HomePlug

**家用電力線網路聯盟**（HomePlug Powerline Alliance，縮寫為 HPA），一個位於美國的商業聯盟，成員接近 50 間公司。他們的工作是負責制定及推廣 **HomePlug** 技術，一種電力線通信標準介面。他們擁有這個註冊商標，目前在歐洲等主要市場以及中國大陸，這個技術的應用正在蓬勃發展。

## 運作方式

其技術規格可把多組裝置透過供應電源的電線互相聯繫，而經 HomePlug 認證的產品可應用在個人電腦或支援乙太網、USB 及 802.11 的裝置。由聯盟成員公司製造的裝置大多已內建 HomePlug，只要把多台支援 HomePlug 的裝置插在電源插頭內，即可建立連線並進入網路。由於 HomePlug 是以高頻去作數據傳輸，穩壓器或類似裝置或會對傳輸訊號影響，因此宜避免使用於跨配電盤、電表電力線網路。

### 目前應用的協定標準

* 網路協定：乙太網路 IEEE 802.3、IEEE 802.3U
* 電力線通訊協定：HomePlug 1.0、HomePlug turbo、HomePlug AV、UPA、HD-PLC
* 目前規格中 HomePlug 規格區分為
  * HomePlug 1.0 為 80Mbps
  * HomePlugAV 為 200Mbps

（以上指的是實體層傳輸速率）

5 種協定中除了的 HomePlug 1.0 規格與 HomePlug turbo 規格可以互通外，其他規格的裝置偕無法透過電力線互通傳遞訊息，所以在同一電力網路中使用不同協定的網通產品混用的方式並不能架設成功，架設者必須格外注意。

未來將提供如下一代的 Gigabit（GB）等級 AV2 規格。現今家用電力線網路聯盟（HomePlug Powerline Alliance，HPA）發表了多項未來技術成果，包含依據 HomePlug AV 技術制定的 IEEE 1901 電力線標準、針對智慧型電網應用完成新的 HomePlug Green PHY（GP）規格，以及將完成下一代的 Gigabit（GB）等級 AV2 規格。由於 HomePlug GP 規格係以 HomePlug AV 為基礎，因此與新的 IEEE 1901 電力線標準草案之間完全互通。

### HomePlugAV 主要規格

以目前主要應用的 HomePlugAV 為例，主要設計標準：

* 介面
  * Powerline
  * 10/100 Base-TX Ethernet Port
* 電源網路調變技術
  * OFDM（QAM 8/16/64/256/1024,QPSK,BPSK,ROBO）
* 電源網路傳輸頻率
  * 2 MHz~ 30 MHz
* 資料傳輸速率（實體層傳輸）
  * 電源網路 200 Mbps
  * 乙太網路 10/100Mbps
* QoS
  * 智慧型 QoS 網路優先機制
* 安全機制
  * 128bit AES 資料加密

### HomePlug Green PHY

HomePlug Green PHY（HomePlug GP）標準從 HomePlug AV 標準衍生，主要針對智慧型電網應用的標準。其最大通訊速率是 10 Mbit/s，設計考量是要放在智慧型電表或是 HVAC 的自動調溫器、家電以及充電式電動車輛等小型電器中，使資料可以透過電源線，在家用網路中傳輸。這種的應用不需要大量的廣播訊號，最重要的需求是可靠，功耗低及低價的通訊，並且小尺寸。GreenPHY 的功耗比 AV 要少 75%。

HomePlug 電源線聯盟和電廠以及電表製造商合作，產出了 690 頁的規範。對於以 HomePlug AV、HomePlug AV2 和 IEEE 1901 規範為基礎的裝置，HomePlug Green PHY 裝置需要有完全互操作性的網路中，有些人認為會阻礙功耗降低和成本降低。HomePlug 晶片供應商 QualComm 在 2011 年 12 月已販售 Green PHY 的晶片。

HomePlug GreenPHY 是電動車充電的組合充電系統（CCS）中 使用的通訊協定。

## 商業運用現況

目前 HomePlug 及 HomePlug AV 裝置目前在全球的寬頻電力線通訊市場中，市佔率高達 80% 以上，於 2010 年已出貨超過四千五百萬台，而年底前出貨量預估將達到六千萬台。目前已有 50 家以上的服務供應商利用 HomePlug 技術，部署所謂的寬頻三合一方案。在 HPA 持續成長茁壯下，陸續有新成員加入，例如矽晶片、服務供應商以及 OEM 製造廠商；HomePlug 聯盟廣納各界成員，因此具備了完整的產業代表性，並建立全球的 HomePlug 生態系統。

於新成員包括：Atheros、Broadcom、D-Link、ETSA Utilities、川崎微電子美國公司、Marvell Semiconductor、Polaris Networks、Sigma Designs 及 Western Digital；Duke Energy 及意法半導體也加入了 HomePlug 聯盟的董事會。

HomePlug 產品是利用家中現有的電力線路形成網路，並在有效的傳輸封包下，提供穩定的音訊及視訊，因而成為家中各處提供高畫質電視串流影片的理想選擇。

在智慧型電網應用方面，HPA 已完成 HomePlug GP 規格，針對成本最佳化的低耗電解決方案，例如暖通空調（HVAC）溫度控制器、智慧型電錶、家用電器，以及充電式混合動力電動車（PHEV）。

2010 年，HomePlug Powerline Alliance 與 Wi-Fi 聯盟宣布結盟，將聯手推動無死角的無線家庭。兩個聯盟將合作進行 Wi-Fi 與 HomePlug 規格與相關標準的技術審查，以確保在智慧型電網應用領域的互通性。他們也將推動 Smart Energy 2 應用規範（Applications Profile），實現能橫跨無線與有線網路的應用。

## 資料安全性

HomePlug 上的資料可能會在使用者的家中以及公司電源線上傳播，也可能會被竊聽。因此 HomePlug 中有設定加密密碼的功能，HomePlug 規範要求所有裝置都要有一個開箱即用的預設密碼，不過此一密碼也可能是各產品都相同的密碼。使用者應更改密碼，若是密碼沒有更改，駭客就可以用他們自己的 HomePlug 來讀取使用者的訊號，透過預設密碼來操作此裝置，或是進行像更改加密密鑰功能。

許多 powerline 轉換器會成組販售，上面已有不重覆的安全密鑰，使用者不需再更改。只有在和現有的 powerline 轉換器一起使用，或是將 powerline 轉換器接到已有裝置的網路上，才需要更換密碼。有些裝置有「認證」按鈕，只要在二端的裝置上各按一次按鈕，即可加入新的網路。

為了簡化 HomePlug 上設定密碼的過程，每一個裝置會有內建的主密碼，主密碼是在裝置生產時用亂數產生，且燒錄到裝置中，此主密碼只用來設定加密密碼。裝置的標籤上會印出其主密碼。

HomePlug AV 標準是用 128 位元的 AES 加密，不過有些較舊的標準是用安全性較低的 DES 加密。此加密不會針對使用者傳送及接收的資料進行，因此還是需要使用像是 TLS 之類的高階加密協定或是系統。

HomePlug 裝置可以跨橋接器運作，任何作業系統的電腦都可以存取此網路。不過有些廠商只提供 Windows 版的密碼設定軟體。只要加密密碼設定成功，所有支援此網路規格的裝置都可以在其轉換器上工作。

## 參考資料

## 外部連結

* HomePlug （英文）
* Powerline Homeplug AV BLOG（電力線上網）