В связи с бурным развитием домашней автоматики и удорожанием прокладки дополнительных линий связи, большой интерес вызывает передача данных между различными устройствами по существующим линиям 220-380В. «Из розетки в розетку».
Управляющее и управляемое устройство или устройства подключаются штатными сетевыми проводами к домашней электрической розетке и получают от нее питание и сигналы управления.
Так могут быть построены локальные сети между компьютерами, системы «умный дом» и аналогичных. Сложность организации таких сетей заключается в том, что изначально это не было предусмотрено, нет единых стандартов, сети сильно зашумлены, их параметры сильно меняются при изменении нагрузки. При передаче данных по сетям 220/380В высокочастотный сигнал быстро затухает. Должны быть обеспечены электромагнитная совместимость и развязка передачи данных от электропотребления.
Наиболее широко известными технологиями передачи данных по сетям 220/380В являются:
X-10 одноименной фирмы (http://www.x10.com);
CEBus компании Intellon (http://www.intellon.com);
LonWorks корпорации Echelon (http://www.echelon.com);
Adaptive Networks, предложенная фирмой с таким же названием (http://www.adaptivenetworks.com);
DPL 1000 производства NOR.WEB (http://www.nor.webdpl.com).
PLC Universal Powerline Association, (http://electrointernet.ru)
Х10 - наиболее старая технология (1978г) ориентирована на управление бытовыми приборами.
Intellon CEBus (Intellon SSC) сделана компанией Intellon для домашней сети CEBus. Стандарт CEBus (EIA-600) дает возможность взаимодействия приборов домашней автоматики на основе различных сетей передачи: линий электропитания, радиоканалов, проводных каналов и др.
Используется технология шумоподобного сигнала, предусматривающая передачу каждого бита данных в полосе частот 100—400 кГц. Скорость передачи, как минимум, на порядок выше по сравнению с Х-10. Фирма Intellon реализует Power Line Evaluation Kit. Комплект для проектирования и построения такой сети. Его стоимость — 245 долл.
разработка американской корпорацией Echelon для распределенных сетей управления. Основа технологии LonWorks протокол LonTalk обмена информацией. Каждый узел сети содержит микропроцессор, реализующий функции данного протокола.
LonTalk представляет собой семиуровневый коммуникационный протокол, позволяющий осуществлять надежную передачу данных через различные физические среды. Для среды каждого типа разработаны трансиверы, поддерживающие работу сети при различных длинах каналов, скоростях передачи и сетевых топологиях. Цена LonWorks: 42 $ — за трансивер, от 2000 $ — за систему программирования.
выпускает ряд устройств, поддерживающих передачу данных по любым видам электропроводки. Эффективная скорость передачи 115 кбит/с.Ее отличительными особенностями являются исключительная надежность и адаптивность (вероятность ошибки 10-9), шумоподобный сигнал, возможность использования ПО для витой пары, очень высокая цена.
DPL 1000 , позволяет передавать данные по электросетям со скоростью до 1 Мбит/с, разработана компанией NOR.WEB. DPL 1000 это революция в передаче данных по электрическим линиям. Технические подробности реализации в доступных источниках отсутствуют. В Европе пока тестируются пробные подключения по технологии DPL 1000. Если все пойдет удачно, то такая технология - это шанс для РФ сделать быстрый и доступный для ВСЕХ Интернет.
, технология передачи данных по сетям 220/380 В, 6/10 кВ и коаксиальным сетям. Используется шумоподобный сигнал 1536 поднесущих в диапазоне от 2 до 34 мГц. Причем можно вырезать часть поднесущих, если они мешают другим сетям. Система сама адаптируется к зашумленности и нагрузке электросети. Скорость передачи до 200мбит/с при дистанции между устройствами до 300 м. Стоимость абонентского модема от 120$.
Более подробно с указанным оборудованием и стандартами можно познакомиться на приведенных сайтах. По линиям электропроводки передают не только команды, но и голос. Например, можно реализовать мини АТС или селекторную связь. Технологии передачи информации по электросетям у нас незаслуженно забыты. Как показывает мировой опыт, это очень перспективное направление.
Все мы рано или поздно задаёмся вопросом создания домашней интернет-сети. В маленьком пространстве этот вопрос решается просто: достаточно поставить Wi-Fi роутер, который раздаст интернет на одну – две комнаты. Но что если речь идёт о многокомнатной квартире, загородном доме или офисе со множеством помещений? Отличный вариант - протянуть сетевые кабели, но лучше это делать во время изначального ремонта и прокладки электрических кабелей: ведь никому не придётся по нраву гора проводов во всех комнатах. Второй вариант – поставить репитер, который усилит Wi-Fi с основного маршрутизатора. Эта идея подойдёт для небольшого количества пользователей, к тому же в идеале для стабильного соединения придётся поставить по репитеру в каждом помещении. Но что если нужен интернет в большом доме или крупном офисе? Тогда на помощь придёт интернет, проходящий по электрическим проводам: технология Powerline.
Технология Powerline позволяет передавать данные по электропроводке, которая уже проложена по всему дому. Адаптер Powerline подключается к электрической розетке, принимает пакет данных со своего LAN-порта и посылает информацию по электропроводке. Другой адаптер, подключённый к той же электросети, распознает и декодирует сигнал, а затем отправляет данные дальше через LAN-порт или Wi-Fi (зависит от модели). Такая технология позволяет передавать данные практически без потери на расстояния до 300 метров, а в одной сети может работать более 200 адаптеров. При этом важно, чтобы все адаптеры сети находились в одной фазе, иначе будет происходить потеря сигнала. Также желательно, чтобы проводка была из медной проволоки. Ещё не стоит забывать, что к электросети подключено множество других приборов, а также сетевые фильтры, ИБП, автоматы, УЗО - всё это создаёт помехи.
Всё это следует учитывать при подключении Powerline адаптеров, но сейчас мы остановимся на том, как их выбирать. Эти гаджеты различаются по целому ряду характеристик, которые повлияют на скорость интернета и, что немаловажно, на удобство использования.
Чем различаются адаптеры Powerline
Скорость передачи данных Powerline
Эта характеристика напрямую зависит от стандарта, на основе которого функционирует сеть. Наиболее популярны два: Homeplug AV и Homeplug AV2.Homeplug AV – это стандарт, использующий два провода электросети: фазный и нулевой. Скорость связи между устройствами по этому стандарту составляет 200, 500 и 600 Мбит/с. Но реальная скорость гораздо ниже: около 100, 240 и 280 Мбит/с.
Стандарт Homeplug AV2 помимо двух вышеупомянутых проводов используется третий – заземление. Это позволяет достигать высоких скоростей: до 1300 Мбит/с. Реальная скорость будет около 600 Мбит/с, но, согласитесь, это неплохо.
Стандарт Homeplug AV2 особенно чувствителен к качеству проводки. Поэтому если в вашем доме нет заземления, или ваша проводка алюминиевая и низкого качества, то он вам не подойдёт. Если же интернет вам нужен для сёрфинга и редкого просмотра фильмов, подумайте: есть ли смысл приобретать адаптеры с высокоскоростным соединением, когда можно сэкономить и удовлетворить все свои потребности с адаптерами со скоростью 200 – 500 Мбит/с.
