Home Plug

其宗旨是聯合包括應用電子、消費電子、軟體、硬體、零售等行業的著名公司，致力於為各種信息家電產品建立開放的電力線網際網路路接入規範。

其未來目標是，只需在事先安裝好的萬能插座上插入電源插頭即可構築起區域網。新技術運用普通的電力線可以傳輸網際網路的資料，所有電話、傳真機、電腦及電視、攝像機等家用電器將來都可以直接用牆壁的電線插座互聯在一起。其實早在1991年美國電子工業協會的Cebus研究會已經把電力線作為了三種家庭匯流排中的一種，致力於創造共同的家用電線網路通訊技術標準。

Home Plug是電力線通信標準制訂成果最多的主要PLC國際聯盟，其成立之初，重點在於PLC家庭網路技術規範的制定，近年來，主要進行中、低壓PLC寬頻接入標準的制訂。

從2000年成立以來，Home Plug陸續制訂了一系列的PLC技術規範，包括HomePlug 1.0、HomePlug 1.0-Turbo、HomePlug AV、HomePlug BPL、HomePlug Command& Control，形成了一套完整的PLC技術標準體系，基本上覆蓋了所有電力通信技術的應用領域。

①Home Plug 1.0技術規範

這是家庭插電聯盟HomePlug在2001年6月宣布的第一代高速電力線網路的技術規範，是全球第一個PLC技術標準。HomePlug 1.0版本發布前，在美國和加拿大進行了500多個家庭、近10000線的現場試驗。現場試驗證明，該技術規範滿足HomePlug制定的市場需求文件（MRD）所規定的各項性能要求，包括：調整、互操作、性能、抗干擾、可靠性、可量測性、維護和故障診斷等。該現場試驗是在基於HomePlug技術規範的產品和業務的基礎上進行的，並且作了節點到節點的文件傳送，多節點文件傳送，VoIP及流媒體試驗。

HomePlug 1.0 是一種通過家中的電力線完成設備互連的技術規格。HomePlug 1.0的產品為消費者提供一種不需要增加任何新線路就能簡便組成家庭網路的解決方案，這些產品包括HomePlug橋接器、 HomePlug適配器以及內置有HomePlug技術的網橋和適配器，它們採用乙太網、USB、802.11 Wi-Fi 介面將PC機或其它設備與電力線相連接，數據速率為14Mbps。

HomePlug 1.0技術規範的要點為：

綜合的物理層（PHY）和媒介接入控制層（MAC）

數據速率：高達14Mbps

頻帶寬度： 4.3 MHz - 20.9 MHz

正交頻分復用（OFDM）符號調製

84個載頻

頻道自適應

前向糾錯（FEC）

載波調製方法支持：DQPSK, DBPSK, ROBO

接入方法支持：CSMA/CA

滿足FCC第15部分輻射標準

安全通信

CMOS處理機運行頻率：100MHz

②增強型HomePlug 1.0技術規範（HomePlug 1.0-Turbo）

這是在HomePlug 1.0的基礎上進一步提高速率的技術規範，其數據速率可達85Mbps，因而可用於快速電力線通信和寬頻接入。

HomePlug 1.0-Turbo的主要應用目標是：

標準電視（SDTV）分配

網路電視（IPTV）

高數據速率的寬頻共享

共享的寬頻網際網路接入

視頻、音頻流及其轉發

無線LAN網的覆蓋擴展

VoIP呼叫

PC文件和應用共享

印表機和外設的共享

網路和在線遊戲

監視攝像

③下一代PLC寬頻家庭網路技術規範：HomePlug AV

HomePlug AV是PLC有關音頻-視頻寬頻家庭網路的技術規範，它支持多個數據和視頻流的分配，包括遍布整個家庭的高清晰度電視(HDTV)和標準清晰度電視(SDTV)，支持家庭娛樂應用，包括HDTV和家庭影院。

