KR100833678B1

KR100833678B1 - 전력선통신 통합 게이트웨이

Info

Publication number: KR100833678B1
Application number: KR1020060062073A
Authority: KR
Inventors: 이원태; 이재조; 오휘명; 박해수; 변우봉; 김관호
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-05-29
Also published as: KR20080003619A

Abstract

본 발명은 전력선통신 통합 게이트웨이를 제공하기 위한 것으로, 전력선통신 통합 게이트웨이의 동작을 제어하여 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN 등의 유무선 네트워크와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하도록 제어하는 메인프로세서와; 상기 메인프로세서와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 메모리와; 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격 인터페이스부와 로컬통신 인터페이스부 사이에서 스위칭을 수행하는 스위칭부와; 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격 인터페이스를 수행하는 원격 인터페이스부와; 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 로컬통신 인터페이스를 수행하는 로컬통신 인터페이스부를 포함하여 구성함으로서, 고도화된 전력정보 서비스를 제공할 수 있게 되는 것이다.

전력선통신, 게이트웨이, HS PLC, WLAN, ZigBee

Description

전력선통신 통합 게이트웨이{Apparatus for power line communications integrated gateway}

도 1은 종래 고속 전력선통신 모듈을 적용한 유무선 게이트웨이의 블록구성도이다.

도 2는 도 1에서 고속 전력선통신 모듈의 상세블록도이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 전력선통신 통합 게이트웨이와 그 주변블록의 블록구성도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전력선통신 통합 게이트웨이의 블록구성도이다.

도 5는 도 4에서 메인프로세서의 동작을 위한 프로토콜 구성을 보인 개념도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 센서 네트워크 11 : 트랜스듀서(Td)

12 : 센서 노드(Sn) 13 : 스테이션(Station)

20 : 전력선통신 통합 게이트웨이 30 : 메인프로세서

40 : 메모리 41 : 부트 플래시

42 : SDRAM 43 : 플래시 메모리

50 : 스위칭부 60 : 원격 인터페이스부

61 : FTTH 인터페이스부 62 : 이더넷 인터페이스부

70 : 로컬통신 인터페이스부 71 : WLAN

72 : 지그비 73 : LS PLC

74 : MS PLC 75 : HS PLC

76 : 이더넷(ETHERNET)

본 발명은 전력선통신(Power Line Communications, PLC) 통합 게이트웨이에 관한 것으로, 특히 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN(Wireless Local Area Network) 등의 유무선 네트워크(LAN, Local Area Network)와 광, 무선 및 xDSL(Digital Subscriber Line and its variations, 디지털 가입자 회선 및 변종들) 등의 액세스망(WAN, Wide Area Network)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하기에 적당하도록 한 전력선통신 통합 게이트웨이에 관한 것이다.

일반적으로 게이트웨이(Gateway, G/W)는 2개 이상의 다른 종류 또는 같은 종류의 통신망을 상호 접속하여 통신망 간 정보를 주고받을 수 있게 하는 장치를 말한다.

또한 전력선통신(Power Line Communication)은 집안에 있는 전기콘센트에 통 신기기를 연결하여 전력선을 통하여 데이터를 주고받는 통신방식을 말한다. 그래서 가정이나 사무실의 소켓에 전력선통신 모뎀의 전원선을 꽂으면 음성, 데이터, 비디오 신호를 전송할 수 있는 고속 통신 기술로, 텔레비전, 전화, 퍼스널컴퓨터, 가전기기, 제어용 기기 등 가정의 모든 정보기기를 연결하여 홈 네트워크의 구성이 가능한 기술이다.

이러한 게이트웨이와 전력선통신 기술을 결합시킨 기술로는 대한민국특허청 실용신안출원 출원번호 제 20-2004-0030810 호의 고속 전력선통신 모듈을 적용한 유무선 게이트웨이가 있다.

