【精品】三网融合 --有源EoC技术HomePlug芯片厂家的选择电力载波通讯PLC
电力载波通讯PLC,是指现有电力线上进行模拟信号和数据载波通讯Power Line Communication.随着技术的进步,人们在这一领域进行了长时间的大量的研究和试验.近几年来PLC已在家庭视音频和电力抄
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
等方面取得重大突破,并给相关企业带来了良好的经益。
本文就PLC行业及芯片类别进行分析。
从通讯距离主要可分为长(1000M以上)、中(200M-1000M)、短(200以下)三类。
从通讯信号可分为模拟(因网络环境等原因,其产品使用已失败,其研发也几乎停止)和数
字两种,目前成功应用的主要是数字通讯。而数字通讯又分为宽带(1Mbps以上)和窄带(1Mbps以下)。宽带(1Mbps以上)的技术和芯片主要应用于Internet的接入、家庭视音频和数据传输等。窄带(1Mbps以下)的技术和芯片主要应用于电力抄表、远程控制等。
以上两项技术已进入实用阶段,并收到了较好的社会经济效益。下面先分析宽带(1Mbps以上)的技术和芯片:
宽带(1Mbps以上)的技术和芯片主要解决近距离的视音频和数据传输,在国外这方面的研
究已有十几年的历史,并取得了很大的成功;国内虽有机构一直在跟踪研发此类产品,但一
直没有任何结果,即没有任何产品推出。国外成功的企业也只有为数不多的几家,它们主要
是:美国的Intellon、英国的POEM-TECH(Siconnect)、西班牙的DS2、法国的Spidcom和日本的松下。这些企业所推出的芯片带宽有14Mbps、22Mbps、85Mbps、200Mbps
1、Intellon
美国本土上市公司,行业龙头,去年完成5300万美金销售。主要产品为14Mbps、85Mbps、200Mbps; 于2002年开始销售,目前国内销价分别为$6、$9、$14,前期主要是接入市场,典型终端用户中电飞华约20万用户,但因故障率高而停止,现转入家庭市场。
2、POEM-TECH
英国公司产品为22Mbps、200Mbps(09上市),2006年开始销售,2007年进入中国,芯片价格约$5,在中国深圳设有科瑞华公司为其提供技术服务,介入门槛低。
3、DS-2
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,07年不详。主要是对欧洲电信的IPTV用户销售,在国内销售价约$13,但几万美金的入门费,使国内
企业无法忍受。
4、Panasonic
仅仅在销售190Mbits的成品,并没有芯片的销售
5、Spidcom
法国公司产品为224Mbps ,2006年开始销售,2007年进入中国,目前占市场份额还很小,在
国内市场反映效果不好。
特点 Intellon POEM-TECH Panasonic DS2 Spidcom
QoS管理 8层 16层 不详 8层 4层
通讯方式 异步 同步 同步 异步 异步
频道使用率 低 高 高 低 低
地址分配 通过PC机设 自动 通过PC机设 通过PC机设 通过PC机设
联网方式 树状 网状 树状 树状 树状
技术联盟组织 HomePlug CEPCA CEPCA UPA UPA
通过EMC 难 易 易 难 难
芯片价格 高 低 高 高 高
介入门槛 高 低 高 高 高
技术服务 差 好 无 差 较好
有源EoC技术HomePlug芯片厂家的选择
Home Plug AV
标准
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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Home Plug1.0、Home Plug 1.0-Turbo、Home Plug AV、HomePlug BPL、HomePlug Command & 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。HomePlug AV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(UNITED POWER LINE
COUNCIL)、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、PLC Forum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(Homeplug Powerline Alliance),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
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。
CEPCA:消费电子电力线通信联盟(Consumer Electronic Power Line Communication
Association),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(Universal Power line Association),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(Open PLC European Research Alliance),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(Open PLC European Reserch Alliance),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14 Mbit/s的1.0版本技术规范,随后在此基础上加以改进,推出了HomePlug 1.0 Turbo规范,只涉及家庭内部联网。2005年推出速率为200 Mbit/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HomePlug BPL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-T G.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
400 Mbit/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IEEE P1901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HomePlug AV技术、基于松下公司的HDPLC技术和ITU-T G.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,本身公司规
模较小,在电力线通信市场占有的份额小,而其方案集成度低,成本高;并且产品后续没有
单芯片方案,也没有看到新的路标规划。另外Spidcom目前的芯片OFDM调制方面还不够完整,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,因此与其他厂家的芯片相比,抗干扰能力要差很多。更重要的是,Spidcom现有的产品号称是BPL标准,但实际上BPL标准还没有最终确定和发布。
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,07年不详。欧洲的Open PLC European Research Alliance(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,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。Intellon公司有20多年电力线通信研发经验,家庭插电电力线联盟(Homeplug Powerline Alliance)的Homeplug AV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,产品路标上后续有
400M以上的产品,可以满足未来带宽不断发展的需求。
数据来源: Techno Systems Research Co., Ltd
图1 电力线通信市场份额2007年
符合Homeplug AV和P1901的芯片厂家在逐步增加,目前Intellon的芯片是完全符合Homeplug AV标准,并且能迅速推出符合P1901
要求
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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Cable Modem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。
随着越来越的芯片厂家的加入,只有基于Homeplug AV或P1901标准为基础的EoC产品才越来越有竞争优势。
四、Intellon与H3C的合作
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1.8~30MHz,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。
通过对上述芯片厂家研发能力和综合实力的考察和深入沟通,杭州华三通信有限公司(H3C)选择了Intellon公司建立战略合作,共同开发基于HomePlug技术,并满足同轴接入应用需
求的EoC产品。其中,Intellon公司针对广电同轴的特点,把EoC芯片的的工作频率调整到
7.5M~30MHz,同时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。而华三通信公司发挥其在EPON、以太网、xDSL接入技术的技术积累优势,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,共同开发符
合同
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轴网络的接入技术。
经过两年多的努力,Intellon公司研发出适合中国广电EoC需求的高性能HomePlug AV芯片,并加强了QoS、带宽控制以及在线故障定位、诊断等功能,结合H3C在城域网、EPON设备和网络管理系统上的优势,为广电客户提供了端到端的可运营、可管理全方位广电解决方
案。华三和Intellon公司合作的EoC产品不仅在国家广电总局的测试中表现优异,而且在宁
波、大理、江苏、新疆等广电的EoC测试用排名第一,并且已经在各地广电规模部署,特
别是经受某市广电规模开展IPTV业务的考验,证明使用H3C的EoC产品可以规模开展IPTV业务,也说明H3C和Intellon公司合作的EoC产品已经是稳定的成熟EoC产品。
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。