| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2003 m. Nr. 1 turinys

· Reikalavimai telekomunikacinių tinklų sujungimui

Karinės technologijos
· Technologija prieš terorą
· Palydovų nukreipiami ginklai

· Terahercai - elektromagnetinių bangų spektro "plėšiniai"
· Kinija tampa nauju elektronikos milžinu
· Užjūrio investuotojai savo lustus gamina Kinijos įmonėse
· Žinutės

Internetas
· Šį kartą lengvai atsipirkta, o ateity?..
· Tinklas ateina į namus
· Žinutės
· Momentinių žinučių verslas
· Pokalbiai ir vaizdai randa kelią internete

Nanotechnologija
· Žinutės
· Nanoatmintinė
· Kompiuterius paspartins...mikrobai
· Nuostabus tranzistoriaus mažėjimo procesas
· Kur pažvelgsi, visur "nano"

Mobilusis ryšys
· Mobilieji telefonai, radarai ir žmogaus sveikata
· Žinutės
· Trečiosios kartos mobiliojo ryšio tinklai turės laukti savo valandos
· Kosminis turizmas

Elektronika
· Kaip kuriamas Intel mikroprocesorius
· Žinutės
· Klaviatūra ant bet ko
· Moderni antrinių žaliavų perdirbimo gamykla
· Paskutinis mados žodis - audeklu apvilkti pastatai
· Atminties prietaisų perspektyvos aiškėja

Optinis ryšys
· Žinutės
· Paskutinei ryšio linijos myliai - šviesolaidis
· "Kairiarankė" medžiaga sąveikauja su elektromagnetine spinduliuote
· Sujungti šviesa

Istorija
· Žmogus, pardavęs saulę

Tinklas ateina į namus

   Raffi Krikorian rankoje laiko ne didesnį už degtukų dėžutę elektroninį grandyną, kuriame telpa dvi mikroschemos, keletas laidų ir pora lizdų. "Jis kainuoja kokius tris dolerius", - sako Raffi. Grandynas toks pigus ir paprastas, jog Krikorian grupė naujajame Massachusetso technologijos instituto Bitų ir atomų centre tikisi, kad šis ne tik pakeis mūsų namuose išvedžiotų laidų raizgalinę, bet ir visą mūsų gyvenimo būdą tuose namuose.

   Mokslininkai tikisi savąjį prietaisą įterpti į viską: nuo lempučių, perjungiklių ir temperatūros jutiklių, iki spynų duryse ir spintų lentynų. Po to jie bus sukabinti į savotišką tinklą, pakeisiantį tradicinį kabelių, perjungiklių ir kitų įtaisų mišinį, kuris susidaro, kuomet bandoma automatizuoti namą.

   Ar tai nebus dar vienas garsiai išreklamuotas "gudraus" namo tipas? "Tikrai ne", - sako naujojo MIT centro direktorius ir projekto vadovas Neil Gershenfeld. Jis ir jo grupė panaudojo savo sukurtąjį mažąjį prietaisą ir pavertė beveik viską, kas yra namuose, Tinklo serveriu. Suteikime tiems objektams po Tinklo adresą ir jie galės bendrauti vieni su kitais naudodamiesi supaprastinta standartinės Interneto komunikacijos forma. Rezultatas: vientisas, atviras ir paprastas standartas, kurį Gershenfeld pavadino "nuliniu" Internetu.

   Jis tvirtina, kad Interneto panaudojimo privalumai bus didžiuliai. Galima naudotis visais pasaulinio Interneto privalumais - paprastumu, patikimumu ir begaliniu lankstumu - ir tuo pat metu apsieiti be visa tai valdančių kompiuterių. "Mes nesiekiame prikimšti namus kompiuterių, - sako Gershenfeld, - mes paversime patį namą kompiuteriu tikrąja ta žodžio prasme."

   Suteikime internetinio prijungimo galimybę netgi patiems nereikšmingiausiems pastato komponentams ir jų sujungimo į tinklą kaina ženkliai sumažės. Galima prisijungti apšvietimo prietaisus, judesio sensorius, kaitintuvus ar oro kondicionierius, todėl sistema žinos, kuomet kambariu yra naudojamasi ir atitinkamai sureguliuos temperatūrą ir apšvietimą jame. Jeigu įvyktų gaisras, tinklas "pasakys" gelbėtojams, kiek pastate yra žmonių ir kuriuose kambariuose. Jis leis jums per atstumą valdyti skalbiamąsias mašinas, virykles, užuolaidas ar vaizdo grotuvus, jis primins jums, kad atėjo laikas išgerti vaistus, jeigu pats būsite tai pamiršęs. Nesvarbu, kur ir kaip jūs panorėsite sąveikauti su savo aplinka, Internetas-0 jums padės tai padaryti.

