Здесь вам Tut!

Построению домашних сетей "Компьютерра" посвящала темы номера, по крайней мере, дважды (##208, 238). Домашние локальные сети, ставшие предметом нашего исследования, в основном "плетутся" на "витой паре" (Ethernet 10Base-T, 100Base-TХ или 100Base-T4). Однако игроки рынка, как крупные, так и не очень, активно разрабатывают технологии и продукты, максимально приближающие домашние сети к массовому потребителю.

Потенциальный рынок устройств для мини-сетей довольно велик. По пресс-релизам компаний, нацелившихся на рынок сетей для дома, кочуют в основном одни те же данные, подготовленные аналитическими компаниями Dataquest и Forester Research. По их оценкам, в нынешнем году примерно 40 из 100 миллионов американских семей имеют в своем хозяйстве хотя бы один компьютер, из них около 15 миллионов - два и более. Доступом в Интернет пользуются 30 миллионов семей. Ожидается, что ежегодно число семей, потенциально нуждающихся в создании домашних сетей, будет расти на 30 процентов.

К домашним хозяйствам следует добавить еще и мини-офисы, где требования к локальным сетям примерно такие же, как у обывателей. Так что при условии, что потребители действительно заинтересованы в объединении своих домашних компьютеров, рынок достаточно велик и привлекателен.

Что же предлагают сегодня компании домашним пользователям для объединения компьютеров? Если не считать традиционной технологии Ethernet на "витой паре", главными конкурентами являются компании и альянсы, которые предлагают использовать для создания сетей:

• радиоволны;
• инфракрасное излучение;
• телефонную проводку;
• электросеть.

Обратите внимание, все классы разработок сходятся в одном - отсутствии необходимости делать в здании еще одну проводку. Именно используемая среда передачи данных и связанные с ней преимущества и недостатки являются главными водоразделами продуктов для домашних сетей (на верхних уровнях разработки, как правило, используют стандартные протоколы и интерфейсы).

Требования же, предъявляемые потенциальными потребителями (то есть обывателями), весьма лаконичны: это должно быть недорого, практично и не требовать косвенных затрат (дополнительная проводка, перепланировка и т. д.).

Здесь пойдет речь об использовании существующей телефонной проводки для построения локальных сетей. Соответствующая технология предложена альянсом HomePNA (Home Phone Networking Alliance), образованным в июне этого года. Первоначально в него вошли 3Com, AMD, AT&T Wireless, Compaq, Epigram, Hewlett-Packard Company, IBM, Intel, Lucent Technologies, Rockwell Semiconductor Systems и Tut Systems. В задачу альянса входит разработка единой спецификации для устройств, использующих в качестве коммуникации домашнюю телефонную проводку. Среди громких имен теряется название компании Tut Systems (а также Epigram, о которой ниже), но именно ее оригинальная технология положена в основу первой спецификации, определяющей построение сетей с пропускной способностью 1 Мбит/c.

Распределение полосы телефонной линии между сервисами.

Что предложила Tut Systems?

Известно, что стандартный телефонный канал использует довольно узкий диапазон частот - до 4 кГц. Остальная часть спектра в принципе свободна, и ее тоже можно использовать, например, для обмена информацией между компьютерами и периферийными устройствами. Tut предлагает задействовать для создания сетевой среды диапазон частот 5,5-9,5 МГц.

Выбор этого диапазона обусловлен главным образом двумя причинами. Во-первых, электромагнитные волны этого диапазона быстро затухают в телефонной проводке. Во-вторых, данный диапазон не пересекается с тем, который используется устройствами ADSL (см. КТ #249).

Разработчики Tut руководствовались тем, что домашняя сеть будет решать стандартные задачи, а именно:

• доступ в Интернет с любого домашнего компьютера; в качестве устройства доступа могут использоваться обычные модемы (до 56 кбит/с), модемы ISDN и хDSL, кабельные модемы и другие устройства;
• совместное использование принтеров, сканеров, общих файлов, архивов, многопользовательских игр и т. д.

Разработчикам пришлось преодолеть ряд проблем, присущих домашним телефонным сетям:

• конфигурация телефонной сети в любом доме имеет случайную топологию;
• число и характер подключаемых к сети устройств (телефоны, факсы и т. д.) также случайны;
• характеристики проводки имеют большой разброс;
• телефонная проводка чувствительна к электромагнитным помехам от бытовых и промышленных приборов (обычно в проводке используются не скрученные пары).