Поддержка PoE
PoE расшифровывается как Power over Ethernet, то есть «питание посредством Ethernet». Технология PoE позволяет подавать питание на требуемое устройство через обычный сетевой кабель. При этом обмен цифровыми сигналами не теряется, и сеть остается полностью функциональной.Технология PoE будет востребована в случае, если вы хотите поставить, например, маршрутизатор, IP-камеру или IP-телефон в месте, где нет возможности установить розетку, например, на чердак, крышу или наружную сторону стены. Адаптер Powerline с поддержкой PoE позволит подвести интернет к ближайшей розетке, а далее соединить адаптер с нужным устройством с помощью сетевого кабеля.
Количество адаптеров в комплекте
Для создания Powerline – сети необходимы как минимум два адаптера: один принимает данные с маршрутизатора и направляет их по проводам, а второй – принимает данные и передаёт их на компьютер, смартфон, телевизор и другие гаджеты. Как уже было упомянуто, в сети может быть более 200 адаптеров – их количество зависит от возможностей модели.Лучше приобретать адаптеры одной фирмы и даже модели. Во-первых, это облегчит их синхронизацию (многие модели находят друг друга всего лишь после нажатия одной кнопки). Во-вторых, при подключении адаптеров с разными характеристиками скорость передачи данных сети будет ориентирована на самое слабое устройство.
Наличие встроенной розетки
Адаптеры Powerline бывают со встроенной розеткой и без неё. Во втором случае гаджет представляет из себя адаптер с вилкой для подключения к электрической розетке. В первом случае в адаптер ещё встроена проходная электрическая розетка, к которой можно подсоединить любое устройство, питающееся от электросети. Минусом наличия розетки можно назвать уменьшение скорости передачи данных адаптера при подключении к ней устройства, но оно не столь существенно.
Количество портов Ethernet
В адаптерах Powerline есть порты Ethernet для подключения к ним устройств с помощью сетевого кабеля. Чем больше портов, тем большее количество устройств сможет получить интернет от гаджета. Однако это актуально только для устройств, которые также имеют порт Ethernet – а смартфонам и планшетам понадобится Wi-Fi. Как вариант, с помощью сетевого кабеля к адаптеру можно подключить Wi-Fi маршрутизатор.Скорость передачи данных Ethernet
Это скорость, с которой данные будут передаваться от адаптера к подключённому к нему сетевым кабелем устройству и обратно. Большинство современных сетей работают со скоростью 10 - 100 Мбит/с. Если же вы хотите передавать большие объёмы информации, например, фильмы в HD качестве, прямые трансляции, онлайн-игры, то стоит выбрать устройство, поддерживающие скорость 100 - 1000 Мбит/с.
Поддержка Wi-Fi
Эта функция позволит раздать Wi-Fi прямо с адаптера Powerline, не используя при этом дополнительный маршрутизатор. Выбирая гаджет с поддержкой Wi-Fi, следует обратить внимание на две важных характеристики: скорость передачи данных Wi-Fi и поддерживаемые стандарты Wi-Fi.Чем выше скорость передачи данных Wi-Fi, тем лучше. Эта характеристика напрямую зависит от поддерживаемых устройством стандартов Wi-Fi. Вот пять наиболее распространённых стандартов, расположенных по мере увеличения их скорости и радиуса действия: 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, где у первого скорость - 11 Мбит/с, а у последнего – 1,3 Гбит/с. Учтите, что существует два диапазона частот Wi-Fi: 2,4 и 5 ГГц, и многие устройства поддерживают лишь один из них. В диапазоне 2,4 ГГц работают стандарты 802.11b, 802.11g и 802.11n, а в диапазоне 5 ГГц - 802.11a, 802.11n и 802.11ac.
Маршрутизатор
Характеристика указывает наличие или отсутствие возможности использовать данное оборудование как маршрутизатор. Каждому компьютеру локальной сети маршрутизатор присваивает уникальный внутренний адрес и распределяет пакеты данных между компьютерами. Это позволяет создать коллективное подключение к интернету с использованием только одного официального внешнего IP-адреса. При этом сохраняется нормальная работа всех сетевых приложений.Это решение будет актуально при настройке интернета в офисе для компании.
Критерии выбора
Как мы выяснили, адаптеры Powerline различаются целым рядом параметров, которые станут определяющими при выборе подходящего устройства. Одни модели подойдут для небольшой квартиры, другие – для загородного дома, а некоторые – для крупного офиса. При этом очень важны характеристики электросети, которые могут значительно ограничить в выборе адаптера. А для создания сети в одно- двухкомнатной квартире и вовсе лучше воспользоваться Wi-Fi роутером с репитером или кабельным соединением.Итак, мы распределили адаптеры Powerline, исходя из целей и места их использования.
Для создания домашней сети в старом многоквартирном доме, в проводке которого отсутствует заземление
, стоит выбирать среди комплектов из двух адаптеров Powerline со стандартом Homeplug AV, с 1 – 2 портами Ethernet и встроенными розетками. Их стоимость: 1250 - 4999 р.
Для создания домашней сети в новом многоквартирном или частном доме лучше присмотреться к
Вам наверняка знакома ситуация, когда вокруг домашнего компьютера извивается какое-то невероятное количество проводов, идущих к монитору, мышке, клавиатуре, маршрутизатору и так далее. Избавиться от них можно несколькими способами. Самый простой - перерезать, посложнее - перейти на беспроводные технологии.
Не будем рассуждать об удобстве беспроводных мышей или клавиатур: это все скапливается непосредственно вокруг компьютера и потому особенно жить не мешает. А вот Ethernet-кабели часто приходится тянуть через полквартиры. При грамотном ремонте можно учесть все аспекты и разместить по дому или квартире розетки для подключения к сети. При переезде в съемную квартиру решить такой вопрос сложнее, есть и другие нюансы.
Wi-Fi? Уповать на него можно не всегда, так как на его работу влияет материал стен, их расположение. А если речь идет о многоквартирном доме, то тут еще и обилие других беспроводных точек доступа: эфир заполнен чуть более чем полностью. Днем или утром это не так заметно, вечером же могут начаться проблемы с пингом и лагами при просмотре IPTV или игре «по воздуху».
Варианты их решения - ручные настройки и регулярный анализ эфира, переход на точки доступа с поддержкой 5 ГГц или возвращение к истокам - проводам. Первый кажется трудоемким, и вряд ли домашний пользователь станет постоянно копаться в заумных программах, выискивая свободное место в диапазоне 2,4 ГГц. Представьте своих маму/папу/бабушку/дедушку за этим занятием… Для начала научить бы их пользоваться смартфоном с сенсорным экраном.
Переход на 5 ГГц? Это отличный вариант, который рекомендуем и мы, и специалисты в области связи. Однако такие маршрутизаторы будут стоить денег, да и работать в сети смогут далеко не все домашние устройства. Невероятно, но факт: этот диапазон непонятен даже нынешним PlayStation 4 , что уж говорить о недорогих смартфонах и телевизорах.
Ну и самый неудобный, зато практичный способ - провода. Можно прикинуться Человеком-пауком, разложить их по всему дому и при определенных навыках добиться эстетичного вида. Есть еще один «проводной вариант», который мы и протестировали, - технология Powerline, когда интернет поступает через силовой кабель. Немного пугает, честно говоря... По-научному это называется «связь по ЛЭП», и использует она линии электропередачи для передачи по ним данных.
