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&&电​力​线​载​波​,​基​于​H​o​m​e​p​l​u​g​ ​A​V​协​议​的​讲​解​
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​介​绍​其​工​作​和​通​信​的​原​理
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Homeplug AV技术
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Homeplug AV
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& & Homeplug AV是由宽带接入转变而来的，电力线是一种连接到家庭的，它利用现有交流的中、低压，传输和接入因特网的宽带数据业务。
2000年3月，由Cisco、HP、Motorola及Intel等数十家企业共同成立HomePlugPowerline Alliance (家庭电力线)，以电力线架设局域网络的构想终于有了一致的标准和具体的进度。家庭电力线网络联盟随后在2001年6月发表电力线网络的第一份标准－HomePlug 1.0。
2003年2月开始Homeplug AV制定工作，2005年8月，家庭电力线网络联盟批准了新的Homeplug AV 标准。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、以及上数据传输。作为下一代PLC宽带技术规范，Homeplug AV是PLC有关音频-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(HDTV)和标准清晰度电视(SDTV)，支持家庭娱乐应用，包括HDTV和。
Homeplug AV的目的是在家庭内部的电力线上构筑高质量、多路媒体流、面向娱乐的网络，专门用来满足家庭数字多媒体传输的需要。它采用先进的和MAC层技术，提供200Mbps级的电力线网络，用于传输视频、音频和数据。
Homeplug AV是由宽带电力线接入转变而来的，电力线是一种连接到家庭的宽带接入技术，它利用现有交流配电网的中、低压电力线路，传输和接入因特网的宽带数据业务。
交流电力线是一种最困难的媒介，主要干扰和劣化通信信号的因素是各种来源众多的不可预知的干扰、衰减和失真，包括宽范围的阻抗变化、高衰减电平、多路径时延传播等等。例如：、电灯、的火花噪声，静电噪声，电机、微波、变压器等引入的噪声；分支线路、、、电感加热器等带来的衰减；不恒定的非线性、阻抗失配等带来的失真。又如，因为电路分支和负载的互连几乎是随机的，因而家中任何两个之间的通路具有不可预知的，所以通路的幅度和相位响应随频率呈宽范围变化，幅值响应可能超过允许范围（其变化从几个dB到80dB以上）；而且，在各种用电设备开机和关机时，通道响应还会随时间变化。
因此HOMEPLUG AV技术就产生了，用同轴电缆代替电力线，信道起伏状态改善很多。物理层在2～28MHz频带范围内采用917个子载波和BPSK～1024QAM的,使物理传输速率达到200Mbps,信息速率可达150Mbps。具有Tubo、通道预估和的能力。MAC层采用TDMA和CSMA/CA(多址访问/冲突避免协议,前者用于支持高QoS连接,后者用于尽力而为和分优先级的业务。
Homeplug AV能提供一种方便且低成本的方法，不用重新布线就能在家庭中分配HDTV。Homeplug AV 规格的目标包括提供高质量视频分配的最佳解决方案，并具有安全可靠的连接和内部的服务质量（QoS）保证，以确保广大用户体验到与其它家庭网络相比的价格竞争力。 HomePlugAV兼容HomePlug 1.0。
Homeplug AV的设计满足更高的带宽和更低的时延需求，以支持几个同时并发的HDTV和VoIP流，并且能同时使用家中90%的电源插座。其应用目标是家庭影院和数据网络环境下的家庭音-视频分配。为此， Homeplug AV在给定的频率范围内把用到了极限，它能在PHY层提供200Mbps等级的服务，考虑开销后，MAC层也能支持100Mbps以上的速率。
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有序接入和CSMA竞争接入两种方式，并通过快速（ARQ）可靠传送。
Homeplug AV支持TDMA和FDMA，即兼容时分多址和，以便兼容BPL。
Homeplug AV支持多种上层协议，如802.3、 IP and UPNP。
Homeplug AV的使用OFDM，它是将待发送的元通过串并变换，降低速率，从而增大周期，以削弱的影响。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，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。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；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；物理层达到200Mbps，净荷为150Mbps，接近信道的通信容量。
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，提供QoS保障，确保、高可靠性和严格的控制。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(CentralCoordinator)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，以支持接入、多电力线网络运行和服务。
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在上的传输完全采用HomePlug协议，只是修改了前端耦合等。同轴电缆的传输性能要好于电力线，像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。金钱猫的双向网改方案便是利用同轴电缆的这一优质特性来进行网络改造。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。
双向网改造其物理层采用的是具有高级、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（ARQ）可靠传送。
基于HomeplugAV的金钱猫EOC产品去除低频干扰的频率后，在7.5-30MHz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Trbo FEC错误校验；物理层线路速率达到200Mbps，净荷为150Mbps，前可被HomePlug 1.0设备检测，从而实现两者共存，但是可选项。
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。当然，这样做也付出了带宽的代价，并带来了能量损失：CP越长，能量损失就越大。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。
分配（HDTV）和标准清晰度电视（SDTV）交互式电视（IPTV）WiFi，UWB 和无线 USB 的干线传送宽带高速率数据分配共享宽带因特网接入音频和视频流及其传送扩充无线LAN网的覆盖PC文件和应用共享打印机和外设共享网络和保安监视
系统工作于低频段，链路衰减较小，覆盖范围较大、可以通过分支、放大器；由于采用1024QAM调制，系统总吞吐率较高，小字节(64字节)下仍然较好，可以达到19Mbps； 由于采用较多的，系统在有线电视仿真网中抗干扰能力较强；
Intellon是最大的PLC芯片厂商，最近以2.4亿美金的价格被Atheros收购，而Atheros是在无线WIFI领域的领导厂商，具有雄厚的实力； 2011年，Qualcomm公司又以31亿美元收购了Atheros。 现网运营客户反映良好；
低频段频谱资源有限，系统不支持多信道工作，系统不高，但是因为有后续的P1901芯片可以提供无缝升级，因此此问题不再明显；
原芯片厂家不是提供方案，因此需要自己开发的工作量较大，但这样反而设置了一定的门槛限制了研发实力较弱的小厂家进入，防止低层次竞争，目前使用HomeplugAV方案一般是较大的厂家，例如、能够支撑独立研发工作的大型企业。
Homeplug AV不仅是带宽更宽，而且稳定性也大幅提升，未来通过大规模采用Homeplug AV将真正在家庭内部的网络上构筑起高质量、多路媒体流、面向娱乐的网络，满足家庭数字多媒体传输与高速宽带上网的需要。基于HomePlug AV的EOC技术
目前常用的EOC技术只适合星型网络结构的HFC网，在树形网络结构中不能使用。而基于HomePlug AV技术的EOC设备采用OFDM，能在回传频带内开展双向数据业务，使电视和以太网分频段在同一根电缆中传输，而无需改造原有的王，能充分利用广电HFC网络的资源，提供数据，具有良好的抗噪声能力。基于HomePlugAV技术的数据设备利用2~30MHZ的频带，采用OFDM自适应多路载波，适应噪声环境下的，兼容HomePlug 1.0,CSMA/CA标准；拥有RJ45以太网接口，F型连接头；200Mbps（）网络速率；支持树形及星型等有线电视同轴电缆结构；易于使用、安装、维护。
因为这种基于HomePlug 技术的EOC产品对两种网络结构均可使用，尤其适合，这就弥补了EOC技术的不足，使得的双向改造在技术上增加了选择性和实用性，而且在网络所提供的带宽上HomePlug技术也占有一定优势。而基于HomePlug AV的EOC技术+EPON的双向网改方案相对于原先的EOC+EPON方案就更加有优势，成为了运营商的热门选择。
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