Технология HomePNA

Технология HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance.) стандартизована в 1998 г. и основывается на протоколе Ethernet. На физическом уровне разработчики были вынуждены считаться с множеством устройств-соседей, которые совместно с HomePNA используют телефонные провода. В частности, необходимо было уйти от интерференции с голосовой связью (до 3,5 kHz), а также разнообразными DSL-модемами (до 1,1 MHz). Именно поэтому в качестве рабочего был выбран диапазон от 4 до 10 MHz. В первой версии HomePNA используется PPM-кодировка (Pulse Position Modulation), которая требует около 6 битов для передачи одного символа. Результирующая производительность составила 1 Mbps.

В роли топологии была избрана схема "звезда" со стандартной длиной сегмента 150 м, что вполне логично, так как каждая квартира или офис, как правило, имеют отдельную телефонную линию. А в общей распределительной коробке можно поставить коммутатор сопряжения LAN/WAN, и здесь важную роль сыграла изначальная ориентация на совместимость с сетями Ethernet.

Впоследствии HomePNA 1.0 была немного доработана: повысили мощность передатчиков, чтобы увеличить максимальную длину сегмента до 800 метров. Эта версия технологии получила промежуточный номер 1.1.

По мере роста популярности домашних сетей родилась и приобрела четкие очертания концепция "умных" бытовых приборов, управляемых по сети и, следовательно, нуждающихся в сетевом подключении. Топология "точка-точка" не соответствует этим требованиям. В 1999 г. на свет появилась вторая версия HomePNA 2.0, взявшая на вооружение архитектуру типа "шина". Базовая пропускная способность сети выросла до 10 Mbps, а максимальная достигла 32 Mbps, при этом производительность зависит только от состояния телефонной проводки и длины сегмента. Стандартная длина сегмента, в котором разрешается размещать до 35 активных устройств, составляет 350 м. Однако, благодаря оригинальной методике варьирования параметров соединения, даже на расстоянии километра удается передавать данные со скоростью до 3,5 Mbps.

На физическом уровне кодировку PPM сменила более совершенная квадратурная амплитудная модуляция QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Согласно "установкам по умолчанию" каждый символ несет 2 бита информации, что в совокупности с минимальной скоростью передачи символов - 2 Mbaud - дает пропускную способность 4 Mbps. Но если качество линии позволяет, протокол в состоянии повысить производительность, доведя количество битов на символ с 2 до 8 и увеличив скорость передачи до 4 Mbaud, что обеспечивает пиковую производительность в 32 Mbps.

Следующая особенность технологии HomePNA, - дублирование потоков данных на разных частотах. Методика, придуманная Эриком Ожардом (Eric Ojard), носит название FDQAM или Frequency-diverse QAM. Избыточно широкий диапазон 6 MHz поделен на три поддиапазона по 2MHz, в каждом из которых транслируется копия информационного потока. Таким образом, даже если на какой-то из частот возникает мощный источник помех, то приемник по-прежнему в состоянии считывать сигнал на другой частотной полосе.