У зв'язку з бурхливим розвитком домашньої автоматики та подорожчанням прокладання додаткових ліній зв'язку, великий інтерес викликає передача даних між різними пристроями існуючими лініями 220-380В. "З розетки в розетку".
Керуючий та керований пристрій або пристрої підключаються штатними мережевими проводами до домашньої електричної розетки та отримують від неї живлення та сигнали керування.
Так можуть бути побудовані локальні мережі між комп'ютерами, системи «розумний дім» та аналогічні. Складність організації таких мереж полягає в тому, що спочатку не було передбачено, немає єдиних стандартів, мережі сильно зашумлені, їх параметри сильно змінюються при зміні навантаження. Під час передачі даних по мережах 220/380В високочастотний сигнал швидко згасає. Повинні бути забезпечені електромагнітна сумісність та розв'язування передачі даних від електроспоживання.
Найбільш широко відомими технологіями передачі даних по мережах 220/380В є:
X-10 однойменної фірми (http://www.x10.com);
CEBus компанії Intellon (http://www.intellon.com);
LonWorks корпорації Echelon (http://www.echelon.com);
Adaptive Networks, запропонована фірмою з такою самою назвою (http://www.adaptivenetworks.com);
DPL 1000 виробництва NOR.WEB (http://www.nor.webdpl.com).
PLC Universal Powerline Association, (http://electrointernet.ru)
Х10- найстаріша технологія (1978г) спрямовано управління побутовими приладами.
Intellon CEBus(Intellon SSC) зроблена компанією Intellon для домашньої мережі CEBus. Стандарт CEBus (EIA-600) дає можливість взаємодії приладів домашньої автоматики на основі різних мереж передачі: ліній електроживлення, радіоканалів, дротових каналів та ін.
Використовується технологія шумоподібного сигналу, що передбачає передачу кожного біта даних у смузі частот 100-400 кГц. Швидкість передачі, як мінімум, на порядок вища порівняно з Х-10. Фірма Intellon реалізує Power Line Evaluation Kit. Комплект для проектування та побудови такої мережі. Його вартість - 245 дол.
розробка американською корпорацією Echelon для розподілених мереж керування. Основа технології LonWorks – протокол LonTalk обміну інформацією. Кожен вузол мережі містить мікропроцесор, який реалізує функції цього протоколу.
LonTalk є семирівневим комунікаційним протоколом, що дозволяє здійснювати надійну передачу даних через різні фізичні середовища. Для середовища кожного типу розроблені трансівери, що підтримують роботу мережі за різних довжин каналів, швидкостях передачі та мережевих топологіях. Ціна LonWorks: 42$ - за трансівер, від 2000$ - за систему програмування.
випускає ряд пристроїв, що підтримують передачу даних з будь-яких видів електропроводки. Ефективна швидкість передачі 115 кбіт/с. Її відмінними рисами є виняткова надійність і адаптивність (ймовірність помилки 10-9), шумоподібний сигнал, можливість використання програмного забезпечення для витої пари, дуже висока ціна.
DPL 1000дозволяє передавати дані по електромережах зі швидкістю до 1 Мбіт/с, розроблена компанією NOR.WEB. DPL 1000 це революція передачі даних по електричних лініях. Технічні подробиці реалізації доступних джерелах відсутні. У Європі поки що тестуються пробні підключення за технологією DPL 1000. Якщо все піде вдало, то така технологія - це шанс для РФ зробити швидкий і доступний для ВСІХ Інтернет.
, технологія передачі даних по мережах 220/380 В, 6/10 кВ та коаксіальних мереж. Використовується шумоподібний сигнал 1536, що піднесуть в діапазоні від 2 до 34 мГц. Причому можна вирізати частину піднесучих, якщо вони заважають іншим мережам. Система сама адаптується до зашумленості та навантаження електромережі. Швидкість передачі до 200Мбіт/с при дистанції між пристроями до 300 м. Вартість абонентського модему від 120 $.
Докладніше із зазначеним обладнанням та стандартами можна познайомитись на наведених сайтах. Лініями електропроводки передають не тільки команди, а й голос. Наприклад, можна реалізувати міні-АТС або селекторний зв'язок. Технології передачі інформації з електромереж у нас незаслужено забуті. Як свідчить світовий досвід, це дуже перспективний напрямок.
Всі ми рано чи пізно ставимо питання створення домашньої інтернет-мережі. У маленькому просторі це питання вирішується просто: достатньо поставити Wi-Fi роутер, який роздасть інтернет одну – дві кімнати. Але що якщо мова йде про багатокімнатну квартиру, заміський будинок чи офіс з безліччю приміщень? Відмінний варіант - протягнути мережеві кабелі, але краще це робити під час початкового ремонту та прокладки електричних кабелів: адже нікому не припаде до вподоби гора проводів у всіх кімнатах. Другий варіант - поставити репітер, який посилить Wi-Fi з основного маршрутизатора. Ця ідея підійде для невеликої кількості користувачів, до того ж в ідеалі для стабільного з'єднання доведеться поставити репітеру в кожному приміщенні. Але що якщо потрібний інтернет у великому будинку чи великому офісі? Тоді на допомогу прийде інтернет, що проходить електричними проводами: технологія Powerline.
Технологія Powerline дозволяє передавати дані електропроводки, яка вже прокладена по всьому будинку. Адаптер Powerline підключається до електричної розетки, приймає пакет даних зі свого LAN-порту та надсилає інформацію з електропроводки. Інший адаптер, підключений до тієї ж мережі, розпізнає і декодує сигнал, а потім відправляє дані далі через LAN-порт або Wi-Fi (залежить від моделі). Така технологія дозволяє передавати дані практично без втрати відстані до 300 метрів, а в одній мережі може працювати понад 200 адаптерів. При цьому важливо, щоб усі адаптери мережі знаходилися в одній фазі, інакше відбуватиметься втрата сигналу. Також бажано, щоб проводка була з мідного дроту. Ще не варто забувати, що до електромережі підключено безліч інших приладів, а також мережеві фільтри, ДБЖ, автомати, ПЗВ – все це створює перешкоди.
Все це слід враховувати при підключенні адаптерів Powerline, але зараз ми зупинимося на тому, як їх вибирати. Ці гаджети розрізняються за цілою низкою параметрів, які вплинуть на швидкість інтернету і, що важливо, на зручність використання.
Чим відрізняються адаптери Powerline
Швидкість передачі Powerline
Ця характеристика безпосередньо залежить від стандарту, з урахуванням якого функціонує мережу. Найбільш популярні два: Homeplug AV та Homeplug AV2.Homeplug AV – це стандарт, що використовує два дроти електромережі: фазний та нульовий. Швидкість зв'язку між пристроями за цим стандартом становить 200, 500 та 600 Мбіт/с. Але реальна швидкість набагато нижча: близько 100, 240 та 280 Мбіт/с.
Стандарт Homeplug AV2 крім двох вищезгаданих дротів використовується третій – заземлення. Це дозволяє досягати високих швидкостей: до 1300 Мбіт/с. Реальна швидкість буде близько 600 Мбіт/с, але погодьтеся, це непогано.
Стандарт Homeplug AV2 особливо чутливий до якості проводки. Тому якщо у вашому будинку немає заземлення, або ваша проводка алюмінієва та низької якості, то вона вам не підійде. Якщо ж інтернет вам потрібен для серфінгу та рідкісного перегляду фільмів, подумайте: чи є сенс придбати адаптери з високошвидкісним з'єднанням, коли можна заощадити і задовольнити всі свої потреби з адаптерами зі швидкістю 200 – 500 Мбіт/с.
