HomePlugAV硬件培训EOC

Segment/Encryption Segment n 512 Octet
MAC Frame (MSDU)
MPDU Payload （Beacon等其他帧也 是在此处理）
PB Header 4Bytes
Segment/Encryption 512 Octet
PBCS 4Bytes
Frame Control 128bit 1或者多个PB数据块
Homeplug AV数据处理过程（发送）
Ethernet II Data/MME Packet
MSDU Payload
MAC Frame ATS/Confou Ethernet II Data/MME
ICV
Header 2Bytes nder 4Bytes Payload
4B
Segment 1
Device Association，Authorization，Authentication过程
• 一旦CCO指定，CCo马上建立其AVLN，分 配TEI（01），设定NMK，计算NEK。
• STA
– 监听Beacon信息，获取Beacon中的NID （54bit，即表示AVLN，）。然后STA申请TEI
– CATV衰减都是指网络设计最高可用频率（如750M，860M）的衰减，因此从上 面可以看出，低频50M的衰减基本只有高频750M的1/4左右。
HomePlug AV
• HomePlugAV是在电力线上进行数据的传输，抗干扰性比较强，这对 于易受干扰的低频技术而言很重要；
• PLC技术不能满足目前有线电视接入网的要求，有些模式不适合接入 网的要求，而且以前的网络在可靠性、可诊断、可维护、可运营、可 管理方面没有保障，电力线通信的国际标准P1901则写入了新的技术 标准；
• IEEE组织： –电力线工作组P1901，制定类似以太网通信的统一标准，统一上述标准厂 家的技术分歧。于08年底达成一致意见，已经于7月份发出来P1901标准 的初稿。预计2010年初可以形成正式标准。
• ITU-T组织： –G.hn/G.9660，定义一个解决家庭有线网络通信的统一标准，涵盖电力线 Power line，电话线Phone Line，同轴电缆Coax三种有线的统一通信技术。
50MHz 15
270,共享
无源EoC
全双工/半双工 802.3
基带Manchester 编码
0.5-25MHz 25MHz 1
10, 独享
80,共享 CSMA/CA
N×16（up to 2048）
25,共享 CSMA/CA 各厂家不同
135,共享 CSMA/CA，TDMA
31
9.6, 独享 CSMA/CD 不受限制/由交换 端口数确定
MoCA和WiFi
有源EoC在技术方案的选择上分高频和低频两个方向，MoCA、WiFi技术是在 860MHz以上的高频技术，这会带来如下主要问题：
1：衰减大 2：有线网主要使用5M~1G的频段，实测显示1G以上的频段分支分配器（指标
为5M~1G）的适用性不好 ，故改造代价高。 3：手机GSM信号等干扰还在其中，衰减也大。而且中国有许多农村的网络，
64~253个终端的产品。
HomePlug AV发展
• 现有的电力线通信联盟： –Homplug Powerline alliance：家庭插电联盟。2000年成立，由Intellon， Spidcom，Gigle，Intel，Comcast，Cisco，Motorola等芯片公司、运营商、 设备商等发起，以Intellon技术为基础成立的家庭插电联盟。 –HD-PLC ：High Definition PLC，2007年9月成立，由Panasonic公司组 织成立，以Panasonic技术为基础。会员以日本厂家为主。 –UPA ：Universal Power line Association，通用电力线联盟，2004年5月 成立，以DS2芯片厂家为主成立的标准化联盟，该组织为Opera提供技术 支持和规范制定。 –Opera：Open PLC European Research Alliance开放电力线通信欧洲研 究联盟，采用 DS2的技术。 –CEPCA： Consumer Electronic Power Line Communication Association 消费电子电力线通信联盟，是日本制造厂家联盟，致力于不同标准共存， 并不制定标准。
Homeplug电力线通信联盟
• 由Cisco，Comcast, GE, Intel, , Motorola, Sharp和TI等发起的，主要 标准制定是Intellon，以及Arkadas，Giggle，Spidcom，Renesas， Yitran几家芯片公司。
• Homeplug联盟的目标是使采用电力线供电的电子设备通过相同的电 源插座和电线互相连接通信并接入Internet。该联盟成立于2000年3月， 早期是为家庭电力线通信制定标准，并于2005年形成Homeplug AV 规范。目前致力于Homeplug AV；Homeplug Access BPL； Homeplug Command & Control三个规范的制定工作。目前 Homeplug Access BPL标准已经被P1901采用。
550MHz对高频也是一个大难点。
MoCA在美国1300万的客户中90%在美国龙头电信运营商Verizon，用于 FTTH家庭接入 。
WiFi为无线传输，信道特性与有线的不同，用在同轴电缆上抗干扰等性能不好
75欧姆同轴线缆衰减
• 低频技术，衰减小，可满足光节点覆盖，可过两级放大器
– 电缆的衰减特性。电缆的衰减和电缆的结构等特性相关，下面列的是通用的75 欧电缆不同频率的大致衰减特性。 • 75-5电缆的衰减，50M～5dB/100m；750M～20dB。（室内电缆） • 75-7电缆的衰减：50M～3.2dB/100m；750M～13dB。 （入户电缆） • 75-9电缆的衰减：50M～2.3dB/100m；750M～10dB。（主干或分配电缆） • 75-12电缆的衰减：50M～1.9dB/100m；750M～8dB。（主干电缆）
硬件交流资料
2010年12月
第1部分
简述
分前端 CATV端局系统
EPON OLT
园区 CATV光端机
EPON ONU
有源EOC头端
楼道
EPON技术已经 成为广电建设双 向网的主流技术!
