Связь по ЛЭП

Связь по ЛЭП

Связь через ЛЭП, PLC (англ.  Power line communication ) — термин, описывающий несколько разных систем для использования линий электропередачи (ЛЭП) для передачи голосовой информации или данных. Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ.  Broadband over Power Lines  — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью до 500 Мбит/с, и NPL (англ.  Narrowband over Power Lines  — узкополосная передача через линии электропередачи) со значительно меньшими скоростями передачи данных до 1 Мбит/с.

Содержание

Использование связи через ЛЭП для управления энергосистемой [ править | править код ]

Ещё на заре развития энергосетей встал вопрос о передаче диспетчерской информации от одного энергоузла к другому. Использование для этих целей телефонных и телеграфных линий, прокладываемых параллельно ЛЭП, считалось нерациональным, поэтому уже в начале 20-го века в сетях постоянного тока (см. война токов) в США применялась передача телеграфных сигналов непосредственно по проводам ЛЭП. Позже, с развитием средств радиосвязи, подобная методика стала применима и для сетей переменного тока.

Передача диспетчерской информации по проводам линий электропередач широко применяется, как один из основных видов связи. Приёмопередатчик подключается к ЛЭП через фильтр присоединения, образованный из конденсатора малой ёмкости (2200 — 6800 пикофарад) и высокочастотного трансформатора (автотрансформатора). Подобная система позволяет передавать как голосовую информацию, так и данные телеметрии и телеуправления.

Использование ЛЭП для других целей связи [ править | править код ]

Технология PLC базируется на использовании силовых электросетей для высокоскоростного информационного обмена. Эксперименты по передаче данных по электросети велись достаточно давно, но низкая скорость передачи и слабая помехозащищённость были наиболее узким местом данной технологии. Появление более мощных DSP-процессоров (цифровые сигнальные процессоры) дало возможность использовать более сложные способы модуляции сигнала, такие как OFDM-модуляция, что позволило значительно продвинуться вперед в реализации технологии PLC.

В 2000 году несколько крупных лидеров на рынке телекоммуникаций объединились в HomePlug Powerline Alliance с целью совместного проведения научных исследований и практических испытаний, а также принятия единого стандарта на передачу данных по системам электропитания. Прототипом PowerLine является технология PowerPacket фирмы Intellon, положенная в основу для создания единого стандарта HomePlug1.0 (принят альянсом HomePlug 26 июня 2001 года), в котором определена скорость передачи данных до 14 Мб/сек.

Однако на данный момент [ когда? ] стандарт HomePlug AV поднял скорость передачи данных до 500 Мбит/с.

Технические основы технологии PLC [ править | править код ]

Основой технологии PowerLine является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбирается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте с последующим их объединением в один сигнал. Реально в технологии PowerLine используются 1536 поднесущих частот с выделением 84 наилучших в диапазоне 2—34 МГц.

При передаче сигналов по бытовой электросети могут возникать большие затухания в передающей функции на определенных частотах, что может привести к потере данных. В технологии PowerLine предусмотрен специальный метод решения этой проблемы — динамическое включение и выключение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). 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, а данные передаются на других частотах.

Существует также проблема возникновения импульсных помех (до 1 микросекунды), источниками которых могут быть галогенные лампы, а также включение и выключение мощных бытовых электроприборов, оборудованных электрическими двигателями.

Применение PLC-технологии [ править | править код ]

Подключение к Интернету [ править | править код ]

В настоящее время подавляющее большинство конечных подключений осуществляется посредством прокладки кабеля от высокоскоростной линии до квартиры или офиса пользователя. Это наиболее дешевое и надежное решение, но если прокладка кабеля невозможна, то можно воспользоваться имеющейся в каждом здании системой силовых электрических коммуникаций. При этом любая электрическая розетка в здании может стать точкой выхода в Интернет. От пользователя требуется только наличие PowerLine-модема для связи с аналогичным устройством, установленным, как правило, в электрощитовой здания и подключенным к высокоскоростному каналу. PLC может быть хорошим решением «последней мили» в коттеджных посёлках и в малоэтажной застройке, в связи с тем, что традиционные провода стоят в несколько раз дороже PLC.

