KR102028756B1

KR102028756B1 - 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102028756B1
Application number: KR1020120100810A
Authority: KR
Inventors: 김영현; 명노길; 이상염; 박병석; 최인지
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2019-10-04
Also published as: KR20140044967A

Abstract

주기적인 특성을 갖는 패킷의 특성에 따라 패킷을 병합 또는 변형하여 공통분배 또는 병합을 통해 패킷을 전송하도록 한 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법이 제시된다. 제시된 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치는 상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링하여 실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하고, 주기적 패킷으로 구분된 패킷을 저장하고, 저장된 패킷들을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정하고, 패킷의 병합으로 결정하면 병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하고, 패킷의 공통분배로 결정하면 공통분배 대상 패킷들 중 동일 패킷들을 이용하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성한다.

Description

원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A TRAFFIC IN AUTOMATIC METER READING SYSTEM}

본 발명은 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매체 공유방식의 통신시스템을 기반으로 원격검침 시스템과 같이 주기적으로 단말과 통신을 수행하고 데이터를 취득하는 전력시스템(특히, 원격검침 시스템)의 트래픽을 제어하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법에 대한 것이다.

현재 운영중인 원격검침 시스템은 15분 주기(전력사의 정책에 따라 변경 가능)로 전력량계의 검침 정보를 수집하여 운영하고 있다. 기존 시스템은 N개의 전력량계와 통신을 수행할 때 순차적으로 1:1 통신을 수행하기 때문에 도 1에서 보는 바와 같이 N개의 전력량계와 통신을 수행하게 되면 N × T의 시간이 소요된다. 이는 검침 정보 수집시간 지연, 망 구성시 지연에 따라 최대 수용 가능한 단말 수 제약 등의 문제점을 나타내고 있다. 또한, 원격검침 통신망 구성시 광케이블과 같은 전용통신망이 아닌 무선 또는 전력선통신과 같이 매체공유방식의 통신기술을 사용함으로써 채널이 불안정한 경우와 다수의 단말이 통신을 수행하고자 할 경우 채널 환경에 따른 검침 수집오류 확률 발생 증가, 수집시간 지연 등의 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 10-1092719(명칭: 병렬방식 지능형 원격검침장치 및 방법)에서는 복수의 전력량계에서 처리되는 정보를 빠른 시간 내에 처리하기 위하여 병렬방식으로 데이터를 송·수신하고 이를 동시에 처리하는 기술을 제시하였으며, 멀티스레드 방식에 기초하여 N:N 동시 병렬 검침 프로세스를 수행하는 기술 등이 개발되었다.

하지만, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기한 기술들은 라운드 로빈(round-robin) 방식에 의해 검침을 수행하던 기존 방식에 비해 검침데이터 수집시간을 단축시킬 수 있지만, 전력량계와 통신수행시 기 정의된 통신절차를 모든 전력량계에 반복적으로 수행하는 과정은 동일하다. 즉, 하나의 전력량계와 통신을 수행할 때 T시간 동안 Mkbps 대역폭이 필요하다고 가정하면 기존 방식의 경우 NT시간 동안 Mkbps 대역폭이 필요한 반면, 기 제안된 방식을 적용할 경우 T시간 동안 N×Mkbps의 대역폭이 요구된다. 이 경우 다수의 전력량계를 대상으로 통신을 수행하는 원격검침 시스템의 통신망을 설계할 때 고속의 데이터를 전달할 수 있는 통신망이 필요하게 된다. 일례로 현재의 원격검침시스템은 0분/15분/30분/45분에 전력량계와 통신을 수행하여 검침정보를 수집하고 있으며, 이와 같은 경우, 도 3에서 보는 바와 같이 특정시간대에만 트래픽 폭주 현상이 발생하고 있다. 특정시간에 요구되는 높은 대역폭은 원격검침통신망 설계 및 통신기술 선정시 고속의 통신방식이 필요하게 되며, 이는 구축비용 상승 등의 문제점 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 주기적인 특성을 갖는 패킷의 특성에 따라 패킷을 병합 또는 변형하여 공통분배 또는 병합을 통해 패킷을 전송하도록 한 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치는, 상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링하여 실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하는 패킷 모니터링부; 상기 패킷 모니터링부에 의해 주기적 패킷으로 구분된 패킷들을 저장하는 큐; 상기 큐에 저장된 패킷들을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정하는 정책 결정부; 상기 정책 결정부에서 패킷의 병합으로 결정하면 병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 패킷 병합부; 및 상기 정책 결정부에서 패킷의 공통분배로 결정하면 공통분배 대상 패킷들 중 동일 패킷들을 이용하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 패킷 공통분배부를 포함하고, 상기 공통분배 대상 패킷들은, IEC62056 표준에 정의된 연결절차에 따라 연결설정(SNRM) 패킷, App단 연결설정(AARQ) 패킷, 데이터 요청(Get Req) 패킷, 연결종료(DISC) 패킷이 포함되며, 상기 병합 대상 패킷들은, 상기 연결설정(SNRM) 패킷의 응답(UA) 패킷, 상기 App단 연결설정(AARQ) 패킷의 응답(AARE) 패킷, 상기 데이터 요청(Get Req.) 패킷의 응답(Get Res.) 패킷이 포함되는 것을 특징으로 한다.

