Powertec PowerLAN 16 – gniazdko elektryczne zamiast sieciowego

9 października 2003 0 przez Artur Wyrzykowski

Pod koniec lat 90-tych pojawił się pomysł udostępniania usług internetowych za pośrednictwem sieci energetycznych, z wykorzystaniem technologii PLC (Powerline Communications). Do tej pory niewielu polskich użytkowników może pochwalić się tym, że ma „Internet z gniazdka” – wyjaśnimy, dlaczego tak się dzieje. Póki co, niezależnie od instalacji dostarczanych przez usługodawców czy zakłady energetyczne, każdy z nas może wykorzystać PLC we własnym domu – trafiły do nas pierwsze produkty tego typu, o których już informowaliśmy w lipcu. Przedstawimy krótki opis oraz test możliwości PLC.
Technologia PLC miała być świetną alternatywą dla szerokopasmowych łączy DSL czy telewizji kablowej, bo charakteryzuje się przepustowością rzędu kilku Mb/s i nie wymaga instalacji żadnych kabli od operatora do użytkownika. Łącze internetowe jest doprowadzone od operatora tylko do stacji transformatorowej, gdzie – za pomocą specjalnych urządzeń – sygnał cyfrowy jest „wpuszczany” do sieci energetycznej. Tą drogą może być rozprowadzony np. po całym osiedlu – Internet jest wszędzie tam, gdzie jest prąd! W każdym budynku mieszkalnym musi znaleźć się urządzenie, które oddzieli dane cyfrowe od napięcia zasilającego i udostępni je poszczególnym użytkownikom.

Taki system PLC zwany jest systemem jednostopniowym i wymaga jeszcze instalacji sieci komputerowej (np. Ethernetu czy WLAN) wewnątrz budynku. Są też systemu dwustopniowe, w których Internet jest doprowadzany przez sieć energetyczną nie tylko do budynku, ale też do wszystkich gniazdek elektrycznych w domach – ten drugi stopień PLC to właśnie instalacja wewnątrz budynku. W tym przypadku potrzebne są dodatkowe urządzenia, które są podłączone między każdym gniazdkiem elektrycznym a komputerem. Testowane urządzenia Powertec PowerLAN 16 należą właśnie to tych rozwiązań „drugiego stopnia”. Można je kupić w kompletach po dwie sztuki, co kosztuje ok. 300 euro (jest to cena z VAT-em). Za każde kolejne, pojedyncze urządzenie trzeba zapłacić ok. 200 euro.

Niestety, mamy możliwość przetestowania i opisania tylko urządzeń do komunikacji pomiędzy komputerami, w obrębie mieszkania czy domu, a nie całego rozwiązania szerokopasmowego dostępu do Internetu. Popularność tej technologii jest bardzo mała, wciąż trwają testy i programy pilotażowe. O ile nam wiadomo, jedyną firmą komercyjnie instalującą urządzenia PLC w Polsce i udostępniającą Internet tą drogą, jest Pattern Communications. Oferuje ona jednak swoje usługi tylko w wybranych lokalizacjach na terenie Krakowa.

Skąd taka mała popularność tak obiecującej technologii? Trzeba pamiętać, że w systemie dwustopniowym każdy z użytkowników musi mieć we własnym domu urządzenie odbierające sygnał z gniazdka elektrycznego, oprócz tego dość droga aparatura musi być w każdym budynku i w każdej stacji transformatorowej. Z tego wynika największa wada PLC – bardzo duże koszty instalacji. Aby na jednego użytkownika nie były zbyt wysokie, z jednego łącza musi korzystać kilkunastu użytkowników. Jak się dowiedzieliśmy w Pattern Communications, o szybkości podłączenia danego rejonu decyduje ilość osób zainteresowanych usługą – minimalna ilość chętnych w bloku to 10-15 osób. Dzięki temu koszt instalacji i aktywacji na jednego użytkownika spada do ok. 100 zł.

Umiarkowany jest także jest abonament – najtańszy kosztuje nieco ponad 20 zł brutto i pozwala na ściągnięcie 100 MB danych w ciągu miesiąca. Należy do tego doliczyć koszt dzierżawy modemu – kolejne 20 zł. Taryfa pozwalająca na ściągnięcie 10 GB kosztuje nieco ponad 100 zł. Za przekroczenie limitu są dodatkowe opłaty – są one po to, by uniknąć sytuacji, gdy jeden użytkownik zablokuje pasmo. Podobny system opłat obowiązuje także za granicą.

