Prezentacje pomysłów - Super szybka sieć multimediów w domu
Przez wiele lat, najszerzej stosowanym rozwiązaniem sieciowym w domu była łączność bezprzewodowa Wi-Fi, ale nawet ostatni standard 802.11 nie będzie prawdopodobnie w stanie sam sprostać przyszłym wymaganiom, pomimo tego, że zapewnia prędkości przesyłu przekraczające 100 megabitów na sekundę (Mbps). W przyszłych domach, poszczególni mieszkańcy mogą życzyć sobie strumieniowego odbioru różnych kanałów telewizji o wysokiej rozdzielczości (HDTV), bądź też przesyłania wideo do różnych pokojów, podczas gdy w tym samym czasie ktoś może bawić się grą trójwymiarową (3D), a ktoś inny odbierać usługi teleobecności, by komunikować się z krewnymi za granicą. Jeśli więc różne usługi charakteryzujące się intensywnością danych mają być odbierane jednocześnie, to potrzebne będzie zapewnienie duży wyższych prędkości przepływu danych. "Wi-Fi będzie niewątpliwie odgrywać rolę w przyszłych sieciach domowych.. ale nie jest to jedyne rozwiązanie," mówi Jean-Philippe Javaudin, kierownik projektu w przedsiębiorstwie Orange Labs, oddziale korporacji France Telecom. Pan Javaudin koordynował finansowany przez UE projekt, publikowany na stronie "Dostęp do sieci gigabitowej w domu" (OMEGA), stanowiący wspólną inicjatywę 21 współpracujących ze sobą przedsiębiorstw, uniwersytetów i instytutów naukowych na terenie Europy, umożliwiając stworzenie hybrydowej sieci do szybkiej łączności w środowisku domowym. Opracowano od podstaw nowe rozwiązania optyczne − na przykład wykorzystując standardowe sufitowe światła LED do transmisji danych − oraz wdrożono nowy standard, przygotowany obecnie do użytku komercjalnego, upewniając się, że różne technologie współpracują ze sobą bezbłędnie i są przejrzyste dla docelowego użytkownika. "Z jednej strony, mieszkańcy przyszłych domów będą chcieli transmitować lokalnie duże ilości danych, podczas odtwarzania wideo o wysokiej rozdzielczości, na przykład z sieciowego urządzenia pamięci w piwnicy do telewizora w sypialni. Z drugiej strony, będą wykorzystywali usługi internetowe zawierające bardziej intensywne dane... Sieci kablowe mogą obecnie zapewnić dostawę Internetu do domu z prędkością 100 Mbps, a już wkrótce będą pracowały z szybkością 1 Gbps," wyjaśnia Pan Javaudin. "Chcemy zapewnić sieć o takiej prędkości przesyłu w domach." Jedna sieć, wiele technologii Rozpoczynając od bramki domowej, to znaczy miejsca, w którym Internet wprowadzany jest do domu, zespół projektu OMEGA prowadził badania sposobów, w jakie można byłoby zapewnić szybkie łącza do wszystkich urządzeń w budynku. Naukowcy zademonstrowali w jednym pomieszczeniu, w jaki sposób można połączyć radio i rozwiązania optyczne, by transmitować dane w sposób bezprzewodowy do różnych urządzeń i usług. Najpierw opracowano nowoczesny nadajnik-odbiornik Wi-Fi o częstotliwości pracy 60 GHz, oraz zdolności przesyłu kilkuset Mbps na odległość przeszło 15 metrów. Następnie opracowano rozwiązanie optyki przy użyciu światła podczerwonego − podobne do pilota sterującego telewizorem − do transmisji danych z prędkością dochodzącą do 280 Mbps na odległość 10 metrów. Jednakże, inaczej niż to ma miejsce w pilocie do telewizora i w zakresie niektórych innych technik podczerwieni, system OMEGA zapewnia nie tylko jednokierunkową łączność między punktami, lecz także dwukierunkową łączność między wieloma obiektami, będącymi w zasięgu widzenia, co umożliwiło stworzenie sieci na podczerwień − jedną z pierwszych w swoim rodzaju. Zespół projektu opracował także przełomowe rozwiązanie optyczne przy użyciu światła widzialnego. Po raz pierwszy na świecie przesyłano dane przy użyciu oświetlenia sufitowego na lampach LED, które są coraz popularniejsze w domach z uwagi na niskie zużycie energii elektrycznej. Dzięki migotaniu światła z częstotliwością 10 MHz − zbyt szybkiego, by oko ludzkie mogło to zauważyć − oświetlenie może spełniać drugą funkcję transmisji danych. Podczas końcowej prezentacji projektu przez firmę Orange Labs we francuskim mieście Rennes w marcu, zespół zebrał sygnały wyjściowe z czterech odtwarzaczy wideo do strumienia Ethernet i modulował strumień danych, przekształcając go w modulacje prądu elektrycznego sterujące 16 lampami LED, co pozwoliło na jednoczesną transmisję z prędkością 100 Mbps. "Technika ta stanowi nowatorskie, jednokierunkowe rozwiązanie transmisji danych z jednego do wielu punktów, przy