摘  要: 分析電力線上網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn),闡述了Home Plug的目標(biāo)、市場(chǎng)機(jī)遇、技術(shù)條件及任務(wù)。 

    關(guān)鍵詞: Home Plug  信息接入  家電上網(wǎng)

     Home Plug 全稱是Home Plug Power Line Alliance,譯為家庭插電聯(lián)盟。該聯(lián)盟由松下、英特爾、惠普、夏普等13家公司于2000年3月成立,現(xiàn)已發(fā)展成為由90家公司組成的企業(yè)聯(lián)盟。其宗旨是聯(lián)合包括應(yīng)用電子、消費(fèi)電子、軟件、硬件、零售等行業(yè)的著名公司,致力于為各種信息家電產(chǎn)品建立開放的電力線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入規(guī)范。其未來(lái)目標(biāo)是,只需在事先安裝好的萬(wàn)能插座上插入電源插頭即可構(gòu)筑起局域網(wǎng)。新技術(shù)運(yùn)用普通的電力線可以傳輸因特網(wǎng)的資料,所有電話、傳真機(jī)、電腦及電視、攝像機(jī)等家用電器將來(lái)都可以直接用墻壁的電線插座互聯(lián)在一起。其實(shí)早在1991年美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)的CEbus研究會(huì)已經(jīng)把電力線作為了三種家庭總線中的一種。致力于創(chuàng)造共同的家用電線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),Home Plug于2001年6月26日發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)的第1個(gè)版本“Home Plug 1.0”,數(shù)據(jù)傳輸速度為14Mbit/秒。按計(jì)劃,遵循Home Plug的產(chǎn)品在2001年底亮相。 

1 電力線作為信息接入方式的優(yōu)點(diǎn)

    因?yàn)樵诩彝サ拿總€(gè)房間都有不止一個(gè)的電源插座,電力線網(wǎng)絡(luò)是目前世界上最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)之一。電力線網(wǎng)絡(luò)由于它的易用性及低廉價(jià)格,必將成為改變?nèi)藗兩罘绞降男碌男畔⒔尤敕绞街弧?nbsp;

    用電力線作家庭互聯(lián)網(wǎng)接入有其顯著的優(yōu)點(diǎn): 

    (1)數(shù)據(jù)傳輸速率快。理論上電線作為通信線路的通信速度,根據(jù)不同的頻率可達(dá)每秒3兆比特或10兆比特,與光纖大致相同。一個(gè)民用220V線路的變壓器只覆蓋一定范圍內(nèi)的用戶,所以在同一條電力線上的資源不會(huì)因?yàn)橛脩籼喽档托?。在用戶較少的情況下,可以把幾個(gè)變壓器線路區(qū)域內(nèi)的用戶聯(lián)在一起,提高服務(wù)器的利用率;如果用戶增多了,不同變壓器區(qū)域內(nèi)的用戶又可以分開,使用本區(qū)域的主服務(wù)器,可使資源的利用率始終保持在較高的水準(zhǔn)。配電網(wǎng)是一種共享介質(zhì),即所有與之相連的用戶都共享同一″電纜″。在典型的城市配置中,它則轉(zhuǎn)化為與一個(gè)變壓器相連的大約100到200個(gè)用戶。 

    (2)施工方便、一線兩用,價(jià)格低廉,延伸方便。電力線在家庭、公司及各種場(chǎng)所處處可達(dá),比電纜和固定電話網(wǎng)絡(luò)更是廣泛。例如,用戶能自由選擇在家中任何有電插座的角落上網(wǎng),用量多大都不必?fù)?dān)憂電話費(fèi),也不用花錢鋪設(shè)電話線。 

2 用電力線實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)需解決的問(wèn)題

    因?yàn)殡娏€網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目的是為了傳輸電能而不是為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,只是因近些年來(lái)市場(chǎng)的需求才提出用它作為家庭網(wǎng)絡(luò)的信息接入方式之一。電力線的網(wǎng)絡(luò)物理結(jié)構(gòu)、電力線路的狀況、線路中連接的各種家用電器的干擾、各種電器用電電流特性都可能影響電力線網(wǎng)絡(luò)通信的效果;不同信號(hào)藕合方式對(duì)電力通信信號(hào)損失不同;電力線存在本身固有的脈沖干擾;電力線傳輸所存在明顯的缺點(diǎn)就是噪聲大和安全性低的問(wèn)題。盡管電力線可以作為高速通信的一種備選介質(zhì),但電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施并不具備提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的功能,家庭電器產(chǎn)生的電磁波會(huì)對(duì)通信產(chǎn)生干擾,這種聯(lián)網(wǎng)方式也會(huì)影響短波收音機(jī)等。另外,采用電網(wǎng)上網(wǎng)服務(wù),是一種″共享帶寬″(shared bandwidth)的技術(shù),用戶上網(wǎng)時(shí)的速度,取決于當(dāng)時(shí)會(huì)有多少用戶上網(wǎng)。如果很多用戶同時(shí)上網(wǎng),傳輸速度相對(duì)就較慢。 

