200M速率电力线Modem设计与实现(图)

3 电力线调制解调器设计要点

在复位信号的上升沿，INT6300读取配置信息，正确的设置自己的工作状态。

在此，我们设置HM_SEL[1:0]=01，INT6300工作在MAC模式。BM_SEL=1，系统从SPI FLASH启动。CFG_SEL＝1，SDRAM的配置信息来自SPI FLASH。

INT6300要求一个精确的系统时钟晶振时钟电路如图2所示。

                                                  图2 晶振时钟电路

晶振Y1请选用基频晶振。如果选用了泛音晶振，可能起振后的频率不在37.5MHz这个频点上。当选用的晶振精度不是很高的时候，可以用C1来调整系统时钟的频率。R1提供DC反馈电压，R2限制晶振的电流大小，R3限制IC的AFE部分时钟输出电流，用于降低辐射和减小振铃。

                                                图3 推荐PLL电源部分滤波电路

INT6300内部集成PLL电路倍频75MHz的系统主时钟产生数字处理要求的更高的时钟。PLL部分有单独的电源和地，因此要求外部电路提供滤波功能，尽量减小系统噪声耦合进PLL电路。这样PLL电路产生的时钟的抖动能降到最小。推荐的滤波电路如图3所示。

INT6300设置为MAC工作模式，在此模式下，INT6300提供4个状态灯指示系统的不同工作状态。系统状态工作表如表1所示。

4 电力线上传导的频谱特性图

从电力线传导频谱特性图上，我们可以清楚的看到我们使用的频率范围是2～28MHz的范围。其中有一些开槽的部分是因为在制定HomePlug AV的标准时，为了电力线通信的信号不干扰到业余无线电的信号而禁止使用。因为INT6300采用OFDM编码方式，因此软件上很容易避开禁用的频率。

                                             图4 电力线传导频谱特性图

五、电力线网络的安全性及PUSH BUTTON的使用

1 电力线网络安全

由于电力线网络是一个开放式的共享网络，因此人们比较关注电力线网络上的数据安全性问题。我们先介绍两个术语。

NEK:网络加密键值（Network Encryption Key）。这个键值用于加密电力线网络上传输的数据。在电力线上传输的数据用NEK值，采用128bit-AES加密算法加密。如果两个产品的NEK值不相同，两个产品就不能通信。这样同一个电力线上有不同的局域网。

NMK:网络管理键值（Network Management Key）。一个键值对应一个HomePlug AV局域网。在同一个HomePlug AV局域网中的所有成员，NMK值是相同的。主站点CCo用这个键值管理加入电力线局域网的从站点STA。NMK码由用户由PC上的管理软件输入或者PIB中的网络密码产生。

当一个电力线网络产品上电后，它先执行一个网络的发现，然后决定它的下一步的动作。如果电力线上没有和它NMK值相同的其他电力线网络产品，它就申明自己为主站点CCo，等待其他后上电的电力线网络产品的加入申请。如果发现电力线上已有和自己NMK值相同的网络产品，则申明自己为从站点STA。然后向CCo申请加入此VLAN。CCo分配网络号(NID)和设备终端号(TEI)给新加入的产品。新加入的电力线产品获得CCo的授权后，可以和此VLAN内的任何设备通信。

2 PUSH BUTTON键的使用

使用网络密码管理在许多时候使人感到不方便，因此INT6300使用一种称为PUSH BUTTON的技术。这个功能和无线产品中的PUSH BUTTON的功能一样。图5是该产品的使用场景。

                                              图5 PUSH BUTTON使用场景

使用场景一：假设STA A和STA B组成一个HomePlug AV局域网，我们称为AVLN AB。STA C的NMK和STA A及STA B的NMK不相同。但STA C想加入AVLN AB中。我们按STA A或STA B的PUSH BUTTON键小于3s。然后马上按STA C的PUSH BUTTON键小于3s。此时，我们称STA A/B为加者(Adder)，STA C为加入者(Joiner)。这时形成一个新的HomePlug AV局域网我们称为AVLN ABC。

这个网络使用AVLN AB的NMK管理网络成员。

使用场景二：假设STA A和STA B组成一个HomePlug AV局域网，我们称为AVLN AB。假设STA C和STA D组成一个HomePlug AV局域网，我们称为AVLN CD。

如果STA C想加入AVLN AB。按住STA C的PUSH BUTTON键大于10s。复位STA C的NMK值到一个随机值。这样AVLN CD这个网络就不存在了。目前的情况和场景一一样。按住STA A或B的PUSH BUTTON键小于3s，然后按STA C的PUSH BUTTON键小于3s。这时形成AVLN ABC网络。新网络的NMK值为AVLN AB的NMK值。