Малый офис (SOHO) [ править | править код ]

PowerLine-технология может быть использована при создании локальной сети в небольших офисах (до 10 компьютеров), где основными требованиями к сети являются простота реализации, мобильность устройств и легкая расширяемость. При этом как вся офисная сеть, так и отдельные её сегменты могут быть построены с помощью PowerLine-адаптеров. Часто встречается ситуация, когда необходимо включить в уже существующую сеть удаленный компьютер или сетевой принтер, расположенный в другой комнате или в другом конце здания. Такая проблема легко решается с помощью PowerLine-адаптеров.

Домашние коммуникации [ править | править код ]

PowerLine-технология может быть использована при реализации идеи «умного дома», где вся бытовая электроника связана в единую информационную сеть с возможностью централизованного управления.

Автоматизация [ править | править код ]

В связи с тем, что PLC использует готовые коммуникации, PowerLine-технология может быть использована в автоматизации технологических процессов, связывая блоки автоматизации по электропроводам или другим видам проводов.

Системы безопасности [ править | править код ]

В связи с тем, что PLC может работать на различных проводах (не обязательно электрических), применение в ОПС вполне реализуемо также и для систем видеонаблюдения объектов.

Преимущества [ править | править код ]

• Простота использования — не требуется прокладка отдельного кабеля.
• Можно использовать любые другие провода, в том числе и контактные сети электротранспорта и метро.
• Оперативность при развертывании сети передачи данных — электрические провода есть почти везде.
• Не требуется регистрация оборудования как радиочастотного, несмотря на то, что мощность передатчика составляет 75 мВт, а это создаёт уровень помех, превышающий допустимые ГОСТом нормы по ЭМС.
• В случае, если каким-то образом есть влияние на какие-то частоты, в PLC-оборудовании предусмотрен механизм подавления сигнала в заданном диапазоне.

Недостатки [ править | править код ]

сети по электропроводке делится между всеми её участниками (используется топология сети «общая шина»).
• Иногда требуются специальные совместимые сетевые фильтры и ИБП. Сигнал может существенно ослабляться, проходя через многие сетевые разветвители-фильтры.
• На качество, скорость и надёжность связи оказывают отрицательное влияние электробытовые приборы (энергосберегающие лампы, импульсные блоки питания, зарядные устройства, выключатели освещения и т. п. и т. д.). В результате наблюдается снижение скорости от 5 до 50 %.
• На качество, скорость и надёжность связи оказывает отрицательное влияние исполнение/топология/качество электропроводки, тип/режим/мощность бытовых электроприборов и устройств, наличие скруток. В результате наблюдается снижение скорости передачи данных до полного пропадания сигнала.
• Уязвима для сигналов от радиопередающих устройств коротковолнового (КВ) диапазона, в том числе и устройств службы любительской радиосвязи.
• Не может серьёзно рассматриваться как надёжная технология передачи данных ввиду уязвимости для помех из общих электросетей и несоответствия нормам по электромагнитной совместимости как по приёму (уязвимость для помех из электросети, от сигналов КВ передатчиков), так и по передаче сигналов (создание помех в электросеть и КВ приёмникам).
• Создаёт помехи в коротковолновом диапазоне, что особенно чувствительно для службы любительской радиосвязи (ЛСР), учитывая, что ЛСР использует КВ частоты исключительно на официальной и разрешительной основе в государственных органах, ЛСР имеет безусловный приоритет перед PLC.

Большинство указанных недостатков могут быть исключены применением шумоподобных сигналов с большой базой с кодовым доступом к сети.

Интернет через розетку по технологии PLC на основе электросети

Технология PLC (Power line communication) уже давно используется в электросети для высокоскоростного информационного обмена. Несмотря на то, что она довольно давно известна научному миру, некоторые пользователи до сих пор о ней не знают. Данная технология посредством PowerLine-адаптеров дает возможность организовать локальную сеть при помощи электрической проводки. Также можно предоставить доступ в сеть Интернет через розетку в доме для компьютеров, игровых и Android приставок, телевизоров Smart TV и других сетевых устройств.

