KR102105627B1 - 주파수 대역을 달리 운영하여 plc 네트워크를 확장하는 기술 - Google Patents

주파수 대역을 달리 운영하여 plc 네트워크를 확장하는 기술 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 주파수 대역을 달리 운영하여 PLC 네트워크를 확장하는 기술로서, 더욱 상세하게는 외부 인터넷과 연결되어 게이트웨이로서 동작하며 PLC(power line communication, 전력선통신) 신호를 전력선에 실어주기 위한 하나의 PLC 마스터 모뎀과; PLC 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 전력선에 실어주되, 상기 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 PLC 확장 모뎀과; PLC 마스터 모뎀과 PLC 확장 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하고, 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 단말기에 제공하고 단말기가 제공하는 PLC 신호를 전력선에 실어주는 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀; 을 포함하고, PLC 마스터 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제1 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제1 네트워크 그룹; 및 PLC 확장 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제 1그룹과 다른 제2 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제2 네트워크 그룹을 포함하여, 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크의 확장이 가능한 것을 특징으로 하는 PLC 시스템에 관한 것이다.

Description

주파수 대역을 달리 운영하여 PLC 네트워크를 확장하는 기술{Technology that extends PLC network by operating frequency band differently}
본 발명은 주파수 대역을 달리 운영하여 PLC 네트워크를 확장하는 기술로서, 더욱 상세하게는 외부 인터넷과 연결되어 게이트웨이로서 동작하며 PLC(power line communication, 전력선통신) 신호를 전력선에 실어주기 위한 하나의 PLC 마스터 모뎀과; PLC 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 전력선에 실어주되, 상기 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 PLC 확장 모뎀과; PLC 마스터 모뎀과 PLC 확장 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하고, 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 단말기에 제공하고 단말기가 제공하는 PLC 신호를 전력선에 실어주는 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀; 을 포함하고, PLC 마스터 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제1 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제1 네트워크 그룹; 및 PLC 확장 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제 1그룹과 다른 제2 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제2 네트워크 그룹을 포함하여, 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크의 확장이 가능한 것을 특징으로 하는 PLC 시스템에 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.
도 1은, 전력선에 다수의 PLC 모뎀이 연결된 PLC 통신 시스템의 개념도이다. 도 1을 참조하면, PLC 통신 시스템은 Ethernet 방식으로 외부의 인터넷 망과 연결된 PLC 마스터 모뎀과, PLC 마스터 모뎀과 전력선을 통하여 PLC 통신을 하는 다수의 PLC 슬레이브 모뎀으로 구성된다. PLC 슬레이브 모뎀은 각각 단말기와 연결되어 데이터를 주고받는다.
이러한, PLC 통신은 통상 50Hz~60Hz 대역의 상용 전력신호에 일반적으로 2MHz∼30MHz 대역의 고주파 PLC 통신신호를 중첩하여 전송하는 방식을 사용한다. 예를 들면, HPGP (HomePlug Green PHy) 방식, HPAV(HomePlug Audio Video) 방식 등이 있다. 한편, 최근에 개발된 HomePlug AV2(HPAV2) 방식에서는 30MHz~86MHz 대역의 고주파 PLC 통신신호를 사용하기도 한다. 이하에서는 PLC 통신의 사용 주파수 대역을 2MHz∼30MHz 대역으로 가정하여 설명하기로 한다.
또한, PLC 통신은 PLC 신호의 변조주파수 대역에 따라 협대역(kHz대역)과 광대역 전력선 통신(MHz대역), 통신 속도에 따라 저/중속(1Mbps급 미만)과 고속(1Mbps급 이상) 전력선 통신, 적용되는 전력망에 따라 저압과 고압 전력선 통신 등으로 구분된다.
특히, 저압 전력선 통신은 수용가용 저압 배전선로를 물리적 매체로 이용하는 방식으로써 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 통신망 구축에 폭넓게 적용되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 PLC 마스터 모뎀은 전력선을 통하여 연결될 수 있는 PLC 슬레이브 모뎀을 무한정 연결 가능한 것이 아니라, 사양에 따라 제한된 개수의 PLC 슬레이브 모뎀과 연결될 수 있다(도 1에는 하나의 PLC 마스터 모뎀이 16개의 PLC 슬레이브 모뎀과 연결 가능한 것을 보인다.) 또한, 전력선을 통하여 연결된 PLC 마스터 모뎀과 PLC 슬레이브 모뎀은 연결 거리에 따라 PLC 신호의 감쇠로 인하여 거리의 제한을 갖게 된다.
