¿Qué es la fibra optica plástica?


Día tras día se multiplica la demanda la mejora  de la  conectividad,  no solo por motivo de la hetereogenidad  de dispositivos, electrodomésticos y entretenimiento que dependen de ello.  sino  también  por el mayor  flujo demandado    gracias en parte a nueva aplicaciones  que han entrado en  nuestra vida como pueden ser  por ejemplo  el video 4k   o los juegos online.

Ante estos nuevos escenarios, la eficacia y calidad de la transmisión de los datos dentro del hogar (  o la empresa)  es una necesidad en aumento que cada vez es mas difícil dar respuesta  a través de conectividad inalámbrica   puesto que las redes wifi o wifi +   sufren grandes atenuaciones   de  la señal debido a la distancia  y los obstáculos  que encuentran en su camino

Soluciones  alternativas    alámbricas que ofrezcan conexiones de 1Gb/s  son las que  se puede realizar mediante el tradicional cableado ethernet a  velocidad 1 Gb/s orientada al uso doméstico y terciario . Lamentablemente  el  cableado  ethernet no siempre  es una solución factible si en la instalación   no existen las canalizaciones correspondientes albergar este, lo cual suele ser lo mas normal ,  razón por la cual para el uso domestico   suele  obviarse este tipo de instalaciones. Afortunadamente como alternativa  al cableado ethernet, la tecnología actual permite sustituir el voluminoso cableado de cobre convencional  ethernet Cat5 o Cat6    por fibra óptica de plástico (POF) de 1 mm de núcleo y 2.2 mm de diámetro en total construida generalmente  con un núcleo de polimetilmetacrilato y un revestimiento de polímeros fluoruros.

 

La Fibra óptica plástica o POF (Plastic Optical Fiber)  no es nada nuevo pues uso está ampliamente extendido en electrónica automovilística y aeronáutica,.También se está usando la POF para el control industrial, la iluminación (carteles luminosos), la medicina, las telecomunicaciones y el mercado aeroespacial, entre otras aplicaciones.

Recientemente  gracias a la evolución de la electronica para hacer la conversión de óptico a ethernet y viceversa,  la novedad es  que se  está planteando cada vez más, en usarla también  para las conexiones  de hogares entre el HGU  ( Home Gateway Unit  que integra  el punto de acceso , el router y el video-brige ) y los puntos de uso (rosetas o bases de toma) gracias a la instalación sencilla ,al tratarse de un  material flexible y muy resistente que se puede introducir por conductos eléctricos/TV/teléfono,  por el rodapié o por los marcos de las puertas, lo que hace que la dicha instalación se pueda efectuar de manera sencilla y rápida.

Esta nueva fibra  de  plástico ( POF )  que garantiza hasta 1 Gbps  es una solución económica que pude ofrecer alta velocidad ( 1Gbps a 50m de distancia) ,  inmune al ruido (interferencias)   y todo ello con una instalación sencilla debido al material plástico  que no se rompe fácilmente  y  se puede instalar  junto con cables eléctricos  compartiendo la mismas canalizaciones

Como complemento necesario en los extremos de las fibra  están los transceptores  de fibra o ethernet y viceversa,  pero gracias al lanzamiento de la primera familia de chips de KDPOF (una empresa española, con nombre extranjero, Knowledge Development for POF, KDPOF, fundada por dos jóvenes ingenieros madrileños  a principios de 2014)  ,es  algo  muy sencillo ,  gracias  a que  han desarrollado un Chip que es capaz de explotar al máximo las prestaciones de la fibra de plástico para su uso como cable de comunicaciones de alta velocidad..

KDPOF,  fundadada  por dos compañeros en una empresa de desarrollo de Chips madrileña con problemas financieros, surge ante la búsqueda de usar un medio barato de comunicaciones como es la fibra de plástico y las fuentes de luz tipo LED para sistemas 1Gbs. Gracias a la experiencia de sus fundadores y el equipo de ingenieros que han reunido les ha permitido a KDPOF captar capital riesgo español para poder desarrollar y lanzar al mercado la primera línea de chips orientada al mercado del hogar y la industria  cuyo  desarrollo del chip ha llevado más de dos años de intenso trabajo de más de una decena de ingenieros.

