Как выбрать Powerline-адаптеры. Интернет из розетки: общие принципы работы технологии и обзор Powerline-адаптера TP-LINK TL-PA6010

На сегодняшний день сложно представить дом или квартиру, а уж тем более офисное, а часто и производственное помещение, которое не было бы оснащено возможностью подключения к сети передачи данных. Локальные сети и интернет прочно вошли в жизнь практически каждого современного человека и процессы производства во всех отраслях. А если создание компьютерной сети в помещении затруднено или невозможно с использованием привычных всем технологий, а такая необходимость присутствует? Вероятно, следует обратить внимание на одно из самых прогрессивных решений в мире на сегодняшний день - передачу данных по электрической проводке. Электрические провода уж точно есть везде, а это значит, что, используя специальное устройство - Powerline-адаптер, решение вопроса построения высокоскоростной сети передачи данных и доступа к интернету можно многократно упростить.

Недостатки существующих сетей

Итак, наличие быстрой сети в пределах дома или квартиры — это практически необходимость в современном мире. Наиболее распространенные и популярные технологии, к примеру, Wi-Fi, достаточно часто не могут удовлетворить потребности требовательных пользователей. Из-за большой толщины стены и потолков возникают препятствия прохождению радиоволн, что, в свою очередь, ведет к ухудшению качества связи и падению скорости передачи данных, из-за чего падает скорость и качество связи. Проводные сети не характеризуются такими недостатками, но прокладка кабелей - очень часто неудобное, а иногда и просто неприемлемое по разным причинам решение. Применение Powerline-адаптеров, о которых пойдет речь ниже, позволяет забыть о подобных проблемах.

Особенности Powerline

Как уже было сказано выше, в случае использования технологии Powerline передача данных производится по электропроводке. Электрические провода уже проложены в любом помещении, поэтому данная технология кажется очень интересной многим пользователям. Несмотря на то что разработка технологии ведется достаточно давно, ее массовое внедрение и популярность на сегодняшний день не достигли своего пика, ввиду присутствия некоторых технологических сложностей реализации. При этом отзывы о Powerline-адаптерах от пользователей, уже использующих решение в своих домах и квартирах, в основном положительные. Здесь, вероятно, самым важным является правильный выбор, внедрение в существующую сеть и настройка рассматриваемых устройств.

Технология Powerline

В последнем поколении адаптеров, по заверению производителей, заложена возможность передачи данных на скорости до 1000 Мбит/с. Реализовать подобное быстродействие позволяет использование сразу трех проводов электрической сети 220В. Ранее используемые стандарты предполагали, что задействованы будут только два провода, а это, в свою очередь, должно было обеспечить скорость до 500 Мбит/с. В независимости от стандарта, используемого при конструировании конкретного Powerline-адаптера, принцип работы этих устройств не меняется с момента своего создания. Прибор принимает пакеты информации через LAN-порт, а затем передает полученные данные по электропроводке второму адаптеру. Вот этот второй адаптер, получив и распознав сигнал, занимается его декодированием, а впоследствии отправкой дальше в сеть передачи данных посредством собственного LAN-порта. Можно сделать вывод, что работа Powerline-адаптера строится на том же принципе что и передача данных через Wi-Fi, только средой передачи данных является не радиоэфир, а электрические провода.

Современный стандарт

Рассматриваемые устройства выпускаются многими производителями, но только известные бренды могут гарантировать должный уровень надежности и соответствия заявленным характеристикам. Современный сетевой адаптер Powerline должен поддерживать стандарт Homeplug AV2, который предполагает использование более широкого, чем ранее выпускавшиеся решения, диапазона частот. Кроме того, некоторые устройства обладают способностью задействовать помимо фазного и нулевого, дополнительно заземляющий провод электросети. Современным адаптерам присуща способность вычислять силу сигнала на каждом из трех проводов, а затем использовать наиболее подходящий из них. Результаты тестирования показывают что данный принцип в действительности существенно повышает скорость, с которой, передаются данные, в том числе на большие расстояния. Практически все отзывы о Powerline-адаптерах Homeplug AV2 говорят о повышении эффективности при применении рассмотренного подхода.

