KR102020112B1 - 데이터 분산 서비스 기반 iec61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼 - Google Patents

데이터 분산 서비스 기반 iec61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EC61850 서버와 EC61850 클라이언트 간의 요청-응답 통신에 있어서, 데이터 분산 서비스(DDS)를 이용함으로써 서버 부하를 분산 처리할 수 있는 IEC61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼에 관한 것이다.
본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법은, DDS 구독자(이하, '밸런서 구독자'라 함), DDS 발행자(이하, '밸런서 발행자'라 함) 및 메모리 상의 큐(Queue)로 이루어진 DDS 로드 밸런서를 기반으로 구현되고, IEC61850 클라이언트에 연결된 DDS 발행자가 제1 토픽(Topic)의 IEC61850 요청샘플을 발행하는 단계 a와; 상기 DDS 로드 밸런서가 상기 IEC61850 요청샘플을 수신하여 상기 메모리 상의 큐에 저장하고, 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(이하, '제2 토픽'이라 함)에 재발행하는 단계 b와; IEC61850 서버와 연결된 DDS 구독자가 상기 제2 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하는 단계 c와; 상기 IEC61850 서버와 연결된 DDS 발행자가 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 발행하는 단계 d; 및 상기 IEC61850 클라이언트에 연결된 DDS 구독자가 상기 제3 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 클라이언트에 전달하는 단계 e;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼{METHOD AND PLATFORM FOR DDS-BASED IEC61850 REQUEST-RESPONSE COMMUNICATION}
본 발명은 IEC61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터 분산 서비스(DDS)를 이용하여 IEC61850 서버와 IEC61850 클라이언트 간에 요청-응답 통신하는 방법 및 플랫폼에 관한 것이다.
IEC61850은 변전소 자동화 통신 프로토콜로서 IED(Intelligent Electronic Device)들 간의 효율적인 통신을 목표로 하고 있으며, 전력 시스템 내의 모든 IED를 추상화하여 모델링한 후 정보를 교환한다. IEC61850의 가장 기본적인 통신은 클라이언트에서 서버로 정보를 요청하고 이에 응답하는 통신 모델을 사용한다.
IEC61850은 변전소 내부와 외부 통신에서 모두 사용할 수 있는 기술로서 설계 방식 및 적용 환경에 따라 IEC61850 시스템은 대규모로 구성될 수도 있다. 그런데, 대규모 IEC61850 시스템에서는 단일 IEC61850 서버에 다수 클라이언트로부터의 요청이 과다하게 집중될 수 있고, 그 과정에서 IEC61850 시스템의 가용성이 확보되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 그러나 IEC61850 프로토콜의 표준안 또는 기존 문헌 어디에서도 위와 같은 과다 부하 문제에 대한 해결 방법을 제시하지 못하고 있는 상태다.
결국, IEC61850 서버에 다수 클라이언트로부터의 요청이 과다하게 집중될 경우 IEC61850 시스템의 가용성을 보장할 수 없게 되는데, 이를 방지하기 위해서는 IEC61850 서버와 EC61850 클라이언트 간의 요청-응답 통신에 있어 IEC561850 서버에 집중되는 과다 부하를 분산 처리할 수 있는 기술이 반드시 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 IEC61850 서버와 EC61850 클라이언트 간의 요청-응답 통신에 있어서, IEC61850의 데이터 요청을 DDS로 대체하고, DDS 로드 밸런서(Load Balancer)라는 별도의 참가자(Participant)를 더 설계함으로써, IEC561850 서버에 집중되는 과다 부하를 분산 처리할 수 있는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법은, DDS 구독자, DDS 발행자 및 메모리 상의 큐(Queue)로 이루어진 DDS 로드 밸런서(이하, DDS 로드 밸런서에 구비된 DDS 구독자 및 DDS 발행자를 각각 '밸런서 구독자' 및 '밸런서 발행자'라 함)를 이용하여, 각각 DDS 구독자 및 DDS 발행자를 구비하는 IEC61850 서버와 IEC61850 클라이언트(이하, 상기 IEC61850 서버 및 상기 IEC61850 클라이언트에 각각 구비되는 DDS 구독자 및 DDS 발행자를 '서버측 DDS 발행자', '서버측 DDS 구독자', '클라이언트측 DDS 발행자' 및 '클라이언트측 DDS 구독자'라 함) 간에 DDS 기반 요청-응답 통신하는 방법으로서, IEC61850 클라이언트에 연결된 상기 클라이언트측 DDS 발행자가 제1 토픽(Topic)의 IEC61850 요청샘플을 발행하는 단계 a; DDS 로드 밸런서의 상기 밸런서 구독자가 상기 IEC61850 요청샘플을 수신하여 상기 메모리 상의 큐에 저장하고, 상기 밸런서 발행자를 이용하여 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(이하, '제2 토픽'이라 함)에 재발행하는 단계 b; IEC61850 서버와 연결된 상기 서버측 DDS 구독자가 상기 제2 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하는 단계 c; IEC61850 서버와 연결된 상기 서버측 DDS 발행자가 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 발행하는 단계 d; 및 IEC61850 클라이언트에 연결된 상기 클라이언트측 DDS 구독자가 상기 제3 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 클라이언트에 전달하는 단계 e를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답을 위한 플랫폼은, IEC61850 클라이언트에 연결되고 제1 토픽(Topic)의 IEC61850 요청샘플을 발행하는 클라이언트측 DDS 발행자; 및 DDS 구독자(이하, '밸런서 구독자'라 함), DDS 발행자(이하, '밸런서 발행자'라 함), 메모리 상의 큐(Queue)로 이루어지는 DDS 로드 밸런서를 포함한다.
