Журнал `Компьютерра` N734

Музыка и нервы

Автор: Косихин Валерий

Какие бы удобства и радости ни сулило наделение интеллектом и способностью к коммуникации традиционно глупых и бессловесных кофеварок, кондиционеров и прочих бытовых устройств, куда большую практическую ценность имеет объединение в комплекс техники, от природы более смышленой. Имеется в виду техника, тем или иным образом воспроизводящая, хранящая и записывающая мультимедийный контент. О просмотре видео в стенах умного дома вам расскажет мой коллега, а я поведу речь о звуке.

Оснащая жилище техникой, человек рано или поздно обрастает множеством приборов, наделенных даром речи. Телевизор, аудиосистема компьютера, акустика домашнего кинотеатра, не говоря уже о телефонах и плеерах - все способны по команде сыграть, спеть и едва ли не сплясать[Теперь про пляски плеера можно говорить вполне буквально, благо Sony выпустила свое "танцующее яйцо" Sony Rolly (SEP?10BT). - Прим. ред.]. С другой стороны, сами звукозаписи хранятся в разрозненном виде на компакт-дисках, винчестерах настольного компьютера и ноутбука, картах памяти мобильных устройств и ресурсах Интернета. Как бы связать все это добро воедино, чтобы было максимально просто извлечь нужный музыкальный файл и воспроизвести с помощью любого источника?

Напрашиваются два разных варианта исполнения задумки. Во-первых, можно избавиться от дублирования функций устройствами, распределить между ними постоянные роли и объединить все в централизованную сеть с единственным крупным хранилищем контента и разнообразными источниками звука. Другой путь - оставить устройствам некоторую долю автономии и снабдить средствами коммуникации так, чтобы каждое из них могло и забирать аудиопоток через сеть, и воспроизводить свои локальные запасы. Обсудим первый способ.

Главное, что нам нужно для централизации аудиовещания в квартире, - это единый склад звукозаписей. В качестве такового готовы выступить сразу несколько классов техники. И первое, что приходит на ум, - это стандартный ПК, в той или иной степени ряженый под медиацентр. Производство таких устройств, иногда называемых "компьютерами для гостиной" (для кухни, спальни, туалета - предполагается, что современный человек не должен расставаться с компьютером ни на минуту), давно поставлено на поток как крупными сборщиками ПК, таки и фирмами, более известными в качестве поставщиков домашней аудио/видеотехники: Hewlett-Packard, Dell, Samsung, Philips, Fujitsu-Siemens и другие. Отрадно, что не отстают и отечественные компании - Kraftway, Formoza, Depo.

Но независимо от марки на корпусе начинка у всех устройств примерно одинакова - это традиционный компьютер с мощным процессором, видеокартой и емким жестким диском, заключенный в компактный корпус стандартных для хайфайной техники габаритов, так что его можно поставить в одну стойку с каким-нибудь ресивером и усилителем. Управление им осуществляется с помощью прилагающейся "лентяйки" и системы Windows Media Center. В принципе, покупкой такого устройства построение цифрового дома может успешно завершиться, ибо оно уже сделает многие привычные вещи значительно удобнее. Однако следует иметь в виду, что представление производителя об идеальном медиацентре зачастую расходится с покупательской точкой зрения. Камнем преткновения могут стать внешние интерфейсы. Скажем, далеко не каждый мультимедийный ПК оснащается модулем WiFi или Bluetooth (автор, правда, до сих пор таких не видел), а это ставит под угрозу саму идею объединения домашней техники. Звук мультимедийного ПК тоже порой оставляет желать лучшего, если отдан на откуп встроенному в материнскую плату чипу. Следует обратить внимание и на мощность видеокарты, если вы с помощью медиацентра собрались не только крутить музыку и смотреть кино, но и играть в игры. Некоторые люди, осознав все эти трудности, предпочитают собирать мультимедийные ПК своими руками - рецепт их изготовления тот же самый, нужно лишь запастись компактным и симпатичным корпусом, благо тут есть из чего выбирать.