Підтримка PoE
PoE розшифровується як Power over Ethernet, тобто «живлення за допомогою Ethernet». Технологія PoE дозволяє подавати живлення на потрібний пристрій через звичайний кабель мережі. При цьому обмін цифровими сигналами не втрачається і мережа залишається повністю функціональною.Технологія PoE буде потрібна у випадку, якщо ви хочете поставити, наприклад, маршрутизатор, IP-камеру або IP-телефон у місці, де немає можливості встановити розетку, наприклад, на горище, дах або зовнішню сторону стіни. Адаптер Powerline за допомогою PoE дозволить підвести інтернет до найближчої розетки, а далі з'єднати адаптер з потрібним пристроєм за допомогою мережевого кабелю.
Кількість адаптерів у комплекті
Для створення Powerline – мережі необхідні як мінімум два адаптери: один приймає дані з маршрутизатора та направляє їх по проводах, а другий – приймає дані та передає їх на комп'ютер, смартфон, телевізор та інші гаджети. Як вже було згадано, у мережі може бути понад 200 адаптерів – їхня кількість залежить від можливостей моделі.Краще придбати адаптери однієї фірми і навіть моделі. По-перше, це полегшить їхню синхронізацію (багато моделей знаходять одна одну лише після натискання однієї кнопки). По-друге, при підключенні адаптерів з різними характеристиками швидкість передачі мережі буде орієнтована на найслабший пристрій.
Наявність вбудованої розетки
Адаптери Powerline бувають із вбудованою розеткою та без неї. У другому випадку гаджет є адаптером з вилкою для підключення до електричної розетки. У першому випадку адаптер ще вбудована прохідна електрична розетка, до якої можна під'єднати будь-який пристрій, що живиться від електромережі. Мінусом наявності розетки можна назвати зменшення швидкості передачі адаптера при підключенні до неї пристрою, але воно не настільки суттєво.
Кількість портів Ethernet
В адаптерах Powerline є порти Ethernet для підключення до них пристроїв за допомогою кабелю мережі. Чим більше портів, тим більше пристроїв зможе отримати інтернет від гаджета. Однак це актуально тільки для пристроїв, які також мають порт Ethernet – смартфонам і планшетам знадобиться Wi-Fi. Як варіант, за допомогою мережного кабелю до адаптера можна підключити маршрутизатор Wi-Fi.Швидкість передачі Ethernet
Це швидкість, з якою дані будуть передаватися від адаптера до підключеного до нього мережним кабелем пристрою і назад. Більшість сучасних мереж працюють зі швидкістю 10 – 100 Мбіт/с. Якщо ви хочете передавати великі обсяги інформації, наприклад, фільми в HD якості, прямі трансляції, онлайн-ігри, то варто вибрати пристрій, що підтримують швидкість 100 - 1000 Мбіт/с.
Підтримка Wi-Fi
Ця функція дозволить роздати Wi-Fi прямо з адаптера Powerline, не використовуючи додаткового маршрутизатора. Вибираючи гаджет з підтримкою Wi-Fi, слід звернути увагу на дві важливі характеристики: швидкість передачі даних Wi-Fi і стандарти Wi-Fi, що підтримуються.Що швидкість передачі даних Wi-Fi, то краще. Ця характеристика безпосередньо залежить від стандартів Wi-Fi, що підтримуються пристроєм. Ось п'ять найбільш поширених стандартів, розташованих у міру збільшення їх швидкості та радіусу дії: 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, де у першого швидкість - 11 Мбіт/с, а в останнього – 1,3 Гбіт/ с. Зверніть увагу, що існує два діапазони частот Wi-Fi: 2,4 і 5 ГГц, і багато пристроїв підтримують лише один з них. У діапазоні 2,4 ГГц працюють стандарти 802.11b, 802.11g та 802.11n, а в діапазоні 5 ГГц - 802.11a, 802.11n та 802.11ac.
Маршрутизатор
Характеристика вказує на наявність або відсутність можливості використовувати дане обладнання як маршрутизатор. Кожному комп'ютеру локальної мережі маршрутизатор надає унікальну внутрішню адресу та розподіляє пакети даних між комп'ютерами. Це дозволяє створити колективне підключення до інтернету з використанням лише однієї офіційної зовнішньої IP-адреси. У цьому зберігається нормальна робота всіх мережевих додатків.Це рішення буде актуальним при настроюванні інтернету в офісі для компанії.
Критерії вибору
Як ми з'ясували, адаптери Powerline відрізняються цілою низкою параметрів, які стануть визначальними під час вибору відповідного пристрою. Одні моделі підійдуть для невеликої квартири, інші для заміського будинку, а деякі для великого офісу. При цьому дуже важливими є характеристики електромережі, які можуть значно обмежити у виборі адаптера. А для створення мережі в одно-двокімнатній квартирі взагалі краще скористатися Wi-Fi роутером з репітером або кабельним з'єднанням.Отже, ми розподілили адаптери Powerline, виходячи з цілей та місця їх використання.
Для створення домашньої мережі у старому багатоквартирному будинку, у проводці якого відсутнє заземлення, варто вибирати серед комплектів із двох адаптерів Powerline зі стандартом Homeplug AV, з 1 – 2 портами Ethernet та вбудованими розетками. Їх вартість: 1250 – 4999р. 
Для створення домашньої мережі в новому багатоквартирному або приватному будинкукраще придивитися до
Вам, напевно, знайома ситуація, коли навколо домашнього комп'ютера звивається якась неймовірна кількість проводів, що йдуть до монітора, мишки, клавіатури, маршрутизатора і так далі. Позбутися їх можна кількома способами. Найпростіший – перерізати, складніше – перейти на бездротові технології.
Не будемо міркувати про зручність бездротових мишей або клавіатур: це все накопичується безпосередньо навколо комп'ютера і тому жити не заважає. А ось Ethernet-кабелі часто доводиться тягнути через півквартиру. При грамотному ремонті можна врахувати всі аспекти та розмістити по будинку або квартирі розетки для підключення до мережі. При переїзді в орендовану квартиру вирішити таке питання складніше, є й інші нюанси.
Wi-Fi? Надіятись на нього можна не завжди, тому що на його роботу впливає матеріал стін, їх розташування. А якщо йдеться про багатоквартирний будинок, то тут ще й безліч інших бездротових точок доступу: ефір заповнений трохи більш ніж повністю. Вдень чи вранці це не так помітно, ввечері можуть початися проблеми з пінгом і лагами при перегляді IPTV або грі «по повітрю».
Варіанти їх вирішення – ручні налаштування та регулярний аналіз ефіру, перехід на точки доступу з підтримкою 5 ГГц або повернення до витоків – дротів. Перший здається трудомістким, і навряд чи домашній користувач постійно копатиметься в хитромудрих програмах, вишукуючи вільне місце в діапазоні 2,4 ГГц. Уявіть своїх маму/тата/бабусю/дідуся за цим заняттям… Для початку навчити їх користуватися смартфоном із сенсорним екраном.
Перехід на 5 ГГц? Це відмінний варіант, який рекомендуємо і ми, і фахівці з зв'язку. Однак такі маршрутизатори коштуватимуть грошей, та й працюватимуть у мережі зможуть далеко не всі домашні пристрої. Неймовірно, але факт: цей діапазон незрозумілий навіть нинішнім PlayStation 4 , що вже говорити про недорогі смартфони та телевізори.
