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1 引言
随着国务院办公厅正式公布12个首批三网融合试点城市名单，标志着广电为主导的三网融合试点正式启动。这也标志着广电三网融合的技术基础NGB下一代广播电视网络建设也进入了一个全新高速发展阶段。围绕着NGB建设，随着3Tnet，IP核心网，光纤网络技术的成熟，最后”一公里”、最后100m的接入网的双向改造技术仍然是NGB需要关注的焦点，也是必须首先要解决的难题。
虽然接入网技术发展迅速，无线，FTTH，xDSL，xPON，以太网Cat5等多种接入技术都发展成熟，但就如电信运营商不会放弃现有的双绞线一样，同轴电缆这种广泛的接入也应该是广电NGB接入网双向改造考虑的重点。随着近几年EPON+EoC解决方案的推广，各种Ethernet Over Coax的实验得到比较充分的验证和比较，随着认识的深入和实验效果，无源EoC，WiFi降频，窄带EoC的声音已经逐步变小，有源调制宽带EoC已经逐步变成主流。目前主流的有源调制EoC技术有基于HPNA，PLC（HomeplugAV/BPL/IEEEP1901），MoCA等技术，基本都是从家庭联网技术发展和演进而来的。本文以期通过对这些家庭网络技术的发展趋势，各种技术的市场情况，芯片厂家动态做一探讨分析，以期对EoC技术的选择做一参考。
2 家庭网络互联技术综述
目前家庭网络互联中以太网和无线802.11 Wifi还是普及率最高的技术，随着视频传输的需求增加，家庭有线互联的需求也迅速上升。由于WiFi无线传输受环境的影响，如无线干扰，以及穿墙能力等限制，难以保证视频流的可靠传输，因此在视频传输等QoS要求高的情况下，还是倾向使用有线技术。有线技术中，价格最便宜，性能最好的非五类线以太网莫属。但除非是新的建筑，以太网线路在家庭中并不常见，重新布线是非常困难的，这也限制了以太网在家庭网络的普及。另外家庭有线媒介还大量存在另外三类有线资源：电话线Phone Line，同轴电缆Coaxial Cable，电力线Power Line。因此，如何利用现有的三种有线资源上开展视频，宽带等家庭互联网技术成为市场新宠。按照Isuppli的调查显示，
| Medium | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 |
| Power Line | 4.0 | 8.2 | 12.4 | 30.8 | 50.0 | 90.0 | 148.1 | 209.7 |
| Coax | 4.4 | 8.0 | 14.2 | 30.3 | 50.6 | 72.9 | 94.1 | 121.3 |
| Telephone | 0.0 | 0.1 | 0.5 | 1.7 | 2.2 | 2.4 | 3.8 | 5.4 |
| 802.11x1 | 64.3 | 135.6 | 174.0 | 208.8 | 238.7 | 252.3 | 284.5 | 265.9 |
| Cat #5 | 104.9 | 102.2 | 113.7 | 150.8 | 162.6 | 153.1 | 186.8 | 172.3 |
| Total network enabled device | 178 | 254 | 315 | 423 | 504 | 571 | 717 | 775 |
表1Wired Communications Topical Report – Isuppli Q4 2008(单位：百万单元)
从上表数据显示看，五类线和无线802.11仍然还是家庭网络互联的主流的技术，并且会长期稳定发展。电力线和同轴电缆将来会成本家庭互联的主流媒介，并以30%以上的速度增长，特别是电力线，由于电力线资源最丰富，覆盖最广，发展速度更快，到2013年有可能超过以太网。而电话线由于受本身线路质量的影响，已经xDSL等频道的干扰制约，电话线家庭网络仅作为一种补充，基本不需要太关注。
3 各种家庭网络市场情况和芯片厂家动态
由于国内IPTV视频应用发展不快，家庭网络互联设备价格等因素，国内有线家庭网络互联市场的规模很小，国内家庭网络主要是WiFi和以太网。目前家庭网络互联需求主要还是来自在欧美等发达地区，由于Triply业务——电视、语音、数据三网融合，特别是IPTV业务发展，需要解决电视，PC等不同领域设备的互联需求，因此推动了家庭网络的发展。如，欧洲法国的电信运营商FT，Free，SFR等在大力发展IPTV，用户数都在百万级，其IPTV的发展推动了家庭视频传输的需要。美国由于个运营大力发展FTTP/FTTN等宽带提速业务，电信运营商大力发展IPTV，VoD（也就是Triple Play业务），有线运营商也大力发展VoD，宽带业务，因此，解决家庭视频，数据互传的需求迫切。
