HomePlug技术在数字家庭中的应用

什么是HomePlug?

HomePlug联盟由近60家企业组成，为HomePlug电力线产品合作开发技术规范和产品认证(与Wi-Fi联盟为无线产品所作的工作类似)。在消费者网上购物时，看到产品带有“HomePlug Certified”(HomePlug认证)标志时，这表示该产品是根据HomePlug技术规范而设计的，并经过测试，确保质量以及与其它产品的互操作能力，无论该产品来自于哪家制造商。对最终用户来说，他们能够混合搭配来自其首选制造商的HomePlug产品，同时保证这些产品满足HomePlug互操作能力和性能测试。服务提供商也可以获得类似的好处，实践证明，HomePlug产品是一种可靠的机制，可以把IPTV等优质服务传送到消费者的设备上。

例如，在HomePlug产品中，可以使用电线作为以太网的扩展。想象一下，您可以把PS3插入电源插座，然后从电源插座直接上网，或者通过电线同时连接电视机、NAS（网络附加存储）和电脑。插入路由器旁边的一个HomePlug适配器，然后插入PS3、TV、Roku Box旁边的另一个适配器……然后使用一些短以太网线把这些适配器连接到设备上，为设备提供有线高速上网功能。不要担心，无线技术也不是被遗忘的角落。很多HomePlug适配器现在有一块Wi-Fi芯片，不管在哪儿插入，都会重播路由器的Wi-Fi信号，同时仍然为游戏控制台、机顶盒或其它固定设备提供以太网连接。

电力线在多媒体应用中的演变

电力线技术自20世纪80年代以后就已经出现，但以前的用户体验通常不是太好。这是因为老式技术(如X10)在较低频率上工作，不能在断路器的多个相位或支脚中工作。由于HomePlug的出现，载频从kHz跳到MHz，电力线技术能够耦合到多个相位，克服了较低频率上存在的阻抗。通过采用可变速率负荷、更高的调制方案和强力纠错编码等先进技术，HomePlug技术提供了更高的性能，同时提高了整个家庭的覆盖能力。这有力影响了HomePlug，使其成为数字家庭连接首选的电力线技术。

目前，HomePlug AV设备的额定速率为200或500 Mbps。200 Mbps解决方案允许用户可靠地传送高清媒体流，玩网络游戏，而500 Mbps解决方案则允许用户增强覆盖范围和性能，为多个房间传送高清媒体流，玩3D游戏。在与Wi-Fi结合使用时，HomePlug技术可以作为骨干网，扩展无线距离，从而消除家中的盲区。

下面列出了当代HomePlug电力线(HomePlug AV)实现的主要功能：

•高速度：200Mbps物理层速率 (在使用IEEE 1901增强功能时高达500Mbps)
•强健的纠错功能、线路同步功能、可变速率负荷，可靠地传送数据
•整个家庭覆盖 – 在每个电源插座上都能提供网络连接
•按键认证功能，设置和安全保护非常简单

新一代HomePlug在多媒体中的应用

今年1月，HomePlug联盟宣布推出HomePlug AV2规范。这种新的HomePlug技术可以明显提高通过电力线宽带网络的性能和覆盖范围，同时与数百万消费者家中使用的、服务提供商和零售店广泛提供的现有HomePlug AV标准产品保持全面互操作能力。HomePlug AV2技术可以在家中每个电源插座中实现千兆位级速率，特别适合要求高的家庭网络应用，如多房间IPTV、网络游戏、网络视频、高清音频及家庭网络承载的其它应用，特别是在多条高清数据流同时传送时。

下面列出了HomePlug AV2实现的主要功能：

•千兆位级物理层速率
•支持MIMO (多输入和多输出)物理层
•支持多种AV2配置 (SISO, MIMO)，提供差别化解决方案，满足各种性能要求
•只能进行HomePlug AV2 SISO操作
•固有的中继器功能，实现全家覆盖
•传送多条高清视频和音频节目流
•可以与HomePlug AV、HomePlug Green PHY和IEEE 1901设备互操作
•三种工作模式(活动、待机、空闲)，节约能源

HomePlug在混合网络中的应用 (IEEE 1905.1)

