Oleg Logvinov, Director, Market Development

Industrial and Power Conversion Division

STMicroelectronics

HomePlug Green PHY Certification

“eMobility eMotion” 25-26th September 2013, Toulouse, France

European Conference on Nanoelectronics and Embedded Systems for Electric Mobility

Agenda

Introduction to Green PHY

HomePlug Overview

HomePlug Certification

Standards Update

Conclusions

2

Technology Requirements

Requirements for Smart Grid/Automotive communications

Low cost

Low complexity

Low data rate (>250 kbps)

Low power consumption

High reliability

Mature technology

Robust communications

Full coverage (range)

Interoperate and coexist with HPA family of Specifications and

other technologies.

Support Inter-symbol Protocol (ISP)

Address new applications and market requirements

Smart Grid

Plug-In Electric Vehicles

3

3

Introduction – HomePlug Green PHY

HomePlug Green PHY (HPGP) is a powerline

communications technology based on HomePlug AV

Simplified to allow reduction in complexity, cost and power

consumption

Meets the market requirements

Fully interoperable with HomePlug AV, and AV2

Additional features for Smart Grid

and automotive applications

Interoperable IEEE 1901-2010TM

Coexist with “HomePlug 1.0.1/1.1”

4

Green PHY Strategy

Built from HomePlug AV1.1 (HPAV)

Broadband (1.8-30MHz)

Allows broadband communications burst rates to avoid slowing

network

Allows Robust communications and signaling around circuit

elements

Circuit breakers

Between Lines

Thermostat transformers

Interoperates with HomePlug AV family

Leverage from proven, robust mature technology

Coexist/Cooperate with other HPA Home Networks

Leverages HomePlug compliance and interoperability programs

Maintain IP and general purpose interfaces

Reduces time to market

5

5

HPGP Automotive Applications

6

Utility

Network

Authentication

Server

WAN

HAN Clients

(Supplicants)

Meter

(Authenticator)

Controlled

Port

Smart Grid / HAN Smart Grid / WAN

Customer

Premises

EVSE

Charging Station

Utility

Network

Authentication

Server

WAN

HAN Clients

(Supplicants)

Meter

(Authenticator)

Controlled

Port

Utility Backhaul

Smart Grid / WAN

Customer

Premises

EVSE EVSE EVSE EVSE

Charging Station

HPGP 1.1 on

the Control

Pilot line

7

HomePlug GP System Architecture

HomePlug

AV Modem

H1

Interface

P1

Interface

PHY

Interface

M1

Interface

Powerline

Convergence (CL)

Media Access Control (MAC)

Physical (PHY)

Connection

Manager

(CM)

Central

Coordinator

(CCo)

Control SAP Data SAP

Coupler

Higher Layer Entity (HLE)

HomePlug system architecture is the backbone for interoperability

between AV and AV2 and GP products.

• HPGP is IP

Compatible

• Flexible

• Widely used

GP Simplification of AV1.1

(Green denotes GP differences) HomePlug AV HomePlug GP

PHY

Spectrum 2 MHz to 30 MHz 2 MHz to 30 MHz

Modulation OFDM OFDM

# Subcarriers 1155 1155

Subcarrier spacing 24.414 kHz 24.414 kHz

Supported subcarrier

modulation formats

BPSK, QPSK, 16

QAM, 64 QAM, 256

QAM, 1024 QAM

QPSK only

Data FEC

Turbo code

Rate ½ or Rate 16/21

(punctured)

Turbo code

Rate ½ only

Supported data rates

ROBO:

4 Mbps to 10 Mbps

Adaptive Bit Loading:

20 Mbps to 200 Mbps

ROBO:

4, 5 and10 Mbps

(depends on repetition)

MAC

Channel Access CSMA/CA

w/ Optional TDMA CSMA only

CCo Capable? Yes CCo w/ limits

Channel Estimation?

