Передача даних по електропроводці: обладнання стандарту HomePlug AV. МГТС передасть телебачення через розетку Що таке Powerline адаптери

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 від них 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 особливо жити не заважає. А ось Ethernet-кабелі часто доводиться тягнути через півквартири. При грамотному ремонті можна врахувати всі аспекти і розмістити по будинку або квартирі розетки для підключення до мережі. При переїзді в знімну квартиру вирішити таке питання складніше, є й інші нюанси.

Wi-Fi? Сподіватися на нього можна не завжди, так як на його роботу впливає матеріал стін, їх розташування. А якщо мова йде про багатоквартирному будинку, то тут ще і велика кількість інших бездротових точок доступу: ефір заповнений трохи більше ніж повністю. Днем або вранці це не так помітно, ввечері можуть початися проблеми з пінгом і лагами при перегляді IPTV або грі «по повітрю».

Варіанти їх вирішення - ручні настройки і регулярний аналіз ефіру, перехід на точки доступу з підтримкою 5 ГГц або повернення до витоків - проводам. Перший здається трудомістким, і навряд чи домашній користувач діятиме на постійній основі копатися в хитромудрих програмах, вишукуючи вільне місце в діапазоні 2,4 ГГц. Уявіть своїх маму / тата / бабусю / дідуся за цим заняттям ... Для початку навчити б їх користуватися смартфоном з сенсорним екраном.

Перехід на 5 ГГц? Це відмінний варіант, який рекомендуємо і ми, і фахівці в галузі зв'язку. Однак такі маршрутизатори будуть коштувати грошей, та й працювати в мережі зможуть далеко не всі домашні пристрої. Неймовірно, але факт: цей діапазон незрозумілий навіть нинішнім PlayStation 4, що вже говорити про недорогих смартфонах і телевізорах.

Ну і самий незручний, зате практичний спосіб - дроти. Можна прикинутися Людиною-павуком, розкласти їх по всьому будинку і при певних навичках домогтися естетичного вигляду. Є ще один «провідний варіант», який ми і протестували, - технологія Powerline, коли інтернет надходить через силовий кабель. Трохи лякає, чесно кажучи ... По-науковому це називається «зв'язок по ЛЕП», і використовує вона лінії електропередачі для передачі по ним даних.

Не будемо втомлювати історичною довідкою, а відразу приступимо до справи. Для тестування ми вибрали квартиру в будинку, побудованому в кінці 70-х років минулого століття. У стінах прокладені такі ж древні алюмінієві дроти, в щитку встановлені три автомати, але фаза одна, як і в переважній більшості випадків. Операторський кабель заведений в одну з кімнат, де встановлений недорогий маршрутизатор з Wi-Fi.

Що ж, дізнаємося, чи впорається розсипається в порошок алюміній з навантаженням. Тестовані Powerline-адаптери TP-Link AV1200 «розганяються» до гігабіта, але утилізувати всю цю міць вийде хіба що в локальній мережі в умовах, наближених до ідеальних. Зовні адаптери є досить великі прямокутні коробки з набором індикаторів збоку, перфорацією для вентиляції по периметру, роз'ємом для дата-кабелю і дублюючої розетки, тобто «крізь» адаптер можна все так же підключати техніку.

Як це працює?

Ведучому адаптера необхідно отримувати звідкись інтернет. Вставляємо девайс в розетку і підключаємо до нього кабель з маршрутизатора. Наш TP-Link моргає лампочками, і без жодних налаштувань по всій квартирі при активації другого адаптера повинен з'явитися інтернет. Ну не магія чи що ?!

Тепер можна йти в будь-яку кімнату, де є розетка, і шукати місце для другого адаптера.

У моделях адаптера без Wi-Fi будь-який пристрій зажадає для підключення Ethernet-кабель: той же ноутбук доведеться підключати через патч-корд. Якщо ж ви хочете підключити до інтернету «кухонний» телевізор, то такий варіант виглядає практичніше.

Дальність дії пристроїв, вірніше, їх здатність забезпечувати зв'язок в електропроводці без втрати пакетів, складає 100 метрів (для тестованого пристрою). При цьому необхідно враховувати метраж проводів в 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 розлучена проводка. І пам'ятайте: просто встромивши в розетку штепсель від телевізора або ноутбука, ви інтернету не отримаєте.

«Шифрується з'єднання 128-бітовим ключем AES, дані ваш сусід не побачить. Якщо проводка стара, якщо десь відходить контакт, погано скручені дроти - це може негативно впливати на пропускну здатність. Як стверджує виробник, пристроїв все одно, чи використовується в проводці мідь або алюміній », - розповів Сергій Барісевіч, керівник відділу клієнтської технічної підтримки компанії «Атлант Телеком».

Все, ніяких паролів вводити не треба, ми з ходу маємо звичайну локальну мережу з доступом до інтернету. Тепер нас цікавлять швидкості.

Спершу протестували IPTV на телевізорі, запустивши HD-канали. Ніяких гальм, «лагів» і розсипається картинки, 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 відповідних показників. Максимум, що вдалося вичавити зі старих проводів в стінах, - більше 85 Мбіт / с. Це дуже гідний результат з урахуванням всіх аспектів. На максимально можливому віддаленні в квартирі від базової розетки швидкість знизилася до 80 Мбіт / с.

Перед черговим вимірюванням швидкості навантажуємо електричну мережу, щоб перешкодити плавному перебігу бітів в проводці. У двох кімнатах включений світло, працює телевізор, дзижчить вентиляторами комп'ютер, торохтить холодильник, до них приєднуються мікрохвильовка і потужний електрочайник. Черговий «спідтест» показує приблизно ті ж цифри, з незначним зниженням у районі 5-10%.

Цікаво, що пінг практично не змінюється ( «танкісти» будуть задоволені), в той час як при підключенні через Wi-Fi через засміченість ефіру і віддаленості від точки доступу він стрибає до 250-300 мс при максимумі 30 мс через електричну розетку. Заміри показали, що бездротовий зв'язок в умовах багатоквартирного будинку менш ефективна в порівнянні з Powerline. Але все-таки зручніше.

Пізніше в умовах офісу швидкість передачі даних склала 35 Мбіт / с при відстані як мінімум в три рази більшому, ніж в квартирі (але реально воно може бути ще більше: схеми розміщення проводки під рукою не виявилося). Крім того, тут до розеток підключені десятки пристроїв, які споживають енергію.

В обох випадках ніяких 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 і ціна підключення виросте в два рази. І Wi-Fi до того ж дешевше, а також забезпечує більшу мобільність. Це рішення зручно для статично встановлених пристроїв. Для того ж IPTV ви отримуєте стабільний сигнал. Навіть при роботі 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 цілком. «Грубо кажучи, на будинок ставиться один світч, підключений до оптики, а абонент отримує свій адаптер в квартиру. Ніякої додаткової проводки при цьому не було потрібно », - розповів Сергій. Але насправді це вилилося б в 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" Белтелекома "і не можуть контролювати якість з'єднання», - додав він.

