一种基于G.hn标准的电力线通信模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力线通讯技术领域，尤其涉及一种基于G.hn标准的电力线通信模块。
【背景技术】
[0002]电力线通信技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。电力猫即“电力线通讯调制解调器”，是通过电力线进行宽带上网的Modem的俗称。电力猫利用已有的电力线网络，不需要重新增设、定点排布线路，不需要增加多口的网络交换机，更不会破坏建筑原有的布局和美观，就可以即插即上网。
[0003]宽带电力线通信技术目前在世界上分成两大技术阵营，一个是以国际电联(ITU)认可的G.hn技术，另一个是以美国工程师协会(IEEE)认可的Homeplug技术。目前市面上的电力传输产品以Homeplug标准为主，Homeplug产品最大数据传输速率为500Mbps，但在网络功能方面没有突破，比如带宽分配僵硬，远程管理差。其中，Hom印Iug产品的一个最大缺点为使用密度不能太大，比如一栋大楼里面有多家多户同时使Homeplug标准的电力传输产品，这会导致整个电力传输网络瘫痪。因此Hom印Iug产品的服务质量差，网络覆盖面积少和用户密度低。
[0004]作为中国电信唯一认证G.hn标准恰恰是为了解决Homeplug标准带来的问题。如图1所示，G.hn标准有灵活带宽分配机制。G.hn网络可以根据电力线上的数据流的需要来灵活分配带宽资源。G.hn技术的核心分为两大部分，一是物理层，另一个是数据层。物理层负责电力线上信号的传输和接受，G.hn采用OFDM载波技术，把40960FDM子载波频点平均分布在2-lOOMHz的频宽上面，从而达到高速数据传输率-物理层数据率最高能达到lGbps，四层TCP/IP吞吐量最高能达到450Mbps。G.hn采用的前向纠错(FEC)的算法是低密度奇偶校验码(LDPC)，LDPC能提高通信数据的纠错能力，相比Homeplug标准的穿刺前向纠错，在不确定性和复杂性高的电力环境下有稳定的表现。G.hn网络采用TDMA仲裁机制来分配网络资源，在智能终端设备完成组网后，网络里有一个设备会成为主控设备而其余设备则成为被控设备。主控设备会根据需要来分配网内各个设备的收发时序，这部分功能是数据层负责。
[0005]如图2所示，G.hn标准有着功能齐全的通信协议，并结合硬件的运作，从而克服Homeplug标准带来的问题。下面对G.hn标准的通信协议一个简单全面的介绍。如图2所示，应用协议聚合子层提供应用实体的接口支持，其中正应用实体可以是Ethernet或者其他协议。并且应用协议聚合子层还为应用实体和家庭网络收发器之间提供比特率适配功能。家庭网络收发器可以使智能家居设备、电脑、ADSL猫等待。逻辑链路控制子层协调各节点的信息传输过程。逻辑链路控制子层建立、管理、重新启动以及终止网络域节点间的数据连接。媒体访问控制子层通过媒体访问控制协议来控制各节点对传输介质的访问过程，如图4所示，当Node3和Nodel都访问NodeO，Node3的传输数据路线是“I——2”即从第一线路到第二线路；Nodel的传输数据路线是“3I”即从第三线路到第一线路，第一线路I就会出现信号拥挤。但是通过媒体访问控制协议协调各节点对NodeO访问次序，采取了“谁先来先访问”的服务方式。物理编码子层在媒体访问控制子层和物理层之间提供速率适配功能。物理媒介适配子层对物理帧进行信道编解码。物理媒介相关子层主要根据不同的物理媒介特性使用相应的OFDM进行调制和解调，其中，所述的物理媒介是电力线、电话线和同轴电缆。还要，G.hn模块还包括三个逻辑接口:应用接口(A接口)、物理媒介独立接口(PMI接口 )、介质相关接口(MDI接口)。
【实用新型内容】
[0006]为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的旨在提供一种基于G.hn标准，增强服务质量，提高网络覆盖面积和用户密度的电力线通信模块。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型所采用技术方案如下:
[0008]一种基于G.hn标准的电力线通信模块，包括电力线信号親合器、DDR2内存、Flash存储器以及RJ45网口，其特征在于:还包括数字基带处理器、前段模拟收发芯片、以太网千兆物理层转换器和G.hn模块；
[0009]进一步，所述以太网千兆物理层转换器基于G.hn标准通过MILL介质独立接口，和数字基带处理器相互连接；所述以太网千兆物理层转换器提供千兆二层以太网速率；
[0010]进一步，所述数字基带处理器基于G.hn标准通过SPI串行外设接口，和前段模拟收发芯片相互连接；所述数字基带处理器把以太网包帧转换成G.hn包帧和管理电力线上的通信时序和组网，并提供多节点接入；
[0011]进一步，所述前段模拟收发芯片接受和发送G.hn信号，并内含自动增益和多收发通道；
[0012]进一步，所述G.hn模块配合以太网千兆物理层转换器、数字基带处理器及前段模拟收发芯片的硬件，对数据进行封装、装帧和解封装、编码和解码、OFDM调制、校验、调度和仲裁。
[0013]进一步，所述数字基带处理器通过SPI串行外设接口和Flash存储器相互连接。
[0014]进一步，所述数字基带处理器通过DDR2标准接口和DDR2内存相互连接。
[0015]进一步，所述电力线信号耦合器和前段模拟收发芯片相互连接，并把信号耦合到传输介质。
[0016]进一步，所述传输介质为电力线、电话线和同轴电缆。
[0017]本实用新型的有益效果:前段模拟收发芯片内含自动增益和多收发通道，实现带宽多进多出，灵活地分配带宽；数字基带处理器管理电力线上的通信时序和组网，并提高多节点接入，增强抗扰能力和增加组网的分节点；通过G.hn模块和前段模拟收发芯片、前段模拟收发芯片及以太网千兆物理层转换器相互配合，增强了服务质量，提高了网络覆盖面积和用户密度。
【附图说明】
[0018]图1为G.hn介质访问控制的周期(MAC cycle)结构框图；
[0019]图2为G.hn模块的通信协议示意图；
[0020]图3为本实用新型结构连接框图；
[0021]图4为本实用新型第一实施例示意图。
[0022]附图标记:
[0023]100、主控电力线通信模块101、第二电力线通信模块
[0024]102、第三电力线通信模块1