KR101493715B1 - 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템, 장치 및 그의 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가용한 다수의 전력선을 동시 활용하여 전력선 통신의 품질을 높이는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템에 관한 것으로, 외부 인터넷 라인과 일반 전력선 및 비상 전력선에 동시에 연결되어 전력선 신호를 전력선을 통해 전송하거나 인터넷 신호를 외부 인터넷 라인으로 전송하는 제1 전력선 통신 장치와 일반 전력선 및 비상 전력선과 전자기기를 연결하여 인터넷 신호를 전자기기로 전달하거나 전력선 신호를 전력선으로 전송하는 제2 전력선 통신 장치를 포함한다. 이를 통해 일반 전력망과 비상 전력망이 공존하는 다수의 전력선망이 있는 환경에서 다수의 전력선망을 모두 전력선 통신에 이용함으로써, 향상된 품질의 전력선 통신을 가능케 하여 기존 방식에 비해 처리량도 향상시킬 수 있다.

Description

다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템, 장치 및 그의 방법 {Power line communication system, apparatus and method using many of the power lines at the same time}

본 발명은 전원 공급을 위해 건물 내에 구축된 전력선을 데이터 통신을 위한 유선 선로로 이용하는 기술인 전력선 통신에 있어서, 가용한 다수의 전력선, 특히 일반 전력선과 비상 전력선을 동시에 활용하여 전력선 통신의 품질을 높이는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템, 장치 및 그의 방법에 관한 것이다.

전력선 통신은 전원 신호와 다른 주파수를 사용해 데이터를 전송하는 방식으로, 별도의 통신 선로 구축 필요 없이 기존에 구축되어 있는 전력선을 그대로 이용하여 복잡한 배선 없이 장치를 설치할 수 있는 이점이 있다.

현재 전력선을 통해 전달되는 전력신호는 50~60Hz로 전달되기 때문에 이와 겹치지 않는 주파수 대역을 데이터 전송용으로 사용한다면 전력신호와 상호 간섭을 하지 않고 데이터를 전송할 수 있다. 현재 널리 사용되는 전력선 통신(PLC, Power Line Communication)기술은 1~30MHz 대역을 사용하여 인터넷 신호를 전송한다.

일반적으로 건물의 각 층에 전력을 공급하기 위해 3상 4선 전력선을 사용한다. 그리고, 이와 같은 전력선을 통해 외부 인터넷 라인을 건물 내의 PC와 연결해주기 위해 PLC 마스터와 PLC 슬레이브를 설치한다. PLC 마스터는 외부 인터넷 라인과 연결되어 건물 내의 전력선을 통해 외부 인터넷을 이용할 수 있도록 하고, PLC 슬레이브는 건물 내의 전자기기와 연결되어 전력선을 통해 연결되는 외부 인터넷 라인과 전자기기가 연결될 수 있도록 한다. 이와 같은 구조를 BPL(Broadband over Power Line)이라고 한다.

전력선은 같은 구리 선에 물리적으로 연결되어 있는 공유 구조이기 때문에 가전기기에서 발생한 노이즈들과 데이터 용으로 전송된 신호도 같이 전 구간으로 전달된다. 그래서, 외부 노이즈에 의한 신호 간섭이 심각하며 전송 거리에 따른 감쇄가 큰 편이다. 그렇기 때문에, 실제로 전력선 통신을 사용해서 전송할 수 있는 데이터 속도는 인터넷 서비스를 제공하기에는 미약한 상태이다.

일반적인 대형 건물이나 공사장, 선박 등에는 주 전력이 정전되었을 경우를 대비해 도 1와 같이 비상 전력망이 추가로 설치되어 있다. 비상 전력망은 연결되어서 동작하는 기기가 많지 않고 배선구조가 복잡하지 않기 때문에 일반 전력망에 비해 전력선 통신을 제공하기에 좋은 환경이다.

본 발명은 전원 공급을 위해 건물 내에 구축된 전력선을 데이터 통신을 위한 유선 선로로 이용하는 기술인 전력선 통신에 관한 것으로, 일반 전력선 외에 비상 전력선 등 다수의 전력선을 동시에 이용하여 전력선 통신의 품질을 높이는데 그 목적이 있다.