Zasada działania

Urządzenia PowerLAN 16 mają wymiary ok. 17×17 cm i ok. 5 cm grubości. Mogą one pracować w sieciach o napięciu 100-240 V i częstotliwości 50-60 Hz, pobierają ok. 6 W mocy. W bocznej części obudowy znajduje się gniazdo kabla zasilającego oraz RJ-45 do połączenia skrętką z komputerem (oba kable są oczywiście w zestawie). Jest także przełącznik, który pozwala na podłączenie urządzenia do koncentratora lub komputera, bez konieczności wymiany kabla ze zwykłego na krosowany.


Urządzenia mogą pracować w pozycji stojącej lub leżącej, bo mają gumowe nóżki umiejscowione w różnych częściach obudowy. Natomiast na tylnej ściance znalazły się zaczepy, które pozwalają na montaż na ścianie czy biurku.


PowerLAN 16 mają także prosty panel kontrolny z dwoma przyciskami i pięcioma kontrolkami. Pozwala on na konfigurację urządzenia bez konieczności instalowania jakiegokolwiek oprogramowania. Dzięki temu urządzenie w ogóle nie jest widoczne w systemie, staje się przezroczystą „przejściówką” między skrętką podłączoną do komputera a siecią elektryczną.

Dane przesyłane pomiędzy komputerami mają znacznie niższe napięcie, ale używają częstotliwości 4,3-20,9 MHz, dzięki czemu można je łatwo oddzielić od napięcia zasilającego. Wykorzystuje się modulację OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), która dzieli sygnał na mniejsze porcje i przesyła je w kilku pasmach jednocześnie – gwarantuje to względnie wysoką przepustowość, ale w efekcie zajmuje bardzo szeroki zakres częstotliwości. Niestety, to duża wada PLC – połączenie odbywa się po zwykłym drucie (a nie po skrętce czy choćby kablu ekranowanym), więc sygnał wydostaje się do eteru i zakłóca fale radiowe na wielu częstotliwościach. Poza tym nie ma żadnych norm, które określałyby możliwość przesyłania danych z wykorzystaniem takiego pasma.


Startujemy

Uruchomienie urządzeń jest banalne – w zasadzie nie wymagają one wstępnie żadnej konfiguracji. My podłączyliśmy pierwsze urządzenie do koncentratora, z którego korzystało również kilka innych komputerów. Po chwili na urządzeniu zaświeciła się lampka PLC R/A, co oznacza, że może się ono już komunikować z innymi urządzeniami przez instalację elektryczną. W ten sposób sieć zostaje „rozprowadzona” po mieszkaniu czy całym budynku. Świeci się również kontrolka ETH L/A, co oznacza poprawną komunikację z koncentratorem.


Druga część naszej testowej instalacji to komputer pracujący w sąsiednim pokoju. Jego kartę sieciową podłączyliśmy do gniazdka elektrycznego za pośrednictwem drugiego urządzenia PowerLAN 16. Zaświeciły się obie wymienione wcześniej kontrolki, po czym komputery natychmiast się ze sobą skomunikowały. Można było zamapować dyski, przesyłać pliki, choć transmisja odbywała się między nimi znacznie wolniej niż przez sieć Fast Ethernet. W obrębie jednej logicznej sieci można podłączyć w sumie do 16 takich urządzeń.

Co do wydajności – wiadomo, że technologia PLC została zaprojektowana do szerokopasmowego udostępniania Internetu, wtedy przepustowość rzędu kilku Mb/s jest zupełnie wystarczająca. Jednak to znacznie mniej niż tradycyjny Ethernet czy najtańsza sieć bezprzewodowa, nie mówiąc już o Fast Ethernecie. Podczas testu kopiowanie plików odbywało się z szybkością nie większą niż 4 Mb/s (0,5 MB/s), niezależnie od tego czy szyfrowanie było włączone, czy nie.

Diagnostyka

Gdyby podczas uruchamiania urządzeń wystąpiły problemy, producent przewidział pewne funkcje diagnostyczne. Służy do tego przycisk DIAGS – jego wciśnięcie na 5-6 sekund pozwala ocenić stan urządzenia. Jeśli kontrolka TEST mrugnie tylko raz, urządzenie działa poprawnie, a jeśli dwa razy – oznacza to usterkę.

