KR101087920B1 - 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치 - Google Patents

바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 포트 이더넷 통신 장치가 어느 하나의 통신포트를 통해 수신되는 데이터를 다른 통신포트로 바이패스 시킬 수 있도록 한다. 이러한 바이패스 동작은 이더넷 통신 장치가 직접 수행하므로 해당 이더넷 통신 장치가 장착된 단말장치가 고장 등의 이유로 정상적인 동작을 하지 못하는 상황에서도 통신 데이터는 상대방 단말장치에 전달될 수 있다. 특히, 전력계통의 상시 폐로 시스템에서 폐로를 형성하는 각 단말장치에 사용되면, 폐로를 이루는 특정 단말장치에 이상이 발생하더라도 폐로상에서의 통신은 유지되므로 인접 단말장치가 신속하게 백업 차단 기능을 수행할 수 있게 된다.

Description

바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치{ Apparatus for Dual Port Ethernet Communication with Bypass Function }
본 발명은 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치에 관한 것으로서, 특히 이중 포트를 갖는 이더넷 통신 장치가 하나의 통신포트를 통해 수신되는 데이터를 다른 통신포트로 바이패스 시킬 수 있도록 하여, 해당 이더넷 통신 장치가 장착되어 있는 단말장치가 정상적으로 동작하지 않는 상황에서도 타 단말장치로 통신 데이터를 전달할 수 있도록 한다.
이더넷 통신 장치는 각종 단말장치에 장착되어 해당 단말장치가 타 단말장치와 이더넷 통신을 수행할 수 있도록 한다. 이더넷 통신 장치는 인터넷 서비스를 이용하는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer)에 장착되는 경우와 같이 단일 통신 네트워크에 접속하면 될 때는 하나의 통신포트만이 필요하다.
그러나 각 단말장치들을 폐로(Closed Loop) 방식으로 연결하는 등 각 단말장치가 서로 상호 연결되어야 할 필요가 있는 경우에는 이중 포트를 갖는 이더넷 통신 장치가 사용된다.
이와 관련된 하나의 구체적인 예로는 배전계통에 있어서의 상시 폐로 시스템을 들 수 있다.
상시 폐로 시스템은 배전선로와 함께 통신선로가 폐로를 형성하고, 폐로상의 각 지점에는 해당 위치에서의 차단기를 관리하는 단말장치가 존재한다. 각 단말장치는 이중 포트를 통해 자신의 전/후 단말장치와 연결되며, 이에 따라 전체 단말장치가 폐로를 이루어 서로 통신하게 된다.
도 1은 각 단말장치가 폐로를 형성하는 구조를 도시한 것으로서, 단말장치 #1 내지 단말장치 #4(11~14)는 각각 이중 통신포트를 구비하고 있으며, 각 단말장치는 이중 통신포트를 통해 자신의 전/후 단말장치와 연결된다.
즉, 단말장치 #1(11)은 이중 통신포트를 통해 단말장치 #2(12)와 단말장치 #4(14)에 연결되고, 단말장치 #2(12)는 이중 통신포트를 통해 단말장치 #1(11)과 단말장치 #3(13)에 연결되며, 단말장치 #3(13)은 이중 통신포트를 통해 단말장치 #2(12)와 단말장치 #4(14)에 연결되고, 단말장치 #4(14)는 이중 통신포트를 통해 단말장치 #1(11)과 단말장치 #3(13)에 연결된다.
도 2를 참조하자면, 각 단말장치(예: 12)에는 이중 포트로서 포트 A(12-4)와 포트 B(12-5), 이중 포트에 각각 대응하여 통신을 수행하는 통신 콘트롤러(12-2,12-3)가 있으며, 각 통신 콘트롤러(12-2,12-3)는 단말장치의 데이터 버스(12-1)와 서로 통신 데이터를 주고 받는다.
통신 콘트롤러 A(12-2)는 데이터 버스(12-1)로부터 전달된 통신 데이터를 포트 A(12-4)를 통해 전송하고, 포트 A(12-4)로부터 수신되는 통신 데이터를 데이터 버스(12-1)로 전달한다.
또한, 통신 콘트롤러 B(12-3)는 데이터 버스(12-1)로부터 전달된 통신 데이터를 포트 B(12-5)를 통해 전송하고, 포트 B(12-5)로부터 수신되는 통신 데이터를 데이터 버스(12-1)로 전달한다.
