Умный дом

Каталог статей

Сеть по-домашнему

Нынче не редкость, когда в одном домохозяйстве имеется не один компьютер, а два и больше.

 Это вполне объяснимо, ибо компьютером пользуются не реже, чем телевизором: папе хочется поработать, дочке — «початиться», сыну — «пострелять», причем всем одновременно. А есть еще «недокомпьютерные» устройства: «наладонники», фотоаппараты, карманные плейеры; а в перспективе — стиральные машины, микроволновки и холодильники. Все это «околокомпьютерное» хозяйство нуждается в том, чтобы припасть к родной, домашней сети — без нее не сможет обойтись никакой «умный дом». Она дает возможности, от которых трудно отказаться:

• выход в Интернет с любого компьютера или устройства сети;
• использование общего принтера (или входящих в моду многофункциональных устройств принтер+сканер+факс);
• использование общего медиа-сервера, то есть компьютера, на котором хранятся фотографии, аудио- и видеозаписи в цифровом виде.
• сетевые игры (кто хоть раз попробует поиграть в компьютерную игру не с машинным интеллектом, а с живым человеком, — оценит разницу).

Конечно, мы не сможем рассказать обо всех тонкостях создания локальной сети; приведем обзор лишь нескольких сетевых технологий, которые можно использовать для «умного дома» или небольшого офиса. Благо сейчас есть из чего выбрать, и многие технологии не требуют слишком глубоких познаний.

Локальная сеть Ethernet

 Эта самая старая из ныне здравствующих технологий локальных сетей создана почти тридцать лет назад. В настоящее время существуют три спецификации, различающиеся скоростью передачи: «классический» Ethernet (10 Мбит/c), Fast Ethernet (100 Мбит/c) и Gigabit Ethernet (1 Гбит/c). Каждая спецификация может быть реализована на разных видах кабельного соединения (коаксиальный, волоконно-оптический кабели, витая пара и др.). К счастью для простых людей, особой проблемы выбора не существует. 100-мегабитный Ethernet на витой паре (точное название: Ethernet 100Base-TX) по соотношению цена/производительность пока вне конкуренции.

Коротко скажем об особенностях создания сети 100Base-TX. Она создается по схеме «звезда», то есть каждый компьютер (или иное устройство) подключается к концентратору или коммутатору. Соответственно, каждый компьютер должен быть снабжен сетевым адаптером с разъемом RJ-45 (большинство плат имеют маркировку «10/100», что означает поддержку как 10-мегабитных, так и 100-мегабитных сетей). Стоят подобные адаптеры всего 5–10 долларов, причем многие компьютеры и ноутбуки уже имеют встроенный разъем Ethernet-порта.

В отличие от рассмотренных далее технологий, эта — единственная, которая требует наличия в квартире специальной проводки. И проблема не только в том, чтобы проложить кабель, но и в том, чтобы определить места для подключения компьютеров. Если речь идет о новой квартире, в которую еще не вступала нога молдавского гастарбайтера, то витую пару лучше заложить сразу, вместе с электрическими, телефонными и телевизионными проводами (см. снимок). Место для концентратора/коммутатора удобно отвести в коридоре (рядом с дверным звонком, предохранителями и электросчетчиком, возможно предусмотреть специальную нишу) и оттуда провести кабели в комнаты.

Есть небольшой и приятный нюанс. Заложенная витая пара может использоваться как для нужд компьютерной сети, так и для обычного телефона. Ведь витая пара — это неэкранированный кабель (UTP, unshielded twisted pair), cостоящий из четырех пар перекрученных между собой проводников (перекручивание создает необходимую помехозащищенность и полосу пропускания). Собственно, именно для «телефонных» целей витая пара изначально и существовала — это уж потом стали думать, как использовать ее для локальных сетей. Так вот: 10- и 100-мегабитные сети Ethernet используют только две из четырех пар (за исключением малораспространенной технологии 100Base-Т4, использующей все 4 пары кабеля третьей категории. Gigabit Ethernet тоже использует все 4 пары). Остальные две могут быть отведены под телефонную проводку. Наконец, при разводке в ремонтируемых помещениях удобно заложить стандартные розетки RJ-45 (их можно объединять в колодки с обычными электрическими розетками). Они совместимы с разъемами телефонных аппаратов (RJ-11), то есть в розетку RJ-45 можно включать как сетевой, так и телефонный кабель.

 Если штробить стены и врезать розетки не представляется возможным, можно использовать наружную проводку локальной сети Ethernet — уложить ее внутри или вдоль плинтуса и подключать непосредственно к компьютеру. Подробности о «распайке» проводов Ethernet можно узнать в специальной литературе, заметим только, что кабели и разъемы создаются без всякой пайки, можно даже обойтись без специальных обжимных клещей (но это неудобно). Другой простой способ — приобрести уже изготовленные кабели витой пары (нарезанные, с разъемами).

Много это или мало: 100-мегабитная сеть Ethernet? Для дома — вполне достаточно. Особенность технологии такова, что реальная скорость передачи данных на порядок меньше. Но этого достаточно для относительно быстрой перекачки файлов (возможны даже просмотр фильмов в формате MPEG4 и прослушивание MP3-файлов с другого компьютера).

Отметим еще одну важную тонкость: для создания сети Ethernet лучше использовать коммутаторы (switch), а не концентраторы (hub). Внешне они выглядят одинаково: коробочки с несколькими разъемами RJ-45 (обычно 8, 16 и т. д). Разница, коротко говоря, в следующем. Коммутатор анализирует исходящий от компьютеров трафик и направляет его только тому, кому он предназначен. Концентратор просто повторяет любой трафик на все порты. В итоге производительность сети Ethernet на концентраторах сильно зависит от общей загруженности (при превышении порога в 30–40% сеть вообще практически перестает работать). Сеть на коммутаторе свободна от этого недостатка. Раньше концентраторы стоили существенно дешевле, чем коммутаторы, поэтому приходилось выбирать: или цена, или производительность. Сейчас оба вида устройств сравнились в цене (8-портовый коммутатор 100Base-TX стоит 20–30 долларов), поэтому главное — чтобы в магазине не подсунули «хаб» вместо коммутатора.

