Istniej¹ca sieæ

energetyczna niskiego

napiêcia mo¿e byæ

wykorzystana

do nowoczesnych us³ug

telekomunikacyjnych.

W

iêkszoœæ pocz¹tkuj¹cych

u¿ytkowników Internetu ³¹czy

siê z sieci¹ przez liniê telefo-

niczn¹ i modem zainstalowa-

ny w komputerze, ponosz¹c wysokie ko-

szty po³¹czeñ telefonicznych. Jest to jedna

z barier rozwoju Internetu. Wysokie koszty

po³¹czeñ s¹ narzucane przez wykorzystu-

j¹cego sw¹ pozycjê ci¹gle jeszcze monopo-

listycznego operatora – TPSA. Szacuje siê,

¿e w Polsce dostêp do Internetu ma zale-

dwie ok. 20% spo³eczeñstwa.

Trwaj¹ intensywne poszukiwania alterna-

tywnych po³¹czeñ ze œwiatow¹ pajêczyn¹ in-

formatyczn¹ (WWW). Najtrudniejsza i naj-

dro¿sza jest realizacja po³¹czenia – jak

mówi¹ Amerykanie – ”na odcinku ostatniej

mili”, czyli po³¹czenia sieci z u¿ytkowni-

kiem. Operatorzy telewizji kablowej oferuj¹

dostêp do Internetu na warunkach znacznie

korzystniejszych ni¿ TPSA. Istniej¹ równie¿

wyspecjalizowane firmy oferuj¹ce tzw. ³¹cza

sztywne, umo¿liwiaj¹ce sta³y dostêp do

Internetu, równie¿ na korzystniejszych

warunkach ni¿ TPSA. Jednak ci operatorzy

dzia³aj¹ w du¿ych skupiskach ludzkich,

w du¿ych miastach i osiedlach. Mieszkañ-

cy w ma³ych miejscowoœciach do niedawna

nie mieli szans na dostêp do Internetu inny

ni¿ przez liniê telefoniczn¹.

Power Line Communications – telekomuni-

kacja za poœrednictwem linii energetycz-

nych – PLC udostêpnia nowoczesne us³u-

gi telekomunikacyjne przez ogólnodostêp-

n¹ sieæ energetyczn¹ 220 V/50 Hz. Rozwi¹-

zanie takie ma wiele zalet:

q

mo¿na do³¹czyæ do sieci wiêkszoœæ go-

spodarstw domowych – ka¿de gniazdko

jest interfejsem,

q

nie jest potrzebne nowe okablowanie,

q

niski koszt inwestycji pocz¹tkowej – sieæ

mo¿e byæ rozszerzana wraz ze wzrostem

zapotrzebowania.

Wykorzystanie linii energetycznych to nie tyl-

ko nowe mo¿liwoœci dla operatorów telekomu-

nikacyjnych, ale tak¿e dostêp do Internetu.

16

INTERNET

W GNIAZDKU SIECIOWYM

r

TELEKOMU

NIKCJA

wewnêtrzn¹ z zewnêtrzn¹, które po³¹czone

razem tworz¹ sieæ PLC (Power Cell).

Podzielenie sieci PLC na dwie czêœci ma za-

lety techniczne i organizacyjne. Techniczne,

bo przep³ywnoœæ danych w sieci nie zale¿y

od obci¹¿enia sieci wewnêtrznej, np. ko-

rzystanie z drukarki sieciowej nie obci¹¿a

systemu zewnêtrznego. Zalety organiza-

cyjne to podzia³ w³asnoœci, gdy¿ sieæ od

transformatora do punktu dostêpu do budyn-

ku jest w³asnoœci¹ dostawcy energii elek-

trycznej, natomiast sieæ od tego punktu do

gniazdka nale¿y do w³aœciciela budynku.