이때 단말장치(12)가 정상적으로 동작하지 않으면 데이터 버스(12-1)를 통한 각 통신 콘트롤러(12-2,12-3) 사이의 인터페이스가 이루어지기 어려우므로, 이 단말장치(12)에서 통신이 중단된다.
즉, 단말장치 #1(11)로부터 수신되어 단말장치 #3(13)으로 전달되어야 하는 통신 데이터는 전달될 수 없다.
이와 같이 각 단말장치가 이중 포트를 통해 서로 연결되어 있을 때 어느 단말장치가 고장이 발생하는 등의 이유로 정상적인 동작을 하지 못하게 되면 통신이 중단되는 상황이 발생한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이중 포트 사이에서 통신 데이터가 직접 전달될 수 있도록 하여 단말장치가 고장 등의 이유로 정상적인 동작을 하지 못하는 상황에서도 통신 데이터는 상대방 장치에 전달될 수 있도록 해주는 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치는, 통신선로와 연결되는 제1 통신포트와 제2 통신포트에 각각 대응하여 이더넷 통신을 수행하는 제1 이더넷 콘트롤러와 제2 이더넷 콘트롤러; 상기 제1 이더넷 콘트롤러가 상기 제1 통신포트를 통해 수신한 데이터를 상기 제2 이더넷 콘트롤러 측으로 바이패스 시키는 제1 바이패스부; 상기 제2 이더넷 콘트롤러가 상기 제2 통신포트를 통해 수신한 데이터를 상기 제1 이더넷 콘트롤러 측으로 바이패스 시키는 제2 바이패스부; 단말장치가 상기 제1 이더넷 콘트롤러로 전달하는 데이터와 상기 제2 바이패스부에 의해 바이패스된 데이터 중 하나를 선택적으로 상기 제1 이더넷 콘트롤러에 전달하는 제1 스위칭부; 및 상기 단말장치가 상기 제2 이더넷 콘트롤러로 전달하는 데이터와 상기 제1 바이패스부에 의해 바이패스된 데이터 중 하나를 선택적으로 상기 제2 이더넷 콘트롤러에 전달하는 제2 스위칭부를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 바이패스부와 제2 바이패스부에서 각각 바이패스된 데이터는 듀얼 피포(Dual FIFO)를 통해 각각 상기 제2 스위칭부와 제1 스위칭부에 전달되도록 구성될 수 있다.
상기 제1 스위칭부는 상기 단말장치와 상기 제2 바이패스부로부터 모두 데이터가 입력되는 경우 상기 제2 바이패스부로부터 바이패스된 데이터를 우선적으로 상기 제1 이더넷 콘트롤러에 전달할 수 있다.
상기 제2 스위칭부는 상기 단말장치와 상기 제1 바이패스부로부터 모두 데이터가 입력되는 경우 상기 제1 바이패스부로부터 바이패스된 데이터를 우선적으로 상기 제2 이더넷 콘트롤러에 전달할 수 있다.
상기 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치는 상기 단말장치의 전원이 차단된 경우에 대비하여 비상 전원을 공급하기 위한 전원부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이중 포트를 갖는 이더넷 통신 장치의 어느 통신포트로 수신되는 데이터는 타 통신포트로 직접 전달될 수 있다.
그러므로 이더넷 통신 장치가 장착되어 있는 단말장치가 고장 등의 이유로 정상적인 동작을 하지 못하는 상황에서도 통신 데이터는 타 단말장치로 계속 전달될 수 있다.
특히, 전력계통의 상시 폐로 시스템에서는 폐로를 구성하는 특정 단말장치에 이상이 발생하더라도 폐로상에서의 통신은 유지되므로 인접 단말장치가 신속하게 백업 차단 기능을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 각 단말장치가 이중 포트를 이용하여 폐로를 구성하는 예,
도 2는 종래 단말장치가 이중 포트를 통해 통신선로에 연결되는 구조의 예,
도 3은 본 발명에 따른 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치의 일 실시예,
도 4는 배전계통의 상시 폐로 시스템에 관한 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하자면, 본 발명에 따른 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치(35: 이하, 이더넷 통신 장치라 한다)는 단말장치(30)에 장착되어 단말장치(30)가 이더넷 통신 방식으로 자신과 연결된 타 단말장치와 통신할 수 있도록 해주는 역할을 수행한다.