그리고, 상기 DDS 로드 밸런서는 IEC61850 요청샘플을 수신하여 메모리 상의 큐에 저장하고, 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(이하, '제2 토픽'이라 함)에 재발행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법 및 플랫폼에 의하면, 대규모 IEC61850 시스템의 부하 분산처리를 구현할 수 있어 IEC61850 시스템의 가용성을 보장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 타 산업 및 공공분야에 많이 사용되는 DDS 미들웨어와 연동되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 IEC61850 요청-응답 시스템에 DDS가 적용된 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 DDS 로드 밸런서의 내부 구조를 도시한 블록구성도.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법의 블록순서도.
도 4는 본 발명의 IEC61850 클라이언트가 데이터 요청을 위해 DDS 발행자를 통해 IEC61850 요청샘플을 발행하는 것을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 DDS 로드 밸런서가 구독하는 토픽과 샘플을 나타낸 일례.
도 6은 본 발명의 DDS 로드 밸런서가 발행하는 토픽과 샘플을 나타낸 일례.
도 7은 본 발명의 DDS 로드 밸런서에서 S_GUID를 설정하는 규칙을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 IED의 IEC61850 서버와 연결된 DDS 구독자들이 구독하는 IEC61850 요청샘플을 나타낸 일례.
도 9는 본 발명의 IEC61850 서버가 수신한 데이터 요청을 처리하고, 그에 대한 응답을 DDS 발행자를 통해 발행하는 것을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 IEC61850 데이터 요청을 발행하였던 DDS 참가자가 데이터 요청에 대한 응답샘플을 구독하는 과정을 나타낸 도면.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 IEC61850 요청-응답 시스템에 DDS가 적용된 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법은 복수 개의 IEC61850 클라이언트와 IEC61850 서버가 존재하고, 모든 IEC61850 서버와 IEC61850 클라이언트는 각각 DDS 참가자와 연결되어 있고, 각 DDS 참가자는 DDS 발행자와 DDS 구독자 세트로 이루어져 있으며, 복수 개 IEC61850 클라이언트와 IEC61850 서버 간의 요청-응답 통신 수단을 DDS로 연결하는 플랫폼을 기반으로 구현된다.
본 발명의 IEC61850 요청-응답 통신 방법은 IEC61850 클라이언트의 데이터 요청-응답 통신에 DDS의 토픽 발행-구독 통신 모델을 적용하고, 더 나아가 별도의 참가자(Participant)를 더 설계함으로써, IEC61850 요청-응답 통신에서의 부하를 분산 처리할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 이와 같이 부하 분산처리를 위해 동작하는 별도의 참가자(Participant)를 DDS 로드 밸런서(Load Balancer)라 명명하기로 한다.
본 발명의 IEC61850은 변전소 자동화 프로토콜의 표준으로서, 변전소 내부와 외부 통신에서 모두 사용할 수 있는 기술이다. IEC61850은 변전소의 정보를 논리적인 객체로 모델링하며, 표준화된 자료 구조로 데이터 메시지를 정의한다.
IEC61850은 IED(Intelligent Electronic Device)들 간의 효율적인 통신을 목표로 하고 있으며, 전력 시스템 내의 모든 IED를 추상화하여 모델링한 후 정보를 교환한다. IEC61850의 가장 기본적인 통신은 클라이언트에서 서버로 정보를 요청하고 이에 응답하는 통신 모델을 사용한다.
