Основные сетевые стандарты

Основные  сетевые стандарты 

 

HomePNA (англ. Home Phoneline Networking Alliance, HPNA) - это объединённая ассоциация некоммерческих промышленых компаний, которые продвигают и стандартизируют технологии домашних сетей с помощью существующих в домах коаксиальных кабелей и телефонных линий. Среди компаний-покровителей HPNA, которые устанавливают курс организации, можно выделить AT&T, 2Wire, Motorola, CooperGate, Scientific Atlanta и K-Micro. HPNA создаёт промышленные спецификации, которые затем стандартизируются Международным Союзом Электросвязи (International Telecommunication Union ITU), ведущей мировой стандартизационной организацией в области теле- и радио- коммуникаций. HPNA также продвигает технологии, тестирует и сертифицирует членские продукты как одобренные HomePNA.

HomePNA не занимается разработкой продукции, в отличии от его членов. Он развивает технологии, тестирует и периодизирует их. Продукция, прошедшая тест сертификации помещается на сайт продукции членов альянса как одобренная HomePNA. Настоящая версия спецификации HPNA - 3.1. Основная технология, которая была принята HPNА, была разработана несколькими компаниями. Оригинальныя версия 1.0 HomePNA была разработана компанией Tut Systems, версия 2.0 HomePNA была разработана в Epigram; разработчик версии 3.0 - Broadcom and Coppergate Communications. Самая современная на данный момент версия - 3.1 была разработана в Coppergate Communications.

HomePNA 2.0 была одобрена в ITU как глобальные стандартизированные рекомендации G.9951, G.9952 и G.9953.

HomePNA 3.0 была одобрена в ITU как глобальные стандартизированные рекомендации G.9954 (02/05)в феврале 2005.

HomePNA 3.1 была одобрена в ITU как глобальные стандартизированные рекомендации G.9954 (01/07)в январе. 2007.

HomePNA 3.1 - это первый из нового поколения стандартов домашних сетей, разработанный для новых «развлекательных» приложений, таких как IPTV, которые предполагают наличие высокой и стойкой производительности в целом доме. Технология этого типа обеспечивает дополнительные возможности, такие как гарантированное качество обслуживания (Quality of Service QoS) и используется большинством провайдеров для обеспечения коммерческого сервиса «triple play» (видео, звук и информация). HomePNA 3.1 использует частоты выше тех, что используются технологиями ADSL, ISDN и телефонными звонками на линии и ниже тех, что испльзуются для телетрансляции и спутниковой телетрансляции DBS по коаксиальному кабелю, по этому HomePNA 3.1 не может сосуществовать с этими сервисами в одних проводах. HomePNA 3.1 был разработан как для увеличения функциональности в коаксиальных проводах и расширения их сетевых возможностей, так и для преодале-ния некоторых огранияений телефонных сетей.

Требования для HomePNA 3.1:

1. Стандартный телефонный  или коаксиальный кабель (тот,  который используется сейчас  для цифрового телевидения);

2. Оборудование, сертифицированное  HomePNA. Сертифицированные продукты могут быть найдены в «членской продукции».

Преимущества HomePNA 3.1:

1. Не требуется проведения  новых кабелей в дом.

2. Работа существующих  сервисов - телефона, факса, DSL, спутникового  телевидения не нарушится, благодаря  тому, что HomePNA работает с различными частотами на одном коаксиальном или телефонном кабеле.

3. Новейшая продукция предлагает скорость передачи данных до 320Мб/с, обеспечивая возможность поддержки высокочёткого телесигнала (High Definition TV HDTV) и стандартного телесигнала (Standart Definition TV

SDTV).

4. Гарантированное качество  обслуживания QoS, устраняет сетевые «коллизии», возникающие при использовании технологии Ethernet. Это позволяет потокам информации в реальном времени, таким как IPTV, быть доставлеными к клиенту без прерываний.

5. Максимальное количество  подключаемых устройств- 64.

6. Устройства могут быть  расположены на расстоянии тысячи  футов (300 м) друг от друга  на телефонной линии и на  расстоянии многих тысяч футов  друг от друга на коаксиальном  кабеле. Для домов это более  чем достаточно.

7. Используются стандартные  драйвера Ethernet, что позволяет легко добавлять любую продукцию с Ethernet-портом, не касаясь операционной системы.

8. Необходимое оборудование  имеет не высокую стоимость.

9. Разрабатываются новые  технологии, такие как 802.11 Wi-Fi, для создания смешанных проводных/безпроводных домашних сетей.

10. Провайдеры могут предоставлять  услуги телефона, интернета и  цифрового телевидения одним  пакетом, с помощью оборудования, сертифицированного HomePNA.

11. Гостиничная индустрия  рассматривает HomePNA как эффективную дорогостоящую опцию.

11. Технология работает  в многоквартирных домах, предоставляя  сервис «triple play» в квартиры.

Недостатки HomePNA 3.1:

Некоторые недостатки HomePNA 3.0:

1. Несоответствие стандарту  передачи данных по телефонному  кабелю DOCSIS.

2. Доступно небольшое количество  пакетов поставки.

