Introduction of data transfer technology homeplug AV(AV2) on power line 220 v 50 hz in buildings

Abstract

The article considers the advantages of introduction of the data transfer technology HomePlug AV(AV2) on the power line. A number of tests were done to determine the factors of data transfer quality. The author makes a list of requirements to introducing of the technology HomePlug AV(AV2).

Full Text

Интерес к передаче данных по силовым электрическим сетям не перестает угасать. Востребованными являются линии электропередач (ЛЭП), электрические сети 220 В 50 Гц. Это обусловлено тем, что возросло качество передачи информации за счет новых способов цифровой обработки сигналов, а также снизилась стоимость оборудования для передачи данных по энергосетям [1].

В настоящий момент строятся здания, в которых электрическая сеть 220 В 50 Гц предназначена исключительно для того, чтобы передавать электроэнергию потребителям. Чтобы здание имело доступ в информационную сеть Интернет, провайдерам требуется ставить не только оборудование, но и прокладывать отдельно линию связи для каждой квартиры [2].

В некоторых городах России применяется технология передачи данных по электрической сети 220 В 50 Гц, которая позволяет без дополнительного монтажа и прокладки линии предоставлять клиентам услуги связи. Так как в роли линии связи выступает электрическая проводка 220 В 50 Гц, было решено провести ряд экспериментов для выявления факторов, влияющих на качество передачи данных [2].

При проведении экспериментов использовались адаптеры PL-X32M стандарта HomePlug AV производителя ASUS. Для измерения скорости соединения между адаптерами использовалось программное обеспечение Power Packet 5.0, для измерения скорости интернет-соединения и задержки использовался интернет-сервис www.speedtest.ru.

Первый эксперимент проводился в жилом доме, срок эксплуатации которого около 5 лет. Скорость интернет-соединения, предоставляемая провайдером, составляет 40 Мбит/сек. При этом в ходе эксперимента было выявлено, что в жилом доме используется электрическая проводка, выполненная из меди [2; 3]. В таблице 1 приведены результаты первого эксперимента.

Таблица 1

Результаты первого эксперимента

Номер измерения	Прием, Мбит/с	Передача, Мбит/с	Задержка, мс	Скорость соединения, Мбит/с
1	42,42	41,11	4	165
2	47,73	40,43	1	196
3	43,09	39,56	6	147
4	43,96	40,91	8	147
5	42,54	38,18	6	125
6	40,68	40,49	6	162
7	41,93	40,32	5	153
8	40,65	39,61	7	178

Второй эксперимент проводился в жилом доме, срок эксплуатации которого составляет около 15 лет. Скорость интернет-соединения, предоставляемая провайдером, составляет 50 Мбит/сек. При этом в ходе эксперимента было выяснено, что в жилом доме используется электрическая проводка, выполненная из алюминия [2; 3]. В таблице 2 приведены результаты второго эксперимента.

По результатам экспериментов можно сделать вывод о том, что скорость передачи данных по электрической сети 220 В 50 Гц напрямую зависит от качества линии связи. В обоих экспериментах скорость интернет-соединения – 40 Мбит/с и 50 Мбит/с – была доступна в каждой точке измерения. Скорость соединения между адаптерами в первом и втором экспериментах снижалась примерно до 60%. Причиной этого может быть материал, из которого выполнена электрическая проводка 220 В 50 Гц, а также монтаж, который производился для прокладки электрической сети во время строительства здания [3].

Таблица 2

Результаты второго эксперимента

Номер измерения	Прием, Мбит/с	Передача, Мбит/с	Задержка, мс	Скорость соединения, Мбит/с
1	50,42	51,21	5	175
2	49,73	50,33	4	163
3	51,09	49,26	6	135
4	50,36	50,21	5	147
5	49,64	48,38	4	110
6	49,18	50,69	7	126
7	50,33	49,42	4	161
8	51,38	51,19	5	138
9	49,23	51,22	5	133
10	49,15	50,11	7	144

Срок службы электрической проводки из алюминия составляет 15–20 лет, у меди – 20–25 лет. Как было сказано ранее, во втором эксперименте использовалась электрическая проводка, выполненная из алюминия. Со временем у алюминия ухудшаются параметры. Это обусловлено тем, что алюминий плохо устойчив к сгибам, что приводит к деформации и ухудшению сигнала, причем мощность передаваемой электрической энергии тоже снижается. Далее, при ремонте электрической проводки в качестве соединения используют скрутку, которая образует высокое сопротивление из-за недостаточного контакта. В результате при большом количестве подключений потребителей верхние слои проводника обгорают, что приводит к ухудшению контакта и качества передачи [3; 4].

Из экспериментов видно, что в доме, где использовалась медная электрическая проводка, скорость соединения выше, чем у дома, где использовалась алюминиевая электрическая проводка. Медь имеет большую электропроводность, чем алюминий, при этом является более устойчивой к сгибам и различного рода деформациям. Следующим фактором является надежность. При эксплуатации около 5 лет вероятность проведения ремонтных работ электрической проводки, выполненной из меди, крайне мала. Из этого следует, что могут отсутствовать скрутки, которые не обеспечивают достаточного контакта [3; 4].

Для достижения лучших результатов передачи данных по электрической сети 220 В 50 Гц, необходимо начать с линии связи. К примеру, для стандарта семейства Fast Ethernet и выше, было уделено особое внимание кабельной линии связи – витой паре.

Меры, которые необходимо обеспечить перед внедрением технологии передачи данных HomePlug AV(AV2) по электрической сети 220 В 50 Гц:

• разработать линию связи, которая будет предназначена не только для передачи информации с высоким качеством, но и электрической энергии;
• разработать специальные методы монтажа, которые позволят сохранить параметры передачи линии связи на всем участке цепи.

В результате обеспечения мер, влияющих на качество передачи линии связи (электрической проводки 220 В 50 Гц), будут получены следующие преимущества [4]:

1. построенное здание будет иметь информационную сеть и доступ в сеть Интернет;
2. отсутствие необходимости прокладывать дополнительные линии, кабельные канализации;
3. отсутствие необходимости дополнительного монтажа и внесения изменений в интерьер здания;
4. надежность, так как срок службы составляет 20–25 лет;
5. возможность комбинирования с технологией Wi-Fi позволит подключать мобильные устройства;
6. скорость передачи данных для стандарта HomePlug AV – 200 Мбит/с, для HomePlug AV2 – 500 Мбит/с.