Есть и другой способ использовать ПК в качестве "центра вашей цифровой вселенной", говоря рекламным языком. Для его осуществления, возможно, даже не придется покупать отдельный компьютер, если один в доме уже есть. Все дополнительные функции возьмет на себя так называемая IP STB-приставка. Суть идеи в следующем: приставка соединяется с компьютером по интерфейсу Ethernet или WiFi и, принимая от него аудио- и видеопотоки, декодирует их и выводит на экран или динамики. Одна приставка легко может обслужить несколько источников звука - никто ведь не мешает подключить телевизор по интерфейсу HDMI, а акустическую систему - по оптическому выходу или RCA. На сам же компьютер потребуется установить лишь программное обеспечение, рассылающее медиапоток. Приставка хороша тем, что из всех ресурсов подключенного к ней компьютера главным образом задействуется лишь жесткий диск, что позволяет выделить под музыку и фильмы специальный HDD и спокойно работать либо играть на машине, в то время как кто-нибудь еще наслаждается фильмом в другой комнате. Однако, в отличие от мультимедийного ПК, приставке негде хранить информацию. Для этого предназначены совсем другие устройства.

Оставим в стороне DVD-рекордеры, относящиеся скорее к созданию домашнего видеоархива. Теме данного раздела лучше удовлетворяют универсальные автономные накопители мультимедийного контента на жестких дисках. По широте возможностей это бывают совершенно разные устройства. Низший ярус функциональности занимают мутировавшие боксы для жестких дисков с USB-шнурками. Для наших целей они не подходят, так как представляют собой не более, чем компактные переносные плееры, беспомощные без ПК и небогатые на интерфейсы. На следующей ступени находятся более продвинутые ящики, снабженные массой разъемов, включая Ethernet, через который и загружаются мультимедийным контентом с ПК или сетевого хранилища. В этой нише невозможно не отметить достаточно известные бочкообразные плееры DVICO TViX. Время от времени пополняя закрома из внешних источников, можно использовать этот медиацентр как универсальный источник аудио-видео контента. Единственное, чего можно было бы пожелать, так это возможности пополнять музыкальную коллекцию из глобальной сети, не прибегая к помощи компьютера. Но первые шаги в этом направлении сделали другие люди.

В данном случае, как уже не раз бывало, впереди всех бежит компания Apple. Вдохновившись успехом своего онлайнового сервиса iTunes, в Apple решили, что если для прослушивания музыки можно обойтись без компакт-диска, то почему бы не обойтись и без компьютера? Ну, почти совсем обойтись. Так появилась беспроводная приставка Apple TV. Компьютер нужен ей лишь как шлюз для доступа в Интернет и носитель программы iTunes. Сама работа с сервисом iTunes происходит в экранном меню приставки. И, разумеется, помимо несметных богатств Интернета для проигрывания доступны локальные записи с ПК. По той же дороге пошли производители обычных музыкальных центров. Некоторые модели с жесткими дисками Sony и JVC уже оснащаются портами Ethernet, через которые можно заказывать музыку. Пока этот сервис, общий для двух компаний, далек в своем развитии от iTunes, но направление развития уже определено. И кто знает, не перейдут ли со временем музыкальные центры целиком на сетевое кормление контентом, полностью отказавшись от физических носителей.

Впрочем есть и иные варианты решений. Так, ряд производителей уже несколько лет продает дорогие системы для "мажоров", представляющие собой аудиоплееры, уже на момент продажи забитые тысячами музыкальных альбомов, оцифрованных в loseless-формате. За добавкой предлагают обращаться в онлайновые сервисы, хотя до упомянутого iTunes им всем еще безнадежно далеко. Бывают даже музыкальные компьютеры-моноблоки с сенсорным экраном. Подозреваю, что примерно так со временем и будет выглядеть значительная часть домашней электронной техники. Конкретные компании, производящие подобные устройства, на наших просторах совершенно неизвестны, но если вдруг желание приобрести их продукцию совпадет с финансовыми возможностями, то вот они: Fortuna Classical Music, Niveus, Sooloos.

