KR101538148B1 - Ｐｌｃ 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

Ｐｌｃ 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 PLC 신호와 전력신호를 결합 및 분리하는 커플러 및 관련 회로의 구성을 간단하게 하여 전력선 통신모뎀의 크기를 줄이고, 원가를 절감할 수 있는 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법 및 이의 구성방식에 관한 것으로, 전력선 통신모뎀의 신호 송수신모듈와 연결되어 PLC 신호를 전력신호와 결합 및 분리하는 커플링 트랜스포머; 및 상기 커플링 트랜스포머와 직결되어 LC 필터를 구성하는 커플링 캐패시터를 포함한다.

Description

ＰＬＣ 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법{ROUTING DEVICE OF PLC MASTER MODEM AND ITS METHOD}
본 발명은 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전체 통신 라인에 대한 각 구간별 전송속도(BPS)를 계산할 때 기존의 조화평균법을 이용한 알고리즘 대신, 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 적용하여, 최적으로 통신 라인을 선택하여 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는, PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법 및 이의 구성방식에 관한 것이다.
전력선 통신(PLC:Power Line Communication)이란 전력을 공급하는 전력선을 물리적인 통신 매체로 활용하여 데이터를 전송하는 기술로, 별도의 전용 통신선로 없이 기설 전력 인프라에 전력선 통신장비를 연결하여 데이터 네트워킹을 가능하게 만드는 장점이 있다.
이러한, 전력선 통신은 통상 50Hz~60Hz 대역의 상용 전력신호에 수 kHz∼MHz 대역의 고주파 전력선 통신신호(이하 'PLC' 신호)를 중첩하여 전송하는 방식을 사용한다.
또한, 전력선 통신은 PLC 신호의 변조주파수 대역에 따라 협 대역(kHz 대역)과 광대역 전력선 통신(MHz 대역), 통신 속도에 따라 저/중속(1Mbps 급 미만)과 고속(1Mbps 급 이상) 전력선 통신, 적용되는 전력망에 따라 저압과 고압 전력선 통신 등으로 구분된다.
한편, 전력선 통신 방식은 원활한 통신을 위하여 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀 사이의 모든 통신 구간에 대하여 각 단계별 BPS값에 대한 조화평균을 계산하여 가장 우수한 통신 구간을 이용하여 통신한다.
그런데 이와 같은 종래의 통신 방식은 각 단계별로 전송속도를 지속적으로 계산하여야 하므로, 라우팅의 단수가 높아지면 계산량이 기하 급수적으로 늘어 실용화에 적합하지 않은 문제가 발생한다.
따라서 다단의 경우 계산 량이 급격히 늘어도 최적의 라우팅 경로를 단시간에 효과적으로 계산할 수 있는 새로운 알고리즘을 적용하여야 한다.
한국등록특허 제10-0664953호 한국등록특허 제10-0572835호
본 발명은 상기와 같은 종래의 기술을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 전체 통신 라인에 대한 각 구간별 전송속도(BPS)를 계산하고, 이를 이용하여 최적으로 통신 라인을 선택하여 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치는 슬레이브 모뎀과 데이터 송수신하는 PLC 커플러; 상기 슬레이브 모뎀과의 모든 통신 구간에 대한 각 단계별 통신 속도를 수신하여 저장 하는 저장부; 상기 저장부에 저장되는 각 단계별 통신 속도를 처리하여 최적으로 통신 라인을 연산하는 라우팅 처리모듈; 및 상기 PLC 커플러를 통해 수신하는 데이터를 상기 저장부에 저장하고, 상기 저장부에 저장되는 각 단계별로 통신 속도를 상기 라우팅 처리모듈로 제공하고, 상기 라우팅 처리모듈에서 설정한 최적 통신라인을 통해 상기 슬레이브 모뎀과 통신하도록 상기 PLC 커플러를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 라우팅 처리모듈은 상기 PLC 커플러와 상기 슬레이브 모뎀의 통신 상태를 진단하고, 각 단계별 통신 속도를 이용하여 모든 통신라인의 통신 속도를 계산한 후, 통신 속도가 가장 빠른 통신라인을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 제어 방법은 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀의 통신 상태를 진단하는 단계; 각 단계별 통신 속도를 이용하여 모든 통신라인의 통신 속도를 계산하는 단계; 통신 속도가 가장 빠른 통신 라인을 선택하는 단계; 선택한 통신라인의 통신 속도와 실제 통신 속도를 비교하고 만족하는 통신 속도 이면 해당 통신 라인을 선택하여 통신하는 단계; 선택한 통신라인의 통신 속도와 실제 통신 속도를 비교하여 만족하는 통신 속도가 아니면 각 통신 라인의 통신 속도를 계산하여 새로운 통신 라인을 재 생성하는 단계; 및 새로 선택한 통신 라인의 통신 상태를 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법에 의하면, 전체 통신 라인에 대한 각 구간별 전송속도(BPS)를 이용한 라우팅 경로 설정 방법으로 기존의 조화평균법을 이용한 알고리즘 대신, 본 발명의 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 