Ну і найнезручніший, зате практичний спосіб – дроти. Можна прикинутися Людиною-павуком, розкласти їх по всьому будинку і за певних навичок досягти естетичного вигляду. Є ще один «провідний варіант», який ми й протестували, – технологія Powerline, коли інтернет надходить через силовий кабель. Трохи лякає, чесно кажучи... По-науковому це називається «зв'язок по ЛЕП», і він використовує лінії електропередачі для передачі даних.
Не втомлюватимемо історичною довідкою, а відразу приступимо до справи. Для тестування ми вибрали квартиру в будинку, зведеному наприкінці 70-х років минулого століття. У стінах прокладено такі ж давні алюмінієві дроти, в щитку встановлені три автомати, але фаза одна, як і в переважній більшості випадків. Операторський кабель заведено в одну з кімнат, де встановлено недорогий маршрутизатор Wi-Fi.
Що ж, дізнаємося, чи впорається алюміній, що розсипається в порошок з навантаженням. Тестовані Powerline-адаптери TP-Link AV1200 розганяються до гігабіту, але утилізувати всю цю міць вийде хіба що в локальній мережі в умовах, наближених до ідеальних. Зовні адаптери являють собою досить великі прямокутні коробки з набором індикаторів збоку, перфорацією для вентиляції по периметру, роз'ємом для дата-кабеля і розетки, що дублює, тобто «крізь» адаптер можна все так само підключати техніку.
Як це працює?
Провідному адаптеру необхідно отримувати звідкись інтернет. Вставляємо девайс у розетку та підключаємо до нього кабель із маршрутизатора. Наш TP-Link моргає лампочками, і без будь-яких налаштувань по всій квартирі при активації другого адаптера повинен з'явитися інтернет. Чи не магія?!
Тепер можна йти до будь-якої кімнати, де є розетка, і шукати місце для другого адаптера.
У моделях адаптера без Wi-Fi будь-який пристрій потребує підключення Ethernet-кабель: той самий ноутбук доведеться під'єднувати через патч-корд. Якщо ж ви хочете підключити до інтернету «кухонний» телевізор, такий варіант виглядає практичніше.
Дальність дії пристроїв, вірніше, їх здатність забезпечувати зв'язок в електропроводці без втрати пакетів становить 100 метрів (для тестованого пристрою). При цьому необхідно враховувати метраж проводів у стінах, які не йдуть безпосередньо з точки А в точку Б. Якщо щось піде не так і другий адаптер не бачитиме пару, є кнопка примусового «спарювання». Адаптери шукають один одного секунд 10 без втручання користувача створюється ланцюг передачі даних. Сигнал може циркулювати по всьому будинку, але все залежить від того, як розведена проводка. І пам'ятайте: просто встромивши в розетку штепсель від телевізора чи ноутбука, ви інтернету не отримаєте.
«Шифрується з'єднання 128-бітним ключем AES, дані ваш сусід не побачить. Якщо проводка стара, якщо десь відходить контакт, погано скручені дроти – це може негативно впливати на пропускну спроможність. Як стверджує виробник, пристроям все одно, чи використовується у проводці мідь чи алюміній»,– розповів Сергій Борисович, керівник відділу клієнтської технічної підтримки компанії «Атлант Телеком».
Все, ніяких паролів вводити не треба, ми відразу маємо звичайну локальну мережу з доступом до інтернету. Тепер нас цікавить швидкість.
Спочатку протестували IPTV на телевізорі, запустивши HD-канали. Ніяких гальм, «лагів» і картинки, що розсипається, швидкості, очевидно, вистачає з лишком. «Для стабільної якості HD-контенту потрібно 18 Мбіт/с»,- Коментує Сергій.
Настає черга Speedtest. Тарифний план дозволяє передавати дані на 100 Мбіт/с, тому чекаємо на відповідні показники. Максимум, що вдалося вичавити зі старих дротів у стінах, – понад 85 Мбіт/с. Це дуже гідний результат з огляду на всі аспекти. На максимально можливому віддаленні квартири від базової розетки швидкість знизилася до 80 Мбіт/с.
Перед черговим виміром швидкості навантажуємо електричну мережу, щоб перешкодити плавному перебігу бітів у проводці. У двох кімнатах включено світло, працює телевізор, дзижчить вентиляторами комп'ютер, тарахтить холодильник, до них приєднуються мікрохвильова піч і потужний електрочайник. Черговий спідтест показує приблизно ті ж цифри, з незначним зниженням в районі 5-10%.
Цікаво, що пінг практично не змінюється («танкісти» будуть задоволені), у той час як при підключенні через Wi-Fi через засміченість ефіру та віддаленість від точки доступу він стрибає до 250-300 мс при максимумі 30 мс через електричну розетку. Виміри показали, що бездротовий зв'язок в умовах багатоквартирного будинку менш ефективний у порівнянні з Powerline. Але все ж таки зручніше.
Пізніше в умовах офісу швидкість передачі даних склала 35 Мбіт/с на відстані як мінімум утричі більшому, ніж у квартирі (але реально воно може бути ще більше: схеми розміщення проводки під рукою не виявилося). Крім того, тут до розеток підключено десятки пристроїв, що споживають енергію.
В обох випадках жодних претензій до якості передачі даних немає: воно однозначно вище, ніж "по повітрю", навіть при навантаженні на електричну мережу.
Чому ця технологія не використовується повсюдно?
«Питання ціни. Так, користувач може докупити ще пару адаптерів, але й ціна підключення зросте вдвічі. І Wi-Fi до того ж дешевше, а також забезпечує більшу мобільність. Це рішення зручне для статично встановлених пристроїв. Для того ж, IPTV ви отримуєте стабільний сигнал. Навіть під час роботи через мережевий фільтр»,– вважає технічний фахівець.
Чому оператори не використовують Powerline?
Свого часу оператори вивчали можливість застосування такої технології для забезпечення доступу в інтернет для будинків. «Грубо кажучи, на будинок ставиться один світик, підключений до оптики, а абонент отримує свій адаптер у квартиру. Жодної додаткової проводки при цьому не потрібно»,– розповів Сергій. Але насправді це вилилося б у значні витрати: оператори не можуть гарантувати якість проводки, покладеної 5-10, 30 або більше років тому. "Щось подібне відбувається з технологією ADSL, коли всі оператори залежать від телефонної лінії "Белтелекому" і не можуть контролювати якість з'єднання",– додав він.
Висновки
У невеликій квартирі за наявності Wi-Fi практичність Powerline-адаптерів не очевидна. Винятком є лише стаціонарно встановлена техніка: розумний телевізор або приставка. Моделі з бездротовими модулями коштують дорожче, але дозволяють забезпечити безперебійне покриття Wi-Fi у квартирах, де стіни заважають сигналу. Аналогічно для приватного будинку, коли, наприклад, треба провести інтернет у підвальне приміщення.
Інтернет за допомогою електричної розетки є вже відомим серед ІТ-фахівців способом передачі потокової інформації мережі Інтернет. Це своєрідна альтернатива звичайним оптоволоконним мережам, яка не вимагатиме навіть наявності роутера, все повністю буде реалізовано за допомогою простої передачі струму через звичайну розетку. Таке рішення є певною економією серед споживачів. Головною перевагою такої передачі даних є безперебійне перенесення потокової інформації без будь-якого гальмування, на відміну від кабельних провідних мереж або Wi-Fi.
Як провести Інтернет по електромережі? Powerline адаптер з WiFi Tenda N300
Вихід в інтернет через електричну мережу
Якщо ви – власник просторої багатокімнатної квартири, з новим євроремонтом, умови якого не дозволяють проводити типову кабельну мережу через складність її транспортування по всій площі приміщення. Ось на заміну цьому і приходить рішення прокладати електричну мережу для послуг провайдерів Інтернету, щоб у майбутньому задовольнятися світом всесвітнього павутиння.
