KR101464602B1 - 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법 - Google Patents

전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법 Download PDF

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김수동
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한국전력공사
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Abstract

통신망 구축 대상인 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망 및 최소신장트리를 구성하고, 최소신장트리를 근거로 링을 구성하여 최단, 최적의 통신망 경로를 설정하도록 한 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법이 제시된다. 제시된 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치는, 통신망 구축 대상에 포함되는 개폐기들을 검출하는 개폐기 검출부; 검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성하는 삼각망 구성부; 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성하는 최소신장트리 구성부; 구성한 최소신장트리를 근거로 복수의 개폐기가 연결된 링을 구성하는 링 구성부; 및 구성한 링들을 근거로 통신 경로를 설정하는 통신 경로 설정부를 포함한다.

Description

전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SETTING NETWORK PATH BASED ON POWER INFRASTRUCTURE}
본 발명은 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력산업을 위한 통신망 구축시 전력 인프라를 기반으로 최단, 최적의 통신망 경로를 설정하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법에 대한 것이다.
배전계통, 송전계통 등의 전력계통에서 전력설비의 증설시 통신망을 구축한다. 즉, 전력계통의 전력설비 증설과 함께 해당 전력설비의 제어 및 감시를 위한 통신망을 구축한다.
일반적으로, 전력계통의 통신망 구축시 직접 현장을 방문하여 통신망의 경로를 선정하고 공사를 설계한다. 통신망은 기존 전력계통의 전력설비들을 기반으로 구축되기 때문에 선정된 경로에 따라 통신망 구축에 필요한 통신케이블의 길이에 차이가 발생한다. 이때, 통신망 경로 선정시 인적 판단에 의한 오차가 발생하여 불필요한 통신케이블의 설치로 인한 구축 비용 증가와 통신망의 구축에 상당한 시간이 소비되는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해, 기존 운영 중인 GIS(Geographic Information System : 지리정보시스템) 기반의 배전계통시스템을 활용하여 가공주 및 지중관로 상태를 확인하여 통신망 경로를 선정하는 방법이 이용되고 있다.
하지만, GIS 기반 배전계통시스템을 활용한 통신망 경로 선정 방법의 경우 현장 방문을 하지 않기 때문에 통신망 구축 시간은 단축되지만, 다수의 경로가 존재할 수 있는 구조에서 인적 판단에 의한 오차가 발생하기 때문에 선정된 통신망 경로의 검증이 필요하며, 현장의 다양한 상황에 맞는 경로 구성에 한계가 있는 문제점이 있다.
선행문헌1: 한국등록특허 제10-1275294호(명칭: 통신장비의 동작을 제어하는 통신망 제어시스템 및 제어방법) 선행문헌2: 한국등록특허 제10-0910904호(명칭: 다중 통신망을 이용한 배전 자동화 시스템)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 통신망 구축 대상인 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망 및 최소신장트리를 구성하고, 최소신장트리를 근거로 링을 구성하여 최단, 최적의 통신망 경로를 설정하도록 한 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치는, 통신망 구축 대상에 포함되는 개폐기들을 검출하는 개폐기 검출부; 검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성하는 삼각망 구성부; 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성하는 최소신장트리 구성부; 구성한 최소신장트리를 근거로 복수의 개폐기가 연결된 링을 구성하는 링 구성부; 및 구성한 링들을 근거로 통신 경로를 설정하는 통신 경로 설정부를 포함한다.
개폐기 검출부는, 지리정보시스템으로부터 검출한 개폐기들의 지리정보를 검출한다.
링 구성부는, 최소신장트리를 근거로 지사를 중심으로 인근 개폐기를 설정된 개수 단위로 설정한 개폐기 그룹에 포함된 개폐기들 중에서 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성하고, 구성한 링을 하나의 통신선을 통해 인접한 다른 링에 연결한다.
링 구성부는, 최소신장트리를 근거로 지사를 중심으로 인근 개폐기를 설정된 개수 단위로 설정한 개폐기 그룹에 포함된 개폐기들 중에서 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성하고, 구성한 링을 두개의 통신선을 통해 인접한 다른 링에 연결한다.