이에 도시된 바와 같이, 입력된 교류의 상용전원을 인가받아 선형의 직류전압으로 변환하는 어댑터(100)와, 상기 어댑터(100)로부터 수신한 선형의 직류전압을 게이트웨이(200)에서 사용하는 전압, 예컨대 8V의 직류 전압으로 강하시키는 라인커플러(120)를 포함하는 고속 전력선통신 모듈을 적용한 유무선 게이트웨이에 있어서, 상기 어댑터(100)를 통해 돌입전류 또는 고압의 전압이 유입되는 것을 완충하여 상기 게이트웨이(200)가 불규칙한 전력에 의해 오류 또는 고장이 발생하는 것을 방지하는 전력선 커플러(210)와; 상기 어댑터(100)를 통해 입력되는 신호 중 필요한 통신대역은 통과시키고, 전력선 통신대역 이외의 신호는 감쇄시켜 통과한 신호를 증폭시키며, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전력선으로부터 들어오는 유효 신호들을 각각의 인터페이스에 맞는 신호들로 변환시키며, 모듈로 구성한 고속 전력선통신 모듈(220)과; 컴팩트플래시 카드 또는 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 카드를 통해 입력된 무선 데이터를 수신하는 PCMCIA/CF(Personal Computer Memory Card International Association / Compact Flash) 버스(240)와; 유선망을 통행 입력된 데이터를 수신하는 랜포트(260)와; 네트웍정보 등을 저장하고 있는 메모리(270)와; 상기 무선랜을 통해 입력된 데이터를 처리하며, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol, 다이나믹 호스트 컨피그레이션 프로토콜)를 통해 상기 랜포트(260)가 3개 이상의 포트를 추가로 사용할 수 있도록 함으로써 IP(Internet Protocol, 인터넷 프로토콜) 공유기로서의 기능을 갖도록 제어하는 CPU(Central Processing Unit)(230)로 구성된다.

도 2는 도 1에서 고속 전력선통신 모듈의 상세블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 고속 전력선통신 모듈(220)은, 상기 전력선 커플러(210)로부터 아날로그의 전력선통신 데이터를 수신하여 신호 중 필요한 통신대역은 통과시키고, 전력선 통신대역 이외의 신호는 감쇄시키고 이를 통과한 신호를 증폭시키는 아날로그 중간주파수 변환부(221)와; 상기 아날로그 중간주파수 변환부(221)로부터 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전력선으로부터 들어오는 유효 신호들을 각각의 인터페이스에 맞는 신호들로 변환하고, 반대로 송신하고자 하는 데이터들은 전송 가능한 형태의 신호들로 변환하도록 구성되며, 전력선으로부터 수신되는 수신신호들의 신호들이 일정한 출력레벨을 유지하도록 하는 자동이득조절 제어기(2222)를 포함하는 고속 전력선통신 트랜시버(222)와; 상기 전력 선통신 모듈(220)과 CPU(230)를 동기시키기 위한 동기신호를 발생시키는 기준클럭발생기(223)와; 상기 고속 전력선통신 모듈(220) 내의 장치들의 구성정보를 가지고 있어 정보를 전원이 인가되면, 롬바이오스(224)의 정보를 가지고 고속 전력선통신 모듈(220) 내의 장치들을 초기화시키는 롬바이오스(224)로 구성된다.

또한 상기 아날로그 중간주파수 변환부(221)는, 상기 어댑터(100)를 통해 입력되는 신호 중 필요한 통신대역은 통과시키고, 전력선 통신대역 이외의 신호는 감쇄시키는 수신필터(2212)와; 상기 수신필터(2212)를 통과한 신호를 증폭시키는 OP앰프인 수신증폭회로(2214)와; 상기 고속 전력선통신 트랜시버(222)로부터 상기 아날로그로 변환된 신호를 수신하여 전력선 통신대역 이외의 신호는 감쇄시키는 전송필터(2216)와; 상기 전송필터(2216)를 통과한 신호를 증폭시키는 OP(Operational Amplifier) 앰프인 전송 증폭회로(2218)와; 상기 자동이득조절 제어기의 제어를 받아 전력선으로부터 수신되는 수신신호들의 수신신호의 변화성분을 제거하여 적정 이득값을 유지함으로써 안정된 신호를 확보할 수 있도록 하는 디지털 스위치(2213)로 구성된다.

