Myšlenka využít silové rozvody (napájecí síť 220 V) pro potřeby datových přenosů rozhodně není nová. Jedním z nejznámějším propagátorů této myšlenky byla americká firma Nortel se svou technologií Digital PowerLine. Dokonce se spojila s britskou United Utilities a její dceřinnou společností Norweb Communications a vytvořily společný podnik Nor.Web, který technologii Digital PowerLine testoval na velkém pilotním projektu v Manchesteru. Nicméně v červenci roku 1999 byl celý ambiciózní projekt „odpískán“ a Nortel se rozhodl v dalším vývoji své technologie nepokračovat. Podobně dopadl i německý Siemens, který vydržel podstatně déle (a vzdal vše až v březnu letošního roku).
Přesto se na loňském i letošním CeBIT-u dostalo technologiím Powerline (jak se začalo obecně říkat řešením pro přenos dat po silových rozvodech) velké pozornosti v podobě samostatné tematické expozice Powerline Center – letos s účastí 22 firem z celého světa. K vidění přitom byly i konkrétní produkty, více či méně připravené do distribuce.
Jak tedy všemu rozumět? Byly přenosy po napájecí síti „odpískány“, nebo naopak prožívají výrazný boom?
 |
Poslední míle vs. domácí síťování
Odpověď je následující: to, oč usiloval Nor.Web (i Siemens), bylo řešení klasického problému tzv. poslední míle. To, co bylo k vidění na letošním CeBITu a co naopak zažívá boom, je řešení něčeho jiného – problému domácího síťování.
Nor.Web chtěl tzv. překlenout poslední míli, neboli rozvést „datový signál“ ze sítě poskytovatele služeb až k jednotlivým zákazníkům. Konkrétně to mělo vypadat tak, že poskytovatel služeb by přivedl svou přípojku až těsně za poslední transformátor, na který jsou napojeni koncoví odběratelé. K nim by se pak „signál“ dostával po silových rozvodech napájecí sítě, ale končil by na vstupu do bytu či kanceláře (přesněji na elektroměru), a odsud by byl dále rozváděn do jednotlivých místností klasickým způsobem, například novými rozvody na bázi kroucené dvoulinky, koaxiálního kabelu apod. Tento cíl se ale ukázal jako nereálný – soudě podle dostupných informací přitom nebyly důvody až tak technické, jako spíše ekonomické a organizační. Vše vycházelo příliš drahé a komplikované, a tudíž i málo konkurenceschopné vůči ostatním způsobům překlenutí tzv. poslední míle. Významným faktorem pak určitě bylo i to, že v různých zemích světa jsou silové rozvody řešeny různými způsoby, a technické řešení datových přenosů po těchto rozvodech by se tomu muselo velmi významně přizpůsobovat.
 |
Řečeno velmi lapidárně, řešení „až k elektroměru“ se ukázalo jako nepříliš schůdné. To ale naštěstí neplatí pro řešení „za elektroměrem“, neboli řešení, které umožňuje přenášet data po silových rozvodech v rámci bytů, kanceláří, případně učeben atd. Zde se naopak ukazuje celý přístup jako relativně schůdný, což dokazují již zmiňované konkrétní produkty. Navíc se toto řešení velmi dobře strefuje do současného trendu, kterým je tzv. domácí síťování (home networking), neboli propojování všeho možného, co je schopné komunikovat – od počítačů a počítačových periferií až po spotřební elektroniku, nejrůznější snímače, čidla apod.
Jak těžké je přenášet data po 220 voltech?
Princip přenosu dat po silových rozvodech je vcelku jednoduchý – po galvanickém oddělení a odfiltrování napájecí složky zbývá poměrně široké přenosové pásmo, které je možné využít pro modulovaný přenos dat. Co je naopak nesmírně těžké, je vyrovnat se s různými ději, ke kterým v napájecí síti dochází, nejčastěji v souvislosti se zapínáním a vypínáním spotřebičů i s jejich provozem. Jde o silná rušení, přeslechy, interference a další negativní vlivy, které z pohledu datových přenosů mohou vznikat i víceméně náhodně. Bez zabíhání do přílišných technických detailů je možné říci, že napájecí síť je pro datové přenosy velmi nehostinným prostředím, se kterým je nutné doslova bojovat velmi propracovanými technikami modulace.
Jen pro naznačení typického řešení: celé frekvenční pásmo, které je k dispozici, se rozdělí na větší počet poměrně úzkých frekvenčních kanálů, a v každém z nich se přenáší samostatný signál (nosná). Současně s tím se sleduje, jak dobře je ta která nosná momentálně přenášena, a podle výsledku jsou na ní buď „naložena“ (namodulována) nějaká data, nebo zůstává nevyužita (pokud je působením negativních vlivů příliš deformována). Modulační rychlost je volena spíše nižší, a data jsou rozkládána mezi jednotlivé nosné. Navíc je k nim přidávána i určitá redundance, umožňující příjemci opravit některé chyby, ke kterým při přenosu přeci jen dojde. Hlavně je ale vše adaptivní a dynamicky se přizpůsobuje momentálnímu stavu a obvodovým vlastnostem sítě. Je to podobné jako u technik, které jsou používány v xDSL modemech, jež se také snaží „využít na maximum“ drátové místní smyčky, byť ne pod napětím 220 V.
