2d8893a165a9e71aa8a40d057ce5144a 一般使用者家中的網路,除了能夠使用實體網路線和無線網路進行佈建之外,別忘了還有電力線這選項。電力線網路相較於如今普遍的 GbE 級 802.3ab 有線網路、802.11ac 無線網路規格,實際傳輸速度並不高,可是在部分應用環境下依舊不失為一種選擇。

想玩電力線網路

筆者在電腦王編輯群裡負責網路相關產品,但卻甚少接觸電力線(Power-line communication,PLC)相關產品,農曆過年前突然將腦袋中的保險絲接上,想動手玩玩電力線相關產品,看看是否如網路上所謠言的一般,實際傳輸速度並無法應付當今高畫質影音串流應用。

為了驗證電力線網路實際運作情形,筆者在農曆過年時利用親戚家是透天厝的特性,實地驗證一番,畢竟筆者家中坪數並不大,無線網路就足以涵蓋整間房子,並無法突現出使用電力線網路的必要性。當然在實際使用之前,我們還是要先來了解電力線網路的相關規格。

HomePlug 佔據電力線市場

如同無線通訊標準一般,使用家中既有電力佈線傳輸資訊也不只一種標準,市場上主要由 HomePlug、G.hn 相互競爭。就筆者購賣產品之前所做的調查看來,台灣幾乎清一色販售 HomePlug 標準產品,因此消費者也就不用擔心產品選擇相容性問題。

HomePlug 從古至今可分為 1.0、AV、AV2 共 3 種版本,其中 1.0 版本因為傳輸速度過於緩慢,早已隨著市場洪流淘汰,目前則由 HomePlug AV 看守中低階市場、高階市場則由實體連線速率可達 GbE 等級的 HomePlug AV2 所把持。


▲由 HomePlug Powerline Alliance 推廣的 HomePlug AV 系列產品,幾乎已成為電力線網路在家庭實作的代名詞。

HomePlug AV 最高連線速度能夠達到 200Mbps,使用 2~30MHz 的頻率在電線裡面傳輸,並將此段頻率分成 1155 組子載波使用 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,正交分頻多工)方式傳輸資料。部分晶片製造商如 Qualcomm Atheros,把使用頻率提升至 68MHz,推出名為 HomePlug AV500 產品,連線速率最高提升至 500Mbps。由於標準 HomePlug AV 和 HomePlug AV500 產品價差不大,筆者會比較推薦採買後者。

HomePlug AV2 則是以 1Gbps∕1000Mbps 連線速率為目標,使用 30~86MHz 頻率在電線傳輸(向下相容 HomePlug AV),並使用更高階的調變方式(4096-QAM)和編碼速率(8/9),讓連線速率能夠突破 1000Mbps,若再加上 MIMO(Multi-Input Multi-Output,多輸入多輸出)技術,市面上已經出現最高連線速率可達 1800Mbps 的產品販售中。


▲支援 HomePlug AV2 MIMO 的產品,額外使用接地線傳輸訊號。

HomePlug 產品除了使用市電的火線與中性線(水線)傳輸訊號之外,支援 MIMO 技術的產品額外使用接地線作為傳輸媒介,在道路更寬的狀況下提升傳輸速率,但是由於老舊建物並沒有接地線設計,因此並無法發揮 HomePlug AV2 MIMO 產品的最高效能。目前僅使用火線和水線傳輸訊號的 HomePlug AV2 產品,最高連線速來到 1000Mbps,使用者可依據家中電源插座形式挑選。

各種降低連線速率的殺手

建築物預先埋設的電線原本就不是為了傳遞資料訊號而設計,因此實際使用電力線網路產品確實有著不小的風險,最常見的干擾源就是電源迴路安裝的各種電器,除了會將電力線網路訊號吃掉以外,也會反饋或多或少的雜訊給電源迴路。電力線網路產品也不適合放在會過濾訊號的電器後方,譬如具備保險絲和突波吸收器的延長線、不斷電系統等。

電源迴路阻抗變化的地方,如插座、配電盤、保險絲等,也會造成電力線訊號反射,導致到達另一端的能量變小,無法判讀的時候就會採用比較低階的調變技術和編碼速率。另外一點大家所關心的就是跨電源相位傳輸,如同先前所述,電源線本來就只要傳輸電力、且電費計算正常就可以了,很難預測施工當時電源迴路接續做法,因此部分建築物能夠跨電表傳輸,部分甚至讓訊號跨過無熔絲斷路器都有問題,因此唯有實際購買安裝之後才能夠確定是否能夠運作。

註:台灣普通家庭住宅電源規格為單相 3 線交流電,分別為相位相反的 2 條火線與中性線,連結 2 條火線即可獲得 220V 電壓,連結 1 條火線與中性線即為 110V 電壓。


▲電力線網路產品體積與無線橋接器接近,部分產品還會額外內建電源插座。

最後則為電力線網路的通道存取方式,與 Wi-Fi 無線網路相同採用 CDMA/CA,當電力線網路節點想要傳輸時,會先偵測通道上是否被占用,因此當越多電力線網路產品存在於同 1 組電源迴路,彼此共享頻寬,就像越多人使用同 1 組 Wi-Fi 無線網路訊號一樣,沒有辦法如同有線網路每條線材頻寬獨立。

 

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