`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?

0 
 
И звестная 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 телефонной проводки, или о беспроводных сетях стандарта Wi-Fi/802.11x. 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 "PowerLine Networking, или Гигабиты из электророзетки" ("Компьютерное Обозрение", # 23, 2000), 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.

Краткие характеристики устройств

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 трудный...

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.

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 1. Перспективы, нарисованные аналитиками, внушают оптимизм

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.

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Dynamix PL-U
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Dynamix PL-E
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Surecom (OEM) PLB11
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Surecom (OEM) PLU11
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Planet PL-101E
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Planet PL-101U
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Surecom (GigaFast) NE-6201/A1
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Surecom (GigaFast) NE-6211/A1

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. 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

1. 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.

2. 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.

3. PowerLine Networking и PowerLine Internet

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 2. Структура домашней сети PowerLine. Подключаемся к intranet/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). 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.

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 3. Тенденция на объединение всех групп устройств. Хватит ли полосы?

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).

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.

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.


Технологии передачи управляющих сигналов и информации по сетевой проводке

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.

Сетевая проводка, даже если она выполнена качественно и вполне справляется с возложенными основными обязанностями -- подводить электроэнергию с частотой 50 (или 60 Hz) к потребителям, как среда для высокоскоростной передачи данных обладает рядом недостатков. Начнем с того, что по своим частотным свойствам она не соответствует никаким известным категориям сетевых информационных кабелей. Далее, в ней невозможно избежать многократных отражений сигналов, причем конфигурация такой общей среды передачи постоянно меняется (хотя бы из-за эпизодического включения/выключения холодильника). И наконец, паразитные шумы и наводки в такой неэкранированной паре проводов являются скорее правилом, чем исключением.

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 4. Сам по себе питающий электрокабель -- не лучшая среда для распространения высокочастотных сигналов
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). 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...

Итак, вернемся к стандарту, выработанному Homeplug PowerLine Alliance (см. "Компьютерное Обозрение", # 23, 2000), так как большинству пользователей на рынке уже доступны устройства, произведенные именно в соответствии с ним.

Напомним, что из большого разнообразия вариантов схем модуляции членами альянса, образованного 3Com, Cisco Systems, Hewlett-Packard, Intel, AMD и др., еще в 2000 г. была выбрана схема OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) на основе мультиплексирования с ортогональным разделением частот, предложенная малоизвестной на тот момент компанией Intellon.

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 5. В основе работы -- механизм канальной адаптации
Эта разновидность способа модуляции сигнала ориентирована на высокоскоростную передачу больших уплотненных объемов цифровых данных по каналу. При OFDM подготовленный к модуляции сигнал как бы расщепляется на множество потоков с меньшей скоростью, которые передаются затем одновременно на нескольких разных частотах (поднесущих). Несущие, как следует из названия, являются ортогональными, что делает возможной демодуляцию модулированных колебаний даже в условиях частичного перекрытия полос отдельных несущих. Кроме того, частотно-избирательное затухание среды распространения (либо узкополосная помеха в канале) блокирует только некоторые поднесущие, а не весь сигнал, что достаточно легко может быть скорректировано алгоритмом выбора значений поднесущих (рис. 5).

Основными достоинствами OFDM являются уменьшение количества перекрестных помех (crosstalk) при передаче и обеспечение высокой устойчивости к межсимвольной интерференции. Прежде чем прийти в PowerLine, технология OFDM прошла длительную апробацию в системах радиопередачи данных. В частности, эта технология модуляции предлагалась Intellon для WLL-систем LMDS миллиметрового диапазона волн, цифрового TV, примерялась для стандарта 802.11а и признана способной обеспечить в них высокое качество, надежность и малую восприимчивость к индустриальным помехам, многолучевому приему, погодным условиям и другим негативным факторам.

В нашем случае выбранный диапазон частот для передачи по проводам электрической проводки (от 4,3 до 20,9 MHz) разбивается на 84 отдельных канала. Сразу заметим, что доступные для устройств частoты могут быть исключены из списка задействованных не только в связи с их непригодностью из-за особенности среды передачи, но и в силу действующих на территории той или иной страны частотных ограничений. Ведь часть мощности все же переизлучается в пространство и может создавать помехи для других устройств.

