Можно ли получить недорогую, но высокоскоростную сеть, используя для этого только телефонные провода? Конечно же, да, если за дело "берется" технология HomePNA.

Домашние офисы довольно типичное явление для украинского бизнеса. Например, мой знакомый за последний год поменял уже шесть квартир, по мере расширения деятельности (как он выражается получения "прихода") переезжая из одно-, двухкомнатных на окраине Киева в трехкомнатные, расположенные ближе к центру. Пожалуй, с подобной ситуацией знакомы многие "труженики" малого и среднего бизнеса. Как правило, денег на аренду "квадратных метров" в престижных бизнес-центрах (а тем более на покупку собственных апартаментов) нет, вот и приходится снимать более дешевые жилые помещения, переоборудуя их в офисные. Но сегодня просто отдельно взятый офис, без высокоскоростной локальной вычислительной сети и такой же связи с внешним информационным миром, больше похож на шалаш Ильича в Разливе. Разве что отличается от последнего наличием одной (или нескольких) телефонных линий (наследство от прежних хозяев). Конечно, можно с помощью DSL-модемов получить качественный Интернет и по "лапше", а ЛВС построить на основе технологии Ethernet. Но DSL по существующей телефонной проводке удается провести далеко не в каждую квартиру, так как качество линии способно существенно уменьшить дальность и скорость соединения. А Ethernet неприемлем для небольших компаний как по цене, так и по техническим причинам (например, из-за нежелания или невозможности прокладки специального кабеля во временно арендуемых помещениях). К тому же довольно часто в одной "высотке" могут располагаться несколько компаний (не говоря уже о частных лицах), желающих решить подобную проблему коллективным путем и таким образом сократить собственные расходы. Причем все хотят сделать это быстро, дешево, да еще и на основе имеющихся телекоммуникаций (то есть обыкновен-ной телефонной проводки). Вы скажете, что это нереально? Тогда я готов с вами поспорить.

Дитя ошибок трудных

В середине девяностых годов ведущие западные производители телекоммуникационного оборудования столкнулись с проблемой как организовать передачу данных в жилом доме с приемлемыми для массового потребителя затратами. Понятно, что максимальной экономии можно добиться, если использовать уже имеющуюся в наличие инфраструктуру. А таковой практически в каждом жилом здании является телефонная проводка, выполненная на кабеле типа "лапша" (в Украине он носит название ТРП). Но трудность состояла в том, что ее качество в подавляющем большинстве случаев находится на самом низком уровне (пригодном только для аналоговой телефонии). Топология такой проводки, как правило, произвольна или заранее неизвестна. К тому же она постоянно меняется. Например, подключение в арендуемом офисе параллельного телефона или факсимильного аппарата добавляет новую "ветвь", простое поднятие телефонной трубки изменяет электрические параметры и т. д. Но, несмотря на все трудности, сама идея была очень заманчива научиться передавать данные в цифровом формате по телефонным линиям.

Другой побуждающий фактор организации домашней сети необходимость обеспечения совместного использования выхода в Интернет. Ведь даже небольшая компания сегодня имеет несколько компьютеров, расположенных в одном помещении (квартире). И чтобы в таком случае получить одновременный доступ во всемирную сеть, необходимо использовать отдельные телефонные линии и договоры с провайдером. Такое удовольствие является очень дорогостоящим (а в украинских условиях практически невозможным попробуйте провести в офис дополнительную телефонную линию с отдельным номером). Вот и получается, что использование Интернета ограничивается поочередным подключением к нему всех желающих. Крайне неудобно, не правда ли?

В результате в 1996 году ряд веду- щих телекоммуникационных компаний объединились в альянс, который получил название Home Phoneline Networking Alliance. А уже через два года появился первый стандарт передачи данных по телефонным линиям HomePNA1.0 (HPNA). Естественно, он оказался не очень "продвинутым" скорость 1 Мбит/с, дальность порядка 150 м (это соответствует телефонной проводке дома площадью до 1000 кв. м) и возможность подключения 25 компьютеров. Сегодня под этот стандарт выпускаются сетевые карты (PCI и USB), различные коммутаторы, мосты Ethernet-HomePNA и т. д. Данная технология использует метод доступа к среде передачи, аналогичный применяемому в сетях Ethernet. Но отличается от последней простотой развертывания домашней сети никаких новых проводов прокладывать не нужно. Каждая телефонная розетка в здании может служить не только для подключения телефонного аппарата, но также и в качестве сетевого порта.

