Что такое Homeplug AV и Сетевые PowerLine Адаптеры? Подключение ТВ кабеля к розетке Legrand, Schneider. Схемы и виды розеток Интернет по силовым проводам

Вам наверняка знакома ситуация, когда вокруг домашнего компьютера извивается какое-то невероятное количество проводов, идущих к монитору, мышке, клавиатуре, маршрутизатору и так далее. Избавиться от них можно несколькими способами. Самый простой - перерезать, посложнее - перейти на беспроводные технологии.

Не будем рассуждать об удобстве беспроводных мышей или клавиатур: это все скапливается непосредственно вокруг компьютера и потому особенно жить не мешает. А вот Ethernet-кабели часто приходится тянуть через полквартиры. При грамотном ремонте можно учесть все аспекты и разместить по дому или квартире розетки для подключения к сети. При переезде в съемную квартиру решить такой вопрос сложнее, есть и другие нюансы.

Wi-Fi? Уповать на него можно не всегда, так как на его работу влияет материал стен, их расположение. А если речь идет о многоквартирном доме, то тут еще и обилие других беспроводных точек доступа: эфир заполнен чуть более чем полностью. Днем или утром это не так заметно, вечером же могут начаться проблемы с пингом и лагами при просмотре IPTV или игре «по воздуху».

Варианты их решения - ручные настройки и регулярный анализ эфира, переход на точки доступа с поддержкой 5 ГГц или возвращение к истокам - проводам. Первый кажется трудоемким, и вряд ли домашний пользователь станет постоянно копаться в заумных программах, выискивая свободное место в диапазоне 2,4 ГГц. Представьте своих маму/папу/бабушку/дедушку за этим занятием… Для начала научить бы их пользоваться смартфоном с сенсорным экраном.

Переход на 5 ГГц? Это отличный вариант, который рекомендуем и мы, и специалисты в области связи. Однако такие маршрутизаторы будут стоить денег, да и работать в сети смогут далеко не все домашние устройства. Невероятно, но факт: этот диапазон непонятен даже нынешним PlayStation 4 , что уж говорить о недорогих смартфонах и телевизорах.

Ну и самый неудобный, зато практичный способ - провода. Можно прикинуться Человеком-пауком, разложить их по всему дому и при определенных навыках добиться эстетичного вида. Есть еще один «проводной вариант», который мы и протестировали, - технология Powerline, когда интернет поступает через силовой кабель. Немного пугает, честно говоря... По-научному это называется «связь по ЛЭП», и использует она линии электропередачи для передачи по ним данных.

Не будем утомлять исторической справкой, а сразу приступим к делу. Для тестирования мы выбрали квартиру в доме, построенном в конце 70-х годов прошлого века. В стенах проложены такие же древние алюминиевые провода, в щитке установлены три автомата, но фаза одна, как и в подавляющем большинстве случаев. Операторский кабель заведен в одну из комнат, где установлен недорогой маршрутизатор с Wi-Fi.

Что ж, узнаем, справится ли рассыпающийся в порошок алюминий с нагрузкой. Тестируемые Powerline-адаптеры TP-Link AV1200 «разгоняются» до гигабита, но утилизировать всю эту мощь получится разве что в локальной сети в условиях, приближенных к идеальным. Внешне адаптеры представляют собой достаточно крупные прямоугольные коробки с набором индикаторов сбоку, перфорацией для вентиляции по периметру, разъемом для дата-кабеля и дублирующей розетки, то есть «сквозь» адаптер можно все так же подключать технику.

Как это работает?

Ведущему адаптеру необходимо получать откуда-то интернет. Вставляем девайс в розетку и подключаем к нему кабель из маршрутизатора. Наш TP-Link моргает лампочками, и безо всяких настроек по всей квартире при активации второго адаптера должен появиться интернет. Ну не магия ли?!

Теперь можно идти в любую комнату, где есть розетка, и искать место для второго адаптера.

В моделях адаптера без Wi-Fi любое устройство потребует для подключения Ethernet-кабель: тот же ноутбук придется подсоединять через патч-корд. Если же вы хотите подключить к интернету «кухонный» телевизор, то такой вариант выглядит практичнее.

Дальность действия устройств, вернее, их способность обеспечивать связь в электропроводке без потери пакетов, составляет 100 метров (для тестируемого устройства). При этом необходимо учитывать метраж проводов в стенах, которые не идут напрямую из точки А в точку Б. Если что-то пойдет не так и второй адаптер не будет видеть пару, имеется кнопка принудительного «спаривания». Адаптеры ищут друг друга секунд 10, без вмешательства пользователя создается цепь передачи данных. Сигнал может циркулировать по всему дому, но все зависит от того, как разведена проводка. И помните: просто воткнув в розетку штепсель от телевизора или ноутбука, вы интернета не получите.

«Шифруется соединение 128-битным ключом AES, данные ваш сосед не увидит. Если проводка старая, если где-то отходит контакт, плохо скручены провода - это может негативно влиять на пропускную способность. Как утверждает производитель, устройствам все равно, используется ли в проводке медь или алюминий», - рассказал Сергей Барисевич, руководитель отдела клиентской технической поддержки компании «Атлант Телеком».

Все, никаких паролей вводить не надо, мы с ходу имеем обыкновенную локальную сеть с доступом к интернету. Теперь нас интересуют скорости.

Сперва протестировали IPTV на телевизоре, запустив HD-каналы. Никаких тормозов, «лагов» и рассыпающейся картинки, скорости, очевидно, хватает с лихвой. «Для стабильного качества HD-контенту требуется 18 Мбит/с», - комментирует Сергей.

Настает черед Speedtest. Тарифный план позволяет передавать данные на 100 Мбит/с, поэтому ждем соответствующих показателей. Максимум, что удалось выжать из старых проводов в стенах, - более 85 Мбит/с. Это весьма достойный результат с учетом всех аспектов. На максимально возможном удалении в квартире от базовой розетки скорость снизилась до 80 Мбит/с.

Перед очередным замером скорости нагружаем электрическую сеть, чтобы помешать плавному течению битов в проводке. В двух комнатах включен свет, работает телевизор, жужжит вентиляторами компьютер, тарахтит холодильник, к ним присоединяются микроволновка и мощный электрочайник. Очередной «спидтест» показывает примерно те же цифры, с незначительным снижением в районе 5-10%.

Интересно, что пинг практически не меняется («танкисты» будут довольны), в то время как при подключении через Wi-Fi из-за засоренности эфира и удаленности от точки доступа он прыгает до 250-300 мс при максимуме 30 мс через электрическую розетку. Замеры показали, что беспроводная связь в условиях многоквартирного дома менее эффективна в сравнении с Powerline. Но все же удобнее.

Позже в условиях офиса скорость передачи данных составила 35 Мбит/с при расстоянии как минимум в три раза большем, чем в квартире (но реально оно может быть еще больше: схемы размещения проводки под рукой не оказалось). Кроме того, здесь к розеткам подключены десятки устройств, потребляющих энергию.

В обоих случаях никаких претензий к качеству передачи данных нет: оно однозначно выше, чем «по воздуху», даже при нагрузке на электрическую сеть.

Почему эта технология не используется повсеместно?