В чем преимущество организации такой локальной сети и передачи Интернета по электрическим проводам, если можно создать беспроводную сеть используя Wi-Fi роутер? Рассмотрим несколько основных ситуаций, где использование PowerLine-адаптеров будет оптимальным решением.

Во-первых, при организации домашней локальной сети с предоставлением доступа устройствам в Интернет по беспроводной связи Wi-Fi, многие пользователи сталкиваются с тем, что телевизор, компьютер или другое устройство находится вне зоны уверенного приема Wi-Fi. Например, это может произойти из-за неверно подобранного места для расположения Wi-Fi роутера. Однако, исходящий радио сигнал от оптимально расположенного маршрутизатора, может столкнуться с физическими препятствиями в виде капитальных стен и перегородок, что в итоге приведет к слабому сигналу Wi-Fi для принимающего устройства.

Во-вторых, для комфортного просмотра фильмов высокой четкости на телевизоре или медиаплеере, нужно чтобы воспроизведение файлов было плавным без рывков и задержек. Для этого необходимо обеспечить устройству устойчивый канал передачи данных. Новые беспроводные стандарты 802.11ac и 802.11ad хоть, и сделали шаг навстречу пользователям, но радиус действия Wi-Fi пока не решает проблемы с дистанцией. Кроме этого, далеко не все устройства поддерживают упомянутые стандарты, но это скорее всего дело будущего.

Не мало известный факт, что скорость Wi-Fi зависит не только от одновременной загрузки сети задачами, но и от помех в радиоканале. Особенно часто со взаимными помехами в радиоканале сталкиваются жители многоэтажных домов, где беспроводная сеть может пересекаться с Wi-Fi каналом соседей или такими бытовыми приборами, как микроволновая печь, если они работают на одной частоте 2.4 ГГц. Ранее я уже описывал, как выбрать менее загруженный канал для Wi-Fi сети.

Конечно, можно опрессовать витую пару и решить все эти проблемы с помощью проводов, так как затухание сигнала, помехоустойчивость и скорость передачи данных не сопоставимо с Wi-Fi. Но многие дома для выхода в Интернет используют именно беспроводную сеть и не приемлют провода под ногами. Поэтому, для многих будет идеальным решением купить Powerline PLC-адаптер и пустить Интернет по розетке в квартире.

Описание PLC-адаптера на примере TP-LINK TL-PA2010.

Powerline-адаптеры дают возможность создать или расширить локальную сеть и предоставить доступ в глобальную сеть устройствам за счет уже проложенной электрической проводке в доме. Таким образом любую электрическую розетку в доме, вы можете использовать в качестве точки доступа к Интернету с совместным широкополосным доступом, коллективно использовать принтер и обмениваться файлами.

Обычно комплект поставки состоит из двух Powerline-адаптеров, двух патч-кордов и краткой инструкции. При необходимости вы можете расширить домашнюю сеть, купив адаптеры по отдельности. Сам PLC-адаптер представляет из себя небольшую коробочку внешне напоминающую блок питания, но вместо кабеля у него розетка стандарта RJ-45 для подключения кабеля LAN.

На передней панели адаптера расположена световая индикация из трех светодиодов. Первый информирует о наличии питания, второй говорит о наличии связи для передачи данных по электрической сети, а третий сообщает об обмене информации между подключенными устройствами. Под индикаторами находится кнопка, которая служит для установки связи между устройствами. После того, как произойдет коннект, данные будут передаваться в зашифрованном виде.

Если зажать кнопку на длительное время, то произойдет разрыв связи между устройствами и будет выполнена перезагрузка PLC-адаптера. Также с помощью этой кнопки можно подключить в локальную сеть дополнительные Powerline-адаптеры. Эти устройства обладают независимой памятью и, если вы решите воткнуть устройство в другую розетку, Вам не нужно будет устанавливать связь снова.

Настройка PLC-адаптера на примере модели от TP-LINK.

Начну с того, что подключать PLC-адаптеры следует напрямую в розетку, минуя различные удлинители (сетевые фильтры) и источники бесперебойного питания. Если вы задействуете одно из упомянутых устройств, то скорость передачи данных, может сильно понизиться.

