KR101747189B1 - 지하공동구 통신 시스템 및 그 운영 방법 - Google Patents

지하공동구 통신 시스템 및 그 운영 방법 Download PDF

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KR101747189B1 KR1020160029482A KR20160029482A KR101747189B1 KR 101747189 B1 KR101747189 B1 KR 101747189B1 KR 1020160029482 A KR1020160029482 A KR 1020160029482A KR 20160029482 A KR20160029482 A KR 20160029482A KR 101747189 B1 KR101747189 B1 KR 101747189B1
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Abstract

본 발명은 지하공동구 통신 시스템 및 그 운영 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지하공동구에서 운영되는 통신 시스템은, 상기 지하공동구 외부에 구비되고, 외부 통신망으로부터 수신되는 신호를 중계하는 주 중계기와; 상기 지하공동부 내부에 구비되고, 자체적으로 펨토셀을 운영하며, 상기 주 중계기와 유선 케이블을 통해 연결되고, 상기 주 중계기로부터 상기 유선 케이블을 통해 수신되는 중계 신호를 자신의 펨토셀 영역으로 무선 송출하는 종단 중계기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

지하공동구 통신 시스템 및 그 운영 방법{COMMUNICATION SYSTEM FOR UNDERGROUND UTILITY-PIPE CONDUIT AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 지하공동구 통신 시스템 및 그 운영 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하에 매설 또는 설치되어 작업자들이 각종 작업을 수행할 수 있도록 구성된 지하공동구에서의 통신을 위한 시스템 및 그 통신 운영 방법에 관한 것이다.
상하수도, 전화 케이블, 가스관 등을 함께 수용하기 위해 일종의 지하터널에 해당하는 지하공동구가 설치 및 이용되고 있는데, 특히 이러한 지하공동구는 지하에 매설됨으로써 도시의 미관을 해치지 않고, 도로구조를 보존하여 교통의 원활한 소통 이 가능하도록 하는 효과가 있어 널리 이용되고 있다.
또한 지하공동구는 도시의 기능 유지를 위한 각종 케이블, 파이프 등을 함께 수용할 수도 있고 작업자가 작업할 수 있도록 하는 충분한 공간이 마련되어 있어서 작업 효율을 증대시키는 효과도 있다.
그러나 지하공동구 역시 밀폐된 구역이므로 그 내부의 작업자가 지상의 관리자 등과 통신하기 위해서는 별도의 통신 장치들이 설치 및 운영되어야 하는데, 종래에 구성되는 시스템들에 의해서는 여러 가지 문제점이 발생되고 있다.
예를 들어 지하공동구 외부와 내부 간에 UTP 케이블(Unshielded Twisted Pair Cable)을 이용하여 통신 연결할 수 있는데, 이러한 UTP 케이블은 외부의 충격으로 절단 또는 손상이 발생되어 통신 장애 원인을 발생시키기 쉽다는 단점이 있다.
또한 이러한 UTP 케이블은 대역폭 카테고리 즉, CAT5, CAT6의 경우라도 통신 수용 거리 능력에 제한이 있고, 또한 UTP 케이블은 통신 전용 케이블에 해당하므로 전원 케이블을 별도로 구성해야 하는 문제점이 있다.
또한 종래에 지하공동구 내에 무선 통신으로써 WI-FI(wireless fidelity) 통신 즉, IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준에 근거한 WLAN(wireless local area network) 통신 방식의 이용을 고려해 볼 수 있는데, 이러한 WI-FI 통신은 통신 간섭, 저출력, 통신 거리 등의 문제와 함께 이동성이 보장되지 않는다는 문제점이 있다. 즉, 지하공동구 내에서 작업자가 조금만 멀리 움직여도 WI-FI 통신에 의해서는 무선 통신이 이루어지지 않는 것이다.