Эти и другие факторы определили технологию HomeRun. Сам же принцип построения домашних сетей по предлагаемой технологии относительно прост. В домашние компьютеры должны устанавливаться (либо потребителями, либо непосредственно производителями компьютеров¹) специальные сетевые адаптеры, подключаемые как телефонные аппараты в стандартные розетки RJ-11. Точно так же могут подключаться и периферийные устройства (принтеры, сканеры, цифровые фото- и видеокамеры и т. д.), которые должны быть снабжены соответствующим интерфейсным устройством (во внутреннем или внешнем исполнении).

Сеть HomeRun функционирует по принципу, реализованному в Ethernet: один адаптер вещает, остальные слушают. Для разрешения конфликтов используется принцип случайного доступа (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Другими словами, разработку Tut можно назвать "Ethernet на телефонной паре". Родство с Ethernet дополняется и тем, что ядром программной поддержки сети HomeRun остается известная модель драйвера NDIS.

Для передачи информации на физическом уровне используется запатентованный метод модуляции, который носит название Time Modulation Line Coding Method. Подробности метода неизвестны, и о его принципах можно догадываться только из названия. Технология HomeRun предполагает адаптацию сетевых адаптеров к уровню шумов в телефонной линии. Кроме этого, передающие модули могут изменять уровень мощности сигналов.

Как предполагает Tut, будущие устройства должны обеспечивать устойчивую связь на расстоянии около 150 метров. По расчетам, в среднем такая сеть может покрывать 900 кв. метров жилой площади, количество подключенных к ней компьютеров и периферийных устройств может достигать 25. Цена одного сетевого адаптера HomeRun не должна превышать 100 долларов, но, например, в AMD считают, что эту границу можно опустить до 50 долларов.

А 10 Мбит/с - слабо?

В ближайшем будущем HomePNA намерена утвердить и спецификацию домашних сетей с пропускной способностью 10 Мбит/с.

В основу нового стандарта, скорее всего, ляжет разработка Epigram (www.epigram.com). Эта молодая компания малоизвестна, как и Tut Systems. Ее технология аналогична HomeRun, но использует полосу 2-30 МГц, а одним элементом сигнала кодируется 8 бит информации, за счет чего достигается более высокая пропускная способность (в перспективе - до 100 Мбит/с).

Кстати, Epigram основал Джефф Фермонд (Jeff Thermond), один из высших менеджеров 3Com, в которой он проработал более восьми лет.

Кто поддержит знамя Tut?

Практически сразу после образования HomePNA в июне 1998 года о готовности выпустить чипсеты для новых устройств официально объявили два участника альянса - AMD и Rockwell Semiconductor Systems.

Первый чипсет, который компания Rockwell обещает выпустить в конце этого года, можно будет использовать для построения устройств, совмещающих функции модема V.90 и адаптера для сетей HomePNA. В дальнейшем Rockwell планирует включить и функции модема ADSL. Об интеграции чипсетов с Ethernet официально речи не идет, но Rockwell известна своими универсальными решениями - например, LANfinity (V.90 + Ethernet 10/100) или чипсетом, одновременно поддерживающим V.90 и ADSL.

Компания AMD, известная как один из крупнейших производителей микросхем для Ethernet, объявила о выпуске чипа с функциями HomeRun и Ethernet, встраиваемого как в сетевые адаптеры, так и непосредственно в материнские платы и периферийные устройства. Возможно будут интегрированы и функции ADSL.

После небольшого летнего перерыва, в сентябре о готовности поддержать Home Run в своих сетевых продуктах заявили компании Intel и National Semiconductor.

Intel анонсировала чип 21145, использующий ядро MAC-уровня 21х4х для Ethernet 10/100. По сути, это усовершенствованная микросхема 21143, которая была разработана в DEC и в этом году после завершения судебных баталий перешла к Intel вместе с линией производства LAN-контроллеров.

Чип 21145 способен автоматически распознавать тип подключенной сети (Ethernet или HomeRun), что в первую очередь важно для мобильных приложений. Новая микросхема, по утверждению Intel, наиболее пригодна для интеграции в материнские платы, однако может использоваться и для построения самостоятельных адаптеров (такая же политика наблюдалась при продвижении графического чипсета i740). Для выпуска универсальных сетевых адаптеров важно и то, что чип 21145 имеет ISA-подобный интерфейс для интеграции модемов сторонних производителей.