링 구성부는, 최소신장트리에서 지사중심과 최외각 지사경계를 기준으로 중간지점을 선택하여 대형 간선링을 설정하고, 설정한 간선링을 중심으로 인근 개폐기를 설정된 개수 단위로 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다.
통신 경로 설정부는, 링 구성부에서 구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율과 기준값을 근거로 링의 통신 경로 포함 여부를 설정한다.
통신 경로 설정부는, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하면 기존 통신 경로를 포함하여 구성하고, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하지 않으면 기생성한 링들을 이용해 신규 통신 경로를 구성한다.
통신 경로 설정부는, 전주강도를 근거로 개폐기의 재배치 여부를 설정하되, 전주강도가 기준값 미만인 경우 통신 경로가 통과할 수 없는 구간으로 판단하여 양단 지점에 대해 통신 경로를 신규 구성한다.
통신 경로 설정부는, 구성된 링들의 개수를 근거로 지사 중심링의 코어수를 설정하되, 중심링의 코어수를 링들의 개수 이상으로 설정한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법은, 개폐기 검출부에 의해, 통신망 구축 대상에 포함되는 개폐기들을 검출하는 단계; 삼각망 구성부에 의해, 검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성하는 단계; 최소신장트리 구성부에 의해, 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성하는 단계; 링 구성부에 의해, 구성한 최소신장트리를 근거로 복수의 개폐기가 연결된 링을 구성하는 단계; 및 통신 경로 설정부에 의해, 구성한 링들을 근거로 통신 경로를 설정하는 단계를 포함한다.
개폐기들을 검출하는 단계는, 개폐기 검출부에 의해, 지리정보시스템으로부터 검출한 개폐기들의 지리정보를 검출하는 단계를 더 포함한다.
링을 구성하는 단계는, 링 구성부에 의해, 최소신장트리를 근거로 지사를 중심으로 인근 개폐기를 설정된 개수 단위로 연결하여 개폐기 그룹을 설정하는 단계; 및 링 구성부에 의해, 설정한 개폐기 그룹에 포함된 개폐기들 중에서 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다.
링을 구성하는 단계는, 링 구성부에 의해, 구성한 링을 하나 또는 두개의 통신선을 통해 인접한 다른 링에 연결하는 단계를 더 포함한다.
링을 구성하는 단계는, 링 구성부에 의해, 최소신장트리에서 지사중심과 최외각 지사경계를 기준으로 중간지점을 선택하여 대형 간선링을 설정하는 단계; 및 링 구성부에 의해, 설정한 간선링을 중심으로 인근 개폐기를 설정된 개수 단위로 개폐기들을 연결하여 링을 구성하는 단계를 포함한다.
통신 경로를 설정하는 단계는, 통신 경로 설정부에 의해, 구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율을 산출하는 단계; 및 통신 경로 설정부에 의해, 산출한 투자비회수율과 기준값을 근거로 링의 통신 경로 포함 여부를 설정하는 단계를 포함한다.
통신 경로를 설정하는 단계는, 통신 경로 설정부에 의해, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하면 기존 통신 경로를 포함하여 구성하는 단계; 및 통신 경로 설정부에 의해, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하지 않으면 기생성한 링들을 이용해 신규 통신 경로를 구성하는 단계를 포함한다.
통신 경로를 설정하는 단계는, 통신 경로 설정부에 의해, 전주강도가 기준값 미만인 경우 통신 경로가 통과할 수 없는 구간으로 판단하여 양단 지점에 대해 통신 경로를 신규 구성하는 단계를 포함한다.
