電力線上網的優缺點

　　電力線通信(Power line Communication)簡稱“PLC”，是一種利用輸電和供電的電力線進行高速數據傳輸的技術。

　　1 電力線傳輸的優點

　　電力線遍布城市和鄉村，其覆蓋面是任何網絡無法比擬的，有利于電力線通信（PLC）網絡的推廣。PLC通過電力線傳輸數據，不需要增設更多的線路及設備，只需將調制解調器插入電力插座就可以通信，使用簡單，成本低廉，有利于信息資源共享和家電上網。

　　PLC除了施工中的明顯優勢之外，在總體價格上也存在優勢。隨著市場的發展，以前相對比較高的電力線上網IC價格在逐步的下降，目前PLC在單線成本上與xDSL、電纜調制解調器相當。

　　在速率上，電力線上網經過14Mb/s、85Mb/s，目前已經迎來了200Mb/s的時代。200Mb/s的帶寬足以滿足以后數字家庭的安全、教育、娛樂等要求，是數字家庭理想的骨干網絡。

　　2 電力線傳輸需要解決的問題

　　因為電力線網絡設計的目的是為了傳輸電能,只是因近些年來市場的需求才作為家庭網絡的信息接入方式之一。電力線傳輸所存在明顯的缺點就是噪聲大和安全性低的問題。盡管電力線可以作為高速通信的一種備選介質,但電力系統的基礎設備并不具備提供高質量數據傳輸服務的功能,家庭電器產生的電磁波會對通信產生干擾。另外,采用電力線上網服務,是一種共享帶寬的技術,用戶上網時的速度,取決于當時會有多少用戶上網。如果很多用戶同時上網,傳輸速度相對就較慢。

　　對于高速PLC技術的快速發展，各國反應不一致。歐盟和美國政府已明確表示支持高速PLC技術的應用，把PLC跟其他通信技術同等對待。日本要求高于10kHz頻段的PLC設備必須得到許可，但在10～450kHz頻段范圍內的PLC設備無須獲得許可，但需要進行公告。目前我國信息產業部還沒有制定PLC規范和頒發運營許可證。

　　HomePlug AV技術規范簡介

　　HomePlug AV是由電力線通信技術領域的權威國際機構——家庭插電聯盟（HomePlug）制定。此機構自2000年成立以來，陸續制定了一系列的PLC技術規范，包括HomePlug 1.0、HomePlug 1.0-Turbo、HomePlug AV、HomePlug BPL、HomePlug Command&Control，形成了一套完整的PLC技術標準體系，基本上覆蓋了所有電力通信技術的應用領域。

　　HomePlug AV是PLC有關音頻/視頻寬帶家庭網絡的技術規范，它支持多個數據和視頻流的分配，包括遍布整個家庭的高清晰度電視(HDTV)和標準清晰度電視(SDTV)，支持家庭娛樂應用，包括HDTV和家庭影院。

　　HomePlug AV采用的基本技術特征是：HomePlug AV在物理層采用具有高級前向糾錯、通道預估和自適應能力的OFDM。而在MAC層則綜合使用具有QoS保證的TDMA時分多址有序接入和CSMA競爭接入兩種方式，并通過快速自動重發請求（ARQ）可靠傳送。HomePlug AV支持TDMA和FDMA，即兼容時分多址和頻分多址，以便兼容BPL寬帶接入。HomePlug AV前向兼容HomePlug 1.0。HomePlug AV協議棧支持多種上層協議，如802.3、IP 和UPNP。

　　HomePlug AV電力線調制解調器硬件結構及設計要點

　　1 電力線調制解調器硬件框圖

　　從硬件框圖我們可以看出，此方案是一個單芯片的方案。INT6300為INTELLON公司生產的內核為ARM926EJ-S 32位RISC處理器。系統的軟件存儲在大容量的SPI FLASH中。在此系統中，我們選擇的SPI FLASH容量大小為16Mb。我們可以設置系統啟動時，啟動代碼存放在SPI flash中。當系統啟動時，所有的程序復制到SDRAM中。

　　INT6300有三種工作模式:MII PHY模式、MII MAC模式、PCI模式。在此，我們設置INT6300工作為MI MAC模式。和REALTEK公司的PHY CHIP相連，提供一個RJ45接口連到用戶的網口上。

　　I60是INTELLON公司設計的一個驅動IC。當網口過來的數字信號通過MII接口傳到INT6300，INT6300內部的AFE（模擬前端）電路變為模擬信號，經過I60放大電路放大，經過耦合器耦合到電力線上。發送到電力線上的信號頻率范圍是：2～28MHz。

圖1 HomePlug AV電力線調制解調器硬件框圖

　　電力線接收部分為一個LC的帶通濾波電路。我們可以很容易的想到這個帶通濾波的頻率范圍是2～28MHz。經過帶通濾波電路出來的信號送到INT6300的AFE接口，INT6300把模擬信號變為數字信號，通過MII接口送到 RJ45上。

　　由于電力線是一種共享式的總線，因此INT6300應該工作在半雙工模式下，即發射時，接收部分的電路不工作，接收時，發射部分不工作。

　　2 INT6300性能特點

　　INT6300是INTELLON公司提供的一款完全符合HomePlug AV規范的電力線上網IC。采用OFDM調制模式支持1024/256/64/16/8-QAM、QPSK、BPSK和ROBO等多種調制模式。因此速率可達200Mb/s。電力線信息采用128位AES加密方式，相對HomePlug 1.0標準采用的56位DES方式，安全性得到大大的提高。

　　INT6300支持QoS管理。分為4級方式CAP(3-0)，CAP3優先級別最高，CAP0優先級別最低。CAP3優先級別可用于語音和網絡管理幀，CAP2優先級別可用于視頻流和音樂，CAP1、0用于數據網絡通信。

　　因此INT6300主要的應用目標為：

● 分配高清晰度電視（HDTV）和標準清晰度電視（SDTV）　
● 交互式電視（IPTV）
● WiFi、UWB和無線USB的干線傳送
● 寬帶高速率數據分配
● 共享寬帶因特網接入
● 音頻和視頻流及其傳送
● 擴充無線LAN網的覆蓋
● 網絡電話VoIP
● PC文件和應用共享
● 打印機和外設共享
● 網絡和在線游戲
● 保安監視