홈 플러그

HomePlug
홈 네트워킹 표준
통칭 IEEE 표준
홈 플러그
HD-PLC 		1901
와이파이 802.11a
802.11b
802.11g
802.11n
802.11ac
통칭 ITU-T 권장 사항
HomePNA 2.0 G.9951~3
HomePNA 3.1/HomeGrid G.9954
G.hn/HomeGrid G.9960 (PHY)
G.hn/HomeGrid G.9961 (DLL/MAC)
G.hn/HomeGrid G.9962(관리부)
G.hn-http://fileno G.9963
G.hn/HomeGrid G.9964(PSD 관리)
G.hnta G.9970
G.cx G.9972

HomePlug은 HomePlug이라는 명칭의 다양한 전원 라인 통신 사양의 패밀리 이름으로, 각각 고유한 성능 기능과 다른 HomePlug 사양과의 공존 또는 호환성을 제공합니다.

일부 HomePlug 사양은 낮은 데이터 레이트의 IPTV, 게임 및 인터넷 콘텐츠의 가정 내 배포와 같은 광대역 애플리케이션을 대상으로 하며, 다른 사양은 스마트 전력 미터 및 전기 시스템과 어플라이언스 간의 가정 내 통신과 같은 애플리케이션의 저전력, 저 throughput 및 연장된 작동 온도에 초점을 맞추고 있습니다.HomePlug 사양은 모두 HomePlug 상표를 소유하고 있는 HomePlug Powerline Alliance에 의해 개발되었습니다.

2016년 10월 18일, HomePlug Alliance는 자사의 모든 사양을 공개 도메인에 포함시키고 다른 조직들이 기존 기술의 [1]배포와 관련된 향후 활동을 진행할 것이라고 발표했습니다.HomePlug 커뮤니티 내에서의 추가 기술 개발 발표에는 언급이 없었다.

역사

HomePlug Powerline Alliance는 기존 구조물/가정 전기 배선을 통해 장치끼리 통신하고 인터넷을 사용할 수 있도록 표준과 기술을 개발하기 위해 결성되었습니다.

가장 큰 기술적 과제 중 하나는 전력선에 존재하는 전기 소음에 대한 민감도를 줄이는 방법을 찾는 것이었습니다.HomePlug는 모든 위상에 공통적으로 신호가 중성 도체에 의해 전달되도록 통신 반송파 주파수를 증가시킴으로써 이 문제를 해결했습니다.

첫 번째 HomePlug 사양인 HomePlug 1.0은 2001년 6월에 출시되었습니다.2005년에 발표된 HomePlug AV(오디오 비디오용) 사양에서는 물리층(PHY) 피크 데이터 레이트가 약 13.0 Mbit/s에서[2] 200 Mbit/s로 증가했습니다.HomePlug Green PHY 사양은 2010년 6월에 출시되었으며 비용 절감, 전력 소비 절감 및 스루풋 [3]감소를 통해 HomePlug AV와 상호 운용 가능한 "시블링"으로서 Smart Energy 및 Smart Grid 애플리케이션을 대상으로 합니다.

2010년에 IEEE 1901은 표준 내에서 FFT-OFDM PHY의 베이스라인 테크놀로지로 승인되어 HomePlug AV가 되었습니다.HomePlug Powerline Alliance는 IEEE 1901 제품 인증 기관입니다.HomePlug에 의해 공개된 3가지 주요 사양(HomePlug AV, HomePlug Green PHY 및 HomePlug AV2)은 상호 운용성과 [4]준거성이 있습니다.

2011년에는 Ford, General Motors, Audi, BMW, Daimler, Porsche 및 Volkswagen에 의해 플러그인 [5]전기차의 연결 표준으로 HomePlug Green PHY 사양이 채택되었습니다.

2017년 현재 IEEE 1901 사양을 지원하는 HomePlug AV 칩셋을 출하하고 있는 칩 벤더는 Broadcom, Qualcomm Atheros, Sigma Designs, Intellon, SPIDCOM, [6]MStar 등 6개사 이상입니다.