패킷 모니터링부는, 수신한 패킷의 헤더를 근거로 실시간 패킷 및 주기적 패킷을 구분한다.

정책 결정부는, 수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 헤더를 근거로 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분한다.

정책 결정부는, 수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 구분자, IP 주소, HDLC 주소 중에 적어도 하나를 근거로 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분한다.

패킷 병합부는, 정책 결정부에서 병합 대상 패킷으로 구분된 패킷들 중에서 동일한 목적지 주소를 갖는 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성한다.

패킷 공통분배부는, 동일 패킷들 각각의 목적지 주소들을 프로토콜 헤더의 목적지 주소로 설정하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성한다.

큐에 저장된 패킷의 체류시간 및 크기를 측정하는 측정부를 더 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법은, 패킷 모니터링부에 의해, 상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링하여 실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하는 단계; 큐에 의해, 상기 구분하는 단계에서 주기적 패킷으로 구분된 패킷들을 저장하는 단계; 정책 결정부에 의해, 상기 저장된 패킷들을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정하는 단계; 패킷 병합부에 의해, 상기 결정하는 단계에서 패킷의 병합으로 결정하면 병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 단계; 및 패킷 공통분배부에 의해, 상기 결정하는 단계에서 패킷의 공통분배로 결정하면 공통분배 대상 패킷들 중 동일 패킷들을 이용하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 공통분배 대상 패킷들은, IEC62056 표준에 정의된 연결절차에 따라 연결설정(SNRM) 패킷, App단 연결설정(AARQ) 패킷, 데이터 요청(Get Req) 패킷, 연결종료(DISC) 패킷이 포함되며, 상기 병합 대상 패킷들은, 상기 연결설정(SNRM) 패킷의 응답(UA) 패킷, 상기 App단 연결설정(AARQ) 패킷의 응답(AARE) 패킷, 상기 데이터 요청(Get Req.) 패킷의 응답(Get Res.) 패킷이 포함되는 것을 특징으로 한다.

실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하는 단계에서는, 패킷 모니터링부에 의해, 수신한 패킷의 헤더를 근거로 실시간 패킷 및 주기적 패킷을 구분한다.

결정하는 단계에서는, 정책 결정부에 의해, 수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 헤더를 근거로 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분한다.

결정하는 단계에서는, 정책 결정부에 의해, 수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 구분자, IP 주소, HDLC 주소 중에 적어도 하나를 근거로 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분한다.

병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 단계에서는, 패킷 병합부에 의해, 정책 결정부에서 병합 대상 패킷으로 구분된 패킷들 중에서 동일한 목적지 주소를 갖는 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성한다.

복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 단계에서는, 패킷 공통분배부에 의해, 동일 패킷들 각각의 목적지 주소들을 프로토콜 헤더의 목적지 주소로 설정하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성한다.