Производители

Практически все известные производители сетевого оборудования имеют в арсенале предлагаемой пользователям продукции рассматриваемые устройства для построения сети с использованием технологии Powerline. Поскольку такие сети не обрели массового распространения, сложно рекомендовать конкретную торговую марку, которой следует отдать предпочтение конечному потребителю. В целом модели различных производителей демонстрируют одинаковые показатели и могут быть пригодны для использования в различных местах и ситуациях. По соотношению цена-качество одно из первых мест среди ассортимента, предлагаемого в компьютерных магазинах на территории нашей страны, занимают Powerline-адаптеры Tp-Link.

Комплект поставки и ПО

Особенности технологии предполагают использование минимум двух адаптеров в одной сети, поэтому в большинстве случаев в коробке с продуктом, пользователь найдет комплект Powerline адаптеров из двух штук. В целом такое решение подготовлено к эксплуатации, но прежде чем переходить к подключению, стоит обратить внимание на программное обеспечение для ПК, которым в большинстве случаев дополняет комплект поставки. Такое приложение позволяет получить информацию о номинальной скорости, на которой работают конкретные устройства, входящие в сеть. Кроме прочего, программное обеспечение позволяет обнаружить оптимальную розетку для подключения Powerline-адаптера, а также обновлять прошивку устройства.

Настройка

Приведение в действие адаптеров Ethernet Powerline обычно не вызывает никаких сложностей, а настройка комплекта занимает всего несколько минут. Для упрощения первого запуска изначально следует вставить адаптеры в соседние розетки либо удлинитель. После того как оба прибора подключены к электрической сети, нужно нажать клавишу «Pair» и удержать ее в течение нескольких секунд на первом из адаптеров, что переведет девайс в режим соединения. На втором адаптере кнопку придется удерживать в течение 1-2 минут.

Подключение

Проведя вышеописанную процедуру сопряжения, можно переходить к непосредственной интеграции адаптеров в сеть. В обычном случае это производится выполнением нескольких шагов.

1. Подключение одного из адаптеров кабелем Ethernet к LAN-порту маршрутизатора, который является основой сети.
2. Подключение второго адаптера из комплекта к розетке, расположенной в той же, что и первый прибор, электрической цепи.
3. Ожидание, пока загорятся индикаторы «Powerline» на адаптерах.
4. Подключение ко второму адаптеру компьютера или маршрутизатора с помощью Ethernet-кабеля.
5. Дополнительно. Чтобы добавить в существующую сеть еще один Powerline-адаптер в качестве усилителя сигнала, достаточно подключить его к свободной розетке.

Заключение

Рассмотрев технологические особенности Powerline-адаптеров, можно сделать вывод о перспективности применения подобных устройств в будущем. На сегодняшний день технологией обеспечивается неплохой уровень производительности. Простота установки и настройки приборов, а также их эффективность и возможность использования в местах, где применение других способов построения компьютерных сетей затруднено, привлекает все больше потребителей.

В своей предыдущей статье, теперь пора поговорить о том, в чем суть PowerLine технологии с конструктивной точки зрения.

Теоретической основой технологии PowerLine является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбивается на несколько относительно низко-скоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал.

Частотное разделение.

При использовании обычного частотного мультиплексирования (FDM – Frequency-Division Multiplexing) защитные интервалы (Guard Band) между поднесущими, необходимые для предотвращения взаимного влияния сигналов, довольно велики, поэтому доступный спектр используется не очень эффективно.

Обычный FDM.

В случае же ортогонального частотно-разделенного мультиплексирования (OFDM), центры поднесущих частот размещены так, что пик каждого последующего сигнала совпадает с нулевым значением предыдущих. Такое размещение позволяет более эффективно использовать доступную полосу частот.

Перед тем как отдельные поднесущие частоты будут объединены в один сигнал, они претерпевают фазовую модуляцию, каждая – своей последовательностью бит.

Фазовая модуляция.

