G.hn (ギガビット ホーム ネットワーキング)は、建物内の既存の配線を使用して高速データ伝送を実現するために設計された、国際電気通信連合 (ITU-T) に基づく高度な有線ネットワーキング テクノロジーです。-これは新しいケーブル システムではなく、家庭の電力線、電話線、同軸ケーブルを堅牢で高速なネットワーク バックボーンに変える「実現」テクノロジーです。-これは、現代のホーム ネットワーク カバレッジの課題を解決するための究極の有線ソリューションの 1 つとみなされています。
主要な動作原理: ワイヤをネットワーク ケーブルに変換する
G.hn テクノロジーは、主に次の 3 つのコア技術基盤により、ノイズの多い電力線を高速ネットワーク経路に変えることができます。-OFDM変調, 高度なエラー修正メカニズム、 そして効率的なメディア アクセス コントロール (MAC) .
1. 物理層基盤：OFDM変調技術
家庭用電力線はデータ伝送用に設計されていません。信号の減衰、干渉、ノイズの原因となります。ジーンを採用することで、物理層でこの課題に取り組みます。直交周波数分割多重 (OFDM)テクノロジー。
マルチキャリア送信:-OFDM の中心的な考え方は、高速データ ストリームを複数の並列低速データ ストリームに分割し、それぞれが複数の相互に直交するサブキャリアに変調されて送信されることです。-例えるなら、商品 (高速データ ストリーム) を満載した大型トラックを多数の小型カート (サブキャリア) に分解して同時に輸送することです。-
ノイズと干渉に対する耐性:この方法の利点は、一部のサブキャリアがノイズや信号減衰（家電製品からの干渉など）により使用できなくなった場合でも、他のサブキャリアがデータの送信を継続できることです。このシステムは、短波放送などの無線サービスへの干渉を避けるために、影響を受ける周波数帯域の副搬送波をアクティブにシャットダウンすることもでき（「ノッチ」と呼ばれます）、自身の接続の安定性を確保します。
周波数帯域の使用率:G.hn テクノロジーは通常、1.8 MHz ～ 100 MHz、またはそれ以上の範囲の周波数帯域を使用し、スペクトル リソースを効率的に利用することで最大 1 Gbps、さらには 2 Gbps の物理層 (PHY) レートを実現します。
2. データの信頼性の確保:LDPC誤り訂正符号化
電力線環境はインパルス ノイズ (モーターの起動など) の影響を受けやすく、データのバースト エラーを引き起こす可能性があります。 G.hn は、として知られる前方誤り訂正 (FEC) テクノロジーを採用しています。低密度パリティ{{1}チェック (LDPC) コード.
プロアクティブなエラー修正:LDPC は、シャノンの限界に近づく高度なコーディング技術です。送信機はデータに冗長チェック情報を付加します。受信側が部分的に破損したデータ パケットを受信した場合でも、このチェック情報と複雑な数学的演算を使用して、送信側に再送信を要求することなく、元のデータを直接復元できます。これにより、送信効率が大幅に向上し、再送信によって生じる遅延が軽減され、ビデオ ストリーミングなどのリアルタイム アプリケーションのスムーズさが保証されます。-
3. ネットワーク調整メカニズム: TDMA および CSMA
G.hn のメディア アクセス コントロール (MAC) 層は、主に次のようなハイブリッド調整メカニズムを使用します。時分割多元接続 (TDMA)、によって補足されました衝突回避機能付きキャリアセンス多元接続 (CSMA/CA) .
サービス品質 (QoS) の保証:動画や音声などの遅延に敏感なアプリケーションの場合、ドメイン マスター（ドメイン マスター）{0}}ジーンネットワーク）は、TDMA を使用してこれらのデータ ストリーム専用の送信タイム スロットを予約し、保証された帯域幅と低遅延を確保し、衝突を回避します。
データバーストへの対応:通常のデータ トラフィックの場合、CSMA/CA 方式を使用できます。この方式では、ノードは送信前にチャネルをリッスンし、アイドル状態のときにのみ送信するため、ネットワーク トラフィック全体が効率的に管理されます。
進化と強化：ウェーブ1からウェーブ2へ
G.hn テクノロジーは進化し続けており、現在の主流の市場製品はより強力になっています。ウェーブ 2標準。
G.hn ウェーブ 1:第 1 世代の標準。理想的な条件下での最大 PHY レートは 1 Gbps、実際の実効スループットは約 500 Mbps です。{0}}
G.hn ウェーブ 2:第 2 世代規格では、周波数帯域を拡張し、コーディングを最適化することで PHY レートを 2 Gbps まで高め、8K ビデオ ストリーミング、VR/AR ゲーム、高速ファイル転送などのアプリケーションの需要を効果的に満たします。- Wave 2 では、Quick Noise Adaptation (QNA) テクノロジーも導入されています。これは、前世代よりも最大 5 倍速くノイズを検出して適応し、遅延を効果的に短縮し、複雑な干渉環境におけるパフォーマンスの安定性を向上させます。
主な技術的利点: MIMO とクロスフェーズ伝送-
G.hn (特に Wave 2 標準) は一般的に次のことを採用しています。複数の-入力、複数の-出力（MIMO）これは、古い標準を超えるパフォーマンスの鍵となります。
マルチパス伝送:従来の電力線通信（初期の HomePlug など）は通常、単一{0}入力単一-出力（SISO）伝送に 1 対のワイヤ（ライブとニュートラル）のみを使用します。対照的に、G.hn MIMO は、家庭の電気システムの 3 つのワイヤ (ライブ、ニュートラル、およびアース) を利用して、複数の伝送チャネルを作成できます。これは、単一車線の道路を複数車線の高速道路に拡張するようなもので、データのスループットと安定性が大幅に向上します。{6}
クロスフェーズの課題を解決する-:住宅の建物では、部屋ごとに電気位相が異なる場合があります。古いテクノロジーでは、信号がフェーズを越えるのに苦労し、ネットワークのドロップアウトにつながります。ジーンMIMO テクノロジーは、マルチパス信号を効果的に利用して、異なるフェーズ間の効率的な通信を実現し、ネットワーク カバレッジの信頼性と範囲を大幅に拡大します。{0}
他の技術との比較
注記：主流の Wi- テクノロジーと比較して、G.hn 電力線ソリューションは、信号が壁を通過した後の信号カバレッジの問題の解決に適しており、より安定した接続エクスペリエンスを提供します。
アプリケーションシナリオ
G.hn テクノロジーは、高速、低遅延、高いセキュリティ、既存の配線を活用できる機能を備えており、次のような分野で広く使用されています。
ホームネットワーク:Wi-Fi デッドゾーンを排除し、スマート TV、ゲーム機、IPTV セットトップ ボックス、PC などのデバイスに安定した高速有線接続を提供します。{{1}
ビジネスの拡張:オフィス、ホテル、アパートなどで、工事を必要とせずにすべての部屋にネットワーク アクセスを拡張し、ゲストに安全なネットワーク アクセスを提供します。
産業およびIoT:スマート エレベーター、電気自動車の充電ステーション、スマート メーターなどのアプリケーションでは、デバイス データのバックホールと制御に電力線を使用し、複雑な環境での通信ケーブルの敷設にかかる高額なコストを回避します。