단말장치(30)와 이더넷 통신 장치(35)는 필요에 따라 다양한 형태로 구성되어 서로 연동할 수 있다.
일반적으로 단말장치(30)는 단말장치의 동작을 총괄적으로 제어하는 중앙처리장치(31: Central Processing Unit, CPU), 기본적인 동작용 컴퓨터 프로그램을 저장하는 롬(32: Read Only Memory, ROM), 동작 중 데이터를 일시 저장하는 램(33: Random Access Memory, RAM) 등을 포함하여 이루어진다.
별도로 도시하지는 않았지만, 단말장치(30)는 그 수행하는 역할에 따라 읽고 쓰기가 가능한 비휘발성의 저장매체, 외부 장치와 인터페이스하여 필요한 데이터를 주고 받을 수 있는 입출력 장치, 시각적인 정보를 화면에 표시하기 위한 디스플레이 장치 등 다양한 구성요소를 포함할 수 있음은 물론이다.
단말장치(30)가 구동을 시작하면 중앙처리장치(31)는 롬(32)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램에 따라 동작을 시작하며, 중앙처리장치(31)와 롬(32), 램(33), 이더넷 통신 장치(35) 등 각 구성요소들은 데이터 버스(34)를 통해 서로 데이터를 주고 받는다.
이더넷 통신 장치(35)는 타 단말장치와 물리적인 통신선로를 통해 연결될 수 있도록 제1 통신포트(35-3)와 제2 통신포트(35-9)를 구비하고 있다.
제1 이더넷 콘트롤러(35-2)와 제2 이더넷 콘트롤러(35-8)는 이더넷 통신을 전반적으로 제어하는 제어기로서, 제1 통신포트(35-3)와 제2 통신포트(35-9)에 각각 대응하여 이더넷 통신 방식에 따라 통신이 이루어질 수 있도록 한다.
제1 바이패스부(35-1)는 제1 이더넷 콘트롤러(35-2)가 제1 통신포트(35-3)를 통해 수신한 데이터를 제2 이더넷 콘트롤러(35-8) 측으로 바이패스 시키는 역할을 수행하고, 제2 바이패스부(35-6)는 제2 이더넷 콘트롤러(35-8)가 제2 통신포트(35-9)를 통해 수신한 데이터를 제1 이더넷 콘트롤러(35-2) 측으로 바이패스 시키는 역할을 수행한다.
제1 바이패스부(35-1)와 제2 바이패스부(35-6)가 각 통신포트(35-3,35-9)를 통해 수신된 데이터를 바이패스 시키는 이유는 단말장치(30)에 이상이 발생한 상황에서도 통신 데이터가 타 단말장치로 전송될 수 있도록 하기 위해서이다.
이때 제1 바이패스부(35-1)에서 바이패스된 데이터는 듀얼 피포(35-12: Dual First-In First-Out)를 통해 제2 스위칭부(35-7)로 전달되도록 구성할 수 있고, 제2 바이패스부(35-6)에서 바이패스된 데이터는 또 다른 듀얼 피포(35-11,Dual FIFO)를 통해 제1 스위칭부(35-4)로 전달되도록 구성할 수 있다.
제1 스위칭부(35-4)는 단말장치(30)의 데이터 버스(34)로부터 제1 이더넷 콘트롤러(35-2)로 전달되는 데이터와, 제2 바이패스부(35-6)에 의해 바이패스된 데이터를 입력받는다. 그리고 이 중 하나를 선택적으로 제1 이더넷 콘트롤러(35-2)에 전달한다.
제2 스위칭부(35-7)는 단말장치(30)의 데이터 버스(34)로부터 제2 이더넷 콘트롤러(35-8)로 전달되는 데이터와, 제1 바이패스부(35-1)에 의해 바이패스된 데이터를 입력받는다. 그리고 이 중 하나를 선택적으로 제2 이더넷 콘트롤러(35-8)에 전달한다.
그러므로 제1 이더넷 콘트롤러(35-2)가 제1 통신포트(35-3)를 통해 전송하는 데이터는 단말장치(30)가 보내는 데이터와 제2 통신포트(35-9)를 통해 수신된 데이터 중 어느 하나이다.
또한, 제2 이더넷 콘트롤러(35-8)가 제2 통신포트(35-9)를 통해 전송하는 데이터는 단말장치(30)가 보내는 데이터와 제1 통신포트(35-3)를 통해 수신된 데이터 중 어느 하나이다.