Решению проблемы межсимвольной интерференции способствовали введение дополнительной микросекундной преамбулы и увеличение длины посылки символа.

В качестве дополнительных типов модуляции стандартом предусмотрено использование DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying, дифференциальная двоичная фазовая манипуляция) и разновидности DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying, квадратурная дифференциальная фазовая манипуляция).

На канальном уровне (сетевой модели OSI) стандарт HomePlug 1.0 ссылается на требования из спецификации Ethernet, включая поддержку обеспечения QoS, и предполагает исполнение устройств в соответствии со стандартом IEEE 802.3u.

Нам же можно лишь сожалеть, что до сих пор более подробная официальная информация о стандарте HomePlug 1.0 распространяется только среди членов Homeplug PowerLine Alliance.


А теперь -- тесты

Приступая к проведению очередного тестирования, принято бояться двух крайностей. Первая -- когда по нескольким "бытовым" параметрам устройства похожи между собой, но по своей сути оказываются настолько различными, что приходится перебрать множество всевозможных комбинаций тестов, чтобы по совокупности результатов выставить некий средний балл каждому из них. Или наоборот, другой -- когда собранный на локальном рынке "букет" тестовых устройств является проявлением "чудес аутсорсинга". Причем если изначальной уверенности нет (либо производитель это сумел замаскировать), то опять же, приходится проводить целый ряд тестов, и только по сходству полученных результатов можно констатировать, что это "...то же самое, только иначе покрашенное".

Увы, тест имеющихся на киевском рынке устройств, выполненных в соответствии с рекомендациями HomePlug PowerLine Alliance, развивался именно по второму сценарию. Но -- все по порядку.

На сегодняшний день объединение в сеть нескольких PC можно организовать с помощью одного из трех типов HomePlug-устройств: Ethernet-конвертера, через подключаемый к USB-порту адаптер или с помощью PCI-карты. По поводу последней группы продуктов следует заметить, что хотя они и наиболее дешевы, их доля в общем объеме продаж на рынке постепенно уменьшается. А среди устройств, которые предлагаются в Киеве, нам их и вовсе не удалось обнаружить.

На тестирование съехалось 11 устройств: 8 различных моделей Ethernet- и USB-адаптеров от четырех производителей. Из них четыре типа внешне представляли собой скромные металлические коробочки (25 x 125 x 100 мм), и только пара устройств от Planet отличалась несколько увеличенными габаритами. Порадовали глаз стильные комплекты Surecom в пластиковом корпусе "а-ля модем" (Bridge- to-Ethernet) и симпатичные конвертеры PowerLine-to-USB, напоминающие по форме украшенные светодиодами адаптеры питания. По продуманности конструктивного исполнения приятно выделяются устройства под маркой Planet. Они выполнены в несколько большем по объему корпусе и имеют ряд дополнительных вентиляционных прорезей. Как результат -- после трехсуточного тестового марафона степень их разогрева в "металлической" подгруппе была наименьшей.

Основные паспортные технические характеристики всех устройств следующие:
  • основная схема модуляции -- OFDM, с автоматической канальной адаптацией и прямой коррекцией ошибок (FEC -- Forward Error Correction);
  • полоса занимаемых для обмена частот -- от 4,3 до 20,9 MHz (84 несущих);
  • метод сетевого доступа -- CSMA/CA, поддержка QoS (IEEE 802.3u);
  • шифрование -- 56-битное DES.
Ну и конечно, для всех устройств заявлено о строгом соответствии рекомендациям (стандартам) HomePlug 1.0 (для OEM-линейки PLU11 и PLB11, производимой для Surecom, -- даже версии 1.0.1) и требованиям FCC и CE.

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 6. Структура PowerLine-адаптера на базе чипсета Intellon
Типовая структурная схема таких устройств (рассмотрим ее на примере референсного дизайна на чипсете Intellon) достаточно проста и напоминает некий гибрид из защитного сетевого фильтра, модема и сетевой карты (или USB-хоста) (рис. 6).