Adaptive bit-loading

per subcarrier via pre-

negotiated tone maps

ROBO eliminates need

for pre-negotiated tone

maps

HPGP Simplification of HPAV

Reduced Complexity

Simple and robust ROBO modes only – does not require all of

the HPAV modulations (example: next slide)

Fixed Tone Map - no need to negotiate tone maps

Only ½ rate turbo coding FEC is supported

Limited Coordinator capability (level “0” only)

Lower data rates simplifies design

Estimated 75% reduction in die area over AV – saves cost

Estimated 75% reduction in die power consumption

Power Management

Reduces “time on wire” to ~7% of BW (minimum)

250 kbps min. (for a 4, 5, & 10 Mbps PHY)

Reduces power for Smart Grid applications

Reduces the affect on AV-based networks

9

ROBO Modulation

10

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

i

q

∙ ∙

∙∙

i

q

HPAV uses up to 1024 QAM HPGP uses QPSK only

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙∙∙∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙

i

q

∙ ∙

∙∙

i

q

HPAV uses up to 1024 QAM HPGP uses QPSK only

HomePlug Green PHY only uses Robust Modes of

Modulation (“ROBO” mode)

QPSK only for communications

4 Mbps, 5 Mbps and 10 Mbps data rates

Throughput depends on selected data repetition rate

Lowers device complexity

Greatest, most robust, coverage

Communicates directly with AV networks to manage BW

allocation

10

Power Management

HPGP has Advanced Power management

HPGP Power Save Mode achieves maximum overlap of

awake windows

Less time on air - (Sleep/Idle is a % of the beacon period)

Nodes coordinate when awake

Same as AV2

11

Beacon Period (BP)

time

time

time

time

Awake

Window

Station A

Station B

Station C

Station D

Start of First

CSMA allocation in Beacon Period

BPCnt = 0x010 BPCnt = 0x011 BPCnt = 0x012 BPCnt = 0x013 BPCnt = 0x014

11

HPGP Simplification of HPAV1.1

Additional simplification

Guard Intervals for time samples 417, 567 & 3534 are not

required

Only uses ROBO tone maps

Global Link function not required (supports CSMA/CA only)

MPDU burst transmission not required

Bidirectional bursting not required

Request SACK retransmissions not required

Squeeze/ de-squeeze not required

Channel Estimation – not required to initiate

Auto connect service not required

Smoothing not required

12

Therefore: lower HPGP complexity, power management

and bandwidth management work together to make best

PLC Smart Grid/Automotive solution

HPGP Extensions to HPAV

Distributed Bandwidth Control (DBC) protocol (time on

wire management) is defined in HPGP

~7% minimum time-on-wire for “in-range” Smart Energy devices

(meets Smart Grid BW requirement is 250 kbps)

Provides high priority access, low latency and prevents blocked

access for Smart Grid and Automotive applications

CSMA/CA contention can be used to get as much BW as

available (GP contends at CAP0 (Low) priority after 7% per

33.3 ms is exceeded)

Minimizes impact on home networking applications

Coordinated with ISO/IEC 15118, DIN 70212 and SEP2.0

Association Protocol

SLAC resolves the EVSE-PEV association issue (see next slide)

13

HPGP Extensions to HPAV

Association Issue: How to Identify which car is connected

to which charging station

PLC may communicate to devices on the utility side of the

charging station (EVSE)

In locations with multiple charging

stations, this is an issue for billing

and management

The charging station must be matched

to the specific vehicle

14

EVSEw/submeter

Local

Authentication

Server

Premises

Meter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

Local

Authentication

Server

Premises

Meter

Local

Authentication

Server

Premises

Meter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

EVSEw/submeter

B C n …

a b c … n

14

Association Solution - SLAC

HPGP contains a the Signal Level Attenuation Characterization (SLAC)

protocol for resolving the association issue

PEV request response from EVSEs (“who can hear me and is not

already associated?)

EVSEs respond and their signal levels are measured and

processed by an application

The best signal above a “no connection” level is considered the

EVSE to which the PEV is connected

(Using Validation by a second method is optional)

(Using Secure SLAC message and transaction is optional)

The EVSE and PEV formally “Associate” and initiate a secured

network

Once the Association is done and the network formed, the charging

protocol can begin as an application (See ISO/IEC 15118 and SAE

J2931/4)

15

HPGP Extensions to HPAV1.1

Additional Features

Vender specific types allow for custom BENTRY fields and

parameters to indentify and manage GP. (IDs, power save, proxy

level, capabilities, versions. …

New routing and repeating capabilities

New Transmit Power Control (TPC) capability

EVSE CCo – The Charger always ends up being the network

controller of the EVSE-PEV network.

Amplitude Map – The PEV is able to negotiate the amplitude map

with the EVSE in case there

New messages for reducing system latency and make it easier to

implement in charging system.

