סקירת מתאם ה-HomePlug דגם PLA5405 של חברת ZyXEL

תאריך הסקירה: מאי 2015
מאת: לביא שיפמן

מתאמי HomePlug הם התקני רשת מסוג bridge (גשר) המאפשרים להעביר תקשורת מחשבים על גבי רשת החשמל הביתית.  כפי שניתן להתרשם מהתמונה משמאל, התצורה הפיזית של המתאמים היא קופסא קטנה, המתחברת ישירות אל שקע החשמל, כשבתחתית שלה ניתן למצוא שקע רשת.

על מנת להשתמש בטכנולוגית ה-HomePlug יש צורך בשני מתאמים לפחות - כאשר את כל אחד מהמתאמים יש לחבר לשקע חשמל.  לאחר מכן, ובאמצעות כבל רשת המתחבר ליציאת ה-RJ45 של המתאם, יש לחבר את כל אחד מהמתאמים להתקן IP כלשהו (מחשב, SWITCH, נתב וכיוב').

כתוצאה מהחיבור שלהם לשקעי החשמל, ותוך שימוש בחוטי החשמל , ‏המתאמים "מדברים" האחד עם השני ומעבירים בינהם את אותות התקשורת.  השימוש במתאמי HomePlug חוסך את הצורך לסלול תשתית המבוססת על כבלי רשת מסוג CAT5E או CAT6 ובמקרים רבים השימוש בהם אינו חשוף למגבלות של חיבורים אלחוטיים.

המתאם שנבדק בסקירה זו הוא ה-PLA5405 של חברת ZyXEL. זהו מתאם HomePlug הפועל במהירות של 1.2Gbps וכולל כניסת LAN אחת התומכת במהירות של 1Gbps. 

הפעם האחרונה בה סקרתי מתאמי Home Plug היתה לפני כ-3 שנים, בעת שהחל שיווקם של מתאמים התומכים במהירות של 500Mbps.  מאז ועד היום טכנולוגית ה-HomePlug קפאה על שמריה ורק לאחרונה, עם תחילת השיווק של ערכות שבבים התומכות במהירויות גבוהות יותר, החלו להגיע לשוק מתאמים מהירים יותר.

יחד עם זאת חשוב להדגיש שהמהירות המצויינת (1.2Gbps) היא זו המתרחשת על גבי רשת החשמל והיא כולל תקורה (overhead) הנובעת מסוג התקשורת הזו. 

כתוצאה מהתקורה, מהירות העברת הנתונים המושגת בפועל ("המהירות האפקטיבית") נמוכה יותר ותלוייה במרחק בין המתאמים, בסוג רשת החשמל (חד או תלת פאזית), כמות מכשירי החשמל המחוברת לרשת וכמות הרעש האלקטרומגנטי שמכשירים אלה מפיקים. 

בפרק הביצועים להלן תוכלו למצוא את התוצאות שהושגו במבחני הביצועים השונים.

ZyXEL היא חברה טייוואנית שהוקמה ב-1989, אשר מעסיקה היום כ-2,100 עובדים הפזורים בכ-30 סניפים הממוקמים באסיה, אירופה וארה"ב.  הקף המכירות השנתי של החברה עומד על כ-$750M והיא מתמקדת בפיתוח ושיווק של מוצרי תקשורת לקשת רחבה מאוד של לקוחות – חברות טלקומוניקציה גדולות בתחום ה-xDSL, ספקיות אינטרנט (ISP), אינטגרטורים של פתרונות תקשורת לעסקים בינוניים (SOHO) וכמובן – לקוחות ביתיים.

לאחרונה החלה ZyXEL לפעול בישראל והיא עושה זאת באמצעות חברת Quality Bytes איתה היא מקיימת קשרים הדוקים מזה מספר שנים.  מוצרי החברה, ובכלל זה ה-PLA5405, זמינים בישראל בחנות של חברת "פלונטר" ואת הרשימה המלאה, כולל מחירים וזמינות, ניתן למצוא כאן.   נכון למועד הבדיקה, העלות של זוג מתאמי PLA5405 בפלונטר היא כ-730 שקל.