HomePlug의 새로운 버전에서는 OFDM 변조를 통해 버스 토폴로지에서 이더넷을 사용할 수 있습니다.이것에 의해, 복수의 데이터 캐리어가 같은 배선내에서 공존할 수 있게 됩니다.또한 HomePlug의 OFDM 기술은 특정 지리적 영역에서 이전에 할당된 무선 스펙트럼과 겹치는 모든 서브캐리어를 꺼(마스크)할 수 있으므로 간섭을 방지할 수 있습니다.예를 들어 북미에서 HomePlug AV는 서브캐리어 [7]1155개 중 917개만 사용합니다.

사용.

전원 회선 네트워크는 건물의 기존 전기 배선을 사용하여 설정할 수 있는 네트워크입니다.전기 자동차 충전의 경우 SAE J1772 표준 플러그인 전기차 충전기는 HomePlug Green PHY가 전원선을 통해 통신을 설정해야 차량이 충전 전력을 공급받을 수 있습니다.

모든 상용 HomePlug 구현은 US FERC에 의해 고급 미터링 인프라스트럭처에 대해 지정된 AES-128 암호화 표준을 충족합니다.따라서 이러한 장치는 적절한 소프트웨어를 사용하여 선반에서 유틸리티 등급 미터로 배치하기에 적합합니다.

2012년 후반 현재 가장 널리 보급되어 있는 HomePlug 디바이스는 "어댑터"로, 벽면 콘센트에 접속하여 1개 이상의 이더넷 포트를 제공하는 스탠드아론 모듈입니다.심플한 홈네트워크에서는 인터넷게이트웨이 라우터가 이더넷케이블을 통해 전원라인 어댑터에 접속되어 전원라인 어댑터는 인근 전원 콘센트에 접속됩니다.가정 내 다른 콘센트에 연결된 두 번째 어댑터는 이더넷 케이블을 통해 모든 이더넷 장치(컴퓨터, 프린터, IP Phone, 게임 스테이션 등)에 연결됩니다.그 후 라우터와 이더넷 장치 간의 통신은 기존 가정용 전기 배선을 통해 전송됩니다.필요에 따라서 어댑터를 추가하는 것으로, 보다 복잡한 네트워크를 실장할 수 있습니다.전원선 어댑터는 허브 또는 스위치에 꽂아 공용실에 있는 여러 이더넷 디바이스를 지원할 수도 있습니다.

스탠드아론 어댑터에서 볼 수 있는 기능은 점점 더 전원 제어 센터, 디지털 미디어 어댑터, 인터넷 보안 카메라 등의 엔드 디바이스에 내장되고 있습니다.특히 2010년 [8]9월에 IEEE 1901 표준과 같은 글로벌 파워라인 네트워킹 표준이 제정됨에 따라 TV, 셋톱박스, DVR 및 기타 가전제품에 파워라인 네트워킹 기능이 내장될 것으로 예상됩니다.

802.11n, HomePlug 및 기가비트 이더넷 연결 포트 4개를 포함한 디바이스를 100달러 미만으로 판매하는 제조업체도 있습니다.2013년 초에 발표되는 802.11ac 접속도 포함되어 있습니다.HomePlug와의 조합은 Hi-Fi 하이브리드 네트워킹 테크놀로지로서 Qualcomm Atheros에 의해 판매되고 있습니다.Hi-Fi 하이브리드 네트워킹 테크놀로지는 IEEE P1905의 구현입니다.이것에 의해, 디바이스는 가능한 한 유선 이더넷, 전원 회선, 또는 무선 통신을 사용해 장황하고 신뢰성 높은 페일오버를 실시할 수 있습니다.이것은, 통상, 접속 디버깅에 관한 온사이트 전문 지식이 없는 개인 유저 애플리케이션에 있어서 특히 중요하다고 생각됩니다.

버전

HomePlug 85 Mbit/s 어댑터

홈 플러그 1.0

첫 번째 HomePlug 사양인 HomePlug 1.0은 14 Mbit/s의 최대 PHY 속도를 제공합니다.2001년 6월에 처음 소개되었고 그 이후로 홈플러그 AV로 대체되었다.2008년 5월 28일, TIA는 HomePlug 1.0 전원 라인 테크놀로지를 새롭게 발행된 TIA-113 국제 표준에 도입했습니다.TIA-1113 에서는, 유저 구내 전기 배선의 모뎀 동작을 정의합니다.이 새로운 표준은 미국 국립표준협회([citation needed]ANSI)가 승인한 세계 최초의 멀티메가비트 전력선 통신 표준이다.