그러나 이러한 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 종래기술은 게이트웨이가 고속 전력선통신 신호만을 처리하도록 구성되어 중속 및 저속 전력선통신 신호의 처리를 수행하지 못하는 단점이 있었다. 즉 가정이나 옥외 변전소 등에서 고속, 중속, 저속 전력선통신을 지원하는 제어 기기의 연결을 위해서는 각각의 게이트웨이를 구비하고 이를 통합하는 상위 게이트웨이를 따로 구성하여야 하며, 서로 다른 전력선 통신 기기간의 프로토콜을 변환하는 기능 을 상위 게이트웨이에서 구현하여야 하는 기술적 단점이 있었다. 또한 제어대상이 되는 장치가 고속 전력선통신 모듈의 기능이 필수적이지 않은 경우에도 고속 전력선통신 처리를 위한 모듈을 설치해야만 하는 문제점이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN 등의 유무선 네트워크(LAN)와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망(WAN)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공할 수 있는 전력선통신 통합 게이트웨이를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 전력선통신 통합 게이트웨이는,

전력선통신 통합 게이트웨이의 동작을 제어하여 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN 등의 유무선 네트워크와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하도록 제어하는 메인프로세서와; 상기 메인프로세서와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 메모리와; 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격 인터페이스부와 로컬통신 인터페이스부 사이에서 스위칭을 수행하는 스위칭부와; 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격 인터페이스를 수행하는 원격 인터페이스부와; 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 로컬통신 인터페이스를 수행하는 로컬통신 인터페이스부를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명, 전력선통신 통합 게이트웨이의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이에 도시된 바와 같이, 전력선통신 통합 게이트웨이(20)의 동작을 제어하여 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN 등의 유무선 네트워크(LAN)와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망(WAN)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하도록 제어하는 메인프로세서(30)와; 상기 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 메모리(40)와; 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 원격 인터페이스부(60)와 로컬통신 인터페이스부(70) 사이에서 스위칭을 수행하는 스위칭부(50)와; 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 원격 인터페이스를 수행하는 원격 인터페이스부(60)와; 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 로컬통신 인터페이스를 수행하는 로컬통신 인터페이스부(70)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 메모리(40)는, 상기 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 부팅에 필요한 데이터를 저장하는 부트 플래시(Boot Flash)(41)와; 상기 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)(42)과; 상기 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 플래시 메모리(Flash Memory)(43)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 원격 인터페이스부(60)는, 상기 스위칭부(50)와 연결되어 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 원격지와의 FTTH(Fiber To The Home, 주거지 광 선로) 인터페이스(Interface, I/F)를 수행하는 FTTH 인터페이스부(61)와; 상기 스위칭부(50)와 연결되어 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 원격지와의 이더넷 인터페이스를 수행하는 이더넷 인터페이스부(62)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 로컬통신 인터페이스부(70)는, 시스템버스를 통해 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 근접지와의 WLAN(Wireless Local Area Network) 인터페이스를 수행하는 WLAN(71)과; 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 근접지와의 지그비(ZigBee) 인터페이스를 수행하는 지그비(72)와; 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 전력 라인(Power Line)과 연결되며, 근접지와의 LS PLC(Low Speed Power Line Communication : 1kbps 이하) 인터페이스를 수행하는 LS PLC(73)와; 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 MS PLC(Medium Speed Power Line Communication : 10kbps 이하) 인터페이스를 수행하는 MS PLC(74)와; 상기 스위칭부(50)와 연결되어 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 HS PLC(High Speed Power Line Communication : 10Mbps 이상) 인터페이스를 수행하는 HS PLC(75)와; 상기 스위칭부(50)와 연결되어 상기 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 근접지와의 이더넷 인터페이스를 수행하는 이더넷(76)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 메인프로세서(30)는, 상기 메인프로세서(30)에서 관리 기능을 수행하는 관리부(Management)(31)와; 상기 메인프로세서(30)에서 원격지와의 통신을 위한 TCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol, 전송 제어 프로토콜 / 인터넷 프로토콜) 처리를 수행하는 TCP/IP 프로토콜(32)과; 상기 메인프로세서(30)에서 근접지와의 통신을 위한 PLC 처리를 수행하는 PLC 프로토콜(33)과; 상기 메인프로세서(30)의 동작이 수행되도록 하는 임베디드 리눅스(Embedded Linux)(34)와; 상기 TCP/IP 프로토콜(32)과 상기 PLC 프로토콜(33)의 처리에 따라 근접지와의 통신이 수행되도록 구동하는 드라이버(35)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 드라이버(35)는, 상기 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 WLAN(71)을 구동시키는 광 드라이버와; 상기 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 지그비(72)를 구동시키는 지그비 드라이버와; 상기 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 LS PLC(73)를 구동시키는 LS PLC 모뎀 드라이버와; 상기 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 MS PLC(74)를 구동시키는 MS PLC 모뎀 드라이버와; 상기 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 HS PLC(75)를 구동시키는 HS PLC 모뎀 드라이버와; 상기 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 이더넷(76)을 구동시키는 이더넷 드라이버를 포함하여 구성된 것을 특 징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 전력선통신 통합 게이트웨이의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN 등의 유무선 네트워크(LAN)와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망(WAN)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하고자 한 것이다.