висновки

У невеликій квартирі при наявності Wi-Fi практичність Powerline-адаптерів не очевидна. Виняток становить лише стаціонарно встановлена \u200b\u200bтехніка: розумний телевізор або приставка. Моделі з бездротовими модулями коштують дорожче, але дозволяють забезпечити безперебійне покриття Wi-Fi в квартирах, де стіни заважають сигналу. Аналогічно для приватного будинку, коли, наприклад, треба провести інтернет в підвальне приміщення.

Добрий день друзі! Вітаю вас на нашому навчальному Інтернет-порталі "З Комп'ютером на" ТИ ".

У попередній статті ми говорили про, розібрали найбільш популярні. Але іноді так буває, що звичними методами підключення (мережевим кабелем Ethernet або бездротовим з'єднанням Wi-Fi) скористатися не вдається.

Причинами на те можуть бути зроблений недавно євроремонт і не бажання проробляти зайві дірки в стінах для прокладки кабелю; сталева арматура в стінах і перекриттях монолітних будівель, що перешкоджає проникненню радіохвиль і багато іншого.

Якщо ви потрапили в таку ситуацію, то ваш вибір -. В даному випадку роль комп'ютерної локальної мережі буде виконувати звичайна електропроводка будинку. Найбільш поширеною технологією, що забезпечує в'язь між 220-вольтової розеткою і портом Ethernet, є стандарт HomePlugAV.

Надання доступу Інтернет по електромережі можливо завдяки розвитку технології PLC (Power Line Communication - передача даних по електромережі). PLC за своїми можливостями нічим не відрізняється від інших технологій, тільки не вимагає спеціального кабелю або бездротового каналу з виділеної частою. Дані передаються по домашньої електромережі.

Для створення такої мережі буде потрібно два адаптера: один вставляється в розетку і комутується кручений парою з комп'ютером або роутером, які надають доступ в Інтернет. Для забезпечення інших комп'ютерів Інтернетом через розетку необхідно підключити додаткової HomePlugAV адаптер в тій же самій елетромережі.

Принцип роботи таких адаптерів досить простий. Як відомо, струм по дротах домашньої електромережі передається з частотою 50 Гц. Адаптери же перетворюють комп'ютерні дані в електричний сигнал з більш високою частотою (2 - 32 МГц) і накладають його на змінний струм електромережі. На приймальній стороні відбувається зворотне перетворення.

типи HomePlugAV адаптерів

1. З наявністю порту Ethernet. При цьому передача даних між комп'ютером і адаптером здійснюється за допомогою звичайної кручений пари.

2. З наявністю WLAN-модуля. Зв'язок з комп'ютером встановлюється по бездротовій мережі. Крім того, такі адаптери, як правило, додатково комплектуються портом Ethernet.

3. З наявністю роз'єму для підключення супутникової антени. До даного типу адаптерів можна віднести найостанніші і нові моделі, які використовують домашню електромережу для передачі сигналу від супутникової антени на комп'ютер або ТВ-ресивер.

Переваги технології "інтернет через розетку"

Відсутність додаткових проводів. Немає необхідності прокладати мережеві кабелю, досить вставити адаптер в розетку відповідного приміщення.
Великий діапазон дії. Так як в сучасних квартирах і будинках розетки присутні в кожній кімнаті, то і Інтернет доступний в будь-якому куточку квартири. Чого не можна сказати про мережі Wi-Fi: сигнал вже слабшає при проходженні через дві стіни. Якщо будинок 2-х поверховий, то без ретранслятора сигналу не обійтися.
Можливість швидкого розширення. Досить придбати додатковий адаптер.

недоліки технології "інтернет через розетку"

HomePlugAV адаптери можуть служити джерелом перешкод для радіоприладів і короткохвильових радіопередавачів. Причина полягає в тому, що адаптери перетворять комп'ютерні дані в сигнал діапазону коротких хвиль і передають їх разом з електричним сигналом електромережі. Оскільки електропроводка, на відміну від коаксіальної проводки, що не екранована, вона, подібно до передавальної антени, випромінює радіосигнал короткохвильового діапазону. Багато виробників оснащують свої адаптери спеціальними фільтрами щоб виключити радіоперешкоди.
Перешкоди в канал передачі даних можуть вносити й інші електроприлади (пральні машинки, блоки живлення комп'ютерів або ТВ). В результаті впливу таких пристроїв швидкість передачі даних по мережі дуже різко падає.
Сучасні квартири, як правило, обладнуються трифазної електроліній, тобто в квартиру заводиться жодна електромережу, а три. У такому випадку для здійснення передачі даних по електромережі необхідно в електрощит (на сходовому майданчику) встановити пристрій фазового сполучення.

безпеку даних в PLC-мережах

Оскільки електромережа не обмежується однією квартирою і навіть одним будинком, то ймовірність підключення до вашої мережі дуже висока. Однак стандарт HomePlugAV володіє не тільки високою швидкістю передачі даних (близько 200 Мбіт / с), а й високою надійністю передачі даних (використовується алгоритм шифрування AES з 128 бітовим ключем). А якщо врахувати, що немає повсюдного оснащення цифрових пристроїв даною технологією (як у випадку з Wi-Fi), то можна говорити, що "Інтернет через розетку" володіє достатньою безпекою і надійністю.

перспективи розвитку технології

Незважаючи на повсюдне розвиток бездротової мережі, технологія PLC (зокрема стандарт HomePlugAV) ще отримає свою популярність. Великі відстані, необхідність високої пропускної здатності, радіопоглинаючі перешкоди - все це робить "Інтернет через розетку" затребуваним у користувачів.

У даній технології є свої недоліки, як і у будь-який інший технології. Але прогрес не стоїть на місці, стандарт вдосконалюється, зростає швидкість і перешкодозахищеність каналу.

Крім усього іншого, поширенню PLC-мереж сприяє набирає популярність ще одна технологія найближчого майбутнього - інтелектуальні домашні мережі ( "Розумний" будинок). Ніхто не буде сперечатися, що майбутнє за єдиним моніторингом і управлінням всією побутовою технікою і всіма системами життєзабезпечення - від лампочки до дверного замка. І технологія передачі даних по електромережі PLC підходить для цього якнайкраще.

D-Link DHP-P308AV - це адаптер мережі Powerline. Він дозволяє підключити пристрій до локальної мережі, використовуючи мережу електроживлення.

Розробкою специфікацій Power Line Communications (PLC) займається HomePlug Alliance. На даний момент таких специфікацій було розроблено вже кілька:

HomePlug 1.0

до 14 Мбіт / с

HomePlug AV

AV 200 (до 200 Мбіт / с)
AV 500 (до 500 Мбіт / с)

HomePlug AV2

До 1200 Мбіт / с

Але потрібно розуміти, що наведені значення - це фізичні швидкості. Реальна швидкість передачі даних завжди буде менше. До того ж, реальна швидкість буде залежати і від якості електричної проводки в будинку.