HomePlug AV能提供一種方便且低成本的方法，不用重新布線就能在家庭中分配HDTV。HomePlug AV 規格的目標包括提供高質量視頻分配的最佳解決方案，並具有安全可靠的連接和內部的服務質量（QoS）保證，以確保廣大用戶體驗到與其它家庭網路相比的價格競爭力。 HomePlugAV 兼容HomePlug 1.0。

HomePlug AV的設計滿足更高的帶寬和更低的時延需求，以支持幾個同時併發的HDTV和VoIP流，並且能同時使用家中90%的電源插座。其應用目標是家庭影院和數據網路環境下的家庭音-視頻分配。為此， HomePlug AV2在給定的頻率範圍內把香農定律用到了極限，它能在PHY層提供高達1Gbps等級的服務，考慮開銷后，MAC層也能支持100Mbps以上的速率。

HomePlug AV採用的基本技術特徵在於：

HomePlug AV在物理層採用具有高級前向糾錯、通道預估和自適應能力的OFDM

而在MAC層則綜合使用具有QoS保證的TDMA時分多址有序接入和CSMA競爭接入兩種方式，並通過快速自動重發請求（ARQ）可靠傳送

HomePlug AV支持TDMA和FDMA，即兼容時分多址和頻分多址，以便兼容BPL寬頻接入

HomePlug AV協議棧支持多種上層協議，如802.3、 IP and UPNP

HomePlug AV的主要應用目標在於：

分配高清晰度電視（HDTV）和標準清晰度電視（SDTV）

互動式電視（IPTV）

WiFi，UWB 和 無線 USB 的幹線傳送

寬頻高速率數據分配

共享寬頻網際網路接入

音頻和視頻流及其傳送

擴充無線LAN網的覆蓋

網路電話VoIP

PC文件和應用共享

印表機和外設共享

網路和在線遊戲

保安監視 ④PLC寬頻接入技術規範：HomePlug BPL HomePlug BPL（Broadband over Powerline）寬頻電力線接入，是一種連接到家庭的寬頻接入技術，它利用現有交流配電網的中、低壓電力線路，傳輸和接入網際網路的寬頻數據業務。

HomePlug聯盟成立了BPL接入工作組，專門負責研究HomePlug BPL接入規範的市場需求文件（MRD）和相關標準，得到了公用供電局、ISP網際網路業務提供商及其它BPL工業團體的協作和支持。事實上全世界的公用供電局、ISP和各國的政府部門，都對利用無處不在的電力基礎設施進行寬頻接入傳輸的潛力頗感興趣。作為一種傳統接入技術的成功替代方案，BPL市場正在迅速增長。

家庭插電聯盟選擇了HomePlug AV的媒體訪問控制層（MAC）和物理層（PHY）技術作為其BPL新技術規範的基礎，以確保它與家中的HomePlug AV網路高性能地協同工作。

HomePlug BPL接入需要開發出中壓線路和低壓線路的技術規格。總的要求是BPL規格的範圍要覆蓋MAC層、PHY層、AFE模擬前端和耦合器的相關構成部分及網元管理，但是並不包括耦合設備的物理執行層或者與安全施工相關的安裝程序。

該規範還要求注意中壓（MV）和低壓（LV）的用法， HomePlug BPL接入的市場需求文件（MRD）描述了工作在低壓和中壓兩種線路的技術規範要求。HomePlug BPL接入工作組還在進行低壓和中壓兩種環境下的BPL接入和HomePlug AV 規格要求的“差距分析”。

低壓BPL（LV BPL）是利用電力分配網的低壓線段在附近區域傳送寬頻數據。BPL信號通過配電變壓器的低壓線路段，以及桿線或地下線路直達家中。家中的任何電源插座都可以用來連接到BPL網路並接入網際網路。安裝BPL時需要採用BPL網關/橋接器、中繼器，以及家中的CPE設備。配電變壓器的骨幹連接線路則可採用光纖、無線或中壓BPL設備。