 

Hablamos pues  de una solución muy real que el operador  Movistar  ya esta  probando en hogares reales , lo cual  nos da una idea de que este tipo de soluciones  sera una realidad en un futuro muy cercano.

Precisamente en el vídeo a continuación  podemos ver al CEO de KDPOF explicando como se realiza una instalación real con POF

 

 

Vemos pues como una red de datos de 1Gb/s   basada en fibra plástica tiene grandes ventajas sobre el cableado ethernet   entre  las que destacamos su bajo coste de instalación por  la posibilidad de reutilizar los conductos por los que discurren los cables eléctricos para tender los nuevos cables de datos  ya que  no es necesario disponer de conductos específicos para la fibra plástica lo cual redunda en una reducción drástica de la complejidad y molestias de la instalación.

Veamos ahora  como se crea un red basada en POF.

 

Configuración de una red con POF

La   instalación   en un local o el el hogar  con POF en esencia  requiere de la conversión de cableado  de cobre a  fibra     por medio de un transceiver para llevar la señal ethernet mediante la fibra de plástico a través de las canalizaciones existentes de c.a.    hasta las rosetas ethernet , donde habrá que realizar la operación inversa ( de fibra a ethenet)
Básicamente  los componentes necesarios de una instalación basada en POF son   los siguientes:
  • Media Converter: transforma la señal del cable POF a Ethernet.
  • Daisy Chain: nos permite seguir alargando la red POF, teniendo además una toma ethernet.
  • Módulo Wi-Fi: acoplada al Media Converter o al Daisy Chain, proporciona conexión Wi-Fi.
  • Switch: transforma y reparte la señal del puerto de entrada Ethernet entre sus 4 salidas POF.

Por ejemplo  una solución si no vamos a conectar equipos en daisy chain ,  a la salida ethernet del   HGU    podemos  conectaremos  un switich  de Pof    , lo cual nos dará   4 salidas  ópticas   a las que conectaremos 4 fibras   que llevaremos por las canalizaciones existentes.  En las terminaciones de las fibras   constaremos una roseta con un  Media converter integrado   para realizar la conversión de fibra a  ethernet ( comercialmente  las hay con una o dos tomas ethernet)

Por supuesto , en caso de necesitar mas tomas ethernet en otras salas    separadas a mas distancia ,  podemos usar  tambien un  dispositivo Daisy Chain  para continuar la red con fibra  hacia otros lugares haciendo por tanto de  by-pass este equipo

En el video siguiente  vídeo podemos ver físicamente una instalación de este tipo  :

 

 

 

La electrónica de un POF

Como decíamos la empresa  española KDPOF ha logrado la  estandarización   de la  tecnología POF  compitiendo a nivel europeo con otras alternativas para la comunicación sobre fibra plástica entre las que se encontraban grandes empresas y centros de desarrollo como Siemens, el Instituto Fraunhoffer o el Politécnico de Torino, siendo la ganadora la propuesta española de KDPOF,y la cual  ha servido de base para el nuevo estándar de comunicaciones sobre fibra plástica.

Al ser la primera empresa que pone en el mercado un chip que cumple con los requerimientos del estándar , disfruta de una cuota de mercado mayoritaria  y además es propietaria de varias patentes que protegen su tecnología con lo que futuros competidores que quieran desarrollar chips que cumplan con el estándar habrán necesariamente de llegar a acuerdos comerciales con KDPOF.

El estándar actualmente cubre el mercado Europeo mediante la cobertura del ETSI, pero KDPOF ha comenzado ya la extensión a nivel mundial trabajando con el IEEE, el mismo organismo que estandariza tecnologías tan conocidas como Ethernet o WiFi.

El fabricante kdpof esta construyendo media-converter  basándose en chip especializados como son el kd1000 Y kd1001

El KD1001 es un transceptor Gigabit POF Ethernet totalmente integrado, está optimizado para una baja potencia y un tamaño reducido. Este nuevo transceptor implementa la capa física del ETSI TS para transmitir datos en el estándar SI-POF, MC-POF o PCS.

El chip se fabrica utilizando un proceso CMOS de 65 nm, que ofrece el mejor rendimiento, el menor costo y la menor potencia para las soluciones Gigabit POF.

