侯亞榮

(創(chuàng)維-RGB電子有限公司，廣東深圳518108)

1.簡介

隨著國家對三網(wǎng)融合的逐步推進以及帶網(wǎng)絡(luò)功能數(shù)字電視的出現(xiàn)，電視機接入網(wǎng)絡(luò)將越來越方便，電視機提供的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)功能、音視頻功能也越來越強大。人們不僅僅可以用電視機來看普通的高清電視節(jié)目，也可以通過網(wǎng)絡(luò)交互的方式點播，甚至瀏覽網(wǎng)頁、音視頻聊天等。而電視機如何更方便、快捷地接入網(wǎng)絡(luò)，也越來越受到人們的關(guān)注。本文旨在探討一種更快捷的電視機寬帶接入技術(shù)，一種利用電力線以及xDSL來組建家庭網(wǎng)絡(luò)并接入寬帶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。

2.背景技術(shù)

xDSL（Digital Subscriber Line，數(shù)字用戶線），是基于普通電話線的寬帶接入技術(shù)，它在同一對銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號，數(shù)據(jù)信號無須通過電話交換設(shè)備，即可實現(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接入。xDSL接入方式由于帶寬較大（典型的下行速率在1～9Mbit/s，最高可達155Mbit/s），已經(jīng)成為當前寬帶接入的主流技術(shù)。但是這種接入方式需要利用電話接口接入，在移動性上受到很大限制。特別是對于老式裝修的家庭用戶，在裝修的時候并沒有對家庭網(wǎng)絡(luò)進行布線，在使用xDSL接入各種網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)備（如家用電腦、流媒體電視等）時就受到了限制，影響了家居的整體美觀。

IPTV（InternetProtocol Television，網(wǎng)絡(luò)電視)，顧名思義，就是IP+TV，是指基于IP協(xié)議的電視廣播服務，是一種新型的寬帶接入式電視機或個人計算機終端，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視、視頻服務、信息服務、休閑互動等網(wǎng)絡(luò)服務。它是通訊行業(yè)與廣播電視、傳媒等行業(yè)融合交互的產(chǎn)物。隨著數(shù)字電視以及FHD(Full High Definition，全高清)時代的來臨，人們對利用電視作為家庭娛樂和信息中心的需求越來越高，如視頻點播、高清網(wǎng)絡(luò)會議、高清音視頻的獲取等，IPTV就在這種環(huán)境下應運而生了。但是當前的電視機接入網(wǎng)絡(luò)方式都是使用RJ-45的網(wǎng)卡接口，需要外置調(diào)制解調(diào)裝置（如xDSL適配器等）接入網(wǎng)絡(luò)。對于已有裝修中沒有將該調(diào)制解調(diào)裝置進行暗盒安裝的用戶，使用這種接入方式，勢必大大影響家居整體美觀。

PLC(Power Line Communication，電力線通訊技術(shù))，是一種新型的電力載波技術(shù)，指的是利用當前四通八達的低壓電力線來高速傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及語音和視頻信號的一種通訊方式。電力線在現(xiàn)代人的生活中，無處不在，用戶僅需將以太網(wǎng)適配器插入任意電源插座即可完成網(wǎng)絡(luò)接入。目前，電力線通訊解決方案的數(shù)據(jù)傳輸速率最高已經(jīng)達到了200Mbit/s。綜觀這種電力載波技術(shù)的特點：不用布線、適用范圍廣和連接方便。但是，使用當前的電力線以太網(wǎng)接入方式具有以下缺點：

(1)利用電力線直接接入以太網(wǎng)的技術(shù)，在大部分國家目前尚在小地區(qū)試行階段，真正大面積推廣使用還需要較長的時間。

(2)當前的電力線以太網(wǎng)適配器的網(wǎng)絡(luò)接口大部分均是一端使用交流電源插頭輸入，另一端使用RJ-45的網(wǎng)卡接口接入用戶終端。而家庭的大部分終端設(shè)備，除了個人電腦以及其它少部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外，都不具有RJ-45接口。

(3)隨著網(wǎng)絡(luò)功能的加入，電視機作為家庭娛樂中心的地位正在進一步鞏固。如果使用現(xiàn)有的電力線接入方式接入以太網(wǎng)，勢必要在電視機的旁邊再放置一個電力線以太網(wǎng)適配器和一堆的連接線，大大影響了家居環(huán)境的整體美觀。