복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 단계는, 패킷 공통분배부에 의해, 공통분배 대상 패킷들을 수신하는 단계; 패킷 공통분배부에 의해, 수신한 공통분배 대상 패킷들 중에서 동일 패킷들을 검출하는 단계; 패킷 공통분배부에 의해, 검출한 동일 패킷들의 목적지 주소들을 검출하는 단계; 및 패킷 공통분배부에 의해, 검출한 목적지 주소들을 헤더의 목적지 주소로 설정하여 프레임을 생성하는 단계를 포함한다.

측정부에 의해, 큐에 저장된 패킷의 체류시간 및 크기를 측정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 의하면, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법은 주기적인 특성을 갖는 패킷의 특성에 따라 패킷을 병합 또는 변형하여 공통분배 또는 병합을 통해 패킷을 전송함으로써, 전력 시스템에서의 트래픽 폭주 발생을 방지하고, 대역폭을 효과적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법은 패킷 병합부 또는 패킷 공통분배부를 통해 생성이 완료된 프레임의 통신채널 상태정보를 확인하여 인접 단말에 패킷을 전송함으로써, 트래픽 전송횟수를 감소시켜 효과적인 통신대역폭을 관리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법은 주기적인 성격을 갖는 패킷 트래픽 특성을 파악할 수 있으며, 인접 단말의 주소를 관리하기 위한 주소 테이블을 보유하여 패킷 모니터링을 수행할 때 주소 테이블에서 관리하고 있는 단말에 해당되는 패킷을 캡쳐하는데 활용할 수도 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 트래픽 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 원격검침 시스템의 패킷 생성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 원격검침 시스템의 검침데이터 수집을 위한 통신과정을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 6의 트래픽 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 8은 도 7의 패킷 병합부를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 도 9의 공통분배 패킷을 이용하여 프레임을 생성하는 단계를 설명하기 위한 흐름도.

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 실시예를 설명하기에 앞서 일반적인 원격검침 시스템의 통신과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 원격검침 시스템의 패킷 생성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 원격검침 시스템의 검침데이터 수집을 위한 통신과정을 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로, 원격검침 시스템은 IEC62056(DLMS)를 기반으로 하여 검침데이터를 주기적으로 수집한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 주기적으로 검침정보를 취득하는 원격검침 시스템은 응용계층(120), 전송 및 네트워크 계층(140), 네트워크 접속 계층(160)으로 구성된다. 응용계층(120)에서는 DLMS/COSEM 데이터를 생성하고, 전송 및 네트워크 계층(140)에서는 응용계층(120)에서 생성된 DLMS/COSEM 데이터에 상위계층의 프로토콜 구분자(SAP(Service Access Point) ID 또는 Protocol Type)와 IP 주소, Port 번호 및 HDLC upper/lower address 등을 결합하여 패킷을 구성한다. 상기와 같이 구성된 패킷은 네트워크 접속 계층(160)을 거쳐 인접 단말에 전송하게 된다.

또한, 응용계층(120), 전송 및 네트워크 계층(140)을 통해 데이터가 생성될 때에는 IEC62056 표준에 정의된 연결절차에 따라 연결설정(SNRM) 및 응답(UA), App단 연결설정(AARQ) 및 응답(AARE), 데이터 요청(Get Req.) 및 응답(Get Res.), 연결종료(DISC) 및 응답(UA)과 같은 패킷이 생성된다. 이후, 도 5에서 도시된 바와 같이, 생성된 패킷은 기 정의된 연결절차에 따라 데이터전송장치와 전자식 전력량계간 통신을 수행하며, 이를 통해 전력량계에서 보유한 전력사용정보를 취득하게 된다.

지금까지 설명한 데이터전송장치와 전력량계간 통신은 통신망 관점에서 보면, 하나의 데이터전송장치가 N개의 전력량계와 통신을 수행할 때 데이터전송장치는 데이터 취득을 위해 동일한 과정을 반복적으로 N번 수행하게 되며, N개의 전력량계는 하나의 데이터전송장치에 정보를 동시다발적으로 보내는 형태로 운영되게 된다. 이 경우 공유매체를 사용하는 통신방식에 있어서는 충돌(Collision) 발생 등의 문제를 야기하게 된다.