Сетевое напряжение (у нас это 220 В с частотой 50 Hz) вместе с полезными сигналами, несущими информацию, через сетевой шнур поступает на вход устройства. В нем содержатся элементы защитных цепей, ослабляющих действие "гуляющих" по проводке высоковольтных выбросов и влияние высокочастотных наводок и помех за пределами используемой технологией полосы частот. После этого очищенный сигнал поступает на схему гальванической развязки, исполненную (как один из вариантов, ведь вполне возможно и применение высокочастотной оптопары) на широкополосном трансформаторе-дуплексоре, к выходу которого подключен полосовой усилитель с регулируемым коэффициентом. Далее, этот приведенный к "человеческому" виду аналоговый сигнал поступает на АЦП-вход микросхемы. С ее второй части, 10-разрядного ЦАП, подготовленный к передаче сигнал через фильтр направляется в буферный усилитель, чей выход подключен ко второй, передающей обмотки ШПТ и с него -- "в розетку". В цифровой обработке входного потока и формировании выходной последовательности основную роль на себя берет вторая микросхема чипсета, по сути представляющая собой обычный высокопроизводительный микроконтроллер. Ну и наконец, чтобы переслать информацию в PC в "удобоваримом" для его интерфейса виде, на плате имеется Ethernet-bridge или Host Controller USB со всеми стандартными "аксессуарами" для их реализации. Источник питания устройств может быть распаян тут же или оформлен в виде отдельного сетевого адаптера вместе с компонентами защитных входных цепей.

Хотя официальной информации о числе и производителях других чипсетов с сайта HomePlug PowerLine Alliance мы не получили, но смогли выяснить, что чипсет Intellon на рынке уже не единственный. Итак, кроме чипов Intellon 5130/1000 и INT51X1 ("фирменное" название технологии PowerPaket), нам удалось обнаружить упоминания о существовании чипа CS1100 от Cogency, применяемого совместно с front-end микросхемой AD9875, и о серии микросхем CX116ХХ (Conexant), в частности, о CX11656, объединяющей в себе PHY-процессор HomePlug 1.0, приемопередатчик и аналоговый front- end. Для двухчиповой конфигурации компанией Valence предлагается только ее интерфейсная половина -- ИС VS6801. Скорее всего и этот список со временем расширится, а пока нам остается лишь сожалеть, что на практике не пришлось ближе познакомиться с устройствами на базе других чипсетов и сравнить их работу между собой.

Вернемся к участникам тестирования. В основе их либо та же "сладкая парочка" -- Intellon 5130/1000, либо чип INT51X1, а в "металлической" подгруппе, как выяснилось после вскрытия нескольких устройств, вдобавок еще и практическая копия референсного дизайна платы чипового "законодателя мод" консорциума HomePlug. Основные отличия между ними -- в количестве светодиодов индикации (питание, активность в PowerLine-сегменте сети и, для Ethernet-конвертеров, -- еще и состояние сетевого подключения), в их расположении (только на лицевой панели либо также на RJ-45 разъеме) и в наличии переключателя MDI/MDIX (в комплекте тех устройств, которые его не имеют, прилагается кросс-кабель). Наибольшей информативностью отличается передняя панель PLB11 -- ее восемь светодиодов индицируют все возможные состояния работы обоих сетевых подсистем (не обошлось без использования контрольных выводов популярной в сетевых картах микросхемы Realtek RTL8201L).

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 7. Организация моста силами Windows XP
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Как выяснилось, не меньшей схожестью (различия, в основном, в фирменных наименованиях и внутренних обозначениях версий драйверов) отличились и комплекты ПО, поставляемые с устройствами. Процесс инсталляции USB-устройств и под Windows 2000, и под Windows XP проходил без особых проблем. Они обнаруживались Windows как Safely Remove Hardware, с компакт-диска также инсталлировалась конфигурационная утилита, после чего в зависимости от поставленных задач можно было приступать к формированию сетевого подключения. Нами была выбрана конфигурация, когда все сетевые настройки осуществлялись в организованном силами операционной системы Network Bridge между уже имеющейся подключенной к корпоративной локальной сети FastEthernet-картой и подсетью машин, связанных PowerLine USB-адаптерами (рис. 7).

