HomePlug Turbo: скоростная сеть по электропроводке? – THG.RU

Введение

Технологии компьютерных сетей HomePlug, работающих через электропроводку, никогда не были массовыми ни в России, ни в США. В основном это связано с тем, что всегда существовала альтернатива в виде более быстрых и менее дорогих технологий Ethernet или Wi-Fi. Однако в Европе к HomePlug возник определённый интерес: такие компании, как Corinex, начали использовать оборудование этого стандарта для предоставления доступа в Интернет в гостиницах и офисных центрах.

HomePlug 1.0 (сегодняшняя версия) предоставляет пользователям реальную пропускную способность 5 Мбит/с в пиках. Конечно, такой скорости достаточно для домашнего Интернета и чтения почты, но явно недостаточно для передачи больших файлов и с трудом хватает для потокового видео.

Поскольку более быстрая версия HomePlug AV уже три года никак не может появиться, крупнейшему производителю чипов HomePlug, компании Intellon, нужно было найти решение, способное удовлетворить требования провадейров IPTV: стабильные 5 Мбит/с на один канал. В результате появилось решение HomePlug Turbo (официально HomePlug 1.0 Turbo), представленное на CES 2005, причём готовые решения стали появляться где-то в конце прошлого года.

Согласно информации Intellon, максимальная теоретическая скорость канала HomePlug Turbo составляет 85 Мбит/с против 14 Мбит/с у HomePlug 1.0. Таким образом, мы видим потенциальное 6-кратное увеличение скорости, которое может позволить пользователям не только базовые сервисы Интернета, но и потоки IPTV. Оценив перспективы этой технологии, мы связались с производителями оборудования и получили на тестирование модели от Actiontec, NETGEAR и SMC.

Тестовое оборудование Actiontec, NETGEAR и SMC

Новая линейка компании Actiontec “MegaPlug” включает в себя три модели: адаптер Ethernet, четырёхпортовый коммутатор (почему-то названый концентратором) и точку доступа 802.11b/g. В тестировании мы использовали только первые две проводные модели, поскольку на время тестирования беспроводную модель получить не удалось.

HPE100T MegaPlug 85Mbps Ethernet Adapter.

Ethernet-адаптер HPE100T имеет размер немного больше пачки сигарет и предназначен для подключения непосредственно в розетку электропитания. Адаптер можно включать в розетку, не задумываясь о том, где находится фаза. Порт 10/100 Ethernet располагается на нижней части адаптера, индикаторы питания и подключения Ethernet – на лицевой панели.

HPE400T MegaPlug 85Mbps 4-Port Hub.

4-портовый концентратор по размеру напоминает небольшую книгу, на лицевой стороне расположены крошечные индикаторы: “Питание/Power”, “HP” (подключение HomePlug) и четыре индикатора “Подключение/Активность” для каждого их четырёх портов встроенного коммутатора Ethernet. Для подключения к электросети используется обычный кабель питания.

Следующая модель – коммутатор NETGEAR XE104. Дизайн этого устройства показался нам наиболее привлекательным: модель выполнена в виде модуля, включаемого непосредственно в электрическую розетку. Он оснащён четырьмя коммутируемыми портами Ethernet. На лицевой панели расположены индикаторы: “Питание”, “Подключение/Активность” для интерфейсов HomePlug и Ethernet.

XE104 85 Mbps Wall-Plugged Ethernet Switch.

Что касается SMCHT-ETH, то представьте себе версию коммутатора Actiontec и оставьте у неё лишь один порт Ethernet, и, соответственно, лишь один индикатор “Подключение/Активность Ethernet”. В результате получится SMC.

SMCHT-ETH EZ Connect 85 Mbps Turbo HomePlug Etheret Adapter.

Все рассмотренные устройства работают как мосты между сегментом Ethernet и электрической сетью. Независимо от количества портов Ethernet, все они позволяют подключить до 253 клиентов. Кроме того, все имеют порты с функциями автоматического определения типа подключения MDI/MDI-X, поэтому нет необходимости заботиться о типе используемого для подключения кабеля.

Внутреннее строение

Как мы уже упоминали выше, в прошлом году Intellon представила технологию HomePlug 1.0 Turbo. Все протестированные продукты выполнены на базе чипсета Intellon INT5500. На Рис. 1 показано внутреннее устройство адаптера Actiontec. На нём прекрасно видны чип Intellon, чип 10/100M Fast Ethernet Realtek RTL8201CP и другие компоненты формирования сигнала и питания.

Рис. 1. Actiontec HPE100T, внутреннее строение.

