□ OPEN Alliance SIG

ICT 표준화기구 상세분석서- v2018

1. 개요

가. 설립 배경 및 목적

설립배경 및 목적 : 차량용 네트워크 복잡성과 케이블 비용을 획기적으로 줄이고 차량 내의 안전, 편의, 인포테인먼트 환경을 개선하기 위해 이더넷 기반의 차량용 네트워크 기술 표준을 개발을 지원하고 이에 대한 구현 및 상호 연동 시험을 독려하기 위해 설립

설립일 : 2011.11.09.

나. 주요역할

IEEE 100BASE-T1, 1000BASE-T1 및 1000BASE-RH 물리계층 규격의 적용을 위한 적합성 및 상호운용성 규격 지원

하네스, 스위치, ECU 및 추가 기능에 대한 요구 사항 및 시험 규격 지원을 통해 에코 시스템 완성

표준화 기구에서의 새로운 물리 계층 솔루션 개발 장려 및 지원

차량용 이더넷 기반 통신 구현과 관련된 갭(Gap)의 지속적인 확인 및 해결

다. 회원사 현황

참가 자격 : 참가 자격 구분 없음

회원 구분 : Promotor, Adopter

회원사 현황(기관) : 총 344개 기관

Promotor (16개 기관) : BMW, 브로드컴, 컨티넨탈, 다임러 AG, 제너럴 모터스(GM), 하먼, 현대자동차, 재규어 랜드로버, NXP, 리얼텍, 르노, 르네사스, 보쉬, 도요타, 폭스바겐, 볼보자동차

Adopter (328개 기관) : 알테라, 애질런트, 아바고, 보스, 뱅앤올룹슨, 포드자동차, 구글, 혼다, IXIA, 인피니언, 시놉시스, TE, TI, TTTech, 뉴햄프셔 대학 IOL 외

라. 국내 참여 현황

국내 참여 회원사 현황 : 18개

Promotor (1개): 현대자동차

Adopter (17개) : 대성전기,대우IS, 다산네트워크, 한국전자통신연구원(ETRI),
현대오트론, 현대모비스, 전자부품연구원(KETI), 한국단자공업, 광성전자, 경신, LG전자, LG이노텍, LS전선, LS엠트론, 텔레칩스, 한국정보통신기술협회(TTA), 유라코퍼레이션

의장단 진출 현황 :

	총 의장단(SG, WG레벨)	한국 의장단	점유율
의장단 현황	14	1(주)	1%

㈜ OPEN Alliance SIG 의장 (현대자동차)

기고서 제출 및 반영실적 : 국내에서는 활동이 전무한 상태임

마. 소재지 및 URL

사무국 소재지 : 미국, 캘리포니아

URL : http://www.opensig.org

바. 관련 표준화 기구(공식, 포럼/컨소시엄, 오픈소스 진영)와의 협력활동

(IEEE 802) 이더넷 기반의 차량용 네트워크 구축을 위한 802.1WG TSN, 802.3WG 차량용 이더넷 PHY 등에 대한 국제 사실 표준화 수행 협력

(ISO TC22) 차량용 애플리케이션을 위한 데이터 버스 및 프로토콜, V2X 통신, 시험 프로토콜, 인터페이스 및 게이트웨이, 데이터 형식 등에 대한 국제 공식 표준화 수행 협력 (ISO TC22 SC31 JWG1~6)

(AVnu Alliance) IEEE 802.1 AVB/TSN 기술 확산을 위한 기술 마케팅 협력

2. 조직 및 구성

가. 조직구성

[그림] OPEN Alliance SIG 조직도

나. 의결기구, 기술기구 주요역할

Steering Committee : OPEN Alliance SIG 조직 및 운영 결정, 안건 의결 등

Technical Committee : 차량용 이더넷 관련 주요 기술 규격 개발 (각 TC 참고)

