Monografia sobre la tecnologia PLC d'accés a internet

1. PLC
Power Line
Communications
Cada vegada tenim més i més dispositius
connectats a Internet i entre si mitjançant xarxes
domèstiques que s'expandeixen per les nostres
vivendes intel·ligents.
A més de l'omnipresent WiFi i encara que per a
molts usuaris el millor sistema per interconnectar
equips és el típic cable de xarxa, hi ha altres
alternatives interessants com ara les xarxes PLC.
PLC són les sigles de Power Line
Communications i el seu objectiu és
proporcionar connectivitat amb xarxes locals a
través de la instal·lació elèctrica ja existent en
llars i empreses. És a dir, PLC utilitza el cablejat
de les nostres cases per a transmetre dades a
més del corrent elèctric. En un principi, aquesta
tecnologia es va pensar també com a sistema per
portar Internet a les llars de forma alternativa a
altres com l'ADSL i fins i tot el cable o la fibra
òptica.
La idea era senzilla però molt innovadora per a
les companyies de subministrament elèctric, que
podrien gràcies a PLC convertir a més en
proveïdores d'accés a Internet sense haver de
desplegar noves infraestructures, ja que la
connexió venia pels mateixos cables que ens
proporcionen electricitat.
Com funciona
PLC usa els cables elèctrics per transmetre
dades, per a això el primer que cal és separar
d'alguna manera la informació digital de la senyal
elèctrica que serveix per alimentar els nostres
electrodomèstics.
Això s'aconsegueix de manera similar a com les
línies ADSL separen el senyal de veu de la de
dades, és a dir, amb un filtrat en freqüència. D'una
banda tenim el corrent elèctric que viatja a baixa
freqüència (a Espanya a 50 Hz) i relativament alt
voltatge (220 volts).
D'altra banda tenim el senyal de dades que es
troba en una freqüència superior (desenes de
MHz) i amb un voltatge molt inferior, que és
separada mitjançant un filtre inclòs en els
adaptadors PLC.
Els estàndards associats a la tecnologia PLC van
ser definits per la HomePlug Powerline Alliance i
per la Universal Powerline Association. El més
habitual és el HomePlug, normativa que trobem a
la majoria d'equips d'ús domèstic que podem
adquirir al mercat i que ens permet connexions
entre tot tipus d'equips (a més d'ordinadors) com
televisors, sistemes de so, videoconsoles, etc.
Avantatges i inconvenients
Així, doncs, PLC actualment és una tecnologia
que permet interconnectar equips dins d'una
xarxa domèstica. És a dir, no ens proporciona
accés a Internet, cosa per a la qual cosa haurem
de tenir una connexió d'ADSL, fibra òptica, cable
o Internet mòbil per exemple.
Avantatges
• Estalvi de cost en infraestructures, ja que
utilitza les infraestructures elèctriques
existents. No cal fer obres.
• Tecnologia flexible, la topologia i les
característiques de la xarxa es poden
modificar amb facilitat.
• Fàcil d'instal·lar.
Tema 3 – Xarxes inalàmbriques PLC
Professor: Àngel Paíno i García
Pàgina 1

2. • L'endoll elèctric és la presa única per a
alimentació, dades i veu. No hi ha
interferències amb el subministrament
elèctric.
• Els serveis oferts són competitius en preu
i qualitat, és una alternativa vàlida a
l'ADSL (Asymmetric Digital Subscriber
Line o línia d'abonat digital asimètrica) i a
la CATV (televisió per cable).
• Es poden integrar diferents serveis en
una mateixa xarxa (telefonia, accés a
internet, distribució de televisió,...) i
fins i tot pot haver-hi diferents
xarxes sobre la mateixa instal·lació
elèctrica, gràcies a la multiplexació
temporal o en freqüència.
Inconvenients
• Depenent de les freqüències
utilitzades i la tecnologia, es poden
produir radiacions en bandes HF,
que interfereixen en les
freqüències utilitzades per les
forces d'emergència i de seguretat
i la banda de radioaficionats. És
per això que alguns governs com
ara l'estadounidenc o el japonès
s'havien oposat als desplegaments
de PLC en el passat. Avui en dia,
però, existeixen dispositius PLC que
permeten seleccionar les freqüències en
què es transmet; és el cas, per exemple,
dels xips amb tecnologia de l'empresa
DS2.
