通信網(wǎng)banner.jpg)
摘要：隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，寬帶城域網(wǎng)接入正成為業(yè)界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)。繼討論了EOS和以太網(wǎng)接入之后，本文詳細(xì)討論了一種新的類(lèi)似于以太網(wǎng)技術(shù)的HomePNA接入技術(shù)，其技術(shù)特點(diǎn)、幀格式構(gòu)成、實(shí)現(xiàn)方式和具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：HomePNA 幀格式 應(yīng)用
HomePNA（Home Phone line Networking Alliance）是國(guó)際上一些計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體器件制造公司發(fā)起并成立于1998年的標(biāo)準(zhǔn)組織，其目的是利用現(xiàn)有電話(huà)線(xiàn)路，以類(lèi)似于以太網(wǎng)的技術(shù)提供一種低成本高寬帶網(wǎng)絡(luò)的解決方案。HomePNA利用現(xiàn)有電話(huà)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，采用以太網(wǎng)CSMA/CD協(xié)議、頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)、打電話(huà)互不干擾；HomePNA1.0版標(biāo)準(zhǔn)的上下行速率均為1Mbps，最大傳輸距離為300米。
HomePNA技術(shù)采用2芯的電話(huà)線(xiàn)，通過(guò)頻率分離聲音和數(shù)據(jù)，頻率分配如下：話(huà)音20-3.4KHz，HomePNA：5.5-9.5MHz。
圖1所示為HomePNA1.0采用的幀格式，圖2為HomePNA2.0的幀格式。
圖2中，前導(dǎo)字段長(zhǎng)度為64字符（16字節(jié)，Byte），用以載波檢測(cè)、碰撞檢測(cè)、均衡、同步恢復(fù)和增益調(diào)整。幀控制字段長(zhǎng)度為16字符（4字節(jié)），具體包括：幀類(lèi)型、擾碼初始化位字段、優(yōu)先級(jí)字段、凈荷編碼以及報(bào)頭ＣＲＣ字段。圖中的目的地址、源地址、類(lèi)型數(shù)據(jù)和FCS等字段與IEEE802.3定義的以太網(wǎng)幀格式一樣，保持不變。CRC字段采用16位的校驗(yàn)和，對(duì)幀中的目的地址到FCS字段進(jìn)行校驗(yàn)，編碼多項(xiàng)式為：
G(x)=x16+x12+x5+1。PAD為填充字節(jié)、長(zhǎng)度可變。EOF字段為幀結(jié)束定界符號(hào)（0xfc），長(zhǎng)度為1字節(jié)（8位）。
為防止可能發(fā)生的由調(diào)幅檢測(cè)帶來(lái)的可聞噪聲，HomePNA的信號(hào)為750mVp-p，頻譜密度為74dBm/Hz，設(shè)計(jì)支持40dB插入損耗，接收端信號(hào)僅為10mV。HomePNA1.0采用脈沖位置調(diào)制（Pulse Position Modulation,PPM）方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps。HomePNA2.0采用正交幅度調(diào)制（Frequency Diverse Quadrature Amplitude Modulation,FDQAM）方式，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)32Mbps，而且可根據(jù)線(xiàn)路情況自適應(yīng)調(diào)整傳輸速率。
HomePNA類(lèi)似于以太網(wǎng)，但是對(duì)于電纜類(lèi)型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和端接無(wú)特殊要求，此外HomePNA類(lèi)似于10Base-2，可以共享介質(zhì)，無(wú)需交換機(jī)或集線(xiàn)器。普通電話(huà)線(xiàn)與5類(lèi)線(xiàn)有很大區(qū)別，普通電話(huà)線(xiàn)常產(chǎn)生各種干擾，如正常的電話(huà)/傳真信號(hào)干擾、電話(huà)的振鈴電平脈沖信號(hào)干擾、電話(huà)的掛斷電平脈沖信號(hào)干擾以及電話(huà)答錄機(jī)的電源雜訊干擾等，HomePNA采取了適當(dāng)?shù)拇胧�，能排除這些信號(hào)的干擾。
與其他采用銅線(xiàn)接入的技術(shù)相比，HomePNA接入技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
