G.hn (gigabitinis namų tinklas)yra Tarptautinės telekomunikacijų sąjungos (ITU-T) pažangi laidinio tinklo technologija, skirta didelės-sparios duomenų perdavimui naudojant esamus laidus pastatuose. Tai ne nauja kabelių sistema, o veikiau „įgalinanti“ technologija, paverčianti namų elektros linijas, telefono linijas ir bendraašius kabelius į tvirtą, didelės spartos{3}} tinklo pagrindą. Jis laikomas vienu iš geriausių laidinių sprendimų, sprendžiančių šiuolaikinio namų tinklo aprėpties iššūkius.
Pagrindinis darbo principas: laidų pavertimas tinklo kabeliais
G.hn technologija gali paversti triukšmingas elektros linijas didelės spartos{1}} tinklo keliais, visų pirma dėl trijų pagrindinių technologinių kertinių akmenų:OFDM moduliacija, pažangūs klaidų taisymo mechanizmai, irefektyvus medijos prieigos valdymas (MAC) .
1. Fizinis sluoksnis: OFDM moduliavimo technologija
Namų elektros linijos nėra skirtos duomenų perdavimui; jie sukelia signalo slopinimą, trukdžius ir triukšmą.G.hnsprendžia šį iššūkį fiziniame lygmenyje įdarbindamasStačiakampio dažnio padalijimo tankinimas (OFDM)technologija.
Kelių{0}}operatorių transmisija:Pagrindinė OFDM idėja yra padalyti didelės spartos{0}}duomenų srautą į kelis lygiagrečius mažos spartos{1}}duomenų srautus, kurių kiekvienas moduliuojamas į kelis tarpusavyje stačiakampius antrinius nešiklius, kad būtų galima perduoti. Analogija yra tai, kad didelis sunkvežimis, pilnai pakrautas prekėmis (didelės spartos{3}}duomenų srautas) suardomas ant daugelio mažų vežimėlių (papildomų vežėjų), kad jas būtų gabenama vienu metu.
Atsparumas triukšmui ir trukdžiams:Šio metodo pranašumas yra tas, kad net jei kai kurie antriniai nešėjai yra netinkami naudoti dėl triukšmo ar signalo slopinimo (pvz., prietaisų trikdžių), kiti antriniai nešėjai gali tęsti duomenų perdavimą. Sistema netgi gali aktyviai išjungti antrinius nešiklius paveiktose dažnių juostose (žinoma kaip "įpjova"), kad išvengtų trukdžių radijo paslaugoms, pvz., trumpųjų bangų transliavimui, užtikrinant savo ryšio stabilumą.
Dažnių juostos naudojimas:G.hn technologija paprastai naudoja dažnių juostas nuo 1,8 MHz iki 100 MHz ar net platesnes, efektyviai naudojant spektro išteklius pasiekia fizinio lygmens (PHY) spartą iki 1 Gbps ar net 2 Gbps.
2. Duomenų patikimumo užtikrinimas: LDPC klaidų taisymo kodavimas
Maitinimo linijos aplinka yra veikiama impulsinio triukšmo (pvz., dėl variklio paleidimo), dėl kurio gali atsirasti duomenų perdavimo klaidų. G.hn naudoja išankstinės klaidų taisymo (FEC) technologiją, žinomą kaipŽemo-tankio pariteto-patikrinimo (LDPC) kodai.
Aktyvus klaidų taisymas:LDPC yra pažangi kodavimo technika, kuri artėja prie Šenono ribos. Siųstuvas prideda perteklinę patikrinimo informaciją prie duomenų. Net jei imtuvas gauna iš dalies sugadintą duomenų paketą, jis gali naudoti šią patikros informaciją ir sudėtingas matematines operacijas, kad tiesiogiai atkurtų pradinius duomenis, nereikalaujant siuntėjo pakartotinio perdavimo. Tai labai pagerina perdavimo efektyvumą, sumažina delsą, kurią sukelia pakartotinis siuntimas, ir užtikrina sklandų-programų realiuoju laiku, pvz., vaizdo įrašų srautinį perdavimą.
3. Tinklo koordinavimo mechanizmas: TDMA ir CSMA
G.hn medijos prieigos valdymo (MAC) sluoksnis naudoja hibridinį koordinavimo mechanizmą, visų pirma pagrįstąLaiko padalijimo daugialypė prieiga (TDMA), papildytasCarrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) .
