Интернет по электрической сети 220V: обзор технологии

Привет! Сегодняшняя статья станет для кого-то жизненным откровением, кто-то просто вылупит глаза в экран, а кто-то с улыбкой в умудренных опытом глазах вздохнет. Да! Мы поговорим про интернет через розетку. Да не просто какую-то особую розетку, а про самую обычную электрическую 220В. Интересно? Тогда эта обзорная статья специально для вас!

Есть вопросы? Есть чем поделиться и что рассказать? Напишите все это в комментарии для других читателей!

Диаметр или площадь сечения

Есть один важный момент, про который не все в курсе. В описании кабеля «витая пара» (он же UTP, FTP или F/UTP) и на его упаковке обычно написано 4х2х0.51 (иногда 4х2х0.52). Это значит, что в кабеле 4 перевитых пары, в паре 2 жилы, диаметр каждой жилы 0.51мм. Диаметр, не сечение!

Сечение и диаметр витой пары

На силовых кабелях (ВВГ или NYM или КГВВ или МКШ) всегда написано сечение, измеряемое в квадратных миллиметрах, например, 3х1.5, 5х4 или 2х0.75. И у нас в голове уже засели типичные максимальные токи, которые могут идти по таким кабелям, например, по кабелю сечением 1.5 — 10 ампер, 2.5 — 16 ампер. И кажется, что раз у витой пары сечение 0.51мм2, то уж пару ампер-то она выдержит.

Но нет! Исторически сложилось так, что у витой пары обозначается не площадь сечения, а диаметр, из-за этого, конечно, возникает дикая путаница.

Нам многих сайтах написано с ошибкой, что у витой пары значение 0.5-0.6 относится именно к сечению, а не к диаметру.

Про технологию

PLC – Power Line Communication – связь через ЛЭП.

Почему-то для многих это будет настоящим открытием. Так это было в свое время и у меня. Оказывается, что интернет в квартире можно передавать через обычную розетку. И для этого существует много современных устройств. Но почему-то большая часть людей пропускает мимо эту технологию. Основные причины мы разберем ниже. Но так ли нова эта магия?

На самом деле нет. Если найти в истории аналогию, то можно вспомнить телеграфные линии, некоторые из которых накладывали в линии ЛЭП. Времена идут, но никто и сейчас не запрещает использовать такой метод передачи данных на дому. Ведь, по сути, любая электрическая проводка – это тот же кабель, с которым можно немного помудрить.

Передача не ограничена только домашней электропроводкой. В теории можно зацепить в сеть все что угодно – хоть троллейбусные или электровозные линии. Но на практике такого пока лично встречать не приходилось.

Стандарт развивается, в самой технологии есть 2 направления:

  1. NPL (norrowband power line, узкополосная передача) – скорость до 1 Мбит/с.
  2. BPL (broadband power line, широкополосная передача) – скорость до 600 Мбит/с. Именно эта скорость сейчас и используется в домашних системах.

Последнее направление имеет 2 стандарта – HomePlug AV и обновленный HomePlug AV 2.0.

Последний стандарт и поддерживает большинство современных девайсов. Возможно, прямо сейчас на момент чтения вышло уже что-то иное, но пока и так все работает нелпохо.

Что такое AWG

Раз уж зашёл про это разговор, то на витой паре можно встретить буквы AWG. Это американский стандарт, описывающий диаметр кабеля. Причём, чем больше цифра написана после букв AWG, тем кабель тоньше. Вот простая табличка:

Сечение и диаметр витой пары

В этой же табличке можно видеть соотношение между диаметром жилы кабеля и площадью её сечения. При желании те же цифры можно получить по формуле S = pi * R ^ 2 (сечение = 3,14 * радиус в квадрате). Не забудьте, что радиус — это только половина диаметра.

Самый распространённый кабель — это AWG 24, диаметр каждой жилы витой пары 0.51мм, а площадь сечения всего 0.204 мм2.

