CEBus (Consumer Electronic Bus) é uma rede de comunicação local e de controle projetada especificamente para automação residencial.
    O CEBus foi desenvolvido pelo Consumer Electronic Group da EIA (Electronic Industries Association) e por um comitê interindustrial formado por membros da EIA e por outras companhias interessadas (não membras da EIA) a partir de 1984. As maiores motivações para este desenvolvimento foram:
 
• desenvolver um método universal e de baixo custo para que os dispositivos de uma casa possam se comunicar, independente do fabricante;
• permitir a introdução de novos produtos e serviços na residência a um custo mínimo e sem causar confusão ao consumidor;
• reunir todos os requisitos de controle domésticos num único padrão de rede;
• incluir controles além dos tradicionais "On", "Off", "Dim", "Bright", "All Lights On" e "All Lights Off";
• minimizar a redundância de controle e métodos de operação entre os equipamentos da casa;
• basear-se no Modelo de Referência ISO/OSI.

   Em 1992, o padrão CEBus foi apresentado ao mundo na forma de um conjunto de documentos formando o IS-60. Este, na realidade, foi um padrão intermediário no qual as empresas/interessados puderam avaliá-lo até que se tornasse um padrão completo.
    A partir de 1994, o desenvolvimento e o refinamento do padrão passaram a ser feitos pela CIC (CEBus Industry Council). O CIC é uma entidade sem fins lucrativos formada por representantes de várias firmas eletrônicas.
    Desde 1995, o padrão CEBus está sendo submetido ao ANSI para que seja também um padrão ANSI e mundial, sob a denominação EIA-600. Sob esta denominação, o padrão cobre 3 áreas: o projeto físico e a topologia da mídia da rede, um protocolo para geração de mensagens e uma linguagem de comando comum. Estas áreas são cobertas por 8 volumes:
 
• EIA-600.10 - Introdução - Uma visão geral com as metas e definições para o resto do padrão;
• EIA-600.20 - Descrição Geral - Resumo sobre a arquitetura, os suportes de transmissão possíveis e as topologias do padrão;
• EIA-600.31 até EIA-600.39 - Suportes de Transmissão e Camada Física - Descrição detalhada de cada meio e suas características;
• EIA-600.41 até EIA-600.46 - Protocolo de Comunicação de Nós - descreve as camadas do modelo ISO/OSI cobertos pelo padrão CEBus;
• EIA-600.51 até EIA-600.54 - Protocolo de Comunicação para Routers - A base para se implementar um router (para ligação de meios físicos diferentes);
• EIA-600.61 até EIA-600.64 - Protocolo de Comunicação para Brouters (bridge mais router no mesmo dispositivo)- A base para se implementar um brouter (para ligação de meios não físicos (RF e IR) a físicos (par-trançado, coaxial, instalação elétrica comum, fibra ótica));
• EIA-600.81 até EIA-600.82 - Descreve a linguagem de alto nível (CAL) usada na comunicação de todos os dispositivos;
• Apêndice - Recomendações para desenvolvimento, operação e uso de dispositivos EIA-600 e redes.

   Suas principais aplicações são em controle remoto, indicação de status, gerenciamento de energia, sistemas de segurança, gerenciamento de dispositivos de entretenimento, etc. Situações que requerem conexão barata para uma rede local que trafega mensagens digitais relativamente curtas.
    Portanto tem-se como meta:
 
• controle de um ambiente residencial;
• versatilidade (aplicável tanto para controle distribuído quanto centralizado);
• simplicidade;
• compatibilidade (independente do fabricante ou do método de implementação);
• suporte a múltiplos meios e sem se preocupar como a comunicação é feita em cada meio;
• resposta rápida (mesmo com muita carga na rede);
• prioridade para aplicações que são críticas com relação ao tempo;
• justiça (nenhum dispositivo deve dominar indefinidamente a comunicação pela rede);
 
    Na sua essência, o CEBus tenta ser uma arquitetura aberta, baseada numa série de documentos de especificação de protocolos que expressam como os produtos se comunicam através da fiação elétrica de uma casa, pares trançados, cabox coaxiais, infravermelho, RF e fibras óticas. Qualquer um, em qualquer lugar do mundo pode pegar uma cópia destes documentos e desenvolver produtos que trabalhem com o padrão CEBus (busca de compatibilidade).
    E embora não haja restrições quanto ao desenvolvimento de equipamentos com o padrão CEBus, o CIC está montando um laboratório de testes para homologar os futuros produtos e para que estes possam usar o logo CEBus.
 