Что же касается устройств Ethernet-to-PowerLine, то теоретически никакие драйверы и утилиты не обязательны. Но пароли в адаптерах должны быть исходно назначены одинаковыми (или остаться фабричными, обычно это слово "HomePlug").

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 8. Сетевая конфигурационная утилита. Видны все включенные PowerLine-устройства
Устройствам HomePlug, подобно обычной сетевой карте, в процессе изготовления присваивается индивидуальный 12-значный MAC-адрес, что позволяет им при работе в сети однозначно идентифицировать друг друга, а пользователю с помощью конфигурационной утилиты понять, с какой скоростью общаются между собой устройства (рис. 8).

Читатель уже, наверное, обратил внимание, что из приведенного выше перечня паспортных характеристик мы изъяли одну из самых важных -- скорость обмена. И сделали это намеренно. Ее заявленное значение для всех устройств одинаково -- "до 14 Mbps". Однако перепробовав комбинации пар из различных адаптеров, подсоединяя их в две соседние розетки одного сетевого удлинителя и неизменно получая при перекачке файлов между ПК скорость 5,4--5,6 Kbps, считаем необходимым уточнить, что утилиты мониторинга показывают так называемую PHY-скорость передачи всего кадра сообщения. А сообщение состоит не только из инкапсулированных в него последовательности бит, но и включает служебную информацию -- 25 бит Frame Control (передается на всех частотах одновременно), 17-битовый Frame Header и контрольную последовательность в конце. Поспешно родившемуся в начале тестов эмпирическому правилу "скорость информационного обмена между соединенными через PowerLine-адаптеры приблизительно в 2,5 раза меньше, чем показывает утилита" не суждено было долго продержаться -- при низком значении скорости обмена (удовлетворительном по оценке утилиты мониторинга) информационная скорость была меньше всего в 1,5 раза!


Методика тестирования и результаты

Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 9. Утилита сетевой конфигурации позволяет установить не только пароль, но и отслеживать "сырую" скорость между устройствами
В процессе подготовки материала мы долго подбирали "пользовательскую" методику, достойную избалованного конкретикой отечественного читателя. На бескрайних просторах Internet такая методика не встретилась, и хотя мы не собирались утомлять читателя наукоподобными таблицами и комментариями типа "при анализе скорости соединения между ванной комнатой и кухней оказалось, что оно на 15% выше, чем скорость обмена между столовой и рабочим кабинетом на втором этаже, что, по-видимому, объясняется плохим состоянием проводки в коридоре", но без лирических описаний условий обойтись не смогли -- объективно численно измерить все параметры сегмента питающей сети оказалось непосильной задачей.

Наше первое знакомство с устройствами мы решили ограничить рассмотрением нескольких тестовых ситуаций. Для начала мы собрали сеть из двух компьютеров, работающих через адаптеры PowerLine, и подключили их к розеткам, расположенным в противоположных концах комнаты и непосредственно соединенным между собой проводами. Скорость информационного обмена оценивалась с помощью программы Prism BenchmarkPro, позволяющей повторить копирование, стирание и перезапись заданное количество раз (информация из кэшей при этом не используется). Полученные значения были близки к "пристрелочным", упомянутым выше. Приводим худший и лучший результаты, усредненные за 50 попыток передачи файла 10 Mb туда/обратно:
  • Dynamix PL-E в паре с Surecom (GigaFast) NE-6201/A1 показали 5,18--5,21 Mbps;
  • OEM Surecom PLB11 с Planet PL-101E -- 5,44/5,52 Mbps.
Домашние сети на электропроводах -- время пришло?
Рис. 10. Результаты теста на "уживаемость". Между устройствами -- минимальные расстояния
Отмечено, что пара из USB-адаптеров работает несколько медленнее (до 7%), чем ее Ethernet-аналог, что, видимо, объясняется разницей в обработке и перенаправлением потоков программным обеспечением и самой OS.

В следующей тестовой конфигурации добавился протяженный дополнительный сегмент проводки, достаточно неблагополучный с точки зрения помех, -- одно из устройств было переключено в розетку "силовой сети", к которой обычно подсоединены нагреватели, кондиционеры, электрочайники, микроволновая печь, холодильник и другие некритичные к качеству сети бытовые приборы. Таким образом, сигналу предстояло преодолеть 60--70 м, причем на его пути было несколько выключателей-автоматов. Скорость обмена между ПК вне зависимости от типа устройств уменьшилась, и разница между минимумом и максимумом устройств практически исчезла. В среднем она составила 3,14/3,18 Mbps с разбросом в 4--5%.

