H3C对有源EoC技术和芯片的选择标准分析.doc
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H3C对有源EoC技术和芯片的选择标准分析
方案相关内容
HomePlugAV标准是由电力线通信技术领域的权威国际机构——家庭插电联盟制定,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HomePlug1.0、HomePlug1.0-Turbo、HomePlugAV、HomePlugBPL、HomePlugCommand&Control,形成了一套完整的PLC(在现有电力线上进行模拟信号和数据载波通讯的技术)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。
HomePlugAV技术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)来保障可靠传送,正因为其高带宽、抗干扰能力强等优势成为众多低频EoC厂家的首选。
一、PLC技术的组织
随着高速PLC的快速发展,各相关国际组织也越来越多。
当前电力线高速通信的国际组织主要有家庭插电联盟HPA、PLC论坛、PALAS、OPERA、UPLC(UNITEDPOWERLINECOUNCIL)、PUA以及日本的ECHONET等。
所有这些国际组织都由研究机构及厂商共同组成,其中比较具有影响力的为HPA、PLCForum和OPERA:
HPA:
以Intellon技术为基础,由Intel、Motorola、TI、GE、Cisco、Sharp、Comcast等大芯片公司、设备商、运营商共同发起成立的家庭插电联盟(HomeplugPowerlineAlliance),致力于创造共同的电力线网络通信技术标准,由Intellon、Spidcom、Giggle、Arkados等芯片厂商提供技术标准和方案。
CEPCA:
消费电子电力线通信联盟(ConsumerElectronicPowerLineCommunicationAssociation),是由日本制造厂家松下、三菱电子、索尼、日立、先锋、三洋、东芝以及雅马哈等公司建立的联盟,采用松下的技术,通过现有的家庭电力线实现家庭内部的各种消费类设备的互联。
UPA:
通用电力线联盟(UniversalPowerlineAssociation),以DS2为主成立的标准化联盟,是DS2主导的一个组织,和Opera一样采用DS2技术。
Opera:
开放电力线通信欧洲研究联盟(OpenPLCEuropeanResearchAlliance),包括瑞士ASCOM集团、西班牙电力线芯片开发商DS2、施耐德电气电力线通信等公司,采用DS2公司的技术,以推动宽带电力线在欧洲的应用。
二、PLC技术的标准发展
欧洲的BPL标准化工作:
欧洲电工标准化委员CENELEC会侧重于电力通信的电磁兼容问题。
欧洲电信标准组织ETSI制订的技术标准范围较宽,包括家庭联网、宽带接入、两者之间的相互共存、功率谱密度的可编程、电磁兼容等。
欧盟设立了开放电力线通信研究联盟OPERA(OpenPLCEuropeanReserchAlliance),2005年底完成了大部分接入标准的制订。
以西班牙DS2公司的技术为基础,经过两年努力,2006年正式批准全球第一个开放式接入技术规范。
北美BPL标准化工作:
HomePlug联盟于2001年推出了速率为14Mbit/s的1.0版本技术规范,随后在此基础上加以改进,推出了HomePlug1.0Turbo规范,只涉及家庭内部联网。
2005年推出速率为200Mbit/s的AV版技术规范,主要用于家庭内部大量音视频数据的联网。
计划2008年底前推出的HomePlugBPL技术规范涵盖了宽带接入和家庭联网,但多次延迟,至今尚未出台。
BPL的国际标准化工作:
国际电信联盟ITU正在制定采用家庭同轴电缆、电话线和电力线等三种有线介质联网的统一标准G.hn。
2008年12月ITU批准了一个关键的标准部分ITU-TG.9960,定义了物理层(PHY),物理层传输速率能达到Gbit/s,在电力线上的速率能达到400Mbit/s。
与此相关的介质访问控制层(MAC)规范将在2009年9月以固件的形式定义完成。
2005年7月,电气和电子工程师学会IEEE成立P1901工作组,致力于统一电力线宽带通信的技术标准。
内容涵盖电力线宽带通信的室内联网和室外宽带接入,以及两者的互操作性三部分。
2008年12月IEEEP1901通过了电力线宽带通信的物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)的技术标准提案。
提案包括三个可选项,基于HomePlug电力线联盟的HomePlugAV技术、基于松下公司的HDPLC技术和ITU-TG.hn的物理层规范。