Cтоит сказать и о кабеле. Для 100-мегабитных сетей на витой паре должен использоваться кабель 5-й категории (об этом должна свидетельствовать надпись на нем), удовлетворяющий ряду требований (так, кабель 3-й категории подходит только для 10-мегабитной сети Ethernet). Цена на такой кабель упала до 8–10 рублей за метр, то есть до цены обычного электропровода. Все отрезки кабеля должны быть не более 100 метров — только в этом случае гарантируется устойчивая работа сети (впрочем, в небольших сетях отрезки могут и превышать 100 метров, но придется экспериментировать). Разумеется, все кабели должны быть цельными, не допускается никаких «скруток».

Сеть на двоих

Часто в домашних условиях возникает необходимость соединить всего два компьютера, но в полноценную сеть. Такая необходимость возникает все в тех же случаях: перекачать или синхронизировать информацию; выйти в Интернет через другой компьютер; наконец, поиграть. Сделать это можно, как минимум, тремя способами.

·                     С помощью так называемого кроссоверного кабеля витая пара, если у каждого из устройств есть порт Ethernet. Кроссоверный кабель отличается «распайкой» проводов, схему которой нетрудно найти в Интернете, а сам кабель можно приобрести в компьютерном магазине. Достоинства — низкая стоимость, высокая скорость (до 100 Мбит/c для Fast Ethernet), большая длина соединения: до 100 метров (можно даже чуть больше).

·                     С помощью радиосвязи. Здесь возможны два варианта: использование модулей Wi-Fi или Bluetooth (понятно, что модули должны иметь оба компьютера). Использование Bluetooth удобно для подключения карманных компьютеров и мобильных телефонов, хотя максимальный радиус действия и скорость передачи невелики — 10 м (зато не надо никаких разрешений и согласований) и 700 Кбит/c соответственно.

·                     С помощью обычного USB-кабеля, тем более что USB-порты ныне есть почти в каждом компьютере. Правда, сам кабель для прямого соединения двух компьютеров придется приобрести за отдельную плату. Зато при использовании USB 2.0 можно добиться перекачки информации со скоростью 480 Мбит/c на расстояние до 5 метров.

Технология HomePNA

 В отличие от Ethernet эта технология очень молода — появилась только в конце 1990-х. Разработчики задались целью создать технологию для локальных сетей, использующих существующую телефонную проводку (идею использовать имеющуюся проводку (но только электрическую) реализуют технологии так называемых сетей PowerLine. Скорость передачи и стоимость оборудования уже почти оправдывают их использование в домашних условиях. Возможно, он найдет эту экзотическую технологию единственно приемлемой в своем случае.). Казалось бы, для многих российских квартир этот вопрос не актуален: если нужно, вместо «лапши», уложенной вдоль плинтусов, можно проложить витую пару. Однако все чаще случается так, что телефонная проводка в новых квартирах уже упрятана в стены и о ее существовании говорят лишь аккуратные розетки. Вот тут достижения заморских инженеров (технология была впервые предложена небольшой компанией Tut Systems, но затем был создан консорциум HomePNA, который поддержали титаны индустрии) не кажутся надуманными.

Технология HomePNA использует высокочастотную часть спектра (и, к слову, совместима с технологией Ethernet). Ведь даже обычная «лапша» (невитая медная пара для телефонной проводки) способна пропускать сигналы в несколько мегагерц — правда, на небольшие расстояния. Впрочем, для домашней сети много и не надо. HomePNA гарантирует устойчивую работу сети при общей длине внутренней разводки до 350 м (для версии 2.0; версия 1.0 предусматривала расстояние до 150 м). Итак, расходы на кабели — нулевые. Нужно купить только по одному адаптеру на каждый компьютер (40–50 долларов, адаптер для 1-мегабитной версии дешевле) — они бывают как встроенные, так и внешние, с USB-интерфейсом. Есть адаптеры, которые совмещают порты для сетей Ethernet и HomePNA, что удобно: не получится наладить сеть HomePNA — заложим витую пару.

А что с производительностью? Уже практически и не встречаемая версия HomePNA 1.0 обеспечивала скорость в 1 Мбит/c, новая версия (2.0) предоставляет скорость на порядок больше: 10 Мбит/c. Количество устройств в сети в версии 2.0 ограничено числом 32 — более чем достаточно для домашних условий. Заметим, что реальная скорость, например, передачи файла, как и в случае Ethernet, может быть существенно меньше. Более того, HomePNA — это практически тот же самый Ethernet, адаптированный к особенностям домашней телефонной проводки. Никаких коммутаторов не предусмотрено, поэтому общая производительность при большой загрузке может сильно упасть.

Работоспособность сети сильно зависит и от качества проводки: если используется не витая пара, а обычная «лапша», то расстояние, на котором сеть будет устойчиво работать, может быть меньше обещанной стандартом. Зато если использовать не телефонный провод, а коаксиальный кабель, то можно добиться устойчивой работы сети HomePNA на расстоянии до 2–3 км!

При этом компьютерный трафик и телефонные разговоры никак не мешают друг другу (данные передаются в диапазоне 4–10 МГц, а телефонный сигнал, как известно, занимает частоты до 4 кГц). Это важное достоинство HomePNA. Впрочем, если бы они не «уживались», то такая сеть была бы попросту не нужна.