מה מגיע בקופסא

באדיבות חברת Quality Bytes ופלונטר קבלתי לבדיקה קיט הכולל שני מתאמי PLA5405.  המתאמים מגיעים בקופסא שהצבעים השולטים בה הם אפור, כחול וחציל.  בשנים האחרונות אלו הצבעים השולטים בקופסאות של מוצרי ZyXEL לסביבה הביתית.

על דפנות הקופסא ניתן למצוא את מאפייני המתאם והסבר עקרוני על אופן ההתקנה והשימוש במתאמים.  בחזית הקופסא רשום המספר "1200" המציין את המהירות התאורטית של המתאמים וצילום של שני המתאמים.  בחלק העליון של הקופסא ניתן למצוא מדבקה המציינת את הדגם של המתאם ואת המספר הסידורי של שני המתאמים הנמצאים בתוכה.

הקופסא מכילה את המרכיבים הבאים (ניתן להיעזר בצילומים המצ"ב.  כרגיל, לחיצה על כל תמונה בסקירה זו תציג אותה באופן מוגדל בחלון נפרד):

• שני מתאמי PLA5405.  המתאם הוא בעל צורה מלבנית שהצבע השולט בו הוא לבן.  מידותיו הם 9.5 ס"מ גובה, 6.3 ס"מ רוחב וכ-4.5 ס"מ עומק.  בצידיו ניתן לראות רשת צפופה של חורי אוורור.  בעת שהמתאם מחובר לאמבטיית שקעים הוא חוסם באופן חלקי את השימוש בשקעים הנמצאים מימינו ומשמאלו.
  
  בחזית המתאם חרוט שם החברה והדגם ובמרכז נמצאות שלוש נוריות הבקרה שלו.  שקע הרשת (RJ45) וכפתור ה-RESET, המשולב בכפתור האבטחה, נמצאים בחלקו התחתון (תמונה).
  
  בחלק האחורי של המתאם יש מדבקה ועליה המספר הסידורי שלו, כתובת ה-MAC וסיסמת הגישה אליו (תמונה).  מעניין לציין שארץ היצור של ה-PLA5405 היא טיוואן.

• פוסטר התקנה מצוייר ומדריך התקנה מקוצר במגוון שפות אירופאיות - אנגלית, גרמנית, צרפתית, ספרדית, הולנדית וכד'.

• תעודת אחריות. 

• שני כבלי רשת צהובים באורך של כמטר לחיבור המתאמים למחשב, למתג (switch) או לנתב.

מבנה פנימי

פתיחת המתאם מתבצעת על ידי שחרור של  4 ברגי אלן המצויים בגב המתאם.    

על כל אחד מצדדיו של של המארז בו נתון המתאם PLA5405 מצויים 12 חרירי אוורור.  בנוסף, על המעבד המרכזי של המתאם (ה-QAC7500) ממוקמת פלטת קירור המחוברת לפיסת מתכת גדולה.  שני האמצעים הללו - חורי האוורור ופלטת הקירור - מפיגים את החום המתפתח בתוך המתאם, זאת מבלי צורך באמצעי אקטיבי כמו מאוורר. 

לאחר עבודה מאומצת של כ-20 דקות נמדדה בצידו הקדמי של המתאם טמפרטורה של 40^oC מעלות ובצידו האחורי, טמפרטורה של 42^oC.  טמפרטורת האוויר של החדר בזמן הבדיקה עמדה על 26^oC מעלות.  מידות החום הללו נמוכות בהרבה מאלה שנמדדו במתאמים שנבדקו על ידי בעבר.  כל הטמפרטרות נמדדו  במד חום אינפרה-אדום זעיר מדגם MT100.

בתמונה משמאל, המציגה את המבנה הפנימי של המתאם, ניתן ברכיבים העיקריים.  במרכז התמונה מצוי ה-QCA7500 - המעבד המרכזי (SoC) של המתאם.  מימין ומעט למעלה יותר מצוי ה-AR8035 המהווה את רכיב ה-switch של המתאם.