Приемопередающие устройства HPNA способны не только регулировать уровни входного/выходного сигналов и соотношение сигнал шум, но и в результате непрерывного мониторинга телефонной линии постоянно подстраивать свои характеристики под ее конкретные параметры. Эти особенности позволили существенно снизить требования к среде передачи. По сути, HomePNA это мегабитный Ethernet, работающий по телефонным проводам, что позволяет использовать большое число Ethernet-совместимых программ, драйверов, приложений и оборудования. Технология поддерживается операционными системами Microsoft Windows 95/98/2000, что полностью освобождает от необходимости заниматься сложными настройками программного обеспечения. Полоса пропускания HomePNA (свыше 2 Мгц) не пересекается с диапазоном ни обычного телефона (до 4 кГц), ни DSL-технологии (от 25 кГц до 1,5 МГц). Это значит, что пользователь может одновременно разговаривать по телефону или отправлять факс, работать с локальной сетью и иметь доступ в Интернет.

Но пропускной способности 1 Мбит/с для многих "домашних" бизнесменов оказалось маловато, поэтому в конце 2000 года была выпущена новая версия (HomePNA 2.0), обеспечивающая возможность поддержки 32 устройств на одной шине и работу со скоростями 10 Мбит/с (благодаря новой спектральной технологии модуляции) при дальности свыше 350 м. При этом не только выполнялась совместимость оборудования с HPNA1.0, но и осталась возможность увеличения в будущем скорости передачи до 100 Мбит/с (вполне реализуемо на большинстве абонентских линий). Перечень оборудования HomePNA2.0 из-за поддержки шинной топологии значительно скромнее первой версии. Производители не выпускают сетевых устройств, а только адаптеры PCI и USB, а также конверторы HomePNA/Ethernet.

А разница-то в чем?

Каждая версия стандарта HPNA по-своему решает проблему построения домашних сетей, используя при этом абсолютно разные подходы. Поэтому можно утверждать, что HPNA1.0 и HPNA2.0 не конкурирующие между собой технологии, и их развитие идет параллельно.

HPNA1.0 предназначен для подключения по топологии "звезда". Основа построения таких сетей коммутатор. Каждый пользователь подсоединяется к его отдельному порту, который обеспечивает скорость 1 Мбит/с. Для оборудования этого стандарта на первый план выходит не пропускная способность (она для многих клиентов даже избыточна), а масштабируемость портов коммутатора, возможность их набора в стек, поддержка VLAN и т. д. Коммутаторы для HPNA1.0, как правило, имеют еще и Ethernet-порты. Таким образом, пользователь всегда (и без особых проблем) может объединить Ethernet и HPNA1.0 сети. Другая особенность этих устройств регулировка мощности сигнала (повышенная/стандартная), которую можно как включить, так и, естественно, выключить. В первом случае "документированное" расстояние (150 м) увеличивается до 500 м. Однако при этом сильно возрастают различные наводки и помехи. Использовать повышенную мощность или нет однозначный ответ на этот вопрос отсутствует, поскольку все зависит от конкретной топологии сети (от того, где проходит кабель, и т. д.).

Стандарт HPNA2.0 предназначен исключительно для топологии "шина", которая подразумевает, что полоса пропускания будет делиться между всеми пользователями. Количество абонентов, которых разумно "вешать" на одну шину, зависит от способа доступа в Интернет первичного провайдера, но, как правило, колеблется в пределах 15 25 человек (если вы помните теоретически верхнее ограничение составляет 32 пользователя). В HPNA2.0 никаких коммутаторов нет, и, к сожалению, не будет. Причина производители столкнулись с проблемами взаимной наводки портов при их работе. Зато HPNA2.0 одинаково устойчиво работает практически во всех средах, таких как СКС третьей и пятой категории, полевик, среды передачи данных ГРТС, коаксиал, кабель ТРП и т. д. Причем в пределах оговоренных стандартом 350 м пропускная способность не зависит от типа кабеля. Дальность работы HPNA2.0 может быть увеличена, правда, с потерей скорости. Например, 3,5 4 Мбит/с обеспечиваются на расстоянии 1 км по "лапше" или на 2,5 3 км по коаксиалу.