 

 

 

 

 

 

Слева направо, RJ-разъёмы: 8-контактный разъём (8P8C, использующийся RJ49, RJ61 и  другими, но часто называемый «RJ45»  из-за внешнего сходства с настоящим RJ45), 6-контактный RJ25, 4-контактный RJ14 (часто  используется вместо 2-контактного RJ11) и 4-контактный трансиверный разъём (зачастую ошибочно называемый «RJ22», «RJ10» или «RJ9»). Те два, что посередине, могут быть вставлены в одну и ту же стандартную 6-контактную розетку (крайняя справа).

С этими стандартами связана  большая путаница. Шестиместный разъём, часто применяемый в телефонии, может быть использован как RJ11, RJ14 или даже RJ25, которые по сути являются названиями стандартов, использующих этот физический разъём. RJ11 предполагает двухжильное соединение, в то время как RJ14 - четырёхжильное, а RJ25 использует все шесть жил.

Термин «RJ45» ошибочно употребляется  для именования разъёма 8P8C, используемого  в компьютерных сетях. На самом деле настоящий RJ45 физически несовместим с 8P8C, так как использует схему 8P2C с ключом. Ошибочное употребление термина «RJ45» вызвано, вероятно, тем, что настоящий RJ45 не получил широкого применения, а также их внешним сходством.

X10 - это международный  открытый индустриальный стандарт, применяемый для связи электронных  устройств в системах домашней  автоматизации. Стандарт X10 определяет  методы и протокол передачи  сигналов управления электронными  модулями, к которым подключены  бытовые приборы, с использованием  обычной электропроводки или  беспроводных каналов.

Стандарт X10 был разработан в 1975 году компанией Pico Electronics (Гленротс, Шотландия) для управления домашними электроприборами. Считается, что это был первый стандарт для домашней автоматизации.

В наши дни стандарт остаётся одним из самых популярных, хотя есть ряд альтернатив с более  широкими возможностями: KNX, INSTEON, BACnet и LonWorks.

Для связи модулей сети X10 используется обычная домашняя электрическая  сеть. Закодированные цифровые данные передаются c помощью радиочастотного импульса вспышки частотой 120 кГц, длительностью 1 мс и синхронизированы с моментом перехода переменного тока через нулевое значение. За один переход через нуль передаётся один бит информации. Приёмник так же формирует окно ожидания вблизи перехода напряжения через ноль. Размер окна - 200 мкс. Наличие импульса вспышки в окне - логическая единица, отсутствие - логический ноль.

Сами модули сети обычно просто вставляются в розетку, хотя существуют более сложные встраиваемые модули, например, заменяемые розетки, выключатели  и пр.

Относительно высокая  несущая частота не позволяет  сигналу распространяться через  трансформаторы или между фазами в многофазных сетях и сетях  с расщеплённой фазой. Для сетей с расщеплённой фазой для передачи сигнала с фазы на фазу может использоваться обычный конденсатор, но для многофазных сетей и тех сетей с расщеплённой фазой, где простого конденсатора мало, необходимо использовать активный повторитель. Но при передаче сигнала с фазы на фазу необходимо учитывать вышеназванное условие - передача бита начинается при пересечении нуля. Именно по этой причине, при переходе с фазы на фазу, сигнал сдвигается на 1/6 цикла.

Ещё одним важным моментом является возможность блокирования сигналов за пределами действия сети, чтобы, например, модули одной сети X10 не влияли на сеть X10 в соседнем доме. В таких случаях для блокирования сигналов используется индуктивный  фильтр.

Передаваемый по сети пакет  состоит из адреса и команды, отправляемых контроллером управляемому модулю. Более сложные контроллеры также умеют опрашивать такие же управляемые модули об их статусе. Этот статус может быть достаточно простым («включено» или «выключено»), указывать числовое значение (текущее значение яркости, температура или данные с других датчиков).

Вне зависимости от среды  передачи (электрическая сеть или  радиосигнал), пакеты X10 состоят из:

1. 4 бита - код дома;

2. 4 бита - код модуля (может  быть задано несколько модулей);

3. 4 бита - команда.

Во избежание путаницы и удобства пользователей код  дома задаётся латинскими буквами от A до P, а код модуля - цифрами от 1 до 16.

Когда сеть X10 установлена, каждый модуль настраивается таким образом, чтобы откликаться на один из 256 возможных  адресов (16 кодов домов х 16 кодов модулей = 256). Каждый модуль реагирует только на команды, отправленные непосредственно ему и на несколько широковещательных команд.

Например, по сети может прийти сообщение вида: «модуль A3» а за ним команда «включиться» (turn on), что заставляет модуль A3 включить подсоединённое к нему устройство. Управление несколькими модулями осуществляется сообщением вида: «модуль A3», «модуль A15» и «модуль A4», а затем команда «включиться». Результат - все вышеперечисленные модули должны включить подключённые к ним устройства.

Стоит отметить, что нет  ограничения на использование более  чем одного кода дома в случае перечисления, однако, широковещательные команды  вида «включить весь свет» или  «выключить все модули» влияет только на модули с одним кодом дома. Таким образом, коды домов могут  быть использованы для разделения сети X10 на отдельные зоны.