בין שני רכיבים אלה ניתן להבחין בשלושת נוריות הלד המציינות את אופן תפקודו של המתאם:

• נורית מתח - דולקת באופן קבוע כאשר המתאם פעיל. 

• נורית פעילות - מציינת את טיב החיבור של המתאם לרשת החשמל באמצעות שלושה צבעים - ירוק, כתום ואדום.

• נורית רשת - דולקת ומהבהבת בירוק כאשר קיימת תקשורת רשת בין המתאמים (Ethernet).

בצידה השמאלי של התמונה ניתן להבחין בכניסת הרשת של המתאם, ובמפסק ה-RESET/ENCRYPT המשולב.

רכיבי ה-RAM וה-FLASH של המתאם נמצאים בחלקו האחורי של המתאם וניתן להבחין בהם בתמונה משמאל. 

רכיב ה-RAM בנפח של 16MB (דגם EM6GC16EWXD), נמצא בפינה השמאלית התחתונה ואילו רכיב ה-FLASH בנפח של 4MB, (דגם MX25L3206E),  מצוי במרכז התמונה ועליו נקודת צבע כחולה.

התקנה והגדרות ראשוניות

התקנת ה-PLA5405 פשוטה מאוד - בשלב הראשון יש לחבר את המתאם לשקע החשמל ובשלב השני לחבר את כבל הרשת המסופק בין המתאם לבין המחשב (או התקן IP אחר כמו נתב, מתג, נקודת גישה או כל אמצעי אחר שיש לו חיבור רשת).  חשוב להדגיש שהשימוש במתאם לא דורש התקנת DRIVER או תוכנה כלשהי על המחשב .

חיבור המתאם לשקע חשמל גורם לנורית המתח (העליונה ביותר) להידלק.  בשלב השני, ומספר שניות לאחר חיבור כבל הרשת בין המתאם לבין התקן ה-IP, תדלק נורית הרשת (התחתונה ביותר) ותתחיל להבהב. 

כאשר ה-PLA5405 מזהה את בן הזוג שלו, הנורית האמצעית נדלקת ומאירה האחד מ-3 צבעים - אדום, כתום או ירוק.  הצבעים של הנורית מציין את מהירות החיבור אל בן הזוג:

• ירוק - מהירות העולה על 80Mbps.

• כתום - מהירות שבין 20Mbps ל-80Mbps.

• אדום - מהירות הנמוכה מ-20Mbps.

• במידה והנורית אינה דולקת המשמעות היא שלא אותר ברשת החשמל אף מתאם HomePlug תואם או שהמרחק בין המתאמים אינו מאפשר יצירת חיבור רשת אמין.

תוכנת הניהול של המתאמים

לצורך הפעלה בסיסית של מתאמי ה-HomePlug אין צורך להשתמש בתוכנה וכאמור, גם לא נדרשת התקנת driver-ים. 

יחד עם זאת, על מנת לנהל את כל המתאמים ברשת מנקודה מרכזית אחת, לעדכן קושחה ולהגדיר מפתחות אבטחה יש צורך להתקין את תוכנת הניהול המכונה  ZyXEL PLA Series Configuration, אותה יש להוריד מהאתר של חברת ZyXEL - כאן. 

ההתקנה של תוכנת הניהול קלה ופשוטה, ופרט למספר לחיצות על next, אינה דורשת התערבות מיוחדת.  גם התוכנה עצמה מאוד פשוטה לשימוש וכוללת 4 מסכים בלבד.  הסבר מפורט ומדויק על התוכנה והשימוש בה, ניתן למצוא בפרק 4 של מדריך המשתמש המפורט של המתאם, החל בעמוד 28.