IEC61850 정보 모델은 IEC61850-4 데이터 모델과, IEC61850-2 ACSI (Abstract Communication Service Interface)로 구성되어 있다. 이 중에서 IEC61850의 데이터 요청에 사용되는 정보는 IEC61850-2의 ACSI이다. IEC61850-2 ACSI는 기본 정보 모델을 정의한다.
IEC61850 기본 정보 모델은 서버 클래스(Server Class) > 로지컬 디바이스 클래스(Logical Device Class) > 로지컬 노드 클래스(Logical Node Class) > 데이터 클래스(Data Class) > 데이터 속성 클래스(DataAttribute Class) 구조로 구성되고, 상위 구조는 하위 구조를 포함한다. Logical Device Class, Logical Node Class, Data Class, DataAttribute Class들은 네임 클래스(Name Class)를 참조하여 각 클래스(Class)들에 이름을 부여한다.
참고로, 데이터 모델은 IEC61850은 변전소 내부의 기능들을 표현하기 위한 기본적인 정보를 구성하며, 구체적으로 로지컬 노드 클래스(Logical Node class), 로지컬 노드(LN), 로지컬 노드 데이터(LN Data), 공통 데이터 클래스(CDC:Common Data Class), CDC 데이터 속성(CDC DataAttribute), 및 CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 IED(Intelligent Electronic Device)는 전력 계통 내부에 설치되는 각종 아날로그 또는 디지털 계측 및 정보 수집용 디바이스를 전자화 및 지능화한 장비이다. IED는 IEC61850 디지털변전소 종합자동화시스템에 있어서 보호 및 제어 등을 담당한다. 구체적으로 IED를 통해 고장예지와 자동복구, 설비진단, 건전도 평가 등의 데이터를 수집하고, 이들 정보를 변전소 종합자동화시스템을 통해 한 데 모아 통합적으로 관리할 수 있게 된다.
본 발명의 데이터 분산 서비스(Data Distribution Service, DDS)는 OMG (Object Management Group)에서 제정한 데이터 중심의 통신 프로토콜 표준이다. DDS는 발행-구독 통신 모델로 정보를 전달하며, 1:다(多), 다(多):다(多) 통신에 적합한 구조를 갖고 있다. 본 발명의 DDS는 도 1과 같이 IEC61850 클라이언트와 서버 사이에 구비되어 IEC61850 요청-응답을 위한 통신에 적용된다.
본 발명의 IEC61850 클라이언트는 이에 연결된 DDS 참가자의 DDS 발행자를 통해 IEC61850 서버에게 데이터를 요청하며, IEC61850 서버는 IEC61850 클라이언트의 요청에 대한 응답을 제공한다.
본 발명의 IEC61850 서버는 IEC61850 요청을 분산하여 수신할 수 있도록 다음과 같은 DDS 구독자(DDS Subscriber) 연결 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 도 1과 같이 IEC61850 서버에 직접 연결된 DDS 구독자(DDS Subscriber) 외에, IEC61850 서버 외부에 구비되어 IEC61850 서버에 연결되는 더미(Dummy) IED를 더 포함할 수 있다. 상기 경우, 더미(Dummy) IED는 IEC61850 서버에 직접 연결된 DDS 구독자와 구분되는 또 다른 DDS 구독자만으로 구성된다. 환언하면, 더미 IED는 이에 구비되는 DDS 참가자로서 DDS 발행자는 생략되고 오로지 DDS 구독자로만 구성된다. 이와 같은 더미 IED를 IEC61850 서버에 연결함으로써 DDS 구독자를 다수로 연결할 수 있게 된다.
본 발명의 DDS 로드 밸런서(DDS Load Balancer)는 IEC61850 요청-응답 통신의 부하 분산처리를 위해 동작하는 참가자(Participant)로서, IEC61850 클라이언트에 연결된 참가자 및 IEC61850 서버에 연결된 참가자와 구분되는 기능을 수행하는 또 다른 참가자로서 동작한다.