제1 스위칭부(35-4)와 제2 스위칭부(35-7)가 각 이더넷 콘트롤러로 전달할 데이터는 필요에 따라 다양한 방법으로 선택할 수 있다.
먼저 단말장치의 데이터 버스로부터 입력되는 데이터나 타 이더넷 콘트롤러 측에서 바이패스되어 입력되는 데이터 중 어느 하나만이 존재한다면 해당 데이터를 이더넷 콘트롤러로 전달하면 된다.
그러나 단말장치의 데이터 버스로부터 입력되는 데이터와, 타 이더넷 콘트롤러 측에서 바이패스되어 입력되는 데이터가 모두 존재할 때는 이더넷 콘트롤러로 전달할 어느 하나를 선택해야 한다.
이러한 경우 제1 스위칭부(35-4)와 제2 스위칭부(35-7)는 바이패스된 데이터를 우선적으로 선택할 수 있다.
즉, 제1 스위칭부(35-4)는 단말장치의 데이터 버스(34)와 제2 바이패스부(35-6)로부터 모두 데이터가 입력되는 경우, 제2 바이패스부(35-6)로부터 바이패스된 데이터를 우선적으로 제1 이더넷 콘트롤러(35-2)에 전달한다.
또한 제2 스위칭부(35-7)는 단말장치의 데이터 버스(34)와 제1 바이패스부(35-1)로부터 모두 데이터가 입력되는 경우 제1 바이패스부(35-1)로부터 바이패스된 데이터를 우선적으로 제2 이더넷 콘트롤러(35-8)에 전달한다.
이와 같이 바이패스된 데이터를 우선적으로 선택하면 이미 통신선로상에 흐르고 있는 데이터를 신속하게 타 단말장치로 전달할 수 있게 된다.
또한 단말장치(30)가 정상적으로 동작하지 않는 경우에는 데이터 버스(34)로부터 의미있는 데이터가 입력되지 않을 것이므로 이러한 경우에도 바이패스된 데이터를 우선적으로 전달하는 것는 올바른 선택이 될 수 있다.
한편, 일반적으로 이더넷 통신 장치(35)는 단말장치(30)가 비정상적으로 동작하더라도 단말장치(30)의 전원이 유지되는 상태라면 데이터 버스(34)를 통해 유효한 데이터는 받을 수 없더라도 상기와 같은 바이패스 동작과 바이패스된 데이터를 통신포트를 통해 통신선로로 전송하는 동작은 수행할 수 있다.
그러나 단말장치(30)의 전원 자체가 오프(OFF)된 상태라면 이더넷 통신 장치(35)는 동작이 불가능할 수 있다.
그러므로 이더넷 통신 장치(35)는 단말장치(30)의 전원이 오프되는 상황에 대비하기 위하여 이더넷 통신 장치(35)에 비상 전원을 공급할 수 있는 전원부(35-15)를 포함하여 구성될 수 있다.
전원부(35-15)는 이더넷 통신 장치(35)를 임시 구동시킬 수 있는 정도의 기전력을 공급할 수 있는 배터리를 이용하여 구성될 수 있다.
이제 본 발명이 적용될 수 있는 구체적인 사례로서 배전계통의 상시 폐로 시스템(Closed Loop System)을 살펴보기로 한다.
도 4는 변전소(40-1)로부터 시작되는 배전계통의 상시 폐로 시스템(40)에 관한 예를 도시한 것으로서, 각 단말장치(41~44)는 선로(40-3)를 통해 폐로를 형성하며, 각 단말장치(41~44)는 각각 4개의 차단기를 관리하고 있다.
여기서 선로(40-3)는 배전선로와 통신선로를 모두 포함하며, 통신선로는 각 단말장치(41~44)의 이중 포트를 통해 서로 연결되어 페로를 이루고, 빠른 통신을 위하여 광 통신을 사용할 수 있다.
변전소(40-1)와 폐로상에는 배전계통에 고장이 발생하였을 때 적절한 위치에서 배전선로를 차단하기 위하여 다수의 차단기(R1~R19)가 설치된다.
단말장치 #2(42)를 예로 들자면, 차단기 R7과 R10은 폐로를 이루는 배전선로상에 위치하여 각 지점을 차단하는 역할을 수행하고, 차단기 R8과 R9는 부하측 차단기로서 부하측에 공급되는 전력을 차단하는 역할을 수행한다.