Так, з одного боку, це така ж проводка, що нічим не відрізняється, можливо, від кабельної, але вона має достатні переваги над тим, щоб навіть бездротові комунікації, на зразок Wi-Fi з'єднань, поступилися їй місцем для досягнення великих швидкостей. Ще однією перевагою такої реалізації можна вважати, мабуть, досягнення прийнятної ціни за послугу її користування.
Огляд та налаштування TP-Link PA2010
BPL – Broadband over power lines
А саме, широкосмугове з'єднання, прокладене через електричну мережу, вже відоме на Заході. Ним користується більшість комерційних і урядових організацій, де потрібне стабільне інтернет-з'єднання без урвищ. Таку технологію навіть використовують деякі, замість кабельних або телефонних ADSL-мереж. Тому тони вже давно є «обкатаною» за кордоном. Хоча, провайдери Росії рідко пропонують такі послуги, посилаючись на недостатню освоєність такої технології та дорожнечу обладнання, що передає. Однак давайте спробуємо розібратися, як це, власне, влаштовано.
Для початку поточний провайдер повинен отримати офіційний дозвіл на доступ до електростанцій та обладнання. Необхідно пред'явити всі документи та погодити рішення між постачальниками електроенергії та провайдером.
Принцип роботи такої системи реалізується за допомогою силового струму по несучій (У Росії та країнах Європи він становить 50 Гц), додаються кілька різновидів модуляції OFDM , при якій сигнали розносяться кількома потоками з ортогональним ущільненням. За офіційними даними, частота піднесучої може становити до 21 Мгц, Що не впливає на стандартну розрядність струму в 50 Гц, отже, згубно не впливає на електроприлади. В інших країнах частота піднесе йде до 30 МГц.
На трансформаторні блоки встановлюються передавальні свитчі і маршрутизатори з оптоволокном, які перетворюють потоки на звичайний електричний струм, що вже безпосередньо йде до споживача. На відстані встановлюються спеціальні розгалужувачі сигналу, які можуть одночасно передавати той самий потік. В електричному щитку встановлюється сам приймач сигналу, що потік роздає за допомогою будинкової мережі.
На даний момент допустима швидкість становить до 100 Мбіт/сале існує обладнання, яке дозволяє збільшити швидкість в кілька разів. Однак така апаратура поки що широко не доступна. Фактично, BPL з'єднання є різновидом будинкової мережі, до якої підключений багатоквартирний будинок. Поточна швидкість залежить від навантаження на мережу між користувачами. Тому, якщо у вашій будівлі є сто квартир, то при повному навантаженні на кожного швидкість може доходити до 10 Мбіт/с .
У принципі, така технологія нічим не відрізняється від звичайного телефонного з'єднання, або іншого іншого. Якщо ж у вас є ноутбук або планшет, і вам потрібне бездротове з'єднання, рекомендується замовити провайдер Wi-Fi маршрутизатор. Такий девайс, як правило, постачається Ethernet інтерфейсом або навіть USB з'єднанням.
Що стосується цінового сегмента, то, наприклад, деякі московські провайдери, які надають таку послугу, просять від 20 доларівза проведення стомегабітної мережі. В Америці дана послуга доступна за ті ж 20 доларів, але з набагато меншою пропускною здатністю, яка може досягати одного мегабіту.
Гідності й недоліки
Однак кожна технологія, як відомо, має як свої переваги, так і недоліки. Насамперед, це ненадійність самої електричної проводки. Особливо це критично, коли проводять таку систему та використовують алюмінієві провідники замість мідних. Вони мають ще один недолік: недостатню провідність корисних несучих сигналів. Крім того, можливі скручування таких кабелів, які також негативно впливають на сам сигнал. Тому технологія електричної мережі Інтернетзнаходить своє застосування в новобудовах, де вже прокладено мідні дроти.
Крім того, електрична мережа, як і будь-який механізм, що проводить струм, здатний давати наведення від близьких електроприладів, а також негативно впливати на роботу таких пристроїв.
Щоб BPL-пристрої від перепадів напруги необхідно використовувати спеціальні мережеві фільтри, які розраховані спеціально для роботи в таких пристроях, проте на території Росії їх дуже проблематично знайти.
Все ж основною перевагою BPL є відсутність прокладки наземних кабелів, як у випадку з кабельними мережами або телефонною ADSL-лінією. А ще – можливість отримання стабільного та недорогого на гарній швидкості. Її мінусом для провайдера є підписання договорів з компаніями електропостачання. Ще дуже важливо перевірити наявність можливості встановити такий тип мережі, в більшості випадків це залежить від спорудження самого будинку
BPL – це доступна альтернатива кабельним та телефонним мережам для комфортного доступу до всесвітнього павутиння.
Після ознайомлення з нижченаведеним матеріалом жарт про «кілер Ethernet-карт», що представляє собою патч-корд зі штекером RJ-45 на одному кінці і вилкою підключення до мережі 220 В на іншому, вже не здасться настільки дотепною. Щоправда, у розрив цього дроту потрібно буде включити відповідний PowerLine-адаптер.
Відомий жарт про те, що більшість винаходів походить від людської ліні, дуже добре застосовується до мереж передачі даних. З того часу, як наявність зв'язку між комп'ютерами в офісі стала обов'язковою, а Ethernet перетворилася на стандарт де-факто, не припинялися спроби зробити цей зв'язок ще простіше, наприклад, позбувшись необхідності прокладання додаткових кабелів.
Про різні технології, що дозволяють «заощадити» на розведенні окремої мережної інфраструктури, ми вже писали не раз, наприклад про HomePNA, що передбачає використання, або про бездротові мережі. Технологія ж, про яку йтиметься сьогодні, використовує для побудови локальних мереж... звичайну електропроводку, яка існує в будь-якій будівлі.
Технологія PowerLine має складну та мінливу долю. Кілька разів їй пророкували центральне місце у розвитку домашніх інформаційних мереж. Потім «забували» про неї, щоб у міру вдосконалення технологічної бази знову повернутись і проголосити її чи не панацеєю. Не балували увагою цей сектор ринку ні дослідні агенції, ні IT-видання (як з'ясувалося, у Рунеті є всього пара більш менш серйозних публікацій на цю тему, а в Uanet і того менше).
Почасти бажаючи заповнити інформаційний вакуум, що склався, частково у зв'язку з черговою хвилею комерційного інтересу до цієї демократичної і, на перший погляд, надзвичайно простої ідеї, ми вирішили продовжити розмову, розпочату в огляді, доповнивши його розповіддю про те, ціною яких зусиль досягається стійка. робота через мережу харчування. До уваги читачів пропонуються детальний огляд технології PowerLine, а також тести та наші враження від експлуатації пристроїв, які за досить прийнятними цінами реально присутні на вітчизняному ринку.
Ви вже нас зовсім за дурнів не тримаєте.
Ви тут у проекті вказали 70 метрів кабелю та 10 мережевих розеток.
А у нас що, на вашу думку, комп'ютери досі від сонячної
енергії харчувалися? Ви, можливо, і дірки нові свердлити зібралися?
(З обговорення калькуляції на мережу, 1996)
З усієї цієї досить комічної історії, коли довелося довго і аргументовано доводити фінансовому директору невеликої компанії, що інформаційний кабель і розетки дійсно укладати та монтувати потрібно, адже мережа живлення – це одне, а інформаційна мережа – абсолютно інше, запам'яталося фінальне питання, що символізує прощання з останньою надією: «То що, з тих самих дротів ніяк не можна?». Якщо заплющити очі на деяку «нетехнічну» постановку самого питання, цю людину досить легко зрозуміти. Щойно закінчився шикарний ремонт особняка, і необхідність роботи організації з добре налагодженою системою «дискетообігу», розміщеної всього в чотирьох приміщеннях на трьох поверхах, в єдиній мережі диктувалося міркуваннями престижу, ніж нагальною потребою.