도 2는 본 발명에 따른 DDS 로드 밸런서의 내부 구조를 도시한 블록구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 DDS 로드 밸런서는 DDS 구독자(DDS Subscriber)와 DDS 발행자(DDS Publisher), 그리고 샘플을 저장할 수 있는 메모리 상의 큐(Queue)로 이루어진다. DDS 로드 밸런서는 독자적인 기기에 구현되거나, 또는 IEC61850 클라이언트가 내장된 기기에 구현될 수 있다. 다만 IED는 부하 분산 대상인 바, DDS 로드 밸런서는 IED에는 구현되지 않는 것이 바람직하다. 참고로, 큐(Queue)는 리스트의 한 쪽 끝에서는 정보가 삽입되며 순차적으로 저장되고 다른 한 쪽에서는 정보가 삭제되는 메모리 구조를 의미하고, 메모리는 이러한 큐(Queue) 구조를 갖는 저장매체를 의미한다.
이하에서는 본 발명의 DDS와 DDS 로드 밸런서를 기반으로 구현되는 IEC61850 클라이언트와 IEC61850 서버 간의 요청-응답 통신 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법의 블록순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법은 IEC61850 요청샘플 발행 단계(S10)와, IEC61850 요청샘플 재발행 단계(S20)와, 토픽 구독 및 IEC61850 서버 전달 단계(S30)와, IEC61850 응답샘플 발행 단계(S40)와, 토픽 구독 및 IEC61850 클라이언트 전달 단계(S50)를 포함한다.
(1) IEC61850 요청샘플 발행 단계(S10)
본 발명의 IEC61850 요청샘플 발행 단계는 IEC61850 클라이언트가 데이터 요청시 해당 클라이언트에 연결된 DDS 참가자의 DDS 발행자(DDS Publisher)가 특정 토픽(Topic, 이하 '제1 토픽'이라 함)의 IEC61850 요청샘플을 발행하는 단계이다.
IEC61850 클라이언트는 IEC61850 서버에게 데이터를 요청할 때 전술한 IEC61850-2 ACSI 기본 정보 모델 구조 경로를 문자열 형태로 작성하여 사용한다. IEC61850 클라이언트가 요청하는 것이 단일 DataAttribute가 아닌, 여러 Data 및 DataAttribute를 묶어 구성한 DataSet일 경우에도 마찬가지로 해당 DataSet의 경로를 문자열 형태로 사용한다.
따라서, IEC61850의 데이터 요청을 DDS로 대체할 경우, 요청샘플에는 요청하고자 하는 데이터의 구조 경로를 문자열로 작성하여 발행한다. 이와 같이 DDS 발행자를 통해 발행되는 IEC61850 요청샘플은 시스템 설계자에 의해 특정된 토픽 (Topic) 이름을 통해 발행되며, 발행된 요청샘플에는 IED 이름 및 그위드 (GUID) 정보가 담겨있다. 이하에서는 IEC61850 클라이언트에 연결된 DDS 발행자가 발행하는 IEC61850 요청샘플의 토픽을 '제1 토픽'이라 칭하기로 한다.
IEC61850 요청샘플이 발행될 제1 토픽은 요청하고자 하는 대상 IEC61850 서버를 특정하지 않고 요청샘플을 위한 범용 토픽 이름을 설정하여 사용할 수 있다.
IEC61850 요청샘플의 IED 이름은 데이터를 요청하고자 하는 대상 IEC61850 서버를 특정하기 위한 것으로서 대상 IEC61850 서버의 IED 이름을 요청샘플에 추가한다.
IEC61850 요청샘플 그위드(GUID)는 IEC61850 클라이언트에 연결되어 해당 요청샘플을 발행한 DDS 발행자에 고유한 식별자이다. IEC61850 서버는 해당 요청샘플에 기록된 그위드(GUID) 정보를 통해 해당 요청이 어느 IEC61850 클라이언트로부터 전송된 것인지 확인할 수 있게 된다.
본 발명의 그위드(GUID)는 IEC61850 클라이언트와 연결된 DDS 참가자 외에 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자에게도 생성되는데, 이들 각 DDS 참가자의 DDS 발행자/구독자의 GUID는 해당 DDS 참가자를 생성하면서 무작위로 생성되는 GUID 값을 그대로 사용할 수 있다.
(2) IEC61850 요청샘플 재발행 단계(S20)
본 발명의 IEC61850 요청샘플 재발행 단계는 DDS 로드 밸런서(DDS Load Balancer)가 단계 S10에서 발행된 IEC61850 요청샘플을 수신하여 이를 메모리 상의 큐(Queue)에 저장하고, 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(이하, '제2 토픽'이라 함)에 재발행하는 단계이다.
