznym, rozprowadzając przepływ przez sieć domową.
Obecnie dopuszczalna prędkość wynosi do 100 Mbit/s, ale jest sprzęt, który pozwala kilkukrotnie zwiększyć prędkość. Jednak taki sprzęt nie jest jeszcze powszechnie dostępny. W rzeczywistości łącze BPL jest rodzajem sieci domowej, do której podłączony jest budynek mieszkalny. Aktualna prędkość zależy od obciążenia sieci pomiędzy użytkownikami. Dlatego jeśli w twoim budynku znajduje się sto mieszkań, wówczas przy pełnym obciążeniu każdego z nich prędkość może osiągnąć nawet 10 Mbit/s .
W zasadzie technologia ta nie różni się niczym od zwykłego połączenia telefonicznego czy czegokolwiek innego. Jeśli masz laptopa lub tablet i potrzebujesz połączenia bezprzewodowego, zalecamy zamówienie routera Wi-Fi u swojego dostawcy. Takie urządzenie jest zwykle wyposażone w interfejs Ethernet lub nawet złącze USB.
Jeśli chodzi na przykład o segment cenowy, o który proszą niektórzy moskiewscy dostawcy świadczący taką usługę 20 dolarów do okablowania sieci stumegabitowej. W Ameryce ta usługa jest dostępna za te same 20 dolarów, ale ze znacznie mniejszą przepustowością, która może osiągnąć jeden megabit.
Zalety i wady
Jednak każda technologia, jak wiadomo, ma zarówno zalety, jak i wady. Przede wszystkim jest to zawodność samego okablowania elektrycznego. Jest to szczególnie istotne, gdy taki system jest realizowany i zamiast miedzi stosowane są przewody aluminiowe. Mają jeszcze jedną wadę: niewystarczającą przewodność użytecznych sygnałów nośnych. Ponadto możliwe jest skręcenie takich kabli, co również negatywnie wpływa na sam sygnał. Dlatego technologia sieć elektryczna Internet znajduje zastosowanie w nowych budynkach, w których ułożono już przewody miedziane.
Ponadto sieć elektryczna, jak każdy mechanizm przewodzący prąd, może generować zakłócenia z pobliskich urządzeń elektrycznych, a także negatywnie wpływać na działanie takich urządzeń.
Aby chronić urządzenia BPL przed przepięciami, konieczne jest stosowanie specjalnych ochronników przeciwprzepięciowych, które są zaprojektowane specjalnie do pracy w takich urządzeniach, ale bardzo trudno je znaleźć w Rosji.
Jednak główną zaletą BPL jest brak konieczności układania kabli naziemnych, jak ma to miejsce w przypadku sieci kablowych czy linii telefonicznej ADSL. A także - możliwość uzyskania stabilnego i niedrogiego przy dobrej prędkości. Wadą dla dostawcy jest podpisywanie umów z przedsiębiorstwami dostarczającymi energię elektryczną. Bardzo ważne jest również sprawdzenie, czy istnieje możliwość zainstalowania tego typu sieci, w większości przypadków zależy to od konstrukcji samego domu
BPL to niedroga alternatywa dla sieci kablowych i telefonicznych, zapewniająca wygodny dostęp do sieci WWW.
Po przeczytaniu poniższego materiału żart o „zabójcy karty Ethernet”, czyli patchcordie zakończonym z jednej strony wtyczką RJ-45, a z drugiej wtyczką sieciową 220 V, nie będzie już wydawał się tak dowcipny. Co prawda trzeba będzie podłączyć odpowiednią przejściówkę PowerLine do przerwy w tym przewodzie...
Słynny żart, że większość wynalazków powstaje z ludzkiego lenistwa, doskonale sprawdza się w przypadku sieci danych. Odkąd komunikacja pomiędzy komputerami w biurze stała się obowiązkowa, a Ethernet stał się de facto standardem, nieustannie podejmuje się próby jeszcze większego ułatwienia tej komunikacji – na przykład poprzez wyeliminowanie konieczności układania dodatkowych kabli.
O różnych technologiach, które pozwalają „oszczędzić” na układzie oddzielnej infrastruktury sieciowej pisaliśmy już nie raz – na przykład o HomePNA, z którym wiąże się użytkowanie, czy o sieciach bezprzewodowych. Technologia, która zostanie dzisiaj omówiona, wykorzystuje do budowy sieci lokalnych... zwykłą instalację elektryczną, która istnieje w każdym budynku.
Technologia PowerLine ma złożony i zmienny los. Wielokrotnie przewidywano, że będzie ona odgrywać centralne miejsce w rozwoju domowych sieci informacyjnych. Potem „zapomnieli” o tym, więc w miarę poprawy bazy technologicznej wrócili i ogłosili, że to niemal panaceum. Ani agencje badawcze, ani wydawnictwa informatyczne nie zwróciły uwagi na ten sektor rynku (jak się okazało, mniej lub bardziej poważnych publikacji na ten temat jest w RuNet, a jeszcze mniej w Uanecie).
Częściowo chcąc zapełnić obecną próżnię informacyjną, częściowo w związku z kolejną falą komercyjnego zainteresowania tą demokratyczną i na pierwszy rzut oka niezwykle prostą ideą, postanowiliśmy kontynuować rozmowę rozpoczętą w „” recenzji, uzupełniając ją historią o kosztach wysiłków podejmowanych w celu osiągnięcia zrównoważonej pracy poprzez zasilanie. Czytelnikom oferujemy szczegółowy przegląd technologii PowerLine, a także testy i nasze wrażenia z działania urządzeń, które są już faktycznie dostępne na rodzimym rynku w w miarę rozsądnych cenach.