Итак, подключите один Powerline-адаптер к LAN порту роутера при помощи патч-корда и воткните его в розетку. Второй, адаптер свяжите патч-кордом с телевизором или компьютером и тоже вставьте его в розетку. Как только произойдет подключение, то все эти устройства нужно связать между собой. Для этого, достаточно нажать на адапторе подключенному к роутеру кнопку «Pair», а потом в течении нескольких минут нажать одну единственную кнопку на втором адаптере.

После этого действия в течении нескольких секунд на адаптерах должны засветиться зеленым светом все три индикатора. Теперь можете смело с подключенного устройства войти в Интернет через электрическую проводку в доме. Если PLC-адаптер связан с компьютером, то при помощи специализированной утилиты, вы можете посмотреть текущую скорость соединения.

Если вы используете более двух адаптеров, то чтобы объединить их в одну сеть, каждый последовательно подключаемый адаптер, необходимо синхронизировать с первым, при этом не нужно вытаскивать его из сети. Например, вы вставили в розетку PLC-адаптер и нажали «Pair», а потом такие же действия выполнили на втором адаптере. Теперь следует вынуть из розетки второй и вставить третий адаптер и настроить PLC-сеть с первым. В такой же последовательности следует настраивать и остальные адаптеры. Данная модель позволяет связать между собой не более восьми PLC-адаптеров.

При тестировании этой модели, скорость передачи информации достигала 170 Мбит/с. Эти маленькие коробочки позволяют получить высокоскоростной доступ в сеть Интернет и обеспечат высокое качество передачи потокового видео. Пока!

Интернет по электрической сети 220V: обзор технологии

Привет! Сегодняшняя статья станет для кого-то жизненным откровением, кто-то просто вылупит глаза в экран, а кто-то с улыбкой в умудренных опытом глазах вздохнет. Да! Мы поговорим про интернет через розетку. Да не просто какую-то особую розетку, а про самую обычную электрическую 220В. Интересно? Тогда эта обзорная статья специально для вас!

Есть вопросы? Есть чем поделиться и что рассказать? Напишите все это в комментарии для других читателей!

Про технологию

PLC – Power Line Communication – связь через ЛЭП.

Почему-то для многих это будет настоящим открытием. Так это было в свое время и у меня. Оказывается, что интернет в квартире можно передавать через обычную розетку. И для этого существует много современных устройств. Но почему-то большая часть людей пропускает мимо эту технологию. Основные причины мы разберем ниже. Но так ли нова эта магия?

На самом деле нет. Если найти в истории аналогию, то можно вспомнить телеграфные линии, некоторые из которых накладывали в линии ЛЭП. Времена идут, но никто и сейчас не запрещает использовать такой метод передачи данных на дому. Ведь, по сути, любая электрическая проводка – это тот же кабель, с которым можно немного помудрить.

Передача не ограничена только домашней электропроводкой. В теории можно зацепить в сеть все что угодно – хоть троллейбусные или электровозные линии. Но на практике такого пока лично встречать не приходилось.

Стандарт развивается, в самой технологии есть 2 направления:

1. NPL (norrowband power line, узкополосная передача) – скорость до 1 Мбит/с.
2. BPL (broadband power line, широкополосная передача) – скорость до 600 Мбит/с. Именно эта скорость сейчас и используется в домашних системах.

Последнее направление имеет 2 стандарта – HomePlug AV и обновленный HomePlug AV 2.0.

Последний стандарт и поддерживает большинство современных девайсов. Возможно, прямо сейчас на момент чтения вышло уже что-то иное, но пока и так все работает нелпохо.

Применение

Адаптеров на текущий момент на рынке не так уж и мало, вот некоторые популярные модели и комплекты:

• TL-WPA4220
• TL-PA4010
• TL-PA4010PKIT
• ZyXEL PLA4201v2 EE
• TL-PA8010 KIT
• TL-WPA4220KIT

Класс этих устройств – PowerLine адаптеры.