이에, 상기의 문제점을 해결하고 주기적으로 해당 단말에 반복적인 데이터 송수신을 수행하는 부분과 다수의 단말이 하나의 목적지를 향해 데이터가 전달되는 경우에 있어 효율성을 높이기 위해 본 발명에서는 자원관리 모듈을 통해 패킷의 전송횟수를 제어하고 병합 또는 공통분배를 통해 데이터를 전송하는 장치 및 방법을 제시하고자 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 6의 트래픽 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 8은 도 7의 패킷 병합부를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치(200)는 원격검침 시스템의 전송 및 네트워크 계층(140)과 네트워크 접속 계층(160)에 연결되어 상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링하고, 주기적인 전송특성을 갖는 패킷을 큐(220)에 저장하고, 패킷의 특성에 따라 공통분배 또는 병합을 통해 패킷을 전달할 건지를 결정한 후, 패킷을 병합 또는 공통분배하여 전송한다.

이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치(200)는 패킷 모니터링부(210), 큐(220), 측정부(230), 정책 결정부(240), 패킷 병합부(250), 패킷 공통분배부(260)를 포함하여 구성된다.

패킷 모니터링부(210)는 상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링한다. 이때, 패킷 모니터링부(210)는 프로토콜의 헤더(또는 구분자)를 근거로 해당 패킷을 실시간 패킷 또는 주기적 패킷(즉, 주기적인 전송특성을 갖는 패킷)으로 판단한다. 이때, 패킷 모니터링부(210)는 주기적 패킷으로 판단한 패킷을 큐(220)에 저장한다. 예를 들어, IEC62056을 이용하는 원격검침 시스템의 경우, 패킷 모니터링부(210)는 프로토콜의 헤더(또는 구분자)가 SNRM, AARQ, Get. Req, DISC UA, AARE, Get, Res 등의 패킷을 큐(220)에 저장한다.

큐(220)는 패킷 모니터링부(210)에서 주기적 패킷으로 판단한 패킷을 저장한다. 예를 들어, IEC62056을 이용하는 원격검침 시스템의 경우, 큐(220)는 프로토콜의 헤더(또는 구분자)가 SNRM, AARQ, Get. Req, DISC, UA, AARE, Get, Res 등의 패킷을 저장한다.

큐(220)는 후술할 정책 결정부(240)의 요청에 따라 병합 대상 패킷을 검출하여 패킷 병합부(250)에게로 전송하고, 공통분배 대상 패킷을 검출하여 패킷 공통분배부(260)에게로 전송한다. 이때, 큐(220)는 패킷 병합부(250) 또는 패킷 공통분배부(260)로 전송한 패킷들을 삭제할 수도 있다.

측정부(230)는 큐(220)에 저장된 패킷의 체류시간을 측정한다. 측정부(230)는 측정한 체류시간을 정책 결정부(240)에게로 전송한다. 이를 통해, 측정부(230)는 소망한 시간 내에서만 패킷병합 또는 공통분배를 수행하도록 함으로서 데이터 지연을 최소화한다. 여기서, 패킷의 체류시간은 시스템 요구사항, 전송매체의 특성 등에 따라 결정된다.

측정부(230)는 큐(220)에 저장된 패킷의 크기를 측정(계산)한다. 즉, 패킷병합시 모뎀에 따라 최대 전송가능한 패킷 사이즈가 존재하므로, 측정부(230)는 큐(220)에 저장된 패킷의 크기를 측정하고, 전송 가능한 패킷 사이즈(또는 하나의 패킷으로 구성할 수 있는 크기)가 저장되면 패킷병합 수행요청을 정책 결정부(240)에게로 전송한다. 여기서, 패킷의 크기는 시스템 요구사항, 전송매체의 특성 등에 따라 결정된다.

정책 결정부(240)는 일정시간 동안 큐(220)에 쌓인 패킷을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다. 여기서, 정책 결정부(240)는 프로토콜의 헤더를 근거로 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다. 즉, 정책 결정부(240)는 프로토콜 구분자 또는 IP 주소(또는 HDLC 주소 등) 등을 근거로 큐(220)에 저장된 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다. 여기서, 정책 결정부(240)는 측정부(230)의 요청시에 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정할 수도 있다.

