Data z elektrické zásuvky

Internet | 01.03.04

O posílání dat po silových rozvodech nízkého napětí (220V) se již pokoušelo párfirem před několika lety. Víceméně v té době neuspěly a svou činnost předčasně ukončily. Nyní ...





O posílání dat po silových rozvodech nízkého napětí (220V) se již pokoušelo pár
firem před několika lety. Víceméně v té době neuspěly a svou činnost předčasně
ukončily. Nyní se opět začíná blýskat na lepší časy, poněvadž se na trhu
objevila zařízení, jež se snadno instalují, mají slušnou rychlost a jsou cenově
přístupná.

PowerNet nastupuje
PowerNet je technologie určená k realizaci datových sítí typu LAN
prostřednictvím rozvodů elektrické sítě nízkého napětí 230 V/50 Hz. Řešení
datových sítí prostřednictvím elektrických rozvodů, které jsou téměř všude k
dispozici, má velký potenciál využití, vycházející z faktu, že není třeba žádné
dodatečné výstavby nových sítí a není třeba žádných stavebních úprav a zásahů
do budovy. Tato technologie umožňuje běžnou síťovou spolupráci, sdílení
souborů, aplikací a širokopásmového přístupu k internetu. Dalšími jednoduše
realizovatelnými možnostmi jsou například přenos VoIP telefonie, přenos dat v
rámci multimediálních aplikací (hlas, audio, video), přenos dat pro billing
(účtování různých služeb), přenos dat pro bezpečnostní systémy, atd.
PowerNet je možno použít v následujících řešeních:
( průmyslové sítě menšího rozsahu
( kancelářské systémy menších firem, praktických lékařů, domácích kanceláří
(SOHO)
( nemocnice, hotely a jiná zařízení
( historické budovy, muzea, galerie
( levná internetová připojení pro poskytovatele připojení sídlištního typu
( řešení služeb s přidanou hodnotou pro operátory telekomunikačních služeb
( doplnění stávajících pevných sítí do prostor, kde z nějakých důvodů sítě
nebyly plánovány
( dočasná řešení pro výstavy, semináře, školení či prezentace
( vyřešení potřeby okamžité výstavby sítě

Nabídka na trhu
V současné době jsou nabízeny 3 základní stavební prvky. Jedná se o USB
adaptér, Ethernet adaptér a PCI kartu. Vlastní technologické řešení je založeno
na čipsetu firmy INTELLON, který využívá modulaci OFDM (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing). Princip spočívá v tom, že rozsah kmitočtů, které jsou
elektrické sítě nízkého napětí schopné přenášet, se rozdělí na větší počet
samostatných kmitočtových kanálů. Každý z nich přenáší samostatný signál a v
reálném čase je vyhodnocována jeho chybovost (vyhodnocují se projevy
nejrůznějších rušení, poruch, zkreslení a útlumu). Podle toho je pak rozhodnuto
o využití nebo nevyužití kanálu pro modulaci a přenos dat. Je to jakási obdoba
výběrového příjmu, který je používán v rádiové komunikaci.
Čipset je schopen dosahovat přenosových rychlostí, které by měly v krátké
budoucnosti dosáhnout více než 100 Mb/s. V současnosti pracují běžně s
rychlostí 14 Mb/s. Podporovány jsou protokoly TCP/IP, NetBEUI a IPX/SPX.

Výhody a uplatnění
Technologie PowerNet má široké uplatnění především pro svoji jednoduchost
implementace a rychlost realizace. Při srovnání cen klasika versus PLC (Power
Line Communications) může být materiálová nákladovost na výstavbu klasických
rozvodů asi o 5 až 50 % nižší oproti PLC (záleží na rozsahu sítě). To je ovšem
cena za vlastní hardware a software, kde nejsou zahrnuty náklady nutné na
stavební úpravy a instalaci. Naopak předností adapterů PLC je jednoduchost a
rychlost instalace bez nutnosti jakýchkoliv stavebních úprav.
Další nespornou výhodou je svoboda pohybu (samozřejmě v rámci napěťového
okruhu), podobná jako to je u technologie Wi-Fi. Každá zásuvka elektrické sítě
daného okruhu se vlastně stává zásuvkou datovou. Technologie Wi-Fi má výhodu v
otevřeném prostoru (haly letišť, poslucháren apod.), naopak je omezena
rádiovými vlastnostmi signálu. Osobně jsem měl potíže s realizací Wi-Fi
technologie na vzdálenost 5 m v prostorech, jež byly odděleny obyčejnými
sádrokartonovými stěnami (ocelová opěrná konstrukce sádrokartonu vytvořila
dokonalou Faradayovu klec). Spolehlivost datových přenosů se jevila vyšší při
použití technologie PLC.