여기서 참조번호 10은 센서 네트워크이고, 11은 트랜스듀서(Transducer, Td)이며, 12는 센서 노드(Sensor node, Sn)이고, 13은 스테이션(Station)이며, 20은 전력선통신 통합 게이트웨이이다.

그래서 전력선통신 통합 게이트웨이(20)는 PLC, UWB(Ultra Wideband, 초광대역), 지그비(ZigBee) 등등으로 이루어진 LAN의 센서 네트워크(10)와 연결될 수 있다. 또한 BcN(Broadband Communication Network, 광대역 통신망) 전력정보망을 통해 서버 또는 단말기와 연결된다. 이를 통해 백본 네트워크를 형성하여 WAN의 액세스망과 연결된다.

이러한 전력선통신 통합 게이트웨이(20)는 다음과 같은 기능을 수행할 수 있도록 한다.

먼저 기본 기능은 다음과 같다.

1. 주소관리 : 네트워크에 연결된 장치를 고유하게 판별하고, 상이한 주소체계를 가진 경우 자동적인 주소 변환

2. 네트워크 자동구성 : 새로운 장치의 연결 및 연결이 끊어진 장치를 인지하여 네트워크 자동구성

3. 장치의 등록절차 처리 및 관리

4. 장치의 상태변화에 대한 이벤트 처리

5. 장치 제어

6. 자원의 공유 및 서비스 스케줄링 관리

또한 상용화 기능은 다음과 같다.

1. 보안문제 처리

2. 다양한 하드웨어 및 운영체계에 대한 상호 연동성

3. 확장성 : 기존장비 기능향상 지원 및 새로운 장비 및 서비스 지원

그래서 메인프로세서(30)는 전력선통신 통합 게이트웨이(20)의 동작을 제어하여 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, PLC, WLAN 등의 유무선 네트워크(LAN)와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망(WAN)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하도록 제어하게 된다. 이를 위해 메인프로세서(30)는 커널(Kennel), 디바이스 드라이 버(Device Driver), PLC 서비스 기능 등을 제공한다. 이러한 메인프로세서(30)는 ARM926 core/32bit RISC(Reduced Instruction Set Computer) 칩으로 구성할 수 있다.

또한 메모리(40)는 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하게 된다.

이러한 메모리(40)는 부트 플래시(41), SDRAM(42), 플래시 메모리(43) 등으로 구성할 수 있다.

그래서 부트 플래시(41)는 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 부팅에 필요한 데이터를 저장하는 ROM(Read Only Memory, 읽기 전용 메모리)이다. 이는 64 or 512K 바이트(Byte)의 플래시(Flash)로 구성할 수 있다.

그리고 SDRAM(42)은 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 것으로, 16/32/64M 바이트의 RAM으로 구성할 수 있다.

그리고 이미지 플래시를 위한 플래시 메모리(43)는 메인프로세서(30)와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 것으로, 4/8/16M 바이트 NAND(Negative AND, 부정 논리곱) 형태의 플래시로 구성할 수 있다.

또한 스위칭부(50)는 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 광/이더넷 신호의 스위칭을 수행하여 원격 인터페이스부(60)와 로컬통신 인터페이스부(70) 사이에서 스위칭을 수행한다.

또한 원격 인터페이스부(60)는 메인프로세서(30)의 제어를 받고, WAN을 위한 원격 인터페이스를 수행하는 것으로, FTTH 인터페이스부(61), 이더넷 인터페이스 부(62)를 포함하여 구성할 수 있다.

그래서 FTTH 인터페이스부(61)는 스위칭부(50)와 연결되어 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 원격지와의 FTTH 인터페이스를 수행하여 광통신을 수행하게 된다.

