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The application of POF in home network

1.    什么是家庭网络？
        家庭网络（Home Network）或数字家庭（Digital Home），其概念最早是由IT/家电行业提出的，指的是家庭的信息设备、通信设备以及消费电子设备，包括电脑、数字电视机、高端手机等等，组成一个宽带网络，并在这个宽带网络之上构建以数字娱乐为主的应用。[1]这样的数字家庭网络与电信网/Internet是没有关系的。后来电信业提出“家庭网络”的概念具有以下含义：
      ●   家庭网络不仅仅是一种网络技术，更重要的是一种业务/服务；
      ●   数字家庭网络一定要与电信网络进行连接，甚至可以是电信网络端到端的一部分，家庭网络将以家庭网关为中心，通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭；
      ●   数字家庭网络提供和承载的业务很多，家庭网络能提供集成的话音、数据、多媒体、高质量音视频以及控制和管理等的业务。

        就目前来看，电信运营商针对家庭网络提供的主要是两种业务：家庭内部多台PC共享上网。多台PC共享宽带接入的家庭网络，面向家庭的集成话音、数据和视频的三重播放(Triple-Play)业务的家庭网络[2]。

                                                               图1.未来的家庭网络示意图(来源：泰尔网) 

2.    塑料光纤用于家庭网络的优势

        塑料光纤（POF）具有许多优点，因此近10年来已广泛地应用于工业控制和汽车网络中。另外由于和家庭网络中使用的传输介质五类线和六类线相比，POF具有大带宽、重量轻、体积小、无EMI、可靠性好、安装容易以及灵活美观等突出优点，因此目前POF在家庭网络应用中也得到了一席之地，而且得到了迅速推广。也许不久的将来，您的家里也布设了塑料光纤家庭网络系统，让您尽享高科技带来的方便快捷和无限乐趣，而您却没有发现家中竟然有了这样一个“网”！ 

        数字家庭网络是计算机、数字家电和移动信息终端通过有线或无线网络无缝协作，在家庭环境中共享数字媒体内容，并提供集成的话音、数据、多媒体应用，提供自动控制与远程管理等功能，达到信息在家庭内部网络的共享及与外部公网的充分流通和共享。数字家庭网络需要非常高速的接口技术，100Mbps应该是基本的要求。通过数字家庭网络可以实现以下的业务和应用：通过与Internet互联，以及机顶盒和电视机或电脑实现VOD点播，并提供基于ASP的海量存储和个性化的信息服务及互动的Internet娱乐游戏等服务。数字家庭网络的业务定位于三大方面：家庭影音娱乐、电信及广播业务、控制和监视功能[3]。

        家庭网络要兼顾可靠性和组网成本，性能：要求稳定可靠，适应各种宽带接入方式，局端兼容性好。带宽充裕，满足目前和将来相当一段时间各种互联网应用的要求。组网成本：要求设备价格便宜，安装费用、改装成本、搬迁成本低，后续维护、升级成本低，尽量避免短时间内设备淘汰的情况出现[4]。

        家庭网络中常用的传输介质有以下几种：同轴电缆，双绞线UTP、STP，电力线，电话线，POF，还有无线的方式。在家庭网络中，POF是最具可靠性的传输介质。

                                      

                                             图2.POF和以太网铜缆尺寸对比

        塑料光纤可靠性：POF是免电磁干扰、串扰和噪声的；POF光网络装置是电隔离的；能够经受更大的震动；具有保密性和安全性，不能够被窃听。
        塑料光纤组网成本：由于目前SI-POF已经商品化，价格与五类线相当，而且随着市场应用的不断扩展，价格呈迅速下降的趋势；另外由于POF与器件的连接相当容易，所以连接成本低廉。
        带宽和传输距离：作为短距离通信网络的理想传输介质，最便宜的标准的SI-POF在100米范围内传输带宽可达数10~100MHz，如果采用新型的全氟塑料光纤，POF甚至可以达到10GHz。而超五类双绞线的最大传输距离为105米，平均传输速度为100MHz，前提是双绞线的各项性能指标都要达到超五类双绞线的标准。

服务

速率（比特率）

QoS


Video

- 10Mbps


移动图像

DVD

TV



2 - 28Mbps/ch

是


Voice, Audio(CD, MD)

64k - 1.5Mbps


Internet

- 10 Mbps


与外围设备接口

10Mbps - Gbps

否

其它（控制）

- 64kbps


                                                                  表1.家庭网络应用需要的比特率

3.    家庭网络传输技术标准
        家庭网络传输主要有以下几个技术标准：以太网Ethernet，IEEE1394，W-LAN，HomePNA ，HomePLC 以及VDSL。

 

Ethernet

HomePlug

HomePNA

IEEE1394

比特率

10/100Mbps

1/10Gbps

10kbps

~140Mbps

1Mbps~10Mbps

~128Mbps

100Mbps~400Mbps

0.8~3.2Gbps

QoS

×

×

×

O

应用

 

 

 

 

                                                                 表2.家用网络的传输连接系统标准
这些标准中，IEEE1394b中明确规定POF可以作为传输介质[5]。

介质

距离

S100

S200

S400

S800

S1600

S3200

非屏蔽五类双绞线(UTP-5)

100米

√

 

 

√ (未定)

 

 

塑料光纤(POF)

100米

√

√

√

 

 

 

玻璃光纤(GOF)

100米

√

√

√

√

√

√

屏蔽双绞线(STP-beta)

4.5米

√

√

√

√

√

√

屏蔽双绞线(STP-DS)

4.5米

√

√

√

 

 

 

                                                            表3.用于IEEE1394b的传输介质

IEC TC100/TA4/PT62300（具有塑料光纤数字接口的消费audio/video设备）中规定可以使用塑料光纤[6]，见表4。

 

参数

单位

最大波特率

500

Mbps

链接长度

1~50

m

波长

650

nm

发射功率

-6 ~-2

dBm

接收灵敏度

-19

dBm

连接器

SMI

 

                                                           表4. IEC TC100/TA4/PT62300中的POF

4.    塑料光纤在家庭网络中的应用前景
        塑料光纤的应用离不开相关器件的开发，目前该市场有Firecomms公司、安华高公司以及其他一些公司制造的产品，如POF收发模块、交换机、光源乃至媒体转换器等都已经被开发出来，塑料光纤大规模市场应用的前景非常广阔。在伦敦的IPTV 2008世界论坛上，日本三菱公司和Firecomms合作示范了一个 使用极细的塑料光纤的IPTV 以太网家庭网络系统，包括三菱公司的塑料光纤和使用Firecomms' OptoLock® 制作的收发器等器件[7]。

参考资料：
        [1]    家庭网络:运营商的又一个发展机会，吴琦，信息网络，2007年05期
        [2]    家庭网络的概念及业务综述
        [2]    http://www.smarthomecn.com/html/2005-10/1118.html
        [3]    关于数字家庭网络技术与发展概况研究
        [3]    http://www.smarthomecn.com/html/2006-01/937.html
        [4]    家庭网络的最佳选择——TP-LINK
        [4]   http://net.ccw.com.cn/dg/htm2004/20040812_107YV.htm
        [5]    http://www.1394ta.org
        [6]    www.iecstandards.net
        [7]    Mitsubishi Rayon and Firecomms Demonstrate
        [7]    http://www.iptv-forum.com/content/view/455/42/

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