• La rendibilitat d'aquests serveis no està
sempre assegurada.
• El seu principal inconvenient és el preu, ja
que els adaptadors no són barats, encara
que en els últims anys el seu consum s'ha
incrementat força permetent una notable
reducció de preus. A més a més, ens
caldrà adquirir un adaptador per cada
equip que vulguem connectar a la xarxa.
• Relacionat amb l'àmplia cobertura tindrem
possibles problemes de seguretat. És a
dir, que un veí pugui connectar-se sense
permís a la nostra xarxa. Aquesta situació
és poc probable i la majoria dels
adaptadors la solucionen mitjançant
sistemes de xifrat que
protegeixen les nostres
comunicacions de possibles
"espies" al nostre edifici.
Casos d'ús
La principal situació en què ens convé
usar PLC és quan no podem desplegar
un cable de xarxa a casa des del router
a l'equip que desitgem connectar (per
motius físics o per motius estètics), ni
tampoc podem o volem utilitzar
tecnologies sense fils com WiFi. En
aquests casos les xarxes PLC són la
solució més senzilla.
Per començar necessitem fer-nos amb
un kit d'adaptadors PLC, típicament dos
dispositius que es connecten directament a un
endoll elèctric i que vénen amb un port Ethernet al
qual connectem un cable de xarxa.
El primer dels adaptadors estarà situat a prop del
router i es connectarà amb el cable de xarxa
directament a un dels seus ports lliures. El segon
adaptador el col·locarem a l'habitació en la qual
Tema 3 – Xarxes inalàmbriques PLC
Professor: Àngel Paíno i García
Pàgina 2

3. tinguem el dispositiu que necessiti connectivitat
(per exemple un televisor) i també es connectarà
amb aquest mitjançant el típic cable de xarxa.
D'aquesta manera, podem anar connectant
diversos adaptadors per tota la casa per donar
connectivitat a cada habitació de forma ràpida i
senzilla. I aquests adaptadors no tenen per què
quedar instal·lats aquí tota la vida, sinó que són
fàcilment desmuntables i transportables a una
altra habitació (només cal desendollar-los de la
paret) si necessitem donar-los un nou ús.
Aquest seria el cas d'ús més habitual, encara que
hi ha al mercat
alternatives que
permeten variacions. Per
exemple venen
adaptadors que en
comptes de tenir un sol
port Ethernet tenen
diversos (n'hi ha de fins
a 4 ports), de manera
que podem connectar a
la "habitació destí"
diversos equips al
mateix adaptador.
També venen
adaptadors PLC que
incorporen una interfície
WiFi, de manera que
serveixen per estendre la xarxa sense fils de casa
o bé per crear una a una habitació a la qual no
arriba la cobertura del router.
Cal destacar que en la majoria dels casos i
excepte funcionalitats especials com la de xifrat
de xarxa o creació de xarxes sense fils el
funcionament i la configuració d'aquests
adaptadors PLC són transparents per a l'usuari.
N'hi ha prou amb endollar l'equip i llest, no cal
caminar ficant dades d'adreces IP ni res
semblant.
Com esprémer el potencial de la nostra xarxa
PLC
Tot i aquesta senzilla instal·lació i que cada
vegada ens venen adaptadors amb millors
prestacions (dels primers models de 80 Mbps
hem passat a 200 i fins i tot 500 Mbps), pot ser
que ens trobem amb situacions en les que vam
arribar a casa, connectem l'equipament i la
velocitat obtinguda és molt baixa, o almenys no
tan bona com hauria. Per què? Hi ha múltiples
causes, encara que les dues més comunes són la
mala qualitat del cablejat elèctric i les
interferències amb altres electrodomèstics de la
llar.
• Qualitat del cablatge elèctric. Si el nostre
habitatge té un cablejat molt antic, amb
un mal aïllament, la velocitat obtinguda
pot arribar a disminuir considerablement.
A això cal sumar-li que perquè tot funcioni
correctament és necessari que els dos
adaptadors PLC es troben dins del mateix
circuit elèctric de casa nostra.