После этого все они проходят через Power Packet Engine и собираются в единый информационный пакет, который еще называют OFDM-symbol. На изображении приведен пример относительной квадратурной фазовой манипуляции (DQPSK – Differential Quadrature Phase Shift Keying) на каждой из 4-х поднесущих частот в диапазоне 4-5 МГц.

DQPSK модуляция.

Реально в технологии PowerLine используются 84 поднесущие частоты в диапазоне 4-21 МГц.

Реализация OFDM в технологии PowerLine.

Теоретическая скорость передачи данных при использовании параллельных потоков с одновременным фазовым модулированием сигналов составляет более 100 Мб/с.

При передаче сигналов по бытовой сети электропитания могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что приведет к потере данных.

Передающая функция.

В технологии PowerLine предусмотрен специальный метод решения этой проблемы – динамическое выключение и включение передачи сигнала. Суть данного метода заключается в том, что устройство осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления участка спектра с превышением определенного порогового значения затухания. В случае обнаружения данного факта использование этих частот на время прекращается до восстановления нормального значения затухания.

Адаптивная передача данных.

Данный метод делает технологию PowerLine максимально гибкой при использовании в различных условиях. Например, в разных странах существуют различные регулирующие правила, согласно которых часть диапазона частот не может быть использована. При этом, в случае PowerLine, в этом диапазоне просто не будут передаваться данные. Еще одним примером является случай, когда некое приложение уже использует часть диапазона. Аналогично первому случаю, в этом также выключается передача данных на определенных частотах, и два приложения могут спокойно сосуществовать в одной физической среде.

Другой серьезной проблемой при передаче данных по бытовой электросети являются импульсные помехи (до 1 микросекунды), источниками которых могут быть галогеновые лампы, включение и выключение различных электроприборов и т.д.

Импульсные помехи при включении галогеновых ламп.

При использовании предыдущего метода система может не успеть адаптироваться к быстро изменившимся условиям, в результате часть битов будет разрушена и утеряна. Для решения этой проблемы используется двухступенчатое (каскадное) помехоустойчивое кодирование битовых потоков перед тем, как они будут промодулированы и поступят в канал передачи данных. Суть помехоустойчивого кодирования состоит в добавлении в исходный информационный поток по определенным алгоритмам избыточных (защитных) битов, которые используются декодером на приемном конце для обнаружения и исправления ошибок.

Каскадирование блочного кода Рида-Соломона и простого сверточного кода, декодируемого по алгоритму Витерби, позволяет исправлять не только одиночные ошибки, но и пакеты ошибок, обеспечивая тем самым практически 100% гарантию целостности передаваемых данных. Кроме того, помехоустойчивое кодирование является и способом технического закрытия, обеспечивающего относительную безопасность передаваемой информации в общей среде передачи.

Еще одним проблемным моментом является то, что сеть бытового электропитания служит общей средой передачи данных, то есть в один момент времени передачу могут осуществлять сразу несколько устройств. В такой ситуации для разрешения конфликтов столкновения трафика необходим регулирующий механизм – протокол доступа к среде. В качестве такого протокола был выбран хорошо известный Ethernet, который в технологии PowerLine был расширен путем добавления дополнительных полей приоритезации. Такая модификация вызвана необходимостью гарантированной полосы пропускания для передачи голоса и видео через IP, когда величина задержки является критичным параметром. Пакеты, содержащие голос или видео в этом случае помечаются как «timing critical», то-есть имеют самый высокий приоритет при обработке и доступе к среде передачи.

Основной проблемой при внедрении для осуществления высокоскоростного доступа к Интернет в РФ – является, прежде всего, состояние электропроводки в большинстве офисах и жилых домах, работа провайдеров осложнена отсутствием утвержденных электрических карт зданий, в домах постройки до 1960 г. подобные материалы зачастую утеряны компетентными органами и коммунальными службами или не соответствуют действительности.