中壓BPL（MV BPL）則是通過中壓線路傳送寬頻數據信號到多個鄰近區域。從中壓線段到家中的寬頻連接由低壓BPL或無線接入提供。如果使用LV BPL，安裝電極或地下配送變壓器會阻擋BPL信號通過，而無法到達低壓區域。這樣，就要採用專門的耦合器以讓數據通過MV線路到達LV段。

⑤PLC控制與指令技術規範：HomePlug HPCC

家庭插座聯盟即將批准一種先進的PLC控制及指令系統的技術規範，稱作HomePlug HPCC （HomePlug Command& Control）。 HomePlug控制及指令系統是一種成本很低的低速電力線通信技術，用以補充聯盟的高速電力線通信。該技術規範可提供整個住宅內的照明、電器、空調、保安以及其它設備的先進的控制系統標準。

⑥HomePlug Green PHY標準：是為家庭和建築物中的嵌入式智能能源和自動化應用而設計的。HomePlug Green PHY實現了一種節能機制，與HomePlug AV解決方案相比，可以降低電力線通信(PLC)設備的能耗。HomePlug Green PHY還解決了眾多挑戰，通過對數據傳輸採用ROBO模式，提供更寬廣的家庭覆蓋能力。此外，它在HomePlug頻段工作，避免了家庭中常見的較低頻段上的雜訊。HomePlug Green PHY採用單晶元建構和嵌入式配置組態，最大限度地減少了總體材料，降低了系統成本。

Home Plug代表了電力線通信在智能家居的發展方向，而就其本身而言，其發展方向如下：

（1）Home Plug產品應有競爭性的價格。

（2）採用現有的家庭電力線網路作為通信媒介。

（3）提供乙太網速率的高速互聯。

（4）允許消費者在家庭的任何一個插座輸出將計算機及其它設備方便地連接起來。

（5）Home Plug規範與現有的以電力線路為通信媒介的其它協議不能衝突，其中包括X-10，CEBus，LonWorks。

Home Plug的目標是讓消費者通過該技術，使家庭的計算機、攝像機、音響、電話等設備以電力線共享高速的網際網路連接。

在推出“Home Plug 1.0”之間，2001年2月至2001年5月Home Plug主要成員在美國和加拿大的許多地方選擇了不同環境的500多個家庭進行現場試驗。試驗的電力線路超過10，000條，現場試驗的數據分析文件超過25，000個。試驗項目主要集中在電力線通信速率、信號抗干擾能力、與其它電力線通信協議的兼容性及數據傳輸的安全性等方面。參加現場試驗的公司有：abooky.com，Cisco,Cogency，ConEdison，Conexant，Enikia，Intel，Intellon，Motorola，Panasonic，RadioShack，Sharp，SON-Icblue,Telewise,Valence。

Home Plug採用正交頻分多路復用技術（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM技術），OFDM可以提高電力線網路傳輸質量。它是一種多載波調製技術。傳輸質量的不穩定意味著電力線網路不能保證如語音和視頻流這樣的實時應用程序的傳輸質量。然而對於傳輸突發性Internet數據流它卻是不理想的網路。即便是在配電網受到嚴重干擾的情況下，OFDM也可提供高帶寬並且保證帶寬傳輸效率，而且適當的糾錯技術可確保可靠的數據傳輸。

Home Plug的下一步工作是提供符合“Home Plug 1.0”要求的產品，讓消費者利用家庭電源插頭上網美夢成真。同時，家庭插電聯盟要進行Home Plug的資格認證。對大眾的Home Plug知識培訓是一項非常重要的工作，目的是讓大家知道利用電力線上網，實現家用電器的電力線互聯的時代即將到來。

雖然Home Plug成立時間不長，而且家用電器上網目前還有一些技術上的問題急需解決，但Home Plug聯盟陣容強大，並且涉及行業很多。對我國的電力行業而言，加入Home Plug目前無疑是個非常好的機會。