Не будем утомлять исторической справкой, а сразу приступим к делу. Для тестирования мы выбрали квартиру в доме, построенном в конце 70-х годов прошлого века. В стенах проложены такие же древние алюминиевые провода, в щитке установлены три автомата, но фаза одна, как и в подавляющем большинстве случаев. Операторский кабель заведен в одну из комнат, где установлен недорогой маршрутизатор с Wi-Fi.
Что ж, узнаем, справится ли рассыпающийся в порошок алюминий с нагрузкой. Тестируемые Powerline-адаптеры TP-Link AV1200 «разгоняются» до гигабита, но утилизировать всю эту мощь получится разве что в локальной сети в условиях, приближенных к идеальным. Внешне адаптеры представляют собой достаточно крупные прямоугольные коробки с набором индикаторов сбоку, перфорацией для вентиляции по периметру, разъемом для дата-кабеля и дублирующей розетки, то есть «сквозь» адаптер можно все так же подключать технику.
Как это работает?
Ведущему адаптеру необходимо получать откуда-то интернет. Вставляем девайс в розетку и подключаем к нему кабель из маршрутизатора. Наш TP-Link моргает лампочками, и безо всяких настроек по всей квартире при активации второго адаптера должен появиться интернет. Ну не магия ли?!
Теперь можно идти в любую комнату, где есть розетка, и искать место для второго адаптера.
В моделях адаптера без Wi-Fi любое устройство потребует для подключения Ethernet-кабель: тот же ноутбук придется подсоединять через патч-корд. Если же вы хотите подключить к интернету «кухонный» телевизор, то такой вариант выглядит практичнее.
Дальность действия устройств, вернее, их способность обеспечивать связь в электропроводке без потери пакетов, составляет 100 метров (для тестируемого устройства). При этом необходимо учитывать метраж проводов в стенах, которые не идут напрямую из точки А в точку Б. Если что-то пойдет не так и второй адаптер не будет видеть пару, имеется кнопка принудительного «спаривания». Адаптеры ищут друг друга секунд 10, без вмешательства пользователя создается цепь передачи данных. Сигнал может циркулировать по всему дому, но все зависит от того, как разведена проводка. И помните: просто воткнув в розетку штепсель от телевизора или ноутбука, вы интернета не получите.
«Шифруется соединение 128-битным ключом AES, данные ваш сосед не увидит. Если проводка старая, если где-то отходит контакт, плохо скручены провода - это может негативно влиять на пропускную способность. Как утверждает производитель, устройствам все равно, используется ли в проводке медь или алюминий», - рассказал Сергей Барисевич, руководитель отдела клиентской технической поддержки компании «Атлант Телеком».
Все, никаких паролей вводить не надо, мы с ходу имеем обыкновенную локальную сеть с доступом к интернету. Теперь нас интересуют скорости.
Сперва протестировали IPTV на телевизоре, запустив HD-каналы. Никаких тормозов, «лагов» и рассыпающейся картинки, скорости, очевидно, хватает с лихвой. «Для стабильного качества HD-контенту требуется 18 Мбит/с», - комментирует Сергей.
Настает черед Speedtest. Тарифный план позволяет передавать данные на 100 Мбит/с, поэтому ждем соответствующих показателей. Максимум, что удалось выжать из старых проводов в стенах, - более 85 Мбит/с. Это весьма достойный результат с учетом всех аспектов. На максимально возможном удалении в квартире от базовой розетки скорость снизилась до 80 Мбит/с.
Перед очередным замером скорости нагружаем электрическую сеть, чтобы помешать плавному течению битов в проводке. В двух комнатах включен свет, работает телевизор, жужжит вентиляторами компьютер, тарахтит холодильник, к ним присоединяются микроволновка и мощный электрочайник. Очередной «спидтест» показывает примерно те же цифры, с незначительным снижением в районе 5-10%.
Интересно, что пинг практически не меняется («танкисты» будут довольны), в то время как при подключении через Wi-Fi из-за засоренности эфира и удаленности от точки доступа он прыгает до 250-300 мс при максимуме 30 мс через электрическую розетку. Замеры показали, что беспроводная связь в условиях многоквартирного дома менее эффективна в сравнении с Powerline. Но все же удобнее.
Позже в условиях офиса скорость передачи данных составила 35 Мбит/с при расстоянии как минимум в три раза большем, чем в квартире (но реально оно может быть еще больше: схемы размещения проводки под рукой не оказалось). Кроме того, здесь к розеткам подключены десятки устройств, потребляющих энергию.
В обоих случаях никаких претензий к качеству передачи данных нет: оно однозначно выше, чем «по воздуху», даже при нагрузке на электрическую сеть.
Почему эта технология не используется повсеместно?
«Вопрос цены. Да, пользователь может докупить еще пару адаптеров, но и цена подключения вырастет в два раза. И Wi-Fi к тому же дешевле, а также обеспечивает бóльшую мобильность. Это решение удобно для статично установленных устройств. Для того же IPTV вы получаете стабильный сигнал. Даже при работе через сетевой фильтр», - считает технический специалист.
Почему операторы не используют Powerline?
В свое время операторы изучали возможность применения такой технологии для обеспечения доступа в интернет для домов целиком. «Грубо говоря, на дом ставится один свитч, подключенный к оптике, а абонент получает свой адаптер в квартиру. Никакой дополнительной проводки при этом не требовалось», - рассказал Сергей. Но на самом деле это вылилось бы в значительные траты: операторы не могут гарантировать качество проводки, уложенной 5-10, 30 или более лет назад. «Что-то подобное происходит с технологией ADSL, когда все операторы зависят от телефонной линии „Белтелекома“ и не могут контролировать качество соединения», - добавил он.
Выводы
В небольшой квартире при наличии Wi-Fi практичность Powerline-адаптеров не очевидна. Исключение составляет лишь стационарно установленная техника: умный телевизор или приставка. Модели с беспроводными модулями стоят дороже, но позволяют обеспечить бесперебойное покрытие Wi-Fi в квартирах, где стены мешают сигналу. Аналогично для частного дома, когда, например, надо провести интернет в подвальное помещение.
Интернет посредством электрической розетки является уже известным среди ИТ-специалистов способом передачи данных потоковой информации сети Интернет . Это своеобразная альтернатива обычным опто-волоконным сетям, которая не потребует даже наличие роутера, все полностью будет реализовано посредством простой передачи тока через обычную розетку. Такое решение является определенной экономией среди потребителей. Главным достоинством такой передачи данных является бесперебойная перенос потоковой информации без какого-либо торможения, в отличие от кабельных проводных сетей или Wi-Fi .
Как провести Интернет по электросети? Powerline адаптер с WiFi Tenda N300
Выход в интернет через электрическую сеть
Если вы – обладатель просторной многокомнатной квартиры, с новым евроремонтом, условия которого не позволяют проводить типичную кабельную сеть из-за сложности самой ее транспортировки по всей площади помещения. Вот на замену этому и приходит решение прокладывать электрическую сеть для услуг провайдеров Интернета, чтобы в будущем довольствоваться миром всемирной паутины.