До недоліків технології PLC можна віднести неможливість роботи пристроїв в загальній мережі, якщо вони підключені до електричних розеток на різних фазах. Але це можна обійти двома способами:

Включити по одному пристрою на кожну фазу і з'єднати їх через комутатор;
Поставити міжфазовий ретранслятор, наприклад МРС-1 (російського виробництва).

D-Link DHP-P308AV - це адаптер Homeplug AV 500. Адаптер має вбудовану розеткою «passthrough», через яку до основної розетки можна підключати інші електричні пристрої. При цьому адаптер фільтрує електричні перешкоди від підключеного пристрою, які можуть вплинути на Powerline-з'єднання.

У D-Link є схожі пристрої:

DHP-308AV - адаптер Homeplug AV 500 без вбудоване розетки «passthrough»;
DHP-P309AV - комплект (starter kit) з двох адаптерів DHP-P308AV;
DHP-309AV - комплект (starter kit) з двох адаптерів DHP-308AV.

Адаптер D-Link DHP-308AV виглядає так:

Адаптер DHP-P308AV відрізняється від DHP-308AV наявністю вбудованої розетки, в іншому пристрої ідентичні.

Безпека передачі даних в мережі PLC забезпечується використанням шифрування AES 128. А це означає, що повинні бути згенеровані ключі шифрування. У цьому-то і полягає настройка адаптерів.

Все налаштовується дуже просто.

1. Підключіть адаптери до електричних розеткам.Для скидання налаштувань до налаштувань за замовчуванням потрібно натиснути кнопку Simple Connect та утримувати протягом 10 секунд.

2. Потім на першому адаптере натиснути кнопку Simple Connect. Час натискання - максимум 3 секунд. Після того, як кнопка буде відпущена, індикатор живлення (Power LED) буде блимати.

3. Не пізніше, ніж через 2 хвилини, потрібно натиснути кнопку Simple Connect на другому адаптер. Час натискання - максимум 3 секунд. Відпустіть кнопку Simple Connect, індикатор живлення (Power LED) буде блимати.

Адаптери сконфігурує ключі шифрування. Налаштування будуть ними запам'ятали до їх відключення від мережі.

Якщо потрібно підключити більш ніж два адаптера, то на наступних адаптерах потрібно натиснути кнопку Simple Connect (не більше 3 секунд) і потім натиснути кнопку Simple Connect на будь-якому з адаптерів існуючої мережі PLC. Кнопка Simple Connect на другому адаптере повинна бути натиснута не пізніше, ніж через 2 хвилини після натискання кнопки на першому адаптер.

Якщо двічі швидко натиснути на кнопку Simple Connect, адаптер перейде в енергозберігаючий режим. Щоб «розбудити» пристрій, потрібно натиснути на кнопку Simple Connect ще раз. І будьте уважні, бо адаптери можна буде настроїти, поки вони знаходяться в режимі збереження енергії.

Про те, що з'єднання PoweLine встановлено, буде сигналізувати палаючий індикатор PowerLine (PowerLine LED).

Тепер можемо підключити мережеві пристрої до Ethernet-портів адаптерів і наша локальна мережа буде працювати через електропроводку.

Після ознайомлення з нижченаведених матеріалом жарт про «кілера Ethernet-карт», що представляє собою патч-корд зі штекером RJ-45 на одному кінці і виделкою підключення до мережі 220 В на іншому, вже не здасться настільки дотепною. Правда, в розрив цього проводу потрібно буде включити відповідний PowerLine-адаптер ...

Відомий жарт про те, що більшість винаходів походить від людської ліні, дуже добре застосовна до мереж передачі даних. З тих пір як наявність зв'язку між комп'ютерами в офісі стало обов'язковим, а Ethernet перетворилася в стандарт де-факто, не припинялися спроби зробити цей зв'язок ще простіше наприклад, позбувшись від необхідності прокладання додаткових кабелів.

Про різних технологіях, що дозволяють «зекономити» на розводці окремої мережевої інфраструктури, ми вже писали не раз наприклад про HomePNA, яка передбачає використання, або про бездротові мережі. Технологія ж, про яку піде мова сьогодні, використовує для побудови локальних мереж ... звичайну електропроводку, існуючу в будь-якій будівлі.

Технологія PowerLine має складну і мінливу долю. Кілька разів їй пророкували центральне місце в розвитку домашніх інформаційних мереж. Потім «забували» про неї, щоб паралельно з удосконаленням технологічної бази знову повернутися і проголосити її мало не панацеєю. Чи не балували увагою цей сектор ринку ні дослідні агентства, ні IT-видання (як з'ясувалося, в Рунеті є всього пара більш-менш серйозних публікацій на цю тему, а в Uanet і того менше).

Частково бажаючи заповнити склався інформаційний вакуум, частково в зв'язку з черговою хвилею комерційного інтересу до цієї демократичної і, на перший погляд, надзвичайно простій ідеї, ми вирішили продовжити розмову, розпочату в огляді «», доповнивши його розповіддю про те, ціною яких зусиль досягається стійка робота через мережу живлення. До уваги читачів пропонуються детальний огляд технології PowerLine, а також тести і наші враження від експлуатації пристроїв, які за досить прийнятними цінами вже реально присутні на вітчизняному ринку.

Ви вже нас-то зовсім за дурнів не тримайте.
Ви тут в проекті вказали 70 метрів кабелю і 10 мережевих розеток.
А у нас що, по-вашому, комп'ютери досі від сонячної
енергії харчувалися? Ви, може бути, і дірки нові свердлити зібралися? ...
(З обговорення калькуляції на мережу, 1996 г.)

З усієї цієї досить комічною історії, коли довелося довго і аргументовано доводити фінансовому директору невеликої компанії, що інформаційний кабель і розетки дійсно укладати і монтувати потрібно, адже мережа харчування це одне, а інформаційна мережа абсолютно інше, запам'ятався фінальний питання, що символізує прощання з останньою надією: «Так що, по тим же дротах ніяк не можна?». Якщо закрити очі на деяку «нетехнічних» постановку самого питання, цю людину досить легко зрозуміти. Тільки-тільки закінчився шикарний ремонт особняка, і необхідність роботи організації з добре налагодженою системою «діскетооборота», розміщеної за все в чотирьох приміщеннях на трьох поверхах, в єдиній мережі диктувалося більш міркуваннями престижу, ніж нагальною потребою.

Чи можна було в ті часи відповісти на це питання ствердно? У далекому 1996 р немає. Бездротові мережі дорого і нестабільно. Як понині живі технології та протоколи передачі по енергомереж (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 помехозащищенностью, або першим і другим одночасно, і відлякували невиправдано високою вартістю кінцевих пристроїв.

PowerLine: дитинство, отроцтво, юність

... і досвід, син помилок важких ...

А тим часом історія зберегла багато спроб використання як фізичне середовище 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 по альтернативним проводам стала технологія, запропонована компанією Tut Systems (середина 90-х років). Як відомо, на її основі незабаром прийняли стандарт передачі даних по телефонній проводці, HomePNA 1.0. Нехай перша версія цього стандарту не була дуже «просунутої», але в мережі по HomePNA 1.0, що нараховує до 7-10 комп'ютерів, в цілому вдавалося отримати 1 Mbps при дальності між ними близько 100-150 м.