用户侧
有源EOC客户端
有源EOC客户端
目前HFC改造的普遍技术模式
比较项目
HomePlug AV
通信方式
半双工
第2部分
物理层核心原理
OFDM技术
FDM和OFDM比较
基本概念—加窗
基本概念—保护间隔
基本概念--CP
基本概念—信道均衡
• 当信道传输函数非理想时，按理想传输信 道设计的无码间干扰系统具有码间干扰。
• 当信道特性已知时：
– 解决方法是在接收端前加入信道均衡器，将码 间干扰消除或尽量减少。
MAC地址，CCo的HFID信息。
STA发送CC_ASSOC.REQ请求CCo联结。 CCo应答CC_F请求，告知SNID和TEI，以及TEI的Lease Time。
第4部分
芯片简介
INT6400
芯片组结构
INT7400
INT7400 500 Mbps 物理层速率 IEEE P1901 兼容 IEEE P1901 兼容 支持0-30 MHz 基带以及 30-50 MHz 扩展频率部分，提高物理带宽，完全满 足P1901标准 支持50～ 75 MHz Intellon的 P1901 Turbo模式，提供更高的带宽应用 满足Inter-PHY Protocol (IPP) 共存协议，和其他PLC产品共存 P1901是一个电力线标准，双绞线和同轴线上也可良好工作，支持EoC工作 模式 HomePlug AV 兼容和互通，能完全兼容现有产品（产品后向兼容的能力） 完成了全球的现场实验测试 动态频谱关闭 先进的绿色节电性能 千兆接口: 10/100/1000 RGMII和GMII
Convergence Layer HomePlug MAC
H1: Host interface
桥接，分类，QoS
M1: MAC interface Frame成帧 CSMA/CA ARQ (Auto Repeat ReQuest) Segment 帧分割，冲突检查
HomePlug AV PHY
FEC（扰码，交织） 调制
标准
IEEE P1901
调制方式
OFDM/子载波QAM自 适应
占用频段
1.8-30MHz
信道带宽
28MHz
可用信道
1
物理层速率 (Mbps)
200,共享
MAC层速率(Mbps)
100,共享
MAC层协议
CSMA/CA，TDMA
客户端数量
253
有源EOC
HomePNA(3.0)WiFiMoCA/C-LINK
– 一旦TEI申请完成，即完成Association过程， 则使用NMK加入AVLN。
– NMK认证成功，则分配到正确的NEK，后续数 据传输，管理报文等都是采用NEK来加密。
• STA发送CC_WHO_RU.REQ报文，单播报文申请获取NID信息; • CCo响应CC_WHO_F报文，广播报文，报告NID，CCo
广播电视频率资源分配
开路电视信号分配方案
上行
下行
数据信号
FM
模拟电视
广播
5
30 47 85 108
550
CATV频率分配方案——GY/T 106-1999
上行
下行
数字电视
750（MHz）
数据信号
FM
模拟电视 数字电视 数据信号
广播
5
65 85
108 111
1000 （MHz）
中华人民共和国国家标准 GY/T 106-1999《有线电视广播系统技术规范》
半双工
半双工
半双工
ITU G.9954 FDQAM/QAM
4-28MHz 24MHz 1
128,共享
802.11/g/n OFDM/BPSK,QPSK,Q
AM 2400MHz或变频
20/40MHz 3不重叠信道 54/108,共享
MoCA 1.0 OFDM/子载波QAM
自适应 800-1500MHz
交织和多份Copies
第3部分
HomePlug AV规范
Homeplug AV架构
Bridges( Ethernet, PCI )
High
Layer
Application
主机管理控制 （MME）
Host interface
Protocol Adaptation Layer AV Bridge （TEI Bridge）
– 三种设计均衡器方法
• 基于ML方法 • 基于线性滤波器方法 • 基于判决反馈方法
PHY的调制模式
• 支持BPSK，QPSK，16QAM，64QAM， 256QAM，1024QAM。
• 支持的FEC速率为1/2，16/21。 • 特殊报文采用特殊的调制和编码方式(提高可靠性)
– STD-RoBo (Robust Mode) 4Copies – Mini-RoBo (5 Copies, PB136) – HS-RoBo (2Copies) – FC采用的是标准QPSK编码，一个Symbol传输，采用
Phy Block Long MPDU
Preamble
Frame Control 128bit
1或者多个PB数据块 Phy 发送数据
MAC调度
• Homeplug是采用基于Beacon的周期信道接入访问机制。（Beacon周期等于 AC时钟周期的两倍）。按照Beacon来做调度，基于Beacon周期的接入访问 控制机制来处理的。
• HomePlugAV是从市场占有范围等角度考虑：HomePlugAV现在已拥 有超过4000万用户的规模，后期厂家也比较多，有效地降低了采用风 险；
• 覆盖广，电缆衰减小，放大器改造简单，无源网络改造简单，可靠性 高，维护简单，成本低，采用分支分配器等无源器件跨接即可；
• 高带宽，200M的PLC技术，MAC层速率可达100M； • 可支持用户数多。一个头端至少可支持32个终端，还有能支持
下代芯片
• Int8400 – 配合HomeplugAV2标准，支持1GHz物理速率。 – 支持扩展频道到150MHz，支持最高4096QAM子载波 速率（理论最高物理可达：150M×12bit=1.8Gbps。 速率目前支持1024QAM，50MHz带宽，故为 500Mbps）。