Garantuojanti paslaugų kokybę (QoS):Dėl delsos{0}}jautrių programų, pvz., vaizdo ir balso, domeno valdytojas (koordinavimo vaidmuoG.hntinklas) naudoja TDMA, kad rezervuotų skirtus perdavimo laiko tarpsnius šiems duomenų srautams, užtikrinant jiems garantuotą pralaidumą ir mažą delsą bei išvengiant susidūrimų.
Duomenų srautų pritaikymas:Įprastam duomenų srautui galima naudoti CSMA/CA metodą, kai mazgai klauso kanalo prieš perduodamą ir siunčia tik tada, kai jis yra neaktyvus, taip efektyviai valdydami bendrą tinklo srautą.
Evoliucija ir tobulinimas: nuo 1 bangos iki 2 bangos
G.hn technologija toliau tobulėja, o dabartinė pagrindinė rinkos pasiūla yra galingesnė2 bangastandartinis.
G.hn 1 banga:Pirmosios-kartos standartas, kurio maksimalus PHY greitis yra iki 1 Gb/s, o faktinis efektyvus pralaidumas – apie 500 Mb/s idealiomis sąlygomis.
G.hn 2 banga:Antrosios kartos standartas padidina PHY spartą iki 2 Gbps išplečiant dažnių juostą ir optimizuodamas kodavimą, efektyviai tenkindamas tokių programų, kaip 8K vaizdo transliacijos, VR/AR žaidimų ir didelės- spartos failų perdavimo, poreikius. Wave 2 taip pat pristato Quick Noise Adaptation (QNA) technologiją, kuri aptinka ir prisitaiko prie triukšmo iki 5 kartų greičiau nei ankstesnės kartos, efektyviai sumažindama delsą ir pagerindama veikimo stabilumą sudėtingose trukdžių aplinkose.
Pagrindiniai technologiniai pranašumai: MIMO ir kryž{0}}fazių perdavimas
G.hn (ypač Wave 2 standartas) dažniausiai naudojamasMultiple{0}}Input Multiple-Output (MIMO)technologija, kuri yra labai svarbi, kad jos našumas pranoktų senesnius standartus.
Kelių{0}}kelių perdavimas:Tradicinis elektros linijos ryšys (pvz., ankstyvasis „HomePlug“) paprastai naudoja tik vieną laidų porą (tiesioginį ir neutralų), kad būtų galima perduoti vieną{0}}įvestį ir vieną išvestį (SISO). Priešingai, G.hn MIMO gali panaudoti tris namo elektros sistemos laidus (tiesioginį, neutralų ir įžemintą), kad sukurtų kelis perdavimo kanalus. Tai tarsi vienos juostos{5}}kelio išplėtimas į kelių-juostų greitkelį, žymiai padidinantis duomenų pralaidumą ir stabilumą.
Kryžminio{0}}fazės iššūkio sprendimas:Gyvenamuosiuose pastatuose skirtingose patalpose gali būti skirtingos elektros fazės. Senesnės technologijos stengiasi, kad signalai pereitų per fazes, todėl tinklas nutrūksta.G.hnMIMO technologija efektyviai naudoja kelių{0}kelių signalus, kad būtų pasiektas efektyvus ryšys tarp skirtingų fazių, žymiai padidindamas tinklo aprėpties patikimumą ir diapazoną.
Palyginimas su kitomis technologijomis
Pastaba:Palyginti su pagrindinėmis „Wi{0}}“ technologijomis, „G.hn“ elektros linijos sprendimas geriau tinka signalo aprėpties problemoms spręsti po to, kai signalai praeina per sienas, todėl ryšys yra stabilesnis.
Taikymo scenarijai
Dėl didelio greičio, mažo delsos, didelio saugumo ir galimybės panaudoti esamus laidus, G.hn technologija plačiai naudojama keliose srityse:
Namų tinklai:Panaikinamos „Wi{0}}“ negyvos zonos, užtikrinamas stabilus, didelės spartos{1}}laidinis ryšys tokiems įrenginiams kaip išmanieji televizoriai, žaidimų konsolės, IPTV priedėliai ir kompiuteriai.
Verslo plėtiniai:Biuruose, viešbučiuose, apartamentuose ir kt. tinklo prieigos išplėtimas į kiekvieną kambarį be reikalo statyti, tuo pačiu užtikrinant saugią prieigą prie tinklo svečiams.
Pramonė ir daiktų internetas:Tokiose programose kaip išmanieji liftai, elektromobilių įkrovimo stotelės ir išmanieji skaitikliai, naudojant maitinimo linijas įrenginių duomenų perdavimui ir valdymui, išvengiant didelių ryšio kabelių tiesimo sudėtingoje aplinkoje sąnaudų.