1. Нарушение радиоприема, особенно на средних и коротких волнах;
2. Пропускная способность сети по электропроводке делится между всеми ее участниками. Например, если в одной PowerLine сети две пары адаптеров активно обмениваются информацией, то скорость обмена для каждой пары будет составлять примерно по 50% от общей пропускной способности;
3. На стабильность и скорость работы PLC влияет качество выполнения электропроводки, наличие стыков из разных материалов (например, медного и алюминиевого проводника), а также просто количество соединений проводника;
4. Не работает через сетевые фильтры и ИБП;
5. На качество связи могут оказывать отрицательное влияние дешевые энергосберегающие лампы, импульсные блоки питания и зарядные устройства. Однако снижение скорости составляет не более 5;
6. Неясные правовые аспекты использования данной технологии в Российской Федерации.

К преимуществам данной технологии можно отнести:

1. Не требуется прокладка кабеля, заключение его в короба, сверление стен и опорных конструкций;
2. Простота использования;
3. Скорость монтажа.

По сравнению с WI-FI:

1. Не требует настроек;
2. Более стабильная связь;
3. Большая безопасность информации;
4. Подходит для передачи Multicast-трафика, например, IPTV (вернее сказать, больше подходит и без дополнительных настроек);
5. На качество связи не влияет материал и толщина стен в квартире.

Следует заметить, что использование подобной технологии во многих ситуациях способно упростить осуществление Интернет соединения между клиентом и узлом провайдера, однако не является универсальным средством из-за действующих ограничений. Зачастую PLC не способна полностью заменить кабельное и WI-FI соединение внутри организации, однако данная технология, хоть и являясь самодостаточной, наиболее эффективно применяется в комплексе с другими способами Интернет соединения.

Суть технологии PowerLine was last modified: Март 3rd, 2016 by Admin

В ближайшее время собираюсь писать инструкцию по настройке комплекта Powerline-адаптеров (AV500 TL-WPA4220KIT) от TP-LINK, и решил подготовить небольшую статью, в которой рассказать что такое эти Powerline-адаптеры, какие они бывают, и как работает технология HomePlug AV.

Скорее всего, вы уже знаете, что стандарт HomePlug AV дает возможность передавать данные по электропроводке. С помощью специальных Powerline-адаптеров, мы можем построить сеть, в которой будут обмениваться данными разные устройства. Так же, как по Wi-Fi, или по сетевому кабелю. Только для передачи информации в Powerline сети используется электропроводка, которая есть в каждой квартире, доме, или офисе. В итоге, мы получаем подключение к интернету из розетки, по всему дому.

Эту технологию разработали в компании HomePlug Powerline Alliance. С помощью PLC-технологии (Power Line Communication/Carrier) можно передавать данные по электросети на расстояние до 300 метров. Что вполне достаточно даже для большого дома.

Стандарты HomePlug AV

Есть два основных стандарта. HomePlug AV и HomePlug AV2:

• HomePlug AV адаптеры могут работать на разной скорости. Может быть: 200 Мбит/с (AV200), 500 Мбит/с (AV500) и 600 Мбит/с (AV600). Реальная скорость конечно же будет ниже. Примерно 100, 240, и 280 Мбит/с. Обязательно, учтите это при выборе PowerLine-адаптеров. Все зависит от того, для каких целей вы будете использовать сеть. Если это просмотр видео, онлайн игры и т. д., то лучше выбрать самые быстрые адаптеры.
• Стандарт HomePlug AV2 – скорость до 1200 Мбит/с. В реальных условиях, эта скорость конечно же ниже, примерно 600 Мбит/с. Правда, новый стандарт очень требовательный к качеству проводки, и необходимо заземление. Для достижения такой скорости, она должна быть медной, и очень хорошего качества.

Как работает PowerLine сеть, и для каких целей подойдет?

Постараюсь все объяснить максимально просто. Как я уже писал выше, с помощью специальных PowerLine-адаптеров мы можем передавать данные по электрической проводке, которая проложена в нашем доме.

