现在我们能看到宽带电力线通信技术应用的领域甚广，本文中详细阐述了如何基于INT6300芯片设计一款符合HomePlugAV规范的电力线调制解调器。不需要另外布线，装置方便等特点越来越受到大家的重视。随着数字家庭市场的启动，有理由相信宽带电力线通信会和无线WiFixDSL一起成为数字家庭骨干网的选择之一，未来的数字家庭的市场上三分天下。

　　电力线上网的优缺点

　　电力线通信(PowerlineCommun简称“PLC一种利用输电和供电的电力线进行高速数据传输的技术。

　　1电力线传输的优点

　　其覆盖面是任何网络无法比较的有利于电力线通信(PLC网络的推广。PLC通过电力线传输数据，电力线普及乡村和乡村。不需要增设更多的线路及设备，只需将调制解调器插入电力插座就可以通信，使用简单，利息低廉，有利于信息资源共享和家电上网。

　　总体价格上也存在优势。随着市场的发展，PLC除了施工中的明显优势之外。以前相对比较高的电力线上网IC价格在逐步的下降，目前PLC单线利息上与xDSL电缆调制解调器相当。

　　电力线上网经过14Mb/85Mb/目前已经迎来了200Mb/时代。200Mb/带宽足以满足以后数字家庭的平安、教育、娱乐等要求，速率上。数字家庭理想的骨干网络。

　　2电力线传输需要解决的问题

　　只是因近些年来市场的需求才作为家庭网络的信息接入方式之一。电力线传输所存在明显的缺点就是噪声大和**性低的问题。尽管电力线可以作为高速通信的一种备选介质,因为电力线网络设计的目的为了传输电能.但电力系统的基础设备并不具备提供高质量数据传输服务的功能,家庭电器发生的电磁波会对通信发生干扰。另外,采用电力线上网服务,一种共享带宽的技术,用户上网时的速度,取决于当时会有多少用户上网。如果很多用户同时上网,传输速度相对就较慢。

　　各国反应不一致。欧盟和美国政府已明确表示支持高速PLC技术的应用，对于高速PLC技术的快速发展。把PLC跟其他通信技术同等对待。日本要求高于10kHz频段的PLC设备必需得到许可，但在10450kHz频段范围内的PLC设备无须获得许可，但需要进行公告。目前我国信息产业部还没有制定PLC规范和颁发运营许可证。

　　HomePlugAV技术规范简介

　　陆续制定了一系列的PLC技术规范，HomePlugAV由电力线通信技术领域的权威国际机构—家庭插电联盟(HomePlug制定。此机构自2000年成立以来。包括HomePlug1.0HomePlug1.0-TurboHomePlugAVHomePlugBPLHomePlugCommand&Control形成了一套完整的PLC技术规范体系，基本上覆盖了所有电力通信技术的应用领域。

　　支持多个数据和视频流的分配，HomePlugAVPLC有关音频/视频宽带家庭网络的技术规范。包括普及整个家庭的高清晰度电视(HDTV和规范清晰度电视(SDTV支持家庭娱乐应用，包括HDTV和家庭影院。

　　HomePlugAV支持TDMA 和FDMA 即兼容时分多址和频分多址，并通过快速自动重发请求(ARQ可靠传送。HomePlugAV采用的基本技术特征是HomePlugAV物理层采用具有**前向纠错、通道预估和自适应能力的OFDM而在MA C层则综合使用具有QoS保证的TDMA 时分多址有序接入和CSMA 竞争接入两种方式。以便兼容BPL宽带接入。HomePlugAV前向兼容HomePlug1.0HomePlugAV协议栈支持多种上层协议，如802.3IP和UPNP

　　HomePlugAV电力线调制解调器硬件结构及设计要点

　　1电力线调制解调器硬件框图

　　此方案是一个单芯片的方案。INT6300为INTELLON公司生产的内核为ARM926EJ-S32位RISC处置器。系统的软件存储在大容量的SPIFLA SH中。此系统中，从硬件框图我可以看出。选择的SPIFLA SH容量大小为16Mb可以设置系统启动时，启动代码存放在SPIflash中。当系统启动时，所有的顺序复制到SDRA M中。

　　设置INT6300工作为MIMA C模式。和REA LTEK公司的PHYCHIP相连，INT6300有三种工作模式:MIIPHY模式、MIIMA C模式、PCI模式。此。提供一个RJ45接口连到用户的网口上。

　　经过I60放大电路放大，I60INTELLON公司设计的一个驱动IC当网口过来的数字信号通过MII接口传到INT6300INT6300内部的AFE模拟前端)电路变为模拟信号。经过耦合器耦合到电力线上。发送到电力线上的信号频率范围是228MHz

　　INT6300把模拟信号变为数字信号，电力线接收局部为一个LC带通滤波电路。可以很容易的想到这个带通滤波的频率范围是228MHz经过带通滤波电路出来的信号送到INT6300AFE接口。通过MII接口送到RJ45上。

　　因此INT6300应该工作在半双工模式下，由于电力线是一种共享式的总线。即发射时，接收局部的电路不工作，接收时，发射局部不工作。

　　2INT6300性能特点

　　相对HomePlug1.0规范采用的56位DES方式，INT6300INTELLON公司提供的一款完全符合HomePlugAV规范的电力线上网IC采用OFDM调制模式支持1024/256/64/16/8-QA MQPSKBPSK和ROBO等多种调制模式。因此速率可达200Mb/电力线信息采用128位AES加密方式。平安性得到大大的提高。