그리고 이더넷 인터페이스부(62)는 스위칭부(50)와 연결되어 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 원격지와의 이더넷 인터페이스를 수행하는 것으로, 1 Port 10/100 Ethernet WAN으로 구성할 수 있다.

또한 로컬통신 인터페이스부(70)는 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 로컬통신 인터페이스를 수행하는 것으로, WLAN(71), 지그비(72), LS PLC(73), MS PLC(74), HS PLC(75), 이더넷(76) 등으로 구성할 수 있다.

그래서 WLAN(71)은 시스템버스를 통해 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 근접지와의 WLAN 인터페이스를 수행하는 것으로, PCI I/F Supported(802.11b/g)로 구성할 수 있다. 이러한 WLAN(71)의 상세 사양은 다음과 같다.

- 액세스 타입(Access Type) : Infrastructure, ad-hoc

- 안테나 사용(Antenna usage) : Single antenna system 5db gain

- 채널(Channels) : Maximum 14 channel

- 통신 범위(Communication Range)

인도어(Indoors) : 15m/54Mbps, 120m/6Mbps 또는 그 이하

아웃 도어(Outdoors) : 40m/54Mbps, 300m/6Mbps 또는 그 이하

- 데이터 전송 모드(Data Transfer Mode) : Direct Sequence Spread Spectrum(DSSS)

- 데이터 전송 속도(Data Transfer Rate)

11g 모드 : 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6 Mbps

11b 모드 : 11, 5.5, 2, 1 Mbps

- 주파수 범위(Frequency Range) : 2.4 ~ 2.4835 GHz

- 변조 스킴(Modulation Schemes)

11g : OFDM(64QAM, 16QAM, QPSK, BPSK)

11b : DSSS(CCK, DQPSK, DBPSK)

- 보안(Security Features) : MAC Address Filtering, WEP(64bit/128bit)

- 표준(Standards Conformance) : IEEE802.11b/g, WiFi compliant

또한 지그비(72)는 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 근접지와의 지그비(ZigBee) 인터페이스를 수행하는 것으로, 802.15.4 Standard Supported로 구성할 수 있다. 이러한 지그비(72) 모듈의 사양은 다음과 같다.

- 프로세서(Processor) : MSP430F149

- 메모리(Memory) : 256KB Program Flash

- 운영 체제(Operating System) : TinyOS

- 다채널 속도(Multi-channel Radio) : 2.4/2.4835GHz

- 데이터 속도(Data Rate) : 250kbps

- 센서(Sensor) ; Light, Temp., Humidity

- 네트워크(Network) : Multi-hop and Ad hoc

- 인터페이스(Interface) : USB(UART)

- 크기(Size) : 54x27mm

- 전원(Power) : 3.0 ~ 3.3V

- 범위(Range) : 70m in lab

또한 LS PLC(73)는 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 전력 라인(Power Line)과 연결되며, 근접지와의 LS PLC(Low Speed Power Line Communication) 인터페이스를 수행하는 것으로, 1 Port Low Speed PLC로 구성할 수 있다. 이러한 LS PLC(73)의 사양은 다음과 같다.

- 데이터 속도(Data rate) : 360bps (Max)

- 주파수 대역(Frequency Band) : 120kHz

- 변조(Modulation) 방식 : ASK(Amplitude Shift Keying)

- 전송 전력(Transmission Power) : 4Vp-p at 20ohm road

또한 MS PLC(74)는 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 MS PLC 인터페이스를 수행하는 것으로, 1 Port Middle Speed PLC로 구성할 수 있다. 이러한 MS PLC(74)의 사양은 다음과 같다.

- 데이터 속도 : 1200 - 7200bps

- 주파수 대역 : 100kHz - 400kHz

- 변조 방식 : Spread Spectrum

- 전송 전력 : 4Vp-p at 20ohm road

또한 HS PLC(75)는 스위칭부(50)와 연결되어 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 HS PLC 인터페이스를 수행하는 것으로, 1 Port High Speed PLC로 구성할 수 있다. 이러한 HS PLC(75)의 사양은 다음과 같다.