El transceptor incorpora tecnología de comunicación digital de vanguardia desarrollada por KDPOF, que se basa en la arquitectura ASIC confiable y de corto tiempo de comercialización de la compañía. El procesador de señal digital personalizado se basa en la arquitectura de activación de transporte (TTA), optimizado para el filtrado adaptativo.

Por tanto el transceptor KD1001 está diseñado para cumplir con los requisitos del mercado de redes domésticas POF  como lo muestran los ejemplos de implementación de mas abajo.

Muy resumidamente en los esquemas podemos   ver dos  tipos de transceptores:

  1. El primero es un Media converter  que puede operar en ambos sentidos:; desde ethernet a  optico  y/o viceversa ofreciendo una única  toma etherenet  y tambien una única toma optica.
  2. El segundo es un ejemplo mas complejo y completo al integrar   un Daisy -chain  para permitir  continuar la tirada de POF por mas lugares usando una  única tirada. Ademas  ofrece   dos salidas  ethernet   y  conectividad wifi

 

 

El KD1001 ASIC es pues un  dispositivo ideal  o para integrar capacidades de Gigabit en puertos POF con una lista de materiales de bajo costo.Ademas como vemos su interfaz analógica incorporada simplifica la conectividad a los FOT.

Como   puede deducirse , ejemplos de productos que pueden incorporar puertos POF basados ​​en el ASIC KD1001 incluyen decodificadores, enrutadores, televisores digitales y unidades conectadas a la red, así como componentes de red como interruptores, enchufes de pared y convertidores de medios (como POF-a-copper). ).

Esta son  resumidamente  las características de este chip:

  • Interfaces de datos: RGMII, GMII, MII como MAC o PHY
  • Características principales: EEE, ETSI TS Gigabit POF compatible con el estándar y 100 Fx compatible con versiones anteriores
  • Aplicaciones típicas: convertidores de medios POF a 100 / 1000Base-T para instalaciones de bricolaje, enchufes de pared, interruptores de baja densidad, etc.

Sin duda esta tecnologia a medida  que se vaya haciendo mas popular  y se consiga abaratar los precios de los equipos las perspectivas y primeras ventas son muy atractivas. Con clientes en todas las regiones del mundo, es el mercado de las redes del hogar el que primero que debería  ir incorporando mayoritariamente la fibra plástica para poder interconectar todos los dispositivos del hogar de una forma mucho mas sencilla   y fiable que las soluciones basadas  en cableado de cobre. Ademas otros sectores como  pueden ser  las energías renovables, plantas de generación nuclear, electromedicina, robots industriales ,vigilancia remota, etc  presentan multitud de oportunidades para el uso de la POF.

 

Ya  hay  clientes que  han incorporado en sus instalaciones  fibra plástica como medio de transmisión de datos a alta velocidad,  en lo que a todas luces será un hito mundial de la tecnología e ingenio españoles.

 

Mas información   aqui, ademas   se puede obtener mas información donde  se puede adquirir el producto en los sitios del fabricante y de los instaladores:  https://www.kdpof.com/  y  http://www.actelser.com/

 

Android Auto con una Raspberry Pi


Android Auto, es un sistema que usa un hardware especifico  diseñado para poder utilizar algunas funciones de nuestros móviles mientras conducimos, como ver mensajes, cambiar de canción, recibir instrucciones para el GPS, hacer llamadas, etc. Hasta ahora era necesario que el coche fuera de los más nuevos e incorporara el sistema o incorporar una cara pantalla que lo incluya, pero gracias a Raspberry Pi ya no es necesario ¿le  interesa como lograrlo, pues siga leyendo porque la verdad es que no puede ser mas sencillo .

 

 

En efecto , en 2015, Google presentó Android Auto , un sistema que permite a los usuarios proyectar ciertas aplicaciones desde sus teléfonos inteligentes Android en la pantalla de información y entretenimiento de un automóvil. La interfaz amigable para el conductor de Android, con botones táctiles y comandos de voz más grandes, tiene como objetivo hacer que sea más fácil y seguro para los conductores controlar la navegación, la música, los podcasts, la radio, las llamadas telefónicas y más, mientras mantiene la vista en la carretera. Android Auto también se puede ejecutar como una aplicación en un teléfono inteligente Android, lo que permite a los propietarios de vehículos de modelos más antiguos sin pantallas de unidades principales para aprovechar estas características.