«Вопрос цены. Да, пользователь может докупить еще пару адаптеров, но и цена подключения вырастет в два раза. И Wi-Fi к тому же дешевле, а также обеспечивает бóльшую мобильность. Это решение удобно для статично установленных устройств. Для того же IPTV вы получаете стабильный сигнал. Даже при работе через сетевой фильтр», - считает технический специалист.

Почему операторы не используют Powerline?

В свое время операторы изучали возможность применения такой технологии для обеспечения доступа в интернет для домов целиком. «Грубо говоря, на дом ставится один свитч, подключенный к оптике, а абонент получает свой адаптер в квартиру. Никакой дополнительной проводки при этом не требовалось», - рассказал Сергей. Но на самом деле это вылилось бы в значительные траты: операторы не могут гарантировать качество проводки, уложенной 5-10, 30 или более лет назад. «Что-то подобное происходит с технологией ADSL, когда все операторы зависят от телефонной линии „Белтелекома“ и не могут контролировать качество соединения», - добавил он.

Выводы

В небольшой квартире при наличии Wi-Fi практичность Powerline-адаптеров не очевидна. Исключение составляет лишь стационарно установленная техника: умный телевизор или приставка. Модели с беспроводными модулями стоят дороже, но позволяют обеспечить бесперебойное покрытие Wi-Fi в квартирах, где стены мешают сигналу. Аналогично для частного дома, когда, например, надо провести интернет в подвальное помещение.

Вступление

Адаптеры TP-Link TL-PA211 работают по технологии HomePlug AV, которая в свою очередь является разновидностью технологии PLC. PLC (Power Line Communication) расшифровывается как «связь посредством линий электропередач (ЛЭП)». У многих аббревиатура ЛЭП ассоциируется с километрами толстых проводов и ажурными конструкциями опор. На самом деле обычная электропроводка в квартире тоже является линией электропередач, только маленькой, «домашней» так сказать. Вот по этой самой электропроводке и передаётся сетевой сигнал. Ничего нового в этой технологии нет. Похожие системы стали применяться более века назад. Тогда по проводам между подстанциями передавался телеграфный сигнал. С ростом числа высоковольтных линий электропередач внедрялись системы высокочастотной связи для телефонии и телеметрии.

⇡ Теория

Принцип работы PLC в чём-то схож с привычным для многих пользователей xDSL-соединением. И в том, и в другом случае разные типы данных (тональные сигналы, голос, сетевой трафик) передаются по одному и тому же проводу, но на разных частотах. Каждое устройство (телефон, модем, адаптер) фильтрует «чужие» частоты и получает только то, что способно обработать. Главным преимуществом PLC, как и xDSL, является отсутствие необходимости в прокладке дополнительных кабелей для создания ещё одной сетевой инфраструктуры, а также относительная простота использования и более надёжная связь, чем при организации беспроводного доступа. Но и недостатки у этих двух технологий схожие. Для качественной связи необходимо, в первую очередь, хорошее проводное соединение — без скруток, врезок кабеля другого типа, повреждённой изоляции и прочих прелестей электромонтажа на скорую руку. К сожалению, в большинстве российских домов, за исключением, наверное, новостроек, качество электропроводки зачастую отставляет желать лучшего.

Ещё одной особенностью PLC является то, что общая пропускная способность канала делится между всеми участниками сети. То есть при наличии в одной сети сразу десяти PLC-адаптеров, которые активно обмениваются данными, скорость для каждого из них будет примерно в десять раз ниже общей пропускной способности. Наконец, самый главный нюанс — это относительно высокая чувствительность PLC к различного рода помехам и фильтрам. В первом случае на качество сигнала могут отрицательно повлиять даже бытовые электроприборы — от электробритвы с феном до пылесоса и дрели. А уж подключение мощного перфоратора или сварочного аппарата наверняка «положит» сеть. Во втором же случае следует помнить, что через сетевые фильтры, ИБП и стабилизаторы PLC-адаптер работать не будет. Отсюда же и ещё одно замечание — все розетки, к которым будет подключаться PLC, должны запитываться из одного места. Грубо говоря, PLC не будет работать в соседней квартире или на другом этаже офисного здания (тут уже всё зависит от конкретной разводки кабелей).

TP-Link TL-PA211 поддерживают стандарт HomePlug AV, который был представлен аж летом 2005 года. Согласно этому стандарту, скорость сетевого соединения может достигать 200 Мбит/с, чего должно хватать для передачи потокового видео и голоса. При этом скорость автоматически регулируется в зависимости от качества связи. Соединение должно шифроваться с помощью 128-битного ключа AES, а также поддерживать правила QoS (Quality of Service). Подразумевается также и обратная совместимость с предыдущими версиями стандарта. В теории всё это звучит прекрасно, но на практике оказывается не так уж радужно. Хотя по результатам тестов TP-Link TL-PA211 можно сказать, что за последнее время технология хорошо продвинулась. Дело в том, что лет пять назад автору в руки попал аналогичный набор из двух PLC-адаптеров (не будем говорить какого производителя), который по спецификациям должен был давать скорость 85 Мбит/с. Увы, первое же испытание этот набор фееричнейшим образом провалил. При подключении к одному тройнику он выдавал скорость в районе 15-20 Мбит/с. При включении одного адаптера в розетку в том же помещении скорость снижалась до 10 Мбит/с, а при перемещении в соседнюю комнату и вовсе превращалась в какие-то невнятные 1-2 Мбит/с. При этом PLC-сеть падала при малейшем чихе. В общем, надежды организовать подключение через несколько стен без сверления оных (Wi-Fi, конечно, не «добивал») превратились в потраченные впустую 200 с небольшим долларов. Однако хватит лирики, вернёмся к нашим, м-м-м, устройствам.

⇡ Комплектация и внешний вид

Набор из двух TP-Link TL-PA211 упакован в коробку из тонкого картона, оформленную в традиционных светло-зелёных тонах. На коробку нанесены изображения устройств и их технические характеристики. Внутри внешней коробки находится ещё одна — из жёсткого картона. В ней, помимо адаптеров, находятся два патч-корда метровой длины, краткая инструкция, гарантийный талон, несколько рекламных брошюр и диск с ПО.

Большая часть корпуса каждого адаптера выполнена из чёрного матового пластика. На передней крышке из белого глянцевого пластика есть три зелёных индикатора, сигнализирующих о наличии питания, сетевого подключения и о передаче данных. На нижнем торце находится порт Ethernet, рядом с которым есть небольшая кнопочка для спаривания адаптеров. TP-Link TL-PA211 довольно компактен и весит совсем немного. К электрической сети он подключается с помощью обычной европейской вилки.

⇡ Технические характеристики

⇡ Практика

Процесс организации PLC-сети крайне прост. Включаем адаптеры в розетки, зажимаем на несколько секунд кнопку около Ethernet-порта на одном, а затем и на другом устройстве. Всё, сеть готова! Это минималистичный вариант. На самом деле, лучше поставить утилиту для управления адаптерами с прилагаемого диска. С её помощью можно выбрать адаптер или сеть, к которой нужно подключиться. Можно задать имя сети, указать пароль, выбрать политику безопасности, добавить доверенные адаптеры, посмотреть диагностическую информацию, сбросить настройки, обновить прошивку и, самое главное, настроить QoS.

