Sieci domowe (cz.2) HomePNA
- Andrzej Janikowski,
- 01.05.2001
System HPNA 2.0
Niewątpliwe niedostatki pierwszej wersji zostały zrekompensowane pojawieniem się jej następczyni - HomePNA 2.0. Norma została opracowana na podstawie specyfikacji Epigramu i Lucent Technologies. Firma Epigram niebawem została przejęta przez Broadcom Corporation, zajmujący się też 10 Gigabit Ethernetem. Nowy system charakteryzuje się 8 poziomami priorytetu, kodowaniem FDQAM (Frequency Diverse Quadrature Amplitude Modulation), zaimplementowanym mechanizmem kasowania echa, funkcjami WOL (Wake On LAN) itp.
Rysunek 2 prezentuje system HomePNA 2.0 z punktu widzenia stosu sieciowego i widma częstotliwości. System jest wielopunktową siecią pakietową, w której stosuje się również metodę dostępu CSMA/CD. Wspiera ona transmisję unicast, mulicast i broadcast. Na pierwszy rzut oka wygląda jak Ethernet, chociaż w rzeczywistości różni się in plus pod paroma względami od 10Base-2 i 10Base-T. Po pierwsze i najważniejsze: HPNA 2.0 nie narzuca żadnych restrykcji odnośnie typu kabli, ich topologii lub zakończeń. Po drugie - podobnie jak 10Base-2, ale w przeciwieństwie do 10Base-T - HPNA 2.0 stosuje współdzielone medium fizyczne bez potrzeby instalowania przełącznika lub huba. Na dodatek 10Base-T wymaga dla połączenia typu punkt-punkt dwu par dedykowanych kabli kategorii 3 lub 5.
Warstwa fizyczna
Szkic widma i stosu HomePNA
O ile HPNA 1.0 stosuje PPM, o tyle druga wersja korzysta z modulacji kwadraturowej QAM (Quadrature Amplitude Modulation) - w celu zarówno zwiększenia przepływności w tym samym pasmie, jak i odporności na zakłócenia. W kodowanym pakiecie przypada 2-8 bitów na symbol. Jednak w nagłówku pakietu symbol zawsze reprezentuje 2 bity. Dzięki temu każdy odbiornik może przynajmniej zdemodulować nagłówek pakietów.
HomePNA ma ustaloną częstotliwość nośnej (7 MHz) i może operować z szybkością modulacji wynoszącą 2-4 MBd. Kodowanie, o czym była już mowa, może zapewnić 2-8 bitów na symbol. W efekcie największa przepływność może wynieść 32 Mb/s. Za podstawową szybkość modulacji przyjmuje się jednak 2 MBd. W praktyce dla osiągnięcie wydajności odpowiadającej 10Base-T wystarcza, ażeby w pakiecie przypadało 6 bitów na symbol.
Podczas transmisji poniżej 2 MBd może dojść w niesprzyjających warunkach do takich sytuacji, że odbiorniki nie będą rozpoznawały niektórych pakietów. Dlatego HomePNA 2.0 wprowadziła nowy schemat modulacji - algorytm FDQAM (Frequency Diverse Quadrature Amplitude Modulation), jak gdyby poszerzający rodzinę algorytmów QAM. FDQAM oprócz tego, że umożliwia włączenie do nagłówka pakietów informacji określających poziomy priorytetu, charakteryzuje się też większą odpornością na szumy.
Format ramki
Format ramki Ethernet IEE 802.3. Długości wszystkich pól są wyrażone w bajtach. Pod ramką - 3 charakterystyczne okresy dostępu CSMA/CD.