 

Si bien hay muchas aplicaciones disponibles para Android Auto, los desarrolladores están trabajando para ampliar  su catálogo.De hecho una nueva herramienta de código abierto llamada OpenAuto espera facilitarlo al ofrecer a los desarrolladores  como una forma de emular Android Auto en una Raspberry Pi 

 Con OpenAuto, los desarrolladores pueden probar sus aplicaciones en condiciones similares a las de cómo trabajarán en una unidad de cabeza de automóvil real ,  pero ademas ,  como puede imaginarse también sirve para implementar Android Auto en un vehículo convencional  que no contara  con esta facilidad .

Las funciones implementadas a día de hoy en Android Auto son:

  • Vídeo a 480p, 720p y 1080p a 30 o 60 fps
  • Decodificación hardware de vídeo en la Raspberry Pi 3 (hasta 1080p@60fps)
  • Reproducción de audio de todos los canales (multimedia, sistema y voz)
  • Entrada de audio para comandos de voz
  • Touchscreen y botones
  • Bluetooth
  • Inicio automático tras conectar el dispositivo
  • User-friendly

Además de la   Raspberry Pi 3 y un dispositivo Android  con la app de Android Auto instalada, se necesita:

  • Microfono USB : la Raspberry Pi 3 no tiene una entrada de micrófono, que se requiere para usar el Asistente de voz de Google ( si no se instala no se podrán dar ordenes vocales)
  • Dispositivo de salida de video: puede usar una pantalla táctil o cualquier otro dispositivo de salida de video conectado a HDMI o salida compuesta (RCA)
  • Dispositivo de entrada: por ejemplo, una pantalla táctil o un teclado USB

 

OpenAuto

OpenAuto es un emulador para la unidad principal de Android Auto.Emula el software de la unidad principal y le permite usar Android Auto en su PC o en cualquier otra plataforma integrada como Raspberry Pi 3.

El software de la unidad principal es una interfaz para la proyección automática de Android. Toda la magia relacionada con Android Auto, como la navegación, el Asistente de voz de Google o la reproducción de música, se realiza en el dispositivo Android.

 La proyección de Android Auto en la unidad principal se realiza utilizando el códec H.264 para video y el códec PCM para la transmisión de audio. Esto es lo que hace principalmente el software de la unidad principal: descodifica la transmisión de video H.264 y las transmisiones de audio PCM y las reproduce de manera conjunta. Otra función de la unidad principal es proporcionar entradas de usuario pues OpenAuto admite eventos táctiles y teclas duras.

Para una implementación exitosa, se necesita implementar el soporte de aceleración de hardware de video usando la GPU Raspberry Pi 3 (VideoCore 4).Gracias a esto, la proyección automática de Android en la  Raspberry Pi 3 puede manejarse incluso con una resolución de 1080p a 60 fps. Se pueden usar las bibliotecas cliente OpenMAX IL e IL entregadas junto con el firmware Raspberry Pi para implementar la aceleración de hardware de video.

Aprovechando el hecho de que el sistema operativo Raspberry Pi es Raspbian basado en Debian Linux, OpenAuto también puede construirse para cualquier otra plataforma basada en Linux que brinde soporte para la decodificación de video por hardware. La mayoría de las plataformas basadas en Linux proporcionan soporte para decodificación de video por hardware directamente en GStreamer. Gracias a las bibliotecas altamente portátiles como Boost y Qt , OpenAuto se puede construir y ejecutar en la plataforma Windows. 

El proyecto se basa en la instalación de una distribución Linux, Raspbian Stretch, a la que luego se le añaden librerías como las célebres Qt para poder ejecutar las aplicaciones orientadas a ser utilizadas en el coche.

A la Raspberry Pi 3 en la que se han basado para iniciar el proyecto se le conecta una pantalla táctil (480p, 720p o 1080p) que es recomendable para la interacción con el sistema. Completar el proceso es relativamente sencillo, y tanto el código fuente (en GitHub) como las instrucciones de instalación están disponibles públicamente.