Хоча домашня мережева проводка по 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 мало не до початку ери електрики. У патентних анналах 20-х років XX століття вдалося виявити пропозицію, засноване на «... використанні тонів декількох голосових [звукового діапазону. Прим. автора] частот для включення і відключення пристроїв по дротах, за якими воно харчується ». Причому в якості задатчика керуючого сигналу в розширеній патентної формулою підприємливий автор «застовпив» вживання ... свистка і мікрофона з підсилювачем.

А ось об'єктивно стверджувати, хто саме зробив наступний вирішальний крок «в розетку», досить складно розвиток технології представляло довгий ланцюжок з тактичних дослідницьких перемог і стратегічних ринкових поразок. Проведені пошукові роботи характеризувалися 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» і «інтеркоми». Інші (це вже відноситься до кінця 70-х) кинули сили на перешкодозахищеність системи управління по мережі живлення, для функціонування яких не були потрібні високі швидкості обміну. Треті шляхом різних хитрощів намагалися «втиснути» смугу, займану видеосигналом (вона становить одиниці мегагерц), в звичайний кабель живлення. Правда, на практиці часто з'ясовувалося, що економічна ефективність від використання цих рішень, як правило, виявлялася мнимої.

Стало очевидно, що втілюючи хоч і хитромудрі, але, по суті своїй, аналогові або квазіціфровие підходи до формування, кодування і передачі інформації і будучи пов'язаними існуючими на той момент технологічними обмеженнями (як то: висока вартість DAC, ADC і інших компонентів тракту цифрової обробки сигналів), комерційних версій «серйозних» пристроїв не створити. Це, врешті-решт, охолодило запал дослідників, і добрий десяток років ідея потихеньку «варилася у власному соку». Однак до сих пір на ринку можна знайти працюють з мережних проводам зв'язкові (інтеркоми, міні-АТС) і нескладні вузли знаходяться (наприклад, запалюванням кількох ламп в люстрі), що випускаються серійно, а в Internet зустріти опис оригінальних проектів і різних цікавих конструкцій: від аматорських (як правило, використовують для формування набору команд тони звукового або ультразвукового діапазону частот) до датчиків, дешифраторів і командоаппаратов 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 високі швидкість і перешкодозахищеність процесу обміну і володіють достатнім ресурсом для адресації пристроїв в мережі. Останній факт особливо важливий при масовому розповсюдженні, так як визначає можливість однозначно ідентифікувати, до кого направлено інформацію. Для тих, хто вважає цю вимогу не настільки критичним, нагадаємо американський анекдот, що оповідає про те, як натискання на кнопку мережевого пульта дистанційного керування кавоваркою (мабуть, що працює на принципах, близьких до вищезазначеного патенту!) Привело до виконання команди на розморожування холодильника і включення поливу газонів на ділянці у сусіда.

Період отроцтва в розвитку технології зазвичай зв'язується з цілим рядом проведених в 1997-2000 рр. експериментів з передачі даних і голосу в рамках пілотних проектів провідних дослідницьких лабораторій. Крім маловідомих на той момент компаній, в них брали участь такі гіганти телекомунікаційної індустрії, як Siemens, Nortel і кілька провайдерів послуг зв'язку Німеччини і Великобританії. І хоча плани будувалися воістину наполеонівські (Norweb Telecom встиг укласти договори з десятком провідних енергокомпаній Євразії) і обіцянки лунали щедро (1,5 пфеніги за хвилину роботи в Internet), ідеї широкомасштабного використання електропроводки в черговий раз «не пощастило».

Пояснень і причин цього можна навести безліч: і високий рівень побічних випромінювань пристроїв, і їх вартість, порівнянна з ціною DSL- і кабельних модемів, і конструктивне недосконалість кінцевих пристроїв, і нестабільно працюючий ПО до них, і жорсткий пресинг з боку великих телекомунікаційних компаній ... все це так, але, на думку автора, не останню роль тут зіграли допущені маркетингові помилки, пов'язані з особливостями сприйняття рішень тими, кому вони були адресовані. Згадаймо, що саме на ці роки довелося переможну ходу «кручений пари» під гаслами «Fast Ethernet в кожен офіс». І відповідальні за невеликі офісні мережі фахівці, намучився з BNC-роз'ємами і кінцевими терминаторами, були явно не схильні до експериментів з новою і до того ж досить сирий технологією, що не обіцяла високих швидкостей і посяде топологію приївся «коаксіального» Ethernet. Що ж стосується обережних рядових бюргерів, які беруть участь в експериментах ... Розрахунок на те, що вони будуть відстоювати технологічне рішення, нехай навіть дуже багатообіцяюче, на шкоду своїм поточним потребам і фінансовим інтересам, як неодноразово свідчить історія розвитку техніки, заздалегідь приречений «... йому покажеш мідний гріш і роби з ним що хочеш ».

Нехай перші спроби поставити на комерційну основу організацію домашніх мереж і «роздачу» Internet не привели до очікуваного перевороту на ринку телематичних послуг, вже в 2001 р серійно випускаються пристрої зі скромним написом «HomePlug 1.0» довели в ході експлуатаційних випробувань, проведених в 500 будинках, що ефективна робота через мережу електроживлення можлива в 98% випадків.

Мал. 1. Перспективи, намальовані аналітиками, вселяють оптимізм

Закладені в стандарт надійність, живучість і досить велика швидкість, на думку аналітиків, змусили задуматися 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 найбільш приваблива, хоча і не єдина сфера застосування технологій передачі інформації по проводах харчування. На сьогодні всі відомі напрямки, в рамках яких бачиться розвиток подібних систем як основи для обміну інформацією через мережі живлення, можна спробувати умовно розділити на три групи.

Група перша. Середовище для інформаційного обміну між приладами контролю і управління системи домашньої автоматики

Будинок, повний електроприладів і радо обслуговуючий своїх господарів, з'явився в фантастичних романах Рея Бредбері ще в 60-х роках. І до сих пір більшістю з нас ці ідеї сприймаються як науково-популярна фантастика, аж ніяк не дешева і далеко не життєво необхідна. Але ж у вихідній ідеї зв'язати воєдино контролер (блок керування), комп'ютер, принтер, телефон, датчики клімат-контролю і різні виконавчі пристрої (як то: керовані вимикачі, кондиціонер, обігрівачі, кухонні побутові прилади, акваріум і систему поливу газону) нічого поганого і надприродного не міститься. Більш того, вже доступні для реалізації її окремі елементи сьогодні можуть і повинні розглядатися як базис для створення комфортної, автономної, безпечної і енергозберігаючої (за деякими оцінками до 20-25% витрат) системи управління майбутнього. Можна припускати, що в міру подальшого зростання вартості енергоносіїв і електроенергії терміни її окупності будуть знижуватися. І хочеться вірити, що вже в недалекому майбутньому значні початкові вкладення престанут бути серйозною перешкодою для їх впровадження ...