隨著三網(wǎng)融合的推進，以及以后可能出現(xiàn)的與電力網(wǎng)的融合，電力線將會承托著電力供應、通訊、數(shù)據(jù)、語音等各種服務。本文就旨在探討當前電視機作為家庭的娛樂中心時，在以太網(wǎng)接入方式上連接距離、數(shù)據(jù)接口、支持設(shè)備數(shù)量、家居整體美觀度等的限制，提供一款內(nèi)置電力調(diào)制解調(diào)裝置的電視機并介紹這款電視機利用電力線組建家庭局域網(wǎng)以接入以太網(wǎng)的方法。

3.技術(shù)方案

本文所探討的方法采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種利用內(nèi)置電力調(diào)制解調(diào)模塊的電視機和電力線來組建家庭娛樂中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。包括電視機內(nèi)部電力網(wǎng)絡(luò)信號處理系統(tǒng)、家庭局域網(wǎng)連接系統(tǒng)和以太網(wǎng)連接系統(tǒng)。電視機內(nèi)部電力網(wǎng)絡(luò)信號處理系統(tǒng)包括了內(nèi)部電源模塊、電力線耦合器及電力調(diào)制解調(diào)模塊、微處理器、信息數(shù)據(jù)存儲器、圖像信號處理器、聲音信號處理器、揚聲器、顯示屏。

電視機內(nèi)部電源模塊，用來給各個內(nèi)部模塊進行直流供電。

電視機內(nèi)部電力線耦合器及電力調(diào)制解調(diào)模塊，用于電視機與家庭局域網(wǎng)連接系統(tǒng)通過電力線進行通訊。

電視機內(nèi)部微處理器，用來協(xié)調(diào)電視系統(tǒng)工作，識別和處理輸入的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)或者其它數(shù)據(jù)，并輸出相應的處理信號至信息數(shù)據(jù)存儲器、圖像信號處理器、聲音信號處理器和對電力調(diào)制解調(diào)模塊進行應答、通訊。

電視機內(nèi)部信息數(shù)據(jù)存儲器，用來存儲微處理器處理的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

電視機內(nèi)部圖像信號處理器，用來處理輸入的圖像信號，并將處理后的圖像輸送給顯示屏，提供給用戶直觀的視頻信息。

電視機內(nèi)部聲音信號處理器，用來處理輸入的聲音信號，并將處理后的聲音輸出到揚聲器。

電視機內(nèi)部顯示屏，顯示圖象信號處理器處理后的電視機各個端口所輸入的圖像信息。

家庭局域網(wǎng)連接系統(tǒng)，主要包括電力調(diào)制解調(diào)器，用來組建家庭局域網(wǎng)系統(tǒng)，是家庭局域網(wǎng)內(nèi)各個終端設(shè)備之間連接的橋梁。

以太網(wǎng)連接系統(tǒng)，主要包括xDSL調(diào)制解調(diào)器，用于向以太網(wǎng)發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，是家庭局域網(wǎng)系統(tǒng)與以太網(wǎng)之間連接的橋梁。

4.方案實施

本技術(shù)方案的實施，如圖1所示，電視機內(nèi)部內(nèi)置了電力線耦合器以及電力調(diào)制解調(diào)模塊。該調(diào)制解調(diào)模塊與電視機的交流電源線連接在一起，使電視機的外觀與當前電視外觀無異。當電視機插入到家庭的交流電源中時，電力調(diào)制解調(diào)模塊即啟動DHCP（Dynam ic Host Configuration Protocol，動態(tài)主機分配協(xié)議），自動為電視機分配一個本地網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址，完成交互后，電視機即成功地與以太網(wǎng)完成了連接。用戶也可以通過電視機人性化的操作界面，手動選擇局域網(wǎng)連接并手動設(shè)定局域網(wǎng)的本機地址來連接本地局域網(wǎng)。成功連接后，用戶即可使用電視機瀏覽網(wǎng)頁、點播高清視頻、甚至進行網(wǎng)絡(luò)高清視頻會議。當電視機關(guān)機斷電后，本地連接自動斷開。用戶可以使用處于同一電表下的任意一個電源插座來連接局域網(wǎng)絡(luò)，可多臺電視機同時連接，也可同時連接個人電腦和電視機，實現(xiàn)電視與電視之間、電視與個人電腦之間、電視與以太網(wǎng)之間的資源共享。

