Техническая библиотека CITForum.ru CITKIT.ru - все об Open Source Форумы Курилка
Все новости / Все статьи Деловая газета - шквал(!) IT-новостей :: CITCITY.RU
Первая полоса ИТ-Инфраструктура Телекоммуникации Безопасность BI Интеграционные платформы КИС IT-бизнес Ширпотреб Точка зрения

22.05.2018

Новости:


Все новости

Телекоммуникации

Сеть по АС сети

Как гласит лозунг, выдвинутый в свое время компанией Sun Microsystems: «Сеть — это компьютер». И с данным утверждением трудно поспорить, хотя сегодня под сетью все-таки подразумевается наличие хотя бы двух компьютеров, связанных между собой.

В глобальном смысле сети делятся на два типа: проводные и беспроводные. В настоящее время второй тип переживает бурный расцвет, но и обычные провода еще способны удивить новизной технического решения. Разумеется, это не относится к классике жанра — витой паре и коаксиальному кабелю, зато в полной мере — к обычной электропроводке, которая также может выступать в роли среды передачи данных (на профессиональном жаргоне именуемой media).

При неоспоримых преимуществах типичные media (витая пара и коаксиал) обладают одним существенным недостатком: их нужно инсталлировать. То есть заранее продумать инфраструктуру, озаботиться приобретением проводов и различного активного сетевого оборудования, провести нетривиальные строительные работы и, наконец, соединить все воедино. Ни о какой мобильности в данном случае речь не идет: в ситуации, когда офису требуется, скажем, переехать в другое помещение, на новом месте вся история инсталляции локальной сети повторяется с точностью до наоборот: планирование, прокладка кабелей и их коммутация. К сожалению, этого не избежать, поскольку овчинка все-таки стоит выделки: приличная скорость передачи данных и надежность всей сети в целом стоят того, чтобы вопросу инсталляции было уделено самое пристальное внимание. Но целесообразно ли это для сетей сверхмалых масштабов или когда производительность не является важнейшим фактором?

В таком случае обычная электропроводка подходит как нельзя лучше. Судите сами: наша страна электрифицирована еще в начале прошлого века, то есть media изначально присутствуют везде. Переезд на новое место подразумевает собственно «переезд», без утомительной разводки и прокладки — ведь все провода уже есть на месте, а задача планирования локальной сети сводится к тому, чтобы выбрать размещение персонального компьютера относительно электрической розетки.

Не случайно использование электропроводки для организации локальной сети давно интересует инженеров. Для решения широкого круга околоэлектрических задач была создана организация HomePlug Powerline Alliance: в марте 2000 года крупнейшие IT-компании объединились с целью разработки и продвижения соответствующих стандартов, а сегодня число участников альянса приблизилось к сотне. Закономерно, что в названии организации есть слово HomePlug — ведь именно домашние сети представляют основной целевой рынок этих производителей. В наше время, когда количество персональных компьютеров в семье нередко больше одного, крайне заманчиво соединить их в локальную сеть без задействования дополнительных проводов, тем более что уже имеется такой универсальный носитель, как электропроводка.

Попытки создать локальную сеть при помощи электропроводки были задолго до появления HomePlug Powerline Alliance, но все они, как правило, не имели успеха. HomePlug Powerline Alliance называет некоторые причины этого: спецификации разработанных устройств и технологий оставались закрытыми и не допускали развития с участием сторонних вендоров, кроме того, у компаний попросту не хватило возможностей для грамотного маркетинга, внятно объясняющего потенциальному потребителю все преимущества новой технологии. Но самое главное — технологии «дохоумплагового» периода были крайне несовершенны, что не позволяло задействовать их хотя бы с малой долей эффективности.

Пионерами в этой области стали компании Northern Telecom и Nor.Web, запустившие первые пилотные проекты HomePlug на рубеже 1997–98 годов. Однако начавшаяся было эксплуатация выявила серьезные проблемы: электротранспорт и некоторые бытовые приборы вызывали в незащищенных от высокочастотных помех проводах шумы, сильно усложнявшие передачу данных. К тому же быстрый прогресс альтернативных способов широкополосного подключения к Сети (DSL, кабельные модемы и т. д.) поставил под сомнение коммерческую привлекательность данной технологии.