통신 경로를 설정하는 단계는, 통신 경로 설정부에 의해, 구성된 링들의 개수 이상으로 지사 중심링의 코어수를 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법은 통신망 구축 대상인 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망 및 최소신장트리를 구성하고, 최소신장트리를 근거로 링을 구성하여 최단, 최적의 통신망 경로를 설정함으로써, 기존의 통신망은 대부분 임차망을 활용하였기에 경제성분석(ROI : Return of Investment)을 통한 자가 통신인프라 구축대상이 선정가능하고, 통신망 경로 선정에 있어서 기존 현장확인 및 수작업에 의한 방식을 자동적 시스템화하여 인적판단 오차를 해결하여 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법은 통신망 구축 대상인 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망 및 최소신장트리를 구성하고, 최소신장트리를 근거로 링을 구성하여 최단, 최적의 통신망 경로를 설정함으로써, 통신망 구축시 필수적으로 요구되는 현장여건, 전력인프라 경로 등을 활용한 경제적 투자비 산출이 가능하여 전력인프라 구축이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법이 적용되는 배전계통을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4 내지 도 6은 도 2의 링 구성부를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8 내지 도 10은 도 7의 삼각망 구성 단계를 설명하기 위한 도면.
도 11 내지 도 15는 도 7의 링을 구성하는 단계를 설명하기 위한 도면.
도 16 내지 도 22는 도 7의 통신 경로를 설정하는 단계를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법이 적용되는 배전계통을 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법이 적용되는 배전계통을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전국의 배전계통에서는 대략 80000개 정도의 배전지능화 자동화 개폐기가 설치되어 운용된다. 배전 지능화 자동화 개폐기는 매년 지속적으로 대략 4000개 정도가 추가로 시설되고 있으며, 자동화 개폐기마다 통신망을 제공해야 원격에서 운전이 가능하다. 이를 위해, 대략 95% 정도가 광통신망을 통해 통신망을 제공하고 있으며, 광통신망 제공을 위하여 기존 배전계통의 전력설비(전주, 관로 등)를 활용하여 최적/최단 경로선정으로 경제적인 통신망 확보가 필요하다.
배전지능화의 통신망은 링(Ring) 네트워크 방식으로 구성되어 있으며, 1개의 Ring 네트워크는 최대 30개의 단말을 수용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법에서는 이러한 기반위에서 현장 환경에 맞는 통신망 경로를 선정하여 모델링한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 내지 도 6은 도 2의 링 구성부를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치(100; 이하, 통신망 경로 설정 장치(100))는 지리정보시스템(200)과 연계하여 신규 설치되는 전력설비에 대한 통신망의 통신 경로를 설정한다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 개폐기 검출부(110), 삼각망 구성부(130), 최소신장트리 구성부(150), 링 구성부(170), 통신 경로 설정부(190)를 포함하여 구성된다.
개폐기 검출부(110)는 통신망 구축 대상인 개폐기들을 검출한다. 즉, 개폐기 검출부(110)는 전력설비의 증설에 따라 신규 설치되는 배전 지능화 자동화 개폐기들을 검출한다. 이때, 개폐기 검출부(110)는 지리정보시스템(200; GIS)으로부터 검출한 개폐기들의 지리정보를 검출한다.
삼각망 구성부(130)는 개폐기 검출부(110)에서 검출한 개폐기들을 근거로 삼각망을 구성한다. 즉, 삼각망 구성부(130)는 기검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성한다. 이때, 삼각망 구성부(130)는 검출된 개폐기들을 지리정보에 따라 배치한 후, 각 개폐기들을 겹치지 않도록 모두 연결하여 삼각망(TIN; Triangulated Irregular Networks)을 구성한다.
최소신장트리 구성부(150)는 삼각망 구성부(130)에서 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성한다. 즉, 최소신장트리 구성부(150)는 기구성한 삼각망을 기준으로 최소비용으로 순화되지 않게 모든 개폐기들을 연결하는 최소신장트리를 구성한다. 이때, 최소신장트리 구성부(150)는 모든 개폐기들을 포함하면서 순환되지 않는 구조로 연결한 최소 서브 그래프에서, 개폐기들과 연결된 각각의 선에 가중치를 부여했을 때, 가중치의 총합이 가장 적은 트리인 최소신장트리를 구성한다. 여기서, 최소신장트리 구성부(150)는 기구성한 삼각망에서 임의로 설정된 가중치의 총합이 가장 적은 선로를 검출하여 최소신장트리를 구성한다.