Naprawdę nie masz nas za głupców.
W swoim projekcie wskazałeś 70 metrów kabla i 10 gniazd sieciowych.
Czy uważasz, że nasze komputery nadal są zasilane energią słoneczną?
Czy jadłeś energię? A może planujesz wiercić nowe otwory?...
(Z dyskusji na temat kosztów sieci, 1996)
Z tej całej dość komicznej historii, kiedy musiałem długo i argumentami udowadniać dyrektorowi finansowemu małej firmy, że kabel informacyjny i gniazdka rzeczywiście trzeba ułożyć i zamontować, bo sieć energetyczna to jedno, a sieć informatyczna jest zupełnie inna, pamiętam ostatnie pytanie, symbolizujące pożegnanie z ostatnią nadzieją: „Więc nie można używać tych samych przewodów?” Jeśli zamkniesz oczy na jakieś „nietechniczne” sformułowanie samego pytania, dość łatwo będzie zrozumieć tę osobę. Właśnie zakończył się luksusowy remont rezydencji, a konieczność funkcjonowania organizacji w oparciu o ugruntowany system „obiegu dyskietkowego”, zlokalizowanego zaledwie w czterech pokojach na trzech piętrach, w jednej sieci, była podyktowana bardziej względami prestiżowymi niż poprzez naglącą potrzebę.
Czy w tamtych czasach można było odpowiedzieć twierdząco na to pytanie? Już w 1996 r. nr. Sieci bezprzewodowe są drogie i niestabilne. Zarówno obecne technologie i protokoły transmisji w sieciach elektroenergetycznych (X-10, CEBus, LONWorks), jak i wiele innych, które ze stron reklamowych obiecywały „nasycić nasz dom inteligencją”, a później poszły w zapomnienie bez śladu, były raczej egzotyczne na rynku krajowym. Charakteryzowały się albo niskim kursem wymiany, albo słabą odpornością na zakłócenia, albo pierwszym i drugim jednocześnie, i odstraszały ich nieracjonalnie wysokie koszty urządzeń końcowych.
PowerLine: dzieciństwo, dorastanie, młodość
...i doświadczenie, syn trudnych błędów...
Tymczasem w historii zachowało się wiele prób wykorzystania „nieodpowiednich” przewodów jako fizycznego nośnika wymiany danych. Łatwiej jest oczywiście pracować z telefonicznymi „parami miedzianymi” - ich parametry zostały ujednolicone, a zasady układania podlegały dość rygorystycznym wymaganiom, ujednoliconym w wielu krajach. Prawdopodobnie dlatego pierwszą realną technologią transmisji po alternatywnych przewodach była technologia zaproponowana przez firmę Tut Systems (połowa lat 90-tych). Jak wiadomo, na jego podstawie wkrótce przyjęto standard transmisji danych przez okablowanie telefoniczne HomePNA 1.0. Mimo że pierwsza wersja tego standardu nie była zbyt „zaawansowana”, w sieci HomePNA 1.0 składającej się z maksymalnie 7-10 komputerów, ogólnie można było uzyskać 1 Mbps przy odległości między nimi około 100-150 m.
Chociaż okablowanie sieci domowej jest z wielu powodów, o których dowiemy się później, jeszcze mniej żyznym środowiskiem, pomysł wykorzystania jednego pojazdu do zasilania urządzeń i przesyłania sygnałów sterujących sięga niemal początków ery energii elektrycznej. W annałach patentowych lat 20. XX w. udało się odnaleźć propozycję polegającą na „...wykorzystaniu tonów o kilku wokalach [zakresu dźwiękowego. Notatka autor] częstotliwości służące do włączania i wyłączania urządzeń poprzez przewody, przez które jest zasilane.” Ponadto, jako ustawiacz sygnału sterującego w formule rozszerzonego patentu, przedsiębiorczy autor „wytycza” zastosowanie… gwizdka i mikrofonu ze wzmacniaczem.
Ale dość trudno obiektywnie stwierdzić, kto dokładnie wykonał kolejny decydujący krok „w gniazdo”, rozwój technologii oznaczał długi łańcuch taktycznych zwycięstw badawczych i strategicznych porażek rynkowych. Przeprowadzone prace poszukiwawcze charakteryzowały się fragmentarycznością i różniły się obszarami: niektóre firmy postawiły sobie za zadanie pozbycie się dodatkowych przewodów podczas przesyłania sygnałów audio, w wyniku ich pracy pojawiły się już w lata 40. Inni (początki te sięgają już końca lat 70-tych) starali się stworzyć dźwiękoszczelne systemy sterowania za pośrednictwem sieci energetycznej, których działanie nie wymagało dużych prędkości komunikacji. Jeszcze inni, poprzez różne zawiłości, próbowali „wcisnąć” w zwykły kabel zasilający pasmo zajmowane przez sygnał wideo (wynosi kilka megaherców). Co prawda w praktyce często okazywało się, że efektywność ekonomiczna stosowania tych rozwiązań z reguły okazywała się wyimaginowana.