Казалось бы, среда передачи выглядит достаточно благоприятной для распространения сигналов, однако множество помех, существующих в электросетях, вносит свои коррективы. Помехи возникают постоянно, например, при включении оборудования, работе устройств. Кроме всего прочего, постоянно меняется физическая структура сети: стоит подключить удлинитель, как сеть радикально меняет свои характеристики как среда передачи данных. Именно из-за помех долгое время не было реализации оборудования, способного обеспечивать достаточно надежную передачу. Для решения этой проблемы требовались особые методы модуляции, позволяющие обеспечить качественный обмен данными.

Примечательно, что попытки передачи данных по электропроводке предпринимались в СССР еще в 1922 году, когда впервые была организована передача данных по ЛЭП на высокой частоте. Естественно, по нынешним меркам скорость канала выглядела просто смехотворной. Сегодня в России примерно половина всех высоковольтных линий используется для высокочастотной передачи данных на скорости 2,4 кбит/с, поэтому говорить о высокоскоростных сетях передачи данных по ЛЭП не приходится.

HomePlug Powerline Alliance быстро разработала и утвердила спецификацию новой технологии: с момента создания альянса до выхода в свет спецификации HomePlug 1.0 (в июне 2001 года), ставшей индустриальным стандартом, прошло немногим более года. Это неудивительно, ведь за дело взялись такие гиганты, как Comcast, EarthLink, GE Security, Intel, Linksys, Motorola, RadioShack, Sharp и Sony (полный список членов альянса на www.homeplug.org).

В основе HomePlug 1.0 — технология компании Intellon, к моменту принятия спецификаций уже располагавшей готовым HomePlug-чипсетом INT5130. Этот набор микросхем позволяет передавать и принимать данные от HomePlug- совместимых устройств на площади, примерно равной занимаемой большим многоквартирным домом. В то же время систему можно настроить и для работы только в пределах одной квартиры (данные шифруются с помощью алгоритма DES).

Производством чипсетов, реализующих возможности HomePlug, в настоящее время занимаются четыре компании: Arkados, Conexant, Intellon и Maxim. Внутри альянса созданы три группы, продвигающие три ключевые технологии:

  • HomePlug 1.0 + AV (соединения внутри дома, включая цифровые компьютерные и потребительские устройства);
  • HomePlug BPL (соединения между домами, приложения Broadband-over-Powerline);
  • HomePlug Home Automation (интеллектуальное управление домашними электронными устройствами).

Сеть может работать параллельно с другими электроприборами, максимальная скорость передачи составляет до 14 Мбит/с (разумеется, это теоретическая величина, на практике скорость едва превышает 8 Мбит/с). По мнению некоторых экспертов, у HomePlug есть преимущества перед стандартом домашних сетей на телефонной проводке — HomePNA, и потому домашние сети на электропроводке способны получить признание в большем числе стран, чем сети на базе HomePNA (см. таблицу).

 HomePlug 10 Mbps Ethernet IEEE 801.11b HomePNA (2 Baud) HomePNA (4 Baud)
Physical Layer 13,78 10 11 16 32
MAC Layer 8,2 9,8 7,48 14,6 26,9

ТаблицаСравнение пропускной способности (Мбит/с)

Промышленный стандарт HomePlug 1.0 предусматривает использование для передачи данных метода OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), который подразумевает частотное разделение канала на несколько ортогональных поднесущих (используются 84 поднесущие) в диапазоне от 4,3 до 20,9 МГц. Для модуляции поднесущих применяется относительная квадратурная фазовая модуляция со сдвигом (Differential Quadrature Phase Shift Keying). В качестве протокола доступа к среде (МАС-уровень) используется метод CSMA/CA (коллективный доступ с обнаружением несущей и избежанием коллизий). Повышение помехоустойчивости соединения осуществляется за счет отслеживания коэффициента «сигнал/шум» на каждой из поднесущих частот и исключения «шумящих» каналов, а также вследствие использования избыточного сверхточного кодирования (скорость 1/2 или 3/4) и применения декодера Витерби на принимающей стороне.

Пакеты данных посылаются одновременно по различным несущим частотам, что дает увеличение как скорости, так и надежности. Если возникнет помеха и выпадет одна частота, чипсет отключит данный канал. Таким образом осуществляется подобная Ethernet-связь по электрической проводке.

