槻ノ木隆の「BBっとWORDS」

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■	その6「VPNとVPNパススルーの仕組み」 [2004/08/23]
■	その5「無線LANの問題とWEP」 [2004/08/09]
■	その4「IEEE 802.11a/b/gって何を意味しているの？」 [2004/08/02]
■	その3「ダイナミックDNSって？」 [2004/07/26]
■	その2「グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレス」 [2004/07/12]
■	その1「PPPoEって何だろう？」 [2004/07/05]

その107「HomePNAのいろいろ」

■ HomePNAって何？

　「HomePNA（Home Phoneline Networking Alliance）」とは、家庭内の電話線を使ってネットワークを構成する規格で、この規格を推進する団体の名称でもあります。この説明だけでほとんどすべてを言い表しているような気もしますが、もう少しだけ補足しておきましょう。

　日本で電話線というと、家のどこか1カ所にモジュラジャックが用意され、そこに繋いで電話をかける形になります。そして、電話の設置場所を変える場合、そこから電話線を引き回す方法や、親機をジャックのそばに置いて、ワイヤレスの子機を各部屋に分散するといった使い方が一般的です。

　対して、欧米（特に米国）の場合、1部屋に1つはモジュラジャックが用意され、自分の部屋に電話を置くことが可能です。日本と米国では家屋の大きさがそもそも違うので、玄関先にモジュラジャックが1つあっても困るという事情が当然あります。そんなわけで、電話配線は各部屋を繋ぐように配線されており、これを使って家の中のネットワークを構成しよう、というのがHomePNAのアイデアです。

　同種のものとして、その昔にMacintoshで「PhoneNET」と呼ばれるものが流行しました。こちらも電話線を使い、Macintosh同士などを繋ぐもので、使ってるのが電話線という点は同じですが、実は似ているのはそこだけで、それ以外はまったく異なるものです。

■ HomePNAのいろいろ

　さて、一口でHomePNAといっても、実はいろいろあります。世の中に最初に登場したのは1998年のことで、当初はメーカー11社（3Com/AMD/AT&T/COMPAQ/EPIGRAM/HP/IBM/Intel/Lucent Technologies/Rockwell Semiconductor Systems/TUT SYSTEMS）がアライアンスを結成して、製品の出荷を開始します。このときに標準化されたのが「HomePNA 1.0」というSpecificationで、以下のような特徴があります。

・転送速度は1Mbps
・最大ケーブル長は150m（途中にHubを介してパワーを上げることで、最大500m）
・最大デバイス数は25
・下位層はIEEE 802.3、つまりイーサネットと同じくCSMA/CDを使う

　1Mbpsというスピードは、今では遅く感じるかもしれませんが、IEEE 802.11b（理論値11Mbps）の実効転送速度が3～4Mbps程度であることを考えると、そこまで遅いというわけでもありません。むしろ、Specificationが出た1998年頃は、ビジネスシーンでも10BASE-Tで数十台を繋いでいるなんて光景が普通でしたから、そこから考えると十分な速度だったとも言えます。

　HomePNAとイーサネットの違いは、1つは速度（ただ、昔のイーサネットの中には1Mbpsで繋ぐものもあったので、決定的な違いとは言えません）、もう1つは他の信号との共存です。HomePNAは、図1にあるように電話やFAXと共存しているわけですが、イーサネットは専用の配線を使うことを前提にしているので、この点がちょっと異なります。

HomePNAのイメージ

図2：音声/データ通信との共存

　HomePNAでは、この問題を使用する周波数を変えることで対処しました。図2のように、HomePNAでは4MHz以上の周波数だけを使って信号を送っています。電話やxDSLは、それぞれ自分が使う周波数以上の信号はカットするので、HomePNAの通信が電話やxDSLに影響を及ぼす可能性はない、というわけです。

　これに続き、1999年12月に「HomePNA 2.0」のSpecificationがリリースされます（当初は1999年秋と言われていたのですが、ちょっとずれ込みました）。こちらはと言えば、以下のようなスペックを持っています。

・転送速度は10Mbps
・最大ケーブル長は350m（1,000ft）
・最大デバイス数は32
・QoS機能の追加
・HomePNA 1.0との互換性を持つ
・下位層はIEEE 802.3。つまり、イーサネットと同様にCSMA/CDを使う

　基本的な仕組みはHomePNA 1.0とまったく同じです。ちなみに、HomePNA 1.0はTUT SYSTEMSが中心になって開発されましたが、HomePNA 2.0で中心的な役割を果たしたのはBroadcomの子会社（1999年5月に買収した）であるEpigramでした。

