Data z elektrické zásuvky

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.