Stało się oczywiste, że przyjęcie – choć wyrafinowanego, ale zasadniczo analogowego lub quasi-cyfrowego podejścia do tworzenia, kodowania i przesyłania informacji oraz wiązanie się istniejącymi wówczas ograniczeniami technologicznymi (takimi jak wysoki koszt przetworników DAC, ADC i innych komponentów) sygnałów toru cyfrowego przetwarzania) nie można tworzyć komercyjnych wersji „poważnych” urządzeń. To ostatecznie ostudziło zapał odkrywców i przez dobre dziesięć lat pomysł powoli „gotował się we własnym soku”. Jednak nadal można spotkać na rynku urządzenia komunikacyjne (domofony, mini-centrale PBX) i proste urządzenia sterujące (np. zapalenie kilku lamp w żyrandolu), które działają po przewodach sieciowych, produkowane masowo, a w Internecie można znaleźć opisy oryginalnych projektów i różnych ciekawych projektów: od amatorskich (wykorzystujących najczęściej tony z zakresu częstotliwości audio lub ultradźwiękowych do tworzenia zestawu poleceń) po czujniki, dekodery i urządzenia sterujące na potrzeby elektroniki przemysłowej.
I niezależnie od tego, jak dziecinnie prymitywne mogą wydawać się te urządzenia z wyżyn dzisiejszego rozwoju technologicznego, to dzięki szeregowi rozwiązań koncepcyjnych tamtych lat możemy dziś mówić o urządzeniach do przesyłania informacji za pomocą przewodów zasilających, które sprawdziły się w praktyce że są w stanie zapewnić wysoką prędkość i odporność na zakłócenia wymiany procesowej oraz posiadają wystarczające zasoby do adresowania urządzeń w sieci. Ten ostatni fakt jest szczególnie istotny podczas dystrybucji masowej, gdyż od niego zależy możliwość jednoznacznego zidentyfikowania, do kogo informacja jest kierowana. Tym, którzy uznają ten wymóg za mało krytyczny, przypomnijmy amerykańską anegdotę opowiadającą, jak naciśnięcie przycisku na pilocie sieciowym ekspresu do kawy (działającego najwyraźniej na zasadach podobnych do wspomnianego patentu!) doprowadziło do wykonania polecenie rozmrożenia lodówki i włączenia podlewania trawników na posesji sąsiada.
Okres adolescencji w rozwoju technologii wiąże się zazwyczaj z szeregiem projektów realizowanych w latach 1997-2000. eksperymenty z transmisją danych i głosu w projektach pilotażowych wiodących laboratoriów badawczych. Oprócz mało znanych wówczas firm, wzięli w nich udział tacy giganci branży telekomunikacyjnej jak Siemens, Nortel oraz kilku dostawców usług telekomunikacyjnych z Niemiec i Wielkiej Brytanii. I choć plany były iście napoleońskie (Norweb Telecom udało się zawrzeć umowy z kilkunastu wiodącymi koncernami energetycznymi w Eurazji) i obietnice były hojnie rozdzielane (1,5 fenigów za minutę pracy w Internecie), to pomysł wykorzystania na szeroką skalę okablowanie elektryczne po raz kolejny „nie wyszło”.
Istnieje wiele wyjaśnień i przyczyn takiego stanu rzeczy: wysoki poziom szkodliwego promieniowania z urządzeń i ich koszt porównywalny z ceną modemów DSL i kablowych, niedoskonałości konstrukcyjne urządzeń końcowych i niestabilne oprogramowanie dla nich oraz silna presja ze strony duże firmy telekomunikacyjne... Wszystko to prawda, jednak zdaniem autora ważną rolę odegrały tu błędy marketingowe związane ze specyfiką postrzegania decyzji przez tych, do których były adresowane. Przypomnijmy, że to właśnie w tych latach odbył się zwycięski marsz „skrętki” pod hasłem „Fast Ethernet do każdego biura”. A specjaliści odpowiedzialni za sieci małych biur, cierpiąc na złącza BNC i terminatory terminali, wyraźnie nie byli skłonni do eksperymentowania z nową, a jednocześnie dość prymitywną technologią, która nie obiecywała dużych prędkości i przejmowała topologię po nudny „koncentryczny” Ethernet. A co do ostrożnych zwykłych mieszczan biorących udział w eksperymentach... Oczekiwanie, że będą bronić rozwiązania technologicznego, nawet bardzo obiecującego, ze szkodą dla swoich bieżących potrzeb i interesów finansowych, jak wielokrotnie pokazała historia rozwoju technologii, jest z góry skazany na zagładę „...pokażesz mu miedziany grosz i zrobisz z nim, co chcesz”.
Choć pierwsze próby wprowadzenia organizacji sieci domowych i „dystrybucji” Internetu na zasadach komercyjnych nie doprowadziły do oczekiwanej rewolucji na rynku usług telematycznych, już w 2001 roku zaczęto masowo produkować urządzenia ze skromnym napisem „HomePlug” 1.0” podczas testów eksploatacyjnych przeprowadzonych w 500 domach udowodnił, że sprawna praca poprzez sieć zasilającą jest możliwa w 98% przypadków.
Ryż. 1. Perspektywy nakreślone przez analityków są zachęcające.
Zdaniem analityków niezawodność, trwałość i dość duża prędkość zawarta w standardzie skłoniły firmy telekomunikacyjne do zastanowienia się, jak mocno trzymają „swój kawałek tortu”, co było jednym z czynników dalszej obniżki cen połączenia internetowego usługi.
