电力线传输不再是一件新奇的事,市场上也出现了各种电力猫,通过电力线组网渐渐变成了现实。电力线组网省却布线的优势是不言而喻,如今从以前几十兆传输速率的HomePlug1.0发展到如今千兆级传输速率的HomePlug AV2,电力线通信终于迎来了跨时代的变革。爱板网拿到了一款基于博通解决方案(支持HomePlug AV2规范)的电力猫产品——腾达P1000,号称达到千兆级的电力线传输速率。
在腾达P1000包装盒上特别突出了HomePlug AV2技术、1000Mbps字样,盒内物件非常简洁,两个腾达P1000电力猫,两根1m长的网线以及一份快速安装指导,见下图。
腾达P1000配件
电力猫一般至少需要两个配对才能组网完成电力线上数据传输,我们看到了两个在功能、外形上一模一样的电力猫适配器,如果非要说有区别,那也仅仅在产品的MAC地址以及序列号上有所不同,如下图所示。
P1000正面指示灯
千兆以太网口/pair/reset按键
100V~240V AC 50/60Hz电源输入
来细看下P1000电力猫的功能,见下图
Tenda P1000功能介绍
- 协议:支持HomePlug AV2技术规范,支持IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3ab标准
- 以太网接口:1个千兆以太网LAN口,传输速率为1000Mbps
- LED:POWER LED*1、PLC LED*1、LAN LED*1 按键:Pair/reset *1
我们经常听到802.11的说法,它一般是指WiFi的无线传输,同样的HomePlug也有自己的IEEE标准802.3。腾达 P1000正面采用了抛光镜面设计,非常具有质感,整个外观设计还是中规中矩。可以看出电力猫只有一个千兆以太网接口而且没有无线传输功能。下一页
腾达P1000测试
P1000电力猫使用非常简单,组网很方便。电力猫使用前要进行配对,之后就可以即插即用。这里我们将两个电力猫插入同一个排插短按Pair键进行配对,当Pair指示灯由闪烁变为长亮则表示配对完成,非常简单。
电力猫P1000配对
将两个配对完成的电力猫通过网线分别接路由器端以及电脑主机端即可上网,真正意义上的即插即用,非常方便。电力猫的工作流程可以这样简单的理解:在在发送时,利用OFDM调制技术将用户数据进行调制,把载有信息的高频加载于电流,然后在电力线上进行传输;在接收端,先经过滤波器将调制信号取出,再经过解调,就可得到原通信信号, 并传送到计算机,以实现信息传递,参见下图电力猫P1000简单的工作流程
P1000简单的工作流程
P1000是支持千兆以太网络的,这点可以通过电脑的网络常规属性查看,当然前提是你电脑也要具备千兆以太网卡,如下图所示,分别是百兆以太网接口与千兆电力猫以太网接口的速度显示
电力猫P1000的千兆以太网口
电力猫传输的物理速度可以达到千兆级别,不过实际传输中,电力猫的网速还是要受制于电力线的环境。我们知道电力线的环境要远远比专用网络传输线恶劣。这样在传输数据包时,为了保证传输的正常减少丢包,往往需要封装更多的校验信息,那么传输有效数据的速率就会降低。实际使用中大概传输速率能达到360Mbsp。
爱板网工程师在网络环境比较差的情况下测试了P1000,但是两个P1000之间都能以非常稳定的实际网络带宽中的极限速度传输下载,无网络延迟或丢包等不良情况,体验良好。下图是腾达官方对于1000电力猫产品的管理软件,一直在显示刷新电力猫的理论物理收发速率。
腾达官网描述的P1000理论物理速率
在反复测试、体验中,我们同样也发现了电力猫在实际体验中的速率主要还是受电力线环境影响,例如有无其他大功率器件、电力猫之间的距离等:
- 噪声,电力线通信环境下有其他大功率电器工作时,其噪声影响传输速率是巨大的
- 信道的传输阻抗,电力线的信道传输阻抗不匹配,使得传输时衰减大幅提高,从而缩短了传输距离