HomePlug 1.0 MAC 레이어는 Carrier Sense Multiple Access with Collision Abusion(CSMA/CA; 캐리어 감지 다중 액세스 및 충돌 회피)에 기초한 채널액세스를 사용하여 MAC Service Data Unit(MSDU; 서비스 데이터 유닛)로서 캡슐화된 IEEE 802.3 프레임에서 46 ~1500 바이트 길이의 데이터를 전송합니다(따라서 점보 프레임은 지원하지 않습니다).

HomePlug 1.0 터보 어댑터는 HomePlug 1.0 사양에 준거하고 있지만, 최고 PHY 레이트를 85 Mbit/s로 높이는 보다 고속의 독자적인 모드를 채용하고 있습니다.HomePlug 1.0 Turbo 모뎀은 Intelon Corporation에서만 구입할 수 있습니다.

홈 플러그 AV

2005년 8월에 도입된 HomePlug AV 사양은 HDTV나 VoIP 등의 애플리케이션에 충분한 대역폭을 제공합니다.HomePlug AV는 물리층에서는 200 Mbit/s의 피크 데이터 레이트를, MAC층에서는 약 80 Mbit/s의 피크 데이터 레이트를 제공합니다.HomePlug AV 디바이스는 HomePlug 1.0 디바이스와 공존하고 옵션으로 상호 운용해야 합니다.물리층에서는 24.414kHz 간격의 OFDM 캐리어가 사용되며, 2~30MHz의 캐리어가 사용됩니다.신호 대 잡음비에 따라 BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256 QAM 및 1024 QAM 중에서 반송파별로 자동으로 선택됩니다.

HomePlug AV는 최대 1155개의 OFDM 서브캐리어에 대한 적응 변조, 오류 수정용 터보 컨볼루션코드, ARQ를 [9]사용한2 레벨 MAC 프레이밍 및 기타 기술을 사용하여 특정 전송 [7]경로 전체에서 이론적으로 최대 대역폭에 근접할 수 있습니다.보안상의 이유로 이 사양에는 키 배포 기술과 128비트 AES 암호화 사용이 포함되어 있습니다.게다가 규격의 적응 기술은 도청과 사이버 [10][11]공격에 내재된 장애물을 제시한다.

일부 Qualcomm Atheros 기반 어댑터는 HomePlug AV 사양에 준거하고 있지만, 주로 더 [12]넓은 스펙트럼을 사용함으로써 PHY 레이트를 500 Mbit/s로 높이는 독자적인 확장을 채택하고 있습니다.

홈 플러그 AV2

HomePlug AV2 사양은 2012년 1월에 도입되었습니다.HomePlug AV 및 HomePlug Green과 상호 운용 가능PHY 디바이스 및 IEEE 1901 규격에 준거하고 있습니다.기가비트 클래스의 PHY 레이트, MIMO PHY 지원, 반복 기능 및 절전 [4][13]모드를 갖추고 있습니다.또한 30~86MHz 대역도 사용할 수 있습니다.1세대는 일반적으로 HomePlug AV 500보다 20% 빠른 것으로 간주되며, HomePlug 600으로 판매되는 경우가 많습니다.MIMO는 지원하지 않지만 Atheros 칩셋 아키텍처(QCA7450/AR1540)로 인해 단일 스트림만 지원합니다.2013년 10월 Qualcomm은 2x2 MIMO를 지원하는 QCA7500을 발표했는데, 이는 데이터 전송 속도를 두 배로 높일 것으로 예상됩니다.2014년에 퀄컴은 QCA7500의 생산을 시작했습니다.이 디바이스에서는 1300 Mbps의 원시 PHY 레이트가 제공되어 데이터 레이트가 550 Mbps UDP 및 500 Mbps TCP, 풀 MIMO가 실현되었습니다.통신은 회선-중립 및 회선-그라운드 양쪽 전원 라인 쌍으로 이루어집니다.독일의 Devolo는 표준을 독자적으로 개선하여 위상(핫 또는 라이브라고도 함) 및 늘(뉴트럴이라고도 함) 외에 접지선을 사용하고 있습니다.이 기술은 전 세계에서 사용할 수 있지만, 건물 배선 규정에서 접지선을 사용하는 지역에서만 사용할 수 있습니다.