등록특허 제10-1322765호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 지하공동구 내의 작업자들의 데이터 통신 또는 음성 통화가 원활하게 이루어지도록 하면서도, 지하공동구 내의 작업환경을 쾌적하게 하는 통신 시스템 및 그 운영 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 지하공동구에서 운영되는 통신 시스템은, 상기 지하공동구 외부에 구비되고, 외부 통신망으로부터 수신되는 신호를 중계하는 주 중계기와; 상기 지하공동부 내부에 구비되고, 자체적으로 펨토셀을 운영하며, 상기 주 중계기와 유선 케이블을 통해 연결되고, 상기 주 중계기로부터 상기 유선 케이블을 통해 수신되는 중계 신호를 자신의 펨토셀 영역으로 무선 송출하는 종단 중계기를 포함하여 구성된다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 지하공동구에서의 통신 시스템 운영방법은, 외부 통신망으로부터 수신되는 신호를 중계하는 주 중계기를 상기 지하공동구 외부에 배치하는 단계와; 상기 지하공동부 내부에 상기 주 중계기와 유선 케이블을 통해 연결되는 종단 중계기를 배치하고, 상기 종단 중계기가 자체적으로 펨토셀을 운영하며 상기 주 중계기로부터 상기 유선 케이블을 통해 수신되는 중계 신호를 자신의 펨토셀 영역으로 무선 송출토록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 지하 공동구 작업자들이 자신의 통신 단말기를 이용한 통신이 원활히 이루어짐으로써 안전 사고 발생시 신속한 대응이 가능하다.
또한, 주 중계기와 종단 중계기 모두 상용 전원은 물론이고 직류 배터리 전원으로도 동작할 수 있도록 구성됨으로써, 상용 전원을 끌어오기가 여의치 않은 지하 공동구 작업에서도 통신이 가능하도록 할 수 있다.
특히, 주 중계기는 배터리 잔량과 중계 처리량을 비교하여 배터리 전력 소진 시간을 표시해 줌으로써, 관리자가 배터리 교체 시점을 용이하게 판단할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하공동구 통신 시스템의 개략 구성도이고,
도 2는 도 1의 주 중계기 외관의 구체적인 일 예이고,
도 3은 도 1의 주 주 중계기와 종단 중계기 간에 연결되는 복합 케이블 내의 광 코어 구성을 종래와 비교한 도면이고,
도 4는 도 1의 주 중계기의 제어 흐름도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
이하 본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 특히 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성, 개별 기능, 또는 개별 단계 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지하 공동구 통신 시스템(100)의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.
동 도면에 도시된 바와 같이 지하 공동구 통신 시스템(100)은 주 중계기(110)와 종단 중계기(120)를 포함하여 구성된다.
여기서 주 중계기(110)는 지하 공동구 외부 즉, 지상에 구비되는 것으로서, 외부 통신망(예를 들어 이동 통신망)으로부터 수신되는 신호를 중계하여 종단 중계기(120)로 전달하고, 또한 종단 중계기(120)로부터 수신되는 신호를 외부 통신망으로 전달하는 중계 기능을 수행한다.
여기서 외부 통신망으로부터 통신 신호를 수신한다는 것은 예를 들어 이동통신사에서 운영하는 기지국으로부터 무선 통신 신호를 수신하는 것은 물론이고, 이동통신사에서 운영하는 장치로부터 유선으로 통신 신호를 수신하는 것, 또한 이동통신망과 연계된 사내 통신 장치와 연동하여 통신 신호를 수신하는 것도 포함한다.
주 중계기(110)는 상용 AC 전원에 연결되도록 구성될 수도 있지만, 바람직하게는 배터리 연결에 의해 동작하도록 구성될 수 있다.
일반적으로 지하 공동구 근처에 상용 전원을 끌어오기가 마땅치 않을 수 있는데, 이 경우 주 중계기(110)는 배터리 연결 구조를 가지고 있어서 배터리를 이용할 수 있으므로 휴대 및 이동이 용이하다는 장점이 있다.
이처럼 주 중계기(110)가 배터리 연결에 의해 동작하는 경우, 주 중계기(110)는 배터리로부터 입력되는 전력의 일부를 복합 케이블(200)을 통해 종단 중계기(120)에 전송할 수 있다. 이를 위해 주 중계기(110) 내부에는 직류 전원의 바이패스 또는 스위칭 동작을 위한 전자적 회로가 구비될 수 있다.
또한, 주 중계기(110)에는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 등과 같은 디스플레이부가 구비될 수 있는데, 주 중계기(110)는 배터리로 동작하는 경우 배터리 소진까지의 잔여 시간을 표시할 수 있다.
특히, 주 중계기(110)에 구비된 제어부(미 도시함)는 종단 중계기(120)기로부터 수신되어 중계 처리하는 회선 수에 기초하여 배터리 소모 잔여시간을 산출하여 표시할 수 있다.