Przycisk DIAGS można także przytrzymać nieco dłużej, ok. 8-10 sekund. W tym przypadku PowerLAN 16 wysyła zapytanie do pozostałych urządzeń w sieci, zlicza je i zapala kontrolkę TEST tyle razy, ile odnalazł urządzeń. Jednocześnie na wszystkich pozostałych urządzeniach zostają na 3 minuty włączone kontrolki TEST. Jeśli więc PowerLAN 16 nie zliczy wszystkich pozostałych jednostek, wystarczy przejść się po mieszkaniu i sprawdzić, na którym urządzeniu nie świeci się kontrolka – oznacza to złe podłączenie do sieci elektrycznej.

Taka diagnostyka może wydawać się trochę skomplikowana, ale jej działanie pozwala za pomocą jednego przycisku sprawdzić stan połączeń między wieloma urządzeniami – to naprawdę świetne rozwiązanie.

Szyfrowanie

Bezpieczeństwo domyślnej konfiguracji jest niezbyt wysokie, bo z komputerami przesyłającymi dane przez instalację elektryczną mogą połączyć się także inne komputery, mające dostęp do tej instalacji. To tak samo, jak w sieci bezprzewodowej, gdzie każdy może przeprowadzić nasłuch.

Opisywane urządzenia Powertec wyposażono więc w funkcję szyfrowania, którą uaktywnia się również za pomocą jednego przycisku SECURE. Na jednym z urządzeń wciskamy ten przycisk na około 5 sekund, po czym zaczyna szybko mrugać kontrolka SECURE. Następnie mamy 5 minut, by czynność powtórzyć na pozostałych urządzeniach, przy czym ich kontrolki od razu zapalają się na stałe.

Jeśli zakończymy zabezpieczanie wszystkich jednostek, na pierwszej ponownie wciskamy przycisk SECURE na 5 sekund – również ta kontrolka zaczyna stale świecić. W tym momencie przesyłane dane są już szyfrowane algorytmem DES, przy pomocy 56-bitowego klucza. Konfiguracja urządzeń jest zapamiętana nawet po wyłączeniu i ponownym włączeniu ich do zasilania. Dezaktywacja szyfrowania również jest prosta – po prostu na każdym z urządzeń wciskamy przycisk SECURE na ok. 12 sekund.

Zasięg sieci

Tu napotykamy kolejny problem – PCL pozwala na zestawianie połączeń między komputerami w obrębie jednej instalacji elektrycznej, ale pod warunkiem, że wszystkie jednostki PLC są podłączone do tej samej fazy zasilania. Próbowaliśmy połączyć komputery znajdujące się w dwóch mieszkaniach – nie udało się tego zrealizować, przyczyną może być podłączenie do różnych faz lub tłumienie wysokich częstotliwości przez liczniki energii i całą instalację elektryczną. W takich przypadkach konieczne jest instalowanie specjalnych modułów, by dane mogły „obejść” licznik – zwiększa to jednak koszty całego rozwiązania.

Natomiast w obrębie jednego mieszkania nie mieliśmy żadnego problemu z komunikacją przez listwy zasilające z filtrami – albo urządzenia PowerLAN 16 są tak czułe, że radzą sobie z mocno stłumionym sygnałem, albo filtry tak kiepskie 🙂

Urządzenie Powertec pozwalają na bardzo szybkie połączenie komputerów, skonfigurowanie zabezpieczeń czy błyskawiczną diagnostykę sieci. Jednak podczas krótkiego testu natrafiliśmy na kilka problemów nieodłącznie związanych z samą technologią PLC. Niestety, na razie nie można w prosty sposób podnieść przepustowości połączenia między komputerami czy zwiększyć zasięgu. By spopularyzować PLC w takich zastosowaniach, należałoby obniżyć ich ceny do 15-20 procent obecnego poziomu – dopiero wtedy mogłyby konkurować np. z sieciami bezprzewodowymi 802.11b, choć nadal przy słabszych parametrach.

Zupełnie inaczej byłoby, gdybyśmy zastosowali PLC do dostarczania „Internetu z gniazdka”. Wtedy technologia ta jest jak najbardziej przydatna, bo szybkość przesyłania danych jest wystarczająca, ale też i zasięg nie stanowi już problemu. Jednak rozwiązanie na pewno nie wyprze z rynku dotychczasowych metod dostępu do Internetu.

ZaletyWady
    • niezmiernie prosta instalacja i konfiguracja
    • możliwość szyfrowania danych
    • praca baz konieczności instalacji jakiegokolwiek oprogramowania
    • przemyślana konstrukcja
    • mała przepustowość jak dla sieci LAN
    • niekiedy konieczność instalacji dodatkowych urządzeń
    • wysoka cena

Do testów dostarczył:
ROMA