링 구성부(170)는 최소신장트리 구성부(150)에서 구성한 최소신장트리를 근거로 링을 구성한다. 즉, 링 구성부(170)는 기구성한 최소신장트리를 근거로 링을 구성할 개폐기들의 개수를 기준으로 개폐기들을 묶어 링을 구성한다. 이때, 링 구성부(170)는 3가지 방법으로 링을 구성할 수 있다.
먼저, 링 구성부(170)는 최소신장트리를 근거로 개폐기 그룹을 설정한다. 이때, 링 구성부(170)는 지사를 중심으로 인근 개폐기를 대략 25개 정도의 단위로 묶어 개폐기 그룹을 설정한다. 링 구성부(170)는 설정한 개폐기 그룹내에 속한 개폐기들 중에서 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다. 링 구성부(170)는 링 구성에 포함되는 개폐기가 존재하면 가장 인접한 링에 해당 개폐기를 연결한다. 링 구성부(170)는 구성한 링들은 연결한다. 이때, 링 구성부(170)는 하나의 통신선을 통해 링과 링을 연결한다. 이때, 링 구성부(170)는 상위 노드(즉, 지사에 가까운 상위 링) 장애시 하위 노드(즉, 상위 링에 연결된 링)까지 장애가 발생하기 때문에 우회 노드를 추가로 설정할 수도 있다.
다음으로, 링 구성부(170)는 최소신장트리를 근거로 개폐기 그룹을 설정한다. 이때, 링 구성부(170)는 지사를 중심으로 인근 개폐기를 대략 25개 정도의 단위로 묶어 개폐기 그룹을 설정한다. 링 구성부(170)는 설정한 개폐기 그룹내에 속한 개폐기들 중에서 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다. 링 구성부(170)는 두개의 통신선을 통해 링과 링을 연결한다. 이 경우, 접속점 장애시에도 예비 통신망을 확보할 수 있다. 이때, 링 구성부(170)는 상위 노드(즉, 지사에 가까운 상위 링) 장애시 하위 노드(즉, 상위 링에 연결된 링)까지 장애가 발생하기 때문에 우회 노드를 추가로 설정할 수도 있다.
마지막으로, 링 구성부(170)는 최소신장트리를 근거로 간선링을 설정한다. 즉, 링 구성부(170)는 최소신장트리에서 지사중심과 최외각 지사경계를 기준으로 중간지점을 선택하여 대형 간선링을 설정한다. 이때, 링 구성부(170)는 간선링과 지사를 연결하기 위하여 지사에서 나갈 수 있는 경로 4지점을 설정하여 간선링과 연결한다. 링 구성부(170)는 기설정한 간선링을 근거로 링을 구성한다. 즉, 링 구성부(170)는 기설정한 간선링에 인접한 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다. 이때, 링 구성부(170)는 간선링을 중심으로 인근 개폐기를 대략 25개 정도의 단위로 묶어 링을 구성한다. 링 구성부(170)는 링 구성에 포함되는 개폐기가 존재하면 가장 인접한 링에 해당 개폐기를 연결한다.
링 구성부(170)는 기구성한 링에 실제 배전계통을 트레이스(Trace)한다. 즉, 링 구성부(170)는 기구성한 링들에 실제 배전계통을 적용하여 실제 환경에서의 링을 트레이스한다.
통신 경로 설정부(190)는 링 구성부(170)에서 구성한 링을 근거로 통신 경로를 설정한다. 즉, 통신 경로 설정부(190)는 기구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율과 기준값을 근거로 링의 통신 경로 포함 여부를 설정한다. 이때, 통신 경로 설정부(190)는 기구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율(ROI : Return Of Inversment)을 산출한다. 통신 경로 설정부(190)는 기산출한 투자비회수율(ROI)이 기준값 미만이면 링을 통신망에서 제외한다. 여기서, 통신 경로 설정부(190)는 통신망에 포함되는 링들 전체에 대한 투자비회수율을 산출하여 투자비회수율(ROI)이 기준값 미만이면 링도 포함하거나, 투자비회수율(ROI)이 기준값 이상인 링을 제외하여 통신 경로를 설정할 수도 있다.