Ясно, що така єдине середовище, що включає і ПК, і комп'ютерну периферію, і побутові пристрої, зможе функціонувати лише при наявності локальної інформаційної мережі, основна вимога до якої 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 буде сприйнято покупцем з радістю. Хоча не будемо зарікатися напевно знайдеться виробник, який умудриться не тільки інтегрувати все це в 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 (пожежних, руху, розбиття скла та ін.), Підсистем моніторингу (в тому числі камер стеження), засобів пожежогасіння і управління доступом до об'єктам. Тут, правда, слід розставити акценти. Поки мова може йти про «охранки», застосовуваних як допоміжні (або доповнення до вже наявних, або автономні), адже для підключення до централізованої охоронної або пожежної системі може знадобитися відповідний сертифікат як на датчик, так і в цілому на технологію передачі цієї інформації . По ряду попередніх оцінок, технічні параметри таких рішень охоронних систем (в першу чергу за критеріями надійності і захищеності каналу передачі) можна порівняти або навіть краще, ніж у існуючих бездротових.

Група друга. PowerLine Phones & Media

В принципі, на ринку телефонних рішень зустрічаються і оригінальні пристрої. Так, ще влітку 2002 р компанія Ascom з Берна повідомила, що приступила до випуску нової серії, побудованої на фірмовому PLC-адаптер. 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 підкреслюється, 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 адаптерів PowerLine відводиться роль банальних конвертерів середовища Ethernet-to-PowerLine, до гнізда якого підключається телефонний IP-апарат.

Перший експеримент по 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 підключений до електророзетки комп'ютер відправляв по мережі 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 була доведена можливість передачі двох потоків MPEG-1/2 без відчутних затримок при одночасному збереженні мережевої активності (якогось усередненого стандартного «потокооборота») між п'ятьма-шістьма іншими абонентами. Знаменною подією стала справжнім прикладом на минулій в Лас-Вегасі 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 і ПО для відео) і Cogency Semiconductor (виробник чіпсета 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 і PowerLine Internet

Тенденція збільшення числа комп'ютерів в будинку продовжує набирати обертів, що вимагає появи дешевих і зручних засобів для об'єднання комп'ютерів і периферійних пристроїв в єдину мережу, коли прокладка нових проводів неприпустима або недоцільна (рис. 2).

Мал. 2. Структура домашньої мережі PowerLine. Підключаємося до intranet / Internet

Однак обговоренням тільки одного випадку з'єднання декількох пристроїв в межах однієї квартири або приватного будинку можливості застосування PowerLine не обмежуються.

Другим аспектом застосування технології «мережу поверх харчування» є вирішення проблеми «останньої милі» і «останніх футів» при підключенні до Мережі. Більш того, в 1999 році таке рішення проблеми вважалося настільки економічно правильним, що був «розкручений» проект зі звучною абревіатурою PALAS PowerLine for Alternative Local AccesS, покликаний всіляко сприяти впровадженню технології на європейський ринок. Розрахунок його учасників грунтувався на тому, що мережі електроживлення покривають до 95% обжитих людиною територій. Осередки такої інфраструктури досить регулярні, так і, за попередніми оцінками, число потенційних користувачів, для охоплення яких немає необхідності створювати нову кабельну інфраструктуру, перевищує кількість телефонних абонентів в 1,5-5 разів (в залежності від рівня телефонізації регіону). Експерти обгрунтовано вважали, що там, де телефонний зв'язок розвинена недостатньо, попит на підключення до Internet через електричну мережу буде на порядок вище. Правда, що стосується самої PALAS, то, судячи зі стану сайту palas.regiocom.net, особливою активністю робота її членів не відрізняється.

Структура такого інформаційного освіти може бути аналогічною зображеної на рис. 2. Проектну максимальну смугу в перерахунку на одного абонента, як правило, знижують до 300-500 kbps. При цьому, однак, зростають вимоги до рівня мінімального рівня інформаційної безпеки (механізмам аутентифікації користувача і 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 недостатніми, можна запропонувати скористатися вже апробованими рішеннями асиметричного доступу до інформації. Наприклад, зі супутника користувач отримує вхідний трафік на швидкостях до одиниць MBps, а наземними лініями зв'язку пересилає невеликий вихідний трафік. Таке рішення задачі «останньої милі» легко вписується в вишерассмотренние структуру і в першу чергу орієнтовано на невеликі компанії і вимогливих приватних користувачів.

Однак і тут нам доведеться зробити невеличкий відступ, нагадавши про відмінності зарубіжних систем електроживлення від вітчизняної. Якщо в більшості країн світу прийнято підводити дві фази і захисний «нуль», то практично всі квартири українських енергоспоживачів задовольняються підключенням до однієї з трьох фаз мережі 380 В і «нулю», т. Е. Якщо розглядати завдання побудови єдиної мережі на базі багатоквартирного будинку (а максимальна дальність HomePlug-пристроїв це дозволяє), то для об'єднання всіх користувачів в «загальну шину» між «фазами» необхідно буде включити відповідні мости. Не вдаючись в особливості схемотехніки цього достатньо простого пристрою, зауважимо, що завдання створення інфраструктури може виходити за рамки простої інсталяції вже готових, апробованих і сертифікованих на Заході рішень. Хоча при великому числі клієнтів може виявитися доцільним поєднувати три групи (підмережі) в єдину мережу за допомогою відповідного комутатора вже безпосередньо перед введенням зовнішнього каналу в будинок.

Закінчуючи цей невеликий аналіз, ще раз зазначимо, що спроба розмежувати сервіси більш ніж умовна в розвитку сучасних мережевих технологій наступної 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 об'єднання всіх груп пристроїв. Чи вистачить смуги?

І нарешті, тим, хто має намір організувати надання послуг з доступу до Мережі, доведеться повернутися і до питання розробки комплекту ПЗ для віддаленого адміністрування і моніторингу з розширеними функціями, обумовленими специфікою даної технології. Такий комплект, крім стандартних для цього випадку мережевих можливостей, повинен дозволяти:

виявити всі пристрої, що знаходяться в мережі, і визначити їх тип (адаптери Ethernet, USB або карта PCI) і присвоєний виробником MAC-адресу, а також надати адміністратору можливість визначити і привласнити IP-адресу пристрою;
вести постійний моніторинг мережі і створювати графіки завантаженості тієї чи іншої ділянки, а також збирати статистику трафіку по кожному з використовуваних протоколів, оперативно контролювати і перевіряти якість з'єднання з кожним з пристроїв в мережі (на рівні фізичного з'єднання);
дистанційно керувати правами доступу клієнтів до послуги (здійснювати підключення / відключення користувача), змінювати пароль для створення користувальницької мережі зі своїми настройками безпеки. Незайвим виявиться надання можливості оператору призначити, кого з конкретних пристроїв (якщо їх у одного клієнта кілька) дозволити доступ до послуги. Таким чином, можна буде, наприклад, заблокувати установку користувачем будь-якого придбаного ним самостійно PowerLine-адаптера без узгодження з провайдером послуг.