예를 들어 주 중계기(110)는 종단 중계기(120)로부터 수신된 신호를 중계 처리할 때 그 중계 처리하는 회선수를 판단하고, 기 설정된 알고리즘(예를 들어 회선수 당 평균 전력 소모량과 회선수를 곱한 전력량과 배터리 잔량을 비교하는 알고리즘)에 따라 배터리 소진 시점을 시간으로 알려주는 것이다. 여기서 배터리 잔량은 배터리의 전압을 측정하는 방식 등 기 공지된 기술이 이용될 수 있으므로 보다 상세한 설명을 생략한다.
상용 전원이 아닌 배터리를 이용하여 통신 시스템(100)을 구축하는 경우 배터리 전력 소진 시점을 알지 못하는 경우 불시에 통신 불능 상태에 빠질 수도 있다.
또한 단순히 현재 배터리 잔량만을 표시하는 경우에도 배터리 소진 시점까지 얼마나 남아 있는지 알 수 없기는 마찬가지이다. 예를 들어 동일한 배터리 잔량이 남았다 하더라도 중계 처리를 많이 하는 경우에는 배터리 소모량이 많을 것이고, 중계 처리를 적게 하는 경우에는 상대적으로 배터리 소모량이 적을 것이므로 정확한 배터리 전력 소진 시점을 알 수 없는 것이다.
그러나 본 발명과 같이 중계 처리하고 있는 회선수(예를 들어 지하 공동구 내에서 작업을 하면서 통화하고 있는 인원수)를 고려하여 배터리 전력 소진 시점을 산출하여 표시하게 되면, 주 중계기(110) 관리자로 하여금 배터리 교체 시점을 미리 알 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 이러한 주 중계기(110)는 지하 공동구 작업 현장에 이동시키기 용이하게 위한 구조를 가질 수 있는데, 주 중계기(110)의 외관 구성의 일 예는 도 2에 도시된 바와 같다.
동 도면에 도시된 바와 같이 주 중계기(110)는 상단부에 이동시 파지할 수 있는 위한 손잡이(131)가 구비되어 있고, 몸체(112)에는 종단 중계기(120)에 착탈식으로 연결되는 유선 케이블(200)을 감아서 수납할 수 있는 릴(113)이 구비될 수 있다.
한편, 종단 중계기(120)는 지하 공동구 내부에 구비되고 주 중계기(110)와 유선 케이블을 통해 연결되는 것으로서, 주 중계기(110)와 유선 케이블을 통해 신호를 주고받을 수 있다.
특히, 종단 중계기(120)는 자체적으로 작업자의 무선 통신 단말기(400)와 통신할 수 있는 펨토셀을 구성 및 운영하고, 유선 케이블을 통해 주 중계기(110)로부터 수신되는 통신 신호를 자신의 펨토셀 내로 중계 송출하는 기능을 수행한다.
여기서 펨토셀은 예를 들어 실내 음영 지역을 해소하고 주파수 자원의 효율을 증대시켜 고속 데이터 서비스를 가능하게 하는 초소형 기지국 또는 중계기에 의해 무선 통신이 이루어지는 셀을 의미한다.
이처럼 종단 중계기(120)는 주 중계기(110)로부터 수신되는 통신 신호를 자신의 펨토셀 내로 송출하는 기능을 수행할 뿐만 아니라, 지하 공동구 내에서 작업하는 작업자들의 무선 통신 단말기(400)로부터 수신되는 통신 신호를 유선 케이블을 통해 주 중계기(110)로 전달하는 기능도 수행한다.
이러한 종단 중계기(120) 역시 주 중계기(110)와 마찬가지로 작업자가 들고 이동할 수 있는 손잡이가 구비될 수 있음은 물론이다.
또한 종단 중계기(120)는 주 중계기(110)로부터 상용 AC 전원 또는 배터리 DC 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
상술한 바와 같이 주 중계기(110)와 종단 중계기(120) 간에는 유선 케이블로 연결되어 있는데, 이러한 유선 케이블은 광통신을 위한 복수 개의 광 코어와 전원공급을 위한 복수 개의 전력선을 포함하는 복합 케이블(200)로 이루어질 수 있다.
이처럼 통신선과 전력선이 함께 포함된 복합 케이블(200)을 이용하게 되면, 종단 중계기(120)는 주 중계기(110)로부터 공급되는 전력을 이용하면 되므로 별도의 전원 케이블이 필요치 않다.
이는 종래에 장비 운용에 있어서 통신선과 전력선을 별도로 설치하는 것에 비해 지하 공동구 내의 작업 환경을 좋게 하는 효과가 있다.