Анонсированный компанией National Semiconductor продукт опирается на разработки недавно поглощенной фирмы ComCore. Предложенная National серия продуктов получила название Phyter и будет построена на чипе, интегрирующим функции HomeRun и Ethernet. Phyter будет доступен на рынке в первой половине 1999 года. Об интеграции в Phyter функций модемов V.90 и ADSL National пока не говорит.

Наконец, в начале октября о лицензировании технологии HomeRun объявила и Lucent Technologies. Она пошла дальше своих предшественников и планирует создавать серию чипсетов DSP (digital signal processing) под названием HomeWire. Данные продукты могут реализовывать функции адаптеров HomeRun, Ethernet, модемов V.90 и ADSL.

Продукты серии HomeWire появятся на рынке в начале следующего года. Первоначально технология HomeRun будет реализована на чипсетах Mars и Appolo, которые Lucent разработала для модемов V.90. Позднее серия HomeWire будет дополнена чипом LU3X31T для поддержки Fast Ethernet. Наконец, в HomeWire войдет чипсет DSP169х, анонсированный в мае 1998 года и предназначенный для обеспечения связи по ADSL (а также V.90). Во второй половине 1999 года Lucent планирует выпустить чипсет, способный поднять пропускную способность сетей HomePNA до 10 Мбит/с. Стоимость решения на одного пользователя, как ожидается, останется в пределах 100 долларов.

Анализ активности производителей чипов, поддерживающих технологию HomeRun (и, возможно, последующие усовершенствования), кроме подтверждения плодотворности идей Tut Systems и ее грамотной политики наталкивает и на другой вывод.

На коммуникационном рынке множатся универсальные устройства, построенные по принципу "все в одном". Сегодня PCMCIA-карты, объединяющие адаптер Ethernet и модем, уже никого не удивляют и активно используются владельцами ноутбуков. Вполне закономерно прозвучали анонсы универсальных чипсетов и устройств V.90+ADSL, сделанные в первой половине этого года рядом компаний (3COM, Lucent, Rockwell и др.). Теперь остался один шаг для создания универсальных коммуникационных средств, объединяющих все распространенные способы связи между компьютерами (обычные модемы, модемы ADSL, Ethernet), которые могли бы интегрироваться в материнские платы, выполняться в виде карт или внешних устройств. Технология HomeRun на этой волне оказалась очень кстати, предложив дополнительную функцию для коммуникационных устройств нового поколения.

У производителей оборудования появляется возможность добавить в Ethernet-адаптеры функции HomeRun, а инициативы лидеров рынка подтверждают, что это для них выгодно, так как позволяет заметно расширить рынок сбыта.

Предложение Tut: там и тут

Российским пользователям идеи HomePNA могут показаться по меньшей мере странными. Ведь им в любом случае придется "тянуть провода" к приютившимся дома компьютерам. Все это потому, что в нашей стране по умолчанию в квартире устанавливалась одна (!) телефонная розетка, к тому же несовместимая с разъемом RJ-11. То есть жаждущим создать домашнюю (или небольшую офисную) сеть подчас проще использовать старую добрую технологию Ethernet.

Однако предложения HomePNA надо рассматривать в контексте западных стандартов. В офисах и квартирах цивилизованных стран розетки RJ-11 закладываются в стены так же, как и электрические. Поэтому решения, подобные HomeRun, привлекательны в домах, построенных, что называется, по "евростандарту". В России "евроквартиры" уже не редкость, и по мере роста их доли в общем жилом фонде интерес к рассмотренной в статье технологии будет бесспорно повышаться.

Итак, HomeRun очень близка к Ethernet, что может стать одной из причин ее успеха. Потребитель, знакомый с сетями на "витой паре", психологически готов к использованию этого продукта. Более того, он будет весьма доволен, узнав, что такие сети в принципе не требуют концентраторов. Наконец, не надо устанавливать и настраивать какое-либо специальное программное обеспечение. Потребитель устанавливает всего лишь соответствующий драйвер - и какая ему разница, Ethernet там или Tut?

1 О том, что производители компьютеров также в этом заинтересованы, говорят инициативы Compaq. Она участвовала в образовании альянса HomePNA, а осенью объявила о готовности производить персональные компьютеры со встроенной поддержкой HomeRun.