Забігаючи наперед, відзначимо, що на сьогодні з усіх розглянутих програмних пакетів по функціональності до цих вимог ближче всіх комплект ПО Open PowerLine Management від компанії Corinex. До її складу входить утиліта PowerNet Setup Tool, що дозволяє знайти всі MAC-адреси пристроїв в межах досяжності PowerNet. Однак на практиці з'ясувалося, що для її роботи необхідна присутність в мережі хоча б одного «рідного» пристрою.

На цьому ми поки і зупинимося, надавши економістам можливість провести більш глибокий аналіз. Очевидно, що закладений в PowerLine потенціал величезний, і вже станом на сьогодні використання технології може стати предметом бізнесу, зокрема, для енергозабезпечуючих компаній. Як приклад можна привести програму «Мосенерго», що проводиться в Зеленограді, колишньої «кремнієвої столиці» Росії. На першому етапі передбачається дозволити насущні проблеми, пов'язані з урахуванням споживання електроенергії та управлінням системою енергопостачання. На наступному планується надання послуг з доступу в Internet, IP-телефонії, організації телеконференцій і інших.

Технології передачі керуючих сигналів і інформації з мережевої проводці

PowerLine визначення і класифікація

PowerLine, Powerline Communications (PLC) сімейство технологій зв'язку, які грунтуються на використанні існуючої мережі електроживлення (120 В, 220 В і т. П.) Як фізичне середовище поширення інформації.

Як існуючі в рамках цих технологій напрямки досліджень, так і вже реалізовані «в залізі» пристрою, можна диференціювати по швидкості обміну.

Низькошвидкісний обмін (Low Baud rate, іноді нижче 0,05 Kbps) з дальностями передачі до десятків кілометрів. Подібні PLC-системи вже використовуються в енергетиці на 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 декількох кілометрів. Такі PLC-системи дозволяють реалізувати нескладні контролюючі програми та орієнтовані на існуючі інфраструктури електроживлення (домашня автоматизація, системи управління освітленням, організація автоматичних вимірювань, моніторинг через Internet і т. П.). Інформація передається в 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 в ресурси загального доступу наявних принтерів, сканерів і інших пристроїв, а також організацію домашньої або комп'ютерної мережі SOHO. У цей клас справедливо було б включити вирішення всього спектру мультимедійних завдань. Пристрої в силу ряду суперечливих вимог змушені займати досить широку смугу частот (в діапазоні від 1,7 до 30 MHz) і забезпечувати роботу на відстані до декількох сотень метрів. До цієї категорії відносяться Homeplug PowerLine-пристрої.

Проблеми, пов'язані із середовищем передачі, або
Невже все так складно?

Власне, якщо заглибитися в технічні проблеми, то можна спробувати пояснити, чому за вартістю адаптер PowerLine можна зіставляти з Ethernet-картою. Не варто забувати, що остання розрахована на використання в комбінації зі спеціально під неї спроектованої середовищем передачі, і саме це дозволяє їй бути простою, доступною і дешевою. Але варто взятися за передачу по «неспеціалізованим» проводам і конструкція стає складною і недешевої: вона змушена своєю складністю і дорожнечею компенсувати роботу з сурогатом мережевих кабелів.

Розглянемо детальніше. Нас буде цікавити надалі смуга частот в кілька десятків мегагерц, її мінімальне значення визначається тією інформаційною смугою, яку необхідно забезпечити, в нашому випадку до десятка Mbps. Отже, в мережевому кабелі з ростом частоти (як, втім, і в будь-якому іншому фідері) зростає значення погонного загасання (рис. 4).

Мал. 4. Сам по собі живить електрокабель не найкраща середовище для поширення високочастотних сигналів

На практиці це означає, що, бажаючи на іншому кінці кабелю прийняти і обробити весь спектр частот вихідного сигналу, нам доведеться передавати його високочастотні складові в десятки разів бoльшими за рівнем, ніж в низькочастотної частини. 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 з цим застосовувати хитромудрі способи для економного уявлення (кодування) вихідних цифрових сигналів .

Наступною проблемою, властивою квартирної мережевий проводці, є виникаючі в ній відображення від неоднорідностей її структури. Кожен зросток проводів, група контактів, паралельне включення і відгалуження проводів призводять до багаторазового інтерференції прямого / затриманих сигналів і до частотно-виборчому ослаблення. Запалюючи світло, щось включаючи і відключаючи від мережі, користуючись удлинителями, ми постійно змінюємо параметри цієї структури, причому не тільки у себе, а й, в якійсь мірі, у сусіда, живиться від тієї ж «фази». Призводить це до досить добре відомому в бездротових радіосистеми і багатомодових оптоволоконних лініях зв'язку ефекту, званого межсимвольной інтерференцією (ISI). Там він обумовлюється багатопроменевим поширенням радіохвиль (т. Е. Приходом на приймач одночасно декількох сигналів, зсунутих на певну величину, пропорційну різниці відстаней, пройдених кожним з них). В результаті короткий імпульс «розмивається» і перетворюється в більш широкий або навіть в послідовність з декількох, т. Е. Передавачем випромінювався один імпульс, відповідний символу (або кілька символів поспіль, відповідних інформаційної групі), на приймачі ж виявляється ціла серія, що призводить до неправильної їх інтерпретації і, як наслідок, до помилок в сеансі передачі і обмеження максимальної пропускної здатності каналу.

А адже загальна кількість різних кінцевих пристроїв, активно впливають на параметри мережі живлення, навіть в невеликому будинку не піддається ніякому обліку. Причому багато хто з побутових приладів (пилососи, міксери, ПК з дешевими блоками харчування, люмінесцентні лампи та ін.) Не просто «шумлять», а й здатні в моменти запуску генерувати тривалі серії імпульсів з амплітудами, на порядок перевищують очікувані нами в розетці 220 В . У цю «електрокашу» залишається додати кілька підгоріли контактів на щитку і легендарного «дядю Ваню зі зварюванням». Для повноти картини рекомендується також згадати, що дроти мережі не тільки випромінюють, але і досить непогано справляються з прийомом радіохвиль (в 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 ...

Тривають роботи і по вдосконаленню 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" і розширить можливості локального і віддаленого мережевого адміністрування пристроїв на базі чіпів Intellon (специфікація HomePlug 1.0.1). Зауважимо, що оскільки стандарт HomePlug 1.0.1 поки що реалізований «в залізі» тільки в розробці «кишенькової» компанії альянсу Intellon, на даний момент часу ми можемо ставити знак рівності між її чіпсетами і самим стандартом. А поки на сайті Corinex викладено вміст інсталяційного CD, що містить драйвери, ПЗ 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, досить легко знаходять «спільну мову», наводить на думку, що нарешті-то технологія «очистилася» від тяжких спадкових проблем із сумісністю та вийшла з розряду екзотики на рівень комерційної експлуатації. Можна лише дивуватися, що таке логічне винахід в стилі «голота на вигадки хитра» не з'явилося саме в пострадянському просторі. Хоча, з іншого боку, таке рішення в силу «норовистість» середовища передачі вимагає реалізації в «залізі» досить складних принципів і передбачає наявність у розробника всіх виробничих елементів технологічного циклу, що дозволяють довести ідею до етапу комерційної експлуатації.