적용함으로써, 최적으로 통신 라인을 선택하여 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신의 개념을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치(10)는 마스터 통신 모뎀에 구비되어 슬레이브 모뎀(20)과 데이터를 송수신하며, 각 계층별 리시버 모뎀(30)을 통한 통신 속도를 이용하여 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀(20)의 최적 통신 라인을 선택한다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치(10)는 슬레이브 모뎀(20)과 데이터 송수신하는 PLC 커플러(11)과, 슬레이브 모뎀(20)과의 모든 통신 구간에 대한 각 단계별 통신 속도를 수신하여 저장하는 저장부(13)와, 이 저장부(13)에 저장되는 각 단계별 통신 속도를 처리하여 최적으로 통신 라인을 연산하는 라우팅 처리모듈(17) 및 이 라우팅 처리모듈(17), PLC 커플러(11), 저장부(13)를 제어하는 제어부(15)를 포함한다.
이때, 본 실시 예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치(10)는 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(19)를 더 포함한다.
제어부(15)는 PLC 커플러(11)를 통해 수신하는 데이터를 저장부(13)에 저장하고, 저장부(13)에 저장되는 각 단계별로 통신 속도를 라우팅 처리모듈(17)로 제공하고, 라우팅 처리모듈(17)에서 설정한 최적 통신라인을 통해 슬레이브 모뎀(20)과 통신하도록 PLC 커플러(19)를 제어한다.
라우팅 처리모듈(17)은 PLC 커플러(11)와 슬레이브 모뎀(20)의 통신 상태를 진단하고, 각 단계별 통신 속도를 이용하여 모든 통신라인의 통신 속도를 계산한 후, 통신 속도가 가장 빠른 통신라인을 산출하여 제어부(15)로 제공한다.
이 경우 라우팅 처리모듈(17)은 모든 통신라인 중 통신 속도가 가장 빠른 통신라인을 산출하기 위해 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 적용시킨다.
여기서 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA) 이란, 선택(Selection)과 교차(crossover), 돌연변이(mutation) 연산자를 이용하여 문제에 대한 후보 해 또는 유기체의 집합인 개체군을 새로운 개체군으로 반복적으로 변형함으로써 최적 해를 찾는 진화 알고리즘(Evolutionary Algorithm) 중의 하나를 의미한다.
통신 성능에 따른 최적 라우팅 경로(path)를 구하는 문제는 한정된 계산 시간과 리소스를 가지고 최적의 해를 찾아야 한다는 점 및 통신이라는 특성상 실시간 처리가 가능해야 한다는 점에서, 복수개의 통신라인 중 통신 속도가 가장 빠른 통신라인을 산출하는데 있어서 상기 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 유사하게 적용시키는 것이 가장 효율적이다.
이는 기존의 조화평균법을 이용한 라우팅 경로를 구하는 알고리즘의 경우, 계산절차가 간단하여 실험실수준 정도인 1~2단정도의 라우팅 설정을 하는 경우 빠르게 통신 연결을 할 수 있는 장점이 있지만, 실제 현장에 모뎀이 설치된 경우 신호가 안 좋은 구간이 다수 발생하여 5~10단 정도의 라우팅이 필요하게 되는데, 이 경우에는 계산 량이 기하급수적으로 증가하여 성능의 저하가 발생하거나 정상적인 라우팅 경로를 설정하지 못하는 상태가 발생하게 되는 문제점이 있기 때문이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 제어 방법을 제 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, PLC 마스터 모뎀의 라우팅 제어 방법은 마스터 모뎀의 라우팅 장치(10)와 슬레이브 모뎀(20)의 통신 상태를 진단하는 단계(S10)와, 각 단계별 통신 속도를 이용하여 모든 통신라인의 통신 속도를 계산하는 단계(S20)와, 통신 속도가 가장 빠른 통신 라인을 선택하는 단계(S30)를 포함한다.
또한, PLC 마스터 모뎀의 라우팅 제어 방법은 S30 단계에서 선택한 통신 라인의 통신 속도와 실제 통신 속도를 비교하고(S40), 해당 통신 라인의 실제 통신 속도가 산출한 통신 속도 이상이면 해당 통신 라인을 선택하여 슬레이브 모뎀(20)과 통신하는 단계(S50)를 수행한다.
또한, PLC 마스터 모뎀의 라우팅 제어 방법은 S30 단계에서 선택한 통신 라인의 통신 속도와 실제 통신 속도를 비교하고(S40), 해당 통신 라인의 실제 통신 속도가 산출한 통신 속도 미만이면 각 통신 라인의 통신 속도를 다시 계산하여 새로운 통신 라인을 재생성하여 선택하고(S60), 새로 선택한 통신 라인의 통신 상태를 진단하는 단계(S70)를 수행한다.
이와 같은 본 실시 예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치 및 이의 제어방법은 전체 통신 라인에 대한 각 구간별 전송속도(BPS)를 계산할 때 기존 방식인 조화평균을 이용한 알고리즘이 아니라, 본 발명의 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 이용하여 최적의 라우팅 경로를 최단시간에 계산함으로써, 최적으로 통신 라인을 선택하여 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 라우팅 장치
11 : PLC 커플러
13 : 저장부
15 : 제어부
17 : 라우팅 처리모듈