　このHomePNA 2.0のSpecificationは、ITU-T（国際電気通信連合電気通信標準化部門）によって「G.989.1」として2001年2月に標準化され、その後、2005年7月には内容を変えずに改めて「G.9951」として再度採番されています。

　またこれに続いて、「HomePNA 3.0」の標準化作業が開始されますが、これが予想以上に時間がかかりました。100Mbpsを実現するHomePNA 3.0の「MRD（Market Requirement Document:マーケットからのHomePNA 3.0への要望をまとめたもの）」は2001年11月に公開され、2002年9月にはBroadcomとCopperGate Communicationの共同提案による128Mbpsの帯域を確保する技術を使うことを発表、実際にSpecificationが出たのは2003年9月のことです。

　さらに2006年11月にはこれを拡張し、最大320Mbpsまで高速化する「HomePNA 3.1」のSpecificationがリリースされました。さて、そのHomePNA 3.0ですが、スペックとしては以下のようになります。

・転送速度は理論上最大240Mbps（現状は128Mbps）
・最大ケーブル長は350m（1,000ft）
・デバイス数は速度とのトレードとなる。例えば50台までならば10Mbpsが維持できる
・QoSの機能を引き続き搭載
・HomePNA 1.0/2.0との互換性あり

　ただし、下位層は流石にIEEE 802.3というわけにはいかなかったようで、大幅に変わりました。HomePNA 3.0の場合、MAC層は以下の3モードを持ちます。

・G.9951/2 mode（4～10MHz）
・G.9954 mode （4～21MHz）
・G.9954 mode （4～28MHz）

　G.9951/2 modeとは、HomePNA 2.0との互換動作モードで、このときには速度は最大でも10Mbpsのみです。一方、追加されたG.9954 modeは「Synchronous MAC mode」と呼ばれますが、これはDOCSISやIEEE 802.16と非常に良く似たプロトコルです（DOCSISそのものというわけではありません）。これを使うと、最大240Mbpsまでのスピードが出せると言うわけです。

■ HomePNAの今後

　128Mbpsや320Mbpsといったスピードがあれば、家庭内のレベルではかなり利用できるのは間違いなく、欧米では家庭内LANの本命といった位置付けをなされている風情もあります。実際、HomePNAは一貫して“低コスト”を謳っており、インターフェイスカード自体も100ドル未満、イーサネットとのブリッジなどもやはり安価に発売されているほか、HomePNAのハブも存在します。ですので、新規に家庭あるいはSOHOでLANを敷設するというケースでは、通常のイーサネットと良い勝負でしょう。

　ただ、日本においてはあまり普及していませんし、今後も望みが薄いという気がします。まず、大きな理由は、冒頭でも述べた通り、日本では各部屋にモジュラジャックがあるというケースが非常に稀ということでしょう。結局、HomePNAハブを用意して、各部屋に電話線を引き回す必要があるわけで、こうなるとイーサネットを引き回すのと手間が変わらない、ということになります。

　ケーブルコスト自体はイーサネットより安価ですが、最近のPCならイーサネットが内蔵されているのが当然なので、HomePNAを使うためには別途ブリッジやコンバータ、インターフェイスカードを購入する必要があり、その分のコストを考えるとあまり変わらない、または下手をするとHomePNAの方が高いことになります。

　そして、イーサネットがすでに1Gbpsを実現しているのも、HomePNAにはややハンデと言えるでしょう。イーサネットはデータ通信だけで線を占有できるので高速化が容易ですが、HomePNAは電話やxDSLの信号と共存する関係で、狭い周波数帯で通信効率を上げる形でカバーしている関係上、どうしてもイーサネット　に比べると速度の上がり方が遅くなります。

　また、内部配線次第では、通信速度がぐんと落ちる可能性があるあたりもネックと言えます。この内部配線に関してはHomePNAもいろいろ苦慮しており、電話線ではなく同軸ケーブルを使うオプションも用意されているのですが、こうなるとますますコスト面で不利になってしまいます。それに100Mbps程度ならば、MIMO技術によって実現できていますから、配線の必要なHomePNAは（価格こそ安いものの）ちょっと苦しい感じです。

　そんなわけで、HomePNAが日本で離陸する可能性はちょっと望み薄ではないか？　というのが筆者の見解です。ただ、欧米などでは普通に販売されており、今後もそれなりに利用されていくものと思われます。

2007/01/15 10:59

槻ノ木隆
　国内某メーカーのネットワーク関係「エンジニア」から「元エンジニア」に限りなく近いところに流れてきてしまった。ここ２年ほどは、企画とか教育、営業に近いことばかりやっており、まもなく肩書きは「退役エンジニア」になると思われる。（イラスト：Mikebow）

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