Хоча заявлена \u200b\u200bмаксимальна теоретична пропускна здатність мереж PowerLine 14 Mbps, фактична середня швидкість передачі даних виявилася рівною 5-6 Mbps. Ці показники можна порівняти з характеристиками HomePNA і бездротових мереж (WLAN) по IEEE 802.11b і HomeRF 2.0. Технологія простіша для впровадження, ніж телефонні мережі, адже якщо телефонна розетка зустрічається не в кожній кімнаті, то розетки живлення є скрізь, а тим більше поруч з комп'ютером або принтером. Для неї не існує «мертвих зон», характерних для бездротових рішень (коли не вдається прийняти сигнал в певних точках приміщення), і її організація може обійтися дешевше, ніж прокладка «з нуля» провідний 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 бoльшим числом компаній вона буде поступово знижуватися.

По кожному з основних параметрів у технології HomePlug є гідний конкурент. Але ж не дивлячись на ряд обіцянок «дешево обинтернетіть всіх» за допомогою інших технологій, однозначного універсального рішення, що поєднує прийнятну якість і простоту з мінімальними початковими і пропорційними наступними вкладеннями для інфраструктури масштабу, наприклад середнього міського будинку, немає. На противагу вже освоєних, технологія передачі по проводах мережі живлення характеризується відносно низьким рівнем початкових інвестицій за рахунок економії вкладень на створення фізичної середовища передачі. PowerLine-мережі добре масштабуються, т. Е. Забезпечують стабільну роботу при підключенні нових клієнтів, причому зберігається достатня для більшості практичних застосувань швидкість роботи, пропорційно зменшується при збільшенні 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 якийсь напівфабрикат для розробки власних домашніх і промислових дротяних рішень.

Поки ж нам хочеться вірити, що анонсовані на CeBIT пристрої (комбіновані точки доступу WLAN / PowerLine, маршрутизатори і ISDN / DSL-to-PowerLine модеми, мультимедійні плеєри, відеокамери з вбудованою підтримкою цієї технології, нові Voice over PowerLine, а також комплекти для об'єднання в домашню мережу комп'ютерів, Web-планшетів і 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, всього лише питання часу ...

Технології використання електропроводки для передачі даних PLC (PowerLine Communication) або DPL (Digital PowerLine) почали розроблятися досить давно (навіть в Росії ще в 30-х роках минулого століття на Каширської лінії електропередач проводилися дослідження можливості обміну даними по звичайних проводів електроживлення), але інженери довгий час не могли подолати проблему загасання сигналу, викликаного перешкодами на лінії (будь-яка електропроводка характеризується високим рівнем шумів і швидким загасанням високочастотного сигналу, а також значною зміною комунікаційних параметрів лінії в залежності від поточного навантаження). Пізніше ці проблеми були успішно вирішені за рахунок застосування алгоритмів широкосмугового модуляції сигналу (наприклад, технологія PLC вже давно використовується для передачі інформаційно-технічних даних в енергосистемах і на залізницях), проте обладнання для передачі даних по високовольтних електромережах залишалося досить дорогим, тому широкого поширення дані технології довгий час не отримували. Адже визначальну роль в успіху будь-якої технології відіграє економічний фактор - для комерційного успіху розробки необхідно, щоб устаткування було надійним і багатофункціональним, забезпечувало досить високу швидкість передачі і при цьому залишалося відносно недорогим.

І ось сьогодні на ринку нарешті з'являється недороге обладнання, яке відповідає всім цим вимогам, а якщо врахувати, що кількість електричних розеток поки що істотно перевершує кількість телефонних (особливо в нашій країні, де телефонізація до сих пір не є необхідним атрибутом при будівництві будинків), то технологія PLC отримує практично необмежені можливості розвитку. Саме цими міркуваннями і керувалися розробники обладнання для передачі даних по лініях електропроводки. Лінії електроживлення є скрізь, навіть у найвіддаленіших куточках земної кулі, так що ця технологія не вимагає прокладки додаткових комунікацій (а подекуди прокладка нових кабелів взагалі небажана або просто неможлива), що значно знижує її вартість і підвищує функціональність.

Очевидно, що в новому тисячолітті технологія передачі цифрового трафіку через лінії електромережі стає одним з найбільш перспективних напрямків розвитку в сфері надання послуг зв'язку - широка поширеність електричних мереж, їх доступність і багатофункціональність відкривають великі можливості для використання PLC.

Домашні бездротові мережі

При наявності в будинку декількох мережевих пристроїв (настільний комп'ютер, ноутбук, медиасервер, ігрова приставка, фоторамка і т.д.), природно, виникає потреба обміну даними між ними, при цьому традиційним рішенням є об'єднання таких пристроїв в локальну мережу, оскільки це відкриває можливість не тільки обміну даними (що можна було б зробити і за допомогою зовнішніх носіїв), а й виходу в Інтернет, перегляду відео або мережевих ігор. Причому бажано, щоб створювана локальна мережа легко масштабувати, тобто щоб в подальшому до неї могли підключитися нові пристрої, а її конфігурацію можна було змінити без додаткових вкладень. Традиційно домашні мережі організовуються прокладкою Ethernet-кабелів (кручений пари) або ж шляхом використання бездротових мереж на основі протоколу 802.11 b / g. Однак у кожного з цих підходів є свої як незаперечні переваги, так і суттєві недоліки.

Так, при об'єднанні комп'ютерів в домашню мережу із застосуванням кручений пари на основі протоколу Ethernet ми отримуємо швидкісну надійну мережу з високим рівнем перешкодозахищеності. І фінансові витрати начебто невеликі - з урахуванням наявності практично у всіх сучасних комп'ютерів мережевого контролера ми повинні придбати лише мережевий комутатор і кабель. Однак прокладка мережевого кабелю створює серйозні незручності в будь-якому будинку, а іноді взагалі є важкою проблемою. Адже рідкісна господиня в сучасному будинку прихильно поставиться до появи нових проводів. Крім того, в разі прокладки дротової локальної мережі кожне робоче місце «прив'язується» до електричної розетки і в разі перепланування приміщення потрібно прокладати локальну мережу практично заново. А це неможливо без проведення ремонтно-будівельних робіт того чи іншого масштабу, так що проблема прокладки проводової мережі ускладнюється рік від року, особливо в зв'язку з неухильним зростанням цін на будівельні матеріали.