홈 플러그 그린 PHY

HomePlug Green PHY 사양은 스마트 그리드에서 사용하기 위한 HomePlug AV의 서브셋입니다.피크 레이트는 10 Mbit/s이며, 스마트 미터와 HVAC 서모스탯, 가전제품, 플러그인 전기자동차[14] 등 소형 가전제품에 들어가 홈 네트워크와 전력 유틸리티로 데이터를 공유할 수 있도록 설계되어 있습니다.이러한 애플리케이션에는 고용량 광대역은 필요하지 않습니다.가장 중요한 요건은 저전력 및 비용, 신뢰성 높은 통신 및 소형 크기입니다.GreenPHY는 [14]AV보다 최대 75% 적은 에너지를 사용합니다.

HomePlug Powerline Alliance는 유틸리티 및 미터기 제조업체와 협력하여 이 690페이지의 [15]사양을 개발했습니다.HomePlug Green PHY 디바이스는 HomePlug AV, HomePlug AV2, IEEE 1901 사양에 근거한 디바이스와 완전히 상호 운용할 수 있어야 합니다.이는 소비전력과 비용절감을 저해하는 것으로 간주됩니다[by whom?].HomePlug 실리콘 벤더 QualComm은 2011년 [16]12월에 Green PHY 실리콘을 시판하고 있다고 발표했습니다.

홈 플러그 그린PHY는 국제 전기 자동차 충전 표준 CCS에 사용되는 통신 프로토콜입니다.

HomePlug 액세스 BPL

액세스 브로드밴드 전원선(BPL)은, 자택에의 브로드밴드 액세스 테크놀로지입니다.HomePlug Alliance는 HomePlug Access BPL Working Group을 결성했습니다.HomePlug Access BPL 사양에 대한 시장 요구사항 문서(MRD)를 개발하는 것이 첫 번째 헌장이었습니다.이 동맹은 BPL 업계에 MRD 개발에 참여하거나 MRD 검토에 대한 의견을 제공할 것을 공개적으로 요청했습니다.MRD는 유틸리티, ISP 및 기타 BPL 업계 그룹 간의 수개월간의 협력 끝에 2005년 6월에 완성되었습니다.액세스 BPL에 대한 HomePlug의 작업은 나중에 기여되어 IEEE 1901 [3]표준에 통합되었습니다.

보안.

신호는 사용자의 거주지 또는 회사 밖으로 전송되어 도청될 수 있으므로 HomePlug에는 암호화 암호를 설정하는 기능이 포함되어 있습니다.HomePlug 사양에서는 모든 장치가 기본 기본 비밀번호로 설정되어 있어야 합니다(일반 비밀번호).사용자는 이 비밀번호를 변경해야 합니다.패스워드가 변경되지 않은 경우 공격자는 홈플러그 디바이스를 사용하여 사용자 신호를 검출한 후 기본 패스워드를 사용하여 사용하는 암호화 키 등의 설정에 액세스하여 변경할 수 있습니다.

박스판 쌍으로 제공되는 많은 새로운 전원 라인 어댑터에서는 고유 보안 키가 이미 확립되어 있으며, 기존 전원 라인 어댑터와 함께 사용하거나 기존 네트워크에 새 어댑터를 추가하는 경우를 제외하고 사용자는 비밀번호를 변경할 필요가 없습니다.시스템에 따라서는 인증 버튼을 지원하므로, 2개의 버튼(각 디바이스의 1개)을 누르기만 하면 어댑터를 네트워크에 추가할 수 있습니다.

HomePlug 네트워크에서의 패스워드 설정 프로세스를 간소화하기 위해 각 디바이스에는 제조원에 의해 임의로 선택되고 디바이스에 유선 접속된 내장 마스터 패스워드가 있습니다.이 마스터 패스워드는 암호화 패스워드 설정에만 사용됩니다.디바이스에 인쇄된 라벨에 마스터 패스워드가 표시됩니다.

HomePlug AV 표준은 128비트 AES를 사용하는 반면 이전 버전은 보안이 낮은 DES 프로토콜을 사용합니다.이 암호화는 사용자가 송수신하는 데이터에는 영향을 주지 않으므로 TLS와 같은 상위 수준의 프로토콜 및 시스템을 계속 사용해야 합니다.

