通信大咖破解困扰家庭网络覆盖多年难题:穿墙,还需电力猫!

发布于Hexicom 3年 前没有评论

 

         随着社会的进步,不知不觉中我们已经越来越离不开WiFi了,相信有些人感同身受,恨不得身处的任何地方都有可靠稳定的WiFi,可是当面对大户型或复杂户型结构的房间,无线信号常常会变得不稳定,网络覆盖效果也变得很不理想,如果重新布线那就是个大工程,劳民伤财,那么有没有一个比较完美的解决方案呢?

        为此,军械工程学院通信专业教授,新浪微博大V“奥卡姆剃刀”先生特意撰写了一篇长文,对WiFi和电力猫的特性进行了详细研究,也是目前国内关于此方面最权威的文献了。为方便大家阅读,小海直接提炼了重要的部分,如需要阅读原文请点击下方阅读原文链接。

 

穿墙还需“电力猫”

 

       路由器已成为家庭上网的必备品,给手机、平板电脑、电视盒等设备提供双向的WI-FI信号,缺了它真不行,但有了它也未必一定行,问题就出在路由器的穿墙能力上。路由器所使用的WI-FI,是一种典型的短距高速无线通信技术,同类的还有蓝牙技术,应用有蓝牙耳机,红外线通信技术,应用有电视遥控器,WI-FI与它们相比通信距离算长的,但也不过几十米,而且这还是在空旷环境下的能力。

室里有墙体隔离,信号穿墙必然会造成能量的大幅度衰减,隔墙后手机等移动无线设备上不了网是很正常的情况,这也成为了家庭上网用户的最大困扰。

为了将穿墙问题搞透彻,除了对多款路由器进行测试外,我专门查询了科技文献,在中国知网和维普资讯上搜索“路由器+穿墙”,发现了13篇中文文献,但均无数据支撑,基本都是不靠谱的说法和软广告。

 

无线穿墙方法分析

 

      不同材质墙体的衰减程度会非常不同,房间的格局和路由器的位置也都会对信号有影响,因此很难预估效果。同一款路由器在张三家穿了三堵墙后信号还行,在李四家穿一堵墙后就没信号了,这种情况很正常。



        很多网友没有意识到,WI-FI通信是双向的,即使违规加大路由器的发射功率,信号穿透多堵墙到达了手机,但手机的微弱信号穿不回去也是白搭。有的厂家声称采用了高增益天线,实际上这种短距微波天线的性能很一般,某个厂家宣称使用的好天线,别的厂家当然也能采购到,并不存在独特的优势。

        使用多根天线的分集技术提高穿墙能力,这种说法很常见,甚至成为了某些路由器厂家宣传的卖点。我曾向厂家和专业人士要过具体的对比性测试报告,但没有得到过一份。路由器对微弱信号进行降速处理,从而得到更高的信噪比,可变相地提高穿墙能力,这是WI-FI所遵循的802.11协议中所明确规定的,理论成立而且技术可行,有的国内路由器厂家在这方面进行了研究并做了相关设计,但这种效能的提升并不很显著。

        路由器穿墙效果不理想的根源在于WI-FI的技术体制,WI-FI并不是为穿墙而生的,解决穿墙问题最可靠的办法就是布网线,如果不愿意在墙壁上打孔抠槽,电力猫就是替代性的最佳选择。

 

电力猫的最大问题

 

       电力猫信号是加载到电力线上的220V电流上的,电力线载波通信所做的工作,就是要在强度很高的电源信号上去捕获寄生在上面的非常弱的通信信号,对电源信号来说非常小的波动,对通信信号的影响都会非常大,这就是用户感受到电力猫信号不稳定的原因所在。

用户应该注意的是,要将电力猫插到相对独立的插座中,不要与其它电器共用一个插排,特别是不能与间断启动的电器共用一个插排。有的高级插排还有稳压滤波功能,这对电器来说是好事,但却是电力猫的毒药,若无针对电力猫的专门设计,那就很可能把寄生在电源上的上网信号给滤掉。总之一句话,电力猫要插在墙壁的插座上,不要使用插排。

 

电力猫技术标准

 