Получается, что сечение жилы витой пары крайне мало, и ток, который можно передавать по ней, тоже крайне мал. В случае слаботочного питания надо искать не предельный ток, который можно передавать по витой паре, чтобы она не расплавилась, а падение напряжения в ней. То есть, нужно знать длину кабеля, ток нагрузки и удельное сопротивление, далее по закону Ома считать падение напряжения в кабеле, чтобы получить напряжение, которое придёт на питаемое устройство, пройдя по кабелю. Я рассматривал эти расчёты, когда писал про питание светодиодных лент.

Какой кабель витая пара лучше?

Ответить на этот вопрос и просто и сложно одновременно. С одной стороны, можно однозначно сказать, что экранированный кабель лучше неэкранированного. С другой – вместе с ростом надежности и защищенности растет и цена за 1 м, при этом переплачивать за надежность стоит далеко не всегда.

Резюмируя, можно сказать, что для домашнего использования витой пары Cat.5e более чем достаточно. При профессиональном же монтаже следует руководствоваться спецификациями категории и общими условиями на объекте, где производится монтаж.

Кабели для шины

Если у нас по помещениям раскинута шина CAN или RS485 или KNX, а на шине висят устройства, которые от неё питаются, то надо внимательно отнестись к выбору кабеля для шины. Если мы подключаем десяток датчиков Wirenboard на одну шину длиной до 60-70 метров, то проблем не будет, так как ток потребления небольшой и длина линии небольшая. Если мы переносим шину в какой-то промежуточный щит, в котором стоят модули, то в этом щите лучше поставить отдельный блок питания для надёжности. Ну а в общем случае можно использовать не витую пару для передачи питания, а что-то потолще. Например, КПСВЭВ 2х2х0.75 имеет честную площадь сечения каждой жилы именно 0.75мм2, то есть, в 3.7 раза больше, чем витая пара. Соответственно, падение напряжения в 3.7 раза меньше. Но и кабель сильно толще. И запасных жил меньше.

Специальные интерфейсные кабели для RS485 обычно имеют также небольшое сечение, у них диаметр жилы обычно порядка 0.6-0.8мм. Они не предназначены для питания большого количества потребителей на шине.

Специальные кабели для шины KNX обычно имеют диаметр 0.8мм.

Сечение и диаметр витой пары

У устройств KNX, надо заметить, потребляемый ток крайне мал, это единицы микроампер. Некоторые устройства требуют отдельного питания 24 вольта, например, большие сенсорные панели, к ним питание можно проложить отдельным кабелем типа 2х0.75.

Применение

Адаптеров на текущий момент на рынке не так уж и мало, вот некоторые популярные модели и комплекты:

  • TL-WPA4220
  • TL-PA4010
  • TL-PA4010PKIT
  • ZyXEL PLA4201v2 EE
  • TL-PA8010 KIT
  • TL-WPA4220KIT

Класс этих устройств – PowerLine адаптеры.

Интернет по электрической сети 220V: обзор технологии

Основные причины применения таких устройств:

  1. Необходимость расширения беспроводной сети в другую комнату, где нет возможности провести кабель или же тухнет Wi-Fi через стену.
  2. Подключение компьютера при тех же условиях через кабель – эти адаптеры имеют у себя и Ethernet выход.

Вот примерная схема работа в одной картинке:

Интернет по электрической сети 220V: обзор технологии

Основная схема подключения:

  1. Головное устройство подключается по проводу к роутеру.
  2. Ведомое устройство получает сеть и интернет по электрическим проводам.
  3. Ведомое устройство раздает сеть другим устройствам через Ethernet порт или по Wi-Fi в случае его наличия.