즉, IEC61850 요청샘플 재발행 단계는 DDS 로드 밸런서의 DDS 구독자(이하, '밸런서 구독자'라 칭함)가 단계 S10에서 발행된 IEC61850 요청샘플의 제1 토픽을 구독하여 해당 IEC61850 요청샘플에 담긴 정보를 메모리 상의 큐에 저장한다.
그리고, IEC61850 요청샘플 재발행 단계는 DDS 로드 밸런서의 DDS 발행자(이하, '밸런서 발행자'라 칭함)가 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자의 그위드 (GUID)를 취득하여, DDS 로드 밸런서가 재발행하는 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플에 추가하는 GUID 추가 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 GUID 추가 단계는 특정 IED와 연결된 다수의 DDS 참가자 중 어느 하나의 DDS 참가자의 그위드(GUID)를 취득하여, DDS 로드 밸런서가 재발행하는 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플에 추가하는 것을 특징으로 한다. 참고로, 상기 GUID 추가 단계에서 지칭하는 '특정 IED'는 단계 S10에서 발행된 IEC61850 요청샘플에 기록되어 있는 IED 이름을 갖는 IED를 의미한다.
단계 'S20'에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 단계 S20은 부하 분산처리를 위해 설계되는 DDS 로드 밸런서를 통해 구현된다. DDS 로드 밸런서는 IEC61850 시스템이 구성된 네트워크의 어떠한 기기에 구현되어도 기능 상에는 문제가 없으나, 부하의 분산처리라는 목표를 달성하기 위해서는 IED를 제외한 기기에 구현되어야 바람직하다.
밸런서 구독자는 IEC61850 요청샘플이 발행되는 토픽(즉, 제1 토픽)을 구독하도록 설정되며, 구독한 요청샘플에 담긴 정보를 메모리 상의 큐에 순서대로 저장한다.
밸런서 발행자는 DDS Discovery 과정에서 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자의 GUID 값을 취득한다. 그리고 밸런서 발행자는 큐에 저장된 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(즉, 제2 토픽)에 재발행하는데, 이때 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 포함된 IEC61850 서버의 IED 이름을 파악하여 이를 제2 토픽 이름으로 사용할 수 있다.
그리고, 밸런서 발행자는 상기 파악된 이름의 IED와 연결된 여러 DDS 참가자 중 하나의 GUID 값을 요청샘플에 추가한다. 어떠한 GUID 값을 사용할 것인지는 라운드-로빈 방식으로 순차적으로 요청샘플을 구독하게 되도록 한다.
(3) 토픽 구독 및 IEC61850 서버 전달 단계(S30)
본 발명의 토픽 구독 및 IEC61850 서버 전달 단계(S30)는 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자의 DDS 구독자가 단계 S20에서 재발행된 제2 토픽을 구독하여 IEC61850 서버에 전달하는 단계이다.
단계 S30에서, IEC61850 서버와 연결된 DDS 구독자는 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플을 구독하여 IEC61850 서버에 전달하되, 상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플 중 구독자 자신에 해당하는 그위드(GUID)가 기록된 IEC61850 요청샘플만을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하도록 구성된다.
구체적으로, IEC61850 서버와 연결된 다수의 DDS 구독자들은 IEC61850 서버의 IED 이름과 동일한 이름의 토픽(즉, 제2 토픽)을 구독하는데, 이때 같은 정보를 동시에 구독하지 않고 분산하여 구독하기 위해 구독자 자신의 GUID 값(즉, 상기 구독자가 해당하는 DDS 참가자의 GUID 값)이 기록된 요청샘플만을 구독한다. 이를 위해 DDS의 ContentFilteredTopic을 사용한다. 그리고 해당 DDS 구독자는 이와 같이 수신 구독한 IEC61850 요청을 그에 연결된 IEC61850 서버에 전달한다.
(4) IEC61850 응답샘플 발행 단계(S40)
본 발명의 IEC61850 응답샘플 발행 단계(S40)는 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자의 DDS 발행자가 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 발행하는 단계이다.
구체적으로, DDS 구독자로부터 IEC61850 요청을 전달받은 IEC61850 서버는 해당 IEC61850 서버와 연결된 DDS 발행자를 통해 상기 IEC61850 요청에 대한 응답샘플을 발행한다. 이때, 해당 IEC61850 서버와 연결된 DDS 발행자가 발행하는 토픽 이름은 IEC61850 서버의 IED 이름을 활용한다. 그리고, IEC61850 응답샘플의 발생시, IEC61850 서버와 연결된 해당 DDS 발행자는 IEC61850 응답샘플 내용에 해당 IEC61850 요청샘플에 포함된 IEC61850 클라이언트 측 DDS 참가자의 GUID를 추가한다.