이를 위해, 정책 결정부(240)는 프로토콜 구분자 또는 IP 주소(또는 HDLC 주소 등) 등을 근거로 큐(220)에 저장된 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분한다. 예를 들어, IEC62056을 이용하는 원격검침 시스템의 경우, 정책 결정부(240)는 SNRM, AARQ, Get. Req, DISC 등의 패킷을 공통분배 대상 패킷으로 구분하여 공통분배 대상 패킷으로 구분하고, 하나의 목적지로 향하는 UA, AARE, Get, Res 등의 패킷을 병합 대상 패킷으로 구분한다.

정책 결정부(240)는 패킷의 병합으로 결정한 경우 병합 대상 패킷을 패킷 병합부(250)에게로 전송하도록 큐(220)에 요청한다. 즉, 정책 결정부(240)는 병합 대상 패킷으로 구분된 패킷들을 패킷 병합부(250)에게로 전송하도록 큐(220)에 요청한다.

정책 결정부(240)는 패킷의 공통분배로 결정한 경우 공통분배 대상 패킷을 패킷 공통분배부(260)에게로 전송하도록 큐(220)에 요청한다. 즉, 정책 결정부(240)는 공통분배 대상 패킷으로 구분된 패킷들을 패킷 공통분배부(260)에게로 전송하도록 큐(220)에 요청한다.

패킷 병합부(250) 정책 결정부(240)의 요청에 따라 큐(220)로부터 수신한 병합 대상 패킷들을 하나의 프레임으로 생성한다. 즉, 패킷 병합부(250)는 다수의 통신 단말로부터 수신한 패킷들이 하나의 목적지로 향하는 경우, 해당 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성한다. 예를 들어, 도 8에서 보는 바와 같이, 마스터 데이터전송장치(320)가 수용가(400)들에 설치된 N개의 전력량계(420)와 통신을 수행하는 것으로 가정한다. 마스터 데이터전송장치(320)는 슬레이브 데이터전송장치(340)를 통해 복수의 N개의 전력량계(420)들에게 검침데이터의 전송을 요청한다. 그에 따라, N개의 전력량계(420)들은 검침데이터를 슬레이브 데이터전송장치(340)에게로 전송한다. 슬레이브 데이터전송장치(340)는 N개의 전력량계(420)로부터 수신한 검침데이터를 취합하여 마스터 데이터전송장치(320)에게로 전송한다. 이 경우, 슬레이브 데이터전송장치(340)에 설치된 패킷 병합부(250)를 통해 전력량계(420)들로부터 수신한 N개의 데이터를 하나의 프레임으로 생성하게 되면, 마스터 데이터전송장치(320)와 슬레이브 데이터전송장치(340) 간의 통신 효율이 향상된다.

패킷 공통분배부(260)는 정책 결정부(240)의 요청에 따라 큐(220)로부터 수신한 공통분배 대상 패킷들 중에서 동일한 패킷이지만 다수의 목적지로 전달되는 패킷을 한번에 공통분배하기 위한 프레임을 생성한다. 패킷 공통분배부(260)는 중복된 패킷들 중에 프레임으로 생성된 패킷을 제외한 패킷들을 삭제한다. 이를 위해, 패킷 공통분배부(260)는 정책 결정부(240)의 요청에 따라 큐(220)로부터 수신한 공통분배 대상 패킷들 중에서 동일 패킷들을 검출한다. 패킷 공통분배부(260)는 검출한 동일 패킷들의 목적지 주소를 검출한다. 패킷 공통분배부(260)는 동일 패킷에 검출한 목적지 주소들을 헤더의 목적지 주소로 설정하여 프레임을 생성한다. 즉, 패킷 공통분배부(260)는 공통분배 대상 패킷들을 이용하여 신규 생성하는 프레임의 헤더 부분의 목적지 주소를 멀티캐스트 주소로 설정한다. 패킷 공통분배부(260)는 중복된 패킷들 중에 프레임으로 생성된 패킷을 제외한 패킷들을 삭제한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 도 9의 공통분배 패킷을 이용하여 프레임을 생성하는 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 패킷 모니터링부(210)는 수신한 패킷을 모니터링하여 주기적 패킷 및 실시간 패킷으로 구분한다(S100). 패킷 모니터링부(210)는 프로토콜의 헤더(또는 구분자)를 근거로 해당 패킷을 실시간 패킷 또는 주기적 패킷(즉, 주기적인 전송특성을 갖는 패킷)으로 구분한다.

