电力线共享高清晰视频

家庭网络是指居民用户在家庭内部安装的局域网，这种网络能够将电脑、数字电视、媒体中心、智能设备以及其他数字应用连接在一起，对未来家庭网络的描述。家庭网络为用户提供了在连网设备间共享内容的无限潜力。目前，大多数家庭网络为无线网络(基于Wi-Fi)。

无线家庭网络拥有足够带宽，能够在电脑间共享互联网连接。不过，与数据传输速低且存在突发性数据通信的互联网浏览不同的是，高清视频需要较高的带宽与可保证的服务质量(QOS)，以确保可接受的收看体验。因此，消费者在安装共享高清内容的家庭网络时，不得不考虑有线介质。

有线家庭网络要求用户使用CAT5以太网电缆对家庭布线进行重新安排，也可利用已有的家庭电缆，如电力线、电话线或同轴电缆等。对不同的家庭网络联网技术进行了比较分析。

在安装家庭网络时，用户有好几种技术可供选择。使用CAT5以太网电缆对房间进行容的共享与传播，从而在高清电视、PC和Mac上观看数字内容重新布线通常费时费力，且耗资不菲，通常会严重影响家庭装饰的美观。

消费者在安装家庭网络以共享高清视频内容时可以选择好几种方法。由于电源插头随处可见以及电力线网络安装的简易性特点，通过家庭电力线使用EoP技术传输高清视频内容仍然是最具优势的方法之一。

电力线以太网(EoP)

在EoP系统中，在家庭中传输电力的铜线也被用作传输数字数据的媒体。通常情况下，系统通过在电力线承载的交流电信号上添加模块载波频实现数据传输功能。将电力线作为通讯媒体的概念始于上世纪70年代。直至上世纪90年代末，EoP技术仍为低比特率传输，只能实现控制信号的电力线传输。

随着能够消减电力线传输噪音的新算法的出现，数字通讯技术继续向前迈进，使电力线成为具有可行性的高速数字内容承载方式。自上世纪70年代硅晶体管成本大幅下降以来，此类计算密集型算法已经能够在单芯片上实施。这两种技术的进步使高带宽EoP技术最终成为现实，并进一步转化为价格适中的面向居民用户市场的产品。

EoP系统始于发射器，该发射器将电脑或其他联网设备中的数字数据转换为模拟线性数据，再将模拟线性数据叠加于电力线上。在接收器末端，系统将经由电力线输入的模拟线性数据转化为数字信号，并将其传输至相关设备。

电力线以太网因具有适用于居民用户的特点，而成为具有可行性的取代其他家庭联网技术的新型技术。其优势如下文所述：

随处可用：电力线随处可见。全球电网仍是到目前为止应用范围最广的铜线网络。电力线技术将用户家庭里的各个电源插座转变为潜在的网络端口，将家中已有的基础设施转变为待选网络设备。与遍布各个房间的多个电源插座相比，用户家中每一个房间通常只有一个电话线端口或一处同轴电缆插座。

安装、使用简易：电力线以太网产品为即插即用设备，免去了对各个房间重新布线的繁琐操作与高昂成本。消费者可从商店购买电力线以太网适配器，打开包装，将适配器插入室内任意电源插座即可。这些适配器能够在电力线网络中自动彼此搜寻，做好通讯准备。

性能：现在，电力线解决方案的数据传输速率已经达到200Mbps，具有多种服务质量(Qos)水准。这种带宽尤其适用于流动高清晰与标准清晰视频。

内容安全：与易受安全攻击的无线网络不同，电力线网络提供两级内容安全性能。恶意用户必需首先侵入家庭，将插头接入电源插座。即使有人做到了这一点，电力线以太网技术还提供内置加密功能，确保所有通过电力线交换的数据都具有最高安全级别。

可靠性：大多数无线网络设计都支持突发性互联网通信和随选视频流动，这种设计必需对大量数据进行缓存操作。电力线以太网网络以时分多址技术(TDMA)为基础，不同与Wi―Fi网络使用的载波侦听多路访问(CSMA)技术。时分多址技术能够确保视频传输所需要的带宽。

通用电力线协会的EoP技术

为了进一步了解EoP技术如何发挥作用，现在我们对通用电力线协会(UPA)开发的EoP技术进行详细阐释。UPA数字家庭标准(DHS)规范专为经管理和未经管理的家庭内部电力线网络而设立。该规范以Master-Slave(主一从)控制架构为基础，使用对等架构进行数据传输。图3是UPA数字家庭标准物理层(PHY)的方块图。

UPA的EoP技术怎样解决常见的电力线通讯难题

尖峰电压：由于EoP技术使用电力线作为通讯手段，因此其性能与动力性提供的电力质量有一定关系一这是人们对EoP技术最大的误解。这一误解使消费者担心，电力线上产生的尖峰电压会使基于EoP的家庭网络受到影响。

事实上，UPA数字家庭标准物理层在2MHz-32MHz频率范围内运行。家用交流电则根据地区的不同通常使用50Hz或60Hz传输。使用2MHz~32MHz之间的电力线频带，数字数据信号较少受尖峰电压或50Hz/60Hz频带电压波动的影响。

电力线噪音：电力线信道产生的噪音是使用电力线作为数据通讯媒介所面临的最大挑战，也是用户在购买电力线以太网产品时最大电干扰的频谱开口，UPA的EoP技术使用框化OFDM调制技术，能够将可编程开口插入由业余电台等无线电技术使用的频率的顾虑。消费者会问，“我把搅拌机或是吹风机接入电源后，EoP产品还能保证高清视频的质量吗?每次打开微波炉或洗衣机的时候，电视上的视频画面会不会变得很糟糕?”