 |
V současné době jsou pro takové „domácí síťování“ po silových rozvodech napájecí sítě dostupné rychlosti až kolem 10 Mb/s. Zkouší se přenosy rychlostí kolem 30 až 40 Mb/s a za horní hranici současných technik je považováno 100 Mb/s (což ale neznamená, že ještě dokonalejší techniky modulace nedosáhnou vyšších rychlostí). Z pohledu uživatelů je podstatné i to, že technologie Powerline dokáží podporovat různou kvalitu služeb (včetně garantované kapacity), a tudíž dokáží vyjít vstříc i potřebám multimediálních přenosů (např. hlasu a obrazu). Vše nejspíše bude fungovat tak, že z celkové dostupné kapacity budou nejprve uspokojovány požadavky těch přenosů, které požadují vyšší kvalitu služeb, a teprve ze zbytku dostupné kapacity budou uspokojovány požadavky ostatních přenosů.
Dalším charakteristickým rysem, který je vhodné mít na paměti, je to, že silové rozvody napájecí sítě mají sdílený charakter – výsledkem pak je sdílený síťový segment, podobně jako u klasického Ethernetu.
Konkrétní provedení
 |
Zařízení, umožňující přenášet data po silových rozvodech napájecí sítě má typicky povahu „síťové karty“. Provedení může být velmi podobné klasické síťové kartě (například Ethernetové, viz obrázek), a teoreticky by takové karty mohly být instalovány přímo do počítačů jako jiné druhy (interních) síťových karet – prakticky tomu ale brání bezpečnostní hlediska, která neumožňují pracovat s napájecím napětím 220 V mimo napájecí zdroj. Spíše se tedy lze setkat se zabudováním těchto „síťových karet“ do externích adaptérů, které jsou z jedné strany vybaveny síťovou zástrčkou a z druhé strany nejčastěji rozhraním USB nebo přímo ethernetovým portem. Takovýchto externích adaptérů bylo na letošním CeBITu k vidění více (viz obrázky), a to jak ve „vysokorychlostním provedení“ (s rychlostí několika megabitů) pro připojování počítačů a periferií, tak i v „pomalejším“ provedení pro potřeby připojování různých jednoúčelových zařízení, snímačů, čidel apod.
Stejně tak ale mohou být příslušné komponenty zabudovány přímo do různých (nepočítačových) spotřebičů, které pak získávají schopnost komunikovat se světem po napájecí síti. Může jít například o IP telefon nebo třeba o inteligentní mikrovlnnou troubu či ledničku apod.
Jak je to se standardizací
 |
Konkrétní produkty, které byly k vidění na letošním CeBITu, byly z větší části prototypy, navíc představující proprietární řešení. Dosud totiž chybí jednotný standard, který by umožnil jejich vzájemnou interoperabilitu. Naštěstí je ale takový standard na cestě – v březnu minulého roku vzniklo sdružení HomePlug Power-Line Alliance, ve kterém jsou zastoupena jak velká jména IT průmyslu, jako např. 3Com, AMD, Cisco Systems, Compaq, Conexant, Intel, Panasonic, Texas Instruments, Motorola, S3 Diamond Multimedia a další, tak i jména dosud nepříliš známá. Sdružení přitom již v červnu loňského roku zvolilo konkrétní řešení, které by se mělo stát základem jejího standardu – jde o řešení Power Packet od americké firmy Intellon. Počátkem letošního roku však byl k dispozici teprve první návrh společného standardu, který se teprve finalizuje a začíná testovat. Vydání finální podoby standardu (verze 1.0) se očekává v červnu 2001 a první produkty založené na tomto standardu jsou očekávány ve druhém pololetí roku 2001. Mělo by se přitom jednat o řešení co do rychlosti srovnatelné s klasickým Ethernetem, tj. přenášející data rychlostí kolem 10 Mb/s.
RWE PowerNet aneb: poslední míle stále žije
Velmi zajímavá byla CeBITová prezentace německé společnosti RWE Plus AG, která po předchozích pilotech spouští k polovině letošního roku komerční služby na bázi technologie Powerline. Jde o řešení založené na technologiích firmy ASCOM, a svým zaměřením stojí někde na půli cesty mezi „poslední mílí“ a „domácím síťováním“. Umožňuje totiž překlenout domácí elektroměry a „vytáhnout“ domácí datové přípojky až před budovy. Celkový dosah je cca 300 metrů, což umožňuje napojit jednotlivé budovy na vhodné vnější rozvody realizované jiným způsobem, a tím „dovést“ do domácností Internet. To je ostatně obsahem služby RWE PowerNet, kterou bude od poloviny roku nabízet dceřinná společnost koncernu RWE, RWE Powerline. Základní varianta připojení, určená hlavně domácnostem, přijde na 49 marek měsíčně a zahrnuje přenos 250 MB dat. Za 99 marek měsíčně je pak možné mít v měsíčním paušálu až 20 GB dat.
ČLÁNKY DO MAILU