圖1 電視機內(nèi)部電力網(wǎng)絡(luò)信號處理系統(tǒng)

在沒有電力網(wǎng)寬帶覆蓋的地區(qū)，可以采用圖2的接入方法。圖2是基于當前廣泛使用的xDSL的家庭局域網(wǎng)與以太網(wǎng)的連接關(guān)系示意圖。xDSL調(diào)制解調(diào)器與電力調(diào)制解調(diào)器可安放在房子的任意一個有電話接口的位置。xDSL調(diào)制解調(diào)器接上電源，接通電話接口并與電力調(diào)制解調(diào)器連接。電力調(diào)制解調(diào)器上電后自動與發(fā)出連接請求至xDSL調(diào)制解調(diào)器，xDSL調(diào)制解調(diào)器再向電信的服務器端發(fā)送連接請求并驗證用戶名、密碼，驗證成功后電力調(diào)制解調(diào)器就完成了本地局域網(wǎng)與以太網(wǎng)的連接。如果已經(jīng)有電力網(wǎng)寬帶覆蓋的地區(qū)，可以選擇使用圖3所示的更簡單更方便的連接方式。

圖2 基于xDSL的局域網(wǎng)與以太網(wǎng)連接系統(tǒng)

圖3是基于電力網(wǎng)寬帶的局域網(wǎng)與以太網(wǎng)連接系統(tǒng)。這種組網(wǎng)方式需要當前位置已經(jīng)有電力網(wǎng)寬帶覆蓋并且已經(jīng)向有關(guān)部門申請了電力寬帶服務。如圖所示，整個連接系統(tǒng)只需要使用一個電力調(diào)制解調(diào)器。比圖2的連接方式更方便的是，該電力調(diào)制解調(diào)器只需放置在房子的任意一個有交流插座的位置即可。電力調(diào)制解調(diào)器上電后自動向電力寬帶提供商的服務器發(fā)出連接請求，完成驗證后即同時完成了本地局域網(wǎng)與以太網(wǎng)的連接。這是一種兼容方式，當電力寬帶普及至該地區(qū)，并在性價比上比xDSL接入方式有一定優(yōu)勢時選用。

圖3 基于電力網(wǎng)寬帶的局域網(wǎng)與以太網(wǎng)連接系統(tǒng)

5.總結(jié)

本文旨在提供一款內(nèi)置電力調(diào)制解調(diào)裝置的電視機并探討這款電視機利用電力線組建家庭局域網(wǎng)以接入以太網(wǎng)的方法。主要介紹了兩種接入方法，一種是基于當前廣泛使用的xDSL的家庭局域網(wǎng)與以太網(wǎng)的連接，另一種是基于電力網(wǎng)寬帶的局域網(wǎng)與以太網(wǎng)的連接。這兩種方法所采用的技術(shù)方案都僅需在電視機的內(nèi)部設(shè)計上進行一些改進，即可利用家庭的任意一個電源插頭接入網(wǎng)絡(luò)，而且不受現(xiàn)有技術(shù)在連接距離、數(shù)據(jù)接口、支持設(shè)備數(shù)量的限制。最大的效果在于，因為家庭局域網(wǎng)連接系統(tǒng)以及以太網(wǎng)連接系統(tǒng)可以放置在臥室或者其它任意一個帶電話接口的位置并隱藏起來，不需要更改家居的裝修，使客廳始終整齊美觀。而且，現(xiàn)在的家庭都逐漸擁有了多臺電視機，用戶僅需將電視機擺放在自己喜歡的位置，并將電源線插入電源插座，即可享受高清的網(wǎng)絡(luò)音視頻服務、點播服務、網(wǎng)頁瀏覽、信息服務等，甚至還可以使用電視機來做視頻會議的終端，以及進行電視機與電視機之間的聯(lián)網(wǎng)游戲等，使電視機成為一個真正意義上的家庭娛樂中心。

[1] 宋永華，肖穎等.電力線載波技術(shù)重大突破——數(shù)字配電線載波技術(shù)及其應用[J].電網(wǎng)技術(shù)，1999，23(2)：72-76.

[2] 李良沫.電力線數(shù)字載波及其發(fā)展[J].電力系統(tǒng)通信，2000，1：25-27.