Основные причины применения таких устройств:

1. Необходимость расширения беспроводной сети в другую комнату, где нет возможности провести кабель или же тухнет Wi-Fi через стену.
2. Подключение компьютера при тех же условиях через кабель – эти адаптеры имеют у себя и Ethernet выход.

Вот примерная схема работа в одной картинке:

Основная схема подключения:

1. Головное устройство подключается по проводу к роутеру.
2. Ведомое устройство получает сеть и интернет по электрическим проводам.
3. Ведомое устройство раздает сеть другим устройствам через Ethernet порт или по Wi-Fi в случае его наличия.

Еще важно соблюдать указанные технические характеристики:

1. С 50-60 Гц и 100-240 В обычно проблем не возникает, такие сети почти у всех ДОМА.
2. Требуется в идеале прямое подключение к розетке. Некоторые бесперебойники не поддерживают Powerline технологию, а обычные сетевые фильтры могут гасить сигнал – повод подумать, если что-то не работает.
3. Помехи могут создавать и подключенные бытовые устройства в эту же розетку – например, холодильник. Проверяйте на всех розетках!
4. Заявлена работа на расстоянии до 300 метров. Но на практике лучше подобным не заниматься, учитываем помехи и затухания.
5. В процессе работы адаптеры имеют свойство сильно греться. Т.е. я бы не рискнул их оставлять в невентилируемом месте. Но это уже мои личные додумки.

Что на практике?

На практике одна доступность этих устройств радует. Причем можно покупать адаптеры как по отдельности (ведь требуется для минимальной проверки 2 устройства), так и готовые комплекты. Например, TP-Link TL-WPA4220KIT:

• TL-PA4010 – основной PowerLine адаптер.
• TL-WPA4220 – ведомый, 2 порта, Wi-Fi.
• Патч-корды, документация, коробка.

Подобных адаптеров достаточно на рынке, поэтому не будем останавливаться на них здесь во всех деталях – если вы выбрали свою модель, поищите ее на нашем сайте и прочитайте детальный обзор. Здесь лишь краткий функционал.

Какие возможности у нас есть для подключения:

1. Обычное расширение. Подключаем оба адаптера в сеть, они автоматически находят друг друга. На обоих есть кнопка Pair для сопряжения, но комплектные адаптеры находят друг друга и без нее.
2. Клонирование сети. На TL-WPA4220 нажимается кнопка Wi-Fi Clone, на основном роутере – кнопка WPS. Получаем дублированную сеть. Т.е. во второй комнате даже через розетку будет тот же самый Wi-Fi без изменений названия сети и пароля.

Для справки. Соединение шифруется по AES. Злые соседи из той самой организации не смогут узнать какой нехороший сайт вы посещаете дома.

Дополнительные настройки можно производить и по старинке через веб-конфигуратор, но он доступен только при подключении по проводу. Да и особой необходимости нет – все работает и без того нормально в чистом сопряжении.

Про «нормально»: в процессе теста никаких просадок и некомфортностей обнаружено не было. Интернет по электрической сети летал по всей заявленной провайдером скорости – около 90 Мбит/с. В локальной сети скорость у коллег разгонялась до 170 Мбит/с. Т.е. даже заметных падений по сравнению с основным роутером замечено не было, все на уровне, пользоваться можно!

Почему все ее не применяют?

Попробуем оценить текущую ситуацию адекватно. Ведь что может быть проще – провайдер заводит оптику на единый домовой свитч, а дальше каждому пользователю выдает свой PowerLine адаптер. Как итог – никаких проводов, все чисто, быстро, работает. А что же на деле?

• Цена. Все же такие адаптеры стоят чуть дороже чем обычные китайские роутеры.
• Проводка. Провайдеру выгоднее отвечать за свою витую пару до вашей квартиры, чем полагаться на электропроводку в наших домах (особенно если речь идет про что-то старинное, с укладкой по 10 слоев и клубками изоленты).
• Дело привычки. Сейчас витую пару завели в крупных городах почти во все квартиры. Ранее пользовались телефонными линиями. Переход на PowerLine технологии – новые накладки на уже существующие процессы надежной работы.