Взглянув на Рис. 2, можно убедиться, что второе устройство от Actiontec действительно содержит встроенный коммутатор, – используется 6-портовый чип Marvell 88E6060 из линейки Marvell Link Street. Позволим себе порекомендовать Actiontec изменить именование продукции (заменив hub на switch, то есть “концентратор” на “коммутатор”) и указывать скорость интерфейсов, чтобы покупатели видели, за что платят деньги.

Рис. 2. Actiontec HPE400T, внутреннее строение.

Внутреннее устройство NETGEAR XE104 показано на Рис. 3 и 4. Дизайн плат практически идентичен предыдущему варианту (он, вероятно, является эталонным дизайном Intellon), но с разнесением на две платы. Такой ход связан с желанием разработчиков создать как можно более компактное устройство.

Рис. 3. NETGEAR XE104, внутреннее строение.

Рис. 4. NETGEAR XE104, внутреннее строение.

Показанную на Рис. 5 плату SMC с первого взгляда можно принять за плату Actiontec, показанную на Рис. 2: похожий пластиковый корпус, только немного большего размера. Но на самом деле дизайн платы всё же ближе к адаптеру Actiontec, подключаемому непосредственно к электрической розетке.

Рис. 5. SMCHT-ETH, внутреннее строение.

Настройка и администрирование

Для защиты данных в оборудовании HomePlug используется шифрование DES с длиной ключа 56 битов, ключ задаётся пользователем – от 4 до 24 символов с учётом регистра. В клиентских утилитах ключ называется “Private Network Name”. Все устройства использовали ключ по умолчанию “HomePlug”. Положительным моментом такого подхода является возможность работы в сети без установки дополнительного ПО и настройки чего-либо.

Из плохих новостей технологии HomePlug отметим возможность подключения к сети не только из соседних комнат, но и из соседних зданий, в пределах одной трансформаторной подстанции. Другими словами, если вы не смените сетевое имя (ключ) по умолчанию, то сосед сможет получить доступ к вашей сети.

Ещё одной плохой новостью является то, что Intellon предлагает утилиту смены пароля исключительно для Windows, забыв при этом о пользователях Mac OS, Linux и других ОС, которым придётся довольствоваться паролем по умолчанию. Кроме всего прочего, ни одно из устройств не имеет клавиши сброса настроек, так что поменять забытый пароль будет не совсем просто.

Если вы пользуетесь Windows, то мы рекомендуем скачать и установить утилиту, поскольку она позволяет просматривать данные о скорости работы и проблемах в сети. На Рис. 6 показан экран утилиты NETGEAR, на котором отображена информация об остальных четырёх адаптерах, подключённых к другим розеткам в доме. Конечно, показанная скорость относится к уровню MAC, то есть она отображает скорость потока данных между адаптерами, а вовсе не скорость, доступную клиентам.

Рис. 6. Утилита NETGEAR, главный экран.

Утилиты всех устройств, по сути, представляют несколько доработанную стандартную оболочку PowerPacket Utility от Intellon. Версии от NETGEAR и SMC, с точки зрения функциональности, абсолютно одинаковы (SMC не стала менять даже название и иконку PowerPacket). Только Actiontec решила доработать стандартную версию, объединив закладки “Безопасность/Security” и “Главная/Main”, не затронув при этом “Диагностика/Diagnostics” и удалив колонку “Rate/Скорость”, как показано на Рис. 7.

Рис. 7. Утилита Actiontec, экран дополнительных настроек (Advanced).

Закладка “Diagnostics/Диагностика” (Рис. 8) содержит немало полезной информации. Интересно, что единственным устройством, у которого в колонке “Vendor/Производитель” было что-то указано, оказалось NETGEAR (на иллюстрации колонку не видно, нужно прокрутить экран).

Рис. 8. Утилита NETGEAR, экран диагностики.

Если есть необходимость изменить ключ (он же Private Network Name), надо сначала ввести 16-значный пароль, напечатанный на наклейке нужного устройства, и лишь потом можно будет изменить ключ. Actiontec упростила этот процесс по сравнению с SMC и NETGEAR, добавив возможность ввода пароля и ключа на одном экране, а не на двух.

Рис. 9. Утилита SMC.

Процесс изменения пароля с момента предыдущего тестирования оборудования HomePlug несколько усложнился, но в этом есть свои плюсы. Конечно, не всегда приятно вводить 16-символьный пароль для каждого устройства сети, зато вряд ли кто-то сможет угадать его, не имея доступа к устройству.

