HomePlug AV电力线调制解调器设计与实现.doc

HomePlug AV电力线调制解调器设计与实现 ? ( 2008/3/14 12:42 ) 本文关键字:?电力线53, 网络28, 电缆1, 骨干网2, 欧盟1, 宽带5, OFDM3, Qos2, TDMA2, FDMA1, 宽带接入1, IP1, 单芯片1, IPTV1, WIFI2, UWB1, LAN1, 网络电话1, VoIP1, 网络安全1, 局域网8, VLAN2, 布线1 摘要： 本文介绍了电力线上网的技术。详细说明如何用INTELLON公司的INT6300设计一个200Mbps，符合HomePlug AV标准的电力线调制解调器，以及此电力线调制解调器的功能，特性和用法。 关键词： 电力调制解调;HomePlug AV;PLC 电力线上网的优缺点 电力线通信Power line Communication简称“PLC”，是一种利用输电和供电的电力线进行高速数据传输的技术。 电力线传输的优点 电力线遍布城市和乡村，其覆盖面是任何网络无法比拟的，有利于电力线通信(PLC)网络的推广。PLC通过电力线传输数据，不需要增设更多的线路及设备，只需将调制解调器插入电力插座就可以通信，使用简单，成本低廉，有利于信息资源共享和家电上网。 PLC除了施工中的明显优势之外，在总体价格上也存在优势。随着市场的发展，以前相对比较高的电力线上网IC价格在逐步的下降，目前PLC在单线成本上与xDSL、电缆调制解调器相当了。 在速率上，电力线上网经过14Mbps、85Mbps，目前已经迎来了200Mbps的时代。200Mbps的带宽足以满足以后数字家庭的安全、教育、娱乐等要求，是数字家庭理想的骨干网络。 电力线传输需要解决的问题 因为电力线网络设计的目的是为了传输电能,只是因近些年来市场的需求才作为家庭网络的信息接入方式之一。电力线传输所存在明显的缺点就是噪声大和安全性低的问题。尽管电力线可以作为高速通信的一种备选介质,但电力系统的基础设备并不具备提供高质量数据传输服务的功能,家庭电器产生的电磁波会对通信产生干扰。另外,采用电力线上网服务,是一种共享带宽的技术,用户上网时的速度,取决于当时会有多少用户上网。如果很多用户同时上网,传输速度相对就较慢。 对于高速PLC技术的快速发展，各国反应不一致。欧盟和美国政府已明确表示支持高速PLC技术的应用，把PLC跟其它通信技术同等对待。日本要求高于10KHz频段的PLC设备必须得到许可，在10KHz至450KHz频段范围内的PLC设备无需获得许可，但需要进行公告。目前我国信息产业部还没有制定PLC规范和颁发运营许可证。 HomePlug AV技术规范 HomePlug AV 是由电力线通信技术领域的权威国际机构—家庭插电联盟(HomePlug)制定。此机构自2000年成立以来，陆续制定了一系列的PLC技术规范，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技术标准体系，基本上覆盖了所有电力通信技术的应用领域。 HomePlug AV是PLC有关音频-视频宽带家庭网络的技术规范，它支持多个数据和视频流的分配，包括遍布整个家庭的高清晰度电视(HDTV)和标准清晰度电视(SDTV)，支持家庭娱乐应用，包括HDTV和家庭影院。 HomePlug AV采用的基本技术特征是：HomePlug AV在物理层采用具有高级前向纠错、通道预估和自适应能力的OFDM。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支持TDMA和FDMA，即兼容时分多址和频分多址，以便兼容BPL宽带接入。HomePlug AV前向兼容HomePlug 1.0。HomePlug AV协议桟支持多种上层协议，如802.3、 IP和UPNP。 HomePlug AV 电力线调制解调器硬件结构及设计要点 电力线调制解调器硬件 从硬件框图(图1)我们可以看出，此方案是一个单芯片的方案。INT6300为INTELLON公司的内核为ARM926EJ-S 32位RISC处理器。系统的软件存储在大容量的SPI FLASH中。在此系统中，我们选择的SPI FLASH容量大小为16Mbit。我们可以设置系统启动时，启动代码存放在SPI FLASH中。当系统启动时，所有的程序拷贝到SDRAM中。 图1? HomePlug AV电力线调制解调器硬件框图 INT6300有3种工作模式：MII PHY模式，MII MAC模式和PCI模式。在此，我们设置INT6300工作为MII MAC模式。和REALTEK公司的P