Świadczenie usług dostępu do Internetu jest najatrakcyjniejszym, choć nie jedynym obszarem zastosowania technologii przesyłania informacji przewodami elektroenergetycznymi. Obecnie wszystkie znane kierunki, w których widzi się rozwój takich systemów, jako podstawy wymiany informacji w sieciach elektroenergetycznych, można z grubsza podzielić na trzy grupy.
Grupa pierwsza. Środowisko wymiany informacji pomiędzy urządzeniami monitorującymi i sterującymi systemem automatyki domowej
Dom pełen urządzeń elektrycznych i gościnnie służący swoim właścicielom pojawił się w powieściach science fiction Raya Bradbury'ego już w latach 60. I jak dotąd większość z nas postrzega te idee jako popularnonaukową fikcję, bynajmniej nie tanią i nieistotną. Ale pierwotny pomysł polega na połączeniu ze sobą sterownika (jednostki sterującej), komputera, drukarki, telefonu, czujników klimatyzacji i różnych elementów wykonawczych (takich jak sterowane przełączniki, klimatyzacja, grzejniki, sprzęt kuchenny, akwarium i podlewanie trawnika system) nie ma w sobie nic haniebnego ani nadprzyrodzonego. Co więcej, jego poszczególne elementy, które są już dziś dostępne do wdrożenia, można i należy traktować jako podstawę do stworzenia wygodnego, autonomicznego, bezpiecznego i energooszczędnego (według niektórych szacunków nawet do 20-25% kosztów) systemu sterowania przyszłość. Można założyć, że wraz ze wzrostem kosztów surowców energetycznych i energii elektrycznej okres zwrotu będzie się skracał. I chciałbym wierzyć, że w niedalekiej przyszłości znaczące inwestycje początkowe przestaną być poważną przeszkodą w ich realizacji...
Oczywiste jest, że takie ujednolicone środowisko, obejmujące komputer stacjonarny, urządzenia peryferyjne komputerowe i urządzenia gospodarstwa domowego, może funkcjonować tylko wtedy, gdy istnieje lokalna sieć informatyczna, której głównym wymaganiem jest wysoki i gwarantowany poziom niezawodności, określony przede wszystkim , według stopnia doskonałości zastosowanej technologii wymiany danych. Wiadomo też, że pojawienie się gniazd interfejsowych do podłączenia USB, FireWire czy Ethernet w czajniku, odkurzaczu czy kinkiecie raczej nie zostanie przyjęte z radością przez kupującego. Choć nie obiecujmy, że zapewne znajdzie się producent, któremu uda się nie tylko zintegrować to wszystko w swoim ekspresie, ale i przekonać klienta, że o tym marzył przez całe życie.
Nawiasem mówiąc, wraz z pojawieniem się nowych wersji technologii przesyłania informacji wiąże się proces ponownego przemyślenia koncepcji systemu bezpieczeństwa w domu, obejmującego szeroką gamę czujników (pożaru, ruchu, stłuczenia szkła itp.), Monitoring podsystemy (w tym kamery bezpieczeństwa), sprzęt gaśniczy i obiekty kontroli dostępu. Tutaj jednak należy położyć nacisk. Na razie możemy mówić o „tajnych strażnikach” pełniących funkcję pomocniczą (albo dodatkach do istniejących, albo autonomicznych), gdyż do podłączenia do scentralizowanego systemu bezpieczeństwa lub przeciwpożarowego może być wymagany odpowiedni certyfikat zarówno dla czujnika oraz, ogólnie rzecz biorąc, technologię przesyłania tych informacji. Według szeregu wstępnych szacunków parametry techniczne tego typu rozwiązań systemów bezpieczeństwa (przede wszystkim w zakresie niezawodności i bezpieczeństwa kanału transmisji) są porównywalne lub nawet lepsze od istniejących rozwiązań bezprzewodowych.
Grupa druga. Telefony i multimedia PowerLine
W zasadzie na rynku rozwiązań telefonicznych nie brakuje także oryginalnych urządzeń. I tak już latem 2002 roku firma Ascom z Berna ogłosiła, że rozpoczęła produkcję nowej serii opartej na autorskim adapterze PLC. Oferowane przez firmę rozwiązanie Voice over PowerLine opiera się na małych, atrakcyjnych skrzynkach, z których każda może łączyć od jednego do czterech punktów końcowych głosowych (lub faksowych) i organizować do dwóch par rozmów telefonicznych jednocześnie. W komunikacie prasowym podkreślono, że zastosowanie nowych typów produktów nie pogarsza parametrów wymiany „komputerowej” w sieci na instalacji elektrycznej.
W przeciwnym razie rozwiązania telefoniczne bazują na standardowym, klasycznym Voice over IP, a adaptery PowerLine pełnią rolę banalnych konwerterów środowiska Ethernet na PowerLine, do złącza sieciowego, do którego podłączony jest telefon IP.
Pierwszy eksperyment z transferem muzyki polegający na łączeniu urządzeń elektroniki użytkowej w jedną infrastrukturę domową wiąże się z demonstracją firm Motorola, Phoenix Broadband i Sonicblue, gdy komputer podłączony do gniazdka elektrycznego przesyłał pliki pobrane z Internetu przez sieć do odtwarzacza MP3 Sonicblue Rio.
