지난 9월 5일 개최된 HomePNA(Home Phone-line Networking Alliance) 정례회의에서, 미국의 모뎀 전문업체인 Broadcom과 MAC 전문업체인 CopperGate 회사가 합동으로 제안한 기술이 HomePNA의 차세대 H3.0 기술로 선정되었다. 이 방식은 QAM/FDQAM(Quadrature Amplitude Modulation/Frequency Diverse QAM)을 사용하여 최대 128Mbps의 전송속도를 제공할 수 있고, 8종류의 우선순위 제어와 동기식 MAC(Medium Access Control)를 이용하여 VoHPNA(Voice over HomePNA)에 필수적인 한정 지연특성(bounded latency) 등의 QoS를 제공할 수 있다. H3.0 기술규격서는 금년 4/4분기에 확정될 예정이고, 2003년 초에는 H3.0 기술을 탑재한 모뎀 칩, 브릿지, 어댑터 등이 출시될 것으로 전망된다.
HomePNA 개요
HomePNA는 1998년 6월에, 2Wire, Agere Systems, AT&T, Broadcom, Conexant Systems, Hewlett-Packard, Motorola 등에 의해 결성된 단체로서, 홈 네트워크를 구축할 때, 이를 위한 별도의 선로를 설치하지 않고 유선전화에 사용되고 있는 동선선로를 이용하여 방과 거실에 산재되어 있는 댁내 PC 등의 장비를 상호연결하여 인터넷 등 가입자망을 공유할 수 있는 모뎀 기술의 표준화 및 보급을 추진하고 있다. 현재는 국내의 ETRI, 삼성전자를 포함하여 154개의 회원사가 가입되어 있다.
HomePNA와 경쟁하는 기술로서는 이더넷(IEEE802.3), 전력선(PLC), 케이블(HomeCNA), Bluetooth 및 HomeRF, Wireless LAN(IEEE82.11) 등의 다양한 홈 네트워크 모뎀 기술이 있으나, 전체시장(2003년도 세계시장 규모는 20억 불(자료출처:Yankee Group)이며, 미국시장 규모는 14억 불(자료출처:HomePNA)의 50~70%를 HomePNA가 점유할 것으로 예측되고 있다.
HomePNA 표준화 현황
HomePNA에서는 표와 같이 PPM(pulse position modulation)방식의 1Mbps급 H1.1과 QAM과 FDQAM을 사용하여 최대 32Mbps의 속도를 제공하는 H2.0이 표준화되어 있다. 그리고 올해 말까지 128Mbps의 속도와 QoS를 보장하는 H3.0 규격이 제정될 예정이다. 한편 ITU-T의 Q4/SG15에서는 g.pnt가 결성되어 g.998.1이라는 이름으로 H2.0을 기반으로 하는 표준안이 작성되고 있다.
전화선로의 특징과 극복방법
댁내의 전화선로는 UTP-3(unshielded twisted pair-category 3, TIA/EIA 568A 규격참고)급의 동선(copper wire)선로를 전자기적으로 차폐되어 있지 않은 상태에서 tree-branch 형태로 벽이나 천장 속에 포설한 것이다. 벽에 나와 있는 종단점들은 개방되어 있거나(BT: bridged-tap을 형성), 다양한 형태의 전화기(서로 다른 임피던스)가 연결되어 있다.
HomePNA는 여기에 PC 등을 연결하여 댁내 LAN을 만들자는 것이다. 이러한 전화선로에는 필연적으로 주파수 선택적 손실(frequncy selective loss), AM 라디오 또는 HAM(아마추어 무선) 신호로부터의 간섭, 브리지 탭(Bridged-Tap)으로 인한 spectrum null, 조광기 등으로부터의 임펄스 잡음 등, 고속 전송을 위해 극복해야 할 장애요인들이 많이 있다. 또한 같은 선로를 공유하고 있는 전화기의 ON/OFF-hook에 따른 임피던스 변화, 송신 노드마다 다른 선로특성 등 시변(time-varying)특성도 대처해야 된다. 이러한 요인들에 대한 대처방안으로 H2.0이나 H3.0에서는 전송되는 패킷별로 등화(equalization)를 수행하도록 하고 전송거리나 채널환경에 따라 신호성상도의 크기(QAM size)나 변조된 신호의 속도를 적응적으로 조절하는 방식(rate adaptation)을 이용한다. 임펄스 잡음에 대해서는 선택적으로 재전송(Limited automatic repeat request, H2.0)하거나 인터리버(interleaver)와 FEC(forward error correction, H3.0)방식을 이용한다.
HomePNA의 새로운 특징 : VoHPNA
MAC으로는 IEEE802.3의 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)를 사용하고 있는데, 패킷들이 충돌하면 BEB(binary exponential back-off) 원칙에 따라 각자 임의의 시간만큼 기다린 후에 다시 시도한다. 그런데 BEB 방식에서는 2차, 3차 재충돌 등 회수가 많아지면 확률적으로 기다리는 시간이 더 길어지는 소위 'capture effect' 때문에 VOIP 등의 음성 트래픽과 같이 시간에 민감한 트래픽의 처리에 필연적인 '한정 지연특성(bounded latency)' 및 '제한된 지터 크기(bounded jitter)'를 보장할 수 없다. H2.0과 H3.0에서는 VoHPNA(voice over HomePNA)서비스를 위하여 CSMA/CD에는 없는 8종류의 우선순위를 도입하고 DFPQ(distributed fair priority queue)방식의 충돌해소 방법을 사용한다. 또한 H3.0에서는 기존 MAC에 대응되는 'SMAC(synchronous MAC)'을 채용하여 음성 스트림 패킷에 한정 지연특성 및 지터(jitter)를 보장하고 있다.
송상섭 (전북대학교 전자정보공학부 교수, ssong@moak.chonbuk.ac.kr)
출처 : TTA
