Построение домашних сетей

Аббревиатура HPNA позаимствована из названия одноименного альянса (Home Phoneline Networking Alliance), образованного в 1996 году рядом ведущих производителей телекоммуникационного оборудования. Альянс ставил своей целью разработку стандарта "домашней сети", который бы использовал особенности, присущие жилым зданиям.

Технология HPNA позволяет передавать данные, используя произвольную (заранее не известную) топологию сети. Замечательным свойством технологии HPNA является ее способность передавать данные практически по любой среде передачи. Данные передаются с близкими скоростями по телефонному проводу "лапше", витой паре различных категорий, коаксиальному кабелю. Даже комбинации из различных сред в одном канале не ухудшают параметры передачи.

Применение HPNA позволяет организовать простую, масштабируемую, высокоскоростную и недорогую сеть с использованием в качестве среды передачи обычной телефонной абонентской проводки. Это дает возможность построения систем коллективного доступа в Интернет для жилых зданий и офисных комплексов. Технические показатели систем коллективного широкополосного абонентского доступа на основе HPNA обеспечили возможность приближения точки концентрации трафика к абоненту и, как следствие, существенного (в несколько раз) снижения стоимости подключения по сравнению с индивидуальным доступом, когда точка концентрации трафика находиться на узле связи. Кроме того, подключение жилых зданий и малых офисов к Интернет по технологии HPNA успешно конкурирует по стоимости с широко распространенной в России системе коллективного доступа на основе 10BaseT.

Среди основных особенностей технологии HPNA можно отметить следующие:

Первой версией стандарта является HPNA 1.0, позволяющей передавать данные со скоростью 1 Мбит/сек. Эта версия стала популярной, однако, в конце 1999 года была выпущена новая версия, HPNA 2.0, обеспечивающая возможность работы со скоростями 10 Мбит/с при дальности свыше 350м.

Технология HPNA 1.0 (1 Мбит/с) использует метод IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet) доступа к среде передачи. Полоса пропускания сигнала расположена в пределах от 5,5 М1ц до 9.5 М1ц, что позволяет не влиять на работу ADSL и VDSL устройств и телефонов. В HPNA применяется многократная кодировка одиночного битового импульса. Внутри каждого сетевого интерфейса цепь приемника адаптируется к различным уровням помех, которые могут возникнуть в линии. В дополнение к этому, передающая цепь может варьировать уровень сигнала. Принимающая и передающая цепи постоянно контролируют условия прохождения сигнала и подстраивают свои параметры под эти условия. Именно эта адаптивность позволила существенно снизить требования к среде передачи. По сути, технология HPNA это мегабитный Ethernet, работающий по телефонным проводам. Это позволяет использовать большое число Ethernet совместимых программ, драйверов, приложений и оборудования.

Технология HPNA предусматривает использование той же модели драйвера Windows NDIS, который используется существующими картами Ethernet. Работа по принципу PlugandPlay, поддерживаемая операционными системами Microsoft Windows 95/98/2000, полностью освобождает пользователя от необходимости заниматься сложными настройками программного обеспечения.

Большинство существующих абонентских телефонных линий позволяют достичь скорости передачи данных до 100 Мбит/с при использовании для этого частотного диапазона 2 30 М1ц. Благодаря использованию новой спектрально эффективной технологии модуляции, в HPNA 2.0 обеспечена скорость передачи данных 10 Мбит/с. При этом не только выполняется совместимость оборудования с HPNA 1.0, но и осталась возможность увеличения в будущем скорости передачи до 100 Мбит/с. Новая технология позволяет динамически адаптировать скорость передачи данных и обеспечивает немедленную подстройку в зависимости от изменения электрических характеристик коммуникационного канала.

Обязательным условием подключения жилого дома к Интернет является условие работы телефона в квартире при одновременной работе в сети. В технологии HPNA данная задача решена методом частотного мультиплексирования FDM (Frequency Division Multiplexing). При этом каждому сервису присваивается свой частотный диапазон и, в силу принципа наложения полей, они функционируют, "не замечая" друг друга

В настоящее время доступен следующий перечень оборудования стандартов HPNA 1.0 и 2.0 различных производителей: o концентраторы и коммутаторы (от 4 до 24 портов для HomePNA 1.0, от одного до 4 портов WAN, поддержка VLAN, встроенный SNMP агент)

Следует отметить, что стандарты HPNA 1.0 и 2.0 не конкурируют между собой. Версия 1.0 предназначена для топологии "звезда", и оборудование первого стандарта характеризует большая масштабируемость портов сетевого оборудования (от 8 до 24) с возможностью объединения в стек, объединения пользователей в виртуальные сети и возможностью удаленного управления компонентами сети. В данном случае скорости 1 Мбит/сек каждому пользователю Internet более чем достаточно. Версия 2.0 предназначена для топологии "шина", и здесь на первый план выходит скорость передачи 10 Мбит/сек. Большое количество портов, поддержка VLAN и удаленное управление здесь не предусматриваются.