(5) 토픽 구독 및 IEC61850 클라이언트 전달 단계(S50)
본 발명의 토픽 구독 및 IEC61850 클라이언트 전달 단계(S50)는 IEC61850 클라이언트에 연결된 DDS 참가자의 DDS 구독자가 단계 S40에서 발행된 제3 토픽을 구독하여 IEC61850 클라이언트에 전달하는 단계이다.
단계 S50에서, IEC61850 클라이언트에 연결된 DDS 구독자는 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 구독하여 IEC61850 클라이언트에 전달하되, 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플 중 구독자 자신의 GUID 값(즉, 상기 구독자가 해당하는 DDS 참가자의 GUID 값)이 기록된 IEC61850 응답샘플만을 구독하여 IEC61850 클라이언트에 전달하도록 구성된다.
구체적으로, IEC61850 응답샘플을 수신하는 IEC61850 클라이언트의 DDS 구독자는 데이터를 요청했던 IEC61850 서버의 IED 이름 토픽을 구독하고, 이때 자신의 GUID 값을 ContentFilteredTopic으로 활용하여 자신이 요청했던 정보만을 구독하도록 구성된다.
이하에서는, 도 4 내지 도 10을 참조하여 IEC61850 데이터 요청이 IEC61850 클라이언트로부터 전송되어 IEC61850 서버가 수신하고 이를 응답하여 다시 IEC61850 클라이언트가 응답 데이터를 수신하기까지의 과정을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 IEC61850 클라이언트가 데이터 요청을 위해 DDS 발행자를 통해 IEC61850 요청샘플을 발행하는 것을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, DDS 샘플은 시스템 설계자에 의해 특정된 토픽(즉, 제1 토픽) 이름을 통해 발행되며, 샘플의 데이터로서 요청하는 데이터의 구조상 경로(Path)와 대상 IEC61850 서버 (Target), 그리고 DDS 발행자의 GUID(From) 값을 포함한다. 3개의 데이터는 모두 문자열 형태로 전송한다. 구조상 경로는 Logical Node, Function Constraints, Data, Data Attribute로 구성된다. 대상 IEC61850 서버의 정보로는 IED 이름을 사용한다. DDS 발행자의 GUID는 DDS 참가자를 생성하면서 무작위로 생성된 GUID 값을 그대로 사용한다.
도 5는 본 발명의 DDS 로드 밸런서가 구독하는 토픽과 샘플을 나타낸 일례이다. 도 5를 참조하면, DDS 로드 밸런서에 내장된 DDS 구독자는 IEC61850 클라이언트가 DDS 샘플로서 발행한 IEC61850 요청샘플의 토픽을 구독한다. DDS 구독자는 구독한 샘플의 데이터를 DDS 로드 밸런서 내의 샘플을 저장하기 위한 큐 (Sample Queue)로 이동시킨다. 샘플 큐에는 샘플 내용과 상관없이 DDS 구독자가 샘플을 구독한 순서대로 순차적으로 저장한다.
도 6은 본 발명의 DDS 로드 밸런서가 발행하는 토픽과 샘플을 나타낸 일례이다. 도 6을 참조하면, DDS 발행자는 샘플 큐에 데이터가 존재할 경우 큐에 저장된 순서대로 이를 꺼내 가공한다. 이때 DDS 발행자는 큐에서 가져온 샘플의 경로 (Path)와 요청자 (From) 정보는 그대로 사용하고, 대상 IED 이름(Target)을 새로 발행할 토픽(즉, 제2 토픽)의 이름으로 사용한다.
또한. DDS 로드 밸런서 내의 DDS 참가자는 Discovery 과정에서 해당 IED 이름의 요청 토픽을 구독하는 구독자들의 GUID를 얻을 수 있는데, 이를 라운드-로빈 순서로 활용한다. 이 GUID는 새로 발행할 토픽에 DDS 구독자를 특정하는 GUID (S_GUID)로서 추가된다. 샘플의 모든 데이터는 문자열 형태로 전송된다.
