摘 要: 分析電力線上網的優缺點,闡述了Home Plug的目標、市場機遇、技術條件及任務。
關鍵詞: Home Plug 信息接入 家電上網
Home Plug 全稱是Home Plug Power Line Alliance,譯為家庭插電聯盟。該聯盟由松下、英特爾、惠普、夏普等13家公司于2000年3月成立,現已發展成為由90家公司組成的企業聯盟。其宗旨是聯合包括應用電子、消費電子、軟件、硬件、零售等行業的著名公司,致力于為各種信息家電產品建立開放的電力線互聯網絡接入規范。其未來目標是,只需在事先安裝好的萬能插座上插入電源插頭即可構筑起局域網。新技術運用普通的電力線可以傳輸因特網的資料,所有電話、傳真機、電腦及電視、攝像機等家用電器將來都可以直接用墻壁的電線插座互聯在一起。其實早在1991年美國電子工業協會的CEbus研究會已經把電力線作為了三種家庭總線中的一種。致力于創造共同的家用電線網絡通訊技術標準,Home Plug于2001年6月26日發布了該標準的第1個版本“Home Plug 1.0”,數據傳輸速度為14Mbit/秒。按計劃,遵循Home Plug的產品在2001年底亮相。
1 電力線作為信息接入方式的優點
因為在家庭的每個房間都有不止一個的電源插座,電力線網絡是目前世界上最為廣泛的網絡之一。電力線網絡由于它的易用性及低廉價格,必將成為改變人們生活方式的新的信息接入方式之一。
用電力線作家庭互聯網接入有其顯著的優點:
(1)數據傳輸速率快。理論上電線作為通信線路的通信速度,根據不同的頻率可達每秒3兆比特或10兆比特,與光纖大致相同。一個民用220V線路的變壓器只覆蓋一定范圍內的用戶,所以在同一條電力線上的資源不會因為用戶太多而降低效率。在用戶較少的情況下,可以把幾個變壓器線路區域內的用戶聯在一起,提高服務器的利用率;如果用戶增多了,不同變壓器區域內的用戶又可以分開,使用本區域的主服務器,可使資源的利用率始終保持在較高的水準。配電網是一種共享介質,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,它則轉化為與一個變壓器相連的大約100到200個用戶。
(2)施工方便、一線兩用,價格低廉,延伸方便。電力線在家庭、公司及各種場所處處可達,比電纜和固定電話網絡更是廣泛。例如,用戶能自由選擇在家中任何有電插座的角落上網,用量多大都不必擔憂電話費,也不用花錢鋪設電話線。
2 用電力線實現信息互聯需解決的問題
因為電力線網絡設計的目的是為了傳輸電能而不是為了進行數據傳輸,只是因近些年來市場的需求才提出用它作為家庭網絡的信息接入方式之一。電力線的網絡物理結構、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絡通信的效果;不同信號藕合方式對電力通信信號損失不同;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就是噪聲大和安全性低的問題。盡管電力線可以作為高速通信的一種備選介質,但電力系統的基礎設施并不具備提供高質量數據傳輸服務的功能,家庭電器產生的電磁波會對通信產生干擾,這種聯網方式也會影響短波收音機等。另外,采用電網上網服務,是一種″共享帶寬″(shared bandwidth)的技術,用戶上網時的速度,取決于當時會有多少用戶上網。如果很多用戶同時上網,傳輸速度相對就較慢。
目前,Home Plug主要采用Intellon的電力線載波技術,同時,聯合了微電子、芯片制造業、軟硬件行業的大公司集中力量解決電力線通信過程中的抗干擾問題。
3 Home Plug的目標
家庭插電聯盟的規范朝以下方面發展:
(1)Home Plug產品應有競爭性的價格。
(2)采用現有的家庭電力線網絡作為通信媒介。
(3)提供以太網速率的高速互聯。
(4)允許消費者在家庭的任何一個插座輸出將計算機及其它設備方便地連接起來。
(5)Home Plug規范與現有的以電力線路為通信媒介的其它協議不能沖突,其中包括X-10,CEBus,LonWorks。
Home Plug的目標是讓消費者通過該技術,使家庭的計算機、攝像機、音響、電話等設備以電力線共享高速的互聯網連接。
4 Home Plug的市場機遇
非常清楚這樣一個事實,日益增長的消費者希望他們家庭的計算機及各種家用電器都以寬帶的速度聯入網絡,而他們并不關心采用什么樣的媒介。有人估計2002年有超過50%的美國家庭至少有兩臺計算機需要聯入因特網。這方面,電力線網絡由于其普遍性,易用性在信息的高速接入方面即將呈現出較大的優勢。
據美國Cahners In-Stat于2001年5月發表的調查,“使用電源線的家庭網絡將呈迅猛增長態勢。在美國市場,家庭網絡IC的銷售額在2005年前將以年平均77%的速度增長,電源線收發器IC的銷售額和出貨量均有望獲得高速成長”。
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主要成員在美國和加拿大的許多地方選取了不同環境的500多個家庭進行現場試驗。試驗的電力線路超過10,000條,現場試驗的數據分析文件超過25,000個。試驗項目主要集中在電力線通信速率、信號抗干擾能力、與其它電力線通信協議的兼容性及數據傳輸的安全性等方面。參加現場試驗的公司有: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用技術(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM技術),OFDM可以提高電力線網絡傳輸質量。它是一種多載波調制技術。傳輸質量的不穩定意味著電力線網絡不能保證如語音和視頻流這樣的實時應用程序的傳輸質量。然而對于傳輸突發性Internet數據流它卻是個理想的網絡。即便是在配電網受到嚴重干擾的情況下,OFDM也可提供高帶寬并且保證帶寬傳輸效率,而且適當的糾錯技術可以確保可靠的數據傳輸。
6 Home Plug的下一步任務
Home Plug的下一步工作是提供符合“Home Plug 1.0”要求的產品,讓消費者利用家庭電源插頭上網美夢成真。同時,家庭插電聯盟要進行Home Plug的資格認證。對大眾的Home Plug知識培訓也是一項非常重要的工作,目的是讓大家知道利用電力線上網,實現家用電器的電力線互聯的時代即將到來。
雖然Home Plug成立時間不長,而且家用電器上網目前還有一些技術上的問題急需解決,但Home Plug聯盟陣容強大,并且涉及行業很多。對我國的電子行業而言,加入Home Plug目前無疑是個非常好的機會。由于Home Plug是一個非盈利的組織,通過訪問網站www.homeplug.org就很容易成為它的成員。
參考文獻
1 www.homeplug.org