Да, с одной стороны, это такая же проводка, ничем не отличающаяся, может быть, от кабельной, но она имеет достаточные преимущества над тем, чтобы даже беспроводные коммуникации, вроде Wi-Fi соединений, уступили ей место по достижению больших скоростей. Еще одним достоинством такой реализации можно считать, пожалуй, достижение приемлемой цены за услугу ее пользования.
Обзор и настройка TP-Link PA2010
BPL – Broadband over power lines
А именно, широкополосное соединение, проложенное через электрическую сеть, уже известно на Западе. Им пользуется большая часть коммерческих и правительственных организаций, где нужно стабильное интернет-соединение без обрывов. Такую технологию даже используют некоторые , взамен кабельных или телефонных ADSL -сетей. Поэтому тона уже давно является «обкатанной» за рубежом. Хотя, провайдеры России редко предлагают такие услуги, ссылаясь на недостаточную освоенность такой технологии и дороговизну передающего оборудования. Однако давайте же попробуем разобраться, как это, собственно, устроено.
Для начала текущий провайдер должен получить официальное разрешение на доступ к электростанциям и оборудованию. Необходимо предъявить все документы и согласовать решения между поставщиками электроэнергии и провайдером.
Принцип работы такой системы реализуется с помощью силового тока по несущей (В России и странах Европы он составляет 50 Гц), добавляются несколько разновидностей модуляции OFDM , при которой сигналы разносятся по нескольким потокам с ортогональным уплотнением. По официальным данным, частота поднесущей может составлять до 21 Мгц , что не влияет на стандартную разрядность тока в 50 Гц, следовательно, пагубно не влияет на электроприборы. В остальных странах частота поднесущей идет до 30 МГц .
На трансформаторные блоки устанавливаются передающие свитчи и маршрутизаторы с оптоволокном, которые преобразуют потоки в обычный электрический ток, уже непосредственно идущий к потребителю. На расстоянии устанавливаются специальные разветвители сигнала, которые могут одновременно передавать один и тот же поток. В электрическом щитке устанавливается сам приемник сигнала, раздающий поток посредством домовой сети.
На данный момент допустимая скорость составляет до 100 Мбит/с , но существует оборудование, которое позволяет увеличить скорость в несколько раз. Однако такая аппаратура пока широко не доступна. Фактически, BPL соединение представляет собой разновидность домовой сети, к которой подключен многоквартирный дом. Текущая скорость зависит от нагрузки на сеть между пользователями. Поэтому, если в вашем здании имеется сто квартир, то, при полной нагрузке на каждого, скорость может доходить до 10 Мбит/с .
В принципе, такая технология ничем не отличается от обычного даже телефонного соединения, либо иного другого. Если же у вас имеется ноутбук или планшет, и вам нужно беспроводное соединение, рекомендуется заказать у провайдера Wi-Fi маршрутизатор. Такой девайс, как правило, снабжается Ethernet интерфейсом или даже USB соединением.
Что касается ценового сегмента, то, например, некоторые московские провайдеры, предоставляющие такую услугу, просят от 20 долларов за проводку стомегабитной сети. В Америке данная услуга доступна за те же 20 долларов, но с гораздо меньшей пропускной способностью, которая может достигать одного мегабита.
Достоинства и недостатки
Однако каждая технология, как известно, имеет как свои достоинства, так и недостатки. В первую очередь, это ненадежность самой электрической проводки. Особенно это критично, когда проводят такую систему и используют алюминиевые проводники вместо медных. Они обладают еще одним недостатком: недостаточной проводимостью полезных несущих сигналов. Кроме того, возможны скрутки таких кабелей, которые также негативно влияют на сам сигнал. Поэтому технология электрической сети Интернет находит свое применение в новостройках, где уже проложены медные провода.
Кроме того, электрическая сеть, как и любой механизм, проводящий ток, способен давать наводки от близко расположенных электроприборов, а также негативно влиять на работу таких устройств.
Чтобы BPL-устройства от перепадов напряжения, необходимо использовать специальные сетевые фильтры, которые рассчитаны специально для работы в таких устройствах, однако на территории России их очень проблематично найти.
Все же, основным преимуществом BPL является отсутствие прокладки наземных кабелей, как в случае с кабельными сетями или телефонной ADSL-линией . А еще – возможность получения стабильного и недорогого на хорошей скорости. Ее минусом, для провайдера, является подписание договоров с компаниями электроснабжения. Еще очень важно проверить наличие возможности установить такой тип сети, в большинстве случаев, это зависит от постройки самого дома
BPL – это доступная альтернатива кабельным и телефонным сетям для комфортного доступа ко всемирной паутине.
После ознакомления с нижеследующим материалом шутка о «киллере Ethernet-карт», представляющем собой патч-корд со штекером RJ-45 на одном конце и вилкой подключения к сети 220 В на другом, уже не покажется настолько остроумной. Правда, в разрыв этого провода нужно будет включить соответствующий PowerLine-адаптер…
Известная шутка о том, что большинство изобретений происходит от человеческой лени, очень хорошо применима к сетям передачи данных. С тех пор как наличие связи между компьютерами в офисе стало обязательным, а Ethernet превратилась в стандарт де-факто, не прекращались попытки сделать эту связь еще проще например, избавившись от необходимости прокладывания дополнительных кабелей.
О различных технологиях, позволяющих «сэкономить» на разводке отдельной сетевой инфраструктуры, мы уже писали не раз например о HomePNA, предполагающей использование , или о беспроводных сетях . Технология же, о которой пойдет речь сегодня, использует для построения локальных сетей… обычную электропроводку, существующую в любом здании.
Технология PowerLine имеет сложную и переменчивую судьбу. Несколько раз ей прочили центральное место в развитии домашних информационных сетей. Потом «забывали» о ней, чтобы по мере совершенствования технологической базы снова вернуться и провозгласить ее чуть ли не панацеей. Не баловали вниманием этот сектор рынка ни исследовательские агентства, ни IT-издания (как выяснилось, в Рунете есть всего пара более или менее серьезных публикаций на эту тему, а в Uanet и того меньше).
Отчасти желая заполнить сложившийся информационный вакуум, отчасти в связи с очередной волной коммерческого интереса к этой демократичной и, на первый взгляд, чрезвычайно простой идее, мы решили продолжить разговор, начатый в обзоре « », дополнив его рассказом о том, ценой каких усилий достигается устойчивая работа через сеть питания. Вниманию читателей предлагаются детальный обзор технологии PowerLine, а также тесты и наши впечатления от эксплуатации устройств, которые по достаточно приемлемым ценам уже реально присутствуют на отечественном рынке.
Вы уж нас-то совсем за дураков не держите.
Вы тут в проекте указали 70 метров кабеля и 10 сетевых розеток.
А у нас что, по-вашему, компьютеры до сих пор от солнечной
энергии питались? Вы, может быть, и дырки новые сверлить собрались?…
(Из обсуждения калькуляции на сеть, 1996 г.)
Из всей этой достаточно комичной истории, когда пришлось долго и аргументированно доказывать финансовому директору небольшой компании, что информационный кабель и розетки действительно укладывать и монтировать нужно, ведь сеть питания это одно, а информационная сеть абсолютно другое, запомнился финальный вопрос, символизирующий прощание с последней надеждой: «Так что, по тем же проводам никак нельзя?». Если закрыть глаза на некоторую «нетехническую» постановку самого вопроса, этого человека достаточно легко понять. Только-только закончился шикарный ремонт особняка, и необходимость работы организации с хорошо налаженной системой «дискетооборота», размещенной всего в четырех помещениях на трех этажах, в единой сети диктовалось более соображениями престижа, нежели насущной потребностью.