Не буду раздувать тему дальше. Все и так понятно – технология PLC показывает себя неплохо. Интернет по электросети летает. Устройств в магазинах хватает. А ценовой сегмент для таких игрушек вполне приятен – в пределах 3000 руб. можно себе найти что-то подходящее прямо сейчас. На этом и заканчиваю, оставляйте комментарии ниже!

MikroTik PWR-Line AP

MikroTik PWR-Line AP (модель PL7411-2nD) — это Powerline адаптер с встроенной Wi-Fi точкой доступа на 2,4 ГГц. Он подключается в розетку 220В и передает по электросети данные и интернет. Электроприборы при этом работают в обычном режиме.

Powerline адаптеры используют, когда в помещении нельзя проложить сетевой кабель, но есть электросеть 220В. MikroTik PWR-Line AP позволяет сделать Wi-Fi покрытие в дальних помещениях, в которые не добивает Wi-Fi сигнал роутера. Можно установить до 8 таких адаптеров, и они будут работать как единая Wi-Fi сеть. Главное, чтобы все розетки 220В находились на одной фазе. Также устройства должны включаться в розетку напрямую без использования сетевого фильтра.

Устройство имеет один LAN порт 100 Мбит/с для подключения роутера или компьютера по сетевому кабелю.

Адаптеры MikroTik PWR-Line AP настраиваются очень просто:

1. Подключите главный адаптер сетевым кабелем к роутеру и в розетку 220В. Нажмите кнопку SYNC 0.5 – 3 секунды. Начнет моргать оранжевый светодиод.
2. В течении 120 секунд подключите второй адаптер в розетку 220В и нажмите кнопку SYNC. После этого они соединятся друг с другом.

Функции кнопок на корпусе:

Кнопка SYNC

• Подключение адаптеров друг к другу. Нажмите на главном адаптере кнопку 0.5 — 3 секунды, чтобы начать поиск и подключение к другим Powerline устройствам в сети. После этого нужно нажать кнопку SYNC на другом адаптере, чтобы они соединились между собой. Поиск будет осуществляться в течении 120 секунд. Моргающий оранжевый светодиод сигнализирует о том, что устройство находится в режиме поиска. Повторное нажатие на кнопку отменяет поиск.
• Генерация ключа безопасности. Нажмите кнопку 5 — 8 секунд, чтобы сгенерировать новый ключ безопасности. Это необходимо для удаления Powerline устройств из существующей PWR сети. Ключ безопасности можно также установить вручную в настройках RouterOS.
• Сброс настроек PWR. Нажмите кнопку 10 — 15 секунд для сброса всех настроек, связанных с PWR.

Кнопка MODE

• Данную кнопку можно настроить в RouterOS для выполнения какого-нибудь пользовательского скрипта или полностью отключить.

Кнопка RESET

• Сброс конфигурации RouterOS. Отключите питание, зажмите и держите кнопку Reset. Включите питание. Когда начнет мигать зеленый светодиод, отпустите кнопку Reset. После этого конфигурация будет сброшена.
• Загрузка с использованием резервного загрузчика. Отключите питание, зажмите и держите кнопку Reset. Включите питание и через 2 секунды отпустите кнопку Reset. Адаптер загрузится, используя резервный boot loader.
• Прошивка / восстановление устройства с помощью программы Netinstall. Отключите питание, зажмите и держите кнопку Reset. Включите питание и продолжайте держать кнопку Reset более 20 секунд. После этого устройство отобразится в программе Netinstall.

Внутри PL7411-2nD установлена полноценная операционная система RouterOS с огромным функционалом. По умолчанию Powerline адаптер настроен в режиме Bridge. При желании его можно перенастроить и использовать в качестве роутера.

Устройство поддерживает управление Wi-Fi точкой через контроллер MikroTik CAPsMAN. Поэтому вы сможете построить бесшовную Wi-Fi сеть, в которой клиент будет автоматически переключаться при перемещении от одной точки к другой.

Если вы уже сделали ремонт и не хотите сверлить стены для прокладки сетевого кабеля, купите MikroTik PWR-Line AP с встроенной Wi-Fi точкой доступа и передавайте интернет по электросети 220В.