Głównymi wymaganiami stawianymi takim systemom jest zapewnienie określonego QoS, a w drugim przypadku także zaspokojenie rosnących „apetytów” na aplikacje do strumieniowego przesyłania informacji audio i wideo o wysokiej jakości. Stają się one bardziej rygorystyczne, jeśli takich przepływów jest kilka lub jeśli dane są przesyłane równolegle przez inne typy aplikacji. W praktyce, przy wykorzystaniu urządzeń w standardzie HomePlug 1.0, udowodniono możliwość transmisji dwóch strumieni MPEG-1/2 bez zauważalnych opóźnień przy zachowaniu aktywności sieci (pewnego średniego standardu „obrót strumieniowy”) pomiędzy pięcioma lub sześcioma innymi abonentami. Znaczącym wydarzeniem była praktyczna demonstracja na targach Consumer Electronics Show, które odbyły się w Las Vegas na początku 2003 roku, pierwszej transmisji wysokiej jakości wideo z szybkością 30 kl./s za pośrednictwem sieci PowerLine rozmieszczonej na stoisku. Pokaz poprowadziły firmy ViXS Systems (producent chipów i oprogramowania wideo) oraz Cogency Semiconductor (producent chipsetu PiranhaT). Nawiasem mówiąc, doniesiono, że eksperyment został zduplikowany poprzez transmisję za pośrednictwem kanału WLAN i nie udało się wykryć różnicy między pierwszą i drugą metodą transmisji.
Grupa trzecia. Sieć PowerLine i Internet PowerLine
Trend zwiększania liczby komputerów w domu nabiera tempa, co wymaga pojawienia się tanich i wygodnych sposobów łączenia komputerów i urządzeń peryferyjnych w jedną sieć, gdy układanie nowych przewodów jest niedopuszczalne lub niepraktyczne (ryc. 2).
Ryż. 2. Struktura sieci domowej PowerLine. Łączenie z intranetem/internetem
Jednak omawiając tylko jeden przypadek – podłączenie kilku urządzeń w obrębie jednego mieszkania lub domu prywatnego – możliwości wykorzystania PowerLine nie są ograniczone.
Drugim aspektem wykorzystania technologii network-over-power jest rozwiązanie problemu „ostatniej mili” i „ostatnich stóp” podczas łączenia się z siecią. Co więcej, w 1999 roku takie rozwiązanie problemu uznano za na tyle poprawne ekonomicznie, że „promowano” projekt dźwięcznym skrótem PALAS PowerLine od Alternative Local AccessS, mający na wszelkie możliwe sposoby promować wprowadzenie technologii na rynek europejski. Do obliczenia jego uczestników przyjęto fakt, że sieci elektroenergetyczne pokrywają aż 95% obszarów zamieszkałych przez człowieka. Komórki takiej infrastruktury są dość regularne, a według wstępnych szacunków liczba potencjalnych użytkowników, dla których nie ma potrzeby tworzenia nowej infrastruktury kablowej, przekracza 1,5–5-krotnie liczbę abonentów telefonicznych (w zależności od poziom telefonii w regionie). Eksperci słusznie wierzyli, że tam, gdzie łączność telefoniczna jest słabo rozwinięta, zapotrzebowanie na połączenie z Internetem za pośrednictwem sieci elektrycznej będzie o rząd wielkości wyższe. To prawda, że jeśli chodzi o sam PALAS, sądząc po stanie strony palas.regiocom.net, praca jej członków nie jest szczególnie aktywna.
Struktura takiej edukacji informacyjnej może być podobna do tej pokazanej na ryc. 2. Projektowana maksymalna przepustowość na abonenta jest zwykle ograniczana do 300–500 kbps. Jednocześnie jednak rosną wymagania dotyczące minimalnego poziomu bezpieczeństwa informacji (mechanizmy uwierzytelniania użytkowników i szyfrowania przepływów danych), gdyż topologia tworzonej sieci jest zbliżona do topologii koncentrycznego Ethernetu i pozwala „każdemu słuchaj wszystkich.”
Tym, dla których możliwości „odbioru” PowerLine są niewystarczające, możemy zaproponować skorzystanie ze sprawdzonych rozwiązań asymetrycznego dostępu do informacji. Przykładowo z satelity użytkownik odbiera ruch przychodzący z szybkością dochodzącą do MB/s, a niewielki ruch wychodzący wysyła naziemnymi liniami komunikacyjnymi. To rozwiązanie problemu „ostatniej mili” łatwo wpisuje się w powyższą strukturę i jest skierowane przede wszystkim do małych firm i wymagających użytkowników prywatnych.
Tutaj jednak będziemy musieli zrobić małą dygresję, przypominając o różnicach pomiędzy zagranicznymi systemami zasilania a krajowym. Jeśli w większości krajów świata zwyczajowo łączy się dwie fazy i ochronne „zero”, to prawie wszystkie mieszkania ukraińskich odbiorców energii są zadowolone z podłączenia do jednej z trzech faz sieci 380 V i „zera”, tj. jeśli weźmiemy pod uwagę zadanie budowy jednej sieci w oparciu o apartamentowiec (a pozwala na to maksymalny zasięg urządzeń HomePlug), to w celu zjednoczenia wszystkich użytkowników we „wspólną magistralę” pomiędzy „fazami” konieczne będzie umożliwienie odpowiednie mosty. Nie wchodząc w specyfikę obwodów tego dość prostego urządzenia, zauważamy, że zadanie stworzenia infrastruktury może wykraczać poza prostą instalację gotowych rozwiązań, przetestowanych i certyfikowanych na Zachodzie. Chociaż przy dużej liczbie klientów wskazane może być połączenie trzech grup (podsieci) w jedną sieć za pomocą odpowiedniego przełącznika bezpośrednio przed wprowadzeniem kanału zewnętrznego do domu.
