Síťujeme přes elektrickou zásuvku

Když mi šéfredaktor Světa hardware položil na stůl dvě krabičky s nápisem Corinex Powerline USB adapter se slovy „hele, nechceš se na to trochu podívat ?“, bylo mi jasné, že zase je jeden den víkendu v tahu. Na „Ethernet přes napájecí síť“ jsem si totiž už nějakou chvilku brousil zuby - a když mi navíc jméno bývalého CEO výrobce (Peter Sobotka) potvrdilo dojem, že shoda názvu se slovenským Corinex a.s. není náhodná, zvědavost zvítězila a krabice se ocitly v mé tašce.

O tom, že se jedná o technologii, od níž si mnoho lidí hodně slibuje, svědčí i skutečnost, že na uvedení produktu v ČR byla kromě zástupců silných českých „síťových“ firem přítomna i sama kanadská velvyslankyně v ČR. Ne, že by zřejmě příliš tušila, o co jde, ale společenský lesk je holt společenský lesk.

Ale pěkně po pořádku – začněme troškou teorie.

Zařízení Powerline implementují technologii PowerPac firmy Intellon. Intellon PowerPacem spoludefinoval standard Homeplug 1.0.1, který se posléze stal po přijetí organizací Home Powerline Aliance standardem pro „domácí síťování“ přes napájecí síť.

PowerPack je v současnosti realizován jediným čipem postaveným technologií CMOS, který zahrnuje vše potřebné – od vstupních interface USB / Ethernet / GPSI až po výstupní AD/DA převodníky, připojené k silnoproudé části, existuje však i starší dvoučipové provedení čipsetu.

Jde o standard, určený převážně pro menší sítě (typicky doporučeno do 14 počítačů na segment) s maximální dosažitelnou rychlostí přenosu až 14Mb/s (teoreticky, praxe viz dále). Jeho proklamované určení je „pro domácí zabezpečovací zařízení, informační zařízení, internetové jukeboxy, interaktivní hry a zábavné programy sdílené přes Internet“.

Klíčové technické specifikace

• integrovaná fyzická vrstva (PHY) a řadič přístupu k médiu (MAC)
• přenosová rychlost: až 14 Mb/s
• frekvenční pásmo: 4,3 MHz – 20,9 MHz
• modulace: OFDM symbol, 84 nosných

• MAC implementuje CSMA/CA schéma s prioritizací a implementací požadavku na opakování (ARQ) nezbytné pro navázání (zapouzdření) na ethernetovské pakety
• QoS (Quality of Service) zajišťuje (samozřejmě v rámci možností) vyhrazení části přenosového pásma např. pro video-on-demand nebo audio-on-demand, umožňuje prioritizaci paketů (využitelné mj. pro rozumnou dobu odpovědi u krátkých paketů na téměř zahlcené síti) atd.

Z dalšího:

• automatické přizpůsobení použitých kanálů (Automatic channel adaptation)
• chybová korekce (Forward Error Correction)
• podporované modulace: DQPSK, DBPSK, ROBO
• podporované metody přístupu k médiu: CSMA/CA
• splňuje požadavky CE certifikátu
• zabezpečená komunikace

Zjednodušeně řečeno: přenášený tok dat se moduluje na max. 84 nosných kmitočtů zvolených z kmitočtového rozsahu od 4 do 21 MHz. V reálném čase řadič vyhodnocuje, které kanály (nosné) je nejvýhodnější využít tak aby bylo minimalizováno zkreslení, odrazy a optimalizován odstup signálu od rušení a podle výsledků automaticky optimalizuje vlastní přenos.

Intellon sděluje, že u přenosových rychlostí nad 10Mb/s je již toto vyhodnocování extrémně náročné, i proto zřejmě omezení na teoretických max. 14Mb/s (pro zajímavost – A/D a D/A převodníky čipu jsou desetibitové, vzorkovací rychlost 50 MSPS).

Struktura čipu INT51x1 je následující:

Z obrázku je zřejmé, že – s výjimkou „silnoproudé“ části - zahrnuje čip prakticky vše nezbytné, včetně výstupu pro Ethernet, pro USB (bohužel jen ve verzi 1.1, rychlejší 2.0 stávající provedení nezvládá) a GPSI interface (mikrořadiče nebo řadiče Ethernetu) a samozřejmě včetně výstupů pro stavové signalizační LED.

A takto vypadá čip v plné kráse:


V současné době jej Intellon nabízí i ve formě modulu s SIP (realizujícím právě onu silnoproudou část), což je klasické řešení usnadňující homologaci zařízení která jej používají (situace obdobná např. bluetoothovým nebo WiFi modulům, kdy prakticky všechna zařízení obsahují stejné „srdce“ a liší se jen okolím, z hlediska homologace nedůležitým).