Звичайно, зручніше використовувати для побудови домашньої мережі бездротові технології, адже тоді ми зможемо позбутися від прив'язують нас до певного місця проводів і отримаємо набагато більшу мобільність, але і цей підхід не позбавлений серйозних недоліків. Наприклад, якщо в кабельній мережі Ethernet відстань між вузлами може досягати 100 м, то бездротові мережі Wi-Fi стійко працюють на куди менших відстанях. При цьому радіус дії бездротових мереж сильно залежить від зустрічаються на шляху перешкод, наприклад залізобетонних конструкцій, які абсолютно не пропускають хвилі діапазону 2,4 ГГц. Так що сучасні будинки - це далеко не найкраще місце для встановлення рекордів дальності зв'язку подібного роду пристроїв. І якщо в межах однієї квартири бездротові мережі 802.11 b / g можна вважати досить ефективним рішенням, то зв'язок з друзями, що живуть навіть в сусідній квартирі за капітальною стіною, цілком може виявитися нестабільної або навіть взагалі неможливою. Крім того, для прийому IP-телебачення і відео високої чіткості в довільній точці будинку бездротові стандарти сімейства 802.11 і навіть нової версії 802.11n не пристосовані - передача широкомовного відеоконтенту (Multicast), що надається операторами IPTV, по ним не передбачена.

Електрика з високою роздільною здатністю

А ось, наприклад, дальність дії мережі по електричних проводах в стандарті HomePlug AV, який відноситься до сімейства технологій PLC, що використовують саму звичайну електропроводку в якості мережного середовища, досягає 300 м і не залежить від числа і товщини перекриттів в приміщенні. Навіть в проблемних випадках технологія HomePlug AV забезпечує реальну швидкість не нижче 40 Мбіт / с. Причому основною перевагою такого рішення є відсутність необхідності прокладки додаткових кабелів для підключення мережевого обладнання - досить, щоб в приміщенні була електропроводка (мережа 220 В). Таким чином, цифрові мережі по лініях електрозв'язку можуть стати сьогодні єдиною альтернативою прямому Ethernet-підключення при перегляді, наприклад, цифрового відео без затримок і втрати якості одночасно з передачею даних.

Причому в умовах сучасного житла побудова домашньої локальної мережі за технологіями PLC може виявитися більш привабливим, ніж альтернативні варіанти. Остання, вже третя за рахунком версія специфікації домашніх мереж по електропроводів HomePlug AV забезпечує передачу даних зі швидкістю до 200 Мбіт / с і може використовуватися в якості зручного каналу для передачі сигналу телебачення високої чіткості (HDTV), IPTV, Інтернету і IP-телефонії (VoIP ). Абревіатура AV вказує на мультимедійну орієнтацію - спеціалізацію передачі по електричних проводах аудіо- і відеоконтенту в реальному часі.

Устаткування для передачі даних по електропроводці

Одним з основних виробників обладнання HomePlug AV є компанія ZyXEL. Лінійка пристроїв, в яких реалізована ідея передачі даних по електропроводів по специфікації HomePlug AV, складається з інтернет-центру P660HWP і Powerline-адаптерів HomePlug AV PLA400 і PLA470. Інтернет-центр P660HWP - це універсальний пристрій, який служить для підключення до Інтернету і IP-телебачення по виділеному каналу ADSL з можливістю створення домашньої мережі не тільки по Ethernet і Wi-Fi, але і через звичайну електропроводку за технологією HomePlug AV. Маючи вбудований адаптер HomePlug AV, інтернет-центр P660HWP є сполучною елементом мережі по електропроводці, а адаптери PLA400 і PLA470 дозволяють розвести локальну мережу по квартирі, забезпечуючи при цьому досить високу швидкість і дозволяючи з'єднати персональний комп'ютер з будь-якими іншими мережевими пристроями в інших приміщеннях. За допомогою адаптерів можна передавати аудіо- і відеосигнали, IP-телефонію і дані по звичайних електропроводів і створювати недорогі домашні локальні мережі. Таким чином можна об'єднати різні пристрої в будинку в єдине мультимедійне простір, причому не прокладаючи при цьому ніяких додаткових комунікацій.

Модель PLA400 оснащена одним портом Ethernet, а PLA470 - вбудованим 4-портовим комутатором, що дозволяє підключити через одну електричну розетку кілька мережевих пристроїв, наприклад комп'ютер і ігрову приставку.

HomePlug AV-адаптер PLA400 (з одним Ethernet-портом) продається в Росії за 2000-2200 руб. (Менше 100 дол.), PLA470 (з 4-портовим комутатором Ethernet) коштує сьогодні в роздрібному продажі близько 2500-2700 руб. (До 110 дол.), А інтернет-центр P660HWP з вбудованим адаптером HomePlug AV, 4-портовим комутатором Ethernet і точкою доступу Wi-Fi 802.11g продається за ціною 4700-5000 руб.

За підсумками тестування даного обладнання в умовах звичайної московської електропроводки домогтися 200 Мбіт / с, звичайно, не вдалося (зв'язок встановлювалася на рівні 50 Мбіт / с з незначними перепадами при включенні домашніх електроприладів), але відео високої роздільної здатності передавалося по електромережі без провалів і спотворень. Тобто до швидкості 100-мегабитной Ethernet-мережі дана технологія не дотягує, однак бездротову мережу WiFi 802.11g значно випереджає.

Особливо важливо, що все HomePlug AV-адаптери мають вбудовані механізми підтримки Quality of Service (QoS), що забезпечує гарантовану смугу пропускання, необхідну при передачі голосу, звуку, відео і шифрування даних для безпечної передачі інформації (інформація надійно захищена від прослуховування і перехоплення протоколом AES з 128-бітовим ключем). Все це прекрасно працює і нарікань не викликає, а вплив перешкод, що створюються різними побутовими приладами на лінію зв'язку, встановлену між двома ПК з використанням адаптерів HomePlug AV, на практиці вийшло мінімальним (як з'ясувалося, ні працює дриль, ні люмінесцентні лампи з імпульсними перетворювачами істотного впливу на якість передачі даних не надають). Процес установки вищезазначених пристроїв гранично простий і не викличе питань навіть у непідготовлених користувачів. Налаштування інтернет-центру P660HWP і адаптерів HomePlug AV для підключення до Інтернету і IP-телебачення проводиться за допомогою програми ZyXEL NetFriend. Щоб налаштувати обладнання за допомогою «Мережевого Друга», буде потрібно мінімум навичок і близько 10 хвилин часу. Потрібно буде лише вибрати своє місто, провайдера і тарифний план. Інші налаштування, такі так Wi-Fi і IPTV вже за бажанням.

При використанні послуг IPTV до інтернет-центру ZyXEL P660HWP необхідно підключити телевізійну приставку, вибрати необхідний тариф і вказати програмі порт, до якого ви підключили приставку. А якщо приставка підключається до адаптера PLA400 або PLA470 через електропроводку, то за допомогою тієї ж програми потрібно вибрати HomePlug AV. Адаптери також не вимагають від користувача ніяких особливих знань для установки і настройки - на побутовому рівні технологія HomePlug AV може бути представлена \u200b\u200bпросто як подовжувач мережі Ethernet.

Таким чином, дану технологію і її реалізацію в приладах від компанії ZyXEL можна рекомендувати як альтернативу традиційним технологіям там, де перераховані вище недоліки останніх стають труднопреодолімимі, витратними або просто незручними.