Чи можна було на той час відповісти на це запитання ствердно? У далекому 1996 р. немає. Бездротові мережі дорого і нестабільно. Як технології, що нині живуть, і протоколи передачі по енергомережах (X-10, CEBus, LONWorks), так і безліч інших, з рекламних смуг обіцяють «наситити інтелектом наше житло» і згодом безслідно канули в Лету, були на вітчизняному ринку скоріше екзотикою. Вони характеризувалися або низькою швидкістю обміну, або слабкою перешкодою, або першим і другим одночасно, і відлякували невиправдано високою вартістю кінцевих пристроїв.
PowerLine: дитинство, юність
…і досвід, син помилок важких…
А тим часом історія зберегла багато спроб використання як фізичного середовища для обміну даними «непристосовані» дроти. Простіше, зрозуміло, оперувати з телефонними «мідними парами» їх параметри були стандартизовані, а до правил прокладки пред'являлися досить жорсткі, уніфіковані в ряді країн, вимоги. Напевно, тому першою життєздатною технологією передачі альтернативних проводів стала технологія, запропонована компанією Tut Systems (середина 90-х років). Як відомо, на її основі незабаром ухвалили стандарт передачі даних по телефонній проводці, HomePNA 1.0. Нехай перша версія цього стандарту не була дуже «просунутою», але в мережі HomePNA 1.0, що налічує до 7-10 комп'ютерів, в цілому вдавалося отримати 1 Mbps при дальності між ними порядку 100-150 м.
Хоча домашня мережева проводка з ряду причин, до яких ми повернемося пізніше, середа ще менш благодатна, ідея використовувати один транспорт для живлення пристроїв і передачі керуючих сигналів сягає своїм корінням чи не до початку ери електрики. У патентних анналах 20-х років XX століття вдалося виявити пропозицію, засновану на «...використанні тонів кількох голосових [звукового діапазону. ¦ Прим. автора] частот для включення та відключення пристосувань по проводах, якими воно живиться». Причому як задатчик управляючого сигналу в розширеній патентній формулі заповзятливий автор «застовпив» вживання свистка і мікрофона з підсилювачем.
А ось об'єктивно стверджувати, хто саме зробив наступний вирішальний крок «у розетку», досить складно – розвиток технології представляв довгий ланцюжок із тактичних дослідницьких перемог та стратегічних ринкових поразок. Пошукові роботи, що проводяться, характеризувались розрізненістю і відрізнялися за напрямками: одні компанії ставили перед собою завдання позбутися додаткових проводів при передачі аудіосигналів, в результаті їх роботи вже в 40-х роках з'явилися різні «бебіфони» та «інтеркоми». Інші (це вже відноситься до кінця 70-х) кинули сили на перешкодно захищені системи управління по мережі живлення, для функціонування яких не були потрібні високі швидкості обміну. Треті шляхом різних витонченостей намагалися «втиснути» смугу, яку займає відеосигнал (вона становить одиниці мегагерц), у звичайний кабель живлення. Щоправда, практично часто з'ясовувалося, що економічна ефективність використання цих рішень, зазвичай, виявлялася уявною.
Стало очевидно, що втілюючи хоч і хитромудрі, але, по суті своїй, аналогові чи квазіцифрові підходи до формування, кодування та передачі інформації і будучи пов'язаними існуючими на той момент технологічними обмеженнями (як: висока вартість DAC, ADC та інших компонентів тракту цифрової обробки сигналів), комерційних версій "серйозних" пристроїв не створити. Це, зрештою, охолодило запал запалачів, і добрий десяток років ідея потихеньку «варилася у власному соку». Однак досі на ринку можна знайти зв'язні (інтеркоми, міні-АТС), що працюють по мережевих проводах, і нескладні керуючі пристрої (наприклад, запаленням кількох ламп у люстрі), що випускаються серійно, а в Internet - зустріти опис оригінальних проектів і різних цікавих конструкцій: від аматорських (як правило, що використовують для формування набору команд тони звукового або ультразвукового діапазону частот) до датчиків, дешифраторів та командоапаратів для потреб промислової електроніки.
І як би по-дитячому примітивно не виглядали ці пристрої з висот технологічного розвитку сьогодні, саме завдяки ряду концептуальних рішень тих років ми можемо сьогодні розповісти про пристрої передачі інформації по проводах мережі живлення, які на практиці довели, що здатні забезпечити високу швидкість і схибленість процесу обміну і мають достатній ресурс для адресації пристроїв в мережі. Останній факт є особливо важливим при масовому поширенні, оскільки визначає можливість однозначно ідентифікувати, до кого направлена інформація. Для тих, хто вважає цю вимогу не такою критичною, нагадаємо американський анекдот, що розповідає про те, як натискання на кнопку мережевого пульта дистанційного керування кавоваркою (очевидно, що працює на принципах, близьких до вищезгаданого патенту!) призвело до виконання команди на розморожування холодильника та включення поливу газонів на ділянці у сусіда.
Період юності у розвитку технології зазвичай пов'язується з цілим рядом проведених у 1997-2000 рр.. експериментів щодо передачі даних та голосу в рамках пілотних проектів провідних дослідницьких лабораторій. Крім маловідомих на той момент компаній, у них брали участь такі гіганти телекомунікаційної індустрії, як Siemens, Nortel та кілька провайдерів послуг зв'язку Німеччини та Великобританії. І хоча плани будувалися воістину наполеонівські (Norweb Telecom встиг укласти договори з десятком провідних енергокомпаній Євразії) і обіцянки лунали щедро (1,5 пфеніг за хвилину роботи в Internet), ідеї широкомасштабного використання електропроводки вкотре «не пощастило».
Пояснень і причин цьому можна навести безліч: і високий рівень побічних випромінювань пристроїв, і їх вартість, порівнянна з ціною DSL- і кабельних модемів, і конструктивна недосконалість кінцевих пристроїв, і ПЗ до них, що нестабільно працює, і жорсткий пресинг з боку великих телекомунікаційних компаній. Все це так, але, на думку автора, не останню роль тут відіграли допущені маркетингові помилки, пов'язані з особливостями сприйняття рішень тими, кому вони адресувалися. Згадаймо, що саме на ці роки припала переможна хода «витої пари» під гаслами «Fast Ethernet в кожен офіс». І відповідальні за невеликі офісні мережі фахівці, що намучилися з BNC-роз'ємами і кінцевими термінаторами, були явно не схильні до експериментів з новою і до того ж досить сирою технологією, яка не обіцяла високих швидкостей і успадкованої топологію «коаксіального» Ethernet. Що ж до обережних рядових бюргерів, що беруть участь в експериментах… Розрахунок на те, що вони відстоюватимуть технологічне рішення, нехай навіть дуже багатообіцяюче, на шкоду своїм поточним потребам і фінансовим інтересам, як неодноразово свідчить історія розвитку техніки, заздалегідь приречений «... мідний гріш і роби з ним що хочеш».
Нехай перші спроби поставити на комерційну основу організацію домашніх мереж і «роздачу» Internet не призвели до очікуваного перевороту на ринку телематичних послуг, вже в 2001 р пристрої, що серійно випускаються, зі скромним написом «HomePlug 1.0» довели в ході експлуатаційних випробувань, проведених у 500 що ефективна робота через мережу електроживлення можлива у 98% випадків.