    目前,Home Plug主要采用Intellon的電力線載波技術(shù),同時(shí),聯(lián)合了微電子、芯片制造業(yè)、軟硬件行業(yè)的大公司集中力量解決電力線通信過(guò)程中的抗干擾問(wèn)題。 

3 Home Plug的目標(biāo)

    家庭插電聯(lián)盟的規(guī)范朝以下方面發(fā)展: 

    (1)Home Plug產(chǎn)品應(yīng)有競(jìng)爭(zhēng)性的價(jià)格。 

    (2)采用現(xiàn)有的家庭電力線網(wǎng)絡(luò)作為通信媒介。 

    (3)提供以太網(wǎng)速率的高速互聯(lián)。 

    (4)允許消費(fèi)者在家庭的任何一個(gè)插座輸出將計(jì)算機(jī)及其它設(shè)備方便地連接起來(lái)。 

    (5)Home Plug規(guī)范與現(xiàn)有的以電力線路為通信媒介的其它協(xié)議不能沖突,其中包括X-10,CEBus,LonWorks。 

    Home Plug的目標(biāo)是讓消費(fèi)者通過(guò)該技術(shù),使家庭的計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、音響、電話等設(shè)備以電力線共享高速的互聯(lián)網(wǎng)連接。 

4 Home Plug的市場(chǎng)機(jī)遇

    非常清楚這樣一個(gè)事實(shí),日益增長(zhǎng)的消費(fèi)者希望他們家庭的計(jì)算機(jī)及各種家用電器都以寬帶的速度聯(lián)入網(wǎng)絡(luò),而他們并不關(guān)心采用什么樣的媒介。有人估計(jì)2002年有超過(guò)50%的美國(guó)家庭至少有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)需要聯(lián)入因特網(wǎng)。這方面,電力線網(wǎng)絡(luò)由于其普遍性,易用性在信息的高速接入方面即將呈現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)。 

    據(jù)美國(guó)Cahners In-Stat于2001年5月發(fā)表的調(diào)查,“使用電源線的家庭網(wǎng)絡(luò)將呈迅猛增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在美國(guó)市場(chǎng),家庭網(wǎng)絡(luò)IC的銷售額在2005年前將以年平均77%的速度增長(zhǎng),電源線收發(fā)器IC的銷售額和出貨量均有望獲得高速成長(zhǎng)”。 

5 Home Plug的可行性研究

    在推出“Home Plug 1.0”之前,2001年2月至2001年5月Home Plug主要成員在美國(guó)和加拿大的許多地方選取了不同環(huán)境的500多個(gè)家庭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)的電力線路超過(guò)10,000條,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析文件超過(guò)25,000個(gè)。試驗(yàn)項(xiàng)目主要集中在電力線通信速率、信號(hào)抗干擾能力、與其它電力線通信協(xié)議的兼容性及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩缘确矫妗⒓蝇F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的公司有:Broadcom,Cisco,Cogency,ConEdison,Conexant,Enikia,Intel,Intellon,Motorola,Panasonic,RadioShack,Sharp,SONICblue,Telewise,Valence。 

    Home Plug采用正交頻分多路復(fù)用技術(shù)(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM技術(shù)),OFDM可以提高電力線網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。它是一種多載波調(diào)制技術(shù)。傳輸質(zhì)量的不穩(wěn)定意味著電力線網(wǎng)絡(luò)不能保證如語(yǔ)音和視頻流這樣的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的傳輸質(zhì)量。然而對(duì)于傳輸突發(fā)性Internet數(shù)據(jù)流它卻是個(gè)理想的網(wǎng)絡(luò)。即便是在配電網(wǎng)受到嚴(yán)重干擾的情況下,OFDM也可提供高帶寬并且保證帶寬傳輸效率,而且適當(dāng)?shù)募m錯(cuò)技術(shù)可以確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸。 

6 Home Plug的下一步任務(wù)

    Home Plug的下一步工作是提供符合“Home Plug 1.0”要求的產(chǎn)品,讓消費(fèi)者利用家庭電源插頭上網(wǎng)美夢(mèng)成真。同時(shí),家庭插電聯(lián)盟要進(jìn)行Home Plug的資格認(rèn)證。對(duì)大眾的Home Plug知識(shí)培訓(xùn)也是一項(xiàng)非常重要的工作,目的是讓大家知道利用電力線上網(wǎng),實(shí)現(xiàn)家用電器的電力線互聯(lián)的時(shí)代即將到來(lái)。 

    雖然Home Plug成立時(shí)間不長(zhǎng),而且家用電器上網(wǎng)目前還有一些技術(shù)上的問(wèn)題急需解決,但Home Plug聯(lián)盟陣容強(qiáng)大,并且涉及行業(yè)很多。對(duì)我國(guó)的電子行業(yè)而言,加入Home Plug目前無(wú)疑是個(gè)非常好的機(jī)會(huì)。由于Home Plug是一個(gè)非盈利的組織,通過(guò)訪問(wèn)網(wǎng)站www.homeplug.org就很容易成為它的成員。 

參考文獻(xiàn)

1 www.homeplug.org