UPA的EoP技术使用下列方法解决电力线的噪音问题：

・强大的调制功能

・频繁信道估算

・自适应比特加载

・前向纠错

强大的调制功能：UPA的电力线以太网技术使用调制密度为每副载波2至10比特的1536载波OFDM(正交频分复用)调制技术，将其独立应用于各个副载波。

频繁信道估算：电力线信道接收由搅拌机或其他常用家电产生的突发性噪音。UPA的EoP技术通过在发射器和接收器之间交换训练数据(craining data)进行频繁信道估算。信道估算为EoP设备提供信息，告之哪部分电力线信道噪音水平较高。一旦检测到噪音，发射器将进行自适应比特加载，以确保电力线频带的优化使用。

自适应比特加载：自适应比特加载指的是根据每个载波的信息质量参数将每对发射器/接收器的调制参数进行匹配。对每个载波的信噪比进行测量并选择优化调制，以实现最大传输速率，同时将比特错误率(BER)保持在预期水平。这种方法能够将来自其他电路连接设备的干扰降到最低。

前向纠错：前向纠错法由发射器发射足够多的信息，以便在数据因噪音而丢失的情况下，确保原始发射数据无需重新发射即可在接收器中得到恢复。UPA的数字家庭标准规范使用动态Reed-Solomon编码实施前向纠错。

电力线动力：UPA的EoP技术无论电力线有无电力加载都能正常运行。只要给电力线芯片集配以恰当的电源，数字数据传输就与电力线电能无关。

电力线通讯技术干扰无线电通讯：宽带电力线使用2MHz-32MHz范围内的电力线频带。这一频率范围可能被不同的无线电服务(如业余电台)占用。UPA的EoP技术提供可编程频谱开口，可用来避开政府规定不得申请使用的频带。UPA的数字家庭标准使用一种名为框化OFDM(windowed-OFDM)的调制技术，能够进行可编程开口，在开口频率之外产生的性能损失完全可以忽略不计。

高清服务质量(QoS)需求的带宽分配：EoP系统应能够为高清电视提供大量带宽。即使在存在间歇噪音、邻近动力网络干扰或网络低优先级数据饱和等困难条件下，EoP系统也应提供流畅的视频传输服务。

UPA数据家庭标准采用通信流量分级与集中式带宽管理的方式。这种技术被称为高级动态时分(ADTDM)MAC，专为具有高性能需求、带宽供应紧张、通信分级严格和QoS要求较高的音频/视频传输而优化设计。根据不同的服务优先级别，电力线网络中的所有节点都可无冲突接入信道。这一优先级别可根据应用的不同(包括数据、VoIP、视频等)而做出调整。

UPA的EoP系统采用主/从架构。在这种架构中，网络中的一台EoP设备被设为主设备，而其他设备都被设为从设备。“主设备”为网络中的其他EoP设备分配信息存取时间。这是将带宽分配给网络中不同通信种类的效率最高、最简易的方法。UPA的EoP规范具有灵活性，不同的厂商可为特定应用选择实施不同的QoS算法。

内容安全性：UPA的EoP技术使用168位AES加密技术为高清视频和其他通过电力线传输的数字内容提供安全保护。密钥可由最终用户使用简单的图形用户界面(GUI)设定，也可由EoP设备随机产生。

怎样选择合适的电力线以太网产品

对于最终用户，市场上有数种电力线以太网技术可供选择，包括UPA、HD―PLC、HomePlug 1.0、HomePlug 1.0 Turbo和HomePlug AV等。下面是用户在选择合适的电力线产品时应考虑的关键因素：

性能：每个家庭的电力线布局都有所不同，很难事先断言电力线以太网设备在各个家庭中将表现出何种性能。因此，消费者应购买市场上性能最佳的产品，以避免因返工而再次造访商店。在家庭内部传输高清视频内容，消费者更应选择数据速率达到150Mbps以上的EoP产品。

技术完备性：每个家庭的电力线布局都各不相同，因此，尚未得到大规模应用的电力线技术能否达到预期的性能水平，许多用户都对此疑虑重重。

自2004年EoP技术面世以来，UPA的200Mbps芯片集出厂量已达100万片。在欧洲，电信运营商(telcos)已将EoP技术大规模付诸实施，由此可以证明UPA的EoP产品完全能够满足用户的使用体验需求。

UPS 200Mbps EoP解决方案面世三年后，HomePlug AV(200Mbps)开始投放市场。截止到本文定稿时为止，HomePlug200Mbps芯片集与厂商的消费产品尚处于抽样试验阶段。

目前还没有关于HD-PLC(200 Mbps)技术出货量的具体数据，因此无法与UPA和HomePlug AV进行对比。

结语

电力线以太网技术使用2MHz-32MHz之间的电力线频带。大多数国家的政府监管部门未将这一部分频带划归商业用途，但未来这种情况可能会有所改变。这样，电力线技术就能够帮助消费者通过简单的软件更新，使其EoP设备与最新的政府监管政策同步，因此，选择电力线技术是用户的明智之举。UPA的EoP技术即可为用户提供这种便利，用户可通过在线下载简单易行的软件更新，将EoP设备更新到与政策要求同步的状态。

因为电力线具有使用广泛、性能优异以及简便易用等特点，电力线以太网技术成为简便家庭联网技术的选择之一。使用电力线以太网产品，用户可在电话与高清电视之间实现高清内容的无缝共享。此外，消费者应注意选择最适合自己需求的EoP产品。