이러한 제한을 극복하기 위한 방법으로서 리피터를 추가하는 방법과, BF(PLC 블록킹 필터)를 추가하고 별도의 통신선을 통하여 마스터 모뎀을 추가하는 방법이 있다.
도 2는, PLC 시스템에 리피터를 추가하여 거리에 따른 PLC 신호의 감쇠를 해결하는 방법에 관한 도면이다. 도 2를 참조하면, 리피터를 추가하는 방법은 거리에 따른 PLC 신호의 감쇠는 해결할 수 있으나, 하나의 PLC 마스터 모뎀과 연결될 수 있는 PLC 슬레이브 모뎀의 개수 제한은 해결될 수 없는 문제가 있다.
도 3은, PLC 시스템에 BF(PLC 블록킹 필터)를 추가하고, 별도의 통신선을 통하여 마스터 모뎀을 추가하여 PLC 네트워크를 확장한 것에 관한 도면이다. 도 3을 참조하면, 상기 BF는 전력선이 상기 BF를 경유하도록 하여 해당 BF를 기준으로 일측 전력선과 타측 전력선을 PLC 신호적으로 분리시킬 수 있다. 한 통신망 내에서는 마스터 모뎀간의 충돌로 인하여 둘 이상의 마스터 모뎀을 운용할 수 없으므로, PLC 신호를 블록킹 하는 BF를 추가하여 PLC 망을 통신적으로 분리하고, 별도의 통신선을 통하여 마스터 모뎀을 연결하여 PLC 네트워크를 확장하는 방법이다. 이 방법은 외부에 별도의 PLC 마스터 모뎀을 추가하고 복잡한 통신 구성을 발생시키므로 작업장 구성에 있어서 설치가 복잡한 문제를 발생시킨다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다음과 같은 목적이 있다.
본 발명은, 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크의 확장이 가능하도록 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 네트워크 그룹별로 PLC 신호의 주파수 대역을 달리 운영하여, PLC 마스터 모뎀간의 충돌을 방지함으로써, 간편한 방법으로 PLC 네트워크의 확장이 가능하도록 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은, PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 설정하여 구분하도록 함으로써, PLC 신호의 구별을 소프트웨어로 해결하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 PLC 모뎀은 PLC 신호에서 네트워크 그룹 ID를 판별하는 그룹판별부를 포함하여, 해당 네트워크 그룹에 사용되는 PLC 신호를 선별하여 처리하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 PLC 모뎀은, 설정된 네트워크 그룹 ID에 따라 신호처리를 달리하는 신호처리부를 포함하여 네트워크 그룹 ID에 따라 주파수대역을 달리하여 PLC 신호를 생성하거나, PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 달리하여 생성하도록 함으로써, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 PLC 시스템을 구현하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명이 제공하는 PLC 확장 모뎀은, 제 1그룹의 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 마스터 모듈에 전달하는 슬레이브 모듈과 슬레이브 모듈로부터 전달 받은 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 마스터 모듈을 포함하는 일체형 모뎀으로써, 간편한 방법으로 PLC 네트워크의 확장이 가능하도록 하는데 목적이 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있는 실시예를 가진다.
본 발명은, 외부 인터넷과 연결되어 게이트웨이로서 동작하며 PLC(power line communication, 전력선통신) 신호를 전력선에 실어주기 위한 하나의 PLC 마스터 모뎀; PLC 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 전력선에 실어주되, 상기 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 PLC 확장 모뎀; 및 PLC 마스터 모뎀과 PLC 확장 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하고, 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 단말기에 제공하고 단말기가 제공하는 PLC 신호를 전력선에 실어주는 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 제공하는 PLC 시스템은, PLC 마스터 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제1 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제1 네트워크 그룹; 및 PLC 확장 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제 1그룹과 다른 제2 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제2 네트워크 그룹을 포함하여, 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크의 확장이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 그룹별 PLC 신호는, 주파수 대역을 달리하는 것을 특징으로 한다.
상기 그룹별 PLC 신호는, 주파수 대역을 달리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그룹별 PLC 신호는, PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 설정하여 구분하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 제공하는 PLC 마스터 모뎀 또는 PLC 슬레이브 모뎀은, 네트워크 그룹 ID를 판별하는 그룹판별부, 설정부에서 설정된 네트워크 그룹 ID에 따라 신호처리를 달리하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 신호처리부가 신호처리를 달리하는 것은, 네트워크 그룹 ID에 따라 주파수대역을 달리하여 PLC 신호를 생성하거나 PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 달리하여 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PLC 확장 모뎀은, 제 1그룹의 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 마스터 모듈에 전달하는 슬레이브 모듈과, 슬레이브 모듈로부터 전달 받은 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 마스터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크의 확장이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 네트워크 그룹별로 PLC 신호의 주파수 대역을 달리 운영하여, PLC 마스터 모뎀간의 충돌을 방지함으로써, 간편한 방법으로 PLC 네트워크의 확장이 가능하도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은, PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 설정하여 구분하도록 함으로써, PLC 신호의 구별을 소프트웨어로 해결하는 목적을 도출한다.