패킷 모니터링부(210)는 주기적 패킷으로 구분한 패킷을 저장하도록 큐(220)에 요청한다. 그에 따라, 큐(220)는 해당 패킷을 저장한다(S200). 예를 들어, IEC62056을 이용하는 원격검침 시스템의 경우, 패킷 모니터링부(210)는 프로토콜의 헤더(또는 구분자)가 SNRM, AARQ, Get. Req, DISC UA, AARE, Get, Res 등의 패킷을 큐(220)에 저장한다.

정책 결정부(240)는 큐(220)에 저장된 패킷을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 판단한다. 즉, 정책 결정부(240)는 일정시간 동안 큐(220)에 쌓인 패킷을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다. 여기서, 정책 결정부(240)는 프로토콜의 헤더를 근거로 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다. 즉, 정책 결정부(240)는 프로토콜 구분자 또는 IP 주소(또는 HDLC 주소 등) 등을 근거로 큐(220)에 저장된 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다. 이때, 정책 결정부(240)는 측정부(230)의 요청시에 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정할 수도 있다. 즉, 측정부(230)에서 큐(220)에 저장된 패킷의 체류시간 또는 크기 측정 결과에 따른 요청시에 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정한다.

여기서, 정책 결정부(240)는 프로토콜 구분자 또는 IP 주소(또는 HDLC 주소 등) 등을 근거로 큐(220)에 저장된 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분한다.

패킷의 병합으로 판단하면(S300; 예), 정책 결정부(240)는 패킷 병합부(250)에게로 패킷의 병합을 요청한다. 즉, 정책 결정부(240)는 패킷의 병합으로 결정한 경우 병합 대상 패킷을 패킷 병합부(250)에게로 전송하도록 큐(220)에 요청한다. 그에 따라, 큐(220)는 병합 대상 패킷을 검출하여 패킷 병합부(250)에게로 전송한다. 패킷 병합부(250)는 수신한 병합 대상 패킷을 이용하여 프레임을 생성한다(S400). 패킷 병합부(250) 정책 결정부(240)의 요청에 따라 큐(220)로부터 수신한 병합 대상 패킷들을 하나의 프레임으로 생성한다. 즉, 패킷 병합부(250)는 다수의 통신 단말로부터 수신한 패킷들이 하나의 목적지로 향하는 경우, 해당 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성한다.

정책 결정부(240)는 패킷의 공통분배로 판단하면 패킷 공통분배부(260)에게로 패킷의 공통분배를 요청한다. 그에 따라, 큐(220)는 공통분배 대상 패킷을 검출하여 패킷 공통분배부(260)에게로 전송한다. 패킷 공통분배부(260)는 수신한 공통분배 대상 패킷을 이용하여 프레임을 생성한다(S500). 즉, 패킷 공통분배부(260)는 정책 결정부(240)의 요청에 따라 큐(220)로부터 수신한 공통분배 대상 패킷들 중에서 동일한 패킷이지만 다수의 목적지로 전달되는 패킷을 한번에 공통분배하기 위한 프레임을 생성한다. 패킷 공통분배부(260)는 중복된 패킷들 중에 프레임으로 생성된 패킷을 제외한 패킷들을 삭제한다. 이를 첨부된 도면 10을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 아래와 같다.

먼저, 패킷 공통분배부(260)는 공통분배 대상 패킷들을 큐(220)로부터 수신하고(S510), 수신한 공통분배 대상 패킷들 중에서 동일 패킷들을 검출한다(S520).

패킷 공통분배부(260)는 검출한 동일 패킷들의 목적지 주소를 검출한다(S530). 즉, 패킷 공통분배부(260)는 검출한 동일 패킷들 각각의 목적지 주소를 검출한다. 패킷 공통분배부(260)는 검출한 목적지 주소에서 중복되는 목적지 주소를 하나만 남기고 삭제한다.

