Интернет в розетке
АрхивСетиТехнология BPL могла бы стать реальной альтернативой скоростным DSL-подключениям.
Многие наверняка слышали о возможности подключению к интернету через обыкновенную бытовую электросеть. Эта технология обладает тем важнейшим преимуществом, что электросеть куда более развита и разветвлённа, чем телефонная, ставшая благодаря технологии DSL одним из основных средств широкополосного доступа в интернет в нашей стране. Невозможно себе представить квартиру в городе или посёлке без электроснабжения, а вот телефонные линии доступны далеко не везде. Наконец, такая технология может быть использована в холмистой и гористой местности, где затруднена уверенная беспроводная широкополосная связь.
Эксперименты по широкополосному доступу через альтернативные сети проводятся уже давно. Известны даже такие экзотические примеры, как связь на основе передачи радиосигнала через металлические трубы газопровода (BIG - Broadband-in-Gas), которую пытается продвигать американская компания Nethercomm. Разработчики этой технологии утверждают, что без прокладки каких-либо дополнительных кабелей возможно добиться скорость передачи данных до 10 Гбит/с, а каждый пользователь этой сети может рассчитывать на скорость порядка 40-100 Мбит/с.
Передача информации через силовую электросеть (PLC - от англ. Power Line Communication) гораздо менее оригинальна и работы в этой области давно нашли практическое применение в виде широкополосной технологии BPL (Broadband Over Powerline). Сети BPL действуют в некоторых городах Европы, США и даже России - у нас главным пропагандистом этой технологии выступает компания "Электро-Ком" (торговая марка - "Спарк"), эксплуатирующая коммерческие сети в Калуге, Краснодаре, Красногорске, Люберцах, Москве (Южное Тушино), Ростове-на-Дону и Рязани. Роднит все эти сети одно - они пока не слишком распространены, поскольку обладают недостатками, связанными со скромной дальностью связи (порядка нескольких сот метров), подверженностью помехам и даже способны сами создавать радиопомехи. Поиск решений этих проблем продолжается.
Как же работает технология BPL? Для организации такой сети необходим, прежде всего, доступ к домовому электрооборудованию, местным электроподстанциям, а также в широкополосную (оптоволоконную) общегородскую сеть с выходом в интернет. Иными словами, требуются договоры с организациями, поставляющими электроэнергию и обслуживающими электрооборудования, и, разумеется, с крупными поставщиками трафика.
Принцип работы BPL заключается в частотном разделении сигнала: к основному несущему электросигналу (в России - 50 Гц) добавляются несколько поднесущих. В сетях BPL применяется так называемая OFDM-модуляция (Orthogonal Frequency Division Modulation), при которой результирующий сигнал складывается из нескольких широкополосных сигналов с ортогональным частотным уплотнением, передаваемых на разных поднесущих частотах. По данным компании "Спарк", они используют 84 поднесущих частоты в диапазоне 4-21 МГц, который никак не пересекается с частотой тока 50 Гц и не оказывает влияния на качество энергоснабжения. В мире же для широкополосных приложений могут использоваться частоты от 1 до 30 МГц.
В первом приближении схема сети BPL выглядит так: на местных трансформаторных подстанциях устанавливаются подключённые к оптоволокну маршрутизаторы, преобразующие сигнал и распространяющие его через силовой кабель, отходящий к потребителям. Из-за затухания сигнала через несколько сот метров на междомовой линии устанавливаются повторители сигнала или "репитеры". На распределительном щитке подключённого дома монтируется маршрутизатор, который и раздаёт сигнал через домовую сеть.
В настоящее время номинальная скорость передачи данных через сеть, установленная продвигающий эту технологию в домашних сетях организацией HomePlug Powerline Alliance, составляет 100 Мбит/с, однако выпускаемое оборудование уже обеспечивает вдвое более высокую скорость. Однако поскольку подключаемый через BPL дом уже представляет собой организованную домовую сеть, клиентская скорость будет зависеть от реальной нагрузки на сеть. К примеру, при подключении 200-квартирного дома на скорости в 100 Мбит/с при 25% загрузке сети каждому абоненту достанется порядка 2 Мбит/с, что сравнимо со скоростью, предоставляемой подключением через ADSL.
Стоимость модема для подключения к сети BPL, в среднем, - от 40 до 120 долларов, в зависимости от исполнения и оснащённости. Модемы могут быть выполнены как в виде сетевого адаптера, подключающегося непосредственно в розетку, так и в более традиционном виде стационарного устройства, а стандартным интерфейсом для подключения к ПК служит Ethernet, хотя в некоторых моделях также предусматривается и интерфейс USB.
Абонентская плата за услуги BPL, к примеру, в московском "Спарке" по безлимитному тарифному плану со скоростью до 100 Мбит/с (реальная скорость зависит от загрузки домовой сети) составляет всего около 25 долларов США. Интересно, что тот же "Спарк" в Москве предлагает и услугу установки городского телефонного номера через электросеть. В США средняя цена на безлимитный доступ с гарантированной скоростью порядка 1 Мбит/с колеблется около тех же 25 долларов.