예를 들어 종단 중계기(120)에는 복합 케이블(200) 연결을 위한 하나의 포트만 구성되면 되고, 그 포트를 통해 통신 신호 송수신과 전력 공급이 이루어질 수 있으므로 여러 개의 선을 종단 중계기(120)에 연결하지 않아도 되는 것이다.
또한 복합 케이블(200) 내에 통신용으로 광 코어를 포함시킴으로써, 종래의 UTP 케이블 또는 동축 케이블의 사용으로 인한 즉, 통신 용량 부족, 통신 속도 저하, 통신 거리 등의 문제를 해결할 수 있다. 일 예로, 동축 케이블의 경우 30m 초과시 케이블의 굵기가 배 이상이 되어야 원활한 통신이 가능한데, 광 코어를 이용한 광통신에서는 이러한 문제가 발생하지 않는다.
광 코어를 이용한 광통신에 관한 기술 그 자체는 공지된 기술에 해당하므로 보다 상세한 설명을 생략한다.
주 중계기(110)와 종단 중계기(120) 사이의 복합 케이블(200) 구성의 일 예로써, 통신 신호의 송수신을 위한 2개 또는 4개의 광 코어와 전력 전달을 위한 2 개 또는 3개의 전력 코어가 포함될 수 있다.
특히, 복합 케이블(200)에 포함된 광 코어는 종래와 달리 각각 개별적인 단일 튜브 내에 삽입된 형태로 구성될 수 있다.
즉, 도 3을 참조하면, 도 3(a)는 종래의 광 케이블의 구성의 일 예를 나타낸 것이고, 도 3(b)는 본 발명에 따른 광 케이블의 구성을 나타낸 것이다.
즉, 종래에는 복수 개의 광 코어(220')가 하나의 튜브(210') 내에 한꺼번에 삽입된 형태로 구성되었는데, 본 발명에서는 복합 케이블(200)에 포함되는 광 코어(220)가 각각의 튜브(210)에 삽입된 형태로 구성되는 것이다.
종래와 같이 복수 개의 광 코어(220')가 하나의 튜브(210') 내에 삽입된 형태로 구성되는 경우 광 코어(220')의 연결을 위해 별도의 광분배함이 필요하거나 또는 고 비용의 융착 접속을 수행해야 하는데, 본원발명과 같이 각 광 코어(220)가 각각의 튜브(210)에 삽입된 형태로 구성되면 튜브(210) 단위의 연결 기술이 적용될 수 있으므로 현장에서 용이하게 광 코어(220) 연결이 가능하여 비용 및 시간이 절약될 수 있는 효과가 있다.
광 코어(220)의 연결 과정 그 자체는 공지된 기술에 해당하므로 보다 상세한 설명을 생략한다.
또한 종래에는 통신선이 외부의 충격 등에 약해 통신 장애를 발생시키는 문제가 있어서 이를 방지하기 위해서는 통신선 보호를 위한 별도의 방안이 강구되어야 했는데, 본원발명과 같이 복합 케이블(200) 내에 전력선과 함께 통신을 위한 광 코어(220)를 포함시키는 경우 통신선 보호를 위한 별도의 방안이 강구될 필요가 없어 비용절감 효과도 있다.
즉, 종래에는 전력선과 통신선 보호를 위한 개별적인 보호 방안이 필요했지만, 본원발명에 의하면 복합 케이블(200)에 대한 보호 방안으로 충분하므로 중복 비용 발생을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 지하 공동구 내 작업은 외부의 무선 전파가 수신되기 어려운 밀폐된 상황이므로, 이처럼 주 중계기(110)와 복합 케이블(200)로 연결되는 종단 중계기(120)를 지하 공동구 내에 위치시켜 펨토셀을 운영하도록 함으로써, 지하 공동구 내의 작업자들은 자신의 무선 통신 단말기(400)를 이용하여 외부와 음성 통신 또는 데이터 통신을 수행할 수 있게 된다.
도 4는 상술한 주 중계기(110)에서 중계 처리 회선수에 따라 배터리 소진 잔여 시간을 산출하는 제어과정이다.
우선, 주 중계기(110)는 종단 중계기(120)로부터 수신되는 지하 공동구 내 작업자 통신 단말기(400)의 신호를 중계 처리한다.
이때 주 중계기(110)는 통신 중계를 처리하는 연결 호 개수를 판단한다. 이때 연결 호는 지하 공동구 내 작업자가 발신자이든 착신자이든 상관없다.
