Miasto przyszłości - internet z gniazdka elektrycznego

Internet z gniazdka to technologia, która zapewnia transfer danych w sposób, który zaskakuje - poprzez sieć elektryczną używaną w domu lub mieszkaniu. W efekcie internet z gniazdka elektrycznego staje się ciekawą alternatywą wobec rozwiązań standardowych wykorzystujących sieciowe okablowanie czy Wi-Fi.

Szybki rozwój sieci WiFi, która oferuje dzisiaj naprawdę bardzo dobre transfery sprawia, że technologia "powerline" pozwalająca transmitować sygnał sieciowy za pomocą infrastruktury przewodów elektrycznych w naszych domach nigdy nie zdobyła dużego zainteresowania. Do tego stopnia, że wiele osób choć ma problem z WiFi w swoich dwupoziomowych mieszkaniach, to uważa, że jedynym rozwiązaniem jest wiercenie i puszczanie kabla od routera do pomieszczeń piętro wyżej. A można inaczej. Bez wiercenia, kabli i dużych kosztów. Wystarczy do przesyłania internetu wykorzystać kable elektryczne, dzięki którym prowadzimy prąd do gniazdek elektrycznych.

Power Line Communications (PLC), czyli - używając popularnego określenia - internet z gniazdka elektrycznego, to rozwiązanie znane w branży telekomunikacyjnej od lat. Dotychczas ograniczenia technologiczne uniemożliwiały jego szerokie zastosowanie. Obecnie, dzięki udoskonaleniom technologii, PLC staje się coraz popularniejsze wśród firm małej i średniej wielkości oraz w domach prywatnych.

Powerline, czyli "sieć elektryczna"

Głównym założeniem technologii Powerline jest transfer danych z wykorzystaniem sieci elektrycznej. Z tego powodu użyty został angielski termin "power line" oznaczający sieć elektryczną.

Termin Powerline Communication, czyli przesył danych po liniach elektrycznych, jest szerokim pojęciem, w którym mieszczą się: PLC wąskopasmowa (NPL - Narrow Powerline Communication) i szerokopasmowa (Broadband Power Line).

Wąskopasmowa PLC odniosła sukces dzięki wykorzystaniu w systemach telemetrii i inteligentnych sieciach. Jej główne zastosowania to zdalny odczyt liczników, sterowanie ruchem ulicznym, oświetleniem itp.

Natomiast szerokopasmowa PL, wykorzystywana jako rozwiązanie "ostatniej mili" w zakresie dostępu do internetu i w lokalnych sieciach domowych, nie odniosła sukcesu ze względu na niedoskonałości technologii i relatywnie wysoką cenę w początkowych fazach rozwoju. Pierwsze generacje urządzeń BPL oferowały niskie realne transfery oraz działały na niewielką odległość. Duży problem dla użytkowników stanowił fakt, iż działały tylko na jednej fazie i ich sygnał nie przechodził przez liczniki energii elektrycznej.

Przełomem w rozwoju Broadband Powerline Communication było ratyfikowanie w 2010 r. przez organizację IEEE standardu 1901. W najnowszych generacjach urządzeń BPL opartych na tym standardzie problemy z wolnym tempem przesyłu danych, niewielkim zasięgiem oraz ograniczeniami związanymi z fazami elektrycznymi zostały wyeliminowane. Nowoczesne urządzenia wykorzystujące BPL, zwane potocznie "powerline", oferują prędkość fizyczną do 500 Mbit/s i zasięg aż do 500 metrów, działają też niezawodnie bez względu na stosowane fazy energii elektrycznej .

Sygnał cyfrowy - a więc dane, które na przykład router FRITZ!Box wysyła za pomocą kabla LAN do adaptera Powerline - są przekształcane przez adapter na sygnał analogowy. Sygnał ten ma wysoką częstotliwość i jest przekazywany do sieci elektrycznej, docierając do wszystkich gniazdek elektrycznych w domu. Adapter po stronie odbiornika filtruje sygnał analogowy i przekształca go w dane cyfrowe, które docierają do podłączonego komputera, tableta, smartfona, drukarki i innych urządzeń jako pakiety IP. Transferowane dane mogą zawierać muzykę, zdjęcia, filmy lub strony internetowe.

Co dokładnie dzieje się w sieci elektrycznej?

Nowoczesne obwody elektryczne mają trzy przewody - L: przewód fazowy, N: przewód neutralny i PE: przewód ochronny. W starszych obwodach są tylko dwa przewody. W celu wykorzystania produktów Powerline w szybkiej sieci Gigabit Powerline niezbędny jest obwód z trzema przewodami oraz gniazdka elektryczne ze zestykiem ochronnym. Jeśli po obu stronach wykorzystywane są równocześnie dwa nadajniki i odbiorniki, obie pary przewodów mogą zapewniać maksymalną prędkość przesyłania danych - ten rodzaj transferu jest określany jako 2×2 MIMO.