Standardowe interfejsy

Urz¹dzenia PLC s¹ wyposa¿one w standar-

dowe interfejsy, Ethernet i USB, umo¿liwia-

j¹ce do³¹czanie abonentów do sieci szkie-

letowej. Sieæ PLC jest medium wspó³dzielo-

nym, w którym wielu u¿ytkowników ma do-

stêp w tym samym czasie, zatem jest nie-

zbêdna ochrona prywatnoœci ka¿dego

z u¿ytkowników. W tym celu stosuje siê

standardowe procedury ochronne sieci wir-

tualnych (VLAN). Dostêp jest ka¿dorazo-

wo sprawdzany przez serwer identyfikacji

u¿ytkownika na podstawie kodu dostêpu

oraz has³a. Odbywa siê to podczas logowa-

nia siê u¿ytkownika przez automatyczne

do³¹czenie go do domyœlnej sieci VLAN,

która ³¹czy siê z serwerem identyfikacji. Po

pomyœlnej weryfikacji u¿ytkownika serwer

ten ³¹czy go z konkretnymi sieciami wirtual-

nymi, których jest on u¿ytkownikiem.

Pojedyncza komórka PLC

Sieæ PLC umo¿liwia doprowadzanie sygna-

³u danych do u¿ytkownika koñcowego

(rys. 2), a zatem realizacjê:

Urz¹dzenia

Zestaw Ascom PLC sk³ada siê z kilku urz¹-

dzeñ typu plug-and-play, do budowy sieci do

przesy³ania danych. Urz¹dzenia te s¹ wypo-

sa¿one w interfejsy zapewniaj¹ce integracjê

z sieciami telekomunikacyjnymi. Obecnie

w sk³ad zestawu urz¹dzeñ Ascom PLC

wchodz¹:

q

kontroler zewnêtrzny (Outdoor Master

– OM) – urz¹dzenie steruj¹ce prac¹ syste-

mu zewnêtrznego i ³¹cz¹ce komórkê PLC

z sieci¹ szkieletow¹,

q

adapter zewnêtrzny (Outdoor Adapter

– OA) – urz¹dzenie umo¿liwiaj¹ce bezpoœre-

dni dostêp u¿ytkownika koñcowego do kon-

trolera zewnêtrznego,

q

punkt dostêpu (Outdoor Access Point –

OAP) – interfejs miêdzy systemem zewnê-

trznym i wewnêtrznym,

q

adapter wewnêtrzny (Indoor Adapter –

IA) – modem u¿ytkownika koñcowego

umo¿liwiaj¹cy do³¹czenie siê do systemu

wewnêtrznego.

Niezale¿ne sieci – zewnêtrzna

i wewnêtrzna

Sieæ PLC sk³ada siê z dwóch czêœci, po³¹-

czonych ze sob¹ przy wejœciu do instalacji

budynkowej (rys.1):

q

zewnêtrznej, s³u¿¹cej do przesy³ania sy-

gna³u po linii energetycznej 220 V/50 Hz,

od transformatora do punktu dostêpu w bu-

dynku; jest on do³¹czony do telekomunika-

cyjnej sieci szkieletowej przy stacji transfor-

matorowej,

q

wewnêtrznej, do transmisji danych

z punktu dostêpu do wszystkich gniazdek w

budynku; kontroler wewnêtrzny (Outdoor

Access Point/Indoor Master) ³¹czy czêœæ

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2002

Rys. 1. Uzupe³niaj¹ce siê sieci zewn¹trz- i wewn¹trzbudynkowa

Sieæ zewnêtrzna

Adapter

zewnêtrzny

Kontroler

wewnêtrzny

Operator

telekomuni-

kacyjny

Internet

PSTN

Stacja trans-

formatorowa

(Kontroler

zewnêtrzny)

Sieæ wewnêtrzna

OAP

q

szerokopasmowego dostêpu do Internetu,

q

telefonu i faksu,

q

us³ug w¹skopasmowych (np. automa-

tyka domowa, nadzór itp.),

q

wewnêtrznej LAN dla komputerów.