전력선 통신은 주변 노이즈에 취약하고 선로 감쇄가 심하기 때문에 좋은 품질을 유지하기 어렵다. 그래서, 최대한의 속도를 안정적으로 보장해야 할 경우를 위해, 다수의 전력선을 동시에 이용하여 전력선 통신의 품질을 높일 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템은 외부 인터넷 라인과 일반 전력선 및 비상 전력선에 동시에 연결되어, 외부 인터넷 라인으로부터 전달된 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 전송하고, 일반 전력선 및 비상 전력선으로부터 수신되는 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하여 외부 인터넷으로 전달하는 제1 전력선 통신 장치와, 일반 전력선 및 비상 전력선과 전자기기를 연결하여, 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 수신된 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하여 전자기기로 전달하고, 전자기기로부터 전달된 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 전송하는 제2 전력선 통신장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 전력선 통신 장치는 일반 전력선을 통해 수신되는 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하고, 입력된 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 일반 전력선으로 송신하는 제1 모뎀부와, 비상 전력선을 통해 수신되는 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하고, 입력된 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 비상 전력선으로 송신하는 제2 모뎀부와, 입력된 인터넷 신호를 일반 전력선용과 비상 전력선용으로 분배하여 제1,2 모뎀부로 전달하고, 제1,2 모뎀부로부터 출력되는 두 인터넷 신호를 하나의 인터넷 신호로 집합하는 프레임 집합 및 분배부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 전력선 통신 장치는 프레임 집합 및 분배부에서 집합된 인터넷 신호를 외부로 송신하고, 외부로부터 수신된 인터넷 신호를 프레임 집합 및 분배부로 전달하는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 전력선 통신 장치에 있어서, 인터페이스부는 외부 인터넷 라인 또는 전자기기에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 전력선 통신 장치는, 제1,2 모뎀부와 일반 전력선 및 비상 전력선을 각각 연결하는 제1,2 커플링부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 전력선 통신 장치에 있어서, 제1,2 모뎀부는 각각 대응하는 전력선의 종류에 따라서, 입력된 인터넷 신호를 하나 이상으로 분배하고, 분배된 각 인터넷 신호를 각각 전력선 신호로 변환하여 대응하는 전력선으로 병렬로 전송하고, 대응하는 전력선으로부터 병렬로 수신된 하나 이상의 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하고, 변환된 하나 이상의 인터넷 신호를 집합하여 하나의 인터넷 신호로 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법은, 인터넷 신호를 수신하는 단계와, 수신한 인터넷 신호를 제1,2 인터넷 신호로 분배하는 단계와, 제1 인터넷 신호를 제1 전력선 신호로 변환하여 일반 전력선을 통해 송신하는 단계와, 제2 인터넷 신호를 제2 전력선 신호로 변환하여 비상 전력선을 통해 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법에 있어서, 분배하는 단계는 인터넷 신호의 각 프레임이 일반 전력선 및 비상 전력선에 교대로 전송되도록 분배하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법은, 일반 전력선을 통해 전송된 제1 전력선 신호를 수신하는 단계와, 비상 전력선을 통해 전송된 제2 전력선 신호를 수신하는 단계와, 제1 전력선 신호 및 제2 전력선 신호를 각각 제1,2 인터넷 신호로 변환하는 단계와, 제1,2 인터넷 신호를 하나로 집합하는 단계와, 집합된 하나의 인터넷 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법에 있어서, 집합하는 단계는 제1,2 인터넷 신호의 각 프레임을 기 설정된 순서에 따라서 교대로 배치하여 하나의 인터넷 신호로 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 일반 전력망과 비상 전력망이 공존하는 다수의 전력선망이 있는 환경에서 다수의 전력선망을 모두 전력선 통신에 이용함으로써, 향상된 품질의 전력선 통신을 가능케 하여 기존 방식에 비해 처리량도 향상시킬 수 있다.

또한 비상전력 콘센트가 없는 지역에서도 전력선에 직접 제2 전력선 통신 장치를 연결함으로써 다수의 전력선망을 이용한 전력선 통신이 가능하게 해 준다. 이를 통해 전력선 통신의 전체적인 품질을 높이고 서비스의 질도 향상될 수 있다.

도 1는 비상전력이 공존하는 경우의 일반적인 전력선 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템에서, 제1 전력선 통신 장치의 상세 구성을 나타낸 블록도,
도 4은 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템에서, 제2 전력선 통신 장치의 상세 구성을 나타낸 블록도,
도 5 및 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법을 나타낸 순서도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템에 있어서, 프레임 집합 및 분배부의 동작을 설명하는 모식도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템에서 전체적인 신호의 흐름을 나타낸 도면, 및
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법을 나타낸 순서도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등 물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 전원 공급을 위해 건물 내에 구축된 전력선을 데이터 통신을 위한 유선 선로로 이용하는 기술인 전력선 통신에 관한 것으로, 일반적인 건물이나 선박에서 일반전력과 비상전력이 공존하는 경우의 전력선 환경은 도 1와 같이 구성될 수 있다. 일반전력과 비상전력은 각각 전원이 구분되어 있고, 일반 전력을 공급하는 일반 전력선(35)과 비상 전력을 공급하는 비상 전력선(36)이 별도로 구분되어 있다. 그리고 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)은 다양한 방식으로 전력을 공급할 수 있는데, 예를 들어, 단상 2선식, 3상 3선식, 3상 4선식 구조로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는, 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)이 3상 4선 식으로 구현된 경우를 예시한다. 상기 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)은 전력을 각 층으로 전달하며, 각 층의 분전 반에서 이중 1개의 상을 골라서 층 내의 전력 콘센트에 배분한다. 이때, 비상전력 콘센트(38), 일반전력 콘센트(37)도 각각 별도로 구비된다.