Kończąc tę małą analizę, jeszcze raz dokonamy zastrzeżenia, że próba rozróżnienia usług jest więcej niż warunkowa w rozwoju nowoczesnych technologii sieciowych, kolejnym najważniejszym trendem po zwiększaniu prędkości jest chęć łączenia różnych rodzajów ruchu (dane , telefonia, wideo) w jednym strumieniu sieciowym. Inną sprawą jest to, że wymagana przepustowość dla wszystkich pożądanych usług jednocześnie (a jak się okazało dla urządzeń PowerLine jest to nawet mniej niż 10 Mb/s) może nie wystarczyć (rys. 3).
Ryż. 3. Trend w kierunku łączenia wszystkich grup urządzeń. Czy przepustowość jest wystarczająca?
I na koniec, ci, którzy zamierzają zorganizować świadczenie usług dostępu do Internetu, będą musieli wrócić do kwestii opracowania pakietu oprogramowania do zdalnej administracji i monitorowania z zaawansowanymi funkcjami ze względu na specyfikę tej technologii. Zestaw taki oprócz standardowych dla tego przypadku możliwości sieciowych powinien umożliwiać:
- wykryć wszystkie urządzenia w sieci i określić ich typ (karty Ethernet, karta USB lub PCI) oraz adres MAC przydzielony przez producenta, a także zapewnić administratorowi możliwość ustalenia i przypisania adresu IP urządzenia;
- prowadzić stały monitoring sieci i tworzyć wykresy natężenia ruchu na danym obszarze, a także zbierać statystyki ruchu dla każdego z używanych protokołów, szybko monitorować i sprawdzać jakość połączenia z każdym urządzeniem w sieci (na fizycznym połączeniu poziom);
- zdalnie zarządzaj uprawnieniami klientów do usługi (podłącz/rozłącz użytkownika), zmień hasło, aby utworzyć sieć użytkowników z własnymi ustawieniami zabezpieczeń. Przydałoby się zapewnić operatorowi możliwość przypisania, które z konkretnych urządzeń (jeśli jeden klient ma ich kilka) umożliwi dostęp do usługi. Dzięki temu możliwe będzie np. zablokowanie przez użytkownika instalacji dowolnego zakupionego przez niego samodzielnie adaptera PowerLine bez zgody usługodawcy.
Patrząc w przyszłość, zauważamy, że obecnie ze wszystkich recenzowanych pakietów oprogramowania pakiet oprogramowania Open PowerLine Management firmy Corinex jest najbliższy tym wymaganiom pod względem funkcjonalności. Zawiera narzędzie konfiguracji PowerNet, które pozwala znaleźć wszystkie adresy MAC dostępnych urządzeń PowerNet. Jednak w praktyce okazało się, że aby to zadziałało, w sieci musi znajdować się przynajmniej jedno „natywne” urządzenie.
Zostawmy to na razie, pozostawiając ekonomistom przeprowadzenie bardziej szczegółowej analizy. Nie da się ukryć, że potencjał drzemiący w PowerLine jest ogromny i już dziś wykorzystanie technologii może stać się przedmiotem biznesu zwłaszcza dla przedsiębiorstw energetycznych. Przykładem jest program Mosenergo w Zelenogradzie, dawnej „krzemowej stolicy” Rosji. W pierwszym etapie ma rozwiązać palące problemy związane z rozliczaniem zużycia energii elektrycznej i zarządzaniem systemem dostaw energii. W przyszłym roku planowane jest świadczenie usług dostępu do Internetu, telefonii IP, telekonferencji i innych.
Technologie przesyłania sygnałów sterujących i informacji za pomocą okablowania sieciowego
Definicja i klasyfikacja PowerLine
PowerLine, rodzina technologii komunikacyjnych Powerline Communications (PLC), które opierają się na wykorzystaniu istniejącej sieci zasilania (120 V, 220 V itp.) jako fizycznego medium rozpowszechniania informacji.
Zarówno istniejące obszary badawcze w ramach tych technologii, jak i urządzenia już zaimplementowane „hardwarowo” można różnicować szybkością wymiany.
- Wymiana o niskiej prędkości (niska prędkość transmisji, czasami poniżej 0,05 Kb/s) z zasięgiem transmisji do kilkudziesięciu kilometrów. Podobne systemy PLC są już stosowane w sektorze energetycznym w głównych systemach wysokiego napięcia do przesyłania informacji telemetrycznych usług.
- Wymiana ze średnią szybkością transmisji (średnia prędkość transmisji, zwykle w zakresie od 0,05 do 50 Kbps) na średnich dystansach nieprzekraczających kilku kilometrów. Takie systemy PLC pozwalają na realizację prostych aplikacji sterujących i koncentrują się na istniejącej infrastrukturze zasilania sieciowego (automatyka domowa, systemy sterowania oświetleniem, organizacja automatycznych pomiarów, monitoring przez Internet itp.). Informacje przesyłane są w paśmie częstotliwości 50-535 kHz.