Ten szybki wariant umożliwia transmisję danych szybszą o 60 do 80 procent niż transfer z wykorzystaniem dwóch przewodów. Wykorzystanie tej techniki umożliwia znaczne zwiększenie "rate over range", czyli prędkości przesyłania danych zależnej od długości przewodu elektrycznego. Również do gniazdek w granicach zasięgu sygnału dociera mocniejszy i trwalszy strumień danych, co umożliwia wykorzystanie aplikacji wymagających przetwarzania dużej ilości danych, takich jak HD Stream czy Online Gaming.

Z siecią Powerline można połączyć maksymalnie 16 urządzeń. Przy podłączaniu nie przeszkadzają wyłączniki ochronne i szafki
z bezpiecznikami. Poza tym zaszyfrowanie sieci zabezpiecza ją przed próbami dostępu osób nieuprawnionych.

Ponieważ oddziaływanie sieci Powerline na sieć elektryczną mieści się w granicach norm emisji zakłóceń o wysokiej częstotliwości dla urządzeń elektrycznych, zastosowanie FRITZ!Powerline wiąże się z tak samo niewielkimi zakłóceniami jak zastosowanie lodówki, wiertarki lub podobnych urządzeń.

Standard gwarantuje kompatybilność

Aby można było połączyć produkty Powerline różnych producentów, wprowadzono jeden standard. "HomePlug" gwarantuje, że urządzenia różnych producentów i generacji mogą być stosowane razem. O określoną osiągalną prędkość przesyłania danych i bezpieczne szyfrowanie danych dbają odpowiednie protokoły. Aktualny standard HomePlugAV2 powinien umożliwiać prędkości transferu do 1,2 Gbit/s.

Czy internet z gniazdka ma sens?

Brzmi oczywiście nieco eksperymentalnie. Być może jednak warto tę technologię przetestować? Z pewnością sprawdzi się np. w sytuacji, gdy trudno o sprawne i dobrze skonfigurowane Wi-Fi, a samo rozciągnięcie okablowania - np. przez kilka pięter - to spory problem logistyczny. Technologia zapewniająca internet z gniazdka elektrycznego bez dodatkowego okablowania zapewnia - co potwierdzają testy - satysfakcjonującą prędkość internetu niezależnie od tego, jak daleko oddalone jest miejsce docelowe od nadajnika. W efekcie umożliwia stworzenie sieci domowej, choć zdecydowanie priorytetowo warto traktować jednak standardowe metody rozciągnięcia internetu w nieruchomości.

Kiedy internet w gniazdku może się przydać?

Internet z gniazda elektrycznego to warte uwagi rozwiązanie zwłaszcza dla tych użytkowników, którzy nie są zadowoleni z zasięgu domowej sieci Wi-Fi. Problem ten dotyczy np. osób mieszkających w dużych domach z wieloma pomieszczeniami lub w wielopiętrowych blokach. Kłopoty z siecią Wi-Fi mogą być również spowodowane zakłóceniami generowanymi przez znajdujące się w pobliżu urządzenia, np. routery sąsiadów. W takich sytuacjach technologia PLC będzie dobrą alternatywą dla połączenia bezprzewodowego.

Przewaga internetu po kablu nad Wi-Fi wiąże się również z bezpieczeństwem. Uzyskanie nieautoryzowanego dostępu do sieci przez osoby postronne jest w tym przypadku utrudnione, ponieważ nowoczesne adaptery wykorzystują 128-bitowe szyfrowanie danych AES.

Internet w gniazdku to także rozwiązanie pozwalające uniknąć niedogodności związanych z rozbudową sieci kablowej. Zapewnienie szybkiego i stabilnego łącza w całym domu wymaga ciągnięcia przewodów, co zwykle wiąże się z koniecznością wiercenia ścian czy stropów. Decydując się na skorzystanie z technologii PLC, można uniknąć ponoszenia kosztów takiej instalacji. Rozwiązanie to warto polecić także osobom wynajmującym mieszkanie, które nie otrzymały zgody właściciela lub spółdzielni na wykonanie prac budowanych w celu założenia przewodów.

Technologia PLC jest wykorzystywana nie tylko przez osoby prywatne, lecz także przez firmy. Znajduje wiele zastosowań biznesowych. Służy m.in. do zdalnego odczytywania w czasie rzeczywistym poziomu zużycia energii elektrycznej przez użytkowników, automatyzacji procesów przemysłowych czy do wdrażania systemów bezpieczeństwa.