*速度快：接入速率上下行都達(dá)到1Mbps或10Mbps。
*收費(fèi)低：用戶(hù)使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不必支付額外的電話(huà)費(fèi)。
*免撥號(hào)：24小時(shí)Internet服務(wù)，隨時(shí)在線(xiàn)，免除斷重?fù)艿臒⿶馈?br>
*施工簡(jiǎn)單：無(wú)需重新布線(xiàn)，無(wú)需改變現(xiàn)有電話(huà)網(wǎng)絡(luò)，只需在原有的電話(huà)線(xiàn)路兩端加裝簡(jiǎn)單的端設(shè)備，不破壞裝修，不影響電話(huà)的使用。
*共享上網(wǎng)：有的家庭有多臺(tái)PC機(jī)或便攜機(jī)，使用HomePNA適配器可以實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)共享。
圖3所示為HomePNA實(shí)現(xiàn)方案。
如圖3所示，在用戶(hù)端，用戶(hù)用F-Engine A2002/3HomePNA適配器安裝在計(jì)算機(jī)上的PCI插槽上，欺上的RJ-11或RJ-45接口用電話(huà)線(xiàn)或以太網(wǎng)UTP線(xiàn)與位于樓道的F-Engine A2001/AM2004 HomePNA接入設(shè)備的相連接，另外一個(gè)RF-11接口連接電話(huà)機(jī)或另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)，如連接計(jì)算機(jī)，最多可連接25臺(tái)計(jì)算機(jī)。這樣通過(guò)F-En gine A2002/3 HomePNA適配器可以組成一個(gè)小型的局域網(wǎng)，而無(wú)需任何其它設(shè)備如HUB、交換機(jī)等，這種方式特別適合需要高速上網(wǎng)的小型公司、大公司的辦事處、寫(xiě)字樓等。最后在每臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝所附的驅(qū)動(dòng)程序，用戶(hù)即可享受速率高達(dá)1Mbps的上網(wǎng)服務(wù)。A2002/3 HomePNA適配器可在多種平臺(tái)上使用，如Windows9X、NT以及Windows2000等。
為了充分利用小區(qū)的每棟大樓的電話(huà)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并且不移動(dòng)大樓內(nèi)任何電話(huà)線(xiàn)和設(shè)備，A2001/AM2004可放在大樓的電話(huà)分線(xiàn)盒旁邊。在整個(gè)小區(qū)中，有若干棟樓，每棟樓的層數(shù)和用戶(hù)數(shù)不等，可在每棟樓的電話(huà)分線(xiàn)盒旁邊放一個(gè)或多個(gè)A2001/AM2004（具體根據(jù)用戶(hù)數(shù)情況而定）。在大樓樓道上電話(huà)分線(xiàn)盒旁安裝F-Engine A2001/AM2004HomePNA接入設(shè)備，匯聚大樓內(nèi)各HomePNA接入用戶(hù)，A2001/AM2004上行方向有兩種方式，一種是通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線(xiàn)與匯聚層的F-Engine R4000系列路由器（R4001、R4101、R4202）連接，另外一方式是通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線(xiàn)與F-Engine S2000系列交換機(jī)連接，S2000系列交換機(jī)再用以太網(wǎng)接口與匯聚層的F-Engine R4000系列路由器連接。由于F-Engine R4000系列路由器轉(zhuǎn)發(fā)速率高，前一種方式中速率用戶(hù)的接入速率很高，而且可預(yù)留將來(lái)的帶寬，用戶(hù)通過(guò)更換支持更高標(biāo)準(zhǔn)版本的HomePNA適配器可以實(shí)現(xiàn)10Mbps及以上速率的接入，因此該方案的升級(jí)性能十分好。而第二種接入方案中，由于S2000系列交換機(jī)可以提供多種接口，而且?guī)в蠽LAN功能，可以對(duì)用戶(hù)的帶寬進(jìn)行分配管理，F(xiàn)-Engine R4000系列路由器可提供8個(gè)或12個(gè)10/100Mbps下行以太網(wǎng)接口，因此該方案的接入密度比較大，用這種方案可接入很多的用戶(hù)，因此該方案特別適合人口密集的大樓、那些已經(jīng)布有電話(huà)線(xiàn)的、布線(xiàn)改造工程巨大的商業(yè)中心。
以上接入方案先后在青海西寧、廣西柳州、山西陽(yáng)泉、天津、浙江嘉興、湖北宜昌和孝感、山東、南京等地開(kāi)通運(yùn)行。
摘自《數(shù)據(jù)通信》2002.1期