- Szybka wymiana danych (wysoka prędkość transmisji, od 100 Kbps). Głównym celem jest „komputerowa” lokalna wymiana danych. Klasyczne zadania dla takich systemów obejmują zazwyczaj zadanie łączenia istniejących drukarek, skanerów i innych urządzeń w współdzielone zasoby, a także organizację domowej lub SOHO sieci komputerowej. Uczciwym byłoby zaliczenie do tej klasy rozwiązań całej gamy problemów multimedialnych. Ze względu na szereg sprzecznych wymagań urządzenia zmuszone są zajmować dość szerokie pasmo częstotliwości (w zakresie od 1,7 do 30 MHz) i zapewniać działanie na odległość do kilkuset metrów. Urządzenia Homeplug PowerLine należą do tej kategorii.
Problemy związane z medium transmisyjnym, lub
Czy to naprawdę takie skomplikowane?
Właściwie, jeśli zagłębimy się w problemy techniczne, możemy spróbować wyjaśnić, dlaczego kosztu adaptera PowerLine nie można porównywać z kartą Ethernet. Nie zapominaj, że ten ostatni jest przeznaczony do stosowania w połączeniu ze specjalnie zaprojektowanym medium transmisyjnym, dzięki czemu jest prosty, dostępny i tani. Kiedy jednak zaczniesz nadawać „niespecjalistycznymi” przewodami, projekt staje się złożony i kosztowny: musi rekompensować swoją złożoność i wysokie koszty pracy z zastępczymi kablami sieciowymi.
Przyjrzyjmy się bliżej. W przyszłości będzie nas interesować pasmo częstotliwości kilkudziesięciu megaherców, którego minimalna wartość zależy od przepustowości informacji, jaką należy zapewnić, w naszym przypadku do kilkudziesięciu Mb/s. Zatem w kablu sieciowym wraz ze wzrostem częstotliwości (jak zresztą w każdym innym zasilaczu) wzrasta wartość tłumienia liniowego (rys. 4).
Ryż. 4. Sam kabel zasilający nie jest najlepszym środowiskiem do propagacji sygnałów o wysokiej częstotliwości
W praktyce oznacza to, że chcąc odebrać i przetworzyć na drugim końcu kabla całe spektrum częstotliwości pierwotnego sygnału, będziemy musieli przesłać jego składowe wysokoczęstotliwościowe na poziomie kilkunastokrotnie wyższym niż w dolnym część. Istnieją dość rygorystyczne ograniczenia zarówno dotyczące zakresu częstotliwości, jakie mogą zajmować sygnały w kablu, jak i ich maksymalnych poziomów, co wymusza stosowanie specjalnych technik zmniejszania widmowej gęstości mocy sygnałów i jednocześnie stosowania genialnych metod ekonomicznej reprezentacji ( kodowanie) oryginalnych sygnałów cyfrowych.
Kolejnym problemem związanym z okablowaniem sieci mieszkaniowej są odbicia, które powstają w nim na skutek niejednorodności jego struktury. Każdy splot przewodów, grupa styków, połączenie równoległe i odgałęzienie przewodów prowadzą do wielokrotnych zakłóceń sygnałów bezpośrednich/opóźnionych i do tłumienia selektywnego częstotliwościowo. Włączając światło, włączając i wyłączając coś z sieci, korzystając z przedłużaczy, stale zmieniamy parametry tej konstrukcji, nie tylko dla siebie, ale także w pewnym stopniu dla naszego sąsiada, zasilanego z tego samego” faza". Prowadzi to do dość dobrze znanego efektu w bezprzewodowych systemach radiowych i wielomodowych światłowodowych liniach komunikacyjnych, zwanego zakłóceniami międzysymbolowymi (ISI). Tam jest to spowodowane wielodrogowym propagacją fal radiowych (tj. jednoczesnym dotarciem do odbiornika kilku sygnałów przesuniętych o pewną wielkość proporcjonalną do różnicy odległości przebytych przez każdy z nich). W rezultacie krótki impuls ulega „rozmyciu” i przechodzi w szerszy lub nawet w sekwencję kilku, czyli nadajnik wyemitował jeden impuls odpowiadający symbolowi (lub kilka symboli w rzędzie odpowiadającym grupie informacji), ale w odbiorniku wykrywana jest cała seria, co prowadzi do błędnej ich interpretacji, a w konsekwencji do błędów w sesji transmisyjnej i ograniczenia maksymalnej przepustowości kanału.
Ale nie da się policzyć całkowitej liczby różnych urządzeń końcowych, które aktywnie wpływają na parametry sieci energetycznej, nawet w małym domu. Co więcej, wiele urządzeń gospodarstwa domowego (odkurzacze, miksery, komputery z tanimi zasilaczami, świetlówki itp.) jest nie tylko „hałaśliwych”, ale także zdolnych do generowania długich serii impulsów o amplitudach rzędu rzędu wielkości większe, niż byśmy się spodziewali po uruchomieniu w gniazdku 220 V. Do tego „bałaganu elektrycznego” pozostaje tylko kilka spalonych styków na tarczy i legendarny „Wujek Wania ze spawaniem”. Dla uzupełnienia obrazu warto także pamiętać, że przewody sieciowe nie tylko emitują, ale także całkiem nieźle radzą sobie z odbiorem fal radiowych (w wybranym przez nas paśmie znajdują się stacje radiowe o długości co najmniej trzech fal nadawczych i czterech fal amatorskich), aby zrozumieć plątaninę problemów, z jakimi borykają się twórcy urządzeń PowerLine od dziesięcioleci.