Poreikiai automatizavimo įrangai. Pasaulinė pastatų automatizavimo, prietaisų ir programinės įrangos rinka (viršuje) auga kur kas lėčiau, nei namų automatizavimo rinka (apačioje).

   Aišku, Internetas-0 privalo pasižymėti tam tikromis ypatingomis savybėmis. Šiuo metu jau yra sukurta daug būdų, kurie gali padidinti elektroninį jūsų namų "intelektą". Pavyzdžiui, sistema X10, kurią sukūrė viena kompanija iš Kento miesto Vašingtono valstijoje. Tinklo sudarymui ji naudoja elektros laidus. Norėdami automatizuoti oro kondicionierių, jūs prijungiate prie jo X10 modulį, o po to tą modulį įjungiate į elektros rozetę. Kitoje pastato vietoje į panašią rozetę įjungtas transyveris galės būti naudojamas kondicionieriaus įjungimui ar išjungimui. Galima panaudoti ir bevielio ryšio technologijas, tokias kaip Bluetooth, kurios labai supaprastina tinklo sukūrimą, nes kompiuteriai, telefonai ir kiti prietaisai bendrauja radijo bangomis.

   Visos šios distancinio valdymo ir automatizavimo sistemos pastaruoju metu išaugo į nemažą verslą. Yra prognozuojama, kad 2006 m. vien pasaulinė namų automatikos prietaisų rinka pasieks daugiau kaip 3 mlrd. dolerių. Nieko nuostabaus, kad konkurencija šioje rinkoje darosi vis aršesnė.

   Kokie yra Interneto-0 pranašumai? Didžiausia jo konkurentų problema yra, pasak Gershenfeld, ta, kad kiekvienos sistemos dydis yra fiksuotas - jos negalima nei išplėsti, nei sumažinti. Jeigu, pavyzdžiui, sumanytumėte tokią bevielio ryšio sistemą, kaip Echelon Corp., gaminamą LonWorks, panaudoti vien šviesos junginėjimui namuose, vis tiek teks investuoti į įrengimus ir programas tūkstančius dolerių, nors jie gali būti skirti oro kondicionierių valdymui ir jums visai nereikalingi. Tuo tarpu mažesniems tinklams skirtos sistemos, tokios kaip minėtoji X10, nebetinka, jeigu pabandoma jas nors kiek padidinti. Elektros tiekimo linijomis galima perduoti ribotos dažnių juostos signalus, todėl viename tinkle negali būti daugiau nei 255 moduliai. Internetas-0 visų šių bėdų neturi.

   Dvi svarbios idėjos leido mokslininkams specialią namų automatizavimui skirtą įrangą pakeisti paprastomis Tinklo plokštėmis. Pirmoji yra ekstremalus visos internetinės ryšio sistemos supaprastinimas. Antroji idėja buvo paprasčiausias tinklu sklindančių duomenų greičio sumažinimas.

   Didžiausią proveržį leido pasiekti supaprastintos Interneto ryšių sistemos sukūrimas. "Internetas egzistuoja jau 30 metų, todėl daugelis pradžioje darytų klaidų jau ištaisytos, sako Krikorian. Internetas yra paremtas atviru protokolu, kurį naudoja visas pasaulis. Mes supratome, kad galime tuo sėkmingai pasinaudoti."

   Bet, paverčiant mažas dėžutes Tinklo serveriais, teko sugalvoti programavimo koncepciją, vadinamą "išsluoksniavimu". Internetinio ryšio sistemą sudaro septyni sluoksniai. Pirmasis arba fizinis sluoksnis nusako elektrines ir mechanines tinklo aparatūrinės įrangos specifikacijas, antrasis apibūdina tai, kaip kompiuteris pasiekia tinklą, o septintasis sukuria sąsajas tarp programinių taikymų, pavyzdžiui - Tinklo naršyklės ir paties tinklo.

