TKK | Tietoverkkolaboratorio | Opetus

Etusivu

Toteutuksia

Tarve ja kustannukset

Pohdiskelua

Lähteet

Työryhmä

Älytalon toteutusvaihtoehdot

Kodin tietoliikenneverkko on mahdollista toteuttaa usealla eri tekniikalla, joista jokaisella on omat hyvät ja huonot puolensa. Nämä tekniikat jakautuvat kahteen kategoriaan; langattomiin ja langallisiin. Langallisissa ratkaisuissa voidaan joko käyttää hyväksi asunnossa jo olemassa olevia kaapeleita, tai sitten on vedettävä uusia. Langattomat ja jo valmiiksi olevia kaapelointeja hyväksikäyttävät tekniikat tulevat varsin todennäköisesti olemaan suosituimpia, joten keskitymmekin niihin. Mikään yksittäinen toteutustapa ei ole lyönyt itseään läpi, ja saattaakin olla että käyttötarkoitusten kirjon vuoksi sitä ei tapahdukaan.

Uusia kaapelointeja

Perinteisesti on jouduttu vetämään uusia kaapeleita, mikä on monimutkaista ja sotkuista. Kaapelointien muuttaminen on työlästä, ja ylimääräiset johdot ovat niin estettisesti kuin käytännöllisestikin katsoen tiellä. Hyvänä puolena on saavutettu erinomaisen hyvä laatu niin videon, äänen kuin datankin siirrossa. Kaapeli voi olla esimerkiksi koaksiaali- tai valokaapeli.

Vanhat kaapeloinnit uuteen käyttöön

On myös mahdollista käyttää hyväksi vanhoja sähkö- tai puhelinkaapelointeja. Näin säästytään uusien kaapeleiden vaivalloiselta asennukselta. Ongelmaksi saattaa muodostua pistokkeiden sijainti ja määrä, sillä niitä tuskin on asennettu tällaista käyttömahdollisuutta ajatellen. Puhelinkaapelointeja hyväksikäyttävistä tekniikoista tunnetuin on HomePNA (The Home Phoneline Networking Alliance). Tässä tekniikassa saattaa vanhan puhelinkaapelin kunto vaikuttaa tiedonsiirron laatuun. Sähköverkkoja pitkin tapahtuvaa tiedonsiirtoa ei ole paljoakaan testattu, joten sen luotettavuudesta ja laadusta ei ole takeita. Tämä saattaa kuitenkin toimia joidenkin kiinteiden ratkaisuiden kohdalla, kuten kodin automaation säätelyssä. Tällaisesta on esimerkkinä LonWorks (Local Operating Network) teknologia.

Langattomat ratkaisut

Käyttäjäystävällisyydeltään langattomat ratkaisut voittavat kaapeliratkaisut ylivoimaisesti. Useassa kodissa on jo tälläkin hetkellä kaapeliviidakko, ja langattomuus poistaisi tätä ongelmaa. Langattomuus antaa lisäksi vapauden liikkua, eikä toiminta ole tiettyyn paikkaan sidottua. Perinteisesti langattomat ratkaisut ovat kuitenkin olleet kalliita tavalliseen kotikäyttöön, mutta kilpailun ja tekniikan kehittyessä tähänkin on tulossa muutos. Tekniikoita on mm. HomeRF, Bluetooth ja WLAN (IEEE 802.11, HiperLan/2).

HomeRF (Home Radio Frequency)

HomeRF Working Group on ryhmä, joka kehittelee avoimia langattomien välineiden standardeja. Ryhmä perustettiin maaliskuussa 1998 ja siinä on tällä hetkellä yli 90 elektroniikka- ja tietoliikennealan suuryritystä mukana. HomeRF -ryhmä on kehittänyt kodin avoimeen tiedonsiirtoon SWAP-protokollan (Shared Wireless Access Protocol).

SWAPin teknisiä tietoja

SWAP-systeemi kuljettaa ääni- ja dataliikennettä, sekä toimii yhteistyössä yleisen puhelinverkon ja internetin kanssa. SWAP on johdettu langattoman puhelimen (DECT) ja langattoman lähiverkon (WLAN) tekniikoista. SWAP tukee TDMA (Time Division Multiple Access) ja CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) tekniikoita. TDMA on käytössä kun on tarvetta vuorovaikutteiselle äänelle ja vastaaville aikariippuvaisille palveluille. CSMA/CA puolestaan, kun kuljetetaan nopeaa pakettidataa.

SWAP-systeemi toimii joko kuten ad-hoc verkko tai kuten johdettu verkko riippuen tarpeesta. verkossa, jossa dataviestintä on tuettu, kaikki asemat ovat tasavertaisia. Aikariippuvaisessa viestinnässä systeemi on puolestaan johdettu.

Bluetooth

Bluetooth on maailman laajuinen de facto -standardi, joka sai alkunsa vuonna 1994, kun matkapuhelinvalmistaja Ericsson tutki langattomia menetelmiä tiedonsiirtoon puhelinten ja oheislaitteiden välillä. Vuonna 1997 Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba ja Intel muodostivat SIG:n (Bluetooth Special Interest Group), jonka ansiosta Bluetooth saavutti de facto -standardin aseman. Vuonna 1999 Bluetoothista julkaistiin versio 1.0, jolloin SIG:ssä oli yli 850 jäsentä.

Bluetooth on halpa, langaton lyhyen matkan radiolinkkeihin perustuva järjestelmä, jolla pyritään pääsemään eroon digitaalisia laitteita sitovista tekijöistä, kuten johdoista ja huoneiden välisistä seinistä. Radiosiirron ansiosta Bluetoothissa pystytään datan lisäksi siirtämään myös puhetta. Datasiirrossa käytetään asynkronista ACL (Asynchronous Connectionless) pakettikytkentää ja puheen siirrossa synkronista SCO (Synchronous Connection Oriented) piirikytkentää. 

IEEE 802.11b

IEEE 802.11b on tällä hetkellä ehkä suosituin WLAN-standardi. Se perustuu standardiin IEEE802.3, joka on Ethernet-verkon standardi ja määrittelee fyysisen kerroksen (physical layer, PHY) ja MAC-kerroksen (medium access control). Ethernet-pohjaisuuden ansiosta kotiverkon langattomat laitteet on helppo saada yhteensopiviksi jo olemassa olevan laitteiston kanssa, mikä on äärimmäisen tärkeää. Standardin mukaisia laitteita on jo useita markkinoilla.

Fyysisessä kerroksessa data välitetään radioaalloilla, missä käytetään joko DSSS- (Direct Sequence Spread Spectrum) tai FHSS-menetelmää (Frequency Hopping Spread Spectrumia). Nämä tarjoavat paremman tiedonsiirron luotettavuuden ja tietoturvallisuuden. MAC-kerros tarjoaa mm. tiedonsiirtopalvelun, jossa käytetään Collision Sense Multiple Access with Collision Avoidance -algoritmia (CSMA/CA).