一種城域網(wǎng)寬帶接入技術(shù)HomePNA接入

　　摘要：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，寬帶城域網(wǎng)接入正成為業(yè)界廣泛關(guān)注的熱點技術(shù)。繼討論了EOS和以太網(wǎng)接入之后，本文詳細討論了一種新的類似于以太網(wǎng)技術(shù)的HomePNA接入技術(shù)，其技術(shù)特點、幀格式構(gòu)成、實現(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）是國際上一些計算機和半導(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)有電話線路，以類似于以太網(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)有電話線傳輸數(shù)據(jù)信號，采用以太網(wǎng)CSMA/CD協(xié)議、頻分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)上網(wǎng)、打電話互不干擾；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芯的電話線，通過頻率分離聲音和數(shù)據(jù)，頻率分配如下：話音20-3.4KHz，HomePNA：5.5-9.5MHz。

　　前導(dǎo)字段長度為64字符（16字節(jié)，Byte），用以載波檢測、碰撞檢測、均衡、同步恢復(fù)和增益調(diào)整。幀控制字段長度為16字符（4字節(jié)），具體包括：幀類型、擾碼初始化位字段、優(yōu)先級字段、凈荷編碼以及報頭ＣＲＣ字段。圖中的目的地址、源地址、類型數(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位的校驗和，對幀中的目的地址到FCS字段進行校驗，編碼多項式為：

G(x)=x16+x12+x5+1。PAD為填充字節(jié)、長度可變。EOF字段為幀結(jié)束定界符號（0xfc），長度為1字節(jié)（8位）。

　　為防止可能發(fā)生的由調(diào)幅檢測帶來的可聞噪聲，HomePNA的信號為750mVp-p，頻譜密度為74dBm/Hz，設(shè)計支持40dB插入損耗，接收端信號僅為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32Mbps，而且可根據(jù)線路情況自適應(yīng)調(diào)整傳輸速率。

　　HomePNA類似于以太網(wǎng)，但是對于電纜類型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和端接無特殊要求，此外HomePNA類似于10Base-2，可以共享介質(zhì)，無需交換機或集線器。普通電話線與5類線有很大區(qū)別，普通電話線常產(chǎn)生各種干擾，如正常的電話/傳真信號干擾、電話的振鈴電平脈沖信號干擾、電話的掛斷電平脈沖信號干擾以及電話答錄機的電源雜訊干擾等，HomePNA采取了適當(dāng)?shù)拇胧�，能排除這些信號的干擾。

　　與其他采用銅線接入的技術(shù)相比，HomePNA接入技術(shù)具有以下特點：

　　*速度快：接入速率上下行都達到1Mbps或10Mbps。

　　*收費低：用戶使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不必支付額外的電話費。

　　*免撥號：24小時Internet服務(wù)，隨時在線，免除斷重?fù)艿臒�惱�?br />
　　*施工簡單：無需重新布線，無需改變現(xiàn)有電話網(wǎng)絡(luò)，只需在原有的電話線路兩端加裝簡單的端設(shè)備，不破壞裝修，不影響電話的使用。

　　*共享上網(wǎng)：有的家庭有多臺PC機或便攜機，使用HomePNA適配器可以實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)共享。

　　在用戶端，用戶用F-Engine A2002/3HomePNA適配器安裝在計算機上的PCI插槽上，欺上的RJ-11或RJ-45接口用電話線或以太網(wǎng)UTP線與位于樓道的F-Engine A2001/AM2004 HomePNA接入設(shè)備的相連接，另外一個RF-11接口連接電話機或另外一臺計算機，如連接計算機，最多可連接25臺計算機。這樣通過F-En gine A2002/3　HomePNA適配器可以組成一個小型的局域網(wǎng)，而無需任何其它設(shè)備如HUB、交換機等，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、寫字樓等。最后在每臺計算機上安裝所附的驅(qū)動程序，用戶即可享受速率高達1Mbps的上網(wǎng)服務(wù)。A2002/3 HomePNA適配器可在多種平臺上使用，如Windows9X、NT以及Windows2000等。

　　為了充分利用小區(qū)的每棟大樓的電話線網(wǎng)絡(luò)，并且不移動大樓內(nèi)任何電話線和設(shè)備，A2001/AM2004可放在大樓的電話分線盒旁邊。在整個小區(qū)中，有若干棟樓，每棟樓的層數(shù)和用戶數(shù)不等，可在每棟樓的電話分線盒旁邊放一個或多個A2001/AM2004（具體根據(jù)用戶數(shù)情況而定）。在大樓樓道上電話分線盒旁安裝F-Engine A2001/AM2004HomePNA接入設(shè)備，匯聚大樓內(nèi)各HomePNA接入用戶，A2001/AM2004上行方向有兩種方式，一種是通過以太網(wǎng)雙絞線與匯聚層的F-Engine R4000系列路由器（R4001、R4101、R4202）連接，另外一方式是通過以太網(wǎng)雙絞線與F-Engine S2000系列交換機連接，S2000系列交換機再用以太網(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的接入速率很高，而且可預(yù)留將來的帶寬，用戶通過更換支持更高標(biāo)準(zhǔn)版本的HomePNA適配器可以實現(xiàn)10Mbps及以上速率的接入，因此該方案的升級性能十分好。而第二種接入方案中，由于S2000系列交換機可以提供多種接口，而且?guī)в蠽LAN功能，可以對用戶的帶寬進行分配管理，F(xiàn)-Engine R4000系列路由器可提供8個或12個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，因此該方案特別適合人口密集的大樓、那些已經(jīng)布有電話線的、布線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、山西陽泉、天津、浙江嘉興、湖北宜昌和孝感、山東、南京等地開通運行。