美国前三大电信运营商AT&T，Verizon，CenturyLink（CenturyTel和Qwest合并以后变成第三大运营商）都在发展光纤接入技术，开展各种视频业务。
AT&T是美国第一大运营商，有1600万宽带用户，其U-VerseTV用户到今年6月底已经有超过250万用户，AT&T采用HomePNA技术作为家庭互联技术，占HPNA用户的85%以上。按照Sigma Design（收购了HomPNA芯片厂家Coppergate，Coppergate是现在唯一能提供HomePNA芯片的厂家）的数据显示，到今年6月份，总共已经出了近一千万HPNA芯片，其中有250万是用在家庭IPTV业务的。另外，CenturyLink（以前的Telus）也部署了部分HPNA业务。
Verizon是美国第二大固网运营商，提供光纤到户接入Fios，总共有1230万宽带用户，FioS宽带用户有400万，其中FioSTV超过300万用户，家庭互联采用MoCA技术，平均一家采用4个MoCA设备，占MoCA用户的90%。除Verizon外，时代华纳，Cox，DirecTV等有线电视／卫星电视运营商也选用MoCA作为家庭联网技术。目前MoCA1.0/MoCA1.1已经出了将近1600万芯片。MoCA2.0产品也开始发布。
按照今年3月在伦敦IPTV世界论坛（IPTV world’s forum）Homeplug联盟10周年庆上数据显示，Homeplug占目前PLC宽带电力线通信市场75%以上；即Homeplug是PLC的主流技术，其他UPA（以DS2为代表，英国电信BT和西班牙电信Telefonica采用），HD-PLC（市场在日本，11%左右市场份额）占比较小的市场份额。到目前为止，Homeplug已经超过4500万设备在网运行，到今年年底会到达6000万设备。全球有超过50家世界级的服务商采用Homeplug技术发展IPTV和Triple-Play业务，Homeplug芯片使用中，运营商市场占60%，零售市场占40%，主要在欧洲的运营商使用，如德国电信DT，意大利电信，法国电信FT，SFR（法国第二大移动运营商，和Neuf，Cgaetel合并后，宽带用户有410万，现有IPTV用户超过150万），FREE（法国最大的互动电视运营商，有430万宽带用户，380万IPTV用户）。
目前在家庭联网技术上，各种技术和芯片厂家的竞争激烈，目前能提供芯片的厂家基本都是一些Star Up公司，但一些芯片大鳄如Broadcom，Marvell，ST，Atheros等也开始窥视或者进入不同的家庭互联技术领域。这些大鳄的加入，对于技术的推动和技术的发展趋势都会有很大的推动，有利于技术的发展。以下对HPNA，PLC和MoCA的技术发展和芯片厂家的情况做一介绍：
3.1 HPNA
HPNA家庭电话线网络联盟，从HPNA1.0的1M速率，已经发展到HPNA3.1，支持320Mbps物理速率。从字面理解HPNA是家庭电话电话线联盟，支持电话线和同轴电缆媒介，在实际应用中，由于要兼容xDSL频段，特别是VDSL2+等低频段，以及家庭电话线的质量等因素，实际上90%以上的HPNA都是运行在同轴电缆环境的。如AT&T都是使用同轴电缆来做家庭互联。HPNA3.1的工作频段已经从4～21MHz，12～28MHz，36～52MHz扩展到36MHz～68MHz。HPNA只有一个量产的厂家Sigma design(Coppergate)，且Sigma Design同时在发展G.HN和HomePlug技术，这三种技术互不兼容。
由于HomePNA只有一个芯片厂家，且其中主要客户AT&T一直推动G.HN的发展，因此后续HomePNA应该被G.HN期待，且Coppergate必须考虑G.HN和现有的HomePNA兼容。
HomePNA采用QAM/FDQAM技术，抗干扰性能不如OFDM，且没有采用FEC技术，丢包率高，噪声环境下，很难稳定工作。而后续不管是有线、还是无线技术，基本都往OFDM方向发展。
3.2 HomePlugAV/P1901
作为技术动态来讲，IEEE采用HomeplugAV作为技术基础，可以后向兼容Homeplug产品。IEEE1901工作组从2005年开始PLC技术标准工作，今年9月正式标准会发布，P1901工作频率2～50MHz，可扩展到100MHz，支持4096QAM，最高支持1Gbps的物理速率。目前Atheros（收购Intellon，Atheros是全球第一的无线WLAN芯片厂家）已经发布了第一代符合P1901的芯片AR7400（第四代HPAV芯片，从INT6000，INT6300，INT6400到INT7400），工作频率最高到75MHz，物理速率到500Mbps，UDP速率在320Mbps，TCP速率为280Mbps左右。
