原创 EOC技术之HomePlug AV方案简介

HomePlug AV是家庭电力线网络联盟为了满足家庭数字多媒体传输的需要而制定的标准，能实现在电力线、电话线、以及同轴电缆上数据传输。目前广电行业已将该类技术广泛应用到同轴电缆，作为广电双向网改造的计术方案之一。其物理层采用的是具有高级前向纠错、通道预估和自适应能力的OFDM调制方式，而在MAC层则综合使用具有QoS保证的TDMA时分多址有序接入和CSMA竞争接入两种方式，并通过快速自动重发请求（ARQ）可靠传送。

HomePlug AV的物理层

HomePlug AV的物理层使用OFDM调制方式，它是将待发送的信息码元通过串并变换，降低速率，从而增大码元周期，以削弱多径干扰的影响。同时它使用循环前缀（CP）作为保护间隔，大大减少甚至消除了码间干扰，并且保证了各信道间的正交性，从而大大减少了信道间干扰。OFDM中各个子载波频谱有1/2重叠正交，这样提高了OFDM调制方式的频谱利用率。在接收端通过相关解调技术分离出各载波，同时消除码间干扰的影响。

HomePlug AV在2-28MHz频段使用917个子载波；功率谱密度可编程，以满足不同国家的频率管制；每个子载波可以单独进行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM和1024QAM 调制；采用Turbo FEC错误校验；物理层线路速率达到200Mbps，净荷为150Mbps，接近电力线信道的通信容量。

HomePlug AV的MAC层

HomePlug AV设计了十分高效的MAC层，MAC层都采用Master-Slave 结构，支持基于工频周期同步机制的TDMA和CSMA。TDMA面向连接，提供QoS保障，确保带宽预留、高可靠性和严格的时延抖动控制。CSMA面向优先级，提供四级优先级，确保即插即用。工频周期同步机制确保良好的抗工频周期同步噪声的信道适应能力，如调光灯、充电器等产生的谐波。基于128位AES严格加密。中央协调者CCo(Central Coordinator)控制所在电力线网络设备的活动，并协调同相邻电力线网络的共存，以支持电力线宽带接入、多电力线网络运行和隐藏节点服务。

MAC层的工作方式为CSMA，其工作原理是: 发送数据前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据，在发送数据时，边发送边继续监听，若监听到冲突，则立即停止发送数据，等待一段时间再重新尝试。由于采用了CSMA机制，当网络中HomePlug设备节点增加时，碰撞的几率会增加，数据传输的速率也会大大降低。所以在节点设备较少的家庭联网场合，它仍是一种很实用、很方便的技术，由于HomePlug 技术是基于电力线传输基础上发展的，考虑到电力线应用的恶劣环境，其协议中关于纠错方面考虑较多，在一定程度影响了其传输时有效数据载荷的效率，但同时也增强了该方案的抗干扰性能。

HomePlug AV在同轴电缆上的传输完全采用HomePlug协议，只是修改了前端耦合等电路设计。同轴电缆的传输性能要好于电力线，像电磁兼容等原来在电力线上比较难以处理的问题也得到了很好的解决，数据流量性能也好于在电力线上传输的性能。由于HomePlugAV在同轴电缆上的传输为多载波的OFDM有源调制方式，工作在2-28 MHz频段。虽然抗干扰较强，但当1点对多点通信时，也是要受到汇聚噪声的影响。

HomePlug AV具有如下主要特点：

● 能方便实现智能家庭自动化和家庭联网：能利用室内电源插座安装简单、设置灵活，为户内移动带来很多方便。

● 调制速率较高，但带宽共享（200Mbps/N个用户）达200Mbps（实际吞吐量>100Mbps)。

● 能够通过分支分配器，工作频率在低频段（2－28MHz），网络适应能力好：能与Cable Modem网络的改造吻合，不需要更换优质的分支分配器和电缆。

● 抗干扰能力较强：为多载波的OFDM有源调制方式。

● 标准化程度：IEEE标准正在制订。但使用范围不如IEEE802.3广泛。

HomePlug AV方案主要有Intellon INT6300-EOC、INT6400-EOC、INT7400-EOC等。

INT6300-EOC具有以下特征:

1、  PHY数据速率达200Mpbs；

2、  1个局端（Master）可带253个终端（Slave）；

3、  具有诊断恢复功能；

4、  具有远程升级功能；

5、  具有Slave登记和去除登记的Slave列表；

6、  传输数据的带宽限制；

7、  Slave的TX使能/禁止；

8、  外部接口管理的R/W控制；

9、  可从Master读出STA以太网状态；

    10、增强的桥接功能；

11、对于低频段噪声，频率移到7.5MHz到30MHz；

12、可支持8MB SDRAM；

13、可提高传输功率；

14、带有吞吐量指示器；

15、支持多重QoS绘制计划。

INT6400-EOC具有以下特征:

1、支持精简的存储器结构：8MB SDRAM,1MB FLASH；

2、支持低功耗模式：待机状态；

3、可编程的LED指示；

4、支持上推按钮：增强的简单连接组成，增强的对接特征（例如链路）；

5、增强的诊断功能：恢复诊断（SNR和衰减），增强的启动自测试；

6、增强的桥接功能；

7、性能：支持动态邻网，TCP增强，增强的小包；

8、QoS：可管理的CSMA，自动QoS，QoS传输优先权门限，ETHERTYPE分类指示，DSCP；

9、构造选项：以太网接口管理的R/W控制，从Master读STA以太网链路状态，为减少重启的PIB增强，支持IPv6和MLDv2。