Claims (4)

  1. 슬레이브 모뎀과 데이터 송수신하는 PLC 커플러;
    상기 슬레이브 모뎀과의 모든 통신 구간에 대한 각 단계별 통신 속도를 수신하여 저장 하는 저장부;
    상기 저장부에 저장되는 각 단계별 통신 속도를 처리하여 최적으로 통신 라인을 연산하는 라우팅 처리모듈; 및
    상기 PLC 커플러를 통해 수신하는 데이터를 상기 저장부에 저장하고, 상기 저장부에 저장되는 각 단계별로 통신 속도를 상기 라우팅 처리모듈로 제공하고, 상기 라우팅 처리모듈에서 설정한 최적 통신라인을 통해 상기 슬레이브 모뎀과 통신하도록 상기 PLC 커플러를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 라우팅 처리모듈은,
    유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 적용시켜 모든 통신라인 중 통신 속도가 가장 빠른 통신라인을 산출하는 것을 특징으로 하는 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅 처리모듈은 상기 PLC 커플러와 상기 슬레이브 모뎀의 통신 상태를 진단하고, 각 단계별 통신 속도를 이용하여 모든 통신라인의 통신 속도를 계산한 후, 통신 속도가 가장 빠른 통신라인을 산출하는 것을 특징으로 하는 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 장치.
  3. 삭제
  4. 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀의 통신 상태를 진단하는 단계;
    각 단계별 통신 속도를 이용하여 모든 통신라인의 통신 속도를 계산하는 단계;
    유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 적용시켜 통신 속도가 가장 빠른 통신 라인을 선택하는 단계;
    선택한 통신라인의 통신 속도와 실제 통신 속도를 비교하고 만족하는 통신 속도 이면 해당 통신 라인을 선택하여 통신하는 단계;
    선택한 통신라인의 통신 속도와 실제 통신 속도를 비교하여 만족하는 통신 속도가 아니면 각 통신 라인의 통신 속도를 계산하여 새로운 통신 라인을 재 생성하는 단계; 및
    새로 선택한 통신 라인의 통신 상태를 진단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 마스터 모뎀의 라우팅 제어 방법.
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