目前支持HomeplugAV的芯片厂家有5家：Atheros/Intellon，Spidcom，Giggle，Sigma design，ST/Akados。除ST/Akados外，其他四家的芯片厂家都已经上市并通过了HomeplugAV认证。其中Atheros和Spidcom把PLC技术应用到国内的EoC市场，是目前国内EoC市场的主流技术。另外，Sigma Design也在国内推EoC解决方案，但是采用HomePNA技术。
IEEEP1901期望其在电力线通信的技术标准能向802.11 WLAN和802.3以太网一样，在电力线网络中得到统一和大规模快速部署。在IEEE和ITU制定标准之前，PLC主要的技术标准有三种：HomeplugAV，UPA，HD-PLC。HD-PLC的wavenet PHY调制技术也写入IEEEP1901的标准，但目前了解的情况是除松下外，其他芯片厂家并不会兼容此标准。因此HD-PLC只可能在日本使用。UPA有一家芯片厂家，下一代芯片是转移到G.HN技术上来，因此，长远看，UPA将会被G.HN取代。另外HomeplugAV和P1901是兼容的，目前被大部分的芯片厂家接受，因此P1901应该是后续电力线通信的主流技术。
HomePlugAV/P1901因适应电力线高噪声环境，线路开销大，编码利用率较低。但抗干扰性能好，如果用在同轴电缆上，线路噪声小，低频衰减下，是很好的解决方案。
3.3 MoCA
MoCA是多媒体同轴电缆联盟，从MoCA1.0，1.1标准发展到现在的2.0；MoCA2.0使用100MHz频率带宽，支持700Mbps的物理速率，400M以上的MAC速率。工作频率可以从500MHz～1650MHz。MoCA是专为同轴电缆家庭多媒体互联的技术，北美的主流运营商在家庭IPTV上大量使用。
Broadcom加入MoCA组织后，由于Broadcom技术实力雄厚，并且把MoCA技术集成到其机顶盒芯片。导致Cox，时代华纳等有线电视运营商已经Direc TV卫星电视运营商也开始采用MoCA作为家庭互联，推动MoCA技术快速发展。
MoCA工作在高频段，噪声低，衰减大，性能很高，提供400M以上的MAC速率，延迟小于5ms。在家庭网络中，由于电缆短，电缆衰减小，MoCAz作为家庭多媒体技术来讲是很好的解决方案。但由于使用高频，如果用在接入网的话，要考虑和CATV信号区隔开，高频衰减大，对线路和分支分配器等要求高，特别是一些线路较长，光节点覆盖较多用户的场景下很难满足要求。
3.4 G.HN
G.HN是有AT&T和BT等运营商发起，随着Triple-Play，IPTV等业务的发展，运营商必须向消费者提供在家里欣赏这些业务的办法，必须解决家庭视频传输的希望。ITU-T认为WiFi将继续为PC上网等应用的主要方式，但是高清视频等丰富内容的传输还必须采用各种有线技术。因此，ITU-T旨在为家庭中存在的三种类型的有线线路（电话线，电力线，同轴电缆）制定一个统一的下一代家庭网络标准，使用一个家庭网络芯片，适应三种媒介，从而降低成本，并简化家庭网络设备的安装。
由于G.HN要满足三种有线媒介传输技术，但电力线是最复杂的，如果能满足电力线通信要求的话，满足电话线和同轴线都没有问题。因此技术实际是电力线技术为基础扩展的。从现在通过的PHY层规范看，也可以清楚的了解到，其调制技术，子载波等都是以PLC现有的标准为基础的。现在从事G.HN芯片开发的厂家有两家，一家DS2，是UPA电力线通信技术的发起者。另外，一家是Sigma Design，原先HomePNA技术的拥有者。由于竞争关系，各种技术互相竞争和妥协，G.HN的技术标准在制定的过程中，和UPA，HomePlugAV，MoCA都不兼容。目前HomeplugAV组织和MoCA组织都宣布不再继续支持G.HN标准，而继续独立在P1901和MoCA2.0上发展。因此，G.HN的标准变得扑哧迷离。同时，由于DS2受金融危机影响，已经宣布破产保护，原计划2010年Q2推出芯片已经是不可能了。另外Sigma Design已经同时拥有HomePNA，HomePlugAV技术，G.HN芯片的时间表也一直没有敲定，估计最早也要到2011年Q2后才有可能推出芯片，且由于是新技术，估计稳定也需要一段时间。同时，如果G.HN继续不考虑和现有的技术兼容或者共存的话，估计很难得到推广，其结局可能和现在的HomePNA标准ITU-T G.9954一样，不会得到很好的发展。
3.5 各种有线技术对比
| 技术 特性 | IEEEP1901 | HomePlug AV | HPNA ITU G.9554 | MoCA | G.HN ITU G.996x |