El proyecto, desarrollado por Michal Szwaj, plantea por ahora un sistema en el que es posible controlar la reproducción multimedia —el soporte Bluetooth es protagonista—, o acceder a los mapas de Google, por ejemplo. De momento no se ofrecen funciones como la navegación GPS, pero la versatilidad de la Raspberry Pi hace que esa opción no parezca difícil de implementar.

El proyecto de hecho no solo está disponible para la Raspberry Pi, sino también para sistemas Linux y Windows, y su licencia GPLv3 invita a cualquiera a investigar y contribuir a una iniciativa que una vez más demuestra la versatilidad de la Raspberry Pi.

Componentes de Open Auto

El núcleo de OpenAuto es la biblioteca aasdk , que proporciona soporte para todas las funciones de Android Auto. La biblioteca aasdk está construida sobre las bibliotecas Boost, libusb y OpenSSL. libusb implementa la comunicación entre la unidad principal y un dispositivo Android (a través del bus USB). Boost proporciona soporte para los mecanismos asíncronos de comunicación. Es necesario para la alta eficiencia y escalabilidad del software de la unidad principal. OpenSSL se utiliza para cifrar la comunicación.

La biblioteca aasdk está diseñada para ser completamente reutilizable para cualquier propósito relacionado con la implementación del software de la unidad principal. Puede usarlo para crear su propio software de unidad principal para su plataforma deseada.

Otra biblioteca muy importante utilizada en OpenAuto es Qt. Proporciona soporte para multimedia, entrada de usuario e interfaz gráfica de OpenAuto. Y el sistema de compilación que está utilizando OpenAuto es CMake .

 El protocolo de Android Auto se toma de otro gran proyecto de unidad principal de Android Auto llamado HeadUnit . Las personas que trabajan en este proyecto hicieron un trabajo increíble en la ingeniería inversa del protocolo AndroidAuto y crearon los buffers de protocolo que estructuran todos los mensajes.

Para instalar Android Auto paso a paso podemos seguir los siguientes pasos :

  1. Construir aasdk 

    1. Instalar el software necesario 

      $ sudo apt-get install -y libboost-all-dev libusb-1.0.0-dev libssl-dev cmake libprotobuf-dev protobuf-c-compiler protobuf-compiler

      1. Repositorio de aasdk clon

      $ cd

      $ git clone -b master https://github.com/f1xpl/aasdk.git

      1. Crear el directorio aasdk_build en el mismo nivel que aasdk dir

      $ mkdir aasdk_build

      $ cd aasdk_build

      1. Generar archivos de cmake

      $ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ../aasdk

      1. Construir aasdk

      $ make

  2. Instalar el software necesario

$ sudo apt-get instala -y libqt5multimedia5 libqt5multimedia5-plugins libqt5multimediawidgets5 qtmultimedia5-dev libqt5bluetooth5 libqt5bluetooth5-bin qtconnectivity5-dev librtaudio-dev pulseaudio librtaudio5a

  1. Construir ilclient desde el  firmware de la Raspberry

$ cd /opt/vc/src/hello_pi/libs/ilclient

$ make

  1. Clonar repositorio de Open

$ cd

$ git clone -b master https://github.com/f1xpl/openauto.git

  1. Crear el directorio openauto_build en el mismo nivel que Open dir

$ mkdir openauto_build

$ cd openauto_build

  1. Generar archivos de cmake. Si es necesario, ajustar trazados por consiguiente a su localización de directorios aasdk y aasdk_build.

$ cmake-DCMAKE_BUILD_TYPE = liberación-DRPI3_BUILD = TRUE – DAASDK_INCLUDE_DIRS = «/ home/pi/aasdk/include»-DAASDK_LIBRARIES=»/home/pi/aasdk/lib/libaasdk.so»-DAASDK_PROTO_INCLUDE_DIRS = «/ home/pi/aasdk_build»-DAASDK_PROTO_LIBRARIES = «usual PI/AASDK/lib/libaasdk_proto.so»… /openauto

  1. Construir Open

$ make

  1. Ejecutar Open

$ /home/pi/openauto/bin/autoapp

 

Puede seguir todos los pasos anteriores  o bien seguir el instalador  creado por novaspirit , el cual hace todo el proceso automáticamente:

  1.  Descargar el script de instalación desde el  github de novaspirit                                       $ git clone https://github.com/novaspirit/androidauto_rpi_install 
  2. Ahora necesitamos cambiar a ese directorio                                                                         $ cd androidauto_rpi_install 
  3. Para ejecutar el script install.sh necesitamos cambiar los permisos para permitir que se ejecute.                                                                                                                         $ chmod +x install.sh 
  4. Ahora podemos instalar Android Auto                                                                                  $ ./install.sh 

Este proceso puede tardar casi media hora pero ojo porque nos informara en primer lugar que ha instalado las dependencias  y tendremos que pulsar  intro par seguir 

Asimismo al rato nos informara que esta clonando y construyendo el SDK  de Androd Auto

Acto seguido nos informara de que esta construyendo el firmware de ilclient

Seguidamente ya se empezará a clonar y construir la imagen de OpenAuto 

 Si en este punto aborta con  un error es muy posible  que haya ocurrido en el transcurso de la compilación de OpenAuto

Puede realizar los pasos finales del script de modo manual sin la  opción del parametro -j4, es decir:

$make 

Y ahora habilitamos  OpenAuto en el arranque :

$echo «sudo /home/pi/openauto/bin/autoapp» >> /home/pi/.config/lxsession/LXDE-pi/autostart

Y con esto arrancamos OpenAuto

$whiptail –title «OpenAuto RPi» –msgbox «Strating OpenAuto» 8 78

$/home/pi/openauto/bin/autoapp

 

Después de esta larga espera, ya estará  lista la instalación  para conectar su teléfono a su Raspberry Pi.

Si ha  conseguido llegar a este punto  de la pantalla anterior , ya esta en condiciones de probar la funcionalidad de Android Auto para lo cual puede conectar por USB  un smartphone  Android  con la app instalada de Android Auto  a uno de los conectores USB de la Raspberry Pi

En seguida debería reconocer  el terminal que esta intentando conectar con la Raspberry, y en unos segundos ya debería cambiar la pantalla en la Raspberry pi por  el menu de Android Auto desde el cual podra acceder a Google Map, ver las llamadas o los mensajes  y reproducir su musica favorito a traves del interfaz tacil de su Raspberry Pi

 

OpenAuto está licenciado bajo GPLv3.Para obtener más información, visite la página GitHub del proyecto , donde puede encontrar su código fuente y mas información.

Crankshaft

Y es que en lugar de tener que gastar una fortuna  en una pantalla para el coche que incluya Android Auto de marcas como Pioneer o Sony, se  puede hacer lo mismo  gracias a una distribución de GNU/Linux llamada Crankshaft.

Solo necesitaremos la Raspberry Pi con la pantalla tactil instalada e instalar la imagen de Crankshaft y por supuesto encontrarle un hueco en el salpicadero de nuestro coche(su creador recomienda que compremos la pantalla oficial y una carcasa)

Huan Truong   se decidió a crear este proyecto cuando buscaba incorporar un sistema Android Auto en su viejo coche. Vio que había una alternativa llamada OpenAuto que recientemente fue lanzada de manera pública tal y como hemos visto , pero esta opción le parecía  más compleja porque requería compilarla y añadir una serie de configuraciones para hacerla funcionar. Por ello, se lanzó a hacerlo todavía más sencillo.

Crankshaft se puede descargar en la página web oficial. Troung recuerda que el proyecto se encuentra en versión alpha y no se responsabiliza de ningún problema que pueda surgir durante su utilización, ya que es un hobby y no una versión estable desarrollada por Google. Por tanto, tened mucho cuidado si lo utilizáis y dependéis de él.

Al estar todavía en fase experimental, le faltan bastantes funcionalidades. Por ejemplo, no cuenta con implementación para micrófono, por lo que el control por voz mediante Ok Google no funciona. Tampoco tiene Bluetooth, por lo que es necesario conectar el móvil mediante USB para poder usarlo con el sistema (Truong afirma que quiere incluirlo más adelante, aunque no tiene prisa). El listado de móviles compatibles incluye prácticamente todos los recientes, y puede comprobar el listado de usuarios que afirma que funciona con su móvil en la página de GitHub.