Решение для жилого дома/малого офиса по подключению к Internet с использованием существующей телефонной проводки

Привлекательность данного решения очевидна. Отсутствует необходимость в организации альтернативной проводки и простота подключения новых абонентов. Как следствие низкая стоимость подключения. Кроме того, помех традиционной телефонии данный способ подключения Интернет не оказывает.

Решение для жилого дома/малого офиса по подключению к Internet с использованием альтернативной проводки

В подъезде жилого дома по вертикальным кабельным пространствам прокладывается кабель с последнего этажа на первый. При появлении желающего подключиться к домовой сети, просто делается горизонтальный отвод от вертикального стояка к квартире абонента. Такой сегмент может быть подключен к порту коммутатора или конвертору HPNA/Ethernet, Последние, в свою очередь, подключаются к сети передачи данных.

По сравнению с традиционным способом построения домовой сети по Ethernet, данное решение обладает следующими преимуществами:

Недостаток такого способа традиционен для любой "шины". Таким методом возможно подключение до 32 абонентов, но в этом случае полоса пропускания будет делиться между всеми, поэтому без применения HPNA 2.0 (10 Мбит/с) и ограничения числа абонентов до разумного предела сложно рассчитывать на высокую скорость передачи. Количество абонентов, которое разумно подключать к шине зависит от способа доступа в Интернет первичного провайдера, но, как правило колеблется в пределах 1525 пользователей.

Решение по 'Удлинению" Ethernet
Если поставлена задача соединения нескольких сегментов сети Ehemet, расположенных на расстоянии от 300 метров до нескольких километров, в подавляющем большинстве случаев используются либо различные xDSL решения, либо оптика. Но оба подхода обладают одним недостатком высокой стоимостью контакта. HPNA технология позволяет решить эту задачу с меньшими затратами.

Производители оборудования HPNA 2.0 гарантируют, что на дальности соединения 350 метров скорость передачи данных будет 10 Мбит/сек. Опыты показали, что передача данных возможна и на расстоянии свыше 1 километра. Правда, при этом наблюдается снижение скорости примерно в два раза. Поэтому просматривается следующее применение данной технологии недорогое решение для соединения двух локальных сетей Ethernet, расположенных недалеко друг от друга и имеющих любой "прямой" провод между собой.

Данная реализация соединения возможна двумя способами. В первом случае к выходу сетевого устройства Ethernet, подключается конвертор HPNA/Ethernet и происходит передача данных на расстояние, свыше 1000 метров по технологии HPNA. На другом конце линии передачи подсоединён такой же конвертор, преобразующий технологию HPNA обратно в Ethernet. Такой способ соединения несколько дороже, но обладает тем достоинством, что работоспособность канала передачи не зависит от качества работы конкретной машины (компьютер дал сбой, выключен и т. д.).

Во втором случае необходимость применения конвертора HPNA/Ethernet отпадает. Необходимы две сетевые карточки HPNA, две сетевые карточки Ethernet и два компьютера с любой операционной системой семейства Windows (лучше Windows NT 4.0 или 2000). В свободные слоты компьютеров вставляются параллельно карточки HPNA и Ethernet, и из компьютера, таким образом, формируется роутер. В HPNA карточку подсоединяется канал передачи, в Ethernetкарту локальная сеть. При этом, сами компьютеры, используемые в качестве роутеров, могут использоваться для клиентских приложений. Недостаток такого способа подключения состоит в том, что передача данных возможна только при включенных и настроенных роутерах.

Решение по построению домашней сети либо сети малого офиса с использованием существующей телефонной проводки
Зачастую в квартирах жилых домов телефонные розетки находятся в каждой комнате, включая кухню, прихожую и т. д., и в них подключены параллельные телефонные аппараты. Этой "инфраструктуры" вполне до-статочно для построения высокоскоростной одноранговой сети в пределах квартиры без использования коммутаторов и концентраторов или специального оборудования Ethernet, а также прокладки какой либо дополнительной проводки.

Достаточно вставить в компьютер сетевой адаптер HPNA (внешне он очень похож на обычную сетевую карточку Ethernet) и подключить его в телефонную розетку Аналогичным образом, в любую другую телефонную розетку в квартире можно включить другой компьютер. Таким образом, появляется возможность задействования имеющейся в доме телефонной проводки для совместного использования разными компьютерами файлов, принтеров, модемов, жесткого диска или дисковода CDROM, оставляя при этом возможность эксплуатации традиционной телефонной связи. Телефонные аппараты, которые раньше были включены непосредственно в телефонные розетки, в данном случае подключаются в сетевой адаптер HPNA. Таким образом, возможно построение одноранговой сети из 25 компьютеров (стандарт HPNA 1.0) или 32 (стандарт HPNA 2.0).

Кроме того, это решение оказалось вполне востребованным в офисных зданиях, где построение традиционной структурированной кабельной системы оказывается нежелательным. Например, в домах старинной архитектуры (лепные потолки, отсутствие кабельных каналов и т. д.).

Вас заинтересовала технология HomePNA? Сообщите нам об этом.
Заполните нашу анкету
Главное - собрать достаточное количество людей в Вашем доме, способных оплачивать Интернет-услуги