통신 경로 설정부(190)는 자가통신망 연결 여부를 근거로 개폐기의 통신 경로 포함 여부를 설정한다. 이때, 통신 경로 설정부(190)는 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하면 기존 통신 경로를 포함하여 구성한다. 통신 경로 설정부(190)는 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하지 않으면 기생성한 링들을 이용해 신규 통신 경로를 구성한다.
통신 경로 설정부(190)는 전주강도를 근거로 개폐기의 재배치 여부를 설정한다. 즉, 통신 경로 설정부(190)는 전주강도가 기준값 미만인 경우 통신 경로(즉, 광케이블 경로)가 통과할 수 없는 구간으로 판단하여 양단 지점에 대해 통신 경로를 신규 구성한다.
통신 경로 설정부(190)는 설정된 링들의 개수를 근거로 지사 중심링의 코어수를 설정한다. 즉, 통신 경로 설정부(190)는 최종 설정된 링들의 개수 이상이 되도록 중심링의 코어수를 설정한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8 내지 도 10은 도 7의 삼각망 구성 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 11 내지 도 15는 도 7의 링을 구성하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 16 내지 도 22는 도 7의 통신 경로를 설정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치(100)(이하, 통신망 경로 설정 장치(100))는 통신망 구축 대상인 개폐기들을 검출한다(S100). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 전력설비의 증설에 따라 신규 설치되는 배전 지능화 자동화 개폐기들을 검출한다. 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 지리정보시스템(200; GIS)으로부터 검출한 개폐기들의 지리정보를 검출한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 검출한 개폐기들을 근거로 삼각망을 구성한다(S200). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성한다. 일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 9 개의 개폐기들이 검출된 것으로 가정하면, 통신망 경로 설정 장치(100)는 검출된 개폐기들을 지리정보에 따라 배치한 후, 각 개폐기들을 겹치지 않도록 모두 연결하여 삼각망(TIN; Triangulated Irregular Networks)을 구성한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성한다(S300). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 삼각망을 기준으로 최소비용으로 순화되지 않게 모든 개폐기들을 연결하는 최소신장트리를 구성한다. 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 모든 개폐기들을 포함하면서 순환되지 않는 구조로 연결한 최소 서브 그래프에서, 개폐기들과 연결된 각각의 선에 가중치를 부여했을 때, 가중치의 총합이 가장 적은 트리인 최소신장트리를 구성한다. 일례로, 도 10에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 삼각망에서 임의로 설정된 가중치의 총합이 가장 적은 선로를 검출하여 최소신장트리를 구성한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 구성한 최소신장트리를 근거로 링을 구성한다(S400). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 최소신장트리를 근거로 링을 구성할 개폐기들의 개수를 기준으로 개폐기들을 묶어 링을 구성한다.
일례로, 도 11을 참조하면, 통신망 경로 설정 장치(100)는 최소신장트리를 근거로 개폐기 그룹을 설정한다(S411). 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 지사를 중심으로 인근 개폐기를 대략 25개 정도의 단위로 묶어 개폐기 그룹을 설정한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 링에 포함된 개폐기의 개수가 3개인 경우를 예로 들면, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기설정된 개수의 개폐기를 묶어 개폐기 그룹을 설정한다. 여기서, 통신망 경로 설정 장치(100)는 실제 현장에서는 대략 25 내지 30개 정도의 개폐기가 하나의 개폐기 그룹에 포함되도록 구성한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 설정한 개폐기 그룹내에 속한 개폐기들 중에서 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다(S412). 일례로, 도 12에 도시된 바와 같이, 1번 개폐기 그룹의 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 제1링을 구성하고, 2번 개폐기 그룹의 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 제2링을 구성하고, 3번 개폐기 그룹의 외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 제3링을 구성한다.