        家庭插电联盟(HomePlug PowerlineAlliance, Inc.)于2000年成立,在全球拥有75个成员,包括思科、通用电子、英特尔、LG电子、三星电子、德州仪器等,是引领全球互联电力线通信规范的开放性标准组织,并颁布了一系列PLC技术规范,形成了一整套完整的PLC技术标准体系,基本上覆盖了所有电力通信技术的应用领域。

       IEEE的权威地位不必赘述,该组织在HomePlugAV的基础上正式发布了P1901标准,规范了未来电力线通信的标准,增强了各个厂家之间的兼容性和产品的演进性。例如,遵循这个标准的电力猫,可以通过同样遵循此标准的电力桥实现大跨距的通信。

       Intellon是HomoPlug芯片的主要提供商,其HomePlugAV标准芯片的用户超过4千万,全球PLC份额超过60%,前几年被WIFI芯片大厂Atheros收购了,而Atheros在2011年又被高通收购,现在的芯片是QualcommAtheros,中文叫高通创锐讯。



海亿康电力猫



 

       海亿康电力猫遵循的是HomePlug AV/IEEEP1901标准,属于国际主流产品,其占用带宽和传输速率有两个档次,2-30MHz带宽的电力线速率为200Mbps,2-65MHz带宽的电力线速率为500Mbps,我试用的轻巢电力猫速率是500Mbps的。

        我觉得这款产品最大的亮点,就是线路自动诊断功能,厂家针对线路干扰情况,收集量化了大量的工程数据,总结出了一套完整的噪音和信噪比对设备性能影响的模型,在设备软件里嵌入了智能诊断的功能,并通过傻瓜化地呈现给用户。

         当电力猫之间出现噪音和大的衰减时,界面会即时上报链路通信质量,用户可以在智能网络诊断界面进行链路诊断,并根据诊断后系统给出的建议,快速简单地了解问题,同时找到指引,从而获得良好的使用体验。



 

“使用海亿康电力猫智能诊断系统,对电力线路进行诊断,让网络更稳定、快速”

 

         经过测试,发现插在不同插座上,效果非常地不同,若没插也会有提示,的确具有很强的指引作用。

         电力猫为什么要比普通路由器贵?原因在于不同的技术体制,普通路由器就一个主机,而电力猫的最简配置是一个母机加一个子机,硬件成本就已经翻倍了。电力猫本身就具有普通无线路由器的Wi-Fi接入功能,而且还增加了普通路由器所不具备的电力线载波通信功能,成本自然要高出许多。

 

后记

 

写完后再次查询了国内的公开科技文献和资料,感觉到在电力猫方面,这篇文章的内容可能是最全面的。但限于本人水平,有些说法可能不妥甚至错误,请内行网友公开批评指正,我会正面回应,谢谢大家。

 

参考文献:

1. IEEE Standard for Broadband over Power LineNetworks: Medium Access Control and Physical LayerSpecifications

2. HomePlug AV SpecificationVersion 1.1 May 21,2007

3. Why Amateur Radio is Concernedabout Its Deployment, ARRL组织网站

4. City of Manassas to End BPLService, ARRL组织网站

5. IEEE EMC Society StandardsDevelopment Committee Withdraws as Cosponsor of IEEE BPL MECStandard, ARRL组织网站

6. Contribution to IEEE BPL StudyGroup White Paper Compatibility with Radio Services,IEEE组织网站

7. IEEE1901标准的及时批准对智能电网的意义,IEEE组织网站

8.BPL Measurements in theNetherlands (Vereniging voor Experimenteel Radio Onderzoek inNederland), ARRL组织网站

9. 宽带电力线通信的电磁兼容探讨,《无线通信技术》

10.电力线宽带通信的关键技术及发展前景,《华东电力》

11.智能配电网通信组网技术研究及应用,《中国电力》

12. HomePlug AV电力线调制解调器设计与实现,《电子产品世界》

13.“I-HOUSE”无线智能家居DEMO方案,深圳海亿康科技有限公司

14.电力线WIFI接入(WOP)技术解决方案,深圳海亿康科技有限公司

15.海亿康电力猫WI-FI路由器使用说明书,深圳海亿康科技有限公司

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