Итак, мы выяснили, как собрать весь музыкальный контент в одном месте. Теперь подумаем, как его оттуда вытащить. Как уже говорилось, IP STB приставки и мультимедийные центры хороши уже тем, что обладают богатым набором интерфейсов, позволяя подключить к себе сразу несколько акустических систем. Однако это мало помогает, если хочется разместить акустику не в разных углах одной комнаты, а на более серьезном расстоянии - в разных комнатах или даже на разных этажах коттеджа, то есть устроить так называемую систему мультирум (multiroom). Для этого есть три пути. Первый - сделать все самому. То есть приобрести сразу несколько приставок, закупить сенсорные дисплеи для навигации по закромам общего сетевого хранилища, и расположить их на каждом углу своего цифрового дома. Однако всего это наверняка будет связано с утомительной настройкой всех сетевых устройств, и при отсутствии должного навыка и опыта, у вас вряд ли все получится с первого раза.

Второй вариант - это приобрети готовые наборы. Например, изящную альтернативу нашей самоделке предлагает компания Philips в виде серии музыкальных устройств Streamium. Набор девайсов состоит из беспроводного сервера, замаскированного под банальный музыкальный центр, и ряда воспроизводящих станций, подключаемых к нему по протоколу WiFi. Станции могут работать в двух режимах: человек может перемещаться по дому, перенаправляя поток на разные станции, либо каждая станция играет свою музыку. Благо, система оснащена жестким диском, обменивается файлами с компьютером, может ловить Интернет-радио и, опять-таки, получать музыку из онлайнового сервиса Rhapsody.

Третий вариант - поручить установку мультирум-системы профессионалам. В последнем случае можно даже надеяться на то, что при установке поработают не только монтажники, но и профессиональные звуковики.

Согласитесь, мультирумы - весьма удобное решение. Однако можно поступить еще проще, оснастив уже имеющуюся аудиотехнику приемниками и передатчиками звука по сети Bluetooth (тогда можно обойтись и без единого хранилища), а управлять воспроизведением на компьютере-медиацентре с помощью беспроводного радио-пульта. В дальнейшем стремлении к удобству и футуризму можно пойти еще дальше, и оснастить колонки простыми датчиками движения. Или даже поставить на компьютер систему распознавания речи и развесить по квартире скрытые микрофоны - если удастся все как следует настроить, звук будет включаться по команде. Чем не фантастика?

Теперь мы вплотную подошли к сетевому вопросу в умном доме. Ведь вся мало-мальски подходящая техника связана в нем единую сеть - от компьютера до чайника.

Для организации устройств, требующих большой полосы пропускания сигнала, доступной альтернативы Ethernet пока что нет. Беспроводные интерфейсы еще не могут передавать HD-видео в реальном времени с приемлемой частотой кадров в секунду. Единственное исключение составляет уже упомянутая ТВ-приставка Apple TV. Она использует продвинутую версии протокола WiFi, с которым пока совместимы только адаптеры компьютеров Mac. Владельцам PC придется обзавестись специальным "яблочным" адаптером. Благо, такие подвиги, как транслирование HD от сети обычно не требуются, и в большинстве случаев WiFi можно смело применять там, где для этого есть смысл. Использовать главный компьютер с широкополосным подключением как точку доступа в Интернет для всех сетевых устройств, и ловить кайф.

Другое дело - всевозможная интеллектуальная бытовуха вроде включающегося по команде света в коридоре или сетевого холодильника. Кстати, не шучу. Это монументальное изобретение принадлежит компании LG. В дверцу холодильника встроен настоящий компьютер с 15-дюймовым сенсорным экраном, позволяющий, помимо рутинных кухонных функций - получения рецептов, цен на продукты, индексирования содержимого камеры, серфить в Интернете и смотреть телевизор. Вот оно - сердце цифрового дома! Так и представляю себе среднестатистического интернет-аддикта, который пришел на кухню за стаканом молока да так и залип у холодильника. Вообще, LG некоторое время назад столь активно налегала на идею цифрового дома, что в дополнение к холодильнику выпустила сетевую микроволновку и сетевую стиральную машину. Но оставим в покое корейскую компанию. Лучше подумаем, что именно нам потребуется для того, чтобы связать в единый комплекс самую обычную бытовую технику.