是选择有线网络的性能，还是选择无线网络的移动性，通常让消费者非常纠结。正因为如此，IEEE发布了一种新的混合家庭网络规范(IEEE 1905.1)，其中利用广泛采用的多种标准的优势，包括IEEE 802.11 Wi-Fi、IEEE 802.3以太网、IEEE 1901 (HomePlug)电力线和MoCA同轴电缆标准。IEEE 1905.1是一种软件抽象层，将设计到固定设备和移动设备中，实现无缝用户体验，而不管采用哪种连接方式。采用IEEE 1905.1的混合网络已经得到广泛的行业标准支持，包括服务提供商、产品制造商和芯片制造商。

在今年1月发布的一篇新闻稿中，HomePlug联盟表示支持IEEE 1905.1混合网络标准，声称HomePlug联盟致力支持混合网络产品的认证、互操作能力和推广。

下面是HomePlug联盟提供的混合网络优势的部分实例：

•向下兼容能力意味着服务提供商或最终用户切换技术时不会损失原来的投资；
•最大限度地提高消费者应用的速度(吞吐量)，而不管是否接近路由器；
•消费者不用再纠结在家庭连接中是选择Wi-Fi的灵活性还是选择电力线的性能；
•高级诊断功能使服务提供商能够简便调试系统；
•1905.1服务质量保证其它网络业务不会中断视频传送；
•如果一条路径损伤，可以通过切换路径，减少网络毛刺；
•提高最终用户自助安装能力，实现网络安全；
•在有插座、同轴电缆插口或Wi-Fi信号的任何地方，都可以实现宽带上网。

1905.1混合技术

HomePlug在智能能源中的应用

HomePlug引入了智能能源技术(Green PHY)，其能够与HomePlug的多媒体类技术(HomePlug AV和AV2)全面互操作，填补了智能能源与宽带/多媒体网络之间的空白。HomePlug Green PHY被设计成一种低成本、低资源风格的HomePlug电力线通信技术，用来推动实现新兴应用，如智能家电、电动车
充电和家庭能源管理

在智能能源/电网市场中，一个相关的、令人激动的最新进展是SEP 2互操作能力协会(CSEP)的成立。该协会是一家包容性强、与通信技术无关的论坛，目标是统一和加速实现可以互操作的SEP 2产品，由HomPlug联盟、Wi-Fi联盟和ZigBee联盟共同成立。2012年7月 31日，CSEP发布了一篇新闻稿，表示将创建和维护一个认证测试套件，验证各种有线和无线设备的互操作能力，并宣布成功地完成第一次互操作能力测试Plugfest。HomePlug和CSEP所做的努力将使消费者和公共事业企业能够以前所未有的方式控制设备和能源使用。必需指出，HomePlug的智能能源技术将与采用HomePlug AV技术和未来HomePlug AV2技术的现有宽带网络保持互操作能力。

下面列出了HomePlug Green PHY实现的主要功能：

•满足能源企业/公用事业企业和家电企业要求
•与HomePlug AV和AV2网络部署全面互操作
•分时传送优先权较高的IPTV/媒体业务
•采用最低的HomePlug AV速率(QPSK调制)，实现强健的覆盖范围及简单经济的结构
•节电机制，大大降低平均能耗
•可以扩充，支持64-256个节点

与市场中广泛部署的技术互操作对当前和未来家庭网络至关重要。服务提供商、零售商和消费者已经在家庭网络产品/技术中投入大量的资金，以满足广泛部署的行业标准。此外，智能能源发展趋势进一步加强了高吞吐量多媒体和优化智能能源产品在一个网络上互操作的重要性。通过推出HomePlug AV、HomePlug AV2和HomePlug Green PHY可互操作标准及支持混合家庭网络技术，HomePlug联盟将满足多媒体设备与智能能源设备之间的互操作能力需求。

HomePlug正持续增长，经过认证的HomePlug产品已经突破300种，服务提供商部署和零售的产品出货量已经突破1亿台。HomePlug AV2可以使家庭网络上的多媒体应用实现全新的速度，随着HomePlug AV2的出现，预计我们将看到未来的HomePlug产品速度变得更快。此外，HomePlug联盟通过HomePlug Green PHY及通过与Wi-Fi联盟和Zigbee联盟结盟，共同成立智能能源配置2协会(CSEP)，预计我们将看到HomePlug产品变得更加绿色。最后，由于HomePlug被包括在IEEE 1905.1规范中，并持续整合Wi-Fi，预计HomePlug产品混合化的趋势将进一步加强。

基于HomePlug的联网家庭