TC1 - Interoperability & Compliance Tests for 100BASE-T1 PHYs

100BASE-T1(IEEE 802.3bw) 리뷰, 상호운용성 및 적합성 시험 방법 정의

TC2 - 100BASE-T1 Ethernet Channel & Components

100BASE-T1 송신 채널 및 컴포넌트 (케이블, 커넥터, 하네스 제조) 요구 사항 정의

TC3 - 1000BASE-T1 CMC Requirements

1000BASE-T1(IEEE 802.3bp) CMC 성능 및 시험 규격 정의

TC4 - Tools

차량용 이더넷 제품 개발 도구(Tools) 정의

TC5 - Gap Identification

차량용 이더넷 기반 애플리케이션 구현시 잠재적 문제 또는 갭 정의

TC6 - Common xMII Interface Definition

차량용 이더넷 네트워크를 위한 xMII(MAC-PHY 인터페이스) 응용 개선

TC7 - 1000BASE-RH Gigabit Ethernet over Plastic-Optical-Fiber

플라스틱 광섬유 상의 1Gbps 이더넷 커넥터 인터페이스, 시험 사양 정의

TC8 - Automotive Ethernet ECU Test Specification

차량용 이더넷 ECU와 네트워크 테스트 요구사항 정의

TC9 - 1000BASE-T1 Ethernet Channel & Components

1000BASE-T1 송신 채널 및 컴포넌트 (케이블, 커넥터, 하네스 제조) 요구 사항 정의

TC10 - Automotive Ethernet Sleep/Wake-Up

차량용 이더넷 슬립/웨이크-업(sleep/wake-up) 모드 기능 및 필요성 정의

TC11 - Ethernet switch requirements and qualification

이더넷 스위치 요구사항 및 요건 정의

TC12 - Test specifications for the compliance testing of future IEEE 1000BASE-T1 (IEEE 802.3bp) Physical Interface (PHY) devices

1000BASE-T1 PHY 디바이스 적합성 테스트 시험 규격 정의

다. 사무국 주요역할

회의 주관 및 소집, 회원 관리, 홈페이지 관리 등

3. 표준 대상 과제

가. 주요 표준화 대상 요약

SG/WG	Task Force	주요 표준화 대상	표준화 단계
IEEE 802.3	802.3bw	단일 UTP 케이블 100Mbps PHY(100BASE-T1) 기술	완료
	802.3bp	단일 UTP 케이블 1GMbps PHY(1000BASE-T1) 기술	완료
	802.3bv	플라스틱 옵티컬 파이버(POF) 1Gbps PHY(1000BASE-RH) 기술	완료
	802.3ch	멀티-기가비트 차량용 이더넷 PHY 기술	D0.3
OPEN	100Mbps	100BASE-T1 시스템 구현 규격	완료
Alliance	Spec.	100BASE-T1 차량용 이더넷 PHY 고급 진단 기능	완료
TC		100BASE-T1 CMC 시험 규격	완료
		100BASE-T1 상호운용성 시험 스위트(Test Suite)	완료
		100BASE-T1 PHY 제어 시험 스위트	완료
		100BASE-T1 PCS 시험 스위트	완료
		100BASE-T1 PMA 시험 스위트	완료
		100BASE-T1 통신 채널 EMC 정의	완료
		100BASE-T1 트랜시버 EMC 시험 규격	완료
		차량용 이더넷 Wake-up 및 Sleep 사양	완료
		100BASE-T1 EMC 시험 규격	완료
	1000Mbps	1000BASE-T1 EMC 시험 규격	완료
	Spec.	1000BASE-T1 트랜시버 EMC 규격	완료
		1000BASE-T1 링크 세그먼트 타입 A를 위한 채널 및 컴포넌트 요구사항	완료
		차량용 이더넷을 위한 EPL 권고사항	완료
		플라스틱 옵티컬 파이버를 통한 기가비트 이더넷 규격	완료
	Speed	테스트 프로세스- ECU 및 네트워크 시험	완료
	Independent	이더넷 ECU 시험 규격	완료
		이더넷 스위치 요구사항	완료