Существует два способа настройки QoS. Можно выбрать режим передачи, наилучший для веб-сёрфинга и онлайн-игр, передачи аудио и видео или для VoIP-связи. Второй вариант намного сложнее для обычного пользователя, зато позволяет более тонко настроить политики QoS. В документации нигде не сказано, как именно настройки QoS влияют на соединение в первом случае. Можно предположить, что, например, для онлайн-игр важнее были бы минимальные задержки, нежели высокая скорость передачи данных. Для аудио- и видеопотоков скорость более критична. Опытным путём было установлено, что как раз таки при такой настройке скорость передачи максимальна. Впрочем, при включении режима VoIP скорости были аналогичные, а вот в режиме веб-сёрфинга скорость соединения оказалась заметно ниже, причём во всех трёх случаях каких-либо задержек всё равно не наблюдалось.

На установку соединения после подключения адаптеров уходит до 10-15 секунд. Настройки QoS при их изменении применяются практически мгновенно. При тестировании выявилась ещё одна любопытная особенность. В течение нескольких секунд после начала передачи данных скорость постепенно нарастает, пока не выйдет на «крейсерскую». После этого она стабильно сохраняется и отклоняется в меньшую или большую сторону на считанные мегабиты в секунду. Приятно удивил и тот факт, что включение пылесоса (см. выше про помехи) не оказало никакого влияния на скорость. А вот то, что во время работы адаптеры заметно нагреваются, слегка подпортило общее впечатление.

⇡ Тестирование

В качестве тестовых стендов использовался ноутбук ASUS K42JC (Intel Pentium 6100, 2 Гбайт RAM, HDD WDC WD3200BEVT, Gigabit Ethernet JMicron JMC250) и стационарная машина (AMD Athlon64 X2 4800+, 2 Гбайт RAM, WDC WD3200AAKS, Gigabit Ethernet Realtek RTL8168B). Состояние PLC-сети оценивалось с помощью фирменной утилиты, а само тестирование состояло в копировании файлов по сети с одной машины на другую. Также для тестов использовалась утилита Iperf 1.7.0, а для мониторинга соединения — программа MSI i-Speeder 1.2. Адаптеры TP-Link TL-PA211 подсоединялись в двух точках. В первом случае оба устройства подключались к одному тройнику, а во втором один из адаптеров подключался в другом конце квартиры (типичная «двушка» в хрущёвке). Тестирование проводилось во всех трёх режимах QoS. Во втором случае фактически адаптер подключался к розеткам в кухне, коридоре и второй комнате. Во всех трёх точках скорость оказалась идентичной, так что можно принять их за один случай подключения.

Выводы

В целом TP-Link TL-PA211 обеспечивают очень неплохую скорость соединения. При идеальном варианте подключения они вообще практически аналогичны стомегабитному каналу Ethernet, а при удалении устройств друг от друга скорость получается чуть выше, чем у Wi-Fi 802.11g, но не в пример стабильнее. Заявленная в стандарте HomePlug AV возможность просмотра HDTV в общем-то реальна, хотя и с некоторыми оговорками. Какая скорость получится у тех, кто решится попробовать организовать соединение на базе этих адаптеров, предсказать трудно. Использовать PLC имеет смысл только в случае нецелесообразности или невозможности проложить Ethernet-кабель до какой-то удалённой точки или небольшого сегмента сети либо организовать беспроводное соединение. С учётом не особой распространённости данной технологии, цена в районе 2 200 рублей за комплект из двух адаптеров TP-Link TL-PA211 кажется вполне разумной.

D-Link DHP-P308AV – это адаптер сети Powerline. Он позволяет подключить устройство к локальной сети, используя сеть электропитания.

Разработкой спецификаций Power Line Communications (PLC) занимается HomePlug Alliance. На данный момент таких спецификаций было разработано уже несколько:

• HomePlug 1.0
• до 14 Мбит/с
• HomePlug AV
• AV 200 (до 200 Мбит/с)
• AV 500 (до 500 Мбит/с)
• HomePlug AV2
• До 1200 Мбит/с

Но нужно понимать, что приведенные значения – это физические скорости. Реальная скорость передачи данных всегда будет меньше. К тому же, реальная скорость будет зависеть и от качества электрической проводки в доме.

К недостаткам технологии PLC можно отнести невозможность работы устройств в общей сети, если они подключены к электрическим розеткам на разных фазах. Но это можно обойти двумя способами:

• Включить по одному устройству на каждую фазу и соединить их через коммутатор;
• Поставить межфазный ретранслятор, например МРС-1 (российского производства).

D-Link DHP-P308AV – это адаптер Homeplug AV 500. Адаптер оснащен встроенной розеткой «passthrough», через которую к основной розетке можно подключать другие электрические устройства. При этом адаптер фильтрует электрические помехи от подключенного устройства, которые могут повлиять на Powerline-соединение.

У D-Link есть схожие устройства:

• DHP-308AV - адаптер Homeplug AV 500 без встроенное розетки «passthrough»;
• DHP-P309AV – комплект (starter kit) из двух адаптеров DHP-P308AV;
• DHP-309AV - комплект (starter kit) из двух адаптеров DHP-308AV.

Адаптер D-Link DHP-308AV выглядит так:

Адаптер DHP-P308AV отличается от DHP-308AV наличием встроенной розетки, в остальном устройства идентичны.

Безопасность передачи данных в сети PLC обеспечивается использованием шифрования AES 128. А это значит, что должны быть сгенерированы ключи шифрования. В этом-то и состоит настройка адаптеров.

Всё настраивается очень просто.

1. Подключите адаптеры к электрическим розеткам.Для сброса настроек к настройкам по умолчанию нужно нажать кнопку Simple Connect и держать ее нажатой в течение 10 секунд.

2. Затем на первом адаптере нажать кнопку Simple Connect. Время нажатия - не больше 3 секунд. После того, как кнопка будет отпущена, индикатор питания (Power LED) будет мигать.

3. Не позже, чем через 2 минуты, нужно нажать кнопку Simple Connect на втором адаптере. Время нажатия – не больше 3 секунд. Отпустите кнопку Simple Connect, индикатор питания (Power LED) будет мигать.

Адаптеры сконфигурируют ключи шифрования. Настройки будут ими запомнены до их отключения от сети.

Если нужно подключить более чем два адаптера, то на последующих адаптерах нужно нажать кнопку Simple Connect (не более 3 секунд) и затем нажать кнопку Simple Connect на любом из адаптеров существующей сети PLC. Кнопка Simple Connect на втором адаптере должна быть нажата не позднее, чем через 2 минуты после нажатия кнопки на первом адаптере.

Если дважды быстро нажать на кнопку Simple Connect, адаптер перейдет в энергосберегающий режим. Чтобы «пробудить» устройство, нужно нажать на кнопку Simple Connect еще раз. И будьте внимательны, ибо адаптеры нельзя будет сконфигурировать, пока они находятся в энергосберегающем режиме.

О том, что соединение PoweLine установлено, будет сигнализировать горящий индикатор PowerLine (PowerLine LED).

Теперь можем подключить сетевые устройства к Ethernet-портам адаптеров и наша локальная сеть будет работать через электропроводку.

PLC адаптер от Ростелекома представляет собой устройство, которое позволяет передавать интернет-сигнал по электрической сети. Такое оборудование поможет избавиться от прокладки дополнительных проводов в квартире или частном доме.