이어서 주 중계기(110)는 전압 센서 등을 이용하여 배터리 잔량을 확인하고, 그 확인된 배터리 잔량과 앞서 판단한 통신 중계 연결호 개수를 이용하여 배터리 소진 잔여 시간을 판단한다.
주 중계기(110)는 이렇게 판단된 배터리 소진 잔여 시간은 표시하는데, 상술한 과정 즉 배터리 소진 잔여 시간을 판단하는 과정은 기 설정된 시간 간격으로 반복 처리될 수 있다.
한편, 상술한 각 실시예를 수행하는 과정은 소정의 기록 매체(예를 들어 컴퓨터로 판독 가능한)에 저장된 프로그램 또는 애플리케이션에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다. 여기서 기록 매체는 RAM(Random Access Memory)과 같은 전자적 기록 매체, 하드 디스크와 같은 자기적 기록 매체, CD(Compact Disk)와 같은 광학적 기록 매체 등을 모두 포함한다.
이때, 기록 매체에 저장된 프로그램은 컴퓨터나 스마트폰 등과 같은 하드웨어 상에서 실행되어 상술한 각 실시예를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.
한편, 상술한 각 실시예를 수행하는 과정은 소정의 기록 매체(예를 들어 컴퓨터로 판독 가능한)에 저장된 프로그램 또는 애플리케이션에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다. 여기서 기록 매체는 RAM(Random Access Memory)과 같은 전자적 기록 매체, 하드 디스크와 같은 자기적 기록 매체, CD(Compact Disk)와 같은 광학적 기록 매체 등을 모두 포함한다.
이때, 기록 매체에 저장된 프로그램은 컴퓨터나 스마트폰 등과 같은 하드웨어 상에서 실행되어 상술한 각 실시예를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.
100 : 통신 시스템 110 : 주 중계기
120 : 종단 중계기 200 : 복합 케이블
400 : 통신 단말기

Claims (6)

  1. 지하공동구에서 운영되는 통신 시스템에 있어서,
    상기 지하공동구 외부에 구비되고, 외부 통신망으로부터 수신되는 신호를 중계하는 주 중계기와;
    상기 지하공동부 내부에 구비되고, 자체적으로 펨토셀을 운영하며, 상기 주 중계기와 유선 케이블을 통해 연결되고, 상기 주 중계기로부터 상기 유선 케이블을 통해 수신되는 중계 신호를 자신의 펨토셀 영역으로 무선 송출하는 종단 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 중계기와 상기 종단 중계기 사이의 유선 케이블은 광통신을 위한 복수 개의 광코어와 전원공급을 위한 복수 개의 전력선을 포함하는 복합 케이블인 것을 특징으로 하는 지하공동구 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 광코어는 각각 개별적인 단일 튜브 내에 삽입된 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통신 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주 중계기는 배터리 연결에 의해 동작하고, 상기 배터리로부터 입력되는 전력의 일부를 상기 복합 케이블을 통해 상기 종단 중계기에 전송하고,
    상기 종단 중계기는 상기 주 중계기로부터 상기 복합 케이블을 통해 입력되는 전력으로 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통신 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주 중계기는 상기 종단 중계기로부터 수신되어 중계 처리하는 회선수에 기초한 배터리 소모 잔여 시간을 표시하는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통신 시스템.
  6. 지하공동구에서의 통신 시스템 운영방법에 있어서,
    외부 통신망으로부터 수신되는 신호를 중계하는 주 중계기를 상기 지하공동구 외부에 배치하는 단계와;
    상기 지하공동부 내부에 상기 주 중계기와 유선 케이블을 통해 연결되는 종단 중계기를 배치하고, 상기 종단 중계기가 자체적으로 펨토셀을 운영하며 상기 주 중계기로부터 상기 유선 케이블을 통해 수신되는 중계 신호를 자신의 펨토셀 영역으로 무선 송출토록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하공동구 통신 시스템 운영방법.
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KR102310628B1 (ko) * 2021-05-27 2021-10-08 주식회사 에이씨앤티시스템 비상통신기능을 제공하는 지하감시통신장치 및 방법
KR20230083379A (ko) 2021-12-02 2023-06-12 (주)위니텍 지하공동구 통합관제를 위한 시스템 및 데이터 전송방법

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KR101322765B1 (ko) 2013-06-21 2013-10-29 주식회사 가은 지하공동구의 안전 유지관리용 환기시설

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