Можно ли было в те времена ответить на этот вопрос утвердительно? В далеком 1996 г. нет. Беспроводные сети дорого и нестабильно. Как поныне здравствующие технологии и протоколы передачи по энергосетям (X-10, CEBus, LONWorks), так и множество других, с рекламных полос обещающих «насытить интеллектом наше жилище» и впоследствии бесследно канувших в Лету, были на отечественном рынке скорее экзотикой. Они характеризовались либо низкой скоростью обмена, либо слабой помехозащищенностью, либо первым и вторым одновременно, и отпугивали неоправданно высокой стоимостью оконечных устройств.
PowerLine: детство, отрочество, юность
…и опыт, сын ошибок трудных…
А между тем история сохранила много попыток использования в качестве физической среды для обмена данными «неприспособленные» провода. Проще, разумеется, оперировать с телефонными «медными парами» их параметры были стандартизированы, а к правилам прокладки предъявлялись достаточно жесткие, унифицированные в ряде стран, требования. Наверное, поэтому первой жизнеспособной технологией передачи по альтернативным проводам стала технология, предложенная компанией Tut Systems (середина 90-х годов). Как известно, на ее основе вскоре приняли стандарт передачи данных по телефонной проводке, HomePNA 1.0. Пускай первая версия этого стандарта не была очень «продвинутой», но в сети по HomePNA 1.0, насчитывающей до 7-10 компьютеров, в целом удавалось получить 1 Mbps при дальности между ними порядка 100-150 м.
Хотя домашняя сетевая проводка по ряду причин, к которым мы вернемся позже, среда еще менее благодатная, идея использовать один транспорт для питания устройств и передачи управляющих сигналов уходит своими корнями чуть ли не к началу эры электричества. В патентных анналах 20-х годов XX столетия удалось обнаружить предложение, основанное на «…использовании тонов нескольких голосовых [звукового диапазона. Прим. автора] частот для включения и отключения приспособлений по проводам, по которым оно питается». Причем в качестве задатчика управляющего сигнала в расширенной патентной формуле предприимчивый автор «застолбил» употребление… свистка и микрофона с усилителем.
А вот объективно утверждать, кто именно сделал следующий решающий шаг «в розетку», достаточно сложно развитие технологии представляло длинную цепочку из тактических исследовательских побед и стратегических рыночных поражений. Проводимые поисковые работы характеризовались разрозненностью и отличались по направлениям: одни компании ставили перед собой задачу избавиться от дополнительных проводов при передаче аудиосигналов, в результате их работы уже в 40-х годах появились различные «бебифоны» и «интеркомы». Другие (это уже относится к концу 70-х) бросили силы на помехозащищенные системы управления по питающей сети, для функционирования которых не требовались высокие скорости обмена. Третьи путем различных изощрений старались «втиснуть» полосу, занимаемую видеосигналом (она составляет единицы мегагерц), в обычный кабель питания. Правда, на практике часто выяснялось, что экономическая эффективность от использования этих решений, как правило, оказывалась мнимой.
Стало очевидно, что воплощая хоть и хитроумные, но, по сути своей, аналоговые либо квазицифровые подходы к формированию, кодированию и передаче информации и будучи связанными существующими на тот момент технологическими ограничениями (как то: высокая стоимость DAC, ADC и других компонентов тракта цифровой обработки сигналов), коммерческих версий «серьезных» устройств не создать. Это, в конце концов, охладило пыл изыскателей, и добрый десяток лет идея потихоньку «варилась в собственном соку». Однако до сих пор на рынке можно найти работающие по сетевым проводам связные (интеркомы, мини-АТС) и несложные управляющие устройства (например, зажиганием нескольких ламп в люстре), выпускаемые серийно, а в Internet встретить описание оригинальных проектов и различных интересных конструкций: от любительских (как правило, использующих для формирования набора команд тоны звукового или ультразвукового диапазона частот) до датчиков, дешифраторов и командоаппаратов для нужд промышленной электроники.
И как бы по-детски примитивно ни выглядели эти устройства с высот технологического развития сегодня, именно благодаря ряду концептуальных решений тех лет мы можем сегодня рассказать об устройствах передачи информации по проводам питающей сети, которые на практике доказали, что способны обеспечить высокие скорость и помехозащищенность процесса обмена и обладают достаточным ресурсом для адресации устройств в сети. Последний факт особенно важен при массовом распространении, так как определяет возможность однозначно идентифицировать, к кому направлена информация. Для тех, кто считает это требование не столь критичным, напомним американский анекдот, повествующий о том, как нажатие на кнопку сетевого пульта дистанционного управления кофеваркой (по-видимому, работающего на принципах, близких к вышеупомянутому патенту!) привело к выполнению команды на размораживание холодильника и включение полива газонов на участке у соседа.
Период отрочества в развитии технологии обычно связывается с целым рядом проводимых в 1997-2000 гг. экспериментов по передаче данных и голоса в рамках пилотных проектов ведущих исследовательских лабораторий. Кроме малоизвестных на тот момент компаний, в них принимали участие такие гиганты телекоммуникационной индустрии, как Siemens, Nortel и несколько провайдеров услуг связи Германии и Великобритании. И хотя планы строились поистине наполеоновские (Norweb Telecom успел заключить договоры с десятком ведущих энергокомпаний Евразии) и обещания раздавались щедро (1,5 пфеннига за минуту работы в Internet), идее широкомасштабного использования электропроводки в очередной раз «не повезло».
Объяснений и причин этому можно привести множество: и высокий уровень побочных излучений устройств, и их стоимость, сравнимая с ценой DSL- и кабельных модемов, и конструктивное несовершенство оконечных устройств, и нестабильно работающее ПО к ним, и жесткий прессинг со стороны больших телекоммуникационных компаний… Все это так, но, по мнению автора, не последнюю роль здесь сыграли допущенные маркетинговые ошибки, связанные с особенностями восприятия решений теми, кому они адресовались. Вспомним, что именно на эти годы пришлось победное шествие «витой пары» под лозунгами «Fast Ethernet в каждый офис». И ответственные за небольшие офисные сети специалисты, намучившиеся с BNC-разъемами и оконечными терминаторами, были явно не склонны к экспериментам с новой и к тому же достаточно сырой технологией, не обещавшей высоких скоростей и наследующей топологию приевшегося «коаксиального» Ethernet. Что же касается осторожных рядовых бюргеров, участвующих в экспериментах… Расчет на то, что они будут отстаивать технологическое решение, пускай даже очень многообещающее, в ущерб своим текущим потребностям и финансовым интересам, как неоднократно свидетельствует история развития техники, заранее обречен «…ему покажешь медный грош и делай с ним что хошь».
Пускай первые попытки поставить на коммерческую основу организацию домашних сетей и «раздачу» Internet не привели к ожидаемому перевороту на рынке телематических услуг, уже в 2001 г серийно выпускаемые устройства со скромной надписью «HomePlug 1.0» доказали в ходе эксплуатационных испытаний, проведенных в 500 домах, что эффективная работа через сеть электропитания возможна в 98% случаев.