Aby jednak by³o to mo¿liwe, u¿ytkownik koñ-

cowy musi zostaæ do³¹czony do urz¹dzeñ

wspó³pracuj¹cych z sieciami wy¿szego rzê-

du. Taki fragment sieci jest zabezpieczony

przed niepowo³anym dostêpem z zewn¹trz

tzw. œcian¹ ogniow¹ (FW – FireWall). W stre-

fie bezpiecznej znajduj¹ siê równie¿:

q

serwer DHCP (Dynamic Host Configura-

tion Protocol) – do dynamicznego przydzie-

lania adresów IP (Internet Protocol) oraz

identyfikatorów VLAN (Virtual Local Area

Network) urz¹dzeniom PLC,

q

Call Manager – CM (internetowy odpo-

wiednik centrali abonenckiej) – do obs³ugi

po³¹czeñ telefonicznych (Voice over Internet

Protocol – VoIP),

q

serwer nazw DNS (Dynamic Name Se-

rver) – do udostêpniania numerów IP serwe-

rów zewnêtrznych,

q

system nadzoru sieci NMS (Network

Management System) – do zarz¹dzania po-

prawn¹ prac¹ sieci.

Telefonia IP – jest transmisj¹ g³osu w tzw.

postaci pakietowej w sieciach informatycz-

nych. Aby udostêpniaæ us³ugi VoIP sieæ PLC

musi byæ do³¹czona do publicznej sieci tele-

fonicznej przez tzw. bramê (Gateway VoIP).

Projekt sieci

W³aœciwe zaprojektowanie sieci z urz¹dze-

niami PLC wymaga znajomoœci przebiegu

linii energetycznych wewn¹trz i na zewn¹trz

budynków. Bardzo istotne jest przeciwdzia-

³anie interferencjom miêdzy poszczególny-

mi urz¹dzeniami powoduj¹cym zak³ócenia

w transmisji, a tak¿e ustalenie odpowie-

dnich czêstotliwoœci noœnych i poziomów

sygna³ów nadawania i odbioru w obu czê-

œciach sieci.

Czêstotliwoœci noœne s¹ wybierane w pa-

smie fal krótkich w przedzia³ach nie u¿ywa-

nych przez rozg³oœnie i radioamatorów

(rys. 3), a poziomy sygna³ów nadawanych

s¹ dobrane zgodnie z wymaganiami kompa-

tybilnoœci elektromagnetycznej.

Moc transmitowananych sygna³ów zawiera

siê w zakresie od 40 nW do 20 mW (urz¹-

dzenia OM i OAP), a dla OA i IA okreœla siê

sta³¹ moc transmisji jako najmniejsz¹ mo¿-

liw¹. Szybkoœæ przesy³ania danych (prze-

p³ywnoœæ binarna) w sieci PLC wynosi do

2,25 Mbit/s (do 4,5 Mbit/s bez korekcji b³ê-

dów). Zasiêg transmisji do urz¹dzeñ ze-

wnêtrznych wynosi 150

÷

250 m, a do urz¹-

dzeñ wewnêtrznych 30

÷

100 m. Do sieci

musz¹ byæ do³¹czone dwa serwery:

q

DHCP – dziêki któremu urz¹dzenia bê-

d¹ mog³y pobieraæ adresy IP oraz opcjonal-

nie identyfikatory VLAN,

q

FTP – na którym zostan¹ umieszczone

pliki konfiguracyjne urz¹dzeñ PLC.

Ka¿de urz¹dzenie PLC konfiguruje siê au-

tomatycznie na podstawie informacji za-

wartych na serwerach DHCP i FTP zaraz po

do³¹czeniu do Ÿród³a zasilania, zatem spo-

rz¹dzenie odpowiednich plików konfiguracyj-

nych jest nieodzowne dla prawid³owego

funkcjonowania urz¹dzeñ PLC w sieci.

n

Cezary Rudnicki

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2002

Rys. 2. Uproszczony schemat

pod³¹czenia komórki PLC

do sieci wy¿szego rzêdu

Rys. 3. Czêstotliwoœci sygna³ów w sieci PLC

Sieæ zewnêtrzna

Czêstotliwoœæ

[MHz}

Sieæ wewnêtrzna

Telefon IP

PC

Faks

analogowy

Telefon

analogowy

Ruter