도 7은 본 발명의 DDS 로드 밸런서에서 S_GUID를 설정하는 규칙을 설명하기 위한 도면이다. 참고로, 도 7의 예시는 해당 토픽을 구독하기 위한 DDS 구독자를 DDS Discovery 과정에서 3개(OxFFOF, OxFFOE, OxFFOD) 찾은 것을 간주하고 있다. DDS 로드 밸런서는 취득한 DDS 구독자의 GUID 값을 라운드-로빈 방식으로 순차적으로 샘플에 사용한다.
도 8은 본 발명의 IED의 IEC61850 서버와 연결된 DDS 구독자들이 구독하는 IEC61850 요청샘플을 나타낸 일례이다. 도 8을 참조하면, IEC61850 서버와 연결된 해당 DDS 구독자들은 IEC61850 서버가 내장된 IED의 이름을 활용한 토픽을 구독하도록 설정함으로써 해당 IED에 요청되는 IEC61850 요청샘플을 구독하게 된다. 이때 요청샘플은 DDS 로드 밸런서가 분배한 대로 구독자가 'S_GUID' 항목에 지정되어 있다. 따라서 각 DDS 구독자들은 DDS GUID 값을 ContentFilteredTopic으로 지정함으로써 해당 GUID 값이 포함된 샘플만을 구독하도록 설정한다. 이를 통해 IEC61850 요청을 서로 다른 DDS 구독자가 분산하여 구독할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 IEC61850 서버가 수신한 데이터 요청을 처리하고, 그에 대한 응답을 DDS 발행자를 통해 발행하는 것을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, DDS 샘플에는 데이터 요청에 대한 응답 사항을 포함하며, IEC61850 요청샘플에 포함되어 있던 송신자 값(도 8의 'From'에 해당하는 값)을 응답샘플의 'S_GUID' 값으로서 추가한다. 토픽의 이름은 IEC61850 서버가 갖고 있는 IED의 이름을 활용하여 설계한다.
도 10은 본 발명의 IEC61850 데이터 요청을 발행하였던 DDS 참가자가 데이터 요청에 대한 응답샘플을 구독하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면,
IED61850 클라이언트에 연결된 DDS 구독자는 데이터 요청을 보냈던 IED 이름을 활용한 토픽을 구독할 토픽에 추가하고, DDS GUID를 ContentFilteredTopic으로서 등록한다.
IEC61850 서버에서 데이터 요청에 대한 응답을 DDS 샘플로서 발행하게 되면 IEC61850 클라이언트에 연결된 DDS 구독자는 응답샘플이 해당 DDS 구독자의 GUID 값과 동일할 경우 이를 구독하게 된다. 다른 GUID 값을 가진 DDS 구독자가 동일한 이름의 토픽을 구독하더라도 ContentFilteredTopic이 설정되어 있다면 해당 샘플을 구독하지 않는다.
DDS 구독자는 구독한 정보를 해당 IEC61850 클라이언트에 전송함으로써, DDS를 이용한 IEC61850 요청-응답 통신을 마치게 된다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

Claims (15)

  1. DDS 구독자, DDS 발행자 및 메모리 상의 큐(Queue)로 이루어진 DDS 로드 밸런서(이하, DDS 로드 밸런서에 구비된 DDS 구독자 및 DDS 발행자를 각각 '밸런서 구독자' 및 '밸런서 발행자'라 함)를 이용하여, 각각 DDS 구독자 및 DDS 발행자를 구비하는 IEC61850 서버와 IEC61850 클라이언트(이하, 상기 IEC61850 서버 및 상기 IEC61850 클라이언트에 각각 구비되는 DDS 구독자 및 DDS 발행자를 '서버측 DDS 발행자', '서버측 DDS 구독자', '클라이언트측 DDS 발행자' 및 '클라이언트측 DDS 구독자'라 함) 간에 DDS 기반 요청-응답 통신하는 방법으로서,
    상기 IEC61850 클라이언트에 연결된 상기 클라이언트측 DDS 발행자가 제1 토픽(Topic)의 IEC61850 요청샘플을 발행하는 단계 a;
    상기 DDS 로드 밸런서의 상기 밸런서 구독자가 상기 IEC61850 요청샘플을 수신하여 상기 메모리 상의 큐에 저장하고, 상기 밸런서 발행자를 이용하여 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(이하, '제2 토픽'이라 함)에 재발행하는 단계 b;
    상기 IEC61850 서버와 연결된 상기 서버측 DDS 구독자가 상기 제2 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하는 단계 c;
    상기 IEC61850 서버와 연결된 상기 서버측 DDS 발행자가 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 발행하는 단계 d; 및
    상기 IEC61850 클라이언트에 연결된 상기 클라이언트측 DDS 구독자가 상기 제3 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 클라이언트에 전달하는 단계 e;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단계 a의 IEC61850 요청샘플은,
    상기 IEC61850 서버를 특정하기 위한 해당 IEC61850 서버의 IED 이름; 및 상기 단계 a의 IEC61850 클라이언트와 연결된 DDS 참가자의 그위드(GUID)를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 토픽 및 상기 제3 토픽은 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 포함된 IEC61850 서버의 IED 이름을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 단계 b는,
    상기 밸런서 구독자가 상기 제1 토픽을 구독하여 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 담긴 정보를 상기 큐에 저장하고,
    상기 밸런서 발행자가 상기 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자의 그위드(GUID)를 취득하여, 상기 재발행하는 상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플에 추가하는 단계 b-1을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 단계 b-1은,