Рис. 1. Перспективы, нарисованные аналитиками, внушают оптимизм
Заложенные в стандарт надежность, живучесть и достаточно большая скорость, по мнению аналитиков, заставили задуматься телефонные компании, насколько крепко они удерживают «свой кусок пирога», что послужило одним из факторов дальнейшего снижения цен на услуги по подключению к Сети.
Предоставление услуг по доступу в Internet наиболее привлекательная, хотя и не единственная сфера применения технологий передачи информации по проводам питания. На сегодня все известные направления, в рамках которых видится развитие подобных систем как основы для обмена информацией через сети питания, можно попытаться условно разделить на три группы.
Группа первая. Среда для информационного обмена между приборами контроля и управления системы домашней автоматики
Дом, полный электроприборов и радушно обслуживающий своих хозяев, появился в фантастических романах Рэя Брэдбери еще в 60-х годах. И до сих пор большинством из нас эти идеи воспринимаются как научно-популярная фантастика, отнюдь не дешевая и далеко не жизненно необходимая. Но ведь в исходной идее связать воедино контроллер (блок управления), компьютер, принтер, телефон, датчики климат-контроля и различные исполнительные устройства (как то: управляемые выключатели, кондиционер, обогреватели, кухонные бытовые приборы, аквариум и систему полива газона) ничего зазорного и сверхъестественного не содержится. Более того, уже доступные для реализации ее отдельные элементы сегодня могут и должны рассматриваться как базис для создания комфортной, автономной, безопасной и энергосберегающей (по некоторым оценкам до 20-25% расходов) системы управления будущего. Можно предполагать, что по мере дальнейшего роста стоимости энергоносителей и электроэнергии сроки ее окупаемости будут снижаться. И хочется верить, что уже в недалеком будущем значительные начальные вложения престанут быть серьезным препятствием для их внедрения…
Ясно, что такая единая среда, включающая и ПК, и компьютерную периферию, и бытовые устройства, сможет функционировать только при наличии локальной информационной сети, основное требование к которой высокий и гарантированный уровень надежности, обусловливаемый, в первую очередь, степенью совершенства используемой технологии обмена данными. Очевидно и то, что появление интерфейсных гнезд для подключения USB, FireWire либо Ethernet на чайнике, пылесосе или светильнике-бра вряд ли будет воспринято покупателем с радостью. Хотя не будем зарекаться наверняка найдется производитель, который умудрится не только интегрировать все это в свою кофеварку, но и убедить клиента в том, что тот мечтал об этом всю свою жизнь.
Кстати, именно с появлением новых версий технологий передачи информации связывается процесс переосмысления концепции домашней системы безопасности, включающей широкий спектр датчиков (пожарных, движения, разбития стекла и др.), подсистем мониторинга (в том числе камер слежения), средств пожаротушения и управления доступом к объектам. Здесь, правда, следует расставить акценты. Пока речь может идти об «охранках», применяемых как вспомогательные (либо дополнения к уже имеющимся, либо автономные), ведь для подключения к централизованной охранной или пожарной системе может потребоваться соответствующий сертификат как на датчик, так и в целом на технологию передачи этой информации. По ряду предварительных оценок, технические параметры таких решений охранных систем (в первую очередь по критериям надежности и защищенности канала передачи) сравнимы или даже лучше, чем у существующих беспроводных.
Группа вторая. PowerLine Phones & Media
В принципе, на рынке телефонных решений встречаются и оригинальные устройства. Так, еще летом 2002 г. компания Ascom из Берна сообщила, что приступила к выпуску новой серии, построенной на фирменном PLC-адаптере. В основе решения Voice over PowerLine, предлагаемого компанией, небольшие симпатичные коробочки, к каждой из которых можно подключать от одного до четырех голосовых (или факсимильных) оконечных устройств и организовывать до двух пар телефонных переговоров одновременно. В пресс-релизе подчеркивается, что использование продуктов нового типа не ухудшает параметров «компьютерного» обмена в сети на электропроводке.
В остальном же решения для телефонии базируются на стандартных классических Voice over IP, а адаптерам PowerLine отводится роль банальных конвертеров среды Ethernet-to-PowerLine, в сетевой разъем которого подключается телефонный IP-аппарат.
Первый эксперимент по передаче музыки в рамках идеи объединения бытовых электронных устройств в единую домашнюю инфраструктуру связывают с демонстрацией компаний Motorola, Phoenix Broadband и Sonicblue, когда подключенный к электророзетке компьютер отправлял по сети файлы, загруженные из Internet, на MP3-плеер Sonicblue Rio.
Основные требования к подобным системам обеспечение определенного QoS и, во втором случае, также удовлетворение растущих «аппетитов» приложений потоковой передачи аудио- и видеоинформации с высоким качеством. Они ужесточаются, если таких потоков несколько, либо параллельно осуществляется передача данных другими типами приложений. Практически при использовании устройств стандарта HomePlug 1.0 была доказана возможность передачи двух потоков MPEG-1/2 без ощутимых задержек при одновременном сохранении сетевой активности (некоего усредненного стандартного «потокооборота») между пятью-шестью другими абонентами. Знаменательным событием стала практическая демонстрация на прошедшей в Лас-Вегасе в начале 2003 г. Consumer Electronics Show первой передачи со скоростью 30 fps высококачественного видео по развернутой на стенде сети PowerLine. Проводился показ компаниями ViXS Systems (разработчик чипов и ПО для видео) и Cogency Semiconductor (производитель чипсета PiranhaT). Кстати, сообщается, что эксперимент дублировался трансляцией через WLAN-канал, и разницу между первым и вторым способами передачи обнаружить не удалось.
Группа третья. PowerLine Networking и PowerLine Internet
Тенденция увеличения числа компьютеров в доме продолжает набирать обороты, что требует появления дешевых и удобных средств для объединения компьютеров и периферийных устройств в единую сеть, когда прокладка новых проводов недопустима либо нецелесообразна (рис. 2).
Рис. 2. Структура домашней сети PowerLine. Подключаемся к intranet/Internet
Однако обсуждением только одного случая соединения нескольких устройств в пределах одной квартиры либо частного дома возможности применения PowerLine не ограничиваются.
Вторым аспектом применения технологии «сеть поверх питания» является решение проблемы «последней мили» и «последних футов» при подключении к Сети. Более того, в 1999 г. такое решение проблемы считалось настолько экономически правильным, что был «раскручен» проект со звучной аббревиатурой PALAS PowerLine for Alternative Local AccesS, призванный всячески способствовать внедрению технологии на европейский рынок. Расчет его участников основывался на том, что сети электропитания покрывают до 95% обжитых человеком территорий. Ячейки такой инфраструктуры достаточно регулярны, да и, по предварительным оценкам, число потенциальных пользователей, для охвата которых нет необходимости создавать новую кабельную инфраструктуру, превышает количество телефонных абонентов в 1,5–5 раз (в зависимости от уровня телефонизации региона). Эксперты обоснованно считали, что там, где телефонная связь развита недостаточно, спрос на подключение к Internet через электрическую сеть будет на порядок выше. Правда, что касается самой PALAS, то, судя по состоянию сайта palas.regiocom.net, особой активностью работа ее членов не отличается.