Сейчас у большинства людей в собственном доме или квартире есть беспроводная сеть. Вы можете подумать, что Powerline (так называемый HomePlug), который использует электрическую проводку вашего дома как проводную сеть для передачи данных, является устаревшей и бесполезной технологией.

Такое предположение будет неверно. Да, Wi-Fi удобен и быстр – 802.11n технология широко распространена, и новейшие маршрутизаторы класса 802.11ac обеспечивают соединение со скоростью до 1300 Мбит/с.

Важно: простоту и надежность, которую предлагает Powerline, беспроводная технология до сих пор не может обеспечить. Она не предназначена для замены сети Wi-Fi. Эти технологии дополняют друг друга.

Что такое Powerline сеть?

Powerline является по существу проводной сетью. Давайте предположим, что у вас есть широкополосный маршрутизатор в коридоре и смарт-ТВ в гостиной, не поддерживающий беспроводную связь. Единственный способ, который позволит наслаждаться цифровым ТВ – кабель Ethernet, проведенный от маршрутизатора по коридору и полу гостиной. Можно попытаться скрыть шнур под плинтус. Но, если в квартире недавно сделан ремонт, начинать его заново из-за одного кабеля будет не самой лучшей идеей.

PLC адаптер от Ростелекома не потребует сложных схем для его подключения. Он практически незаметен. Базовый комплект поставляется с двумя адаптерами Powerline и несколькими короткими кабелями Ethernet.

Схема проста, подключаем один Ethernet шнур к маршрутизатору и другой к первому адаптеру. Затем вставляем его в ближайшую розетку. Подсоединяем кабель Ethernet в HDTV и второй адаптер. Вставляем последний в ближайшую розетку. Адаптеры автоматически обнаруживают друг друга (без драйверов и без длительного процесса конфигурации) и соединяются. Это позволяет передавать пакеты данных от маршрутизатора к телевизору через электрическую проводку в стенах.

Какая скорость подключения?

Когда в 2001 году был введен первый стандарт HomePlug Powerline, скорость передачи данных была ограничена 14 Мбит/c. Но новейшие PLC адаптеры для Ростелекома поддерживают Гигабитный класс сетей, обеспечивая положительные отзывы даже среди пользователей GPON интернета.

Зачем использовать Powerline сети?

Если у вас уже есть беспроводной концентратор, вы можете не увидеть смысла в приобретении Powerline адаптеров для вашей домашней сети. Но технология имеет ряд преимуществ по сравнению с Wi-Fi, а именно постоянную скорость, надежность, безопасность и простоту использования.

Настроив сеть при помощи PLC адаптера от Ростелекома, вы сможете охватить места, где беспроводное соединение имеет низкое качество из-за большого количества перекрытий или других помех на пути сигнала. Такой вариант станет также удобен при подключении оборудования без поддержки Wi-Fi, например, игровых приставок прошлых поколений, избегая загромождения вашей гостиной кабелями Ethernet. Powerline является аккуратным и эффективным сетевым решением.

Важно: Технология безопаснее чем беспроводные сети. Поскольку данные передаются по медным проводам в вашем доме, можно быть уверенным, что доступ к соединению получите только вы.

Некоторые комплекты PLC адаптеров позволяют дополнительно защитить подключение при помощи пароля.

Как работают Powerline сети?

Передача сигналов по электрическим проводам дома – не революционная идея. Энергетические компании стали посылать управляющие сигналы через такие сети еще в 1920 году. Благодаря этому счетчики электроэнергии знают, когда перейти на непиковую скорость. Электрическая проводка в домах может поддерживать различные частоты. Обычно используется 50 / 60Hz сигналы. Дополнительные данные могут быть транспортированы по той же проводке на более высоких частотах, не вызывая каких-либо помех.

Первый из стандартов позволял достигнуть скорости передачи данных 14 Мбит/с. Уже в 2005 году модернизированная версия увеличила пропускную способность до 200 Мбит/с, что более чем достаточно для потокового видео.

Перед тем как подключить PLC адаптер, необходимо осведомится о поддержке им электрической сети вашего типа при условии, что покупка производилась не у оператора Ростелеком. Устройство облегчит подсоединение к интернету для многих пользователей, которые по различным причинам не могут прокладывать Ethernet кабель.

После ознакомления с нижеследующим материалом шутка о «киллере Ethernet-карт», представляющем собой патч-корд со штекером RJ-45 на одном конце и вилкой подключения к сети 220 В — на другом, уже не покажется настолько остроумной. Правда, в разрыв этого провода нужно будет включить соответствующий PowerLine-адаптер…

Известная шутка о том, что большинство изобретений происходит от человеческой лени, очень хорошо применима к сетям передачи данных. С тех пор как наличие связи между компьютерами в офисе стало обязательным, а Ethernet превратилась в стандарт де-факто, не прекращались попытки сделать эту связь еще проще — например, избавившись от необходимости прокладывания дополнительных кабелей.

О различных технологиях, позволяющих «сэкономить» на разводке отдельной сетевой инфраструктуры, мы уже писали не раз — например о HomePNA, предполагающей использование , или о беспроводных сетях . Технология же, о которой пойдет речь сегодня, использует для построения локальных сетей… обычную электропроводку, существующую в любом здании.

Технология PowerLine имеет сложную и переменчивую судьбу. Несколько раз ей прочили центральное место в развитии домашних информационных сетей. Потом «забывали» о ней, чтобы по мере совершенствования технологической базы снова вернуться и провозгласить ее чуть ли не панацеей. Не баловали вниманием этот сектор рынка ни исследовательские агентства, ни IT-издания (как выяснилось, в Рунете есть всего пара более или менее серьезных публикаций на эту тему, а в Uanet — и того меньше).

Отчасти желая заполнить сложившийся информационный вакуум, отчасти в связи с очередной волной коммерческого интереса к этой демократичной и, на первый взгляд, чрезвычайно простой идее, мы решили продолжить разговор, начатый в обзоре « », дополнив его рассказом о том, ценой каких усилий достигается устойчивая работа через сеть питания. Вниманию читателей предлагаются детальный обзор технологии PowerLine, а также тесты и наши впечатления от эксплуатации устройств, которые по достаточно приемлемым ценам уже реально присутствуют на отечественном рынке.

Вы уж нас-то совсем за дураков не держите.
Вы тут в проекте указали 70 метров кабеля и 10 сетевых розеток.
А у нас что, по-вашему, компьютеры до сих пор от солнечной
энергии питались? Вы, может быть, и дырки новые сверлить собрались?…
(Из обсуждения калькуляции на сеть, 1996 г.)

Из всей этой достаточно комичной истории, когда пришлось долго и аргументированно доказывать финансовому директору небольшой компании, что информационный кабель и розетки действительно укладывать и монтировать нужно, ведь сеть питания — это одно, а информационная сеть — абсолютно другое, запомнился финальный вопрос, символизирующий прощание с последней надеждой: «Так что, по тем же проводам никак нельзя?». Если закрыть глаза на некоторую «нетехническую» постановку самого вопроса, этого человека достаточно легко понять. Только-только закончился шикарный ремонт особняка, и необходимость работы организации с хорошо налаженной системой «дискетооборота», размещенной всего в четырех помещениях на трех этажах, в единой сети диктовалось более соображениями престижа, нежели насущной потребностью.

