摘 要: 分析电力线上网的优缺点,阐述了Home Plug的目标、市场机遇、技术条件及任务。
关键词: Home Plug 信息接入 家电上网
Home Plug 全称是Home Plug Power Line Alliance,译为家庭插电联盟。该联盟由松下、英特尔、惠普、夏普等13家公司于2000年3月成立,现已发展成为由90家公司组成的企业联盟。其宗旨是联合包括应用电子、消费电子、软件、硬件、零售等行业的著名公司,致力于为各种信息家电产品建立开放的电力线互联网络接入规范。其未来目标是,只需在事先安装好的万能插座上插入电源插头即可构筑起局域网。新技术运用普通的电力线可以传输因特网的资料,所有电话、传真机、电脑及电视、摄像机等家用电器将来都可以直接用墙壁的电线插座互联在一起。其实早在1991年美国电子工业协会的CEbus研究会已经把电力线作为了三种家庭总线中的一种。致力于创造共同的家用电线网络通讯技术标准,Home Plug于2001年6月26日发布了该标准的第1个版本“Home Plug 1.0”,数据传输速度为14Mbit/秒。按计划,遵循Home Plug的产品在2001年底亮相。
1 电力线作为信息接入方式的优点
因为在家庭的每个房间都有不止一个的电源插座,电力线网络是目前世界上最为广泛的网络之一。电力线网络由于它的易用性及低廉价格,必将成为改变人们生活方式的新的信息接入方式之一。
用电力线作家庭互联网接入有其显著的优点:
(1)数据传输速率快。理论上电线作为通信线路的通信速度,根据不同的频率可达每秒3兆比特或10兆比特,与光纤大致相同。一个民用220V线路的变压器只覆盖一定范围内的用户,所以在同一条电力线上的资源不会因为用户太多而降低效率。在用户较少的情况下,可以把几个变压器线路区域内的用户联在一起,提高服务器的利用率;如果用户增多了,不同变压器区域内的用户又可以分开,使用本区域的主服务器,可使资源的利用率始终保持在较高的水准。配电网是一种共享介质,即所有与之相连的用户都共享同一″电缆″。在典型的城市配置中,它则转化为与一个变压器相连的大约100到200个用户。
(2)施工方便、一线两用,价格低廉,延伸方便。电力线在家庭、公司及各种场所处处可达,比电缆和固定电话网络更是广泛。例如,用户能自由选择在家中任何有电插座的角落上网,用量多大都不必担忧电话费,也不用花钱铺设电话线。
2 用电力线实现信息互联需解决的问题
因为电力线网络设计的目的是为了传输电能而不是为了进行数据传输,只是因近些年来市场的需求才提出用它作为家庭网络的信息接入方式之一。电力线的网络物理结构、电力线路的状况、线路中连接的各种家用电器的干扰、各种电器用电电流特性都可能影响电力线网络通信的效果;不同信号藕合方式对电力通信信号损失不同;电力线存在本身固有的脉冲干扰;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施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,这种联网方式也会影响短波收音机等。另外,采用电网上网服务,是一种″共享带宽″(shared bandwidth)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。
目前,Home Plug主要采用Intellon的电力线载波技术,同时,联合了微电子、芯片制造业、软硬件行业的大公司集中力量解决电力线通信过程中的抗干扰问题。
3 Home Plug的目标
家庭插电联盟的规范朝以下方面发展:
(1)Home Plug产品应有竞争性的价格。
(2)采用现有的家庭电力线网络作为通信媒介。
(3)提供以太网速率的高速互联。
(4)允许消费者在家庭的任何一个插座输出将计算机及其它设备方便地连接起来。
(5)Home Plug规范与现有的以电力线路为通信媒介的其它协议不能冲突,其中包括X-10,CEBus,LonWorks。
Home Plug的目标是让消费者通过该技术,使家庭的计算机、摄像机、音响、电话等设备以电力线共享高速的互联网连接。
4 Home Plug的市场机遇
非常清楚这样一个事实,日益增长的消费者希望他们家庭的计算机及各种家用电器都以宽带的速度联入网络,而他们并不关心采用什么样的媒介。有人估计2002年有超过50%的美国家庭至少有两台计算机需要联入因特网。这方面,电力线网络由于其普遍性,易用性在信息的高速接入方面即将呈现出较大的优势。
据美国Cahners In-Stat于2001年5月发表的调查,“使用电源线的家庭网络将呈迅猛增长态势。在美国市场,家庭网络IC的销售额在2005年前将以年平均77%的速度增长,电源线收发器IC的销售额和出货量均有望获得高速成长”。
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主要成员在美国和加拿大的许多地方选取了不同环境的500多个家庭进行现场试验。试验的电力线路超过10,000条,现场试验的数据分析文件超过25,000个。试验项目主要集中在电力线通信速率、信号抗干扰能力、与其它电力线通信协议的兼容性及数据传输的安全性等方面。参加现场试验的公司有:Broadcom,Cisco,Cogency,ConEdison,Conexant,Enikia,Intel,Intellon,Motorola,Panasonic,RadioShack,Sharp,SONICblue,Telewise,Valence。
Home Plug采用正交频分多路复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM技术),OFDM可以提高电力线网络传输质量。它是一种多载波调制技术。传输质量的不稳定意味着电力线网络不能保证如语音和视频流这样的实时应用程序的传输质量。然而对于传输突发性Internet数据流它却是个理想的网络。即便是在配电网受到严重干扰的情况下,OFDM也可提供高带宽并且保证带宽传输效率,而且适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。
6 Home Plug的下一步任务
Home Plug的下一步工作是提供符合“Home Plug 1.0”要求的产品,让消费者利用家庭电源插头上网美梦成真。同时,家庭插电联盟要进行Home Plug的资格认证。对大众的Home Plug知识培训也是一项非常重要的工作,目的是让大家知道利用电力线上网,实现家用电器的电力线互联的时代即将到来。
虽然Home Plug成立时间不长,而且家用电器上网目前还有一些技术上的问题急需解决,但Home Plug联盟阵容强大,并且涉及行业很多。对我国的电子行业而言,加入Home Plug目前无疑是个非常好的机会。由于Home Plug是一个非盈利的组织,通过访问网站www.homeplug.org就很容易成为它的成员。
参考文献
1 www.homeplug.org