由于Internet業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，多臺PC或多臺上網(wǎng)終端的家庭也成為了常態(tài)，此時，就存在一個資源共享的問題，即家庭網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生。家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該價格便宜、易于安裝、易于使用、不需太多的專業(yè)維護(hù)知識。

一、概述

1998年6月，IBM、Compac、Lucent、AT&T和AMD等11家公司結(jié)成了聯(lián)盟，即“家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（Home PNA：Home Phone-line Networking Alliance）”，它不用改動家內(nèi)線路布置，也不采用無線接入，而是直接利用電話線來組成家庭網(wǎng)絡(luò)。由家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（Home PNA）開發(fā)的技術(shù)稱為Home PNA技術(shù)，也稱家庭電話線組網(wǎng)技術(shù)。

由于家庭電話布線系統(tǒng)類似于隨機(jī)的、不斷變化的樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是一個性能較差的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，多種家用電器、電話機(jī)等都會產(chǎn)生各種干擾與噪聲，為此，Home PNA物理層采用頻分多路（FDM）調(diào)制。

Home PNA運(yùn)用了專門的自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，使用一個級聯(lián)濾波器，以濾除電話線上的噪聲。收發(fā)器不斷監(jiān)視電話線，自動改變門限電平，濾除隨機(jī)噪聲，同時提供足夠的信號電平，以便發(fā)到網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)上。

二、Home PNA技術(shù)

1、技術(shù)要求

Home PNA的技術(shù)條件匯總于下表2-1中。

表2-1：Home PNA技術(shù)條件

2、Home PNA頻率范圍和傳輸模型（協(xié)議棧）

家庭電話線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)在保證電話正常服務(wù)的條件下，還能傳送xDSL業(yè)務(wù)，以及Home PNA的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。最常用的方法是頻分復(fù)用（FDM），如下圖2-2-1所示，即分成3段：話音占20Hz~3.4kHz頻率范圍；xDSL業(yè)務(wù)占25kHz~1.1MHz范圍；Home PNA數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占據(jù)5.5~9.5MHz頻率范圍。

圖2-2-2：Home PNA頻率范圍

Home PNA網(wǎng)絡(luò)在普通電話線上，利用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)CSMA/CD的MAC過程傳送以太網(wǎng)幀，Home PNA的傳輸模型（協(xié)議棧）如下圖2-2-2所示。

圖2-2-2：Home PNA傳輸模型

為了不改變家庭已建的電話網(wǎng)結(jié)構(gòu)Home PNA采用以太網(wǎng)協(xié)議，并附加一個與電話網(wǎng)接口的以太控制器，利用媒體訪問控制及MAC來多址接入。

Home PNA數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如下圖2-2-3所示，Home PNA發(fā)送器把以太網(wǎng)幀中的MAC前導(dǎo)碼、分界符移走，插入自己的物理層報(bào)頭，并向電話線發(fā)送數(shù)據(jù)包；Home PNA接收器則反之，用以太網(wǎng)MAC前導(dǎo)碼和分界符取代Home PNA幀首（物理層報(bào)頭），于是數(shù)據(jù)從一個節(jié)點(diǎn)傳到另一個節(jié)點(diǎn)。

圖2-2-3：Home PNA數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

Home PNA幀的起點(diǎn)是同步碼，緊接著是“存取ID”字段，它用來區(qū)分每個節(jié)點(diǎn)Home PNA的地址，也可利用“存取ID”檢測網(wǎng)絡(luò)沖突，利用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中的載波檢測多址/沖突檢測（CSMA/CD）規(guī)程。幀中專用通信字段（PCOM）用于物理層中點(diǎn)對點(diǎn)通信。

廉價的Home PNA網(wǎng)卡（NIC）已有出售，在PC機(jī)上插入NIC卡，并與家庭電話線相接，可實(shí)現(xiàn)Home PNA所要求的單片控制器功能。Home PNA的NIC結(jié)構(gòu)如圖2-2-4所示。

圖2-2-4：Home PNA NIC結(jié)構(gòu)

一般的Home PNA的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s，進(jìn)一步將提供10Mbit/s或更高的運(yùn)行速率。

三、Home PNA網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

Home PNA的應(yīng)用包括以下幾方面：

1、Internet共享。家中有多臺PC機(jī)時，可共享Internet的訪問，節(jié)省費(fèi)用，碼率可從28.8K、33.6K、56K模擬連接，到ADSL的高速上網(wǎng)。

2、文件和應(yīng)用的共享，也能實(shí)現(xiàn)自動軟件更新。

3、基于IP的語音和視頻服務(wù)，包括PC、數(shù)字電視、數(shù)字電話等。

4、家庭自動化，如環(huán)境控制、安全監(jiān)控等系統(tǒng)。

5、娛樂，包括多用戶的網(wǎng)絡(luò)游戲等。

四、Home PNA的接入方式

1、ADSL+Home PNA方式

這種接入方式如下圖4-1所示。ADSL在有線接入技術(shù)中，當(dāng)時應(yīng)用較為普及。端局或小區(qū)中心配置DSLAM，一方面DSLAM向上提供155M或多個100M接口，另一方面，向下接入小區(qū)管理中心，實(shí)現(xiàn)小區(qū)本地業(yè)務(wù)。

圖4-1：Home PNA接入方式

端局或小區(qū)中心到大樓之間傳輸媒體為雙絞線，ADSL和Modem放置樓層內(nèi)，再通過Home PNA復(fù)用器（HUB），實(shí)現(xiàn)多個Home PNA的接入。由于雙絞線到樓、雙絞線入戶，即小區(qū)寬帶接入全部采用已建電話線，因此無需進(jìn)行家庭網(wǎng)絡(luò)的線路改造，這種方式經(jīng)濟(jì)、快速。

2、 FTTZ+Home PNA方式

該接入方式如下圖4-2所示，小區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，分為系統(tǒng)中心、住宅樓、用戶等三級。小區(qū)中心到樓層為光纖、大樓內(nèi)入戶為雙絞線。這種方式，便于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展升級，便于企業(yè)聯(lián)網(wǎng)，也不需鋪設(shè)用戶的以太網(wǎng)線。

圖4-2：FTTZ+Home PNA接入方式

Home PNA技術(shù)為因特網(wǎng)的家庭接入提供了另一種選擇，為家庭多用戶上網(wǎng)提供了一種廉價的途徑。該項(xiàng)新技術(shù)的顯著特點(diǎn)是：利用現(xiàn)有的電話線路，將上網(wǎng)速度較普通Modem提高二百倍，并且不影響電話的使用。然而，隨著WLAN技術(shù)（Wi-Fi）的發(fā)展，明顯比Home PNA技術(shù)有著更大的優(yōu)勢。

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