이러한 전력선 망에 적용되는 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 제2 전력선 통신 장치(42)를 비상 전력선(36)과 연결하는 경우에 있어서 도면에 나타난 바와 같이 비상전력 콘센트(38)를 이용할 수도 있지만, 직접 비상 전력선(36)에 선을 연결하는 방식을 취할 수도 있으므로 비상전력 콘센트(38)가 없어도 전력선 통신시에 비상 전력선(36)을 일반 전력선(35)과 동시에 사용할 수 있다. 따라서, 비상 전력을 사용하는 기기가 많지 않아 비상전력 콘센트(38)가 적은 환경에서도 전력선 통신시 비상 전력선(36)을 일반 전력선(35)과 같이 이용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 것으로서, 이를 참조하면, 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템은 제1 전력선 통신 장치(41)와, 제2 전력선 통신 장치(42)를 포함할 수 있다.

제1 전력선 통신 장치(41)는 외부 인터넷 라인(44)과 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)에 동시에 연결되어, 상기 외부 인터넷 라인(44)으로부터 전달된 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 상기 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)을 통해 전송하고, 상기 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)으로부터 수신되는 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하여 상기 외부 인터넷 라인(44)으로 전달한다.

이러한 제1 전력선 통신 장치(41)는 도 3에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 즉, 도 3은 제1 전력선 통신 장치(41)의 상세 구성을 나타낸 블록도로서, 이를 참조하면, 제1 전력선 통신 장치(41)는 외부 인터넷 연결 인터페이스(51)와, 프레임 집합 및 분배부(52)와, 제1,2 모뎀부(53,55), 제1,2 커플링부(54,56)를 포함할 수 있다.

이 중에서, 외부 인터넷 연결 인터페이스(51)는 외부 인터넷과 직접적으로 연결되어 이로부터 들어오는 신호를 장치 내부로 전달하거나 내부 신호를 외부로 내보내는 경로가 된다. 외부 인터넷 연결 인터페이스(51)는 외부 인터넷 라인과 제1 전력선 통신 장치(41)와의 물리적 접속만을 구현할 수 도 있고, 여기에 더하여, 인터넷 신호에 대한 소정의 신호 처리(예를 들어, 증폭, 필터링 등)를 더 수행하도록 구현할 수 도 있다.

프레임 집합 및 분배부(52)는 다수의 전력선망으로부터 들어오는 신호를 통합하거나 분배함으로써, 전력선 통신에서 다수의 전력선망을 동시에 사용 가능하도록 하여 다수의 독립적인 선로를 모두 이용하여 기존 방식에 비해 빠른 통신속도를 제공할 수 있도록 한다. 프레임 집합 및 분배부(52)는 두 가지 동작을 수행하는데 도 7(a), 도 8(a)과 같이 하나의 선로로부터 수신한 신호를 다수의 선로로 1 패킷씩 분배해주거나, 도 7(b), 도 8(b)와 같이 각 선로로부터 수신한 신호를 1 패킷씩 집합해서 하나의 신호로 전달해 준다. 프레임 집합 및 분배부(52)는 전력선 통신에서 사용하는 전력선망 수만큼 나누어진 인터넷 신호들을 외부 인터넷으로 보낼 수 있도록 하나의 신호로 집합시키거나 외부 인터넷으로부터 들어온 인터넷 신호들을 사용하는 전력선망 수만큼 분배하는 역할을 한다.

제1,2 모뎀부(53,55)는 외부 인터넷 라인(44)으로부터 들어오는 신호를 전력선망으로 실어 보낼 수 있는 신호(전력선 신호)로 바꾸거나 전력선 신호를 외부 인터넷 라인(44)으로 보내기 위한 인터넷 신호로 변환한다. 이러한 제1,2 모뎀부(53,55)는 둘 이상의 전력선, 예를 들어, 비상 전력선(36)과 일반 전력선(35)에 각각 대응되어, 대응되는 전력선을 통해 신호를 송수신하게 된다. 본 실시 예에서는, 제1,2 모뎀부(53,55)를 구비한 것으로 개시되어 있으나, 이용 가능한 전력선이 셋 이상인 경우, 상기 모뎀부(53,55)의 수는 그 만큼 더 증가될 수 있다.