1. 고속 전력선통신 모뎀 사양

- 데이터 속도 : up to 24Mbps

- 주파수 대역 : 2MHz~23MHz

- 변조 방식 : 256-PSK based DMT(Discrete Multi-Tone)

- 전송 전력 : -60dBm/Hz

2. 인터넷 액세스 솔루션(Internet access solution) (옥외)

- 액세스 네트워크를 위한 MAC(Master/slave 구성)

- 중계기 기능(Repeater function)

- 히든 노드 솔루션(Hidden node solution)

- 단일 물리적 네트워크(Single physical network)에서 다수의 마스터 유닛(Master units)의 공존

3. 홈 네트워크 솔루션(Home network solution) (옥내)

- 인도어 홈 네트워크(Indoor Home Network)를 위한 MAC(Ad-hoc 구성)

- 스테이션(Station, 모뎀)의 개수 제한이 없음

- 동일 전력라인 그리드(powerline grid)에서 옥외 PLC와 공존보장

4. 자동 구성(configuration) 및 원격 펌웨어 다운로드(firmware download)

- 손쉬운 설치 및 시스템 업그레이드

5. 다양한 규정(regulations) 만족

- 다양한 보호대역 지원을 위한 프로그래머블 노치 필터(Programmable notch filter) 내장

6. 네트워크 관리(Network Management)

- SNMP(Simple Network Management Protocol, 간이 통신망 관리 프로토콜) 기반의 네트워크 관리 시스템

7. 단일 칩으로 마스터/슬레이브/중계기 유닛(Master / Slave / Repeater units) 지원

또한 이더넷(76)은 스위칭부(50)와 연결되어 메인프로세서(30)의 제어를 받고, 근접지와의 이더넷 인터페이스를 수행하는 것으로, 4 Ports 10/100 Ethernet으로 구성할 수 있다.

이외에도 전력선통신 통합 게이트웨이는 상태표시를 위한 LED(Light Emitting Diode)를 구비할 수 있다. 또한 전원(POWER)으로 AC85 ~ 240V 50 ~ 60Hz(입력), DC5V 2A 전원 어댑터(출력)를 사용할 수 있다.

그래서 메인프로세서(30)는, 메인프로세서(30)에서 관리 기능을 수행하는 관리부(31), 메인프로세서(30)에서 원격지와의 통신을 위한 TCP/IP 처리를 수행하는 TCP/IP 프로토콜(32), 메인프로세서(30)에서 근접지와의 통신을 위한 PLC 처리를 수행하는 PLC 프로토콜(33), 메인프로세서(30)의 동작이 수행되도록 하는 임베디드 리눅스(34), TCP/IP 프로토콜(32)과 PLC 프로토콜(33)의 처리에 따라 근접지와의 통신이 수행되도록 구동하는 드라이버(35)를 포함할 수 있다.

그리고 TCP/IP 프로토콜(32)은 TCP, IP, PPPoE, TELNET, UDP, ARP, NAPT, FTP, ICMP, 802.11b, VPN, IPSec, RIP, QoS 기능 처리를 수행한다.

또한 관리부(31)는 WEB, CLI 기능 처리를 수행한다.

또한 PLC 프로토콜(33)은 Z256, ZBus 기능 처리를 수행한다.

또한 드라이버(35)는 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 WLAN(71)을 구동시키는 광 드라이버, 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 지그비(72)를 구동시키는 지그비 드라이버, 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 LS PLC(73)를 구동시키는 LS PLC 모뎀 드라이버, 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 MS PLC(74)를 구동시키는 MS PLC 모뎀 드라이버, 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 HS PLC(75)를 구동시키는 HS PLC 모뎀 드라이버, 로컬통신 인터페이스부(70) 내의 이더넷(76)을 구동시키는 이더넷 드라이버를 포함하여 구성할 수 있다.

이처럼 본 발명은 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, PLC, WLAN 등의 유무선 네트워크(LAN)와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망(WAN)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공하게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 전력선통신 통합 게이트웨이는 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN 등의 유무선 네트워크(LAN)와 광, 무선 및 xDSL 등의 액세스망(WAN)을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 고도화된 전력정보 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있게 된다.

이에 따라 본 발명은 전력설비 운영관리 측면에서 배전자동화, 변압기 감시, 에너지 통합관리 기능을 수행할 수 있고, 수용가 정보망 지원 측면에서 원격검침, 부하제어, 수용가 부가 서비스 기능을 수행할 수 있으며, 홈 네트워크 지원 측면에서 홈 오토메이션, 보안(Security) 기능을 수행할 수 있고, 안전, 재난관리, 사회기반시설 감시(교량, 도로 등) 기능을 수행할 수 있는 장점 등이 있게 된다.