    상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 포함된 상기 IED 이름을 갖는 IED와 연결된 다수의 DDS 참가자 중 어느 하나의 그위드(GUID)를 취득하여, 상기 재발행하는 상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플에 추가하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 단계 c의 IEC61850 서버와 연결된 상기 서버측 DDS 구독자는,
    상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하되, 상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플 중 구독자 자신에 해당하는 그위드 (GUID)가 기록된 IEC61850 요청샘플만을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 단계 d의 IEC61850 응답샘플은 상기 그위드(GUID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 단계 e의 상기 IEC61850 클라이언트에 연결된 상기 클라이언트측 DDS 구독자는,
    상기 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 구독하여 상기 IEC61850 클라이언트에 전달하되, 상기 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플 중 구독자 자신에 해당하는 그위드(GKUID)가 기록된 IEC61850 응답샘플만을 구독하여 상기 IEC61850 클라이언트에 전달하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 통신 방법.
  9. IEC61850 서버와 IEC61850 클라이언트 간의 요청-응답을 위한 플랫폼에 있어서,
    상기 IEC61850 클라이언트에 연결되고 제1 토픽(Topic)의 IEC61850 요청샘플을 발행하는 클라이언트측 DDS 발행자;
    DDS 구독자(이하, '밸런서 구독자'라 함), DDS 발행자(이하, '밸런서 발행자'라 함) 및 메모리 상의 큐(Queue)로 이루어지는 DDS 로드 밸런서;
    상기 IEC61850 서버와 연결되고 제2 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 서버에 전달하는 서버측 DDS 구독자;
    상기 IEC61850 서버와 연결되고 제3 토픽의 IEC61850 응답샘플을 발행하는 서버측 DDS 발행자; 및
    상기 IEC61850 클라이언트에 연결되고, 상기 제3 토픽을 구독하여 상기 IEC61850 클라이언트에 전달하는 클라이언트측 DDS 구독자;를 포함하고,
    상기 DDS 로드 밸런서는,
    상기 IEC61850 요청샘플을 수신하여 상기 메모리 상의 큐에 저장하고, 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플을 다른 이름의 토픽(이하, '제2 토픽'이라 함)에 재발행하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 플랫폼.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플은,
    상기 IEC61850 서버를 특정하기 위한 해당 IEC61850 서버의 IED 이름; 및 상기 클라이언트측 DDS 발행자의 그위드(GUID)를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 플랫폼.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 밸런서 구독자는,
    상기 제1 토픽을 구독하여 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 담긴 정보를 상기 큐에 저장하고,
    상기 밸런서 발행자는,
    상기 IEC61850 서버와 연결된 DDS 참가자의 그위드(GUID)를 취득하여, 상기 재발행하는 상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플에 추가하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 플랫폼.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 밸런서 발행자는,
    상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 포함된 상기 IED 이름을 갖는 IED와 연결된 다수의 DDS 참가자 중 어느 하나의 그위드(GUID)를 취득하여, 상기 재발행하는 상기 제2 토픽의 IEC61850 요청샘플에 추가하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 플랫폼.
  13. 삭제
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 토픽 및 상기 제3 토픽은 상기 제1 토픽의 IEC61850 요청샘플에 포함된 IEC61850 서버의 IED 이름을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 플랫폼.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 IEC61850 서버 외부에 구비되어 상기 IEC61850 서버에 연결되는 더미(Dummy) IED를 더 포함하고,
    상기 더미(Dummy) IED는 이에 구비되는 DDS 참가자로서 오로지 DDS 구독자만으로 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 분산 서비스 기반 IEC61850 요청-응답 플랫폼.
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