Новая версия спецификации HomePlug 1.0 — HomePlug AV, созданная недавно (лето 2005 года), теоретически еще больше увеличит потенциал подобных сетей, открывая широкие возможности для их использования в качестве удобного канала для передачи сигнала телевидения высокой четкости (HDTV) и VoIP. Речь идет о том, что стандарт HomePlug AV позволит увеличить скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Но это в будущем, а сегодня, даже несмотря на то, что спецификация HomePlug 1.0 принята почти пять лет назад, оборудование для организации подобных сетей все еще большая редкость на российском рынке.

Незадолго до официального объявления HomePlug AV крупнейшему производителю чипов HomePlug, компании Intellon, срочно потребовалось найти решение, способное удовлетворить запросы провайдеров IPTV: стабильные 5 Мбит/с на один канал. В результате было создано решение HomePlug Turbo (или HomePlug 1.0 Turbo), представленное на CES ‘2005, а готовые решения стали появляться в конце прошлого года. Согласно информации Intellon, максимальная скорость канала HomePlug Turbo составляет 85 Мбит/с против 14 Мбит/с у HomePlug 1.0. Таким образом, налицо потенциальное шестикратное увеличение скорости, которое может предоставить пользователям не только базовые сервисы Интернета, но и качественное IPTV. Хотя надо сказать, теперь уже никто не удивляется, когда расхваленные разработчиками новые технологии на деле не оправдывают доверия. Прежде всего это относится к сетевым технологиям — в действительности производительность каналов связи очень часто оказывается значительно меньше теоретического максимума. К примеру, совсем недавно западные обозреватели выяснили, что обещанная разработчиками технологии HomePlug Turbo пропускная способность в 85 Мбит/с на практике недостижима.

В самом конце 2005 года Intellon анонсировала чип, реализующий недавно утвержденную альянсом HomePlug Powerline Alliance спецификацию 200 Мбит/с HomePlug AV. В INT6000 поддерживается уровень PHY, обеспечивающий пропускную способность до 200 Мбит/с, эффективные средства QoS, 128-бит AES-шифрование. Интересно, что в качестве среды передачи могут использоваться не только кабели силовой электропроводки, но и коаксиал. Естественно, чип совместим с HomePlug 1.0 и HomePlug 1.0 Turbo.

В тот же период компания Matsushita продемонстрировала систему широкополосной передачи данных с использованием в качестве среды передачи силовых электрических кабелей. Компания утверждает, что ей удалось преодолеть основные проблемы, из-за которых существующие аналоги ограничены пропускной способностью в 10 Мбит/с и максимальным расстоянием передачи примерно 150 м, в то время как предложенная система обеспечивает скорость 170 Мбит/с.

Matsushita позиционирует новинку для применения в первую очередь в составе бытовой техники, которая все чаще оснащается встраиваемыми компьютерами. Для подобных приложений такое решение позволило бы реализовать электропитание и передачу данных через единое подключение, а большая пропускная способность существенно расширила бы возможный диапазон решаемых задач — вплоть до передачи потокового видео с высоким разрешением.

Касательно отечественных реалий, имеется существенное замечание: далеко не всегда две квартиры, пользующиеся технологиями HomePlug, могут «с полоборота» установить сетевое соединение. В наши дома электричество поступает по нескольким проводам: три из них предназначены для передачи электричества (если можно так сказать), а четвертый — заземление. Три провода находятся в разных фазах, и обычно квартира запитывается от одной фазы, но это совсем не обязательно. Если брать целый дом (а при рекомендованной максимальной длине 200 м связать дом в сеть вполне реально), то часть квартир может быть запитана от одной фазы, а другая часть — от другой. Физически же проводка с разными фазами разделена на линии. В таком случае придется устанавливать специальный мост между линиями питания с разными фазами.

По мнению аналитиков Cahners In-Stat/MDR, стандарт HomePlug способен вдохнуть новую жизнь в рынок домашних сетей. По прогнозу, к концу 2006 года объем рынка оборудования домашних сетей на электропроводке достигнет $706 млн, а объем продаж интегральных схем для такого оборудования за период с 2001 по 2006 год вырастет с $5 млн до $157 млн.



"Экспресс Электроника"

Последние комментарии:

Самое интересное:


© 2004–2009 Проект CITCITY.ru