16

HomePlug Mission and Charter The HomePlug Alliance's mission is to enable and promote rapid

availability, adoption and implementation of cost effective,

interoperable and standards-based powerline networks and products

Formed in 2000 HomePlug is focused the acceleration of worldwide

adoption of power line technology

Promotion and market development; user education programs

Certification logo: compliance and interoperability testing

Formal liaison agreements with key industry groups such as ZigBee and Wi-Fi

alliances

Entity membership and support for key IEEE standards

1901 -- broadband-speed powerline coexistence (standard published)

1901.2 -- low-frequency, narrow-band powerline coexistence

1905.1 -- convergent digital home network for heterogeneous technologies

HomePlug products over 90% share of 2010 broadband-speed power line shipments.

Estimated cumulative shipments: 80 million

17

HomePlug Powerline Alliance

18

Actiontec Electronics, Inc.

Arris

Askey Computer Corp.

Asoka USA Corp.

Aztech Technologies, Pte. Ltd

Belkin International

Bigben Interactive

Billion Electric Co., Ltd.

Buffalo Inc

CastleNet Technology Inc

EchoStar Technologies

Corporation

Electricite de France (EDF)

EnGenius Networks

GigaFast E, Ltd.

Guillemot Corporation

I2SE

Jetlun Corporation

Korean Electotechnology

Research Institute (KERI)

Linksys LLC

Logitech Europe SA

Motorola Mobility, Inc.

Msway Co., LTD

NETGEAR, Inc.

SEDA

Shenzhen GEEYA Technology

Col, Ltd

ST&T Electric Corporation

TP-Link Technologies, Ltd.

TRENDnet Inc.

Western Digital Technologies, Inc.

Wistron NeWeb Corporation

ZyXEL Communications

Corporation

SPONSOR / BOARD MEMBERS

PARTICIPANT MEMBERS

ADOPTER MEMBERS

HomePlug Tech. Working Groups

HomePlug

Tech. WG

Green

PHY

1.1.1

Green

PHY

1.1

19

Green

PHY

1.0

HPA

Certification

WG

Compliance

Test

specification

Interoperability

Test

Specification

Technical Working Groups

(TWG) create Specifications

The Certification WG creates

Test Specifications for

each Specification

Compliance Process and

Arbitration

Notes:

v.1.1 adds automotive features

v.1.1.1 adds erratum

Green PHY

TWG

Certification Testing Philosophy

Testing and certification is available to HomePlug

members in good standing.

Access to documents

Access to test tools

Test the MAC/PHY Compliance to the Specification

Checks key parameters for meeting Spec.

Interfaces and features used by other applications

SLAC amplitude and linearity

Test Interoperability

Verify performance and interoperability between vendors

Tests with various types of network topologies in various roles.

Tests with the family of HomePlug Specifications

20

HomePlug Certification Process

21

Silicon

vendor

or

Product

Vendor

Test Matrix

Submission

(optional)

Added to

Test Matrix

Product

Compliance

Test

HPA

Certifi-

cation

Interoperability

test

Compliance

Test Report

Test

Matrix

Certification is based on passing Interoperability test and membership

requirements

Testing at 3rd party test lab.

Test Matrix devices are used in Interoperability test.

Devices may apply for Test Matrix status (optional & requires extra

testing)

HomePlug Certification Process

22 (See HPA documents for details)

Silicon

Vendor

or

Product

Vendor

Test Matrix

Submission

(optional) Product

vendor

Added to

Test Matrix +

Product

Compliance

Test

Compliance

Test Report

Interoperability

test

Test

Matrix

HPA

Certifi-

cation

Product Vendors may use compliance test report of Silicon Vendor for

certified silicon

Or start with a compliance test if modified to be dissimilar from Silicon

provider’s device.

Standards Update

Green PHY v1.1 Version GP1.1.1 has been updated with errata (editorial updates) resulting

from ISO/IEC and DIN updates

Final HPA approval expected Mid October.

ISO/IEC 15118-3 Green PHY is the PLC charging-communications technology

ISO/IEC 15118-1,2,3 FIDS are scheduled to conclude in mid October

Publication expected mid February 2014

DIN 70212

DIN 70212 has been updated and also includes Green PHY

Final version expected First week in October

Publication expected 6 weeks after final version is available

SAE 2931/4

Review and update based on DIN and ISO/IEC documents scheduled to

begin mid October (when other documents are “done”)

Expect to ballot within SAE in 2013

23

Summary

AV is at the core of both AV2 and Green PHY

The Family creates a broad array of product applications

Supports stable technology for legacy and new

products/networks that cooperate & coexist

Supported by Compliance and Interoperability Certification

Programs

Supported by the Members of the HomePlug Powerline Alliance

24

24

Questions?

25

Thank you!