제1,2 커플링부(54,56)는 각각의 전력선망에 직접적으로 연결되어 전력선으로부터 들어오는 3상 신호에서 전력선 신호만을 추출하여 주거나 전력선 신호를 전력선망으로 실어 보내는 역할을 한다. 앞서와 마찬가지로, 상기 제1,2 커플링부(54,56)는 이용되는 전력선의 수에 대응하여 증가될 수 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 제2 전력선 통신 장치(42)는 건물 내의 전자기기와 다수의 전력선망에 연결되어 다수의 전력선망으로부터 오는 전력선 신호를 받아 인터넷 신호로 변환하여 전자기기로 보내거나, 전자기기로부터 받은 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 다수의 전력선망으로 실어 보냄으로써 전력선 통신을 가능하게 한다. 여기서 전자기기는 전력선 통신을 하고자 하는 기기가 모두 포함되는 개념으로서, 예를 들면, 데스크톱 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA, PMP 가 해당될 수 있으며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 개발될 모든 통신 기능을 갖는 사용자 장치를 포함할 수 있다.

이러한 제2 전력선 통신 장치(42)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전자기기 연결 인터페이스(61)와, 프레임 집합 및 분배부(62)와, 제1,2 모뎀부(63,64)와, 제1,2 커플링부(67,68)을 포함하여 이루어질 수 있다.

전자기기 연결 인터페이스(61)는 도 3의 외부 인터넷 연결 인터페이스(51)와 비슷하게 전자기기와 직접적으로 연결되어 신호를 전달하는 경로가 된다. 상기 전자기기 연결 인터페이스(61)도 앞서 외부 연결 인터페이스(51)와 마찬가지로 물리적 접속만을 구현할 수 도 있고, 여기에 더하여, 인터넷 신호에 대한 소정의 신호 처리(예를 들어, 증폭, 필터링 등)를 더 수행하도록 구현할 수 도 있다.

도 4의 프레임 집합 및 분배부(62) 역시 도 3의 프레임 집합 및 분배부(52)와 동일한 장치로써 신호를 분배 또는 집합하는 역할을 한다. 전자기기로부터 받은 인터넷 신호를 전력선 통신에서 사용하는 전력선망 수만큼 분배하여 제1,2 모뎀부(63,64)로 보내거나, 제1,2 모뎀부(63,64)으로부터 온 전력선 신호에서 변환된 인터넷 신호는 사용하는 전력선망 수만큼 분배되어 있으므로 신호들을 하나의 신호로 집합하여 전자기기로 보낼 수 있도록 하는 역할을 한다.

제1,2 모뎀부(63,64)는 도 3의 제1,2 모뎀부(53,55)과 비슷한 역할을 하는 것으로서 전력선망으로부터 제1,2 커플링부(67,68)를 거쳐 들어오는 전력선 신호를 전자기기에서 사용하는 인터넷 신호로 변환하거나 전자기기에서 나오는 인터넷 신호를 전력선망으로 실어 보낼 수 있는 전력선 신호로 변환하는 역할을 한다. 본 실시 예에서는, 제1,2 모뎀부(63,64)를 구비한 것으로 개시되어 있으나, 이용 가능한 전력선이 셋 이상인 경우, 상기 모뎀부(63,64)의 수는 그 만큼 더 증가될 수 있다.

제1,2 커플링부(67,68)는 도 3의 제1,2 커플링부(54,56)와 동일한 것으로, 각각의 전력선망에 직접적으로 연결되어 전력선으로부터 들어오는 3상 신호에서 전력선 신호만을 추출하거나, 제1,2 모뎀부(63,64)으로부터 받은 전력선 신호를 전력선망으로 실어 보내는 역할을 한다. 앞서와 마찬가지로, 상기 제1,2 커플링부(67,68)는 이용되는 전력선의 수에 대응하여 증가될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템이 외부 인터넷 라인(44) 및 전자기기(43)와 연결될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 기존의 PLC 마스터 및 PLC 슬레이브와는 달리 다수의 전력선망을 사용할 수 있도록 구성되어 있다.

이어서, 본 발명에 따른 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법을 동작 순서에 따라서 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6는 본 발명의 일 실시 예에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5는, 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)가 각각 외부 인터넷 라인(44) 또는 전자기기(43)로부터 인터넷 신호를 받아 전력선 신호로 변환하여 이를 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)으로 송신하는 방법을 나타내고 있다.

도 5을 참조하면, 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)는 각각 외부 인터넷 라인(44) 또는 전자기기(43)로부터 인터넷 신호를 수신한다(S105). 그리고 수신한 인터넷 신호를 제1,2 인터넷 신호로 분배한다(S110). 이때, 수신한 인터넷 신호의 각 패킷을 순서에 따라서 교대로 제1,2 인터넷 신호로 분배할 수 있다. 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)는 이렇게 분배된 제 1,2 인터넷 신호를 각각 제1,2 전력선 신호로 변환한 후, 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)을 통해 송신한다(S115, S120).

