Powerline, cos'è e come funziona

I sistemi di comunicazione powerline consentono di appoggiarsi a una rete di conduttori già disponibile in casa o in ufficio per trasferire dati ad alta velocità.
Quando si parla di adattatori powerline ci si riferisce a dispositivi che, una volta connessi ad una presa elettrica a muro, permettono di dialogare fra loro usando i cavi elettrici.

I device powerline consentono quindi di estendere una rete domestica o aziendale senza la necessità di passare cavi e senza ricorrere a dispositivi come i range extender per ampliare il raggio di copertura di una rete WiFi: vedere Amplificatore WiFi per estendere il segnale.
Ciò non esclude che un adattatore powerline sia dotato anche di supporto WiFi e possa fungere anche da access point wireless.

Per trasferire dati usando la rete elettrica è necessario avere e installare sempre almeno una coppia di adattatori powerline. La porta Ethernet di un primo powerline deve essere sempre connessa al router mediante cavo RJ-45 (su una porta LAN del router) quindi il dispositivo può essere collegato alla presa a muro.
L’altro powerline può essere invece collegato in un’altra zona dell’edificio, dove ad esempio non arriva il segnale WiFi del router.
Alle sue porte Ethernet (ci sono dispositivi powerline che integrano più porte, in alcuni casi anche Gigabit Ethernet) possono essere direttamente collegati computer, TV, switch o access point WiFi.

Come funziona Powerline

La tecnologia powerline non è stata inventata né oggi né ieri. Basti pensare che i principi alla base del funzionamento dei dispositivi powerline sono noti da decenni: la stessa tecnologia veniva ad esempio utilizzata per trasmettere comunicazioni ai treni in marcia (Telettra), viene sfruttata per leggere i dati dei contatori elettrici da remoto, per i sistemi interfonici domestici, per controllare apparati elettrici attraverso la propria rete di alimentazione.

I dispositivi powerline che si connettono alla rete elettrica di casa o dell’ufficio, non fanno altro che sovrapporre al segnale a bassa frequenza (tipicamente 50 Hz in Europa così come in vaste aree di Asia ed Africa), utilizzato per il trasporto della corrente elettrica continua od alternata, un segnale a frequenza molto più elevata.
Tale segnale portante, nel caso degli adattatori powerline commerciali, non consente di coprire distanze lunghe (il segnale è a frequenza elevata) ma permette comunque di “coprire” qualunque tipo di edificio, con una superficie pari a qualche centinaio di metri quadrati.

Così come avviene nel caso delle normali connessioni ADSL – dove “accanto” al segnale telefonico (fonia) viene posto il segnale portante per il trasferimento dati (a frequenze più elevate) – i sistemi powerline usano la multiplazione a divisione di frequenza.

Dal momento che i dispositivi powerline sono soggetti ad interferenze alle alte frequenze, il consiglio è quello di collegarli preferibilmente alla presa elettrica a muro senza usare multiprese, prolunghe o adattatori vari. Diversamente il sistema potrebbe non funzionare o i trasferimento dati potrebbe avvenire a velocità bassissime.
Usando un collegamento elettrico non ottimale o sotto l’influenza delle interferenze prodotte da dispositivi elettrici di uso comune, la velocità di trasferimento dati garantita dalle powerline potrebbe letteralmente crollare.
Durante l’utilizzo di elettrodomestici particolarmente impegnativi dal punto di vista dell’assorbimento, potrebbero inoltre verificarsi fluttuazioni di corrente tali da abbassare le prestazioni dei powerline in uso.

Il consorzio HomePlug e lo standard HomePlug AV2

All’inizio degli anni 2000 alcune aziende hanno unito le forze per fondare il consorzio HomePlug Power Alliance.
La prima versione delle specifiche HomePlug fu pubblicata nel mese di giugno 2001: in questo modo si sono definite le “regole” per lo scambio di dati tra i dispositivi collegati alla rete elettrica.

Il più recente standard per trasferire dati attraverso la rete elettrica si chiama HomePlug AV2: quando si acquista un adattatore powerline è quindi bene verificare che supporti pienamente tale standard.
HomePlug AV2 è figlio di diverse precedenti specifiche powerline. Dopo HomePlug 1.0, versione ormai obsoleta (consentiva un trasferimento dati fino a 14 Mbps anche se in realtà le velocità praticamente raggiungibili erano molto inferiori, al massimo 5 Mbps), nel 2005 la HomePlug Power Alliance presentò HomePlug AV che permette di arrivare fino ad una velocità teorica di 200 Mbps (lavora sulle frequenze comprese tra 2 e 28 MHz).
L’acronimo AV è stato pensato per sottolineare la possibilità di trasportare anche flussi dati audio/video ottenendo risultati apprezzabili.