Мал. 1. Перспективи, намальовані аналітиками, вселяють оптимізм.
Закладені в стандарт надійність, живучість і досить велика швидкість, на думку аналітиків, змусили замислитися телефонні компанії, наскільки міцно вони утримують свій шматок пирога, що послужило одним з факторів подальшого зниження цін на послуги з підключення до Мережі.
Надання послуг з доступу в Internet є найбільш привабливою, хоча і не єдиною сферою застосування технологій передачі інформації з проводів живлення. На сьогодні всі відомі напрямки, в рамках яких бачиться розвиток подібних систем як основи обміну інформацією через мережі живлення, можна спробувати умовно поділити на три групи.
Група перша. Середовище для інформаційного обміну між приладами контролю та управління системами домашньої автоматики
Будинок, повний електроприладів і гостинно обслуговуючи своїх господарів, з'явився у фантастичних романах Рея Бредбері ще у 60-х роках. І досі більшістю з нас ці ідеї сприймаються як науково-популярна фантастика, аж ніяк не дешева і не життєво необхідна. Але ж у вихідній ідеї зв'язати воєдино контролер (блок управління), комп'ютер, принтер, телефон, датчики клімат-контролю та різні виконавчі пристрої (як то: керовані вимикачі, кондиціонер, обігрівачі, кухонні побутові прилади, акваріум і систему поливу газону) нічого соромного і надприродного не міститься. Більше того, вже доступні для реалізації її окремі елементи сьогодні можуть і повинні розглядатися як базис для створення комфортної, автономної, безпечної та енергозберігаючої (за деякими оцінками до 20-25% витрат) системи управління майбутнього. Можна припускати, що з подальшим зростанням вартості енергоносіїв та електроенергії терміни її окупності знижуватимуться. І хочеться вірити, що вже в найближчому майбутньому значні початкові вкладення перестануть бути серйозною перешкодою для їх впровадження…
Зрозуміло, що таке єдине середовище, що включає і ПК, і комп'ютерну периферію, і побутові пристрої, зможе функціонувати лише за наявності локальної інформаційної мережі, основна вимога до якої є високий і гарантований рівень надійності, що обумовлюється, в першу чергу, ступенем досконалості використовуваної технології обміну. даними. Очевидно і те, що поява інтерфейсних гнізд для підключення USB, FireWire або Ethernet на чайнику, пилососі або світильнику-бра навряд чи сприйме покупець з радістю. Хоча не зарікатимемося ¦ напевно знайдеться виробник, який примудриться не тільки інтегрувати все це у свою кавоварку, а й переконати клієнта в тому, що той мріяв про це все своє життя.
До речі, саме з появою нових версій технологій передачі інформації пов'язується процес переосмислення концепції домашньої системи безпеки, що включає широкий спектр датчиків (пожежників, руху, розбиття скла та ін.), підсистем моніторингу (у тому числі камер стеження), засобів пожежогасіння та управління доступом до об'єктів. Тут слід розставити акценти. Поки що мова може йти про «охоронки», що застосовуються як допоміжні (або доповнення до наявних, або автономні), адже для підключення до централізованої охоронної або пожежної системи може знадобитися відповідний сертифікат як на датчик, так і в цілому на технологію передачі цієї інформації . За рядом попередніх оцінок, технічні параметри таких рішень охоронних систем (насамперед за критеріями надійності та захищеності каналу передачі) можна порівняти або навіть краще, ніж у існуючих бездротових.
Група друга. PowerLine Phones & Media
У принципі, на ринку телефонних рішень трапляються і оригінальні пристрої. Так, ще влітку 2002 р. компанія Ascom з Берна повідомила, що розпочала випуск нової серії, побудованої на фірмовому PLC-адаптері. В основі рішення Voice over PowerLine, пропонованого компанією, невеликі симпатичні коробочки, до кожної з яких можна підключати від одного до чотирьох голосових (або факсимільних) кінцевих пристроїв і організовувати до двох пар телефонних переговорів одночасно. У прес-релізі наголошується, що використання продуктів нового типу не погіршує параметрів комп'ютерного обміну в мережі на електропроводці.
В іншому ж рішення для телефонії базуються на стандартних класичних Voice over IP, а адаптерам PowerLine відводиться роль банальних конвертерів середовища Ethernet-to-PowerLine, в роз'єм якого підключається телефонний IP-апарат.
Перший експеримент з передачі музики в рамках ідеї об'єднання побутових електронних пристроїв в єдину домашню інфраструктуру пов'язують з демонстрацією компаній Motorola, Phoenix Broadband і Sonicblue, коли комп'ютер, який підключений до електророзетки відправляв файли, завантажені з Internet, на MP3-плеєр Sonicblue Rio.
Основні вимоги до подібних систем забезпечення певного QoS і, в другому випадку, також задоволення зростаючих «апетитів» додатків потокової передачі аудіо- та відеоінформації з високою якістю. Вони посилюються, якщо таких потоків кілька, або паралельно здійснюється передача даних іншими типами додатків. Практично при використанні пристроїв стандарту HomePlug 1.0 було доведено можливість передачі двох потоків MPEG-1/2 без відчутних затримок при одночасному збереженні мережної активності між п'ятьма-шістьма іншими абонентами. Знаменною подією стала практична демонстрація на Лас-Вегасі, що пройшла на початку 2003 р. Consumer Electronics Show першої передачі зі швидкістю 30 fps високоякісного відео по розгорнутій на стенді мережі PowerLine. Проводився показ компаніями ViXS Systems (розробник чіпів та ПЗ для відео) та Cogency Semiconductor (виробник чіпсету PiranhaT). До речі, повідомляється, що експеримент дублювався трансляцією через WLAN-канал і різницю між першим і другим способами передачі виявити не вдалося.
Група третя. PowerLine Networking та PowerLine Internet
Тенденція збільшення числа комп'ютерів у будинку продовжує набирати обертів, що вимагає появи дешевих і зручних засобів для об'єднання комп'ютерів і периферійних пристроїв у єдину мережу, коли прокладання нових дротів неприпустиме або недоцільне (рис. 2).
Мал. 2. Структура домашньої мережі PowerLine. Підключаємось до intranet/Internet
Однак обговоренням лише одного випадку з'єднання декількох пристроїв в межах однієї квартири або приватного будинку можливості застосування PowerLine не обмежуються.
Другим аспектом застосування технології «мережа поверх живлення» є вирішення проблеми «останньої милі» та «останніх футів» при підключенні до Мережі. Більше того, в 1999 р. таке вирішення проблеми вважалося настільки економічно правильним, що був «розкручений» проект із звучною абревіатурою PALAS PowerLine for Alternative Local AccesS, покликаний всіляко сприяти впровадженню технології на європейський ринок. Розрахунок його учасників виходив з того, що мережі електроживлення покривають до 95% обжитих людиною територій. Осередки такої інфраструктури досить регулярні, та й, за попередніми оцінками, кількість потенційних користувачів, для охоплення яких немає необхідності створювати нову кабельну інфраструктуру, перевищує кількість телефонних абонентів у 1,5–5 разів (залежно від рівня телефонізації регіону). Експерти обґрунтовано вважали, що там, де телефонний зв'язок розвинений недостатньо, попит на підключення до Internetу через електричну мережу буде набагато вище. Щоправда, щодо самої PALAS, то, судячи з стану сайту palas.regiocom.net, особливої активністю робота її членів не відрізняється.