상기에 의하면, 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)에 의하여, 하나의 인터넷 신호가 일반 전력선(35)과 비상 전력선(36)에 나누어져 전송되며, 이에 의하면, 기존에 하나의 전력선을 통해 전송하는 경우에 비하여 더 빨리 전송 가능하다.

도 6에서는 제1,2 전력선 통신 장치에서 비상 전력선(36) 및 일반 전력선(35)으로부터 전력선 신호를 수신하여 인터넷 신호로 변환하여 이를 전자기기(43) 또는 외부 인터넷 라인(44)으로 송신하는 방법을 나타내고 있다.

도 6를 참조하면, 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)는 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)을 통해 전송된 제1 전력선 신호 및 제2 전력선 신호를 수신한다(S205). 그리고, 제1,2 모뎀부(53,55,63,64)에서 제1 전력선 신호 및 제2 전력선 신호를 각각 제1,2 인터넷 신호로 변환한다(S210). 제1,2 인터넷 신호의 각 프레임을 하나의 인터넷 신호로 결합한다(S215). 이때, 제1,2 인터넷 신호의 각 프레임을 기 설정된 순서에 따라서 교대로 배치하여 하나의 인터넷 신호로 결합할 수 있다. 결합된 하나의 인터넷 신호를 전자기기(43) 또는 외부 인터넷 라인(44)으로 송신한다(S220).

도 7 및 도 8은 본 발명에 있어서, 인터넷 신호를 분배 및 집합하는 방식을 간략하게 도식화하여 나타내고 있다.

이 중에서, 도 7은 2 개의 신호로 분배 및 집합하는 과정을 나타낸 것이다. 도 7(a)에서는 하나의 신호가 프레임 집합 및 분배부에 입력되었을 때, 2 개의 신호로 분배하여 출력하는 과정을 예를 들어 나타내고 있다. 예를 들어, 패킷 1~5가 순서대로 프레임 집합 및 분배부로 입력되면, 입력된 패킷들이 둘로 분배되어 출력된다. 입력된 패킷이 첫 번째 선로부터 먼저 분배되는 것으로 설정되면, 첫 번째 선로부터 먼저 입력된 패킷부터 1 패킷씩 교대로 분배되므로, 첫 번째 선로에는 맨 처음 입력된 패킷 1이 출력되고, 동시에 두 번째 선로에는 그 다음 입력된 패킷 2가 출력된다. 그리고, 다음 출력에서는 교대로 분배됨에 따라 첫 번째와 두 번째 선로에는 각각 패킷 3과 패킷 4가 동시에 출력된다. 따라서, 첫 번째 선로에는 패킷 1, 패킷 3 및 패킷 5가 출력되고, 두 번째 선로에는 패킷 2와 패킷 4가 출력된다. 도 7(b)에서는 도 7(a)에서와 같이 분배된 신호가 프레임 집합 및 분배부에 입력되었을 때 하나의 신호로 결합하는 과정을 예를 들어 나타내고 있다. 첫 번째 선로에서는 패킷 1, 패킷 3 및 패킷 5, 두 번째 선로에서는 패킷 2와 패킷4가 차례대로 입력되었을 때, 프레임 집합 및 분배부에서는 기 설정된 순서대로 교대로 배치하여 하나의 신호로 출력한다. 여기서는 패킷이 첫 번째 선로부터 먼저 분배되는 것으로 프레임 집합 및 분배부에서 분배를 실행할 당시에(도 7(a)의 과정) 이미 설정되어 있으므로, 분배된 패킷에 대하여 집합을 실행하는 경우 첫 번째 선로부터 먼저 출력된다. 따라서, 첫 번째 선로의 첫 번째 패킷인 패킷 1이 먼저 출력 되고, 다음에 두 번째 선로의 첫 번째 패킷인 패킷 2가 출력된다. 순서대로 교대로 배치되는 것이므로, 다음에는 첫 번째 선로의 두 번째 패킷인 패킷 3과, 두 번째 선로의 두 번째 패킷인 패킷 4가 차례대로 출력된다. 따라서, 결과적으로 패킷 1~5가 차례대로 출력된다.