Еще важно соблюдать указанные технические характеристики:

  1. С 50-60 Гц и 100-240 В обычно проблем не возникает, такие сети почти у всех ДОМА.
  2. Требуется в идеале прямое подключение к розетке. Некоторые бесперебойники не поддерживают Powerline технологию, а обычные сетевые фильтры могут гасить сигнал – повод подумать, если что-то не работает.
  3. Помехи могут создавать и подключенные бытовые устройства в эту же розетку – например, холодильник. Проверяйте на всех розетках!
  4. Заявлена работа на расстоянии до 300 метров. Но на практике лучше подобным не заниматься, учитываем помехи и затухания.
  5. В процессе работы адаптеры имеют свойство сильно греться. Т.е. я бы не рискнул их оставлять в невентилируемом месте. Но это уже мои личные додумки.

Не покупайте дешевую витую пару

Предупреждаю всех клиентов — не стоит покупать дешёвую витую пару! Совсем дешёвая — это меньше 10-12 рублей за метр. На совсем дешёвой написано CCA, это означает, что жилы сделаны не полностью сделанные из меди, а омеднённые. На медной написано CU (купрум!).

Далее смотрим на диаметр. 0.46 нежелателен, желателен 0.51. Вроде, разница небольшая, но сказывается на качестве кабеля.

Что такое некачественный кабель? Это такой, который вы подключаете в выключатель, а жила ломается. Причём, у самого выхода жилы из стены, то есть, этой жилы больше нет. Вот это самая неприятная ситуация. Рекомендуется брать кабели таких производителей как Lapp, Hyperline, Legrand, Cavel. Пусть кабель получится дорогой (рублей 50 за метр), но в ответственных стройках из-за некачественного кабеля могут возникнуть проблемы, стоимость решения которых будет гораздо выше стоимости кабеля.

Если есть возможность купить кабель в бухте не 305 метров (опять американский стандарт — 100 футов), а 500 или 1000 метров, то будет меньше обрезков.

Не надо для передачи сигналов брать кабель 6-й или даже 7-й категории (если только вам не нужна 10-гигабитная сеть), повышенная категория не означает автоматически более высокое качество. Кабель 6-й категории более жёсткий, чем 5-й, его менее удобно заводить в слаботочный шкаф. Если кабели компьютерной сети 6-й категории заводить в коммутатор в слаботочном шкафу без патч-панели, то их будет очень сложно так загнуть, чтобы они зашли в коммутатор и дали закрыться крышке шкафа.

18, всего, сегодня

Похожие посты:

  1. Подбор оборудования Wirenboard и проектирование системы Расскажу немного о том, как проектировать систему Умный Дом на…
  2. Монтаж кабеля для Умного Дома Как я уже писал, самым неразумным способом экономии в строительстве…
  3. Подключение мощных светодиодных лент В подключении светодиодных лент масса тонкостей. Вот просто огромное количество….
  4. Кабели для светодиодных лент Расскажу об одном важном моменте, а именно про то, как…
  5. Диммирование освещения с Умного Дома Коснёмся актуального вопроса диммирования светильников с системы Умный Дом, особенно…
  6. Сравнение систем Умного Дома: Larnitech, Wirenboard, Beckhoff, Z-Wave, EasyHomePLC По многочисленным просьбам напишу небольшое сравнение систем Умного Дома, с…
  7. Окупаемость проекта электрики и Умного Дома Для меня все преимущества предварительного выполнения проекта электрики, слаботочки и…

Схемы обжима сетевого кабеля для разъемов RG-45

В предыдущих наших статьях мы уже писали, как можно обжать сетевой кабель самостоятельно, поэтому сейчас уделим больше внимания на варианты распиновки. Существуют несколько наиболее популярных схем, ними пользуются большая часть интернет провайдеров. Вот их и обсудим сейчас.

Прямая распиновка, маркируется как 568В

Прямую раскладку используют для соединения свитча, роутера, хаба с вашим компьютером. Этот способ наиболее распространенный в нашей стране. На картинке ниже вы видите, как должны располагаться провода витой пары состоящей из 8 жил в коннекторе.

Если внимательно присмотреться к этой схеме, тогда вы поймете, почему её называют прямой. Все из-за того, что обжим выполним на двух разъемах RG 45 идентично.