És a dir, han d'estar connectats a la
mateixa fase i si és possible sense passar
per elements
que perjudiquin
la transmissió
del senyal com
ara els típics
diferencials que
ens protegeixen
de
sobretensions.
Això és
fàcilment
comprovable
connectant els
adaptadors PLC
en diferents
endolls i baixant
les palanques
elèctriques fins
a trobar un enllaç "directe" entre els dos.
• Interferències electromagnètiques. Són
causades principalment per
electrodomèstics que incorporen parts
mòbils com a motors. Per exemple la
rentadora, el rentaplats i fins i tot
ventiladors o sistemes de calefacció per
aire. Sempre que puguem hem de tractar
d'evitar endollar l'adaptador PLC a prop
d'un d'aquests aparells, ja que com més a
prop més gran serà la seva influència i
grans les interferències.
També convé que l'adaptador PLC endolli
ell sol en la presa elèctrica. És a dir, res
de regletes ni els típics "lladres" que
solem utilitzar a casa per connectar
diversos dispositius a un mateix endoll.
Tema 3 – Xarxes inalàmbriques PLC
Professor: Àngel Paíno i García
Pàgina 3

4. En cas que caminem escassos de preses
elèctriques a casa i necessitem utilitzar
una d'aquestes regletes, el millor és que
el nostre adaptador PLC incorpori una
presa d'endoll. D'aquesta manera
agafarem l'adaptador directament a la
paret i la regleta o lladre al PLC (en
aquests casos no convé endollar equips
ni electrodomèstics que necessiten molta
potència, com ara receptors A / V d'alt
consum, planxes, radiadors, etc.)
Finalment, comentar que els adaptadors
PLC no es porten bé amb els sistemes
d'alimentació ininterrompuda (SAI), ja que
aquests solen incorporar filtres del senyal
elèctric que redueixen o destrueixen per
complet el senyal de dades transportada
per la xarxa. Així que mai hauríem
connectar un adaptador PLC a una SAI o
regleta que porti filtres del senyal elèctric.
Un exemple pràctic: PLC velocitats reals
Per veure les diferències de rendiment i com
influeix l'endoll al qual connectem l'adaptador PLC
explicarem un exemple d'instal·lació domèstic.
L'escenari de proves és el següent: un habitatge
d'uns 100 metres quadrats en què volem
connectar dues habitacions separades en línia
recta uns 10 metres. A la primera habitació, tenim
el router que ens dóna accés a Internet i en la
segona volem instal·lar un ordinador que també
pugui connectar-se a Internet.
Ens vam decidir per un kit d'adaptadors PLC de la
marca D-Link model DHP-P307AV que en teoria
són capaços de proporcionar fins a 200 Mbps.
En primer lloc connectem els adaptadors a dos
endolls elèctrics (un a cada habitació) i amb tots
els electrodomèstics de la casa apagats (menys
la nevera). Gràcies a una aplicació proporcionada
en el kit mesurem la velocitat de l'enllaç que s'ha
establert i obtenim un molt bon resultat que
supera els 170 Mbps, gairebé a prop del màxim
teòric.
A continuació vam començar a encendre
electrodomèstics per tota la casa, com ara la
rentadora, el rentaplats, un radiador, un sistema
de calefacció que funciona mitjançant un extractor
d'aire calent, el televisor i l'equip de música del
saló.
Tornem a mesurar la capacitat de l'enllaç i
observem que ha baixat a uns 153 Mbps, encara
bastant bo tot i que ja per sota del límit teòric.
Finalment vam provar a connectar l'adaptador en
una regleta que porta un sistema de protecció
contra sobretensions juntament amb un ordinador,
uns altaveus autoamplificats i un monitor. En
aquesta ocasió la capacitat baixa fins a entre 70 i
80 Mbps, menys de la meitat del màxim teòric.
Com veiem, l'endoll al qual connectem els
adaptadors i els electrodomèstics que tinguem en
ús influeixen notablement en el rendiment de la
nostra xarxa PLC. No obstant això, seguint els
senzills consells que us he comentat i tenint una
mica de cura hauríem de ser capaços de poder
esprémer la nostra xarxa PLC al màxim.
Tema 3 – Xarxes inalàmbriques PLC
Professor: Àngel Paíno i García
Pàgina 4