Для обеспечения работы беспроводных пультов, переключателей и прочих устройств  был разработан протокол использования  радиоканала. Беспроводные устройства передают по радио пакеты данных, почти  идентичные передаваемым по проводной  сети. Для передачи используется частота 310 МГц в США и 433 МГц в Европе. Ресивер, подключённый к обычной электросети, транслирует полученные по радио команды в стандартную сеть X10.

IEEE 802. Многие сетевые стандарты  IEEE легли в основу сетевых стандартов  Международной организации по  стандартизации (International Organization for Standartization, ISO) и Международной комиссии по электротехнике (International Electrotechnical Commision, IEC). Основной стандарт IEEE для локальных и региональных сетей, включающий обзор сетевой архитектуры; одобрен в 1990 году. Нумерация стандартов IEEE из серии 802 производится в соответствии со своей собственной схемой. Если за цифрой следует прописная буква, то это отдельный стандарт, если же за цифрой следует строчная буква, то это дополнение к стандарту или часть стандарта, обозначаемого несколькими цифрами.

IEEE 802.1B. Стандарт управления  локальными/региональными сетями. Одобренный  в 1992 году, он вместе с 802.1k лег  в основу ISO/IEC 15802-2.

IEEE 802.1D. Стандарт межсоединения локальных сетей с помощью мостов уровня MAC. Одобренный в 1990 году, он лег в основу ISO/IEC 10038.

IEEE 802.1E. Стандарт на протоколы  системной нагрузки для локальных  и региональных сетей. Одобренный  в 1990 году, он лег в основу ISO/IEC 10038.

IEEE 802.1F. Стандарт определения  управляющей информации для серии  802; одобрен в 1993 году.

IEEE 802.1g. Предложение по  стандарту на удаленные мосты  уровня MAC.

IEEE 802.1H. Рекомендуемые правила  организации мостов MAC в сетях  Ethernet 2.0; одобрены в 1995 году.

IEEE 802.1i. Стандарт на использование  FDDI в качестве моста уровня MAC; одобрен в 1992 году и включен  в ISO/IEC 10038.

IEEE 802.1j. Дополнение к 802.1D; одобрено в 1996 году. Данный стандарт  описывает связь локальных сетей  с помощью мостов уровня MAC.

IEEE 802.1k. Стандарт для локальных  и региональных сетей на обнаружение  и динамический контроль маршрутизации  событий; одобрен в 1993 году  и вместе с 802.1B лег в основу ISO/IEC 15802-2.

IEEE 802.1m. Описание соответствий  для 802.1E, рассматривающее определения  и правила управляемых объектов  для протокола системной нагрузки; одобрено в 1993 году и включено  в ISO/IEC 15802-4.

IEEE 802.1p. Предложение по  стандарту для локальных и  региональных сетей, касающееся  ускорения обработки трафика  и многоадресной фильтрации с  помощью мостов уровня MAC.

IEEE 802.1Q. Предложение по  стандарту на виртуальные локальные  сети с мостами.

IEEE 802.2. Стандарт для логического  управления каналом при связи  локальных и региональных сетей,  в основном с помощью мостов; лег в основу ISO/IEC 8802-2. Текущая  версия, одобренная в 1994 году, заменила  более ранний стандарт 802.2 от 1989 года.

IEEE 802.3. Стандарт на метод  коллективного доступа для локальных  сетей CSMA/CD и на физический  уровень. Он положен в основу ISO/IEC 8802-3. Иногда его называют  стандартом Ethernet.

IEEE 802.3b. Стандарт на устройства  подключения к широкополосной  среде передачи для 10Broad36. Одобрен в 1985 году и включен в ISO/IEC 88023.

IEEE 802.3c. Стандарт на повторители в сети с немодулированной передачей на 10 Мбит/с. Одобрен в 1985 году и включен в ISO/IEC 8802-3.

IEEE 802.3d. Стандарт на устройства  подключения к среде передачи  и спецификации среды с немодулированной  передачей для каналов с оптическими  повторителями. Одобрен в 1987 году и включен в ISO/IEC 8802-3.

IEEE 802.3e. Стандарт на сигнализацию  на физическом уровне, подключение  к среде передачи и спецификации  на среду с немодулированной  передачей для сети на 1 Мбит/с,  иными словами, 1Base5. Одобрен в 1987 году и включен в ISO/IEC 8802-3.

IEEE 802.3h. Стандарт на управление  уровнем в сетях коллективного  доступа CSMA/CD. Одобрен в 1990 году и включен в ISO/IEC 8802-3.

IEEE 802.3i. Стандарт охватывает  две области: многосегментная сеть не-модулированной передачи на 10 Мбит/с и витая пара для сети 10BaseT. Одобрен в 1990 году и включен в ISO/IEC 8802-3.

IEEE 802.3j. Стандарт на активные  и пассивные сегменты в конфигурации "звезда" на 10 Мбит/с с использованием оптической среды передачи, т. е. 10BaseF. Одобрен в 1993 году и включен в ISO/IEC 8802-3.