HomePlug AV2 è la versione più recente che promette velocità dell’ordine del gigabit per secondo anche se l’ampiezza di banda effettivamente disponibile è di solito notevolmente inferiore.

Rispetto alla precedente versione delle specifiche, HomePlug AV2 adotta tecniche di beamforming per ottimizzare l’utilizzo del canale trasmissivo, usa non soltanto il neutro ma entrambi i cavi elettrici per trasferire i dati, integra funzionalità di risparmio energetico (i consumi vengono quasi azzerati nei momenti di idle ossia quando non vi è scambio di informazioni) e nasce per far lavorare i powerline come “ripetitori” (in questo modo sarà possibile arrivare a coprire zone ancora più vaste usando più adattatori).

Suggeriamo quindi di verificare che i prodotti acquistati siano indicati come HomePlug AV2 ignorando indicazioni fuorvianti come Powerline AV2 e similari.

Va detto che i dispositivi powerline HomePlug AV2 non sono in grado di comunicare con quelli che aderiscono a precedenti specifiche. Nel caso in cui si utilizzassero già questi prodotti, quindi, attenzione all’adattatore powerline che si sceglie.

Le altre caratteristiche principali di un powerline

Abbiamo già accennato al fatto che i dispositivi powerline collegati a distanza dal router principale possono offrire anche il supporto WiFi. Oggi è quindi bene orientarsi su dispositivi che offrono anche un modulo WiFi 802.11 ac integrato (WiFi 5) o addirittura WiFi 6, altrimenti noto come 802.11 ax: Come aggiornare i propri PC a WiFi 6.

I prodotti più economici consentono di trasferire da un powerline all’altro fino a 200 o 300 Mbps attraverso un impianto elettrico moderno. I modelli migliori, però, offrono la possibilità di superare 1 Gbps in fase di trasferimento dati grazie anche all’utilizzo di porte Gigabit Ethernet anziché Fast Ethernet.

Quanto al numero delle porte Ethernet, la maggior parte degli adattatori powerline ne hanno una sola ma quelli più costosi ne offrono due.

In questa pagina si può trovare una selezione di powerline, i primi in elenco dotati di porte Gigabit Ethernet.
Facendo riferimento a questa pagina si possono trovare invece powerline di ogni genere, a partire da circa 30 euro (generalmente, questi ultimi, senza supporto WiFi e senza presa passante, vedere più avanti).

Alcuni prodotti, inoltre, mettono a disposizione una presa elettrica passante: una volta collegati alla presa elettrica a muro, questa non risulterà “definitivamente” occupata ma potrà essere utilizzata per alimentare altri dispositivi connessi a valle del powerline. Tra i powerline, alcuni sono particolarmente abili sul piano del risparmio energetico ponendosi in una speciale modalità che consente di ridurre i consumi di energia elettrica fino all’85% rispetto alla normale modalità di funzionamento.

Funzionalità accessorie di un powerline

Alcuni modelli dispongono di uno o più led nella parte frontale che indicano l’efficienza del collegamento e quanto la rete powerline stabilita è stabile ed efficiente. Di solito se la spia è di colore rosso, significa che il collegamento non è considerabile soddisfacente (probabilmente si è collegato l’adattatore powerline a una multipresa) e si otterranno velocità di trasferimento dati inferiori a 50 Mbps; il led di colore giallo indica un collegamento di media qualità mentre il led verde indica che si possono ottenere velocità massime.

I dati che transitano sulla rete elettrica di solito vengono automaticamente crittografati usando l’algoritmo AES. Di default vengono usate le chiavi impostate di fabbrica ma spesso è possibile cambiarle usando un apposito pulsante fisico oppure accedendo all’interfaccia web di configurazione.

Usare uno switch o un access point WiFi

Abbiamo detto che molti powerline sono commercializzati con il supporto WiFi integrato. Nulla vieta però, per esempio, qualora se ne sentisse la necessità di montare uno switch a valle del powerline per estendere il numero delle porte Ethernet e godere di alcune funzionalità aggiuntive.

Lo switch può essere connesso alla porta Ethernet del dispositivo powerline “figlio”: il dispositivo provvederà così a instradare i dati all’interno della rete LAN mediante indirizzo fisico (MAC address) selezionando i frame ricevuti e dirigendoli verso il dispositivo corretto.

Allo switch si potranno ad esempio collegare via cavo ethernet più sistemi oppure un access point WiFi opzionale (ma a questo punto tanto vale acquistare un powerline dotato di modulo WiFi integrato).