Можно ли было в те времена ответить на этот вопрос утвердительно? В далеком 1996 г. — нет. Беспроводные сети — дорого и нестабильно. Как поныне здравствующие технологии и протоколы передачи по энергосетям (X-10, CEBus, LONWorks), так и множество других, с рекламных полос обещающих «насытить интеллектом наше жилище» и впоследствии бесследно канувших в Лету, были на отечественном рынке скорее экзотикой. Они характеризовались либо низкой скоростью обмена, либо слабой помехозащищенностью, либо первым и вторым одновременно, и отпугивали неоправданно высокой стоимостью оконечных устройств.

PowerLine: детство, отрочество, юность

…и опыт, сын ошибок трудных…

А между тем история сохранила много попыток использования в качестве физической среды для обмена данными «неприспособленные» провода. Проще, разумеется, оперировать с телефонными «медными парами» — их параметры были стандартизированы, а к правилам прокладки предъявлялись достаточно жесткие, унифицированные в ряде стран, требования. Наверное, поэтому первой жизнеспособной технологией передачи по альтернативным проводам стала технология, предложенная компанией Tut Systems (середина 90-х годов). Как известно, на ее основе вскоре приняли стандарт передачи данных по телефонной проводке, HomePNA 1.0. Пускай первая версия этого стандарта не была очень «продвинутой», но в сети по HomePNA 1.0, насчитывающей до 7-10 компьютеров, в целом удавалось получить 1 Mbps при дальности между ними порядка 100-150 м.

Хотя домашняя сетевая проводка по ряду причин, к которым мы вернемся позже, — среда еще менее благодатная, идея использовать один транспорт для питания устройств и передачи управляющих сигналов уходит своими корнями чуть ли не к началу эры электричества. В патентных анналах 20-х годов XX столетия удалось обнаружить предложение, основанное на «…использовании тонов нескольких голосовых [звукового диапазона. — Прим. автора] частот для включения и отключения приспособлений по проводам, по которым оно питается». Причем в качестве задатчика управляющего сигнала в расширенной патентной формуле предприимчивый автор «застолбил» употребление… свистка и микрофона с усилителем.

А вот объективно утверждать, кто именно сделал следующий решающий шаг «в розетку», достаточно сложно — развитие технологии представляло длинную цепочку из тактических исследовательских побед и стратегических рыночных поражений. Проводимые поисковые работы характеризовались разрозненностью и отличались по направлениям: одни компании ставили перед собой задачу избавиться от дополнительных проводов при передаче аудиосигналов, в результате их работы уже в 40-х годах появились различные «бебифоны» и «интеркомы». Другие (это уже относится к концу 70-х) бросили силы на помехозащищенные системы управления по питающей сети, для функционирования которых не требовались высокие скорости обмена. Третьи путем различных изощрений старались «втиснуть» полосу, занимаемую видеосигналом (она составляет единицы мегагерц), в обычный кабель питания. Правда, на практике часто выяснялось, что экономическая эффективность от использования этих решений, как правило, оказывалась мнимой.

Стало очевидно, что воплощая хоть и хитроумные, но, по сути своей, аналоговые либо квазицифровые подходы к формированию, кодированию и передаче информации и будучи связанными существующими на тот момент технологическими ограничениями (как то: высокая стоимость DAC, ADC и других компонентов тракта цифровой обработки сигналов), коммерческих версий «серьезных» устройств не создать. Это, в конце концов, охладило пыл изыскателей, и добрый десяток лет идея потихоньку «варилась в собственном соку». Однако до сих пор на рынке можно найти работающие по сетевым проводам связные (интеркомы, мини-АТС) и несложные управляющие устройства (например, зажиганием нескольких ламп в люстре), выпускаемые серийно, а в Internet — встретить описание оригинальных проектов и различных интересных конструкций: от любительских (как правило, использующих для формирования набора команд тоны звукового или ультразвукового диапазона частот) до датчиков, дешифраторов и командоаппаратов для нужд промышленной электроники.

И как бы по-детски примитивно ни выглядели эти устройства с высот технологического развития сегодня, именно благодаря ряду концептуальных решений тех лет мы можем сегодня рассказать об устройствах передачи информации по проводам питающей сети, которые на практике доказали, что способны обеспечить высокие скорость и помехозащищенность процесса обмена и обладают достаточным ресурсом для адресации устройств в сети. Последний факт особенно важен при массовом распространении, так как определяет возможность однозначно идентифицировать, к кому направлена информация. Для тех, кто считает это требование не столь критичным, напомним американский анекдот, повествующий о том, как нажатие на кнопку сетевого пульта дистанционного управления кофеваркой (по-видимому, работающего на принципах, близких к вышеупомянутому патенту!) привело к выполнению команды на размораживание холодильника и включение полива газонов на участке у соседа.

Период отрочества в развитии технологии обычно связывается с целым рядом проводимых в 1997-2000 гг. экспериментов по передаче данных и голоса в рамках пилотных проектов ведущих исследовательских лабораторий. Кроме малоизвестных на тот момент компаний, в них принимали участие такие гиганты телекоммуникационной индустрии, как Siemens, Nortel и несколько провайдеров услуг связи Германии и Великобритании. И хотя планы строились поистине наполеоновские (Norweb Telecom успел заключить договоры с десятком ведущих энергокомпаний Евразии) и обещания раздавались щедро (1,5 пфеннига за минуту работы в Internet), идее широкомасштабного использования электропроводки в очередной раз «не повезло».

Объяснений и причин этому можно привести множество: и высокий уровень побочных излучений устройств, и их стоимость, сравнимая с ценой DSL- и кабельных модемов, и конструктивное несовершенство оконечных устройств, и нестабильно работающее ПО к ним, и жесткий прессинг со стороны больших телекоммуникационных компаний… Все это так, но, по мнению автора, не последнюю роль здесь сыграли допущенные маркетинговые ошибки, связанные с особенностями восприятия решений теми, кому они адресовались. Вспомним, что именно на эти годы пришлось победное шествие «витой пары» под лозунгами «Fast Ethernet в каждый офис». И ответственные за небольшие офисные сети специалисты, намучившиеся с BNC-разъемами и оконечными терминаторами, были явно не склонны к экспериментам с новой и к тому же достаточно сырой технологией, не обещавшей высоких скоростей и наследующей топологию приевшегося «коаксиального» Ethernet. Что же касается осторожных рядовых бюргеров, участвующих в экспериментах… Расчет на то, что они будут отстаивать технологическое решение, пускай даже очень многообещающее, в ущерб своим текущим потребностям и финансовым интересам, как неоднократно свидетельствует история развития техники, заранее обречен — «…ему покажешь медный грош и делай с ним что хошь».

Пускай первые попытки поставить на коммерческую основу организацию домашних сетей и «раздачу» Internet не привели к ожидаемому перевороту на рынке телематических услуг, уже в 2001 г серийно выпускаемые устройства со скромной надписью «HomePlug 1.0» доказали в ходе эксплуатационных испытаний, проведенных в 500 домах, что эффективная работа через сеть электропитания возможна в 98% случаев.