czym system służy także do oświetlenia," mówi Pan Javaudin. Z uwagi na fakt, iż światło i szybkie transmisje radiowe nie mogą przechodzić przez ściany − z powodu stosowania wysokich częstotliwości, zespół projektu OMEGA wprowadził do zastosowanej architektury "łączność na liniach energetycznych" (PLC). Technika PLC, wykorzystująca standardowe przewody zasilania elektrycznego do transmisji danych, jest już stosowana komercyjnie. Ale mając na celu osiągnięcie prędkości transmisji do rzędu 1 Gbps, naukowcy z projektu OMEGA wdrożyli podwyższone pasmo częstotliwości rzędu 0-100 MHz, w porównaniu z obecnie stosowaną wartością 30 Mhz. Istotnie biorąc, z punktu widzenia handlowego, umożliwili oni kompatybilność systemu ze standardem HomePlug AV/IEEE 1901. System spełnia również istniejące przepisy kompatybilności elektromagnetycznej dla zakresu poniżej 30 Mhz i będzie również spełniał przepisy dotyczące wyższego zakresu. Łączenie rozwiązań w kierunku komercjalizacji %Do powiązania różnych technologii ze sobą, a także zapewnienia, iż funkcjonują one bezbłędnie oraz bez zakłóceń, służy bazowa warstwa "Inter-MAC", która zapewnia współpracę między różnymi sieciami i urządzeniami. Inter-MAC przystosowuje i zarządza transmisjami pomiędzy zastosowanymi technikami przesyłu, zapewniając wzajemne łączenie urządzeń oraz obniżając zakłócenia. Sprawą istotną jest zapewnienie, by sieci domowe były przejrzyste i łatwe dla docelowych użytkowników, którzy jak przewidują partnerze projektu, będą w stanie przynieść do domu nowe urządzenie, włączyć je i mieć natychmiastowe połączenie z większością dostępnych, odpowiednich kanałów łączności. "Moduł Inter-MAC zapewnia zawsze najbardziej możliwą kombinację lub kaskadowe połączenie odrębnych urządzeń, by przekazywać przepływ danych do terminalu z docelową jakością usługi (QoS). Zademonstrowaliśmy, że nawet laptop z oprogramowaniem Inter-MAC może być sam w sobie rozszerzeniem, a więc stanowić zasadniczo element sieci zdolny do rozszerzenia zasięgu domowego w zakresie jednej lub kilku technik przesyłu. Wytycza to drogę do przyszłej drożności zarządzanych sieci domowych," mówi Martial Bellec, dyrektor techniczny projektu OMEGA, pracujący w Orange Labs. Badania prowadzone w zakresie modułu Inter-MAC umożliwiły opracowanie normatywu IEEE P1905.1 który niedługo będzie wykorzystywany komercjalnie. "W rezultacie prac projektu OMEGA planujemy utworzenie dwóch przedsiębiorstw typu spin-off − jedno we Włoszech i jedno w Niemczech − do rozwijania produktów, które wprowadzałyby nowy standard," wyjaśnia Pan Javaudin. "Istnieje możliwość, że produkty, charakteryzujące się funkcjonalnością podobną do Inter-MAC, pojawią się na rynku w przyszłym roku. Pierwsze prawdopodobne zastosowanie technologii Inter-MAC będzie polegało na zapewnieniu rezerwy między PLC a podłączonymi urządzeniami Wi-Fi. "Obecnie istnieją modemy do HDTV, połączone z Ethernetem lub z łączem na linii energetycznej (PLC) poprzez łącze domowe. Zamierzamy dodać do tego przyłącze Wi-Fi, a więc jeśli występują jakieś zakłócenia na pierwszym złączu, to drugie automatycznie przejmie pracę i zapewni rezerwę. Sieć zrealizuje automatyczne przełączenie pomiędzy najlepszymi dostępnymi technikami dostępnymi w dowolnym momencie," twierdzi Pan Javaudin. Bazując na tym, partnerzy projektu chcą wykorzystać moduł Inter-MAC nie tylko do łączności między punktami, lecz do wyposażonych w pełni sieci domowych. Takie rozwiązania, twierdzi Pan Javaudin, mogą być dostępne w domach w przeciągu kilku lat. "W projekcie OMEGA wykorzystano przypadki, obejmujące bardzo zaawansowane scenariusze, a kluczem do tego będzie znalezienie stosownych potrzeb biznesowych w krótkim czasie," wyjaśnia Pan Bellec. "Posiadamy obecnie pierwszy przykład zrównoważonej architektury do bardziej złożonych zastosowań na przyszłość." Projekt OMEGA otrzymał 12,41 miliona euro (całkowity budżet wyniósł 19,13 miliona euro) na badania naukowe, z podprogramu pod nazwą "Sieć przyszłości", objętego Siódmym Programem Ramowym UE (FP7). Użyteczne odnośniki: - projekt "Gigabitowy dostęp w domu" - Rejestr danych projektu OMEGA w organizacji CORDIS Odnośne publikacje: - Finansowany przez UE projekt opracowania nowatorskiego modelu architektury Internetu - Internet przyszłości może być dziesięć razy szybszy - Nowatorski bezszumowy wzmacniacz optyczny - Łatwo konstruowane sieci bezprzewodowe