Структура такого информационного образования может быть аналогичной изображенной на рис. 2. Проектную максимальную полосу в пересчете на одного абонента, как правило, снижают до 300–500 kbps. При этом, однако, возрастают требования к уровню минимального уровня информационной безопасности (механизмам аутентификации пользователя и шифрования потоков данных) ведь топология образованной сети аналогична топологии коаксиального Ethernet и позволяет «каждому слушать всех».
Для тех, кому возможности PowerLine «на прием» покажутся все же недостаточными, можно предложить воспользоваться уже апробированными решениями асимметричного доступа к информации. Например, со спутника пользователь получает входящий трафик на скоростях до единиц MBps, а наземными линиями связи пересылает небольшой исходящий трафик. Такое решение задачи «последней мили» легко вписывается в вышерассмотренную структуру и в первую очередь ориентировано на небольшие компании и взыскательных частных пользователей.
Однако и тут нам придется сделать небольшое отступление, напомнив об отличиях зарубежных систем электропитания от отечественной. Если в большинстве стран мира принято подводить две фазы и защитный «нуль», то практически все квартиры украинских энергопотребителей довольствуются подключением к одной из трех фаз сети 380 В и «нулю», т. е. если рассматривать задачу построения единой сети на базе многоквартирного дома (а максимальная дальность HomePlug-устройств это позволяет), то для объединения всех пользователей в «общую шину» между «фазами» необходимо будет включить соответствующие мосты. Не вдаваясь в особенности схемотехники этого достаточно простого устройства, заметим, что задача создания инфраструктуры может выходить за рамки простой инсталляции уже готовых, апробированных и сертифицированных на Западе решений. Хотя при большом числе клиентов может оказаться целесообразным объединять три группы (подсети) в единую сеть с помощью соответствующего коммутатора уже непосредственно перед вводом внешнего канала в дом.
Заканчивая этот небольшой анализ, еще раз оговоримся, что попытка разграничить сервисы более чем условна в развитии современных сетевых технологий следующей по важности тенденцией после повышения скорости является стремление объединить в едином сетевом потоке различные виды трафика (данные, телефонию, видео). Другое дело, что требуемой полосы пропускания при всех желаемых сервисах одновременно (а она, как выяснилось, для устройств PowerLine даже менее 10 Mbps) может оказаться недостаточно (рис. 3).
Рис. 3. Тенденция на объединение всех групп устройств. Хватит ли полосы?
И наконец, тем, кто намерен организовать предоставление услуг по доступу к Сети, придется вернуться и к вопросу разработки комплекта ПО для удаленного администрирования и мониторинга с расширенными функциями, обусловленными спецификой данной технологии. Такой комплект, кроме стандартных для этого случая сетевых возможностей, должен позволять:
- обнаружить все устройства, находящиеся в сети, и определить их тип (адаптеры Ethernet, USB или карта PCI) и присвоенный производителем MAC-адрес, а также предоставить администратору возможность определить и присвоить IP-адрес устройства;
- вести постоянный мониторинг сети и создавать графики загруженности того или иного участка, а также собирать статистику трафика по каждому из используемых протоколов, оперативно контролировать и проверять качество соединения с каждым из устройств в сети (на уровне физического соединения);
- удаленно управлять правами доступа клиентов к услуге (осуществлять подключение/отключение пользователя), изменять пароль для создания пользовательской сети со своими настройками безопасности. Нелишним окажется предоставление возможности оператору назначить, какому из конкретных устройств (если их у одного клиента несколько) разрешить доступ к услуге. Таким образом, можно будет, например, заблокировать установку пользователем любого приобретенного им самостоятельно PowerLine-адаптера без согласования с провайдером услуг.
Забегая вперед, отметим, что на сегодня из всех рассмотренных программных пакетов по функциональности к этим требованиям ближе всех комплект ПО Open PowerLine Management от компании Corinex. В ее состав входит утилита PowerNet Setup Tool, позволяющая найти все MAC-адреса доступных устройств PowerNet. Однако на практике выяснилось, что для ее работы необходимо присутствие в сети хотя бы одного «родного» устройства.
На этом мы пока и остановимся, предоставив экономистам возможность провести более глубокий анализ. Очевидно, что заложенный в PowerLine потенциал огромен, и уже по состоянию на сегодня использование технологии может стать предметом бизнеса, в частности, для энергообеспечивающих компаний. В качестве примера можно привести программу «Мосэнерго», проводимую в Зеленограде, бывшей «кремниевой столице» России. На первом этапе предполагается разрешить насущные проблемы, связанные с учетом потребления электроэнергии и управлением системой энергоснабжения. На следующем планируется предоставление услуг по доступу в Internet, IP-телефонии, организации телеконференций и других.
Технологии передачи управляющих сигналов и информации по сетевой проводке
PowerLine определение и классификация
PowerLine, Powerline Communications (PLC) семейство технологий связи, которые основываются на использовании существующей сети электропитания (120 В, 220 В и т. п.) в качестве физической среды распространения информации.
Как существующие в рамках этих технологий направления исследований, так и уже реализованные «в железе» устройства, можно дифференцировать по скорости обмена.
- Низкоскоростной обмен (Low Baud rate, иногда ниже 0,05 Kbps) с дальностями передачи до десятков километров. Подобные PLC-системы уже используются в энергетике на высоковольтных магистральных системах для передачи служебной телеметрической информации.
- Обмен со средней скоростью передачи (Medium Baud rate, обычно в диапазоне от 0,05 до 50 Kbps) на средние расстояния, не превышающие нескольких километров. Такие PLC-системы позволяют реализовать несложные контролирующие приложения и ориентированы на существующие инфраструктуры сетевого питания (домашняя автоматизация, системы управления освещением, организация автоматических измерений, мониторинг через Internet и т. п.). Информация передается в полосе частот 50-535 кHz.
- Высокоскоростной обмен (High Baud rate, от 100 Kbps). Основное предназначение «компьютерный» локальный обмен данными. К классическим для таких систем обычно относят задачи объединения в ресурсы общего доступа имеющихся принтеров, сканеров и других устройств, а также организацию домашней либо компьютерной сети SOHO. В этот класс справедливо было бы включить решение всего спектра мультимедийных задач. Устройства в силу ряда противоречивых требований вынуждены занимать достаточно широкую полосу частот (в диапазоне от 1,7 до 30 MHz) и обеспечивать работу на расстоянии до нескольких сотен метров. К этой категории относятся Homeplug PowerLine-устройства.
Проблемы, связанные со средой передачи, или
Неужто все так сложно?
Собственно, если углубиться в технические проблемы, то можно попытаться объяснить, почему по стоимости адаптер PowerLine нельзя сопоставлять с Ethernet-картой. Не стоит забывать, что последняя рассчитана на использование в комбинации со специально под нее спроектированной средой передачи, и именно это позволяет ей быть простой, доступной и дешевой. Но стоит взяться за передачу по «неспециализированным» проводам и конструкция становится сложной и недешевой: она вынуждена своей сложностью и дороговизной компенсировать работу с суррогатом сетевых кабелей.