도 8은 3 개의 신호로 분배 및 집합하는 과정을 나타낸 것이다. 도 8(a)에서는 하나의 신호가 프레임 집합 및 분배부에 입력되었을 때, 3 개의 신호로 분배하여 출력하는 과정을 예를 들어 나타내고 있다. 만약, 패킷 1~5가 순서대로 프레임 집합 및 분배부로 입력되면, 입력된 패킷들이 셋으로 분배되어 출력된다. 패킷이 첫 번째 선로부터 먼저 분배되고 그 다음에는 두 번째 선로, 그 다음에는 세 번째 선로에 분배되는 것으로 설정되면, 첫 번째 선로부터 1 패킷씩 교대로 분배된다. 따라서, 첫 번째 선로에는 맨 처음 입력된 패킷 1이 출력되고, 동시에 두 번째 선로 및 세 번째 선로에는 각각 패킷 2와 패킷 3이 출력된다. 그리고, 다음 출력에서는 교대로 분배됨에 따라 첫 번째, 두 번째 선로에는 각각 패킷 4와 패킷 5가 동시에 출력된다. 따라서, 첫 번째 선로에서는 패킷 1과 패킷 4, 두 번째 선로에서는 패킷 2와 패킷 5, 세 번째 선로에서는 패킷 3이 출력된다. 도 8(b)에서는 도 8(a)에서와 같이 세 갈래로 분배된 신호가 프레임 집합 및 분배부에 입력되었을 때 하나의 신호로 결합하는 과정을 예를 들어 나타내고 있다. 첫 번째 선로에서는 패킷 1과 패킷 4, 두 번째 선로에서는 패킷 2와 패킷 5, 세 번째 선로에서는 패킷 3이 차례대로 입력되었을 때, 프레임 집합 및 분배부에서는 기 설정된 순서대로 교대로 배치하여 하나의 신호로 출력한다. 여기서는 패킷이 첫 번째, 두 번째, 세 번째 선로 순으로 분배되는 것으로 프레임 집합 및 분배부에서 분배를 실행할 당시에(도 8(a)의 과정) 이미 설정되어 있으므로, 첫 번째 선로의 첫 번째 패킷인 패킷 1이 먼저 출력 되고, 다음에 두 번째 선로의 첫 번째 패킷인 패킷 2가, 세 번째로 세 번째 선로의 첫 번째 패킷인 패킷 3이 출력된다. 순서대로 교대로 배치되는 것이므로, 다음에는 첫 번째 선로의 두 번째 패킷인 패킷 4와, 두 번째 선로의 두 번째 패킷인 패킷 5가 차례대로 출력된다. 따라서, 패킷 1~5가 차례대로 출력된다.

도 9 및 도 10에서는 본 발명에 의한 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)에서 전체적인 신호의 흐름을 나타낸다. 도 9는 외부 인터넷 라인(44)에서 전자기기(43)로 가는 신호 흐름을 나타낸 것이고 도 10은 전자기기(43)에서 외부 인터넷 라인(44)으로 가는 신호 흐름을 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면, 외부 인터넷 라인(44)으로부터 들어간 인터넷 신호는 제1 전력선 통신장치(41)로 들어가 프레임 집합 및 분배부(52)에서 전력망 수에 따라 여러 갈래로 분배되어 나뉘고, 제1,2 모뎀부(53,55)에 의해 전력선 신호로 변환된다. 변환된 전력선 신호는 제1,2 커플링부(54,56)에 의해 각 전력선 상으로 실려 보내진다. 다수의 전력선망을 타고 제2 전력선 통신 장치(42)에 도달한 전력선 신호는 제1,2 커플링부(67,68)에 의해 전력선망으로부터 추출되고 제1,2 모뎀부(63,64)에 의해서 인터넷 신호(전자기기로 전송 가능한 신호)로 변환된다. 변환된 인터넷 신호는 전력선망 수만큼 병렬로 존재하므로 프레임 집합 및 분배부(62)를 거쳐 일렬로 결합됨으로써 인터넷 신호는 전자기기로 전송된다.

반면, 전자기기(43)에서 나온 신호는 제2 전력선 통신 장치(42)로 들어가 다수의 전력선망으로 전력선 신호를 보내게 된다. 도 10을 참조하면, 제2 전력선 통신 장치(42)의 장치 내부에서 프레임 집합 및 분배부(62)를 통해 전력선 통신에서 사용하는 전력선망 수만큼 인터넷 신호를 분배한 후 인터넷 신호는 제1,2 모뎀부(63,64)에 의해 전력선 신호로 변환된다. 변환된 신호는 제1,2 커플링부(67,68)에 의해서 전력선망으로 실려 보내진다. 각 전력선망을 통해 보내진 전력선 신호는 제1 전력선 통신 장치(41)를 통해 외부의 인터넷 라인(44)과 연결된다. 각 전력선망과 연결된 제1,2 커플링부(54,56)에 의해 전력선 신호가 추출되고, 추출된 전력선 신호는 제1,2 모뎀부(53,55)에 의해 인터넷 신호로 변환된다. 변환된 인터넷 신호는 프레임 집합 및 분배부(52)에서 전력선망 수만큼 나뉘어져 있던 신호를 1개 신호로 결합되고, 외부의 인터넷 라인(44)으로 송신되게 된다.