Структура такої інформаційної освіти може бути аналогічною зображеною на рис. 2. Проектну максимальну смугу в перерахунку на одного абонента зазвичай знижують до 300–500 kbps. При цьому, однак, зростають вимоги до рівня мінімального рівня інформаційної безпеки (механізмів аутентифікації користувача та шифрування потоків даних) - адже топологія утвореної мережі аналогічна топології коаксіального Ethernet і дозволяє "кожному слухати всіх".
Для тих, кому можливості PowerLine «на прийом» здадуться все ж таки недостатніми, можна запропонувати скористатися вже апробованими рішеннями асиметричного доступу до інформації. Наприклад, з супутника користувач отримує трафік на швидкості до одиниць MBps, а наземними лініями зв'язку пересилає невеликий вихідний трафік. Таке рішення завдання «останньої милі» легко вписується у вищерозглянуту структуру і насамперед орієнтоване на невеликі компанії та вимогливих приватних користувачів.
Однак і тут нам доведеться зробити невеликий відступ, нагадавши про відмінності зарубіжних систем електроживлення від вітчизняної. Якщо у більшості країн світу прийнято підводити дві фази та захисний «нуль», то практично всі квартири українських енергоспоживачів задовольняються підключенням до однієї з трьох фаз мережі 380 В та «нуля», тобто якщо розглядати завдання побудови єдиної мережі на базі багатоквартирного будинку (а максимальна дальність HomePlug-пристроїв це дозволяє), то для об'єднання всіх користувачів у «загальну шину» між «фазами» необхідно буде увімкнути відповідні мости. Не вдаючись особливо схемотехніки цього досить простого пристрою, зауважимо, що завдання створення інфраструктури може виходити за рамки простої інсталяції готових, апробованих і сертифікованих на Заході рішень. Хоча за великої кількості клієнтів може бути доцільним об'єднувати три групи (підмережі) в єдину мережу за допомогою відповідного комутатора безпосередньо перед введенням зовнішнього каналу в будинок.
Закінчуючи цей невеликий аналіз, ще раз обмовимося, що спроба розмежувати сервіси більш ніж умовна в розвитку сучасних мережевих технологій наступною за важливістю тенденцією після підвищення швидкості є прагнення об'єднати в єдиному мережевому потоці різні види трафіку (дані, телефонію, відео). Інша справа, що необхідної смуги пропускання при всіх бажаних сервісах одночасно (а вона, як з'ясувалося, для пристроїв PowerLine навіть менше 10 Mbps) може виявитися недостатньо (рис. 3).
Мал. 3. Тенденція на поєднання всіх груп пристроїв. Чи вистачить смуги?
І нарешті, тим, хто має намір організувати надання послуг з доступу до Мережі, доведеться повернутися до питання розробки комплекту ПЗ для віддаленого адміністрування та моніторингу з розширеними функціями, зумовленими специфікою даної технології. Такий комплект, крім стандартних для цього випадку мережевих можливостей, повинен дозволяти:
- виявити всі пристрої, що знаходяться в мережі, та визначити їх тип (адаптери Ethernet, USB або карта PCI) та присвоєну виробником MAC-адресу, а також надати адміністратору можливість визначити та привласнити IP-адресу пристрою;
- вести постійний моніторинг мережі та створювати графіки завантаженості тієї чи іншої ділянки, а також збирати статистику трафіку по кожному з протоколів, що використовуються, оперативно контролювати та перевіряти якість з'єднання з кожним із пристроїв у мережі (на рівні фізичного з'єднання);
- віддалено керувати правами доступу клієнтів до послуги (здійснювати підключення/відключення користувача), змінювати пароль для створення мережі користувача зі своїми налаштуваннями безпеки. Незайвим виявиться можливість оператору призначити, якому з конкретних пристроїв (якщо їх у одного клієнта кілька) дозволити доступ до послуги. Таким чином, можна буде, наприклад, заблокувати інсталяцію користувачем будь-якого придбаного ним самостійно PowerLine-адаптера без узгодження з провайдером послуг.
Забігаючи вперед, відзначимо, що на сьогодні з усіх розглянутих програмних пакетів за функціональністю до цих вимог ближчий за всіх комплект ПЗ Open PowerLine Management від компанії Corinex. До її складу входить утиліта PowerNet Setup Tool, що дозволяє знайти всі MAC-адреси доступних пристроїв PowerNet. Однак на практиці з'ясувалося, що для її роботи потрібна присутність у мережі хоча б одного «рідного» пристрою.
На цьому ми поки що й зупинимося, надавши економістам можливість провести глибший аналіз. Очевидно, що закладений у PowerLine потенціал величезний, і вже на сьогодні використання технології може стати предметом бізнесу, зокрема, для енергозабезпечених компаній. Як приклад можна навести програму «Мосенерго», що проводиться у Зеленограді, колишній «кремнієвій столиці» Росії. На першому етапі передбачається вирішити нагальні проблеми, пов'язані з урахуванням споживання електроенергії та управління системою енергопостачання. На наступному планується надання послуг з доступу в Internet, IP-телефонії, організації телеконференцій та інших.
Технології передачі керуючих сигналів та інформації з мережної проводки
PowerLine ¦ визначення та класифікація
PowerLine, Powerline Communications (PLC) - сімейство технологій зв'язку, які ґрунтуються на використанні існуючої мережі електроживлення (120 В, 220 В тощо) як фізичне середовище поширення інформації.
Як існуючі у межах цих технологій напрями досліджень, і вже реалізовані «в залізі» устрою, можна диференціювати за швидкістю обміну.
- Низькошвидкісний обмін (Low Baud rate, іноді нижче 0,05 Kbps) з дальністю передачі до десятків кілометрів. Подібні PLC-системи вже використовуються в енергетиці високовольтних магістральних системах для передачі службової телеметричної інформації.
- Обмін із середньою швидкістю передачі (Medium Baud rate, зазвичай, в діапазоні від 0,05 до 50 Kbps) на середні відстані, що не перевищують кількох кілометрів. Такі PLC-системи дозволяють реалізувати нескладні контролюючі програми та орієнтовані на існуючі інфраструктури мережного живлення (домашня автоматизація, системи керування освітленням, організація автоматичних вимірювань, моніторинг через Internet тощо). Інформація передається у смузі частот 50-535 кHz.
- Високошвидкісний обмін (High Baud rate, від 100 Kbps). Основне призначення - "комп'ютерний" локальний обмін даними. До класичних для таких систем зазвичай відносять завдання об'єднання ресурси загального доступу наявних принтерів, сканерів та інших пристроїв, а також організацію домашньої або комп'ютерної мережі SOHO. У цей клас було б справедливо включити рішення всього спектра мультимедійних завдань. Пристрої з низки суперечливих вимог змушені займати досить широку смугу частот (в діапазоні від 1,7 до 30 MHz) і забезпечити роботу з відривом кількох сотень метрів. До цієї категорії належать Homeplug PowerLine-пристрої.
Проблеми, пов'язані із середовищем передачі, або
Невже так складно?
Власне, якщо заглибитися в технічні проблеми, можна спробувати пояснити, чому за вартістю адаптер PowerLine не можна зіставляти з Ethernet-картою. Не варто забувати, що остання розрахована на використання в комбінації зі спеціально під неї спроектованим середовищем передачі, і саме це дозволяє їй бути простою, доступною та дешевою. Але варто взятися за передачу «неспеціалізованими» проводами і конструкція стає складною і недешевою: вона змушена своєю складністю і дорожнечею компенсувати роботу з сурогатом мережевих кабелів.