만일 배전선로의 A 지점에 고장이 발생하면, 차단기 R7과 R6은 이를 감지하여 배전선로를 차단함으로써 고장의 확대를 막아야 하는데, 차단기 R6만 동작하고 R7이 동작하지 않는 등 오류가 발생할 수 있다.
이때 차단기 R6과 R7이 모두 정상적으로 동작했는지의 여부 등 A 지점의 고장과 관련된 정보를 각 단말장치(41~44)가 서로 주고 받을 필요가 있으며, 단말장치 #2(42)가 정상적으로 동작하지 않는다면 종래의 경우 통신이 원활하게 이루어지지기 어렵다.
그러므로 차단기 R6만 동작하고 R7이 동작하지 않았다면, 단말장치 #3(43)은 이를 파악하기 어렵고, 이에 따라 차단기 R11을 즉시 구동시키는 등 고장 확대를 막기 위한 조치를 신속하게 취할 수 없게 된다.
그러나 각 단말장치(41~44)가 본 발명에 따른 이더넷 통신 장치를 구비하고 있다면, 단말장치 #3(43)은 단말장치 #1(41)로부터의 데이터로 차단기 R6이 구동되었음을 알 수 있고, 단말장치 #2(42)로부터는 차단기 R7의 구동 여부에 관한 응답을 받을 수 없으므로, 이상 상황을 신속히 확인하여 차단기 R11을 구동시키는 등 대응 조치를 취할 수 있게 된다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
11~14, 41-44, 30: 단말장치
31: 중앙처리장치(CPU) 32: 롬(ROM)
33: 램(RAM) 34: 데이터 버스
35: 이더넷 통신 장치 35-1: 제1 바이패스부
35-2: 제1 이더넷 콘트롤러 35-3: 제1 통신포트
35-4: 제1 스위칭부 35-6: 제2 바이패스부
35-7: 제2 스위칭부 35-8: 제2 이더넷 콘트롤러
35-9: 제2 통신포트 35-11,35-12: 듀얼 피포
35-15: 전원부 40: 상시 폐로 시스템
40-1: 변전소 40-3: 선로
R1~R19: 차단기

Claims (5)

  1. 통신선로와 연결되는 제1 통신포트와 제2 통신포트에 각각 대응하여 이더넷 통신을 수행하는 제1 이더넷 콘트롤러와 제2 이더넷 콘트롤러;
    상기 제1 이더넷 콘트롤러가 상기 제1 통신포트를 통해 수신한 데이터를 상기 제2 이더넷 콘트롤러 측으로 바이패스 시키는 제1 바이패스부;
    상기 제2 이더넷 콘트롤러가 상기 제2 통신포트를 통해 수신한 데이터를 상기 제1 이더넷 콘트롤러 측으로 바이패스 시키는 제2 바이패스부;
    단말장치가 상기 제1 이더넷 콘트롤러로 전달하는 데이터와 상기 제2 바이패스부에 의해 바이패스된 데이터 중 하나를 선택적으로 상기 제1 이더넷 콘트롤러에 전달하는 제1 스위칭부; 및
    상기 단말장치가 상기 제2 이더넷 콘트롤러로 전달하는 데이터와 상기 제1 바이패스부에 의해 바이패스된 데이터 중 하나를 선택적으로 상기 제2 이더넷 콘트롤러에 전달하는 제2 스위칭부를 포함하며,
    상기 제1 스위칭부는 상기 단말장치와 상기 제2 바이패스부로부터 모두 데이터가 입력되는 경우 상기 제2 바이패스부로부터 바이패스된 데이터를 우선적으로 상기 제1 이더넷 콘트롤러에 전달하고,
    상기 제2 스위칭부는 상기 단말장치와 상기 제1 바이패스부로부터 모두 데이터가 입력되는 경우 상기 제1 바이패스부로부터 바이패스된 데이터를 우선적으로 상기 제2 이더넷 콘트롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 바이패스부와 제2 바이패스부에서 각각 바이패스된 데이터는 듀얼 피포(Dual FIFO)를 통해 각각 상기 제2 스위칭부와 제1 스위칭부에 전달되는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단말장치의 전원이 차단된 경우 비상 전원을 공급하기 위한 전원부를 더 포함하는 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치.
KR20100022816A 2010-03-15 2010-03-15 바이패스 기능을 구비한 이중 포트 이더넷 통신 장치 KR101087920B1 (ko)

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