Рис. 1. Перспективы, нарисованные аналитиками, внушают оптимизм

Заложенные в стандарт надежность, живучесть и достаточно большая скорость, по мнению аналитиков, заставили задуматься телефонные компании, насколько крепко они удерживают «свой кусок пирога», что послужило одним из факторов дальнейшего снижения цен на услуги по подключению к Сети.

Предоставление услуг по доступу в Internet — наиболее привлекательная, хотя и не единственная сфера применения технологий передачи информации по проводам питания. На сегодня все известные направления, в рамках которых видится развитие подобных систем как основы для обмена информацией через сети питания, можно попытаться условно разделить на три группы.

Группа первая. Среда для информационного обмена между приборами контроля и управления системы домашней автоматики

Дом, полный электроприборов и радушно обслуживающий своих хозяев, появился в фантастических романах Рэя Брэдбери еще в 60-х годах. И до сих пор большинством из нас эти идеи воспринимаются как научно-популярная фантастика, отнюдь не дешевая и далеко не жизненно необходимая. Но ведь в исходной идее — связать воедино контроллер (блок управления), компьютер, принтер, телефон, датчики климат-контроля и различные исполнительные устройства (как то: управляемые выключатели, кондиционер, обогреватели, кухонные бытовые приборы, аквариум и систему полива газона) — ничего зазорного и сверхъестественного не содержится. Более того, уже доступные для реализации ее отдельные элементы сегодня могут и должны рассматриваться как базис для создания комфортной, автономной, безопасной и энергосберегающей (по некоторым оценкам — до 20-25% расходов) системы управления будущего. Можно предполагать, что по мере дальнейшего роста стоимости энергоносителей и электроэнергии сроки ее окупаемости будут снижаться. И хочется верить, что уже в недалеком будущем значительные начальные вложения престанут быть серьезным препятствием для их внедрения…

Ясно, что такая единая среда, включающая и ПК, и компьютерную периферию, и бытовые устройства, сможет функционировать только при наличии локальной информационной сети, основное требование к которой — высокий и гарантированный уровень надежности, обусловливаемый, в первую очередь, степенью совершенства используемой технологии обмена данными. Очевидно и то, что появление интерфейсных гнезд для подключения USB, FireWire либо Ethernet на чайнике, пылесосе или светильнике-бра вряд ли будет воспринято покупателем с радостью. Хотя не будем зарекаться — наверняка найдется производитель, который умудрится не только интегрировать все это в свою кофеварку, но и убедить клиента в том, что тот мечтал об этом всю свою жизнь.

Кстати, именно с появлением новых версий технологий передачи информации связывается процесс переосмысления концепции домашней системы безопасности, включающей широкий спектр датчиков (пожарных, движения, разбития стекла и др.), подсистем мониторинга (в том числе камер слежения), средств пожаротушения и управления доступом к объектам. Здесь, правда, следует расставить акценты. Пока речь может идти об «охранках», применяемых как вспомогательные (либо дополнения к уже имеющимся, либо автономные), — ведь для подключения к централизованной охранной или пожарной системе может потребоваться соответствующий сертификат как на датчик, так и в целом на технологию передачи этой информации. По ряду предварительных оценок, технические параметры таких решений охранных систем (в первую очередь — по критериям надежности и защищенности канала передачи) сравнимы или даже лучше, чем у существующих беспроводных.

Группа вторая. PowerLine Phones & Media

В принципе, на рынке телефонных решений встречаются и оригинальные устройства. Так, еще летом 2002 г. компания Ascom из Берна сообщила, что приступила к выпуску новой серии, построенной на фирменном PLC-адаптере. В основе решения Voice over PowerLine, предлагаемого компанией, — небольшие симпатичные коробочки, к каждой из которых можно подключать от одного до четырех голосовых (или факсимильных) оконечных устройств и организовывать до двух пар телефонных переговоров одновременно. В пресс-релизе подчеркивается, что использование продуктов нового типа не ухудшает параметров «компьютерного» обмена в сети на электропроводке.

В остальном же решения для телефонии базируются на стандартных классических Voice over IP, а адаптерам PowerLine отводится роль банальных конвертеров среды Ethernet-to-PowerLine, в сетевой разъем которого подключается телефонный IP-аппарат.

Первый эксперимент по передаче музыки в рамках идеи объединения бытовых электронных устройств в единую домашнюю инфраструктуру связывают с демонстрацией компаний Motorola, Phoenix Broadband и Sonicblue, когда подключенный к электророзетке компьютер отправлял по сети файлы, загруженные из Internet, на MP3-плеер Sonicblue Rio.

Основные требования к подобным системам — обеспечение определенного QoS и, во втором случае, также удовлетворение растущих «аппетитов» приложений потоковой передачи аудио- и видеоинформации с высоким качеством. Они ужесточаются, если таких потоков несколько, либо параллельно осуществляется передача данных другими типами приложений. Практически при использовании устройств стандарта HomePlug 1.0 была доказана возможность передачи двух потоков MPEG-1/2 без ощутимых задержек при одновременном сохранении сетевой активности (некоего усредненного стандартного «потокооборота») между пятью-шестью другими абонентами. Знаменательным событием стала практическая демонстрация на прошедшей в Лас-Вегасе в начале 2003 г. Consumer Electronics Show первой передачи со скоростью 30 fps высококачественного видео по развернутой на стенде сети PowerLine. Проводился показ компаниями ViXS Systems (разработчик чипов и ПО для видео) и Cogency Semiconductor (производитель чипсета PiranhaT). Кстати, сообщается, что эксперимент дублировался трансляцией через WLAN-канал, и разницу между первым и вторым способами передачи обнаружить не удалось.

Группа третья. PowerLine Networking и PowerLine Internet

Тенденция увеличения числа компьютеров в доме продолжает набирать обороты, что требует появления дешевых и удобных средств для объединения компьютеров и периферийных устройств в единую сеть, когда прокладка новых проводов недопустима либо нецелесообразна (рис. 2).

Рис. 2. Структура домашней сети PowerLine. Подключаемся к intranet/Internet

Однако обсуждением только одного случая — соединения нескольких устройств в пределах одной квартиры либо частного дома — возможности применения PowerLine не ограничиваются.

Вторым аспектом применения технологии «сеть поверх питания» является решение проблемы «последней мили» и «последних футов» при подключении к Сети. Более того, в 1999 г. такое решение проблемы считалось настолько экономически правильным, что был «раскручен» проект со звучной аббревиатурой PALAS — PowerLine for Alternative Local AccesS, призванный всячески способствовать внедрению технологии на европейский рынок. Расчет его участников основывался на том, что сети электропитания покрывают до 95% обжитых человеком территорий. Ячейки такой инфраструктуры достаточно регулярны, да и, по предварительным оценкам, число потенциальных пользователей, для охвата которых нет необходимости создавать новую кабельную инфраструктуру, превышает количество телефонных абонентов в 1,5–5 раз (в зависимости от уровня телефонизации региона). Эксперты обоснованно считали, что там, где телефонная связь развита недостаточно, спрос на подключение к Internet через электрическую сеть будет на порядок выше. Правда, что касается самой PALAS, то, судя по состоянию сайта palas.regiocom.net, особой активностью работа ее членов не отличается.

