HPNA

• Стандарты HPNA
• Описание технологии HPNA
• Основные задачи, решаемые с помощью технологии HPNA
• Подключение жилого дома или офисного комплекса к Internet с использованием существующей телефонной проводки
• Решение для жилого дома/малого офиса по подключению к Internet с использованием альтернативной проводки
• Создание домашней сети либо сети малого офиса с использованием существующей телефонной проводки
• Построение систем широкополосного доступа с использованием систем проводного вещания
• Решение по "удлинению" Ethernet
• Сертификация

Стандарты HPNA

Аппаратура стандартов HPNA (Home Phoneline Networking Alliance) 1.x (1 Мбит/с, топология "звезда") и HPNA 2.0 (10 Мбит/с, топология "шина") сочетает в себе простоту и удобство в установке и настройке Ethernet и при этом имеет повышенную предельную дальность и может соединяться по любым проводам.

Ориентировочные сводные характеристики по дальности и скорости работы:

Наибольшие преимущества эта технология предоставляет провайдерам Интернет. Установив в жилом многоквартирном доме или офисном здании "сотовой" структуры - например, бывшие гостиницы, сдающие номера под небольшие офисы, всего ОДИН модем xDSL (или один кабельный модем, или подведя один радиоканал и т.д.) и подсоединив его к коммутатору HomePNA провайдер Интернет получает возможность предоставить высокоскоростной доступ ВСЕМ абонентам. При этом, как было указано выше, не требуется проводить никакой разводки по зданию, а для подключения нового абонента достаточно лишь установить на его компьютер сетевую карту HomePNA стоимостью около 35 долл. США, подсоединить ее к телефонной сети и выделить IP адрес!

Стандарт получил популярность и в конце 2000 года была выпущена новая версия, обеспечивающая возможность работы со скоростями 10Мбит/с на дальностях свыше 350м при произвольной топологии среды. Ведущие зарубежные аналитики предсказывают взрывной рост интереса к HPNA - по мнению "Cahners In-Stat" в США объем продаж оборудования HPNA к 2004 году вырастет более чем в 10 раз и достигнет уровня 6 млрд. долл. США.

Объясняется это рядом несомненных преимуществ HPNA по отношению к Ethernet:

• возможность одновременной передачи голосового трафика и данных по одной линии,
• слабая зависимость от качества среды передачи, может использоваться существующая телефонная проводка, включая провод ТРП (т.н. "лапша"),
• возможность использования любой топологии среды, в том числе "шины", что существенно снижает потребности в длине сетевого кабеля,- большая рабочая дальность.

Одним из перспективных приложений для технологии HPNA может быть реализация одноранговой сети в малом офисе с выходом в Internet. По словам г-на Шаронина, директора "СвязьКомплекта": "Возможность использования существующей телефонной проводки в офисных зданиях, гостиницах и постройках, где монтаж традиционной СКС является нежелательным, для подключения абонентов к Internet по выделенным линиям, имеет в России большие рыночные перспективы и является интересной инженерной задачей".

Описание технологии HPNA

Технология HPNA 1.x (1 Мбит/с) использует метод IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet) доступа к среде передачи. Полоса пропускания сигнала расположена в пределах от 5,5 МГц до 9.5 МГц, что позволяет не влиять на работу ADSL - 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 Еthernet - совместимых программ, драйверов, приложений и оборудования.

Технология HPNA предусматривает использование той же модели драйвера Windows NDIS, который используется существующими картами Ethernet. Работа по принципу Plug-and-Play, поддерживаемая операционными системами Microsoft Windows 95/98/2000, полностью освобождает пользователя от необходимости заниматься сложными настройками программного обеспечения.Большинство существующих абонентских телефонных линий позволяет достичь скорости передачи данных до 100 Мбит/с, при использовании для этого частотного диапазона 2 - 30 МГц. 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.x, 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.

Основные задачи, решаемые с помощью технологии HPNA

Можно выделить следующие основные направления:

• дешёвый широкополосный доступ на "последней миле",
• удлинение Ethernet,
• построение ЛВС на основе существующей проводки (абонентские телефонные линии учрежденческой АТС, сеть проводного вещания и др.)

Подключение жилого дома или офисного комплекса к Internet с использованием существующей телефонной проводки

В данном случае используется коммутатор, который имеет несколько портов HPNA (от 8 до 24) и WAN порт для подключения к сети передачи данных. Этот вариант применяется при использовании существующей в здании телефонной проводки - коммутатор устанавливается вблизи телефонного кросса здания, подсоединяясь параллельно к телефонным линиям без частотных разделителей. Не требуются разделители и на стороне абонента. В этом случае телефонные розетки в квартире абонента становятся одновременно и сетевым портом.

При этом каждому абоненту выделяется порт коммутатора и абоненту гарантируется широкополосное подключение к Internet (скорости в 1 Мбит/сек для этого более чем достаточно).

В данном случае используется оборудование только стандарта HPNA 1.x. В сетевых устройствах данного стандарта предусмотрена масштабируемость по портам, возможность организации VLAN, счетчики пакетов на каждом порту и встроенные SNMP-агенты. В свою очередь, порт WAN подключается к сети передачи данных оператора любым способом (выделенная линия, xDSL, оптика, радио).