㈜ OPEN Alliance SIG는 IEEE 802.3WG의 차량용 이더넷 PHY 표준 개발을 지원하고, 자체적으로는 차량용 이더넷 기술을 적용하기 위한 컴포넌트(케이블, 커넥터, 하네스) 및 시험 규격 등을 정의하고 있음. 그러나 현재 진행중인 규격은 관련 정보를 제공하지 않는 상황

나. 주요 표준화 대상

㈜ OPEN Alliance SIG의 진행중인 규격에 대해 확인이 불가능한 상태이므로 표준 개발을 지원하고 있는 IEEE 802.3WG의 차량용 이더넷 PHY 표준 (802.3bw, 802.3bp, 802.3ch)을 분석

o IEEE 802.3ch Multi-Gig 차량용 이더넷 PHY 기술

- 차량용 케이블링 중 적어도 한 종류를 사용하여 2.5Gb/s, 5Gb/s, 10Gb/s 속도로 데이터를 전송하기 위한 이더넷 물리 계층 기술 규격 정의; 2016년 11월 IEEE CFI를 시작으로 NGAUTO SG 결성, 2017년 11월 PAR 승인, 2020년 9월 표준 완료를 목표로 표준화 진행 중

2.5Gb/s, 5Gb/s, 10Gb/s 데이터 속도 지원

BER 10-12이하, 전이중 방식만 지원

자동차 환경 (ECM, 온도)에서 동작 지원

FCC 및 CISPR EMC 요구사항 만족

차량용 케이블링(UTP, STQ, STP, SPP, Coax/Twinax) 중 적어도 한 종류를 사용하여 15m 이상의 거리를 위해 4-인라인 커넥터 링크 세먼트상의 2.5Gb/s, 5Gb/s, 10Gb/s 동작을 지원하는 링크 세그먼트 및 PHY 성능 특성 정의

사전 설정을 통해 전원 인가 후 정상 동작까지 100ms내 전환 가능한 빠른 시동(fast-startup) 지원 (선택 사항)

단일 트위스트 페어 자동 협상 기능 지원 (선택 사항)

에너지 효율 이더넷 (선택사항)

[그림] Multi-Gig 차량용 이더넷 PHY 기술개요도

o IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 PHY 기술

- 단일 UTP 케이블을 사용하여 1Gbps 속도로 데이터를 전송하기 위한 이더넷 물리 계층 기술 규격 정의; 2012년 3월 IEEE CFI를 시작으로 RTPGE SG 결성, 2012년 11월 PAR 승인, 2016년 6월 표준화 완료

802.3/이더넷 프레임 형식, 최소 및 최대 프레임 크기 유지

전-이중(full-duplex) 동작만 지원

MAC-PHY 인터페이스 1Gbps 속도, 10-10 비트오율(BER) 지원

차량용 및 산업용 환경(e.g. EMC, 온도)에서 1Gbs 동작 지원

에너지 효율 이더넷(EEE)을 선택적으로 정의

최소 15m 거리의 차량용 링크 세그먼트를 위해 평형 구리 케이블링을 사용하는 4개의 인라인(inline) 커넥터까지 가능한 단일 꼬임쌍 링크 세그먼트에서 점-대-점 동작을 지원하는 차량용 링크 세그먼트 및 PHY의 성능 특성 정의

최소 40m 거리의 산업 제어, 자동화, 운송(항공, 철도, 버스, 대형 트럭)을 위한 PHY 링크 세그먼트 성능 특성을 선택적으로 정의

전원 오프에서 유효 데이터 송수신으로 천이하는 시간을 100ms 이하로 할 수 있는 스타트업 절차를 옵션으로 정의

단일쌍 자동-협상 메커니즘(100Mbps/1Gbps 협상)을 선택적으로 지원

[그림] 1000BASE-T1 PHY 기술개요도

o IEEE 802.3bw 100BASE-T1 PHY 기술

- 단일 UTP 케이블을 사용하여 100 Mbps 속도로 데이터를 전송하기 위한 이더넷 물리 계층 기술 규격 정의; 2014년 3월 IEEE CFI를 시작으로 SG 결성, 2014년 8월 PAR 승인, 2015년 11월 표준화 완료