Перекрестная распиновка (crossover), маркируется как 568A

Перекрестной схемой пользуются, когда хотят соединить компьютер — компьютер напрямую или свитч — свитч. Поэтому если вам необходимо объединить два устройства по сети, этот метод как раз вам подойдет. Пример, какая должна быть распиновка кабеля, при 8 жильной витой паре, приведен ниже на фото.

Вы видите, что на втором штекере, провода перевернуты, отсюда и название – перекрестная схема.

Прямой обжим с 4 жильной витой пары (двухпарный провод)

Двухпарный кабель также часто используется интернет провайдерами для прокладки внутри помещения. Две пары достаточно, чтобы прокачать 100 Мбит/с, а вот себестоимость такого интернет кабеля, значительно ниже. Порядок обжима этой витой пары, мы привели ниже на картинке.

Минусы такого кабеля, заключаются в невозможности подачи питания на устройство, так как всего 4 провода. Поэтому, если необходимо передать помимо информационного сигнала, еще и питание, тогда покупайте 8 жильный кабель. Смотрите также статью как можно убрать пароль на Windows 10, 8, 7.

Схема обжатия витой пары RG-45 с PoE, стандарт — IEEE 802.3af

Данная схема позволит помимо информационного сигнала, передать питающее напряжение на свитч, роутер или любое другое устройство. Благодаря этому не нужно будет покупать отдельный провод для подачи питания. В распиновки коннектора rj-45, синий и коричневый провод применяют для подачи электричества. Вы спросите, а где это нам пригодиться? Отвечаю: при установки видеонаблюдения, подачи электричества на коммутатор. Многие, из которых рассчитаны принимать питание из разъема rj-45. И так далее.

Помните! Подавать по сетевому кабелю 220 В нельзя категорически, он не рассчитан на такое высокое напряжение. Последствия могут быть непредсказуемы. Стандартный диаметр сетевого кабеля 0.51мм, это дает возможность пропускать напряжение до 1.5 А. Если вам необходимо больше пропустить, тогда соедините два проводка параллельно, тогда получите увеличение в 2 раза (3 А).

Перекрестной схемой обжимайте для скорости прокачки 1 Гбит/с

Для достижения соединения в 1 Гбит/с между устройствами, нужно задействовать 4 пары (8 проводов). Пример обжатия смотрите ниже.

Возможно вам это будет интересно, статья о том как включить блютуз на ноутбуке Windows 7, 10.

Схема обжатия консольного кабеля (rollover cable)

В этом варианте нужно один конец витой пары обжать по обратной схеме, по отношению к другому концу. Выглядит это, как будто вы перевернули его и глянули на штекер с другой стороны. Эту схему обжатия применяют, когда необходимо настроить роутер или коммутатор при помощи ПК. Чаще всего используют для устройств Cisco.

Типы распиновки

Для стандарта 802.3af

Тип А. И электричество, и данные подаются по жилам 1, 2, 3, 6. Жилы 5, 7, 8 не используются.

Тип B. Для подачи электропитания используются жилы 4, 5, 7, 8. Данные передаются по остальным.

Для стандарта 802.3at

Применяется только тип B. Использование распиновки типа A запрещено стандартом.

Для Passive PoE:

В большинстве случаев подача электропитания осуществляется по проводникам 4, 5, 7, 8 (как в типе B стандарта 802.3af).

(картинка увеличивается по клику).

Существует также распиновка по третьему типу, когда для подачи питания задействуются все жилы стандартного четырехпарного кабеля, но она встречается реже, обычно в фирменных реализациях PoE, например, UPOE от Cisco.

Если с обеих сторон сети вы устанавливаете оборудование с поддержкой стандартов 802.3af/802.3at, то тип распиновки, фактически не имеет значения, так как устройство-потребитель PoE по стандарту может работать с любой из них. Однако если речь идет о совмещении оборудования разных стандартов, это может быть важным.

Ссылка на основную публикацию