전력선 통신 시 여러 개의 프레임 집합 및 분배부(52,62)에 의해서 신호가 분배되고 집합되는 과정을 거치나 외부 인터넷 라인(44) 또는 전자기기(43)로 전달되기 위해 하나의 신호로 결합되면 처음에 전송한 인터넷 신호 그대로 전달됨을 알 수 있다. 그대신 여러 갈래로 분배되어 전송되므로 전송 대역폭이 확장되어 그만큼 전송속도가 빨라지게 된다.

일반 전력선(35)과 비상 전력선(36)이 동시에 존재하는 경우에도 일반 전력선(35) 또는 비상 전력선(36) 중 한쪽의 전원이 나가거나 고장이 나는 등 전력선망 한쪽을 쓸 수 없는 경우가 발생할 수도 있다. 이와 같이 단일 전력망을 사용하는 경우에도 본 발명에 의한 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템에서 이용하는 제1,2 전력선 통신 장치(41,42)를 사용할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법의 다른 실시 예를 나타낸 순서도로서, 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36) 중에서 어느 하나 또는 두 개를 동시에 사용하는 경우를 나타내고 있다. 도 11는 전자기기(43) 또는 외부 인터넷 라인(44)으로부터 인터넷 신호를 수신하여 전력선 신호로 변환하여 전력선으로 송신하는 방법이다. 인터넷 신호를 수신하고(S305), 단일 전력망을 사용하는지 판단한다(S310). 단일 전력망을 사용하는 경우, 인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 단일 전력선을 통해 송신한다(S315). 단일 전력망을 사용하는 경우가 아니라면, 수신한 인터넷 신호를 제1,2 인터넷 신호로 분배한다(S320). 이때, 수신한 인터넷 신호의 각 패킷을 순서에 따라서 교대로 제1,2 인터넷 신호로 분배할 수 있다. 제1,2 인터넷 신호를 제1,2 전력선 신호로 변환하여 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(36)으로 송신한다(S325, S330).

도 12는 전력선으로부터 전력선 신호를 수신하여 전자기기(43) 또는 외부 인터넷 라인(44)으로 송신하는 방법이다. 단일 전력망을 사용하는지 판단하고(S405), 단일 전력망을 사용하는 경우, 단일 전력선을 통해 전송된 전력선 신호를 수신한다(S410). 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환한 후(S415), 인터넷 신호를 전자기기(43) 또는 외부 인터넷 라인(44)으로 송신한다(S420). 단일 전력망을 사용하는 경우가 아니라면, 일반 전력선(35) 및 비상 전력선(46)을 통해 전송된 제1,2 전력선 신호를 수신하고(S425), 제1,2 전력선 신호를 각각 제1,2 인터넷 신호로 변환한다(S430). 그리고, 제1,2 인터넷 신호의 각 프레임을 하나의 인터넷 신호로 결합한다(S435). 이때, 제 1,2 인터넷 신호의 각 프레임을 기 설정된 순서에 따라서 교대로 배치하여 하나의 인터넷 신호로 결합할 수 있다. 결합된 하나의 인터넷 신호를 전자기기(43) 또는 외부 인터넷 라인(44)으로 송신한다(S440).

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명은 일반 전력망과 비상 전력망이 공존하는 다수의 전력선망이 있는 환경에서 다수의 전력선망을 모두 전력선 통신에 이용함으로써, 향상된 품질의 전력선 통신을 가능케 하여 기존 방식에 비해 처리량도 향상시킬 수 있다.

또한 비상전력 콘센트가 없는 지역에서도 전력선에 직접 제2 전력선 통신 장치를 연결함으로써 다수의 전력선망을 이용한 전력선 통신이 가능하게 해 준다. 이를 통해 전력선 통신의 전체적인 품질을 높이고 서비스의 질도 향상될 수 있다.

35: 일반 전력선망 36: 비상 전력선망
37: 일반전력 콘센트 38: 비상전력 콘센트
41: 제1 전력선 통신 장치 42: 제2 전력선 통신 장치
43: 전자기기 51: 외부 인터넷 연결 인터페이스
52: 프레임 집합 및 분배부 53: 제1 모뎀부
54: 제2 모뎀부 55: 제1 커플링부
56: 제2 커플링부 61: 전자기기 연결 인터페이스
62: 프레임 집합 및 분배부 63: 제1 모뎀부
64: 제2 모뎀부 67: 제1 커플링부
68: 제2 커플링부

Claims (10)

