电力线网络如何工作

作者:Jeff Tyson

电力线网络是连接家中电脑的几种方法之一。它利用您家中的电线来创建网络。

HomePNA类似,电力线网络基于“无需新布线”的概念。这种情况下,其便利性更为明显,因为虽然不是每个房间都有电话插孔,但电脑附近总会有电源插座。在电力线网络中,您可以通过同一个插座将电脑相互连接。

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由于它不需要新的布线,并且网络不会增加您的电费,因此电力线网络是连接不同房间电脑最经济的方法。

在本文中,我们将讨论电力线网络及其实现技术。我们还将探讨使用电力线网络的优点和缺点。

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电力线网络的优缺点

新的电力线网络产品基于 Intellon 的 PowerPacket 技术。
图片来源:Intellon

目前有两种竞争的电力线技术。原始技术由一家名为 Intelogis 的公司推出,名为 Passport。一种名为 PowerPacket 的新®技术,由Intellon开发,已被HomePlug 联盟选为电力线网络的标准。

电力线网络的优势如下:

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  • 价格便宜。(本文作者购买了一套完整的 Intelogis PassPort 套件,用于连接两台电脑,价格为 50 美元。)
  • 它使用现有的电线。
  • 典型房屋的每个房间都有多个电源插座。
  • 易于安装。
  • 打印机或任何其他不需要直接连接到电脑的设备,无需物理上靠近网络中的任何电脑。
  • 它不需要在电脑中安装网卡(尽管有一些公司正在开发基于 PCI 的系统)。

新的 PowerPacket 技术还提供了其他一些优势。它速度很快,额定速度为每秒 14 兆比特 (Mbps)。这种速度使得音频和视频流等新应用可以在整个房屋中可用。

使用旧的 Intelogis 技术通过电力线连接存在一些缺点:

  • 连接速度相当慢——50 Kbps 到 350 Kbps。
  • 性能可能会受到家庭用电量的影响。
  • 它可能会限制您打印机的功能。
  • 它只适用于基于 Windows 的电脑。
  • 它使用大型壁挂设备来接入电源插座。
  • 它只能使用 110 伏标准线路。
  • 它要求所有数据都经过加密,以确保网络安全。
  • 老旧的布线可能会影响性能。

根据 Intellon 的说法,PowerPacket 技术消除了许多这些担忧,并列举了以下优势:

  • 速度非常快,额定为 14 Mbps。
  • 它“避免”了电力线中的中断,从而保持了网络的连接和速度。
  • 它不限制您打印机的功能。
  • 它可以与其他操作系统兼容(取决于驱动程序的可用性)。
  • 它可能在设备内部嵌入了必要的电路,只需一根标准电源线即可接入插座。
  • 它独立于线路电压和电流频率工作。
  • 它包含加密功能。
  • 在测试中,它没有表现出因旧布线而导致的信号衰减。

现在让我们了解一下这些技术的工作原理。

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方法

此网卡插入电脑的 PCI 插槽并连接到墙壁插座,以创建电力线网络。
图片来源:Intellon

Intellon 和 Intelogis 使用不同的方法来建立电力线网络。

Intellon

Intellon 的 PowerPacket 技术是 HomePlug 电力线联盟标准的基础,它使用增强型正交频分复用 (OFDM) 与前向纠错技术,类似于DSL 调制解调器中使用的技术。OFDM 是电话线网络中使用的频分复用 (FDM) 的一种变体。FDM 将电脑数据放在与电话线承载的语音信号不同的频率上,通过将典型电话线上的额外信号空间分成统一的带宽块,从而将其分离成不同的数据通道。

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在 OFDM 的情况下,电力子系统上可用的频率范围(4.3 MHz 到 20.9 MHz)被分成 84 个独立的载波。OFDM 同时沿着多个载波频率发送数据包,从而提高速度和可靠性。如果噪音或用电量激增干扰了其中一个频率,PowerPacket 芯片会感知到并将其数据切换到另一个载波。这种速率自适应设计允许 PowerPacket 在整个电力线网络中保持以太网级别的连接而不丢失任何数据。

最新一代 PowerPacket 技术的额定速度为 14 Mbps,比现有的电话线和无线解决方案更快。然而,随着宽带接入和基于互联网的内容(如流媒体音频和视频以及IP 语音)变得越来越普遍,对速度的要求将继续增加。按照这些思路,Intellon 的 OFDM 电力线网络方法具有高度可扩展性,最终可使该技术超越 100 Mbps。