Основной сетевой протокол, который используется для этой цели, называется X-10. Этому стандарту уже сто лет в обед (запатентован в 70-х годах), и развесистой функциональностью он похвастаться не может - она ограничена всего шестью возможными командами. Для наших нехитрых целей больше и не надо, а вот сэкономленные на оборудовании деньги лишними не окажутся. Кроме того, для использования X-10 не понадобится даже прокладывать какую-либо дополнительную проводку - сигнал передается через обычную электрическую сеть.

Все устройства, предназначенные для этого стандарта, можно разделить на несколько категорий. Под номером один идут передатчики. Это могут быть всевозможные сенсоры, посылающие в сеть команды в зависимости от температуры, освещенности, влажности и т.д., таймеры, преобразователи сигналов от инфракрасных пультов и других источников управления в стандарт X-10. Исполнительные устройства бывают всего двух типов: приборные модули (appliance module) и ламповые (lamp module). Разница в том, что первые умеют только включать и выключать напряжение, а вторые - еще и плавно регулировать мощность, что требуется, например, для изменения освещения. Проделывать такую штуку можно только с линейными нагрузками, каковыми являются лампы накаливания и электроплиты. Попытка приглушить с помощью такого модуля яркость на телевизоре лишь выведет последнего из строя.

На рынке все эти изделия представлены в изобилии и по вполне приемлемой цене в пределах тысячи рублей за штуку (простейшие выключатели света и прочая мелочь стоит и того меньше). С установкой тоже не должно возникнуть проблем: нужные розетки и выключатели меняются на "интеллектуальные", как вариант - модули X-10 попросту вставляются в них, в проводку включаются датчики либо трансиверы, принимающие сигнал с беспроводных датчиков, размещаемых где угодно. Самые простые модели даже не имеют отношения к X-10, совмещая, к примеру, датчик движения и выключатель - просто заменяем им обычный выключатель света, и готово.

Однако если фантазия не ограничивается "умной" лампочкой, можно пойти дальше и приобрести компьютерное устройство для конфигурирования сети. Внешне обычный представитель этого вида представляет собой гипертрофированную настенную розетку, снабженную разъемом USB. Теперь открываются поистине широкие возможности. Хотите - задавайте программу, включающую поутру кофеварку и телевизор, а вечером - затемняющую свет в комнатах. Или попробуйте заставить бытовую технику слушаться голосовых команд.

Но, прежде чем возрадоваться, нужно упомянуть обо всех недостатках, которые протокол X-10 пронес через тридцать лет своего существования. Во-первых, X-10 работает неспешно. Передатчик выдает сигнал в виде высокочастотного импульса, синхронизированного с переходом напряжения в сети переменного тока через ноль. И при стандартной частоте тока в 50 Гц передача команды "Вкл", вместе с кодом устройства займет порядка 0,94 с. Для банального выключателя еще сойдет, но для скорострельной охранной системы уже неприемлемо.

Кроме того, X-10 ничем не защищен от помех в сети, на которые так щедры некоторые из наших электрических друзей - холодильник, стиральная машина, строительные инструменты. В качестве лекарства применяются фильтры типа FM10, через которые следует подключать вышеупомянутые устройства. Кроме того, в электрощиток можно поставить фильтр другого типа - FD10. Кроме устранения приходящих извне высокочастотных помех (атаки зловредного соседа, например), пара таких фильтров используется для соединения сетей X-10, подключенных к разным фазам электропроводки. Установка защиты желательна еще и потому, что модуль X-10 не посылают передатчику отчета об исполнении команды, и, если она будет съедена помехами, устройство просто не сработает. Помехоподавляющие фильтры, встраиваемые в современную электронную технику - тоже не лучшие друзья X-10, так как глушат весь сигнал выше 50 Гц, а X-10 работает на 125 КГц.