패킷 공통분배부(260)는 동일 패킷에 검출한 목적지 주소들을 헤더의 목적지 주소로 설정하여 프레임을 생성한다(S540). 즉, 패킷 공통분배부(260)는 공통분배 대상 패킷들을 이용하여 신규 생성하는 프레임의 헤더 부분의 목적지 주소를 멀티캐스트 주소로 설정한다.

패킷 공통분배부(260)는 중복된 패킷들 중에 프레임으로 생성된 패킷을 제외한 패킷들을 삭제한다(S550).

이후, 기생성된 프레임은 원격검침 시스템의 네트워크 접속 계층(160)을 통해 목적지로 전송된다(S600).

상술한 바와 같이, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법은 공유매체를 사용하여 반복적인 통신을 수행하는 전력시스템에 관한 것으로 좀 더 배전자동화/원격검침/통합검침 시스템 등에 적용할 수 있다. 상기와 같은 시스템은 기존 상용서비스에 비해 신뢰성 및 통신성공률에 대해 엄격한 기준을 적용하고 있으나, 주기적으로 데이터를 취득하는 시스템 특성으로 특정시간에 트래픽이 집중되며 이때 인접 단말들과 채널확보 경쟁으로 인한 통신에러 발생 가능성이 크다. 이는 곧 통신성공률이 낮아지는 문제점으로 지적되고 있는 상황이다. 이를 위한 대안으로 고속의 대용량 정보 전송이 가능한 통신방식을 선정하나 이는 구축사업비 증가라는 문제를 안고 있다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법을 통해 패킷 병합 및 패킷 공통분배 기능을 활용하여 트래픽을 관리함으로써, 신뢰성 있는 전력정보 전송 시스템을 구축할 수 있다. 현재 한전에서 구축하고 있는 IEC 62056기반 원격검침을 토대로 본 발명을 적용할 경우 1개의 셀(통상 100EA 전력량계를 가정)에서 1회에 검침 데이터를 수집하기 위해서는 약 800번 이상의 데이터 송수신이 이루어져야 하나, 본 발명을 적용할 경우 최대 404번의 데이터 송수신만 수행해도 되기 때문에 49% 이상의 효율을 얻을 수 있다. 특히 채널공유방식을 사용하는 통신망에서는 데이터전송횟수가 현저히 줄어듦에 따라 통신성공률도 높일 수 있을 뿐만 아니라 검침수집 시간도 단축시킬 수 있다. 이를 통해 기존 원격검침 시스템을 구성하기 위해 고속의 통신방식이 필요했던 반면 본 발명을 통해 저속의 통신방식에서도 효과적인 원격검침 시스템을 구축, 시스템 구축비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치 및 방법은 주기적인 특성을 갖는 패킷의 특성에 따라 패킷을 병합 또는 변형하여 공통분배 또는 병합을 통해 패킷을 전송함으로써, 전력 시스템에서의 트래픽 폭주 발생을 방지하고, 대역폭을 효과적으로 관리할 수 있는 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.

120: 응용계층 140: 전송 및 네트워크 계층
160: 네트워크 접속 계층 200: 트래픽 제어 장치
210: 패킷 모니터링부 220: 큐
230: 측정부 240: 정책 결정부
250: 패킷 병합부 260: 패킷 공통분배부
320: 마스터 데이터전송장치 340: 슬레이브 데이터전송장치
400: 수용가 420: 전력량계