Nakrętka jest twarda, ale mimo to...
Trwają prace nad udoskonaleniem oprogramowania. Wspólne oświadczenie firm Intellon i Corinex obiecało udostępnienie oprogramowania opartego na otwartym standardzie MIB (Management Information Base) do maja 2003 roku. Jego zastosowanie sprawi, że proces instalacji stanie się bardziej „przejrzysty” oraz rozszerzy możliwości lokalnego i zdalnego administrowania siecią urządzeniami opartymi na chipach Intellon (specyfikacja HomePlug 1.0.1). Należy zauważyć, że ponieważ standard HomePlug 1.0.1 był dotychczas wdrażany „sprzętowo” jedynie w ramach rozwoju „kieszonkowej” firmy sojuszu Intellon, w tym momencie możemy utożsamić jego chipsety z samym standardem. W międzyczasie witryna Corinex zawiera zawartość instalacyjnej płyty CD zawierającej sterowniki, oprogramowanie PowerNet Setup Tool i agenta SNMP dla PowerNet, który działa tylko z ich „markowymi” urządzeniami.
wnioski
Podsumujmy wszystkie powyższe. Wejście na rynek urządzeń PowerLine w standardzie HomePlug 1.0 od różnych producentów, którzy dość łatwo znajdują „wspólny język”, sugeruje, że technologia została wreszcie „oczyszczona” z poważnych dziedzicznych problemów z kompatybilnością i przeszła z kategorii egzotycznej do kategorii poziom komercyjnego wykorzystania. Można się tylko dziwić, że taki logiczny wynalazek w stylu „potrzeba wynalazków jest przebiegła” nie pojawił się w przestrzeni poradzieckiej. Choć z drugiej strony takie rozwiązanie, ze względu na „upór” medium transmisyjnego, wymaga wdrożenia dość skomplikowanych zasad sprzętowo i zakłada, że deweloper dysponuje wszystkimi elementami produkcyjnymi cyklu technologicznego, co pozwala na realizację pomysłu zostać doprowadzony do etapu komercyjnej eksploatacji.
Choć podana maksymalna teoretyczna przepustowość sieci PowerLine wynosi 14 Mb/s, faktyczna średnia prędkość przesyłania danych okazała się wynosić 5-6 Mb/s. Wskaźniki te są porównywalne z charakterystyką HomePNA i sieci bezprzewodowych (WLAN) zgodnie z IEEE 802.11b i HomeRF 2.0. Technologia ta jest łatwiejsza do wdrożenia niż sieci telefoniczne, bo choć gniazdko telefoniczne nie znajduje się w każdym pomieszczeniu, to gniazdka elektryczne są wszędzie, a tym bardziej obok komputera czy drukarki. Nie ma „martwych stref” typowych dla rozwiązań bezprzewodowych (kiedy w określonych punktach pomieszczenia nie można odebrać sygnału), a jej organizacja może być tańsza niż instalacja przewodowego Ethernetu od podstaw. Choć obecny koszt urządzeń PowerLine w przeliczeniu na użytkownika jest porównywalny lub nawet wyższy od ceny zestawu WLAN (Wi-Fi bez kosztów licencji), istnieje duża szansa, że w miarę jak coraz więcej firm zacznie produkować urządzenia, będzie on stopniowo spadał.
Dla każdego z głównych parametrów technologia HomePlug ma godnego konkurenta. Jednak pomimo szeregu obietnic „taniego podłączenia wszystkich do Internetu” przy użyciu innych technologii, nie ma jednoznacznego, uniwersalnego rozwiązania, które łączyłoby akceptowalną jakość i prostotę z minimalnymi początkowymi i proporcjonalnymi kolejnymi inwestycjami w infrastrukturę w skali np. miejski dom. W odróżnieniu od już opanowanych, technologię transmisji przewodami sieci elektroenergetycznej cechuje stosunkowo niski poziom inwestycji początkowych ze względu na oszczędności poniesione na inwestycjach w stworzenie fizycznego medium transmisyjnego. Sieci PowerLine dobrze się skalują, tzn. zapewniają stabilną pracę przy przyłączaniu nowych klientów, a prędkość działania jest wystarczająca dla większości praktycznych zastosowań i maleje proporcjonalnie wraz ze wzrostem odległości (do 200-300 m).
Szereg przeprowadzonych przez nas eksperymentów pokazuje, że wysoka odporność na zakłócenia i niekrytyczność medium transmisyjnego, wpisana w standardy HomePlug, pozwala traktować gotowe urządzenia jako swego rodzaju półprodukt do budowy własnego domu i przemysłowe rozwiązania przewodowe.
Tymczasem chcemy wierzyć, że zaprezentowane na targach CeBIT urządzenia (połączone punkty dostępowe WLAN/PowerLine, routery i modemy ISDN/DSL-to-PowerLine, odtwarzacze multimedialne, kamery wideo z wbudowaną obsługą tej technologii, nowy Voice over PowerLine, a także zestawy integracyjne) do domowej sieci komputerów, tabletów internetowych i odtwarzaczy MP3) już jadą do naszych klientów. Nawet jeśli urządzenia te nie są jeszcze tak powszechne, to – jak można sądzić po wynikach próbnej eksploatacji – jest to tylko kwestia czasu…