또한 본 발명은 전력선통신 기반 유비쿼터스 네트워크 기술 확보가 가능하고, 유비쿼터스 기반의 국가 설비전용 네트워크 구축 활용이 가능하며, 유비쿼터스 전기설비망 기술기준 확립이 가능하고, 대규모 전력계통 정보의 시각화를 위한 기반기술 확보가 가능하며, 유비쿼터스 기술 기반의 지능형 전력시스템 구축이 가능한 기대 성과도 있게 된다.

Claims

전력선통신 통합 게이트웨이의 동작을 제어하여 전력사업장내 각종 전력설비 운용을 위한 이더넷, 전력선통신, WLAN의 유무선 네트워크와 광, 무선 및 xDSL의 액세스망을 상호 접속 및 중재하고 상위계층에 미들웨어 기능을 부가하여 전력정보 서비스를 제공하도록 제어하는 메인프로세서와;

상기 메인프로세서와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 메모리와;

상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격 인터페이스부와 로컬통신 인터페이스부 사이에서 스위칭을 수행하는 스위칭부와;

상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격 인터페이스를 수행하는 원격 인터페이스부와;

상기 메인프로세서의 제어를 받고, 로컬통신 인터페이스를 수행하는 로컬통신 인터페이스부를 포함하여 구성되고,

상기 메모리는,

상기 메인프로세서와 시스템버스를 통해 연결되고, 부팅에 필요한 데이터를 저장하는 부트 플래시와;

상기 메인프로세서와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 SDRAM과;

상기 메인프로세서와 시스템버스를 통해 연결되고, 데이터를 저장하는 플래시 메모리를 포함하여 구성되고,

상기 원격 인터페이스부는,

상기 스위칭부와 연결되어 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격지와의 FTTH 인터페이스를 수행하는 FTTH 인터페이스부와;

상기 스위칭부와 연결되어 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 원격지와의 이더넷 인터페이스를 수행하는 이더넷 인터페이스부를 포함하여 구성되고,

상기 로컬통신 인터페이스부는,

시스템버스를 통해 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 근접지와의 WLAN 인터페이스를 수행하는 WLAN과;

상기 메인프로세서의 제어를 받고, 근접지와의 지그비 인터페이스를 수행하는 지그비와;

상기 메인프로세서의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 LS PLC 인터페이스를 수행하는 LS PLC와;

상기 메인프로세서의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 MS PLC 인터페이스를 수행하는 MS PLC와;

상기 스위칭부와 연결되어 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 전력 라인과 연결되며, 근접지와의 HS PLC 인터페이스를 수행하는 HS PLC와;

상기 스위칭부와 연결되어 상기 메인프로세서의 제어를 받고, 근접지와의 이더넷 인터페이스를 수행하는 이더넷을 포함하여 구성되고,

상기 메인프로세서는,

상기 메인프로세서에서 관리 기능을 수행하는 관리부와;

상기 메인프로세서에서 원격지와의 통신을 위한 TCP/IP 처리를 수행하는 TCP/IP 프로토콜과;

상기 메인프로세서에서 근접지와의 통신을 위한 PLC 처리를 수행하는 PLC 프로토콜과;

상기 메인프로세서의 동작이 수행되도록 하는 임베디드 리눅스와;

상기 TCP/IP 프로토콜과 상기 PLC 프로토콜의 처리에 따라 근접지와의 통신이 수행되도록 구동하는 드라이버를 포함하여 구성되고,

상기 드라이버는,

상기 로컬통신 인터페이스부 내의 WLAN을 구동시키는 광 드라이버와;

상기 로컬통신 인터페이스부 내의 지그비를 구동시키는 지그비 드라이버와;

상기 로컬통신 인터페이스부 내의 LS PLC를 구동시키는 LS PLC 모뎀 드라이버와;

상기 로컬통신 인터페이스부 내의 MS PLC를 구동시키는 MS PLC 모뎀 드라이버와;

상기 로컬통신 인터페이스부 내의 HS PLC를 구동시키는 HS PLC 모뎀 드라이버와;

상기 로컬통신 인터페이스부 내의 이더넷을 구동시키는 이더넷 드라이버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력선통신 통합 게이트웨이.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제