Далее было интересно увидеть, как падает скорость работы устройств PowerLine в зависимости от их числа. Первое, на что обратили внимание, -- адаптеры умеют "молчать" и не мешать работе собратьев, когда их "не спрашивают". Достаточно было некоторое время не обращаться к конкретному устройству или просто отсоединить его от сетевой карты ПК -- и оно фактически переставало влиять на размер остаточной полосы пропускания. Результаты снижения скорости в зависимости от роста числа одновременно работающих устройств приведены на рис. 10.

Выяснилась и возможность создания аварийной ситуации -- когда по ошибке сетевым кросс-кабелем были соединены между собой два адаптера Ethernet-to-PowerLine, то образовавшаяся сетевая логическая петля практически заблокировала работу всех оставшихся в подсети устройств.


Произвольная программа

В результате экспериментов, приведенных в этой части раздела, появилась кулуарная шутка: "Любая среда, от рельсовой пары до электрически разомкнутых ниток колючей проволоки в ограждении, может быть выбрана в качестве проводов для построения сети". И пускай это в большей степени гипербола, умение PowerLine-устройств "держать связь" достойно уважения.

Все началось с того, что после теста на масштабируемость мы по одному отключали устройства от сети, чтобы еще раз убедиться в достоверности полученных результатов. Когда их осталось всего два, обратили внимание, что скорость обмена между ними немного меньше (на 14--22 Kbps), чем наблюдалось при их попарной работе ранее. Причина оказалась проста -- не найдя "свободной розетки", мы использовали типовой дешевый удлинитель-разветвитель, который, кроме выключателя и автомата защиты, содержит (судя по надписи на корпусе) подавитель шумов. Сделав соответствующие выводы о его фильтрующих свойствах, мы рискнули провести несколько нестандартных экспериментов. Для начала пара адаптеров PowerLine-to-USB Surecom PLU11 (для их питания не требуется наличия 220 В -- оно поступает от порта USB компьютера) была подключена в один и тот же злополучный удлинитель. Отключив его от сети и закоротив контакты сетевой вилки, мы обнаружили, что скорость между ними... возросла c 13,5 до 13,75 Mbps. Не повлияло на скорость и включение вилки в свое же свободное гнездо (по сути, получилось короткое замыкание дважды)...

Несложно догадаться, что последующие эксперименты не отличались ни щепетильностью, ни академической изысканностью по отношению к адаптерам, желание было одно -- "завалить" сеть.

Помехозащитные цепи обычного ИБП смогли уменьшить скорость соединения в пять раз, оказавшийся под рукой 100-ваттный трансформатор для питания галогенных ламп сумел ослабить высокочастотный сигнал так, что качество снизилось до удовлетворительной оценки монитором (в 7,5 раза по скорости).

Далее устройства HomePlug были использованы там, где традиционно должны господствовать HomePNA, -- в телефонной проводке. Адаптеры короткими отрезками провода подключались к 15-метровому телефонному сегменту и продолжали работать (с оценкой утилиты мониторинга "Exellent"), не обращая внимания на вызов со стороны нашей офисной АТС. Качество голосовой связи при этом, естественно, не пострадало.

Следующей стала попытка реализовать давнюю мечту -- найти дополнительное применение повсеместно распространенным проводам ретрансляционной сети. Из согласующего звукового трансформатора колодки с токоограничивающим резистором сопротивлением 3 кОм и двух отрезков кабеля по 20--25 м был собран макет, подобный реальному фрагменту радиопроводки на участке от понижающего трансформатора до абонентского громкоговорителя; адаптеры подключались в крайних точках. Ясно, что импеданс такой линии явно отличается от номинального (предположительно его значение должно находиться в диапазоне 50--80 Ом). И тут результат оказался неожиданным -- скорость достигала 1,5--1,7 Mbps.

На этом мы решили, что для практического первого знакомства уже можно ставить точку и высказывать замечания.