Рассказываю на примере. Подключен у нас интернет, и есть роутер, или модем. Интернет нам нужно протянуть например в какую-то дальнюю комнату, или на второй (третий) этаж. Где мы установим еще один роутер, или подключим интернет к компьютеру, телевизору, IPTV приставке и т. д. Это вполне стандартная ситуация. Можно поступить следующим образом:

• Первый вариант: проложить обычный сетевой кабелю (витую пару) . Это нам даст хорее и стабильное соединение. Но, в большинстве случаев, проложить кабель не получается, или это не очень удобно.
• Второй вариант: можно настроить , или . Но, снова же, беспроводное соединение может быть не очень стабильным. А если и будет все работать, то будут приличные потери в скорости. К тому же, возможно понадобиться установка нескольких репитеров, если большая дистанция, или плохо будет пробиваться сигнал.
• Третий вариант: использовать эти самые PowerLine-адаптеры, которым посвящена эта статья. Возле роутера, или модема, мы подключаем в розетку один из адаптеров, и соединяем их сетевым кабелем. Затем, в нужных нам комнатах, к электросети мы подключаем другие адаптеры, к которым можно подключить устройства по сетевому кабелю, или еще один роутер. Где это необходимо, можно установить адаптеры, которые умею раздавать Wi-Fi. Точнее, расширять зону покрытия Wi-Fi, по электросети.

Нужно заметить, что обязательно должен быть установлен и настроен модем, или роутер. Так как PowerLine-адаптеры не умеют устанавливать соединение с провайдером. Они созданы исключительно для расширения уже существующей сети.

Думал сам рисовать схему работы PowerLine сети, но на сайте компании TP-LINK увидел очень понятную, и красивую схему. Думаю, ребята из TP-LINK будут не против, если я добавлю ее в статью.

Вы можете купить столько адаптеров, сколько вам необходимо. Где нужен Wi-Fi, можно поставить HomePlug адаптеры с возможностью раздачи беспроводной сети. А в тех комнатах, где вы хотите подключить устройства по кабелю, ставим обычные адаптеры с разъемом RJ-45.

Как видите, все очень просто. Настройка так же простая. В одной сети можно объединить до 64 адаптеров. При выборе адаптеров, особое внимание обратите на количество портов RJ-45, и возможность раздавать Wi-Fi сеть. Так же, в рамках одной сети можно использовать HomePlug адаптеры разных производителей. Но, я настоятельно советую использовать устройства одного производителя. Хотя бы из-за простоты в настройке (нажатие одной кнопки на всех адаптерах) .

Безопасность. В этом плане, все хорошо. Стандарт HomePlug AV поддерживает 128-битное AES шифрование.

Минусы HomePlug AV

Помимо всех перечисленных плюсов, есть конечно же и минусы. Сейчас мы их рассмотрим:

• Электропроводка. Она должна быть качественной. Если в доме старая проводка, некачественные кабеля, много соединений, это будет влиять на работу PowerLine сети, и на скорость.
• Некоторые электрические приборы могут создавать помехи для работы такой сети. Но, как показывает практика, это не значительный минус. Разве что в момент запуска какого-то прибора, могут быть помехи. Но вы их вряд ли заметите.
• Сами адаптеры, так же могут создавать помехи на электрические приборы. В основном, это радио устройства.
• Адаптеры не работают через сетевые фильтры и стабилизаторы.
• Для работы стандарта HomePlug AV2 требуется проводка с заземлением.
• Все адаптеры должны работать в одной фазе. Для соединения адаптеров на разных фазах (если у вас две фазы) можно использовать коммутатор, или межфазный ретранслятор. В интернете есть инструкции по настройке таких схем.

Если у вас хорошая проводка, и вы знаете как она устроена, то проблем с выбором PowerLine-адаптеров и настройкой сети не возникнет.

Выводы:

Если вам нужно расширить Wi-Fi сеть на одну-две комнаты, и нет проблем с загруженностью беспроводного канала, то есть смысл купить обычный репитер. Если есть возможность проложить сетевой кабель, то это лучший вариант, в плане скорости и стабильности сети. Не будет никаких помех и прочих факторов, которые могут повлиять на работу сети.

Ну и Powerline сети так же заслуживают внимания, хоть и не пользуются большой популярностью. Нас всегда пугает что-то новое. Лень разбираться в новых решениях. Думаю, из-за этого многие предпочитают использовать для расширения сети обычный кабель, или Wi-Fi, а не электропроводку. Да и для многих это выглядит как-то странно. Как это, интернет из розетки 🙂

А технология HomePlug AV вполне рабочая, и уже достаточно усовершенствованная для того, что бы использовать ее в своем доме. К тому же, цена на такие устройства не очень высокая.