Тесты производительности

Для тестирования мы выбрали пять местоположений, в которых обычно тестируем беспроводное сетевое оборудование. Мы выбирали их не просто так: наверняка в средней квартире или доме пользователь установит точку доступа или коммутатор туда же. Так почему не использовать их для оборудования HomePlug?

Для тестирования мы использовали Ixia IxChariot, на котором одновременно работали две копии скрипта throughput.scr: одна на входящий поток, другая на исходящий. В стандартном скрипте мы изменили лишь размер файла, увеличив его до 300 000 байт и ограничив время тестирования одной минутой. Отметим, что при тестировании в одной тестовой паре мы не использовали устройства от разных производителей.

Рис. 10. Результаты тестирования пропускной способности.

На Рис. 10 показана сумма средних скоростей, полученных при одновременной передаче/приёме данных (тоже сумма скоростей) для каждой пары устройств во всех пяти местоположениях. Как видно, лучший результат средней скорости составил около 25 Мбит/с для пары NETGEAR XE104 в первом местоположении, когда адаптеры подключались к розеткам, расположенным с разных сторон комнаты размером примерно 4 х 4 метра. То есть полученный результат составляет около 30% от 85 Мбит/с, указанных в спецификации. Отметим, что различие в результатах NETGEAR и Actiontec составило около 5%, и его вполне можно списать на погрешность измерения.

На Рис. 11 показан график IxChariot, полученный при одновременной работе тестов на передачу трафика во встречных направлениях, по которому можно оценить колебания пропускной способности.

Рис. 11. Первое местоположение NETGEAR.

Сначала нас огорчило сильное отличие между значением скорости на коробке и тем, что мы получили в реальных условиях. Но ситуацию усугубило резкое снижение скорости при увеличении расстояния: в большинстве других местоположений скорость колебалась между 7 и 10 Мбит/с. На Рис. 12 показан график NETGEAR XE104, но уже в третьем местоположении.

Рис. 12. Третье местоположение NETGEAR.

В четвёртом местоположении результат оказался даже хуже, чем в пятом, хотя расстояние было меньше примерно на 3 метра. Странно, но четвёртое местоположение оказалось самым сложным не только для беспроводного оборудования, но и для оборудования HomePlug. На Рис. 13 видны все проблемы соединения пары Actiontec в этом местоположении.

Рис. 13. Четвёртое местоположение Actiontec.

Поскольку скорость снижается так быстро, мы подумали, что проблема может быть в настройках или в методике тестирования. Поэтому мы написали письмо в Intellon с просьбой прокомментировать происходящее. Однако менеджер по продуктам Джеймс Ментц (James Mentz) подтвердил достоверность полученных нами результатов. Они вполне характерны для оборудования HomePlug Turbo: “Если вы будете измерять скорость в разных розетках квартиры или дома, то в 90% случаев получите результат не ниже 10 Мбит/с”.

Ментц также сообщил информацию о результатах тестирования HomePlug 1.0 (не-Turbo). Это оборудование обеспечивает скорость 1,5 Мбит/с по протоколу UDP 99% времени, и 4 Мбит/с UDP 80% времени. Отметим, что при использовании протокола UDP скорость будет несколько выше, чем у TCP, из-за меньшего количества служебной информации.

Нас несколько смутила невысокая скорость адаптеров SMC. Поэтому мы заменяли один из адаптеров на NETGEAR XE104 (по очереди). В обоих случаях скорость достигала уровней пар Actiontec и NETGEAR. Особенно странным это кажется ещё и с учётом того, что все устройства используют одну и ту же версию прошивки Intellon (ver. 1.5).

Заключение

Из протестированных продуктов мы хотели бы выделить маршрутизатор NETGEAR XE104 за компактный дизайн, встроенный 4-портовый коммутатор и относительно невысокую цену (около $100 в России, модель для сети 220 В называется XE194IS).

Что же касается Intellon, то здесь мы видим типичную ситуацию: производители не указывают значений пропускной способности, которую на самом деле получают потребители. По нашим измерениям, в оптимальных условиях суммарная скорость приёма/передачи составила 25 Мбит/с, а в большинстве розеток дома – 10 Мбит/с. Вместо обещанных 85 Мбит/с.

На сегодня от сетей по электропроводке чудес ожидать не следует. Если хотите стабильную и высокую пропускную способность – тяните кабель Ethernet. Если же провода вас смущают, то ставьте беспроводную сеть. В некоторых случаях (при грамотном выборе оборудования) она способна обеспечить реальные 100 Мбит/с.