Структура такого информационного образования может быть аналогичной изображенной на рис. 2. Проектную максимальную полосу в пересчете на одного абонента, как правило, снижают до 300–500 kbps. При этом, однако, возрастают требования к уровню минимального уровня информационной безопасности (механизмам аутентификации пользователя и шифрования потоков данных) — ведь топология образованной сети аналогична топологии коаксиального Ethernet и позволяет «каждому слушать всех».

Для тех, кому возможности PowerLine «на прием» покажутся все же недостаточными, можно предложить воспользоваться уже апробированными решениями асимметричного доступа к информации. Например, со спутника пользователь получает входящий трафик на скоростях до единиц MBps, а наземными линиями связи пересылает небольшой исходящий трафик. Такое решение задачи «последней мили» легко вписывается в вышерассмотренную структуру и в первую очередь ориентировано на небольшие компании и взыскательных частных пользователей.

Однако и тут нам придется сделать небольшое отступление, напомнив об отличиях зарубежных систем электропитания от отечественной. Если в большинстве стран мира принято подводить две фазы и защитный «нуль», то практически все квартиры украинских энергопотребителей довольствуются подключением к одной из трех фаз сети 380 В и «нулю», т. е. если рассматривать задачу построения единой сети на базе многоквартирного дома (а максимальная дальность HomePlug-устройств это позволяет), то для объединения всех пользователей в «общую шину» между «фазами» необходимо будет включить соответствующие мосты. Не вдаваясь в особенности схемотехники этого достаточно простого устройства, заметим, что задача создания инфраструктуры может выходить за рамки простой инсталляции уже готовых, апробированных и сертифицированных на Западе решений. Хотя при большом числе клиентов может оказаться целесообразным объединять три группы (подсети) в единую сеть с помощью соответствующего коммутатора уже непосредственно перед вводом внешнего канала в дом.

Заканчивая этот небольшой анализ, еще раз оговоримся, что попытка разграничить сервисы более чем условна — в развитии современных сетевых технологий следующей по важности тенденцией после повышения скорости является стремление объединить в едином сетевом потоке различные виды трафика (данные, телефонию, видео). Другое дело, что требуемой полосы пропускания при всех желаемых сервисах одновременно (а она, как выяснилось, для устройств PowerLine — даже менее 10 Mbps) может оказаться недостаточно (рис. 3).

Рис. 3. Тенденция на объединение всех групп устройств. Хватит ли полосы?

И наконец, тем, кто намерен организовать предоставление услуг по доступу к Сети, придется вернуться и к вопросу разработки комплекта ПО для удаленного администрирования и мониторинга с расширенными функциями, обусловленными спецификой данной технологии. Такой комплект, кроме стандартных для этого случая сетевых возможностей, должен позволять:

• обнаружить все устройства, находящиеся в сети, и определить их тип (адаптеры Ethernet, USB или карта PCI) и присвоенный производителем MAC-адрес, а также предоставить администратору возможность определить и присвоить IP-адрес устройства;
• вести постоянный мониторинг сети и создавать графики загруженности того или иного участка, а также собирать статистику трафика по каждому из используемых протоколов, оперативно контролировать и проверять качество соединения с каждым из устройств в сети (на уровне физического соединения);
• удаленно управлять правами доступа клиентов к услуге (осуществлять подключение/отключение пользователя), изменять пароль для создания пользовательской сети со своими настройками безопасности. Нелишним окажется предоставление возможности оператору назначить, какому из конкретных устройств (если их у одного клиента несколько) разрешить доступ к услуге. Таким образом, можно будет, например, заблокировать установку пользователем любого приобретенного им самостоятельно PowerLine-адаптера без согласования с провайдером услуг.

Забегая вперед, отметим, что на сегодня из всех рассмотренных программных пакетов по функциональности к этим требованиям ближе всех комплект ПО Open PowerLine Management от компании Corinex. В ее состав входит утилита PowerNet Setup Tool, позволяющая найти все MAC-адреса доступных устройств PowerNet. Однако на практике выяснилось, что для ее работы необходимо присутствие в сети хотя бы одного «родного» устройства.

На этом мы пока и остановимся, предоставив экономистам возможность провести более глубокий анализ. Очевидно, что заложенный в PowerLine потенциал огромен, и уже по состоянию на сегодня использование технологии может стать предметом бизнеса, в частности, для энергообеспечивающих компаний. В качестве примера можно привести программу «Мосэнерго», проводимую в Зеленограде, бывшей «кремниевой столице» России. На первом этапе предполагается разрешить насущные проблемы, связанные с учетом потребления электроэнергии и управлением системой энергоснабжения. На следующем — планируется предоставление услуг по доступу в Internet, IP-телефонии, организации телеконференций и других.

Технологии передачи управляющих сигналов и информации по сетевой проводке

PowerLine — определение и классификация

PowerLine, Powerline Communications (PLC) — семейство технологий связи, которые основываются на использовании существующей сети электропитания (120 В, 220 В и т. п.) в качестве физической среды распространения информации.

Как существующие в рамках этих технологий направления исследований, так и уже реализованные «в железе» устройства, можно дифференцировать по скорости обмена.

1. Низкоскоростной обмен (Low Baud rate, иногда ниже 0,05 Kbps) с дальностями передачи до десятков километров. Подобные PLC-системы уже используются в энергетике на высоковольтных магистральных системах для передачи служебной телеметрической информации.
2. Обмен со средней скоростью передачи (Medium Baud rate, обычно в диапазоне от 0,05 до 50 Kbps) на средние расстояния, не превышающие нескольких километров. Такие PLC-системы позволяют реализовать несложные контролирующие приложения и ориентированы на существующие инфраструктуры сетевого питания (домашняя автоматизация, системы управления освещением, организация автоматических измерений, мониторинг через Internet и т. п.). Информация передается в полосе частот 50-535 кHz.
3. Высокоскоростной обмен (High Baud rate, от 100 Kbps). Основное предназначение — «компьютерный» локальный обмен данными. К классическим для таких систем обычно относят задачи объединения в ресурсы общего доступа имеющихся принтеров, сканеров и других устройств, а также организацию домашней либо компьютерной сети SOHO. В этот класс справедливо было бы включить решение всего спектра мультимедийных задач. Устройства в силу ряда противоречивых требований вынуждены занимать достаточно широкую полосу частот (в диапазоне от 1,7 до 30 MHz) и обеспечивать работу на расстоянии до нескольких сотен метров. К этой категории относятся Homeplug PowerLine-устройства.

Проблемы, связанные со средой передачи, или
Неужто все так сложно?

Собственно, если углубиться в технические проблемы, то можно попытаться объяснить, почему по стоимости адаптер PowerLine нельзя сопоставлять с Ethernet-картой. Не стоит забывать, что последняя рассчитана на использование в комбинации со специально под нее спроектированной средой передачи, и именно это позволяет ей быть простой, доступной и дешевой. Но стоит взяться за передачу по «неспециализированным» проводам — и конструкция становится сложной и недешевой: она вынуждена своей сложностью и дороговизной компенсировать работу с суррогатом сетевых кабелей.

Рассмотрим поподробнее. Нас будет интересовать в дальнейшем полоса частот в несколько десятков мегагерц, ее минимальное значение определяется той информационной полосой, которую необходимо обеспечить, в нашем случае — до десятка Mbps. Итак, в сетевом кабеле с ростом частоты (как, впрочем, и в любом другом фидере) растет значение погонного затухания (рис. 4).