1. 제1 전력 소스에 연결되며 복수의 일반 전송로로 구성되는 일반 전력선 및 제2 전력 소스에 연결되며 복수의 비상 전송로로 구성되는 비상 전력선을 포함하는 전력선 통신 시스템에 있어서,
   상기 전력선 통신 시스템은
   외부 인터넷 라인과 상기 일반 전력선 및 상기 비상 전력선에 동시에 연결되어, 상기 외부 인터넷 라인으로부터 패킷 단위로 순차적으로 전달되는 인터넷 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선에 교대로 전력선 신호로 변환하여 전송하고, 제2 전력선 통신 장치를 거쳐 전달되는 전력선 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 교대로 수신하고, 수신된 상기 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하여 상기 외부 인터넷으로 전달하는 제1 전력선 통신 장치; 및
   전자기기와 상기 일반 전력선 및 상기 비상 전력선에 동시에 연결되어, 상기 제1 전력선 통신 장치를 거쳐 변환된 전력선 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 교대로 수신하고, 수신된 상기 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하여 상기 전자기기로 전달하고, 상기 전자기기로부터 패킷 단위로 순차적으로 전달되는 인터넷 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선에 교대로 전력선 신호로 변환하여 전송하는 상기 제2 전력선 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 시스템.
2. 제1 전력 소스에 연결되며 복수의 일반 전송로로 구성되는 일반 전력선 및 제2 전력 소스에 연결되며 복수의 비상 전송로로 구성되는 비상 전력선을 포함하는 전력선 통신 시스템에 있어서,
   상기 전력선 통신 시스템의 전력선 통신 장치는
   외부 인터넷 라인 또는 전자기기와 연결되고, 일반 전력선 및 비상 전력선에 동시에 연결되는 인터페이스부;
   인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 일반 전력선으로 송신하고, 일반 전력선을 통해 수신되는 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하는 제1 모뎀부;
   인터넷 신호를 전력선 신호로 변환하여 비상 전력선으로 송신하고, 상기 비상 전력선을 통해 수신되는 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하는 제2 모뎀부; 및
   상기 외부 인터넷 라인 또는 전자기기로부터 패킷 단위로 순차적으로 전달되는 인터넷 신호가 상기 인터페이스부를 통해 수신되면, 수신된 상기 인터넷 신호를 상기 제1 모뎀부와 상기 제2 모뎀부로 교대로 전달하고, 상기 제1 모뎀부와 상기 제2 모뎀부로부터 교대로 출력되는 패킷 단위의 인터넷 신호를 순차적으로 집합하여 상기 인터페이스부로 전달하는 프레임 집합 및 분배부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,
   상기 제1,2 모뎀부와 일반 전력선 및 비상 전력선을 각각 연결하는 제1,2 커플링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 제1,2 모뎀부는
   각각 대응하는 전력선의 종류에 따라서, 상기 프레임 집합 및 분배부를 통해 교대로 전달되는 패킷 단위의 인터넷 신호를 각각 전력선 신호로 변환하여 대응하는 전력선으로 병렬로 전송하고, 대응하는 전력선으로부터 병렬로 수신된 하나 이상의 전력선 신호를 인터넷 신호로 변환하고, 변환된 상기 인터넷 신호를 상기 프레임 집합 및 분배부로 교대로 출력하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 장치.
7. 제1 전력 소스에 연결되며 복수의 일반 전송로로 구성되는 일반 전력선 및 제2 전력 소스에 연결되며 복수의 비상 전송로로 구성되는 비상 전력선을 포함하는 전력선 통신 시스템에 있어서,
   외부 인터넷 라인과 상기 일반 전력선 및 상기 비상 전력선에 동시에 연결되는 제1 전력선 통신 장치가,
   상기 외부 인터넷 라인으로부터 패킷 단위로 순차적으로 전달되는 인터넷 신호를 수신하는 단계;
   상기 수신한 인터넷 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선에 교대로 전력선 신호로 변환하여 송신하는 단계;
   전자기기와 상기 일반 전력선 및 상기 비상 전력선에 동시에 연결되는 제2 전력선 통신 장치가,
   상기 제1 전력선 통신 장치를 거쳐 변환된 상기 전력선 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 교대로 수신하는 단계; 및
   상기 교대로 수신된 전력선 신호를 패킷 단위의 인터넷 신호로 변환하여 상기 전자기기로 전송하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 전자기기로 전송하는 단계는
   상기 교대로 수신된 전력선 신호를 기 설정된 순서에 따라 교대로 배치하여 상기 인터넷 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전력선 통신 장치가 상기 전자기기로부터 패킷 단위로 순차적으로 전달되는 인터넷 신호를 수신하는 단계;
    상기 제2 전력선 통신 장치가 상기 수신한 인터넷 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선에 교대로 전력선 신호로 변환하여 송신하는 단계;
    상기 제1 전력선 통신 장치가 상기 변환된 전력선 신호를 상기 일반 전력선 및 비상 전력선을 통해 교대로 수신하는 단계; 및
    상기 제1 전력선 통신 장치가 상기 교대로 수신된 전력 신호를 패킷 단위의 인터넷 신호로 변환하여 상기 외부 인터넷 라인으로 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 전력선을 동시에 이용하는 전력선 통신 방법.
    

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