Domácí sítě nabírají na rychlosti

O domácích sítích slyšíme stále častěji, ale jejich slibovaný rozmach za optimistickými předpověďmi zaostává. Přitom postupně roste jejich kapacita, vytvářejí se pro ně mezinárodní normy a konečně se věnuje pozornost i diagnostice problémů v nich.

Rozvoj domácích sítí v poslední době podporují nejen výrobci komunikačních zařízení (včetně domácích bran, viz článek Domácí brány v centru dění) a spotřební elektroniky se síťovými rozhraními, ale také normalizační organizace. Nejnověji byla schválena v pořadí již třetí specifikace Home Phoneline Networking Alliance, HomePNA 3.0, jako mezinárodní norma (doporučení) ITU (International Telecommunications Union).

HomePNA 3.0 jako mezinárodní norma

Specifikace HomePNA 3.0 bylo ve sdružení HomePNA schválena již v roce 2003, jako ve své době nejrychlejší domácí síť (128 Mbit/s, s volitelným rozšířením až 240 Mbit/s), navíc podporující QoS (Quality of Service). HomePNA je úzce svázána s telefonní sítí, ISDN a samozřejmě DSL, protože síť na bázi vnitřních telefonních rozvodů představuje logickou návaznost širokopásmové přípojky po místní telefonní smyčce. Díky neutuchajícímu rozvoji přípojek xDSL má i HomePNA slušnou šanci na další rozvoj, čemuž také napovídá i právě schválená specifikace jako mezinárodní norma.

Pod hlavičkou ITU lze specifikaci HomePNA 3.0 nalézt jako doporučení G.9954 (Phoneline networking transceivers - Enhanced physical, media access, and link layer specifications), které rozšiřuje technologii na bázi HomePNA 2.0 definovanou ve stávajících doporučeních G.989.1, G.982.2 a G.989.3 (zpětná slučitelnost je zaručena).

Domácím sítím se tak otevírá možnost k ještě vyšším přenosovým rychlostem, konkrétně do 240 Mbit/s. HomePNA 3.0 se v pilotních testech osvědčila s průměrnou propustností kolem 107 Mbit/s. Lze očekávat, že produkty jako optické zakončovače sítě (ONT, Optical Network Termination), domácí brány i STB (Set-Top Box) budou záhy nabízet podporu pro HomePNA 3.0.

HomePNA 3.0 patří mezi řešení domácích sítí na bázi stávající kabeláže: telefonních metalických rozvodů. Jako moderní technologie pro domácí komunikační i zábavní účely, umožňující efektivně sdílet širokopásmové přípojky na Internet a dostupný obsah, má zabudovanou podporu QoS, což většina moderních aplikací jako video potřebují. HomePNA 3.0 tak navazuje na dnes vyžadovanou kombinaci služeb (triple play).

Kabelová i bezdrátová konkurence

HomePNA 3.0 není jedinou specifikací, která se horlivě uchází o místo v domácích sítích (viz též články Alternativy domácích sítí a Domácí sítě v režii provozovatelů). Mezi kabelovými řešeními jí konkuruje řešení používající elektrické rozvody, vloni schválené HomePlug A/V s podporovanou uživatelskou rychlostí 100 Mbit/s, a řešení založené na koaxiálních rozvodech (např. v USA jedno řešení podporuje sdružení MoCA, Multimedia over Coax Alliance, mezi jehož hlavní členy patří poskytovatelé jako Comcast Corp. a EchoStar Communications). HomePlug A/V půjde v budoucnu zkombinovat s UWB (UltraWideBand) pro skutečně širokopásmové propojení v domácnosti vhodné i pro HDTV.

Na UWB je založena také specifikace Wireless USB 1.0 (Universal Serial Bus), momentálně schvalovaná ve Wireless USB Promoter Group, která podporuje rychlost 480 Mbit/s na vzdálenost tří metrů. Na větší vzdálenost se pak komunikační rychlost snižuje. Návrh vychází ze specifikace Intelu, který se věnuje dalšímu zvyšování rychlosti: do konce dekády chce dosáhnout bezdrátového USB s kapacitou 1 Gbit/s.

Multimediální domácí sítě mají nastartováno

Podle zprávy „Media Networking 2005: The Networked Living Room Becomes a Reality“ společnosti In-Stat počet multimediální komunikace vzroste z 50 miliónů domácností v letošním roce na 200 miliónů do roku 2009. A to vše především díky vývoji příslušných norem a vzdělávání koncových uživatelů.