בדיקת ביצועים

הביצועים של מתאמי HomePlug תלויים במספר פרמטרים:

• רעש אלקטרומגנטי.  רעש מסוג זה הוא תוצר לוואי של כל מכשיר המחובר לרשת החשמל הביתית.  ככל שרשת החשמל הביתית עמוסה יותר במכשירים, כך הרעש האלקטרומגנטי שנוצר בה יהיה גדול יותר וכתוצאה מכך, ביצועי מתאמי ה-Home Plug יהיו נמוכים יותר.

• שימוש במפצלי חשמל.  מתאם HomePlug שיחובר לשקע דרך מפצל חשמל ("אמבטית שקעים") ישיג ביצועים נמוכים מאלה של מתאם המחובר ישירות אל שקע החשמל.

• איכות חיווט הרשת.  במידה ואיכות כבלי החשמל הביתיים והשקעים אינה גבוהה או אם רשת החשמל היא בת שנים רבות, יתקשו מתאמי ה-HomePlug להסתנכרן במהירות גבוהה.

• מרחק.  ככל שהמרחק בין מתאמי ה-HomePlug הוא גדול יותר (כלומר החיבור ביניהם מתבצע על ידי חוטי חשמל ארוכים יותר) כך מהירות החיבור ביניהם תהיה נמוכה יותר.

• שימוש בהארקה.  על מנת להשיג את הביצועים המיטביים, המתאמים המודרניים עושים שימוש בכל שלושת גידי החשמל - מופע, אפס והארקה.  לפיכך את המתאמים המודרניים יש לחבר לשקעים בהם מצויים כל שלושת הגידים.

הערה: בניגוד לעבר, מתאמי ה-HomePlug המודרניים יכולים לעבוד גם אם הם מחוברים לפאזות חשמל שונות.  כאשר המתאמים מחוברים לפאזות שונות, מהירות החיבור נפגעת במעט אבל החיבור עצמו לא נקטע.

בדיקת ביצועיים

לצורך בדיקת הביצועים של מתאמי ה-PLA5405, נעשה שימוש בשני מחשבים, אחד נייד ואחד נייח, שניהם בעלי כרטיסי רשת של 1Gbps, ובתוכנת IPERF.  הסבר מפורט לגבי התוכנה בה נעשה שימוש, ניתן למצוא במדריך הזה בפרק "אופן ההפעלה של iperf".

לצורכי השוואה, בצעתי בדיקת ביצועים חוזרת גם עם זוג מתאמי TPL-401E של חברת TRENDnet אותם בדקתי לפני כ-3 שנים.  מתאמים אלה, התומכים ב-500Mbps ומגיעים עם יציאת LAN הפועלת במהירות 1G, נחשבו בזמנו למתאמי ה-HomePlug המודרניים והמתקדמים ביותר.

מבנה סביבת בדיקת הביצועים מתואר בשרטוט משמאל. 

המחשב הנייח חובר באמצעות כבל רשת ל-switch התומך במהירות של 1G.  מה-switch נמתח כבל רשת נוסף אל מתאם ה-HomePlug שחובר לנקודת החשמל במיקום A. 

המחשב הנייד חובר באמצעות כבל רשת למתאם ה-HomePlug השני ומתאם זה חובר לנקודות חשמל במיקומים A עד E.

במיקומים אלה (המפורטים במדריך מתודולוגית הבדיקות) הורצה פקודת iperf למשך 60 שניות (פרמטר t), עם 4 זרמי מידע במקביל (פרמטר P) כאשר גודל החבילות המשודרות הוא 512KB (פרמטר w).   פקודה זו הורצה 4 פעמים והתוצאות המופיעות בטבלאות להלן הן הממוצע שלהן.

על מנת לנטרל רעשים אלקטרומגנטיים, כל הבדיקות נערכו כאשר המתאמים מחוברים ישירות לשקע החשמל.  בנוסף, ולצורכי בקרה, נבדקו הביצועים של כרטיסי הרשת כאשר הם מחוברים ישירות למתג (switch) ללא שימוש במתאמים.  כל התוצאות בטבלאות להלן הן ב-Mbps, כשהמספר בסוגריים מציין את שיפור הביצועים שהושג.