该提案还需要在2009年2月的小组会议上投票,如果一切顺利,到2009年11月将会完成最初草案。
三、HomePlug芯片厂家的对比
目前PLC的厂家能提供200M技术的有Intellon,DS2,Spidcom;而Maxim,Conexant等只提供14M,45M产品。
因此重点考察拥有200M技术的厂家。
芯片选择不仅需要考虑目前芯片本身的成熟度、满足度,同时要考虑厂家的公司规模,财务,技术实力,技术支持,后续发展规划,以免匆忙选择,出现后续由于厂家的原因导致产品跟不上或者出现严重质量问题。
由于PLC很多都是使用在家庭互联,并且电力线和电缆的特性还是有较大的区别,如电力线没有阻抗匹配概念,但Cable必须考虑,因此需要重点关注芯片厂家对EoC市场的看法和技术投入。
Spidcom是法国公司,产品为224Mbps,2006年开始销售,2007年进入中国。
该公司在电力线通信市场占有的份额小,其方案集成度低,产品后续也没有单芯片方案的路标规划。
另外,Spidcom公司目前的芯片OFDM调制技术是把2~30M分成7段,每段子信道采用和WLAN一样的OFDM,即都是相同的bit,因此抗干扰能力相对要差一些。
并且,BPL国际标准尚未最终确定和发布,因此Spidcom公司现有的产品号称的BPL标准实际上是内部企业标准。
DS2是一家提供电力线宽带接入的西班牙公司,产品为200Mbps,2005年产品开始销售,06年营业额为约1000万美金。
欧洲的OpenPLCEuropeanResearchAlliance(Opera)开放电力线通信欧洲研究联盟,采用的就是DS2的技术。
由于DS2一直做宽带电力线技术,因此在接入网管理、运营等特性上考虑都比较完善,是比较适合的技术之一。
但公司规模有限,不愿意针对广电同轴电缆进行芯片改进,并且主要精力放在欧洲,特别是西班牙市场,在国内芯片销售价约$13,几乎没有国内厂家选用。
Intellon是电信电力线通信排名第一的美国本土上市公司厂家,有20多年电力线通信研发经验,行业龙头,于2002年开始销售,主要产品为14Mbps、85Mbps、200Mbps等宽带芯片,去年完成5300万美金销售。
家庭插电电力线联盟(HomeplugPowerlineAlliance)的HomeplugAV标准就是以Intellon技术为基础的,其在物理层特别是电力线抗干扰等有很深的积累,另外其芯片发展上逐步发展单芯片方面,成本控制能力较强。
数据来源:
TechnoSystemsResearchCo.,Ltd
图1电力线通信市场份额2007年
符合HomeplugAV和P1901的芯片厂家在逐步增加,目前Intellon的芯片是完全符合HomeplugAV标准,并且能迅速推出符合P1901要求的兼容芯片。
后续还在积极跟踪G.hn的技术发展,开发符合G.hn标准的产品。
Giggle和Arkados(与ST意法半导体合作,是目前CableModem和机顶盒芯片的主要提供商之一)也宣布现有产品符合Homeplug标准,后续兼容P1901产品的芯片也将能马上量产。
随着越来越多的芯片厂家的加入,只有基于HomeplugAV或P1901标准为基础的EoC产品才越来越有竞争优势。
四、广电网络对HomePlug的要求
由于PLC技术目前主要在家庭网络中使用,其接入层特性,如MAC地址容量、MAC层点对多点的调度、同轴线路质量评估、诊断等功能大多都不能满足广电同轴接入的需求,例如在频率范围选择上,PLC产品都是2~28MHz,而广电的分支、分配器的工作频率是5MHz~1GHz,与同轴电缆相连设备(如电视机、DVD、机顶盒等)的干扰汇聚噪声也主要是集中在低频段7MHz以下,并且7MHz以下的干扰很难进行滤除,因此需要芯片厂家对频率使用范围向上进行平移,所以要把PLC技术真正应用到广电同轴电缆的EoC改造上,必然要求芯片厂家对PLC技术的MAC层进行二次开发,以适应中国的具体国情。
针对广电同轴的特点,现有的HomePlugC芯片如果要很好的在EoC上进行匹配,至少在以下方面需要进行调整和修改:
1)工作频率调整到7M以上,以屏蔽和滤除低频干扰;
2)考虑到同轴电缆屏蔽好的特点,把电力线要求对一些无线电台频道关闭的子载波全部打开,提高信道传输能力。
3)在阻抗匹配、输出功率控制、频率范围、QoS、带宽管理、多用户、多业务共享、点对多点的MAC层调度、用户隔离、Cable线路质量评估、线路诊断等各方面对EoC产品进行了优化和完善,开发出符合同轴网络的接入技术。
五、小结
由于广电EoC的标准一直没有发布,因此EoC市场是百花齐放,需要各地广电客户擦亮眼睛,从芯片的选择、厂家的研发实力、在各地的售后服务能力、在市场的规模应用等多的角度来选择适合自己的方案,并考虑未来的业务需求和技术发展趋势,才能找到合适自己的EoC产品和方案,建设好我们双向数字电视网络。
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