Na co je třeba si dát pozor
Úspěšné použití a provozování PLC technologie závisí do značné míry na stáří a
kvalitě elektrické instalace. Je nutné ale zmínit, že "stará" elektrická
instalace nemusí být nutně nekvalitní instalace. Osobně mám zkušenost s tím, že
"stará" elektrická instalace byla velmi kvalitně provedená s uložením v
pozinkovaných trubkách (budova školy). Ukázalo se, že uložení v trubkách je pro
PLC technologii téměř ideální.
Elektroměry jsou ošidná záležitost, která má dvě krajnosti. Starý indukční
elektroměr je útlumovým článkem, přes který neprojde téměř ani bit. Vedle toho
jsou zde nové digitální elektroměry "Static", jež naopak nebrání žádnému
datovému přenosu. Proto jsou, na zakázku velké rakouské energetické distribuční
společnosti, firmou Corinex vyvíjeny jednak útlumové články, a jednak prvky pro
přemostění elektroměru a rozdělovač signálu do fází.
Nezpochybnitelný je i vliv ostatních spotřebičů. Dá se sice částečně omezit
odrušovacími prvky, ale nedá se úplně vyloučit. Pro odstranění právě uvedených
problémů existují i jednoduché nenáročné "finty", které rozmary hodin, jističů
a různých fází mohou s úspěchem eliminovat, ne-li úplně vyřešit. Protože se ale
jedná o jistý "organizační" zásah do elektrických rozvodů, nelze tato opatření
z bezpečnostních (možnost úrazu elektrickým proudem) důvodů publikovat.
Existuje samozřejmě i tzv. profesionální řešení, kdy se použijí další prvky,
které umí signál distribuovat do dalších fází, umí překlenout elektroměr, umí
zatlumit signál atd. Samozřejmě to vyžaduje další doplňkové, byť ne zásadní
náklady.

Testování provozu
Dosah zařízení činí spolehlivě 200 m metalického energetického vedení. Pro
zvětšování vzdálenosti je možno použít dalších mezilehlých adaptérů Ethernet
jako bridge. Výrobce doporučuje umístit na jeden segment silnoproudého vedení
16 koncových zařízení (PC, tiskárna apod). Silové rozvody napájecí sítě se
uvnitř objektů, tedy za elektroměrem, chovají v případě použití uvedeného
principu jako sdílené. Z toho vyplývá, že uváděná přenosová rychlosti 14 Mb/s
je sdílena všemi zařízeními. Je to vlastně obdoba sdíleného segmentu
koaxiálního Ethernetu. Samozřejmě rozšíření na potřebný počet zařízení lze
jednoduše realizovat kombinací Ethernet adaptérů ve funkci bridge.
Elektrická síť, na které jsem prováděl měření, měla kvalitu, jež umožňovala
rychlost toku dat v rozmezí 4-6 Mb/s. Rychlost přenosu byla zhruba 50%,
vztaženo k rychlostem dosahovaným na klasickém ethernetu. Vlastní přenosová
rychlost je rozhodně ovlivňována kvalitou rozvodné sítě. (Když jsem provozoval
zkušebně komunikaci na jednom prodlužovacím kabelu, dosahoval jsem mezi dvěma
PC na PowerNet Ethernet adaptérech rychlosti až 11 Mb/s.)
Na rozdíl od klasické ethernetové sítě se rychlosti rovnoměrně rozkládaly na
jednotlivé počítače. Testy prokázaly schopnost síťové spolupráce sítě PowerNet
s existujícími sítěmi realizovanými technologií strukturované kabeláže, avšak
za určitých předpokladů. Přímá spolupráce je možná pouze se sítěmi menšího
rozsahu. Tento rozsah výrobce doporučuje omezit na 16 PC, včetně PC ve vlastní
síti PowerNet. Pro rozsáhlejší sítě je nutno PowerNet síť propojit s klasickou
sítí prostřednictvím routeru. V tomto případě obě sítě spolupracují naprosto
spolehlivě. Důvodem je omezená kapacita paměti adaptérů pro tabulky MAC adres.

Bezpečnost a management
Prostřednictvím softwaru, dodávaného standardně ke každému adaptéru, lze
realizované šifrování, na rozdíl od některých konkurenčních zařízení, vypnout.
I když, tento krok vůbec nedoporučuji. V souvislosti s šifrováním se domnívám,
že použité šifrování s implementovaným 56bitovým klíčem je docela slušné
zabezpečení. I přes výkonnost dnešních počítačů je toto zabezpečení poměrně
silnou ochranou, se kterou si nelze zase tak jednoduše v reálném čase s běžně
dostupným HW a SW vybavením poradit.
Kromě základního softwaru je nabízen software pro správu a management PowerNet
sítě. Ten je určen pro dálkovou správu prvků PowerNet sítě, a to místně nebo
vzdáleně, prostřednictvím IP adresy. Základní funkcionalita je změna hesla sítě
u každého adaptéru prostřednictvím 16 místních hesel, která jsou pevně
přidělena každému adaptéru. Kromě zmíněného, má ještě jednu nabídku, kterou
osobně považuji za ideální. Umí totiž nastavit každému adaptéru prioritu v
komunikaci (jsou k dispozici 4 stupně priorit). Přidělením priorit mohu
ovlivnit i rychlost komunikace. U zařízení, kde jsem nastavil vyšší prioritu,
probíhala komunikace podstatně rychleji, aniž by výrazně poklesla původní
rychlost komunikace ostatních počítačů.

Závěrem
Zásadní výhodou realizace sítí na technologii PowerNet je, že nedochází k
žádným nutným stavebním úpravám v bytech uživatelů a vylučuje nutnost instalace
pevných zásuvek a pokládku kabeláže v bytových prostorech. Nezanedbatelnou
výhodou je i skutečnost, že uživatel může jednoduše ve svém bytě rozšířit síť
pouhým dodáním (zakoupením) dalšího adaptéru.
PowerNet má své přednosti i nedostatky. Je na každém, aby zvážil, co je pro
něho důležitější a jaké aplikace potřebuje pokrýt. Já jsem přesvědčen, že
dnešní běžnou potřebu menších firem, hotelů, živnostníků, domácností a mnoho
dalších potřeb dokáže tato zajímavá a progresivní technologie pokrýt. Má zcela
jistě potenciál dalšího rozvoje především v rychlosti přenosu, bezpečnosti
apod. Vyplývá to z vlastního principu modulace OFDM.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.