Intelogis

Intelogis 使用的旧电力线技术依靠频移键控 (FSK) 来通过家中的电线发送数据。FSK 使用两个频率,一个用于 1,另一个用于 0,以在网络上的电脑之间发送数字信息。(参见比特和字节如何工作了解更多关于数字数据的信息。)使用的频率在一个狭窄的频带中,刚好高于大多数线路噪声发生的水平。尽管这种方法可行,但它有些脆弱。任何干扰任一频率的因素都可能中断数据流,导致发送电脑必须重新发送数据。这会影响网络的性能。例如,本文作者注意到,当他在家中使用更多电力时,例如运行洗衣机和烘干机时,网络速度会变慢。Intelogis 在其网络套件中包含线路调节电源板,并鼓励您将其插入墙壁插座和电脑设备之间,以帮助减少电线噪声。

由于当前的电力线网络产品设计用于 110 伏电气系统,因此该技术对北美以外使用不同标准的国家来说用处不大。

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成本与安装

要安装 Intelogis PassPort 电力线网络,您需要将一个像这样的壁挂设备插入插座。

Intelogis 提供一个套件,可连接两台电脑和一台打印机,售价 59 美元。额外的适配器大约 40 美元。有针对电脑或打印机的特定版本,因此请确保您购买正确的版本。由于网络不影响电量使用或消耗,因此不会产生额外的月度费用。

PowerPacket 技术的成本预计与 HomePNA 解决方案相当,并且显著低于 802.11 无线解决方案。

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每台电脑与 Intelogis 电力线网络之间的物理连接使用电脑的并行端口。一个壁挂设备直接插入电源插座(如果插入电涌保护器,则无法正常工作)。

并行电缆插入壁挂设备和电脑的并行端口。电力线网络必须是连接到并行端口的最后一个设备。因此,如果您有其他连接到并行端口的设备,例如扫描仪Zip 驱动器,它必须具有并行端口的直通功能。除非您的电脑有第二个并行端口,否则您的打印机必须通过其自己的壁挂设备连接到网络。需要记住的是,当前的电力线网络不支持双向打印。“双向”意味着数据双向传输,允许您的打印机将信息(例如剩余墨水量和是否有卡纸)发送回电脑。这不会阻止您的打印机工作,但值得注意的是,您将失去使用此类功能。

最初的 PowerPacket 设备通过 USB 或以太网线缆从电脑连接到小型壁挂适配器。随后的设备将内置电路,这意味着唯一需要的连接将是电源线。

一旦物理连接建立,软件安装就变得轻而易举。该软件会自动检测网络上的所有节点(电脑和打印机)。无论您的互联网连接是通过有线调制解调器DSL 还是普通调制解调器,随附的代理服务器软件都允许您与家中其他电脑共享互联网。您只需插入新的适配器并安装软件即可轻松添加电脑。可以使用打印机插件适配器添加额外的打印机。文件和打印机共享通过 Windows 完成。

家庭网络有两种常见的类型:点对点和客户端/服务器。客户端/服务器网络有一个集中的管理系统,向所有其他设备提供信息。点对点意味着网络上的每个设备都可以直接与另一个设备通信,而无需先咨询中央系统。Intelogis Passport 技术使用客户端/服务器网络。您安装软件的第一台电脑成为应用程序服务器。本质上,它是网络的指挥者,控制数据流并告诉网络上的每个设备在哪里可以找到其他设备。Intellon 的 PowerPacket 技术使用点对点网络。

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未来

Intellon 的 PowerPacket 技术与无线和 HomePNA 解决方案兼容,使电力线成为多技术家庭网络的理想主干选项。在这种情况下,消费者将无需放弃其现有的网络解决方案以适应新标准。

所有网络选项的一个共同点是都需要电源。虽然无线解决方案确实可以避免布线,但其接入点最终仍会插入电源。例如,那根电源线可以将无线网络连接到家庭的整体电力线网络中。

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还有另外两种网络技术需要讨论:电话线网络和无线网络。点击下方标题即可查看相关文章了解更多信息。

有关电力线网络的更多信息,请查看下一页的链接。

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常见问题

网络中的电力线是什么?
电力线是一种数据网络,它利用建筑物中的电线来传输数据信号。电力线网络通常用于家庭和小型企业,在那里它们可以提供一种方便简单的方式来设置网络,而无需铺设新的电缆。

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