링 구성에 포함되는 개폐기가 존재하면(S413; 예), 통신망 경로 설정 장치(100)는 가장 인접한 링에 해당 개폐기를 연결한다(S414).
통신망 경로 설정 장치(100)는 구성한 링들은 연결한다(S415). 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 하나의 통신선을 통해 링과 링을 연결한다. 이 경우, 링과 링간 접속점이 1개로 경로가 단축되는 효과가 있으나, 접속점 장애시 하위 링까지 영향을 미치게 된다. 따라서, 통신망 경로 설정 장치(100)는 두개의 통신선을 통해 링과 링을 연결할 수도 있다. 이 경우, 접속점 장애시에도 예비 통신망을 확보할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 위의 두 경우에도 상위 노드(즉, 지사에 가까운 상위 링) 장애시 하위 노드(즉, 상위 링에 연결된 링)까지 장애가 발생하기 때문에 우회 노드를 추가로 설정할 수도 있다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링에 실제 배전계통을 트레이스(Trace)한다.(S416). 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링들에 실제 배전계통을 적용하여 실제 환경에서의 링을 트레이스한다. 그에 따라, 도 14에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 실제 배전계통의 링을 구성한다.
다른 일례로 도 15를 참조하면, 통신망 경로 설정 장치(100)는 최소신장트리를 근거로 간선링을 설정한다(S421). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 최소신장트리에서 지사중심과 최외각 지사경계를 기준으로 중간지점을 선택하여 대형 간선링을 설정한다. 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 간선링과 지사를 연결하기 위하여 지사에서 나갈 수 있는 경로 4지점을 설정하여 간선링과 연결한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 기설정한 간선링을 근거로 링을 구성한다(S422). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기설정한 간선링에 인접한 개폐기들을 연결하여 링을 구성한다. 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 간선링을 중심으로 인근 개폐기를 대략 25개 정도의 단위로 묶어 링을 구성한다.
링 구성에 포함되는 개폐기가 존재하면(S423; 예), 통신망 경로 설정 장치(100)는 가장 인접한 링에 해당 개폐기를 연결한다(S424).
통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링에 실제 배전계통을 트레이스(Trace)한다.(S425). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링들에 실제 배전계통을 적용하여 실제 환경에서의 링을 트레이스한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링을 근거로 통신 경로를 설정한다(S500). 이를 첨부된 도 16을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 아래와 같다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율과 기준값을 근거로 링의 통신 경로 포함 여부를 설정한다(S510). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 기구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율(ROI : Return Of Inversment)을 산출한다. 통신망 경로 설정 장치(100)는 기산출한 투자비회수율(ROI)이 기준값 미만이면 링을 통신망에서 제외한다. 이때, 통신망 경로 설정 장치(100)는 통신망에 포함되는 링들 전체에 대한 투자비회수율을 산출하여 투자비회수율(ROI)이 기준값 미만이면 링도 포함하거나, 투자비회수율(ROI)이 기준값 이상인 링을 제외하여 통신 경로를 설정할 수도 있다. 일례로, 도 17에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 통신망에 포함된 모든 링들(즉, Ring#1, Ring#1, Ring#3)의 투자비회수율이 기준값 이상으로 모든 링들을 포함하는 통신 경로를 설정한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 일부 링(즉, RING#4)의 투자비회수율이 기준값 미만이지만, 전체 링들의 전체에 대한 투자비회수율이 기준값 이상으로 모든 링들을 포함하는 통신 경로를 설정한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 통신망 경로 설정 장치(100)는 일부 링(즉, RING#4)의 투자비회수율이 기준값 미만이고, 전체 링들의 전체에 대한 투자비회수율이 기준값 미만이므로, 투자비회수율이 기준값 미만인 링(즉, RING#4)과 하부 링(즉, RING#5)를 제외하는 통신 경로를 설정한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 자가통신망 연결 여부를 근거로 개폐기의 통신 경로 포함 여부를 설정한다(S520). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하면 기존 통신 경로를 포함하여 구성한다. 통신망 경로 설정 장치(100)는 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하지 않으면 기생성한 링들을 이용해 신규 통신 경로를 구성한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 전주강도를 근거로 개폐기의 재배치 여부를 설정한다(S530). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 전주강도가 기준값 미만인 경우 통신 경로(즉, 광케이블 경로)가 통과할 수 없는 구간으로 판단하여 양단 지점에 대해 통신 경로를 신규 구성한다.