Modelo CEBus

    O CEBus é um padrão para automação residencial que implementa as camadas 1, 2, 3 e 7 do Modelo de Referência OSI. A Figura 1 ilustra a relação entre o modelo OSI e o modelo CEBus.
    Suporta os mais variados meios físicos: a fiação elétrica da casa, pares trançados, cabos coaxiais, RF, infravermelho e  fibra ótica (conforme Figura 1).

    As informações trafegam numa rede CEBus através de símbolos.
    Este, por sua vez, são tempos específicos entre transições de estado no suporte de transmissão através de codificação por largura de pulso (pulse width encoding). Os estados possíveis são SUPERIOR e INFERIOR e a forma física de cada um é específico a cada suporte de transmissão (como será visto depois).
    São 4 os símbolos possíveis:
• ONE (duração de 1 estado);
• ZERO (duração de 2 estados);
• EOF (end-of-field) (duração de 3 estados);
• EOP (end-of-packet) (duração de 4 estados)
    Como pode-se notar, o valor de cada símbolo é determinado pela quantidade de tempo até a próxima transição de estado. Portanto, não há relação entre um símbolo em particular com um estado em particular (o símbolo ONE, por exemplo, pode ser formado tanto por um estado SUPERIOR quanto por um INFERIOR). Outra característica é que os símbolos vizinhos nunca são repserentados pelo mesmo estado.
    Assim, as informações são transmitidas como uma série de transições de estado codificados por largura de pulso.
 
 

    O uso dos estados supracitados se faz útil quando do acesso ao meio, servindo para determinar qual nó tomará conta do suporte de transmissão quando dois ou mais dispositivos desejam transmitir simultaneamente já que um estado SUPERIOR sempre prevalece sobre o INFERIOR (aquele que estiver iniciando uma tranmissão e na transição de estado detectar que outro iniciou a transmitir - com estado SUPERIOR - interrompe o processo de transmissão).
    Adicionalmente, cada mensagem possui um nível de prioridade (high, standard e deferred). Caso haja coincidência também quanto ao nível da mensagem, há ainda uma fila tipo round-robin que dá oportunidade igual de acesso a cada nó. Se o estado na fila for igual, ainda há um outro recurso para evitar coincidência de transmissão: trasá-la por um período randômico (de 0 a 3 estados). Com isso, a probabilidade de contenção (transmissão simultânea de 2 dispositivos)  numa rede CEBus é muito pequena.
    Este processo caracteriza a detecção e solução de contenção característico do método de acesso ao meio CSMA/Contention Detection and Resolution do padrão CEBus. A introdução dos dois estados possibilita a detecção de contenção. Nas tentativas seguintes de transmissão, os passos de acesso ao meio descritos acima se encarregam de resolver a contenção.
 

    Devido à diversificação de codificação para cada suporte de transmissão, expõe-se aqui apenas exemplos para a fiação elétrica comum e para par-trançado.

    Na fiação elétrica comum, a codificação dos símbolos "1", "0", "EOF" e "EOP" se faz por NRZ/PWE (Non Return to Zero/ Pulse Width Encoding). O sinal resultante (portadora) é acoplado à tensão AC da casa.
    A portadora, que corresponde ao estado SUPERIOR, consiste de uma forma de onda senoidal que vai linearmente de 203KHz a 400KHz em 19 ciclos, depois para 100KHz em 1 ciclo e volta para 203KHz em 5 ciclos. Sua duração total é de 100µs. A ausência desta portadora resulta num estado INFERIOR.
    No campo preamble, usa-se os estados SUPERIOR e INFERIOR como descrito acima, sendo incluído um espaço vazio de 14µs em cada estado para facilitar a detecção do campo.
    Nos campos restantes, apenas o estado SUPERIOR é usado, com sua fase original (SUPERIOR 01) e defasado de 180^o (SUPERIOR 02) para representar os dois estados. A figura 3 ilustra uma transmissão.
 

 

    O padrão especifica ainda:
 
• dispositivos para 120V e 240V;
• suporte a todas as topologias encontradas na instalação elétrica residencial;
• conexão tipo tomada/plug comuns;
• para dispositivos instalados em fases diferentes, existem acopladores para que a portadora possa alcançar todas as outras fases;
• a distância máxima dos pontos da rede é dependente do lugar de instalação.

   Para par-trançado, utiliza-se um sinal bipolar diferencial empregando 3 níveis de tensão para codificar os símbolos "1", "0", "EOF" e "EOP". Os 3 níveis de sinal são usados para representar os dois estados (SUPERIOR e INFERIOR). O estado SUPERIOR é representado pela presença de tanto uma tensão diferencial positiva quanto negativa oscilando em torno da metade da tensão DC presente no par-trançado. A falta de oscilação de tensão representa um estado INFERIOR.
    A figura 4 ilustra uma transmissão do padrão CEBus.
  Figura 4. Exemplo de tranmissão no padrão CEBus para Par-Trançado

O padrão define ainda:
 

• topologia: barramento;
• utilização de 4 pares de fios (apenas 1 par funciona, mas pode ficar incompatível com futuras especificações);
• 500 pés por segmento (máximo)
• 30 dispositivos por segmento (máximo)
• distância entre 2 dispositivos quaisquer: 1000 pés (máximo)
            Obs: 1 pé = 0,3048m
 

    Os dados no padrão CEBus estão sempre contidos em frames.
    Estes, por sua vez, são formados por campos.
    Devido à necessidade de se minimizar o tráfego na rede, o número de campos e o tamanho de cada um são variáveis.
    O padrão estabelece ainda dois formatos básicos: o frame normal e o de reconhecimento.
    O frame normal pode conter ou não uma sequência de verificação (para validar os dados). E o frame de reconhecimento, além de conter ou não a sequência de verificação, pode ou não conter os endereços de destino. Perfazendo um total de 4 variações.
    A figura 2 representa o frame normal com sequência de verificação e o frame de reconhecimento, com endereço e sequência de verificação, que são as formas completas de cada tipo de frame.
 

    Entre cada campo deve existir um símbolo de EOF e no final de cada frame deve haver um símbolo EOP.
    Se algum campo não for transmitido, deve haver um símbolo EOF representando seu lugar no frame.
 
• preamble: campo de tamanho fixo de 8 bits contendo uma sequência randômica. O fato de ser randômica é que sua informação pode ser perdida sem maiores problemas quando da solução de contenção do suporte de transmissão;
• controle: possui tamanho variável (máximo de 8 bits). Informa sobre a prioridade da mensagem, o tipo do frame (se requer reconhecimento ou não), entre outras coisas;
• endereço de destino: possui tamanho variável (máximo de 16 bits). Em caso de broadcast, o campo deve estar com todos os bits em "0";
• house code de destino: possui tamanho variável (máximo de 16 bits). Junto com o endereço de destino identifica um único nó ou um grupo de nós. Este campo não deve ser deixado vazio;
• endereço fonte: possui tamanho variável (máximo de 16 bits). Define o nó que enviou a mensagem;
• house code fonte: possui tamanho variável (máximo de 16 bits). Identifica o endereço do nó de origem ou a zona de origem;
• dados: possui tamanho máximo de 32 bytes e não pode ser nulo (vazio) para o frame normal; de 16 bits máximo para frame de reconhecimento;
• sequência de verificação: possui tamanho variável de 8 bits e serve para determinar a integridade do conteúdo do frame. Não deve ser deixado vazio.

   O padrão permite o endereçamento de quase 2³² equipamentos (2¹⁶-1 endereços para cada 2¹⁶-1 códigos de casa, já subtraindo o broadcast), ou seja, mais de 4 bilhões de possibilidades.
    Devido à forma de codificação dos dados que trafegam na rede, a taxa de comunicação definida pelo padrão, que é de 10kbps, transforma-se em 6,66kbps efetivos.
    O padrão inclui ainda uma linguagem, denominada CAL (Common Applications Language), orientada a objetos, que possui controles tais como "volume up", "fast forward", "rewind", "pause", "skip", "temperature up 1 degree", etc.

Comentários
 

    O CEBus possui o mérito de ser um padrão com normas bem definidas, com bastante recursos e flexibilidade, que almeja o reconhecimento e aceitação mundial. Entretanto, atualmente, apenas um fornecedor comercializa um chip (a Intellon Corporation em Ocala, na Flórida) que possui todo o hardware de comunicação, o interpretador da linguagem e os protocolos do padrão. Isto passa a ser uma limitação, pois ou a empresa, que quer projetar equipamentos CEBus, desenvolve seu próprio hardware "do nada" e ainda tem que submetê-lo ao CIC para utilizar o logo CEBus (opção não disponível atualmente), ou recorre a este único fornecedor, que pode praticar os preços que quiser e colocar as restrições que quiser.
    Outra desvantagem é que suas normas ainda não foram totalmente aprovadas. E aqueles que estão desenvolvendo produtos para futuro comércio podem se tornar incompatíveis com as modificações mais recentes. Finalmente, o padrão CEBus não prevê nenhum mecanismo de proteção para as informações que trafegam pela rede (criptografia, por exemplo). Assim o usuário deve, no nível de apresentação ou de alguma outra forma, acrescentar tal recurso.