802.3/이더넷 프레임 형식, 최소 및 최대 프레임 크기 유지

전-이중(full-duplex) 동작만 지원

MAC-PHY 인터페이스 100Mbps 속도, 10-10 비트오율(BER) 지원

차량용 환경(e.g. EMC,  온도)에서 100Mbps 동작 지원

기존 단일 꼬임쌍 100Mbps 클라이언트 인터페이스(OABR PHY)와 전기적인 상호운용성 제공

차량용 고장 조건을 견딜 수 있는 특성을 배제하지 않음(e.g. 쇼트, 과전압, EMC, ISO16750)

을 100ms 이하로 할 수 있는 미리 결정된 설정을 사용하는 패스트-스타트업(fast-startup)를 지원

전원 오프에서 유효 데이터 송수신으로 천이하는 최대 가능 시간을 지정하는 런-타임(run-time) 설정을 선택적으로 지원

최소 15m 거리의 차량용 링크 세그먼트를 위해 평형 구리 케이블링을 사용하는 4개의 인라인(inline) 커넥터까지 가능한 단일 꼬임쌍 링크 세그먼트에서 점-대-점 동작을 지원하는 차량용 링크 세그먼트 및 PHY의 성능 특성 정의

[그림] 100BASE-T1 PHY 기술개요도

4. 표준화 작업방법

가. 표준화 절차(Process)

세부적인 표준화 절차 확인 불가

나. 표준화 작업 결과물

표준화 작업결과물 : Automotive Ethernet 시험, 컴포넌트, 요구사항 등 규격 정의

표준(Standard) : -

기술보고서 : -

문서번호 체계

기술보고서 : 별도의 번호 체계 없음

다. IPR 정책

특허 정책 : -

저작권 정책 : OPEN Alliance SIG의 회원사의 경우, 브로드컴의 라이선스(BroadR Reach)를 RAND Term(조건)으로 사용 가능

[약어표]

AVB	Audio Video Bridge

BER	Bit Error Rate

CFI	Call For Interest

CISPR	Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques

CMC	Common Mode Chocke

ECU	Electronic Control Unit

EEE	Energy Efficient Ethernet

EMC	Electromagnetic Compatibility

FCC	Federal Communications Commission

IEEE	Institute of Electrical and Electronics Engineers

MAC	Media Access Control

ISO	International Organization for Standardization

JWG	Joint Working Group

OABR	OPEN Alliance BroadR-Reach

OPEN	One-Pair Ethernet Network

PAR	Project Authorization Request

PHY	Physical layer

POF	Plastic Optical Fiber

RTPGE	Reduced Twisted Pair Gigabit Ethernet

SC	Subcommittee

SG	Study Group

SIG	Special Interest Group

SPP	Shielded Parallel Pair

STP	Shielded Twisted Pair

STQ	Shielded Twisted Quad

TC	Technical Committee

TSN	Time Sensitive Networking

UTP	Unshielded Twist Pair

xMII	x Media Independent Interface

[참고문헌]

ICT 표준화 전략포럼 과제수행계획서- 산업융합네트워크포럼, 2018. 04.

차량 내부 네트워크 기술 표준화 현황, TTA Journal Vol. 160, 2015.07.

IEEE 802.3bw 100BASE-T1 PHY Task Force Objectives, IEEE 802.3, 2014. 07.

IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 PHY Task Force Objective, IEEE 802.3, 2014. 07.

IEEE 802.3ch Multi-Gig Automotive Ethernet PHY Objective, IEEE 802.3, 2017.03.

http://www.ieee802.org

http://www.opensig.org

http://www.avnu.org