浅谈电力线通信 G.hn

浅谈电力线通信G.hn

最近华为路由Q2开始预售,内置PLC(电力线通讯)模块,小白用户就是一头雾水,电力线上网?哇,好神奇。也有些貌似懂技术的用户有些不屑,电力线,呵呵,不考虑。可以想象,孩子,你都经历了什么。

对于所有的通信信道,阻抗、信号衰减和干扰是决定其性能的基本参数。阻抗和信号衰减问题不是本文讨论的重点,感兴趣可以找度娘求助。咱重点分析一下容易引起用户吐槽的干扰问题。

电力线的干扰主要是由噪声引起的。真像差不多是这样的,一个字乱!

浅谈电力线通信 G.hn

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为什么电力线传输环境这么差?无需抱怨,因为电力线本来就不是为传输信号而生的。PLC技术发展经历了各种阵营的争斗,目前市面上大部分PLC使用的技术标准叫HomePlug,而华为路由Q2采用的是牛逼哄哄的G.hn标准(华为自研的首款千兆PLC芯片 —— 凌霄5630)。

G.hn

HomePlug

G.hn标准支持三种家庭有线介质


HomePlug专为电力线而生

G.hn速率高达1 Gbit/s


HomePlug AV2速率600MHz

严格遵循ITU-T G.9960,兼容性强、抗干扰能力强


HomePlug各厂商标准不一,相互干扰严重

统一调度,低延迟并且稳定


无统一调度,延迟不可控

G.hn抗干扰的主要技术手段:

1、G.hn协议物理层传输使用LDPC纠错算法,能更好地对传输过程中的噪声、失真进行有效的纠错。

2、G.hn的信道估计能快速响应信道突变,通过码率、能量、纠错力度等手段保证不同条件下的最佳传输。

下图以码率为例。大部分家电的噪声(蓝色图形)与交流电的周期50Hz强相关。G.hn将一个周期切分为4个时间窗,根据每个窗口噪声的规律,调节码率,保证最佳传输。

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3、邻间干扰处理

一般来说,同相位火线供电的邻居之间(下图相同颜色的楼层就是我们常说的3相交流供电的同相位)、以及同电表箱的用户之间相互干扰比较明显。

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G.hn的处理手段如下:

  • 自适应发射能量控制(干扰小)——办公室里太吵的时候,要求大家自觉小声点儿,小范围内能听见就行了

  • 正交前导码(干扰小-中)——给自己的行李上绑上有特色的彩带,到机场传送带,老远就能认出自己的行李,不容易拿错。

  • MAC发送周期同步和域间协调NDIM(干扰大)——大家都实在太吵了,没办法,互相取证,最后去物业或者居委会统一协调。

    • 邻居域之间互换管理信息、各节点干扰程度的统计信息

    • 根据实际组网共同协调最优传输策略,最大化利用时间窗

      华为实际测试效果如下:


4K高清视频

流量吞吐(TCP)

两户邻居干扰

G.HN技术

6户共存OK,稳定承载

6户共存,单户内网口速率75-95Mbps

下降约15%

HPAV

2户勉强OK,3户无法承载

2户共存,单户内网口速率30-45Mbps

下降约65%

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OK,通过对G.hn抗干扰能力的分析,你是不是很想尽快来一套华为路由Q2来体验一下G.hn PLC组网带来的超高速、超稳定的畅快感觉?

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