	מיקום A	מיקום B	מיקום C	מיקום D	מיקום E
ביצועי הרשת עצמה	934.5	--	--	--	--
שני מתאמי PLA5405	388.5 (89.5%)	39.5 (37.6%)	68.1 (39.5%)	60.7 (83%)	63.6 (50%)
שני מתאמי TPL-401E	205.0	28.7	48.8	33.2	42.4

בדיקות הביצועים מעלות מספר מסקנות:

• שלוש השנים שעברו וההתפתחות של מתאמי ה-HomePlug מעידה על שיפור במהירות בכל המיקומים שנבדקו.

• כצפוי, לקירבה של שקע החשמל לארון החשמל יש השפעה גבוהה - למרות שנקודה E היא הרחוקה ביותר מנקודה A, היא נמצאת סמוך מאוד לארון.  לכן בנקודה זו התקבלו ביצועים טובים מנקודות B ו-D הרחוקות יותר מהארון.

• הביצועים של טכנולוגית ה-HomePlug עולים על אלה תקשורת אלחוטית ויש לשקול ברצינות את השימוש בה, במיוחד בין נקודות מרוחקות עם מכשולים רבים.

הערה חשובה ומהותית:

תת הדגם של ה-PLA5405 המיובא לארץ מגיע עם תקע אירופאי (TYPE F) שבו ההארקה נמצאת במגרעת בצד התקע ומתבססת על פס מתכת.  התקע הזה אינו מתאים לשקעים הישראלים שבהם הארקה מתבססת על פין שצריך להכנס לתוך השקע (TYPE H). 

המשמעות היא שחיבור ה-PLA5405 לשקע ישראלי יוצר מגע של שני פינים בלבד (מופע ואפס) ולא של שלושה (מופע, אפס והארקה).  על מנת להשיג את הביצועים המקסימליים שמתאמי 1.2Gbps מספקים, צריך להיות מגע בכל שלושת החיבורים, אך מכיוון שהמתאמים יוצרים כאמור מגע רק בשניים, הביצועים נפגעים מאוד. 

על מנת להתמודד עם הבעיה הזו יש צורך במתאם משקע TYPE F לשקע TYPE H, כמו זה המופיע בתמונה משמאל.     בשיחה עם מנכ"ל חברת Quality Bytes הובטח שמתאם שקע מודרני מסוג זה יצורף לכל PLA5405. 

מסקנות והתרשמות

ה-PLA5405 הוא מוצר בשל העונה על כל הציפיות הגלומות בטכנולוגית ה-HomePlug.  הוא מספק מהירות אפקטיבית טובה מאוד, הגודל הפיזי שלו סביר לחלוטין, הוא כמעט ואינו מתחמם ומיקום שקע ה-RJ45 בחלק התחתון שלו - אידיאלי.

ה-PLA5405 מספק תחליף מצויין למי שהתיאש מפתרונות המבוססים על נקודות גישה אלחוטיות  ונותן מענה הולם לגישור על טווחים ארוכים וחדרים שיש בהם קשיי קליטה.  רוחב פס גבוה ולכן גם במצב בו הוא מגשר בין שני מתגים (switch), אליהם מחוברים מספר מחשבים, הוא עדיין יהיה שימושי מאוד.

החסרון היחידי של ה-PLA5405 היא העלות - 720 שקל לזוג מתאמים הוא מחיר גבוה אבל למי שאין אפשרות לסלול כבל רשת או למי שזקוק לפתרון זמני, השימוש ב-PLA5405 מהווה מענה מומלץ ביותר.

פרטים נוספים

דף המוצר באתר הכללי של ZyXEL ‏-- PLA5405

דף מידע -- PLA5405 Data Sheet

מדריך התקנה מקוצר -- PLA5405 Quick Installation Guide

מדריך למשתמש -- PLA5405 Users Guide

תוכנת הניהול של המתאמים  -- ZyXEL PLA Series Configuration

Tweet