Справедливости ради следует отметить, что и стандарт HPNA1.0 позволяет строить сети по топологии "шина" (при помощи коммутаторов или просто объединив сетевые карточки). Единственное "но" скорость 1 Мбит/с будет делиться между всеми подключенными пользователями. Подойдет ли такая пропускная способность компании решать только ее руководителям.

Коллективное использование технологии HomePNA сегодня выгодно многим. Например, для абонента это возможность получения сравнительно скоростного (до 1 Мбит/с), но недорогого канала; наличие постоянного соединения при свободной телефонной линии, и, как следствие, отсутствие повременной оплаты за него. Для владельца здания это надежный источник постоянных дополнительных доходов (в виде комиссионных от операторов связи) и повышение привлекательности жилья. Для провайдера услуг значительное сокращение субъектов бизнес-процесса (иметь дело с одним хозяином проще, чем со 100 абонентами); простота подключения новых пользователей (5 мин. при полной подготовке здания и 30 мин. при частичной); хорошо защищенные и эффективные инвестиции (перспективы внедрения IP-телефонии для международного и междугородного доступа).

Давайте немного отдохнем от теории и рассмотрим несколько конкретных примеров применения стандарта HomePNA.

Подключение офисного здания (жилого дома) по существующей телефонной проводке. У каждого клиента на компьютере устанавливается HPNA-карта, подключаемая к телефонной линии как обычный модем. В этом случае телефонные розетки (кроме выполнения своих прямых обязанностей) становятся одновременно и сетевыми портами. А на распределительном щите, куда сходится телефонная проводка всего здания, ставится HPNA-коммутатор. При этом каждому абоненту выделяется порт коммутатора и гарантируется широкополосное подключение к Интернету со скоростью 1 Мбит/с. Сконцентрированный со всего здания сетевой трафик передается далее по единому каналу (выделенная линия, оптика, хDSL, радио и т. д.). Подобная схема очень эффективна при организации одноранговых сетей с выходом в Интернет в зданиях, где расположены офисы многих фирм.

Подключение офисного здания (жилого дома) по альтернативной телефонной проводке. Бывают случаи, когда задействовать существующую телефонную проводку для организации сети невозможно или нежелательно (к примеру, если оператор местной телефонной связи не дает к ней доступа или отсутствует одна точка входа телефонного кабеля в здание). Тогда-то и приходится прокладывать альтернативную проводку. И стандарт HomePNA2.0 (он поддерживает технологию "шина") позволяет сделать это быстро и с минимальными затратами. В подъезде жилого дома по вертикальным пространствам пробрасывается кабель с последнего этажа на первый. При появлении нового жильца, желающего подключиться к домашней сети, просто делается горизонтальный отвод от вертикального стояка к квартире абонента. Нижний конец альтернативной проводки через конвертор HPNA/Ethernet подключается к сети передачи данных провайдера. По сравнению с традиционным способом построения сети по Ethernet, данное решение обладает несколькими преимуществами. Во-первых, экономия на работах и проводе (он пробрасывается между этажами один раз). Во-вторых, отсутствует необходимость установки сетевого оборудования. В-третьих, снижается вероятность бытового вандализма за счет малых размеров конвертора (его можно просто забетонировать в стену или установить в другом недоступном месте).

Недостаток такого решения традиционен для любой "шины". Подобным методом возможно подключение до 32 абонентов, но в этом случае полоса пропускания будет делиться между всеми. Поэтому без ограничения числа пользователей до разумного предела (на практике это 15 25 человек) сложно рассчитывать на высокую скорость передачи.

Создание сети малого офиса (домашней) по существующей телефонной проводке. В квартирах жилых домов телефонные розетки находятся практически в каждой комнате, включая кухню, прихожую и т. д. (в них подключаются параллельные телефонные аппараты). Такой инфраструктуры вполне достаточно для построения высокоскоростной одноранговой сети в пределах квартиры без использования коммутаторов, концентраторов, специального оборудования Ethernet, а также прокладки какой-либо дополнительной проводки.