   Anot Fershenfeld, šie sluoksniai yra programinis žmogiškosios biurokratijos atitikmuo: kiekviename yra savotiškas valdymo komitetas, administruojantis tam tikrų funkcijų vykdymą, ir nemaža jam skirto programinio kodo dalis yra skirta paprasčiausiam žinučių, siunčiamų kitiems sluoksniams, perdavimui. Sumažinti sistemą tiek, kad ji tilptų mažyčiame luste, buvo įmanoma tiktai išmetus visas pasikartojančias ar nebūtinas kiekvieno jos sluoksnio funkcijas ir paliekant vien specialių užduočių vykdymui reikalingą programos dalį. Jeigu norėtumėte ištisai įdiegti visus sluoksnius, jums reikės megabaitą užimančios programos. Tačiau Kirkorian aptiko sluoksniuose pakankamai daug pasikartojimų ir kitokių nereikalingų programinių šiukšlių, todėl jis sugebėjo visas svarbiausias septynių sluoksnių funkcijas sutalpinti 4 kilobaitų talpos luste. "Mūsų lustas neturi operacijų sistemos, - sako jis. - Jam nereikia rištis su spausdintuvais ar spręsti, kokia programos versija yra įkrauta kituose kompiuteriuose. Jam tereikia pasiųsti ir priimti paprastas, Tinklo adresus primenančias komandas."

   Greta išsluoksniavimo, paverčiant pastatą internetinių svetainių aviliu, prireikė drastiškai sumažinti greitį, kuriuo duomenys sklinda laidais. Kiekviename tinklo mazge nedidelė duomenų bito dalis atsispindi elektroniškai. Tokie atspindžiai gali susimaišyti su duomenimis ir sugadinti visą siunčiamą paketą. Tradicinis tinklas, pavyzdžiui - Ethernetas, kovai su atspindžiais naudoja brangią "habais" vadinamą įrangą. Bet, jeigu duomenis siųsime lėčiau, sąveika dėl atspindžių sumažės savaime. Tai ir yra padaryta "nuliniame Internete", kuriame duomenys perduodami mažesne nei 1 Mb/s sparta. "Tai reiškia, kad tinklą kurti dabar galime panašiai, kaip tai daro kambaryje laidus vedžiojantis elektrikas, - sako Gershenfeld. - Vietoj "habų" ar kitos specialios aparatūros įjungimo, mes paprasčiausiai sujungsime laidą su laidu."

   Be to, Internetui-0 nebereikia centrinio kompiuterio, kiekvienai elektrinei jungčiai paskiriančiai po internetinį adresą. Kuomet yra įjungiamas koks nors prietaisas, jo lustas atsitiktinai pasirenka adresą ir pasitikrina, ar jo dar nenaudoja kas nors kitas. Jeigu ne, prietaisas toliau nuolat naudos tą adresą. Dabar tereikia tokį tinklą papildyti kompiuteriu arba sujungti jį su globaliuoju Internetu, ir jame esančius prietaisus bus galima valdyti iš bet kurios pasaulio vietos.

   Tikrindami, ar koncepcija yra teisinga, mokslininkai jau pagamino tinklo prototipą, į kurį sujungė daug lempučių ir perjungiklių, aprūpintų Krikorian lustais ir sujungtų vien elektros laidais. Dabar ši elektros instaliacija ne tik maitina buitinius prietaisus, bet ir siuntinėja tarp jų signalus. Demonstruodamas, kaip visa tai veikia, Krikorian prieina prie grandyno dalies, gulinčios ant stalo. Ten yra du perjungikliai ir nedidelė lemputė. Jis spragteli abu perjungiklius. Nieko neįvyksta. Po to jis paliečia nedidelę metalinę juostelę, pritvirtintą prie vieno perjungiklio. Vėliau jis paliečia panašią juostelę lemputėje. Paspaustos juostelės perduoda viena kitai žinią: "aš pasiruošusi įjungimui". Kadangi abi siunčia savo žinutes viena po kitos, jos apsikeičia savaisiais tinklo adresais ir tampa "sujungtomis". Norėdamas tai įrodyti, jis spragteli jungiklį ir lemputė užsidega. Netgi išsukus lemputę ir įjungus ją kitoje vietoje, perjungiklis vis dar ją valdo. "Dabar šis perjungiklis valdys lemputę, nesvarbu kurioje pastato vietoje vienas ir kitas būtų", sako Kirkorian. Jeigu, pavyzdžiui, pakeisime perjungiklį temperatūros jutikliu, o lemputę - oro kondicionieriumi ir paliesime jų metalines juosteles, iškart turėsime temperatūros kontrolės sistemą.

   Tai yra įmanoma, nes tinklas sugeba daryti kur kas daugiau, nei siuntinėti paprastus įjungimo ir išjungimo signalus. Krikorian planuoja papildyti sistemą programine jutiklių ir perjungiklių moda. Ši moda leistų taip užprogramuoti prietaisus, kad jie pradėtų siųsti komandas tiktai tuomet, kai bus veikiami tam tikrų stimulų, pavyzdžiui, temperatūros pokyčio, laikrodžio ar infraraudonojo jutiklio išvesties signalo.

   Su tuo, jog internetiniu protokolu grindžiami tinklai yra "gudrių" pastatų ateitis, sutinka ir Ken Sinclair, dirbantis pastatų automatizavimo konsultantu ir redaguojantis automatedbuildings.com. Jis teigia, kad Internetas-0 gali tapti galinga sistema. Tačiau jis taip pat įsitikinęs, kad tam prireiks gerokai sudėtingesnės techninės įrangos, nei siūlo MIT. Netgi paėmus tokį paprastą prietaisą, kaip temperatūros jutiklis,vis tiek yra svarbu, kiek jo siunčiami duomenys užims dešimtainių ženklų ir kiek bitų, kokia skalė bus naudojama: Farenheito ar Celsijaus, o gal bus perduodamas tiktai jutiklio varžą rodantis signalas? "Jie mano, kad pakanka tiktai suteikti jutikliui IP adresą. Viskas yra gerokai sudėtingiau. Sistemai prireiks gausybės įvairiausių taisyklių ir net nepastebėsime, kaip 3 dolerių vertės lusto kaina pakils iki 10 ar 20 dolerių" - teigia Ken Sinclair.

   Kadangi Internetas-0 jungsis su išoriniu Internetu, kils ir nemažai klausimų dėl jo saugumo. Juk nenorėsite, kad koks hakeris vidurnaktį įjungtų jūsų namo aliarmo sistemą.

   Gershenfeld žino beveik visus atsakymus. Nuo hakerių jus galės apsaugoti įvairios ugniasienės ir kodavimo technologijos. Tiesa, jis pripažįsta, kad Internetas-0 sugebės apdoroti tik ribotą informacijos kiekį. Įdėti į žinutę temperatūros jutiklio rodmenis nebus sudėtinga, bet sistemos pralaidos nepakaks dokumentų persiuntimui iš vieno kompiuterio kitam.

   Jeigu pastatus automatizuojantys žmonės dar abejoja dėl Interneto-0 galimybių, tai žmonės, kurie šią sistemą kuria, jų neturi. "Kai mes pradėjome šį darbą, pamatėme, kad statybos pramonę ji tiesiog sužavėjo", - sako Greshenfeld.

   Kadangi sistema derina elektros tiekimą su duomenų perdavimo tinklu, ji gali pakeisti visą namų statybą. Dabar apie 80 proc. statybos kainos sudaro darbas. Atsisakius konkrečiose vietose įrengtų perjungiklių, galima programuojamu padaryti visą namą. Tada, pavyzdžiui, panorėjus pakeisti perjungiklius, nebereikės kviesti elektriko. Statybininkams tai turėtų patikti; ekonominė nauda irgi bus didžiulė.

   Internetas-0 pirmiausiai bus įdiegtas dideliuose komerciniuose pastatuose. Pirmajam bandymui pasirinktas vienas naujai statomas paties MIT korpusas. Gershenfeld grupė dirba kartu su architektais, nes nori būti tikri, kad tinklas taps integralia naujojo pastato plano dalimi. "Tai reiškia, kad Interneto-0 įranga bus pradėta pardavinėti maždaug po metų, - sako Krikorian. Mes norime, kad ši sistema kuo greičiau paliktų laboratorijos sienas ir pasiektų rinką." Iki šiol Internetu-0 susidomėjimą pareiškė apie tuziną kompanijų, tame tarpe Sun Microsystems, Panasonics ir Intel.


El. p.: info@elektronika.lt