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

В том случае, когда задействовать существующую телефонную проводку для широкополосного подключения нежелательно (например, в том случае, когда оператор местной телефонной связи не дает к ней доступа или отсутствует одна точка входа в здание телефонного кабеля), и приходиться прокладывать альтернативную проводку, технология HPNA позволяет создать эффективное и недорогое решение, основанное на том, что она поддерживает технологию "шина".

В подъезде жилого дома по вертикальным кабельным пространствам пробрасывается 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 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:

• Экономия на проводе и работах (он пробрасывается между этажами один раз)
• Отсутствует необходимость установки сетевого оборудования
• За счет малых размеров конвертора HPNA/Ethernet, снижается возможность бытового вандализма (его можно просто забетонировать в стену или укрыть в другом недоступном месте)

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, которые разумно "вешать" на "шину" зависит от способа доступа в Internet первичного провайдера, но, как правило, колеблется в пределах 15-25 пользователей.

Создание домашней сети либо сети малого офиса с использованием существующей телефонной проводки

Часто 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 достаточно для построения высокоскоростной одноранговой сети в пределах квартиры без использования коммутаторов и концентраторов или специального оборудования Ethernet, а так же 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 имеющийся в доме телефонной проводки для совместного использования разными компьютерами файлов, принтеров, модемов, жесткого диска или дисковода CD-ROM, оставляя при этом возможность эксплуатации традиционной телефонной связи.

Просто 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.x) 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.).

Следует отметить, что работоспособность телефона абсолютно не зависит от того, включен или выключенн компьютер. При любом использовании HPNA технологии "поверх" телефона, эти два телекоммуникационных сервиса "живут" не замечаяя друг друга. Это достигается методом частотного мультиплексирования - телефония занимает частотную полосу от 400 Гц до 4 КГц, а HPNA технология, начиная от 2,5 МГц.

Построение систем широкополосного доступа с использованием систем проводного вещания

Страны бывшего СССР обладают уникальной инфраструктурой, которая создавалась на протяжении последних 40-50 лет - системой проводного вещания (хорошо известный трехпрограмный приемник). Такая система используется не только для передачи радиопрограм (МАЯК и 2 местные радиостанции), но и служит частью системы гражданской обороны и предупреждения о чрезвычайных ситуациях. И именно поэтому абонентские линии имеются повсеместно, включая строящиеся сегодня здания.

До недавнего времени не существовало технологии, позволяющей передавать данные по сетям проводного вещания (абонентский участок - преимущественно стальные провода, на протяжении линии несколько трансформаторов, фидер выполнен на воздушных неизолированных линиях с использованием биметаллических проводов). Технология передачи данных HPNA 2.0 позволяет передавать данные со скоростями в несколько мегабит и по такой сети, обеспечивая один из самых недорогих способов доступа в Интернет или создания домашних сетей.

Решение по "удлинению" Ethernet

Когда стоит задача соединения нескольких сегментов сети Ethernet, 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 затратами, отличающимися на порядок.

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 до 1 километра. Правда наблюдается снижение скорости, примерно, в два раза. Поэтому просматривается следующее применение данной технологии - дешевое 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, до 1000 метров по технологии HPNA. На другом конце линии передачи просто стоит 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 формируется, таким образом, роутер. В HPNA карточку подсоединяется канал передачи, в Ethernet-карту - локальная сеть. При этом, сами компьютеры, используемые в качестве роутеров, возможно использовать для клиентских приложений. Недостаток такого способа подключения состоит в том, что передача данных возможна только при включенных и настроенных роутерах.

Стоимость такого решения можно снизить до 70 долл США за "линк", если скорости в 1 Мбит/ сек вполне достаточно. В этом случае используется аналогичное оборудование стандарта HPNA 1.x.

Сертификация

Сетевые адаптеры производства компаний D-Link и City-Netek прошли испытания на ЭЛЕКТРОМАГНИТНУЮ СОВМЕСТИМОСТЬ в РОСТЕСТЕ. Установлено, что данные устройства не мешают работе xDSL - устройств, телефонов и не создают помех другому оборудованию, работающему в соседних частотных диапазонах.

Оборудование HPNA, производства компаний D-Link и City-Netek удовлетворяет на соответствие параметрам электромагнитной совместимости (ЭМС) и электробезопасности. требованиям Норм 9-93 р. 4, ГОСТ 30428-96 р. 5, ГОСТ Р 51318.14.1-99 п. 4.2, ГОСТ Р 51318.22-99 рр. 5, 6.

Номера сертификатов: Оборудование стандарта HPNA 1.x, производства компании City-Netek ╧ POCC TW. АЯ. 46. В41067 Оборудование стандарта HPNA 2.0, производства компании D-Link ╧ POCC TW. АЯ. 46. В41068

Материалы опубликованы с разрешения компании СвязьКомплект .

	© TerraNet webmaster@terranet.ru
Tel: +7 499 1909986, +7 495 7691306 Fax: +7 499 1909986 125367, Москва, Полесский проезд дом 16 офис 309