Достаточно вставить в компьютер сетевой адаптер HPNA (внешне он очень похож на обычную сетевую карту Ethernet) и подключить его в телефонную розетку. Аналогичным образом подключается любой другой ПК. Таким образом имеющаяся в доме телефонная проводка задействуется для совместного использования разными компьютерами файлов, принтеров, модемов, жесткого диска или CD-ROM, оставляя при этом возможность эксплуатации традиционной телефонной связи. Для этого телефонные аппараты, которые раньше были включены непосредственно в телефонные розетки, подключаются в сетевой адаптер HPNA. Подобная одноранговая сеть может состоять из 25 (стандарт HPNA1.0) или 32 компьютеров (HPNA2.0). Это решение востребовано в офисных зданиях, где построение традиционной структурированной кабельной системы оказывается нежелательным, например, в домах старинной архитектуры (лепные потолки, отсутствие кабельных каналов и т. д.).

Решение по "удлинению" Ethernet. Если перед компанией стоит задача соединения нескольких сегментов сети Ethernet, расположенных на расстоянии от 300 метров до нескольких километров, в подавляющем большинстве случаев используются различные хDSL-модемы либо оптика. Но оба подхода обладают одним недостатком высокой стоимостью решения. Технология HPNA позволяет снизить эти затраты в десятки раз. Напомним, что стандарт HPNA имеет возможность передавать данные на большие, по сравнению с "документированными", расстояния (правда, с потерей скорости). Поэтому с его помощью можно соединить две локальные сети Ethernet, расположенные недалеко друг от друга и имеющие любой прямой провод между собой. Это можно сделать двумя способами. В первом случае к выходу сетевого устройства Ethernet подключается конвертор HPNA/Ethernet и происходит передача данных на расстояние около 1 км (и даже более) по технологии HPNA. На другом конце линии передачи ставится такой же конвертор, преобразующий HPNA обратно в Ethernet. Такой способ дороговат, но обладает важным достоинством работоспособность канала передачи данных не зависит от качества функционирования конкретного компьютера (ПК дал сбой, выключен и т. д.).

Во втором случае нет необходимости применять конверторы. Нужны две сетевые карты HPNA, две Ethernet и два компьютера с любой операционной системой Windows (лучше Windows NT 4.0 или 2000). В свободные слоты ПК параллельно вставляются карточки HPNA и Ethernet, и из компьютера формируется так называемый роутер (маршрутизатор). В HPNA-карточку подсоединяется канал передачи, в Ethernet-карту локальная сеть. Недостатком такого способа подключения является то, что передача данных возможна только при включенных и настроенных маршрутизаторах.

Решение по построению сетей доступа в близко расположенных (или больших) зданиях. В том случае, когда стоит задача доставки Интернета в группу расположенных близко зданий, используются коммутаторы HPNA. Решение может быть следующим. В дом, расположенный в центре охватываемой группы, приходит любой широкополосный канал (оптика, хDSL, радио и т. д.). Далее, до каждого здания, нуждающегося в Сети, проводится телефонная пара (или используется любая уже существующая медь). Абоненты в доме объединяются с помощью этой пары по топологии "шина". Другой конец пары заводится в порт коммутатора HPNA. Таким образом, при минимальных затратах в дом подается одномегабитный канал. Недостаток такого способа вам уже известен полоса пропускания делится между всеми активными в данный момент пользователями. Кроме этого, могут возникнуть вопросы несанкционированного доступа на компьютер абонента. Если клиента это не устраивает, ему могут протянуть отдельную пару и выделить "личный" порт коммутатора HPNA. Однако стоимость такого подключения будет несколько дороже.

Кстати, о ценах. Во всех описанных нами случаях применяется одинаковое оборудование. Стоимость HPNA-карты или оконечного HPNA-устройства составляет около $100. Цена HPNA-коммутатора колеблется от $150 до $600. Таким образом, с помощью простейших подсчетов можно сделать вывод, что организация HPNA-канала по сравнению с той же DSL-линией обойдется компании на порядок дешевле.

Возможно, что пока вы читали эту статью, строители-наладчики в вашем офисе уже подготовились "долбать" пару стен (после евроремонта) для прокладки Ethernet-кабеля и организации сети для нескольких компьютеров. Может, вы еще успеете их остановить?