如果有购买电力猫的用户,有一点必须提醒你,由于电力猫以复杂多变的电力线作为通信媒介,其理论速度与实际使用中的速度还是有一定偏差,但尽管如此,面对目前中国家庭普遍的网络情况,像千兆级的Tenda P1000电力猫产品肯定足够胜任家用网络的需求,况且,尤其在一些特定的场合下它确实能解决实实在在的组网问题,如已装修完的新房要增添网络部署、宴会、演唱会等任何你想常事扩展或者临时扩展网络的场合,电力猫确实是个不错的选择,无需布线,毫不夸张的说有电的地方就有网络。下一页
腾达P1000拆解
基于HomePlug AV2技术规范的电力线通信芯片相信大家都很少见过,所以尽管P1000相当精致美观,爱板网工程师还是迫不及待拆解了,不,是拆卸了。
拆解P1000-1
用暴力的手段拿掉前盖后首先呈现的PCB背板应该是电源模块这部分电路,不过让人有些意外,细节处理有些糟糕,虽然连焊锡处更像经过认证有意为之的电路设计,其实爱板网工程师拿到手的还是个工程样机。
将PCB板取出,发现是两块PCB板通过排针座连接,这个布局能猜测到,毕竟能做到如此小巧又要将电源模块和主通信模块很好的隔离处理如果要做在同一块这么小尺寸的PCB板上,不是难度高的问题,根本是不可能的事。
拆解P1000-2
底部则是芯片的散热垫以及散热铝片,铝片底部有黑色塑料片隔绝零线火线,这设计很合理。
散热铝片、绝缘塑料片
将电源模块PCB上的零线火线先焊接下来,然后拆分开两块PCB板,中间能看到仍旧是塑料绝缘片保护着电子元器件,见下图
分开电源模块和电力线通信模块
电源模块
重头戏来了,在另一块主电力线通信的PCB板上,我们见到了博通这颗HomePlug AV2规范的电力线通信SoC——BCM60333KFSGB,博通(Broadcom)公司无需多言,在通讯行业大名鼎鼎。如果你是板树莓派的爱好者那一定有所了解。
博通BCM60333KFSG 电力线通信Soc
言归正传,我们来了解下博通这颗BCM60333 SoC有些啥特点:
- 能够与所有的 HomePlug AV2产品完全兼容,支持1Gbps SISO以及1.8Gbps MIMO PHY传输速率
- 支持HomePlug联盟即将推出的针对IEEE 1905.1 标准的nVoy 认证,以提供智能化、多模式的家庭网络
- 促进PLC-Wi-Fi 混合网络的使用,改善宽带网关与机顶盒之间的连接质量和覆盖范围
- 支持一键式简单连接功能,以及PLC-Wi-Fi 扩展网络的身份验证功能
- 本地支持TR-069 远程管理、符合所有电力监管要求,包括 EuP Lot 6 以及 CENELEC 50561-1 标准
- 采用了了集成式千兆以太网PHY、连接宽带网关和机顶盒SoC的额外RGMII/ MII接口、连接Wi-Fi芯片组的PCIe接口、集成式线性和开关稳压器,大幅减少了外部元件,降低了整体设计成本
除了在P1000上采用的这颗博通BCM60333 Soc,博通同样还有另外一颗具备这些优势的电力线通信SoC BCM605000,而且目前这两款芯片都正在试样,有兴趣的可以联系博通咨询。
在主电力通信PCB的另外一面基本可以说都仅仅是作为博通BCM60333 Soc的外围器件和外设接口,一个网口变压隔离器、RJ-45网口、SPI Flash、电力线载波隔离器等器件,非常简单的电路结构,可见博通BCM60333的集成度有多高,见下图
博通BCM60333 Soc的外围器件
拆解完腾达P1000,爱板网工程师根据实际了解的电路绘制了简单的硬件原理框图,如下
Tenda P1000硬件原理框图(仅做参考)
拆解完P1000之后,印象最深的是其中SoC的集成度非常高,这个方案的设计其实很简洁。当然腾达P1000并没有想象中的那么棒,因为它既没有路由功能也没有无线扩展功能,更像是验证产品。据悉腾达很快将推出带有路由功能和Wi-Fi功能的电力猫,我们更加期待。