Учитывая то, что PowerLine-сети могут работать с достаточно высокой скоростью при наличии в них более десяти устройств (встречаются цифры от 15 до 30, такая разница, по-видимому, -- свидетельство различных подходов к тому, какую скорость автор принимает за минимально допустимую), отчетливо ощущается необходимость в разработке специализированного ПО для мониторинга и администрирования, подобного по функциональности имеющемуся для сетей FastEthernet.

И еще одно лирическое отступление. Мы не беремся сравнивать между собой "кто лучше: PowerLine или WLAN". Это было бы похоже на сравнительный анализ эффективности освещения уличного фонаря на столбе с домашним торшером -- они имеют разное назначение и в жизни призваны дополнять, а не исключать друг друга. Но сделать некоторые замечания по поводу результирующих фактических значений скорости обмена все же попытаемся. Во-первых, мы на практике убедились, что из заявленных 11 Mbps для сетей по стандарту IEEE 802.11b не стоит рассчитывать на значение средней скорости обмена более 5--6 Mbps. Во-вторых, достоверно известно, что включение WEP-шифрования в беспроводной сети снижает быстродействие в ней на 15--35%, тогда как в отношении сети PowerLine стоит помнить, что режим шифрации у нее всегда активен. Получается, что по этому параметру устройства для сетей PowerLine могут выглядеть даже более привлекательными и оказаться иногда эффективнее, чем WLAN.

Кроме того, в отличие от HomePNA не следует целиком полагаться на ограничения физической среды передачи -- действие сети распространяется на значительные расстояния и физически ограничено ареалом, обеспечиваемым одним трансформатором на подстанции. Также очевидно, что задействованная 56-битная система шифрования окажется бесполезной, если в процессе настройки не изменено значение пароля по умолчанию (HomePlug), который должен быть одинаковым для всех устройств, находящихся в сети.


PowerLine HomePlug и другие: светлое будущее

Хотя прикладная часть нашего обзора доступных на рынке продуктов и посвящена устройствам, исполненным по рекомендациям HomePlug PowerLine Alliance, было бы некорректно забыть о продолжающихся исследованиях и попытках внедрения на рынок новых технологий передачи по сети.

Число технологий, использующих в качестве среды распространения самую крупную сетевую инфраструктуру -- питающую сеть, не уменьшается, причем каждая из них, по заявлениям их разработчиков, является "самой-самой...". Так, в конце прошлого года в разделе новостей компьютерных изданий сообщалось о перспективной китайской технологии, реализующей высокоскоростной обмен данными через линии электропередачи под названием Digitized Power Line (DPL), позволяющей подключать компьютеры к Internet с помощью адаптера, соединяющего USB-порт с сетью питания. Кроме этого, технология даст возможность без особых сложностей и лишних затрат объединить компьютер и бытовую технику в домашнюю сеть. DPL работает на линиях напряжением от 180 до 240 В, максимальная скорость передачи данных при этом составляет 10 Mbps. По утверждению разработчиков, технология "имеет лучшие показатели скорости и стабильности по сравнению с аналогичными проектами в других странах и уже готова к коммерческому применению".

В начале 2003 г. анонсировались очередные "интеллектуальные приемопередатчики по линиям питания" (Power Line Smart Transceivers) для систем управления "умной" бытовой техникой (включая электросчетчики, водонагреватели, системы безопасности и освещения на чипах PL 3120 и PL 3150), разработанные Echelon Corporation совместно с STMicroelectronics. В основу положено ядро 8-битного процессора Neuron, обмен базируется на применении технологии узкополосной передачи данных, в нем реализованы улучшенная цифровая обработка сигналов, эффективный механизм коррекции ошибок и оригинальный алгоритм выбора альтернативных несущих частот. Samsung уже встраивает чипы от Echelon Corporation в кондиционеры, стиральные машины, СВЧ-печи и другие бытовые устройства. Но, как говорится, "лучше один раз увидеть...", поэтому просто предложим читателю самостоятельно убедиться в эффективности (и целесообразности!) такой системы контроля и управления бытовыми приборами в доме: demo.echelon.com/layout.htm.

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...
0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT