Homeplug AV技術(shù)

王海東

北方聯(lián)合廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司丹東分公司，遼寧丹東 118000

1 Homeplug概述

HomePlug的電源線傳輸技術(shù)是利用現(xiàn)有的家庭屋內(nèi)電源配線形成網(wǎng)絡(luò)，將包括個(gè)人電腦等設(shè)備加以聯(lián)機(jī)，提供透過電源插座的因特網(wǎng)聯(lián)機(jī)與家庭內(nèi)的連網(wǎng)功能。總所周知，“噪聲”問題是通信領(lǐng)域最苦惱之處。雖然同時(shí)采用TDMAHE CSMA兩種協(xié)議，它是QoS與傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定對(duì)主要的難題。Homeplug 1.0在電力線傳播通信技中的最高速率僅僅能達(dá)到14Mbps。根源就是在于“噪聲”的無法根治。同時(shí)造成了通過電力線上網(wǎng)的模式無法再?gòu)V大用戶群體中得到普及和發(fā)展。帶寬的局限，注定這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要被淘汰。

能到到14Mbps速率的Homeplug 1.0是Homeplug AV的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在2004年致力于SDTV、IPTV、高速寬帶以及網(wǎng)絡(luò)Online游戲等目的的加強(qiáng)版Homeplug 1.0孕育而生。它的帶寬可以打到85Mbps。隨著對(duì)帶寬需求的增加，2005年8月，新一代的Homeplug AV技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被通過。而這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)給Homeplug家族帶了全新的活力。高清電視（HDTV）、Wifi等技術(shù)可以在這一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)也完全是靠的200Mbps的驚人速率。

2 Homeplug簡(jiǎn)介

PLC（Power line Communication） 或 PLT（Power line Telecommunication）稱為電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)。是在用中、低壓配電網(wǎng)的通信介質(zhì)中，完成數(shù)據(jù)、話音、圖像等綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)，這一技術(shù)無需考慮最后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)戶問題，也為遠(yuǎn)程抄表、電力負(fù)荷監(jiān)控、配用電自動(dòng)化、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、需求側(cè)管理、智能家庭和數(shù)字化社區(qū)提供了高速數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。

電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)，由于充分利用最為普及的電力網(wǎng)絡(luò)資源，投資少、建設(shè)速度快、戶內(nèi)不用布線，能夠通過遍布各個(gè)房間的電源插座進(jìn)行高速上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“有線移動(dòng)”，具備了其它接入方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)，受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注[1]。

EOC（Ethernet over COAX）技術(shù)將電力線通信技術(shù)移植到有較好通道的同軸電纜上，從而得到了更好的傳輸效率。 使用此技術(shù)發(fā)揮到了極致。目前美國(guó)的Intellon、西班牙的DS2、法國(guó)的Spidcom是世界上主要的PLC寬帶通信芯片供應(yīng)商。

3 HomePlug AV

2000年，由Motorola、Cisco、HP及Intel等數(shù)企業(yè)共同成立家庭電力線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（HomePlug Powerline Alliance）。2001年，聯(lián)盟發(fā)表了HomePlug 1.0。這一標(biāo)準(zhǔn)是電力線網(wǎng)絡(luò)的第一份。全新的HomePlug AV 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)過2003年2月到2005年8月立時(shí)2年半的研究，最終得到了聯(lián)盟的批準(zhǔn)。一個(gè)新的時(shí)代到來了。HomePlug AV是以在建筑物中的電力線系統(tǒng)上搭建現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為目的，以達(dá)到數(shù)字化、多媒體化的現(xiàn)代家庭網(wǎng)絡(luò)為最終理想。

在EOC（Ethernet over COAX）中去除低頻干擾的產(chǎn)品，使917個(gè)子載波分布在5MHz～30MHz頻段內(nèi)；不同國(guó)家有不同的頻率管制，采用可編程的功率譜密度來應(yīng)對(duì)是成功的；單獨(dú)進(jìn)行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM 調(diào)制的每個(gè)子載波是這一技術(shù)的特點(diǎn)；物理層線路速率達(dá)到200Mbps，凈荷為150Mbps，完全支持HomePlug 1.0設(shè)備檢測(cè)[2]。不穩(wěn)定因素多、干擾大等諸多問題普遍存在于電力線中，物理層使用正交頻分多路復(fù)用技術(shù)的出現(xiàn)，是Homeplug AV的里程碑。為了增大碼元周期，此技術(shù)將待發(fā)送的碼元通過串并變換來降低速率，同時(shí)還起到削弱多徑干擾影響的作用。

在同軸電纜中的傳輸距離可以達(dá)1KM，傳輸效率達(dá)100Mbps。 支持TDMA與CSMA/CA技術(shù)的MAC層，保證了各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芤螅瑥亩鴿M足視音頻信號(hào)的傳輸要求。在有了QoS的保障下，使得寬帶網(wǎng)絡(luò)、VoIP等新興業(yè)務(wù)也到了發(fā)展。

4 Hom+ePlug AV優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 優(yōu)勢(shì)

由于系統(tǒng)的低頻段工作，所產(chǎn)生的信號(hào)衰減小。電力線網(wǎng)絡(luò)分布廣泛，覆蓋范圍大，屬于無需考慮進(jìn)戶的問題，同時(shí)也不會(huì)對(duì)原建筑造成破壞；支持有源網(wǎng)絡(luò)，以及各種分支分配網(wǎng)絡(luò)，改網(wǎng)的投入較小；由于采用具有較高系統(tǒng)總吞吐率的1024QAM調(diào)制，在64字節(jié)下的數(shù)據(jù)，依然能達(dá)到19Mbps的速率；先進(jìn)的干擾技術(shù)，使該模式在有線電視網(wǎng)表現(xiàn)出非常強(qiáng)大的抗干擾能力；Intellon是最大的PLC芯片廠商，最近以2.4億美金的價(jià)格Atheros被收購(gòu)，而Atheros是在無線WIFI領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，具有雄厚的實(shí)力； 現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)客戶反映良好。

4.2 劣勢(shì)

整個(gè)系統(tǒng)完全的局限在5Mhz～30Mhz的頻帶內(nèi)，有限的帶寬資源成為HPAV的最大瓶頸，不支持多信道工作也待解決的問題，但是因?yàn)橛泻罄m(xù)的P1901芯片可以提供無縫升級(jí)，因此此問題不再明顯； 原芯片廠家不是提供交鑰匙方案，把具有較大工作量的系統(tǒng)軟件開發(fā)留給了個(gè)廠家，但這樣反而設(shè)置了一定的門檻限制了研發(fā)實(shí)力較弱的小廠家進(jìn)入，防止低層次競(jìng)爭(zhēng)，目前使用Homeplug AV方案一般是較大的廠家。

5 結(jié)論

隨著HPAV穩(wěn)定性的提升，采用HomePlug AV技術(shù)的EOC越來越多，為廣電系統(tǒng)的HFC雙向改造互動(dòng)電視、HDTV等功能的實(shí)現(xiàn)提供了高質(zhì)量的平臺(tái)。

[1]陳琳，黃懌.電力線通信技術(shù)的研究.上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(4).

[2]厲斌斌，華數(shù).網(wǎng)絡(luò)雙向改造技術(shù)交流，2008(6).