통신망 경로 설정 장치(100)는 상술한 단계를 통해 설정된 링들의 개수를 근거로 지사 중심링의 코어수를 설정한다(S540). 즉, 통신망 경로 설정 장치(100)는 최종 설정된 링들의 개수 이상이 되도록 중심링의 코어수를 설정한다. 일례로, 통신망에 포함되는 전체 링의 개수가 30개이면, 지사 중심링의 코어수를 48로 설정한다.
이를 통해, 통신망 경로 설정 장치(100)는 하나의 통신선으로 링과 링을 연결한 통신 경로(즉, 도 20), 두개의 통신선으로 링과 링을 연결한 통신 경로(즉, 도 21), 간선링을 통해 구성한 통신 경로(즉, 도 22)를 최종 설정한다. 여기서, 도 20및 도 21에서는 링별로 서로 다른 색상으로 도시하며, 도 22에서는 검정색의 간선링을 중심으로 하위 개폐기들이 연결된 구조를 도시한다.
상술한 바와 같이, 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법은 통신망 구축 대상인 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망 및 최소신장트리를 구성하고, 최소신장트리를 근거로 링을 구성하여 최단, 최적의 통신망 경로를 설정함으로써, 기존의 통신망은 대부분 임차망을 활용하였기에 경제성분석(ROI : Return of Investment)을 통한 자가 통신인프라 구축대상이 선정가능하고, 통신망 경로 선정에 있어서 기존 현장확인 및 수작업에 의한 방식을 자동적 시스템화하여 인적판단 오차를 해결하여 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치 및 방법은 통신망 구축 대상인 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망 및 최소신장트리를 구성하고, 최소신장트리를 근거로 링을 구성하여 최단, 최적의 통신망 경로를 설정함으로써, 통신망 구축시 필수적으로 요구되는 현장여건, 전력인프라 경로 등을 활용한 경제적 투자비 산출이 가능하여 전력인프라 구축이 용이한 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 통신망 경로 설정 장치 110: 개폐기 검출부
130: 삼각망 구성부 150: 최소신장트리 구성부
170: 링 구성부 190: 통신 경로 설정부
200: 지리정보시스템

Claims (18)

  1. 통신망 구축 대상에 포함되는 개폐기들을 검출하는 개폐기 검출부;
    상기 검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성하는 삼각망 구성부;
    상기 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성하는 최소신장트리 구성부;
    상기 구성한 최소신장트리를 근거로 복수의 개폐기가 연결된 링을 구성하는 링 구성부; 및
    상기 구성한 링들을 근거로 통신 경로를 설정하는 통신 경로 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐기 검출부는,
    지리정보시스템으로부터 상기 검출한 개폐기들의 지리정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 링 구성부는,
    상기 최소신장트리를 근거로 지사를 중심으로 개폐기를 설정된 개수 단위로 설정한 개폐기 그룹에 포함된 개폐기들 중에서 최외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성하고,
    상기 구성한 링을 하나의 통신선을 통해 인접한 다른 링에 연결하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 링 구성부는,
    상기 최소신장트리를 근거로 지사를 중심으로 개폐기를 설정된 개수 단위로 설정한 개폐기 그룹에 포함된 개폐기들 중에서 최외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성하고,
    상기 구성한 링을 두개의 통신선을 통해 인접한 다른 링에 연결하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 링 구성부는,
    상기 최소신장트리에서 지사중심과 최외각 지사경계를 기준으로 중간지점을 선택하여 대형 간선링을 설정하고, 상기 설정한 간선링을 중심으로 개폐기를 설정된 개수 단위로 개폐기들을 연결하여 링을 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 경로 설정부는,
    상기 링 구성부에서 구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율과 기준값을 근거로 링의 통신 경로 포함 여부를 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 경로 설정부는,
    자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하면 기존 통신 경로를 포함하여 구성하고, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하지 않으면 기생성한 링들을 이용해 신규 통신 경로를 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 경로 설정부는,
    전주강도를 근거로 개폐기의 재배치 여부를 설정하되, 전주강도가 기준값 미만인 경우 통신 경로가 통과할 수 없는 구간으로 판단하여 양단 지점에 대해 통신 경로를 신규 구성하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신 경로 설정부는,
    상기 구성된 링들의 개수를 근거로 지사 중심링의 코어수를 설정하되, 중심링의 코어수를 링들의 개수 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 장치.