Výlet do historie

Možná trochu překvapí, že první norma pro domácí sítě byla na světě již před jednadvaceti lety: v roce 1984 Japonci přijali specifikaci HBS (Home Bus System).
V 90. letech vzniklo hned několik národních nebo kontinentálních specifikací pro domácí komunikaci po sběrnici, a začaly jim věnovat pozornost také mezinárodní normalizační organizace jako ISO/IEC (International Organization for Standardization/ International Electrotechnical Commission) JTC1/SC25 (Joint Technical Committee) a CENELEC (Comité Européen de Normalisation ELECtrotechnique):

• CEBus (Consumer Electronic Bus): US (EIA, Electronics Industries Association)
• EHS (European Home System): EU (EHSA, European Home Systems Association)
• Smart House: US
• EIB (European Installation Bus): Německo/SIEMENS
• BatiBUS: Francie
• KONNEX – spojení EIB, EHS, BatiBUS (1998)
  

Normalizační aktivity posledních dvou dekád vypadají následovně:

• 1986: IEC/TC83 (Home Bus)
• 1988: JTC1/SC83/WG1 HBS (Japonsko)
• 1990: JTC1/SC25/WG1 CEBus, EHS, Smart House, EIB, BatiBUS
• 2002: mezinárodní norma (Home gateway architecture part 1, WG1)
• 2004: mezinárodní norma (Home Information cabling, PT SOHO)
  

Dnes je specifikací i norem pro domácí sítě na světě poměrně hodně, ale liší se svým zaměřením:

• domácí síť pro jednoduché řízení - HomePlug, Echonet
• multimediální domácí síť – HomePNA, IEEE 1394, (Residential) Ethernet
• bezdrátová domácí síť – IEEE 802.11 b/g (v budoucnu 100 Mbit/s 802.11n),
  Bluetooth, WiMedia (v budoucnu superrychlá 802.15.3a), (zastaralá HomeRF)

Vice podrobností o jednotlivých typech domácích sítí viz Širokopásmový Internet aneb Přístupové a domácí sítě, Computer Press, ISBN 80-251-0139-8.

Diagnostika problémů v domácí síti

Pokud už hovoříme o domácích sítí, zastavme se na chvíli u problematiky, která se dosud zanedbává. V prostředí domácí sítě je velice důležitý management problémů. Domácí sítě se stávají čím dál složitější a přitom mají být pro uživatele jednoduché, a tedy mají vyžadovat stále méně intervence z jeho strany. Vzhledem k jejich rostoucí heterogenitě, protože propojují nejrůznější zařízení od různých výrobců, bude nutné posílit jejich schopnost diagnostikovat problémy a lokalizovat je. Aby se mohly domácí sítě skutečně ujmout na trhu, musí v nich existovat podpora pro automatické identifikování a pokud možno i odstranění problémů.

Management sítí je sám o sobě komplexní problém, v němž management problémů (fault management) tvoří jen jednu nedílnou část. Jakkoli je síťový management do značné míry zvládnutý v podnikových sítích, domácí sítě mají svá specifika: jsou menší svým rozsahem, propojují více typů koncových zařízení a zejména musí počítat s mnohem menší znalostí věci ze strany uživatelů. Proto musí být budoucí diagnostický systém vysoce autonomní, poskytovat expertní rady uživatelům a využívat více zdrojů znalostí, aby výsledná rozhodnutí byla zodpovědná.

Cílem diagnostiky je identifikovat tu nejmenší část systému, kterou lze nahradit, aby byl systém opět funkční (least replaceable). Jakmile se taková složka identifikuje, diagnostika zde může skončit a nemusí pokračovat uvnitř daného prvku. V rámci domácí sítě jsou takovými prvky síťové uzly, spoje, zařízení a software.

Jednou z možností realizace FDS (Fault Diagnosis System) je využití agentů, protože se jedná o distribuovaný úkol a agenti mohou implementovat různé techniky analýzy. Jednotliví agenti nemusí být nijak složití, ale ve vzájemné spolupráci dokáží vyřešit problémy, které jsou pro izolované agenty nezvládnutelné.

Více informací: A Fault Diagnosis System for the Connected Home, IEEE Communications Magazine (11/2004) a Foundation of Intelligent Physical Agents (FIPA)

18. 5. 2005

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA