Cyfrowy dom - to nie takie proste

Ograniczenia natury technicznej wynikają po części ze struktury rynku dostawców. Jest on bardzo rozproszony, a konkurujące ze sobą firmy rzadko porozumiewają się co do standaryzacji wprowadzanych rozwiązań. Efektem tego jest duża różnorodność dostępnych produktów, które nie zawsze zgodnie ze sobą współpracują. Ideałem byłaby standaryzacja podobna do tej przyjętej przez producentów komputerów klasy PC. Wymaga ona jednak tzw. poziomej organizacji przedsiębiorstw zajmujących się produkcją urządzeń do inteligentnych domów.

Firmy o strukturze poziomej skupiają się na konkretnych, elementarnych produktach, które później mogą być łączone w większą całość. W chwili obecnej większość producentów ma ambicje tworzenia całościowych systemów domowej automatyki i stąd wynika ich pionowa struktura – organizacja przedsiębiorstwa pozwalająca na jednoczesne zajmowanie się wieloma zagadnieniami. Niestety w dzisiejszych czasach nie zawsze jest ona optymalna.

Brak jednoznacznej standaryzacji świadczy o niedojrzałości rynku, którego wielkość mierzy się w miliardach dolarów. Największym jego segmentem są radiowe sieci bezprzewodowe, służące do szeroko pojętej komunikacji w obrębie budynku. Jest to również sektor rynku domowej automatyki, wyróżniający się jasno zdefiniowanymi standardami. Króluje na nim Wi-Fi (IEEE 802.11) i Bluetooth (IEEE 802.15.1). Standardem zaprojektowanym pod kątem wykorzystania w inteligentnych budynkach jest ZigBee (IEEE 802.15.4), a także mający pojawić się w drugiej połowie 2007 r. Wibree. Ten drugi to oparta na Bluetooth wysoce energooszczędna technologia transmisji danych, która może być wykorzystana m.in. do komunikacji pomiędzy czujnikami. Według szacunków In-Stat, firmy zajmującej się badaniem rynku telekomunikacyjnego, wartość segmentu domowych sieci bezprzewodowych osiągnie 17,1 mld dolarów w 2008 r.

Rynek nie jest łatwy

Firmy zajmujące się domową automatyką napotykają na szereg problemów. Standardy definiowane dla sieci bezprzewodowych nie mają zastosowania w miejscach, gdzie sieci te łączą się z urządzeniami wykorzystującymi komunikacje przewodową. Rozwiązaniem stosowanym w tej sytuacji jest wykorzystanie interfejsu Firewire (IEEE 1394). Jest to tylko wyjście pośrednie, gdyż brak jest standardu zaprojektowanego specjalnie do wykorzystania w domowych sieciach opartych o okablowanie i komunikacje radiową jednocześnie. Należy przy tym pamiętać, że w inteligentnym domu poza komputerami PC dostęp do sieci mają także urządzenia multimedialne, różnego rodzaju sterowniki i czujniki. To dlatego tradycyjne standardy komunikacji radiowej nie zawsze znajdują tu pełne zastosowanie.

Ich mnogość również nie ułatwia zadania. Poza specyfikacjami z rodziny 802.11.x stosuje się sieci przewodowe wykorzystujące kabel koncentryczny. Zaliczyć do nich można MoCa, HomePlug 2.0 czy HomePNA. Ta ostatnia technologia umożliwia transfer informacji z prędkością 320Mbit/s. Przesyłanie danych kablem koncentrycznym może być użyte zarówno w obrębie budynku, jak również pomiędzy budynkiem, a światem zewnętrznym.

Uzupełnieniem sieci LAN obejmujących zasięgiem działania cały budynek są działające na krótkich odległościach sieci PAN (Personal Area Network). Również w tej dziedzinie istnieje mnóstwo standardów. Dwa podstawowe to Bluetooth i UWB (Ultra Wide Band). Wielu producentów opiera na nich własne protokoły. Dążenie firm do wprowadzania własnych specyfikacji przesyłu danych i co za tym idzie olbrzymia ich różnorodność prowadzi do bałaganu na polu domowych sieci telekomunikacyjnych. W chwili obecnej nie jest jasne jak rozwiązania różnych producentów będą ze sobą współpracować oraz, co najważniejsze, czy będą pomiędzy nimi zachodziły interakcje prowadzące do błędów w działaniu.

Kolejna sprawa to kwestia bezpieczeństwa przesyłu danych, która pozostaje na chwilę obecną nierozwiązana. Dużą część przesyłanych danych w inteligentnym domu stanowią treści multimedialne, często chronione prawami autorskimi. Właściciele tych praw chronią swoją własność poprzez stosowanie technologii Digital Rights Management (DRM). Wczesny przykład takiej technologii to zabezpieczenie płyt audio CD przed odtwarzaniem na komputerach. W świecie domowych sieci telekomunikacyjnych stosowanych w inteligentnych budynkach nie ma uniwersalnego rozwiązania technicznego, które pozwalałoby na taką ochronę. Po raz kolejny producenci stosują różne, niekompatybilne ze sobą rozwiązania.

W jednym domu różne wersje zabezpieczeń DRM można znaleźć w oprogramowaniu komputera PC, dekoderze telewizji cyfrowej czy przenośnym odtwarzaczu muzyki. Pytanie, czy przy przenoszeniu danych zabezpieczenia te będą działać na różnych urządzeniach pozostaje otwarte. Jak w każdej dziedzinie i tu podejmowane są próby standaryzacji. Do tej pory nie udało się jednak zebrać głównych zainteresowanych w jednym konsorcjum. Przykładowo, trzy stowarzyszenia Open Mobile Alliance, Digital Video Broadcasting Project i Coral Consortium pracują nad ustandaryzowaniem technologii DRM. Niestety nie współpracują one z firmami Microsoft i Apple, co wyklucza włączenie w to popularnego oprogramowania czy iPod-ów. Oddzielną koncepcje prezentuje również Intel, który promuje ochronę danych poprzez adres IP.

Domowe systemy operacyjne

System operacyjny działający w „cyfrowym domu” musi w czasie rzeczywistym obsługiwać m.in. urządzenia multimedialne i szerokopasmowe sieci przy minimalnym poborze mocy. Kandydatem na standardowy, uznany przez wszystkich producentów OS jest Linux. By sprostać mnogości rozwiązań softwareowych oferowanych przez różnych dostawców powstało Consumer Electronics Linux Forum – organizacja non-profit mająca na celu promocję systemu Linux w elektronice użytkowej. Do jego członków należą m.in. ARM, Freescale, Fujitsu, IBM, Motorola czy NEC. Organizacja ta umożliwia swoim członkom formułowanie i kodyfikowanie wymagań stawianych oprogramowaniu, a także dzielenie się rozwiązaniami. Ponadto w 2005 roku firma Motorola zaczęła promować system operacyjny Linux jako darmowy i otwarty standard.

Zagadnieniem do tej pory niedopracowanym pozostaje współpraca pomiędzy urządzeniami znajdującymi się w węzłach sieci. W chwili obecnej, w domowych sieciach telekomunikacyjnych wykorzystywanych jest ponad czterdzieści oddzielnych standardów i protokołów. W celu stworzenia wspólnych wytycznych określających sposób wymiany informacji pomiędzy urządzeniami powołano dwa stowarzyszenia: Universal Plug and Play Forum (UPnP) oraz Digital Living Network. Ponadto, Intel w dokumencie Networked Media Product Requirements sprecyzował wymagania stawiane domowym sieciom telekomunikacyjnym w celu zwiększenia ich interoperacyjności.

Chętni do zaistnienia ze swoimi produktami w „cyfrowym domu” pochodzą z różnych branż. Od dostawców telewizji kablowej i satelitarnej, poprzez operatorów sieci telefonii stacjonarnej i komórkowej, po producentów komputerów i elektroniki konsumenckiej - wszyscy chcą mieć udział w tym rosnącym rynku. Na drodze do pełnego sukcesu stoją ograniczenia techniczne, które pokonane mogą zostać tylko przy daleko idącej współpracy pomiędzy przedstawicielami zainteresowanych branż.

Marcin Kmieć