| MAC/PHY速率Mbps | 300/500(PL) | 130/200(PL) | 200/320(Coax) | 175/270(Coax) | 200/400(PL) |
| 频谱 | 2～50MHz | 2～30MHz | 4～36MHz/ | 50M/100MHz（800～1500MHz） | 2～80MHz |
| 信道特性 | 高噪声/低衰减 | 高噪声/低衰减 | 高噪声/低衰减 | 低噪声/高衰减 | 高噪声/低衰减 |
| 调制方式 | Windowed OFDM | Windowed OFDM | 单载波QAM，支持频率分割 | Adaptive OFDM | Windowed OFDM |
| FEC | Turbo Code | Turbo Code | 没有 | Reed Solomon | LDPC |
| 延迟 | 20ms | 20ms | 10ms(TDMA) | 5ms(TDMA) | 20ms |
| QoS | 802.1p,CSMA/TDMA | 802.1p,CSMA/TDMA | 802.1p,Prioritize QoS | 802.1p,Paramaterized QoS | 802.1p,Prioritize QoS |
| 用户数 | 和HPAV后向兼容 | 4500万用户 | 1000万 | 1600万 | 0 |
| 使用的运营商 | 和HPAV后向兼容 | 全球大于60个运营商 | 小于6个客户， 北美(85% AT&T) | 小于8个客户， 北美(90% Verizon) | 0 |
| 芯片厂家 | Intellon；其他AV厂家会很快跟进 | 4家以上Intellon,;Spidcom; Giggle, Sigma Design; ST/Akados | 1家，Sigma Design (Coppergate) | 2家，Entropic/Broadcom | 估计到2011年下半年有1～2家（DS2，Sigma Design） |
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表3主流有线技术对比
4 后续发展趋势分析和探讨
国家广电“三网融合”试点以及NGB下一代广播网络的建设以及进入一个新的篇章，同轴电缆接入技术作为NGB入户的重要手段，是NGB建设的关键路径之一。目前，广电自主知识产品的高频EoC技术标准HiNOC（High Speed Network of Coax）已经制定，芯片也将在未来1～2年来推出，未来随着广电HFC网络的光进铜退改造，光节点覆盖50户范围，作为自主知识产权的HiNoC技术肯定会得到大力推广。但在HiNoC芯片成熟之前，必须要有一个可持续发展的技术，满足NGB建设需要。当前EoC标准基本都是基于上述不同的家庭网络技术发展起来的。因此，家庭网络技术的发展，已经如何在现有的家庭网络技术中，考虑中国的实际网络架构，网络特性，选择一种能长期发展，并符合NGB要求的技术作为我国EoC技术基础是非常重要的。
通过这几年的EOC发展，应该说MoCA和PLC技术都在市场上得到较好的验证，但一是MoCA和我们自主知识厂家的标准HiNOC的使用频道是相冲突，且互不兼容的；二是由于当前我国有线网络水平参差不齐，很多网络的线路较长，覆盖数百用户，MoCA高频技术很难覆盖。
基于PLC的EoC技术在国内已经大量使用，特别是基于HomeplugAV/P1901的EoC技术已经得到了很多设备商和运营商的认可；江苏广电基于P1901的EoC标准制定，上海东方有线50万户NGB试点等等都是证明。由于G.HN和P1901两种技术的分歧，给运营商在选择哪种PLC技术上添加阴影。同时，由于国内电信运营商的强势，导致大家对ITU-T标准有更大的倾向和期望。本文希望通过家庭网络技术全球市场的划分，芯片厂家的技术阵营，已经后续标准，产品路标的规划来阐述个人对家庭网络的见解，以期给各位一些参考。
由于主流运营商市场已经基本瓜分完毕，且大的芯片厂家介入MoCA和P1901技术，这些产品的路标产品都推出很快，都很有竞争力。因此，后续留给G.HN的市场空间很有限，同时，在一段时间内G.HN的性能不可能赶上P1901/MoCA现有的技术，更谈不上超越。随着P1901的产品越来越多，加入的芯片厂家也越来越多，如果后续Broadcom或者Marvell这些大公司的加入，势必会大力推动技术的发展和成本的降低，同时随着国内EoC的快速发展，必然也推动P1901在同轴电缆上的特性开发，形成一个良性循环。因此可以预见符合P1901规范的EOC产品会随着NGB的建设大量发展。