Claims

상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링하여 실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하는 패킷 모니터링부;
상기 패킷 모니터링부에 의해 주기적 패킷으로 구분된 패킷들을 저장하는 큐;
상기 큐에 저장된 패킷들을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정하는 정책 결정부;
상기 정책 결정부에서 패킷의 병합으로 결정하면 병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 패킷 병합부; 및
상기 정책 결정부에서 패킷의 공통분배로 결정하면 공통분배 대상 패킷들 중 동일 패킷들을 이용하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 패킷 공통분배부를 포함하고,
상기 공통분배 대상 패킷들은, IEC62056 표준에 정의된 연결절차에 따라 연결설정(SNRM) 패킷, App단 연결설정(AARQ) 패킷, 데이터 요청(Get Req) 패킷, 연결종료(DISC) 패킷이 포함되며,
상기 병합 대상 패킷들은, 상기 연결설정(SNRM) 패킷의 응답(UA) 패킷, 상기 App단 연결설정(AARQ) 패킷의 응답(AARE) 패킷, 상기 데이터 요청(Get Req.) 패킷의 응답(Get Res.) 패킷이 포함되는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 패킷 모니터링부는,
수신한 패킷의 헤더를 근거로 실시간 패킷 및 주기적 패킷을 구분하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정책 결정부는,
수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 헤더를 근거로 상기 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정책 결정부는,
수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 구분자, IP 주소, HDLC 주소 중에 적어도 하나를 근거로 상기 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 패킷 병합부는,
상기 정책 결정부에서 병합 대상 패킷으로 구분된 패킷들 중에서 동일한 목적지 주소를 갖는 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 패킷 공통분배부는,
동일 패킷들 각각의 목적지 주소들을 프로토콜 헤더의 목적지 주소로 설정하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 큐에 저장된 패킷의 체류시간 및 크기를 측정하는 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 장치.
패킷 모니터링부에 의해, 상위계층에서 생성한 패킷 또는 인접 단말로부터 수신한 패킷을 모니터링하여 실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하는 단계;
큐에 의해, 상기 구분하는 단계에서 주기적 패킷으로 구분된 패킷들을 저장하는 단계;
정책 결정부에 의해, 상기 저장된 패킷들을 분석하여 패킷의 병합 또는 공통분배 여부를 결정하는 단계;
패킷 병합부에 의해, 상기 결정하는 단계에서 패킷의 병합으로 결정하면 병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 단계; 및
패킷 공통분배부에 의해, 상기 결정하는 단계에서 패킷의 공통분배로 결정하면 공통분배 대상 패킷들 중 동일 패킷들을 이용하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 공통분배 대상 패킷들은, IEC62056 표준에 정의된 연결절차에 따라 연결설정(SNRM) 패킷, App단 연결설정(AARQ) 패킷, 데이터 요청(Get Req) 패킷, 연결종료(DISC) 패킷이 포함되며,
상기 병합 대상 패킷들은, 상기 연결설정(SNRM) 패킷의 응답(UA) 패킷, 상기 App단 연결설정(AARQ) 패킷의 응답(AARE) 패킷, 상기 데이터 요청(Get Req.) 패킷의 응답(Get Res.) 패킷이 포함되는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 실시간 패킷 및 주기적 패킷으로 구분하는 단계에서는,
상기 패킷 모니터링부에 의해, 수신한 패킷의 헤더를 근거로 실시간 패킷 및 주기적 패킷을 구분하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 결정하는 단계에서는,
상기 정책 결정부에 의해, 수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 헤더를 근거로 상기 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 결정하는 단계에서는,
상기 정책 결정부에 의해, 수신한 패킷을 포함한 프로토콜의 구분자, IP 주소, HDLC 주소 중에 적어도 하나를 근거로 상기 수신한 패킷을 병합 대상 패킷 또는 공통분배 대상 패킷으로 구분하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 병합 대상 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 단계에서는,
상기 패킷 병합부에 의해, 상기 정책 결정부에서 병합 대상 패킷으로 구분된 패킷들 중에서 동일한 목적지 주소를 갖는 패킷들을 병합하여 하나의 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 단계에서는,
상기 패킷 공통분배부에 의해, 동일 패킷들 각각의 목적지 주소들을 프로토콜 헤더의 목적지 주소로 설정하여 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 복수의 목적지 주소를 갖는 프레임을 생성하는 단계는,
상기 패킷 공통분배부에 의해, 공통분배 대상 패킷들을 수신하는 단계;
상기 패킷 공통분배부에 의해, 상기 수신한 공통분배 대상 패킷들 중에서 동일 패킷들을 검출하는 단계;
상기 패킷 공통분배부에 의해, 상기 검출한 동일 패킷들의 목적지 주소들을 검출하는 단계;
상기 패킷 공통분배부에 의해, 상기 검출한 목적지 주소들을 헤더의 목적지 주소로 설정하여 프레임을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
측정부에 의해, 상기 큐에 저장된 패킷의 체류시간 및 크기를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격검침 시스템의 트래픽 제어 방법.