Кроме того, в протоколе нет никаких средств предотвращения коллизий, так что если два разных передатчика одновременно начнут выдавать сигнал, возможно не только несрабатывание устройства, как в случае с помехами, но срабатывание не того, чего хотелось. Восстание машин не случится, но редкие курьезы возможны. Итак, кто предупрежден, тот вооружен. Вперед в светлое цифровое будущее!

Разумеется, запросы техники уже давно переросли скромные возможности X-10. Для организации цифровой жизни в масштабах не отдельной квартиры, а целого здания используются совсем другие стандарты.

EIB (European Installation Bus). Для передачи данных он использует витую пару или радиоканал (и потому, как и все следующие, называется шинным протоколом), и позволяет разом контролировать все коммунальное хозяйство. Напомню, что самая идея умного дома произошла отнюдь не из желания облегчить обывателю тяготы управления бытовой техникой, а из необходимости экономить деньги на отоплении и освещении крупных производственных объектов. Для чего как пионеры EIB (компании ABB, Gira, Siemens), так и производители различного серьезного оборудования (термостатов, погодных станций, всевозможных датчиков) вовсю изготавливают совместимые с этим протоколом устройства. Так что если есть желание и финансовые возможности устроить в доме климат-контроль по индустриальным стандартам, то ничто вам не препятствует. Для всех остальных хватит качественного кондиционера. Узконаправленным аналогом EIB, предназначенным уже исключительно для управления климатом, является стандарт BACnet.

Другая опция - протокол Clipsal C-Bus. Он тоже использует витую пару и используется, главным образом, для создания охранных систем с видеонаблюдением, но может с успехом взять на себя и все остальные заботы умного дома. Основные козыри C-Bus - надежность и гибкость, существующие благодаря встроенным в модули автономным микроконтроллерам. Оборудование это, конечно же, несопоставимо по цене с простым и доступным X-10, хотя C-Bus довольно прост в обращении и популярен.

Системы LonWorks являются одними из самых навороченных на рынке за счет широких возможностей программирования. Любое устройство для этого протокола обязано содержать специальный процессор Neuron. В результате, из нескольких модулей получается сеть "распределенного интеллекта". В условиях отдельно взятой квартиры никто не применяет LonWorks, все больше в огромных промышленных и жилых объектах с сотнями узлов.

Кроме этих трех наиболее популярных стандартов, можно встретить и другие, в частности, такую оригинальную разработку, как HART. Используя двойной кабель, этот протокол объединяет аналоговую и цифровую линии. Скорость передачи данных невысока (всего 1200 бит/с), зато возможная длина кабеля и аналоговый канал позволяют с успехом использовать его в наружных охранных системах. Вспомните его, когда соберетесь возводить вокруг дома кольцо обороны.

Осталось упомянуть еще несколько аналогичных протоколов. ASI - недорогой интерфейс для соединения разнообразных сенсоров с управляющими устройствами. Bitbus (IEEE 1118) - аналогичная сеть, построенная по принципу "мастер-помощник". Сочетает высокую надежность с дальностью передачи данных. Системы CAN (ISO 11898), вышедшие из автомобильной промышленности, нужны там, где требуется реагирование в реальном времени. Последняя шина только набирает силу, но уже имеет широкую поддержку производителей.

Наконец, не могу обойти вниманием еще один стандарт под названием ZigBee. Он, увы, никак не может пробить себе дорогу в массы, хотя официально существует уже более двух лет и поддерживается консорциумом из более, чем сотни компаний во главе с такими монстрами, как Philips, Samsung, Mitsubishi и Motorola. В отличие от всех остальных, это беспроводной протокол. Основные фишки "пчелы" - это дешевизна, энергосбережение и устойчивость. Любое совместимое с ним устройство призвано находиться в спящем режиме большую часть времени, лишь на долю секунды просыпаясь, дабы проверить, не обращается ли к нему кто-нибудь еще. При этом сеть работает без задержек, и в жертву приносится лишь пропускная способность канала, которая колеблется от 20 до 256 кбит/с. Для "бытовухи" больше и не надо. Но увы, ZigBee, несмотря на всю свою привлекательность и старания лоббистов, не пользуется популярностью и фактически недоступен для строителей цифрового жилища.