Розглянемо докладніше. Нас буде цікавити надалі смуга частот у кілька десятків мегагерц, її мінімальне значення визначається тією інформаційною смугою, яку необхідно забезпечити, в нашому випадку до десятка Mbps. Отже, у мережному кабелі зі зростанням частоти (як, втім, і будь-якому іншому фідері) зростає значення погонного згасання (рис. 4).
Мал. 4. Сам по собі живильний електрокабель - не найкраще середовище для поширення високочастотних сигналів
На практиці це означає, що, бажаючи на іншому кінці кабелю прийняти та обробити весь спектр частот вихідного сигналу, нам доведеться передавати його високочастотні складові в десятки разів більшими за рівнем, ніж у низькочастотній частині. Існують досить жорсткі обмеження як на діапазон частот, які можуть займати сигнали в кабелі, так і на їх максимальні рівні, що змушує використовувати спеціальні прийоми для зменшення спектральної щільності потужності сигналів і одночасно застосовувати хитромудрі способи для економного подання (кодування) вихідних цифрових сигналів .
Наступною проблемою, властивою квартирній мережній проводці, є відображення, що виникають в ній, від неоднорідностей її структури. Кожен зросток проводів, група контактів, паралельне включення та відгалуження проводів призводять до багаторазової інтерференції прямого/затриманих сигналів та частотно-виборчого ослаблення. Запалюючи світло, щось включаючи і відключаючи від мережі, користуючись подовжувачами, ми постійно змінюємо параметри цієї структури, причому не тільки у себе, а й, певною мірою, у сусіда, який живить від тієї ж «фази». Це призводить до досить добре відомого в бездротових радіосистемах і багатомодових оптоволоконних лініях зв'язку ефекту, що називається міжсимвольною інтерференцією (ISI). Там він обумовлюється багатопроменевим поширенням радіохвиль (тобто приходом на приймач одночасно кількох сигналів, зрушених на певну величину, пропорційну різниці відстаней, пройдених кожним з них). Через війну короткий імпульс «розмивається» і перетворюється на ширший чи навіть у послідовність із кількох, т. е. передавачем випромінювався один імпульс, відповідний символу (чи кілька символів поспіль, відповідних інформаційної групі), на приймачі виявляється ціла серія, що наводить до неправильної їх інтерпретації і, як наслідок, до помилок у сеансі передачі та обмеження максимальної пропускної спроможності каналу.
Адже загальна кількість різних кінцевих пристроїв, які активно впливають на параметри мережі живлення, навіть у невеликому будинку не піддається жодному обліку. Причому багато хто з побутових приладів (пилососи, міксери, ПК з дешевими блоками живлення, люмінесцентні лампи та ін.) не просто «шумлять», але й здатні в моменти запуску генерувати тривалі серії імпульсів з амплітудами, що на порядок перевищують очікувані нами в розетці 22 У цю «електрокашу» залишається додати кілька підгорілих контактів на щитку та легендарного «дядька Ваню зі зварюванням». Для повноти картини рекомендується також згадати, що дроти мережі не тільки випромінюють, а й досить непогано справляються з прийомом радіохвиль (у обрану нами смугу потрапляють радіостанції як мінімум трьох мовних і чотирьох аматорських діапазонів хвиль), щоб зрозуміти той клубок проблем, над яким розробники пристроїв PowerLine билися не один десяток років.
Горішок твердий, але все ж...
Продовжуються роботи з вдосконалення програмних продуктів. У спільній заяві компаній Intellon і Corinex вже до травня 2003 р. обіцяно випуск програмного забезпечення, що базується на відкритому стандарті MIB (Management Information Base). Його використання дозволить зробити процес інсталяції більш «прозорим» та розширить можливості локального та віддаленого мережевого адміністрування пристроїв на базі чіпів Intellon (специфікація HomePlug 1.0.1). Зауважимо, що оскільки стандарт HomePlug 1.0.1 поки що реалізований «у залізі» лише у розробці «кишенькової» компанії альянсу Intellon, на даний момент ми можемо ставити знак рівності між її чіпсетами і самим стандартом. А поки що на сайті Corinex викладено вміст інсталяційного CD, що містить драйвери, програмне забезпечення PowerNet Setup Tool і SNMP-агент для PowerNet, що працюють тільки зі своїми, «фірмовими» пристроями.
Висновки
Підсумуємо все вищесказане. Вихід на ринок пристроїв PowerLine стандарту HomePlug 1.0 від різних виробників, які досить легко знаходять «спільну мову», наводить на думку, що технологія «очистилася» від тяжких спадкових проблем із сумісністю і вийшла з розряду екзотики на рівень комерційної експлуатації. Можна лише дивуватися, що такий логічний винахід у стилі «голь на вигадки хитра» не з'явився саме у пострадянському просторі. Хоча, з іншого боку, таке рішення з «строптивості» середовища передачі потребує реалізації в «залізі» досить складних принципів і передбачає наявність у розробника всіх виробничих елементів технологічного циклу, дозволяють довести ідею до етапу комерційної експлуатації.
Хоча заявлена максимальна теоретична пропускна здатність мереж PowerLine 14 Mbps, фактична середня швидкість передачі даних дорівнювала 5-6 Mbps. Ці показники можна порівняти з характеристиками HomePNA та бездротових мереж (WLAN) за IEEE 802.11b та HomeRF 2.0. Технологія більш проста для впровадження, ніж телефонні мережі, якщо телефонна розетка зустрічається не в кожній кімнаті, то розетки живлення є скрізь, а тим більше поряд з комп'ютером або принтером. Для неї не існує «мертвих зон», характерних для бездротових рішень (коли не вдається прийняти сигнал у певних точках приміщення), і її організація може коштувати дешевше, ніж прокладка «з нуля» дротової Ethernet. Хоча поточна вартість пристроїв PowerLine в перерахунку на користувача порівнянна або навіть перевищує ціну WLAN-комплекту (Wi-Fi, без урахування вартості ліцензії), є всі шанси, що в міру освоєння випуску пристроїв більшою кількістю компаній вона поступово знижуватиметься.
По кожному з основних параметрів у технології HomePlug є гідний конкурент. Але незважаючи на низку обіцянок «дешево обынтернетить всіх» за допомогою інших технологій, однозначного універсального рішення, що поєднує прийнятну якість та простоту з мінімальними початковими та пропорційними наступними вкладеннями для інфраструктури масштабу, наприклад середнього міського будинку, немає. На противагу вже освоєним, технологія передачі по проводах мережі живлення характеризується відносно низьким рівнем початкових інвестицій за рахунок економії вкладень на створення фізичного середовища передачі. PowerLine-мережі добре масштабуються, тобто забезпечують стабільну роботу при підключенні нових клієнтів, причому зберігається достатня більшість практичних застосувань швидкість роботи, пропорційно зменшується зі збільшенням відстані (до 200-300 м).
Ряд проведених нами експериментів показує, що висока стійкість до перешкод і некритичність до середовища передачі, закладені в стандарти HomePlug, дозволяють розглядати готові пристрої і як напівфабрикат для розробки власних домашніх і індустріальних провідних рішень.
Поки нам хочеться вірити, що анонсовані на CeBIT пристрої (комбіновані точки доступу WLAN/PowerLine, маршрутизатори та ISDN/DSL-to-PowerLine модеми, мультимедійні плеєри, відеокамери з вбудованою підтримкою цієї технології, нові Voice over PowerLine, а також комплекти для об'єднання у домашню мережу комп'ютерів, Web-планшетів та MP3-програвачів) вже знаходяться на шляху до нашого покупця. Нехай поки ці пристрої не так сильно поширені - це, наскільки можна судити за результатами пробної експлуатації, лише питання часу ...