Powerline-адаптеры - особая линейка устройств в обширной категории приборов для расширения WiFi сети. Существуют также усилители сигнала Wi-Fi , но их принцип действия совершенно другой. Усилитель устанавливается обычно на границе зоны действия точки доступа или роутера, ловит сигнал и, усилив его с помощью собственных антенн, раздает уже в пределах своей зоны. И прием, и передача данных при этом происходит по беспроводному протоколу, а общая протяженность зоны действия сети ограничена суммарной протяженностью: зона роутера + зона усилителя.

У Powerline-адаптеров другой принцип действия. Устройства :

• принимают сигнал от роутера или точки доступа по проводному соединению (для этого они устанавливаются обычно на небольшом от них расстоянии);
• декодируют его для передачи по проводам электрической сети;
• на выходе совершают обратное преобразование сигнала и транслируют конечным устройствам либо по Ethernet кабелю, либо при помощи WiFi.

Адаптеры выпускают большинство производителей сетевого оборудования - D-Link, Asus, Edimax, TP-Link, в ассортименте которых есть продукция для SOHO сегмента. На картинке в начале статьи - ожидаемая новинка от TP-Link, гигабитный Powerline адаптер.

Схемы подключения

Для организации сети с помощью адаптеров Powerline первое устройство соединяют с помощью LAN разъема и сетевого кабеля с роутером, модемом, точкой доступа и т.п. и подключают к розетке. Второе устройство включают в сеть уже в непосредственной близости от девайсов, на которые будет раздаваться Интернет.

Вот, к примеру, простая раздача интернет из комнаты А в комнаты B и C:

Обратите внимание на зачеркнутый сетевой фильтр - адаптеры нельзя подключать через него (как и через UPS).

Вот сеть в многоэтажном коттедже. Красными линиями обозначен кабель электропроводки, желтыми - сетевой.

Преимущества использования Powerline адаптеров

Для передачи данных по электропроводке не нужно прокладывать по квартире, коттеджу или офису отдельный сетевой кабель - сверлить стены, срывать плинтус и т.д. По той же причине адаптеры можно использовать, например, на строящихся объектах, где еще ничего нет, кроме электросети.

Сигнал Wi Fi, натыкаясь на преграды в виде стен, мебели и т.п. слабеет, и поэтому в помещениях с большим количеством комнат, а также многоэтажных, сложно обеспечить доступом в Интернет с хорошей скоростью удаленные устройства. Powerline адаптеры решают эту проблему.

Протяженность сети на основе Powerline адаптеров ограничивается только протяженностью домашней или офисной электропроводки (до счетчика или трансформатора). Таким образом, Интернет можно провести в такие отдаленные помещения, куда Wi-Fi сигнал от роутера никогда не достал бы, а количество усилителей "по дороге" было бы просто невыгодным.

Многие производители выпускают адаптеры с розеткой. Т.е. при включении устройства в сеть использеумая розетка, фактически, остается свободной. К примеру, TP-Link TL-PA551KIT (картинка ниже) (UPD Снят с производства):

Недостатки Powerline адаптеров

При включении/выключении в электросеть энергоемких приборов может на некоторое время падать скорость Интернет-соединения;

Powerline адаптеры нельзя подключать через UPS или фильтры питания, что может быть неудобным;

При организации сети из нескольких адаптеров начальная пропускная способность сети (от роутера) равномерно распределяется между остальными.

Что же в итоге? Использование Powerline-устройств может быть лучшим решением для организации локальной сети в многоэтажных коттеджах и крупных офисах, особенно если нет желания или возможности проложить сетевой кабель. Современные адаптеры компактны, удобны и предоставляют неплохую скорость соединения - можно смотреть видео в высоком разрешении, например.

P.S. Несмотря на то, что в нашем ассортименте их, прямо скажем, мало, под ваш заказ мы находим и привозим любые и в любом количестве.