　　CA P0优先级别*低。CA P3优先级别可用于语音和网络管理帧，INT6300支持QoS管理。分为4级方式CA P3-0CA P3优先级别*高。CA P2优先级别可用于视频流和音乐，CA P10用于数据网络通信。

　　因此INT6300主要的应用目标为：

　　分配高清晰度电视(HDTV和规范清晰度电视(SDTV

　　交互式电视(IPTV

　　WiFiUWB和无线USB干线传送

　　宽带高速率数据分配

　　共享宽带因特网接入

　　音频和视频流及其传送

　　扩充无线LA N网的覆盖

　　网络电话VoIP

　　PC文件和应用共享

　　打印机和外设共享

　　网络和在线游戏

　　保安监视

　　3电力线调制解调器设计要点

　　INT6300读取配置信息，复位信号的上升沿。正确的设置自己的工作状态。

　　设置HM_SEL[1:0]=01INT6300工作在MA C模式。BM_SEL=1系统从SPIFLA SH启动。CFG_SEL=1SDRA M配置信息来自SPIFLA SH此。

　　可能起振后的频率不在37.5MHz这个频点上。当选用的晶振精度不是很高的时候，晶振Y1请选用基频晶振。如果选用了泛音晶振。可以用C1来调整系统时钟的频率。R1提供DC反馈电压，R2限制晶振的电流大小，R3限制ICAFE局部时钟输出电流，用于降低辐射和减小振铃。

　　因此要求外部电路提供滤波功能，INT6300内部集成PLL电路倍频75MHz系统主时钟发生数字处置要求的更高的时钟。PLL局部有单独的电源和地。尽量减小系统噪声耦合进PLL电路。这样PLL电路发生的时钟的抖动能降到*小。推荐的滤波电路如图3所示。

　　此模式下，INT6300设置为MA C工作模式。INT6300提供4个状态灯指示系统的不同工作状态。系统状态工作表如表1所示。

　　4电力线上传导的频谱特性图

　　可以清楚的看到使用的频率范围是228MHz范围。其中有一些开槽的局部是因为在制定HomePlugAV规范时，从电力线传导频谱特性图上。为了电力线通信的信号不干扰到业余无线电的信号而禁止使用。因为INT6300采用OFDM编码方式，因此软件上很容易避开禁用的频率。

　　电力线网络的平安性及PUSHBUTTON使用

　　1电力线网络平安

　　因此人们比较关注电力线网络上的数据平安性问题。先介绍两个术语。由于电力线网络是一个开放式的共享网络。

　　采用128bit-A ES加密算法加密。如果两个产品的NEK值不相同，NEK:网络加密键值(NetworkEncryptionKei这个键值用于加密电力线网络上传输的数据。电力线上传输的数据用NEK值。两个产品就不能通信。这样同一个电力线上有不同的局域网。

　　NMK值是相同的主站点CCo用这个键值管理加入电力线局域网的从站点STA NMK码由用户由PC上的管理软件输入或者PIB中的网络密码发生。NMK:网络管理键值(NetworkManagKei一个键值对应一个HomePlugAV局域网。同一个HomePlugAV局域网中的所有成员。

　　先执行一个网络的发现，当一个电力线网络产品上电后。然后决定它下一步的动作。如果电力线上没有和它NMK值相同的其他电力线网络产品，就申明自己为主站点CCo等待其他后上电的电力线网络产品的加入申请。如果发现电力线上已有和自己NMK值相同的网络产品，则申明自己为从站点STA 然后向CCo申请加入此VLA NCCo分配网络号(NID和设备终端号(TEI给新加入的产品。新加入的电力线产品获得CCo授权后，可以和此VLA N内的任何设备通信。

　　2PUSHBUTTON键的使用

　　因此INT6300使用一种称为PUSHBUTTON技术。这个功能和无线产品中的PUSHBUTTON功能一样。图5该产品的使用场景。使用网络密码管理在许多时候使人感到不方便。

　　称为AVLNABSTA CNMK和STA A及STA BNMK不相同。但STA C想加入AVLNAB中。按STA A或STA BPUSHBUTTON键小于3s然后马上按STA CPUSHBUTTON键小于3s此时，使用场景一：假设STA A和STA B组成一个HomePlugAV局域网。称STA A/B为加者(AdderSTA C为加入者(Joiner这时形成一个新的HomePlugAV局域网我称为AVLNABC

　　这个网络使用AVLNABNMK管理网络成员。

　　称为AVLNAB假设STA C和STA D组成一个HomePlugAV局域网，使用场景二：假设STA A和STA B组成一个HomePlugAV局域网。称为AVLNCD

　　如果STA C想加入AVLNAB按住STA CPUSHBUTTON键大于10复位STA CNMK值到一个随机值。这样AVLNCD这个网络就不存在目前的情况和场景一一样。按住STA A或BPUSHBUTTON键小于3s然后按STA CPUSHBUTTON键小于3s这时形成AVLNABC网络。新网络的NMK值为AVLNABNMK值。