HomePlug 장치는 일반적으로 투명한 네트워크 브리지로 작동하므로 운영 체제를 실행하는 컴퓨터에서 네트워크 액세스에 사용할 수 있습니다.그러나 일부 제조업체는 Microsoft Windows 버전에서만 암호 설정 소프트웨어를 제공합니다. 즉, 암호화를 사용하려면 Wayback Machine에서 Windows [1] Archived 2006-07-20을 실행하는 컴퓨터가 필요합니다.암호화 패스워드가 설정되면 이더넷 사양을 지원하는 모든 디바이스가 어댑터로 동작합니다.

상호 운용성

HomePlug AV, GP 및 AV2는 완전히 상호 운용 가능하며 IEEE 1901 디바이스와도 상호 운용됩니다.HomePlug 1.0 디바이스는 HomePlug AV 디바이스와 상호 운용하지 않습니다.이러한 하위 호환성을 실현하는 것은 기술적으로 가능하지만 다른 Forward Error Correction(FEC; 전송 오류 수정) 기술과 기능 [17]세트를 지원해야 하는 고비용 회로 때문에 경제적으로 실현 가능하지 않습니다.

HomePlug 디바이스는 Universal Powerline Association(UPA), HD-PLC, G.hn 등의 다른 전원 회선 테크놀로지를 채용한 디바이스와 상호 운용할 수 없습니다.G.hn의 경우, HomePlug의 터보 코딩 전송 오류 수정과 G.hn의 저밀도 패리티 검사(LDPC)[18]를 모두 구현하는 데 엄청난 비용이 소요되었습니다.다만, IEEE 1901 에서는, HomePlug AV 와 HD-PLC 의 양쪽 모두의 같은 배치내에서 ISP 를 개입시켜 공존할 수 있습니다.G.hn은 ISP도 지원합니다.

HomePlug 장치는 특정 전원 스트립, 서지 프로텍터 및 고주파 신호를 차단하는 필터를 내장한 무정전 전원 공급 장치와 호환되지 않습니다.이러한 경우 설치 관리자는 건물의 전기 [19]콘센트에 장치를 직접 연결해야 합니다.예비 전원 포인트를 사용할 수 없는 경우 대부분의 경우 호환성이 없는 디바이스와 HomePlug 디바이스에서 이중 어댑터를 사용할 수 있습니다.

EMI에 관한 문제

상세 정보:전자파 간섭

전용 데이터 배선과 비교하여 모든 전력선 시스템에서 우려되는 사항 중 하나는 배선의 경로가 사전에 알려져 있지 않고 일반적으로 전력 전송에 이미 최적화되어 있다는 것입니다.이는 시스템이 에너지의 상당 부분을 무선 주파수 간섭의 형태로 방사하거나 외부 신호의 입력에 취약한 상황이 발생한다는 것을 의미합니다.단파 대역은 저전력 장거리 텔레메트리 신호와 고출력 브로드캐스트 신호 모두에서 사용되기 때문에 이는 잠재적으로 심각한 결점입니다.착신 간섭 및 주파수 의존 경로 손실의 영향을 최소화하기 위해 HomePlug 표준에서는 각 노드가 동작 중에 '톤 맵' 업데이트를 유지해야 합니다.따라서 기기가 '학습'하여 문제가 되는 특정 주파수를 피하고 손실이 적은 주파수에 더 많은 데이터를 저장해야 합니다.단, 이로 인해 침입이 완화되지만 근처에 민감한 수신 기기가 있는 경우 HomePlug 장치에 복사 간섭을 줄이도록 지시할 수 있는 쉬운 방법은 없습니다.무선통신기기의 수신신호에 비해 전력선 시스템의 신호레벨은 상당히 높다.통상 전력 밀도는 -50dBm/Hz입니다.각 캐리어가 24kHz의 채널을 점유하고 있기 때문에 각 캐리어는 -6.6dBm(220 마이크로파)의 레벨로 주입되어 총 채널 전력은 24dBm(250밀리와트)이 됩니다.일반적인 단파 무선 수신기의 감도는 -100dBm (피코와트의 10분의 1) 수준입니다.

영국에서는 전력선 장비 사용자가 공식 무선 [20]시스템에 간섭을 일으킬 경우 무선 전신법에 따라 기소되어야 한다는 제안이 있었다.또한 GCHQ는 그러한 간섭이 [21]영국에서 라디오 활동을 감시하는 능력에 영향을 미친다는 우려를 발표했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크