Однако у технологии BPL имеются и ограничения, в том числе, и чисто технические, которые препятствуют её широкому использованию. Главная проблема - низкое качество и изношенность электропроводки в многоквартирных домах. До недавнего времени в таких домах использовались алюминиевые проводники, которые обладают меньшей электропроводностью, чем медные, и серьёзно ослабляют полезный высокочастотный сигнал. Кроме того, при ремонте нередко использовались скрутки, также негативно влияющие на прохождение сигнала. Поэтому лучше всего для BPL приспособлены дома недавней постройки, где применяются медные провода и современные технологии обслуживания.
Для минимизации потерь данных из-за сильных помех и затухания сигнала определённом спектре применяется динамическое отключение и включение передачи на проблемных частотах, однако, разумеется, эффективность этой методики зависит от уровня возникающих помех, которые могут сделать использования BPL попросту невозможным.
Кроме того, высокочастотный сигнал, передаваемый по незащищённым от наводок линиям, рассчитанным на ток с гораздо меньшей частотой, подвержен самым различным паразитным наводкам, в том числе, от бытовых приборов - беспроводных телефонов, радиоприёмников, стиральных машин, пылесосов и прочих агрегатов с электродвигателями. Сеть BPL способна и сама негативно влиять на работу устройств, имеющих дело с радиоволнами - это, в первую очередь, радиоприёмники, телевизоры, беспроводные телефоны. В США в 2004-2005 годах разразился громкий скандал, связанный с помехами, вносимыми BPL в диапазон любительской радиосвязи - 1,8-2,0 МГц. Более того, по некоторым данным, BPL может вносить помехи и в связь, которой пользуются оперативные службы. Обширная документацию по этому вопросу собрана Американской ассоциацией любительской радиосвязи ARRL - с ней можно ознакомиться здесь.
Для защиты BPL-модемов от перепадов напряжения и повреждений из-за молний специалисты рекомендуют использовать сетевые фильтры - точно так же, как и любую другую современную технику. Проблема в том, что обычные сетевые фильтры могут подавлять полезный сигнал, поэтому необходимо применять совместимые с технологией BPL модели, которые пока непросто найти в продаже в России.
Насколько же перспективна технология BPL (или, шире, PLC) на фоне бума ADSL в различных городах нашей страны и в условиях широкого распространения домовых сетей? Главное достоинство BPL - отсутствие необходимости прокладывать низковольтные сети, как в случае с кабельным подключением или телефонными сетями. Кроме того, BPL способно обеспечит скоростной и недорогой доступ в интернет. Минусы для потенциального провайдера - необходимость получение множества лицензий на оказание услуг, заключения договоров с различными организациями, обеспечивающими доступ и обслуживание к электросетям, оборудованию и оптоволоконному каналу. Кроме того, перед осуществлением работ по установке оборудование в каждом конкретном случае требуется тщательная оценка возможности применения технологии BPL, в противном случае может оказаться, что существующие электросети попросту не позволяют реализовать эту технологию. Наконец, необходимо свести к минимуму помехи, возникающие в результаты эксплутации сетей BPL. Вряд ли подобные комплексные затраты сегодня под силу мелким российским компаниям, поэтому без появления крупных игроков на этом рынке перспективы столь интересной технологии трудно назвать радужными.
Как ни странно, но BPL может открыть для энергетических компаний на нетрадиционный для них рынок телекоммуникаций: такие предприятия обладают достаточным организационным и финансовым потенциалом для оформления всех необходимых лицензий и заключения договором с партнёрами на самой что ни на есть взаимовыгодной основе. Более того, энергетические компании могут обеспечить соблюдение единых стандартов при создании всех подобных сетей на территории своих интересов. При крупнооптовых закупках всё оборудование обойдётся гораздо дешевле, при этом большой фирме проще урегулировать возможные споры как с контрагентами, так и с лицензирующими и проверяющими органами.
Наконец, последний аргумент в пользу участия энергетических компаний в развитии BPL-сетей: благодаря им можно с максимально возможной точностью рассчитывать объём потребляемой электроэнергии. В 2005 году в Москве в некоторых домах на Юго-Востоке столицы был начат эксперимент по использованию счётчиков с использованием технологии передачи данных PCL. Из результатов эксперимента известно лишь, что PLC-счетчик окупает расходы по его установке в течение 4-6 месяцев.
Разумеется, не одни только энергетические компании способны развивать проект "интернет в розетке". Конечно же, заслуживают внимания и усилия уже неоднократно упомянутой компании "Электро-Ком" по внедрению широкополосной технологии BPL - этот проект пользуется поддержкой фонда "Русские технологии", входящего в состав "Альфа-групп" и венчурного фонда Intel Capital. Однако нам кажется, что гораздо большего успеха в распространении BPL можно было бы добиться, если объединить усилия с энергетическими компаниями.