Рассмотрим поподробнее. Нас будет интересовать в дальнейшем полоса частот в несколько десятков мегагерц, ее минимальное значение определяется той информационной полосой, которую необходимо обеспечить, в нашем случае до десятка Mbps. Итак, в сетевом кабеле с ростом частоты (как, впрочем, и в любом другом фидере) растет значение погонного затухания (рис. 4).
Рис. 4. Сам по себе питающий электрокабель не лучшая среда для распространения высокочастотных сигналов
На практике это означает, что, желая на другом конце кабеля принять и обработать весь спектр частот исходного сигнала, нам придется передавать его высокочастотные составляющие в десятки раз бoльшими по уровню, чем в низкочастотной части. Существуют достаточно жесткие ограничения как на диапазон частот, которые могут занимать сигналы в кабеле, так и на их максимальные уровни, что вынуждает использовать специальные приемы для уменьшения спектральной плотности мощности сигналов и одновременно с этим применять хитроумные способы для экономного представления (кодирования) исходных цифровых сигналов.
Следующей проблемой, присущей квартирной сетевой проводке, являются возникающие в ней отражения от неоднородностей ее структуры. Каждый сросток проводов, группа контактов, параллельное включение и ответвление проводов приводят к многократной интерференции прямого/задержанных сигналов и к частотно-избирательному ослаблению. Зажигая свет, что-то включая и отключая от сети, пользуясь удлинителями, мы постоянно меняем параметры этой структуры, причем не только у себя, но и, в какой-то мере, у соседа, запитанного от той же «фазы». Приводит это к достаточно хорошо известному в беспроводных радиосистемах и многомодовых оптоволоконных линиях связи эффекту, называемому межсимвольной интерференцией (ISI). Там он обусловливается многолучевым распространением радиоволн (т. е. приходом на приемник одновременно нескольких сигналов, сдвинутых на определенную величину, пропорциональную разнице расстояний, пройденных каждым из них). В результате короткий импульс «размывается» и превращается в более широкий или даже в последовательность из нескольких, т. е. передатчиком излучался один импульс, соответствующий символу (либо несколько символов подряд, соответствующих информационной группе), на приемнике же обнаруживается целая серия, что приводит к неправильной их интерпретации и, как следствие, к ошибкам в сеансе передачи и ограничению максимальной пропускной способности канала.
А ведь общее количество различных оконечных устройств, активно влияющих на параметры сети питания, даже в небольшом доме не поддается никакому учету. Причем многие из бытовых приборов (пылесосы, миксеры, ПК с дешевыми блоками питания, люминесцентные лампы и др.) не просто «шумят», но и способны в моменты запуска генерировать продолжительные серии импульсов с амплитудами, на порядок превышающими ожидаемые нами в розетке 220 В. В эту «электрокашу» остается добавить несколько подгоревших контактов на щитке и легендарного «дядю Ваню со сваркой». Для полноты картины рекомендуется также вспомнить, что провода сети не только излучают, но и достаточно неплохо справляются с приемом радиоволн (в выбранную нами полосу попадают радиостанции как минимум трех вещательных и четырех любительских диапазонов волн), чтобы понять тот клубок проблем, над которым разработчики устройств PowerLine бились не один десяток лет.
Орешек тверд, но все же…
Продолжаются работы и по совершенствованию программных продуктов. В совместном заявлении компаний Intellon и Corinex уже к маю 2003 г. обещан выпуск программного обеспечения, базирующегося на открытом стандарте MIB (Management Information Base). Его использование позволит сделать процесс инсталляции более «прозрачным» и расширит возможности локального и удаленного сетевого администрирования устройств на базе чипов Intellon (спецификация HomePlug 1.0.1). Заметим, что поскольку стандарт HomePlug 1.0.1 пока что реализован «в железе» только в разработке «карманной» компании альянса Intellon, на данный момент времени мы можем ставить знак равенства между ее чипсетами и самим стандартом. А пока на сайте Corinex выложено содержимое инсталляционного CD, содержащего драйверы, ПО PowerNet Setup Tool и SNMP-агент для PowerNet, работающие только со своими, «фирменными» устройствами.
Выводы
Подытожим все вышесказанное. Выход на рынок устройств PowerLine стандарта HomePlug 1.0 от разных производителей, достаточно легко находящих «общий язык», наводит на мысль, что наконец-то технология «очистилась» от тяжких наследственных проблем с совместимостью и вышла из разряда экзотики на уровень коммерческой эксплуатации. Можно лишь удивляться, что такое логичное изобретение в стиле «голь на выдумки хитра» не появилось именно в постсоветском пространстве. Хотя, с другой стороны, такое решение в силу «строптивости» среды передачи требует реализации в «железе» достаточно сложных принципов и предполагает наличие у разработчика всех производственных элементов технологического цикла, позволяющих довести идею до этапа коммерческой эксплуатации.
Хотя заявленная максимальная теоретическая пропускная способность сетей PowerLine 14 Mbps, фактическая средняя скорость передачи данных оказалась равной 5-6 Mbps. Эти показатели сопоставимы с характеристиками HomePNA и беспроводных сетей (WLAN) по IEEE 802.11b и HomeRF 2.0. Технология более проста для внедрения, чем телефонные сети, ведь если телефонная розетка встречается не в каждой комнате, то розетки питания есть везде, а тем более рядом с компьютером или принтером. Для нее не существует «мертвых зон», характерных для беспроводных решений (когда не удается принять сигнал в определенных точках помещения), и ее организация может обойтись дешевле, чем прокладка «с нуля» проводной Ethernet. Хотя текущая стоимость устройств PowerLine в пересчете на пользователя сравнима либо даже превышает цену WLAN-комплекта (Wi-Fi, без учета стоимости лицензии), есть все шансы, что по мере освоения выпуска устройств бoльшим числом компаний она будет постепенно снижаться.
По каждому из основных параметров у технологии HomePlug есть достойный конкурент. Но ведь несмотря на ряд обещаний «дешево обынтернетить всех» с помощью других технологий, однозначного универсального решения, сочетающего приемлемое качество и простоту с минимальными начальными и пропорциональными последующими вложениями для инфраструктуры масштаба, например среднего городского дома, нет. В противоположность уже освоенным, технология передачи по проводам питающей сети характеризуется относительно низким уровнем начальных инвестиций за счет экономии вложений на создание физической среды передачи. PowerLine-сети хорошо масштабируются, т. е. обеспечивают стабильную работу при подключении новых клиентов, причем сохраняется достаточная для большинства практических применений скорость работы, пропорционально уменьшающаяся при увеличении расстояния (до 200-300 м).
Ряд проведенных нами экспериментов показывает, что высокая устойчивость к помехам и некритичность к среде передачи, заложенные в стандарты HomePlug, позволяют рассматривать готовые устройства и как некий полуфабрикат для разработки собственных домашних и индустриальных проводных решений.
Пока же нам хочется верить, что анонсированные на CeBIT устройства (комбинированные точки доступа WLAN/PowerLine, маршрутизаторы и ISDN/DSL-to-PowerLine модемы, мультимедийные плееры, видеокамеры со встроенной поддержкой этой технологии, новые Voice over PowerLine, а также комплекты для объединения в домашнюю сеть компьютеров, Web-планшетов и MP3-проигрывателей) уже находятся на пути к нашему покупателю. Пусть пока эти устройства не так сильно распространены это, насколько можно судить по результатам пробной эксплуатации, всего лишь вопрос времени…