Рис. 4. Сам по себе питающий электрокабель — не лучшая среда для распространения высокочастотных сигналов

На практике это означает, что, желая на другом конце кабеля принять и обработать весь спектр частот исходного сигнала, нам придется передавать его высокочастотные составляющие в десятки раз бoльшими по уровню, чем в низкочастотной части. Существуют достаточно жесткие ограничения как на диапазон частот, которые могут занимать сигналы в кабеле, так и на их максимальные уровни, что вынуждает использовать специальные приемы для уменьшения спектральной плотности мощности сигналов и одновременно с этим применять хитроумные способы для экономного представления (кодирования) исходных цифровых сигналов.

Следующей проблемой, присущей квартирной сетевой проводке, являются возникающие в ней отражения от неоднородностей ее структуры. Каждый сросток проводов, группа контактов, параллельное включение и ответвление проводов приводят к многократной интерференции прямого/задержанных сигналов и к частотно-избирательному ослаблению. Зажигая свет, что-то включая и отключая от сети, пользуясь удлинителями, мы постоянно меняем параметры этой структуры, причем не только у себя, но и, в какой-то мере, у соседа, запитанного от той же «фазы». Приводит это к достаточно хорошо известному в беспроводных радиосистемах и многомодовых оптоволоконных линиях связи эффекту, называемому межсимвольной интерференцией (ISI). Там он обусловливается многолучевым распространением радиоволн (т. е. приходом на приемник одновременно нескольких сигналов, сдвинутых на определенную величину, пропорциональную разнице расстояний, пройденных каждым из них). В результате короткий импульс «размывается» и превращается в более широкий или даже в последовательность из нескольких, т. е. передатчиком излучался один импульс, соответствующий символу (либо несколько символов подряд, соответствующих информационной группе), на приемнике же обнаруживается целая серия, что приводит к неправильной их интерпретации и, как следствие, — к ошибкам в сеансе передачи и ограничению максимальной пропускной способности канала.

А ведь общее количество различных оконечных устройств, активно влияющих на параметры сети питания, даже в небольшом доме не поддается никакому учету. Причем многие из бытовых приборов (пылесосы, миксеры, ПК с дешевыми блоками питания, люминесцентные лампы и др.) не просто «шумят», но и способны в моменты запуска генерировать продолжительные серии импульсов с амплитудами, на порядок превышающими ожидаемые нами в розетке 220 В. В эту «электрокашу» остается добавить несколько подгоревших контактов на щитке и легендарного «дядю Ваню со сваркой». Для полноты картины рекомендуется также вспомнить, что провода сети не только излучают, но и достаточно неплохо справляются с приемом радиоволн (в выбранную нами полосу попадают радиостанции как минимум трех вещательных и четырех любительских диапазонов волн), чтобы понять тот клубок проблем, над которым разработчики устройств PowerLine бились не один десяток лет.

Орешек тверд, но все же…

Продолжаются работы и по совершенствованию программных продуктов. В совместном заявлении компаний Intellon и Corinex уже к маю 2003 г. обещан выпуск программного обеспечения, базирующегося на открытом стандарте MIB (Management Information Base). Его использование позволит сделать процесс инсталляции более «прозрачным» и расширит возможности локального и удаленного сетевого администрирования устройств на базе чипов Intellon (спецификация HomePlug 1.0.1). Заметим, что поскольку стандарт HomePlug 1.0.1 пока что реализован «в железе» только в разработке «карманной» компании альянса Intellon, на данный момент времени мы можем ставить знак равенства между ее чипсетами и самим стандартом. А пока на сайте Corinex выложено содержимое инсталляционного CD, содержащего драйверы, ПО PowerNet Setup Tool и SNMP-агент для PowerNet, работающие только со своими, «фирменными» устройствами.

Выводы

Подытожим все вышесказанное. Выход на рынок устройств PowerLine стандарта HomePlug 1.0 от разных производителей, достаточно легко находящих «общий язык», наводит на мысль, что наконец-то технология «очистилась» от тяжких наследственных проблем с совместимостью и вышла из разряда экзотики на уровень коммерческой эксплуатации. Можно лишь удивляться, что такое логичное изобретение в стиле «голь на выдумки хитра» не появилось именно в постсоветском пространстве. Хотя, с другой стороны, такое решение в силу «строптивости» среды передачи требует реализации в «железе» достаточно сложных принципов и предполагает наличие у разработчика всех производственных элементов технологического цикла, позволяющих довести идею до этапа коммерческой эксплуатации.

Хотя заявленная максимальная теоретическая пропускная способность сетей PowerLine — 14 Mbps, фактическая средняя скорость передачи данных оказалась равной 5-6 Mbps. Эти показатели сопоставимы с характеристиками HomePNA и беспроводных сетей (WLAN) по IEEE 802.11b и HomeRF 2.0. Технология более проста для внедрения, чем телефонные сети, — ведь если телефонная розетка встречается не в каждой комнате, то розетки питания есть везде, а тем более рядом с компьютером или принтером. Для нее не существует «мертвых зон», характерных для беспроводных решений (когда не удается принять сигнал в определенных точках помещения), и ее организация может обойтись дешевле, чем прокладка «с нуля» проводной Ethernet. Хотя текущая стоимость устройств PowerLine в пересчете на пользователя сравнима либо даже превышает цену WLAN-комплекта (Wi-Fi, без учета стоимости лицензии), есть все шансы, что по мере освоения выпуска устройств бoльшим числом компаний она будет постепенно снижаться.

По каждому из основных параметров у технологии HomePlug есть достойный конкурент. Но ведь несмотря на ряд обещаний «дешево обынтернетить всех» с помощью других технологий, однозначного универсального решения, сочетающего приемлемое качество и простоту с минимальными начальными и пропорциональными последующими вложениями для инфраструктуры масштаба, например среднего городского дома, нет. В противоположность уже освоенным, технология передачи по проводам питающей сети характеризуется относительно низким уровнем начальных инвестиций за счет экономии вложений на создание физической среды передачи. PowerLine-сети хорошо масштабируются, т. е. обеспечивают стабильную работу при подключении новых клиентов, причем сохраняется достаточная для большинства практических применений скорость работы, пропорционально уменьшающаяся при увеличении расстояния (до 200-300 м).

Ряд проведенных нами экспериментов показывает, что высокая устойчивость к помехам и некритичность к среде передачи, заложенные в стандарты HomePlug, позволяют рассматривать готовые устройства и как некий полуфабрикат для разработки собственных домашних и индустриальных проводных решений.

Пока же нам хочется верить, что анонсированные на CeBIT устройства (комбинированные точки доступа WLAN/PowerLine, маршрутизаторы и ISDN/DSL-to-PowerLine модемы, мультимедийные плееры, видеокамеры со встроенной поддержкой этой технологии, новые Voice over PowerLine, а также комплекты для объединения в домашнюю сеть компьютеров, Web-планшетов и MP3-проигрывателей) уже находятся на пути к нашему покупателю. Пусть пока эти устройства не так сильно распространены — это, насколько можно судить по результатам пробной эксплуатации, всего лишь вопрос времени…