  10. 개폐기 검출부에 의해, 통신망 구축 대상에 포함되는 개폐기들을 검출하는 단계;
    삼각망 구성부에 의해, 상기 검출한 개폐기들의 지리정보를 근거로 삼각망을 구성하는 단계;
    최소신장트리 구성부에 의해, 상기 구성한 삼각망을 근거로 최소신장트리를 구성하는 단계;
    링 구성부에 의해, 상기 구성한 최소신장트리를 근거로 복수의 개폐기가 연결된 링을 구성하는 단계; 및
    통신 경로 설정부에 의해, 상기 구성한 링들을 근거로 통신 경로를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 개폐기들을 검출하는 단계는,
    상기 개폐기 검출부에 의해, 지리정보시스템으로부터 상기 검출한 개폐기들의 지리정보를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 링을 구성하는 단계는,
    상기 링 구성부에 의해, 상기 최소신장트리를 근거로 지사를 중심으로 개폐기를 설정된 개수 단위로 연결하여 개폐기 그룹을 설정하는 단계; 및
    상기 링 구성부에 의해, 상기 설정한 개폐기 그룹에 포함된 개폐기들 중에서 최외각에 위치한 개폐기들을 연결하여 링을 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 링을 구성하는 단계는,
    상기 링 구성부에 의해, 상기 구성한 링을 하나 또는 두개의 통신선을 통해 인접한 다른 링에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 링을 구성하는 단계는,
    상기 링 구성부에 의해, 상기 최소신장트리에서 지사중심과 최외각 지사경계를 기준으로 중간지점을 선택하여 대형 간선링을 설정하는 단계; 및
    상기 링 구성부에 의해, 상기 설정한 간선링을 중심으로 개폐기를 설정된 개수 단위로 개폐기들을 연결하여 링을 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 통신 경로를 설정하는 단계는,
    상기 통신 경로 설정부에 의해, 상기 구성한 링에 포함된 개폐기들에 대해 개폐기당 연간 임차요금 대비 투자비회수율을 산출하는 단계; 및
    상기 통신 경로 설정부에 의해, 상기 산출한 투자비회수율과 기준값을 근거로 링의 통신 경로 포함 여부를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 통신 경로를 설정하는 단계는,
    상기 통신 경로 설정부에 의해, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하면 기존 통신 경로를 포함하여 구성하는 단계; 및
    상기 통신 경로 설정부에 의해, 자가통신망 연결된 개폐기들 중에서 기존 자가통신망의 여유 코어가 존재하지 않으면 기생성한 링들을 이용해 신규 통신 경로를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 통신 경로를 설정하는 단계는,
    상기 통신 경로 설정부에 의해, 전주강도가 기준값 미만인 경우 통신 경로가 통과할 수 없는 구간으로 판단하여 양단 지점에 대해 통신 경로를 신규 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
  18. 청구항 10에 있어서,
    상기 통신 경로를 설정하는 단계는,
    상기 통신 경로 설정부에 의해, 상기 구성된 링들의 개수 이상으로 지사 중심링의 코어수를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 인프라 기반 통신망 경로 설정 방법.
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