또한, 본 발명이 제공하는 PLC 모뎀은 PLC 신호에서 네트워크 그룹 ID를 판별하는 그룹판별부를 포함하여, 해당 네트워크 그룹에 사용되는 PLC 신호를 선별하여 처리하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명이 제공하는 PLC 모뎀은, 설정된 네트워크 그룹 ID에 따라 신호처리를 달리하는 신호처리부를 포함하여 네트워크 그룹 ID에 따라 주파수대역을 달리하여 PLC 신호를 생성하거나, PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 달리하여 생성하도록 함으로써, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 PLC 시스템을 구현할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명이 제공하는 PLC 확장 모뎀은, 제 1그룹의 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 마스터 모듈에 전달하는 슬레이브 모듈과 슬레이브 모듈로부터 전달 받은 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 마스터 모듈을 포함하는 일체형 모뎀으로써, 간편한 방법으로 PLC 네트워크의 확장이 가능하도록 하는 효과를 도출한다.
도 1은, PLC 시스템으로서, 거리에 따라 PLC 신호의 감쇠와 하나의 마스터 모뎀에 연결이 가능한 슬레이브 모뎀의 개수 제한에 관한 도면
도 2는, PLC 시스템에 리피터를 추가하여 거리에 따른 PLC 신호의 감쇠를 해결하는 방법에 관한 도면
도 3은, PLC 시스템에 BF(PLC 블록킹 필터)를 추가하고, 별도의 통신선을 통하여 마스터 모뎀을 추가하여 PLC 네트워크를 확장한 것에 관한 도면,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크를 확장한 것에 관한 개념도
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 슬레이브 모뎀의 블록도
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 블록도
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 확장 모뎀의 블록도
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 신호패킷에 관한 도면
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크를 확장한 것에 관한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명이 제공하는 PLC 시스템은, 외부 인터넷과 연결되어 게이트웨이로서 동작하는 하나의 PLC 마스터 모뎀(220), PLC 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 전력선에 실어주는 PLC 확장 모뎀(100), PLC 마스터 모뎀과 PLC 확장 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하는 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀(210)을 포함한다.
본 발명의 PLC 시스템은 상기 PLC 마스터 모뎀(220)과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀(210)을 포함하여 구성된 제1 네트워크 그룹과, PLC 확장 모뎀(100)과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀(210)을 포함하여 구성된 제2 네트워크 그룹을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 PLC 시스템은 단일의 전력선 망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영한다. 예를 들면, 제1 네트워크 그룹은 그룹 아이디가 ‘A’로 부여된 PLC 신호를 사용하여 PLC 통신을 하며, 제2 네트워크 그룹은 그룹 아이디가 ‘B’로 부여된 PLC 신호를 사용하여 PLC 통신을 한다.
상용 PLC 통신의 주파수 대역은 일반적으로 2MHz~30MHz를 사용하는데, 그룹별 PLC 신호는 물리적으로는 위 주파수 대역 내에서 주파수 대역을 달리하는 것을 의미한다. 예를 들면, 그룹 아이디가 ‘A’로 부여된 PLC 신호는 2MHz~10MHz의 주파수 대역을 사용하고, ‘B’로 부여된 PLC 신호는 15MHz~25MHz의 주파수 대역을 사용하는 것을 말한다.
하나의 통신망 내에서 둘 이상의 마스터 모뎀을 운영할 수 없다. 왜냐하면, 마스터-슬레이브 구조를 가지는 통신망은 마스터 모뎀 하나와 다수의 슬레이브 모뎀이 통신하는 1:N 방식으로 통신을 운영하기 때문에, 둘 이상의 마스터 모뎀이 존재한다면, 마스터 모뎀간의 통신 충돌과, 하나의 슬레이브 모뎀이 둘 이상의 마스터 모뎀으로부터 통신신호를 전달받아 충돌이 발생하기 때문이다.
이러한 문제를 회피하기 위한 방법으로 도3에 도시된 바와 같이 BF(블로킹 필터)와 별도의 통신선을 이용하여 마스터 확장을 통하여 PLC 네트워크 확장을 할 수도 있겠지만, 외부에 별도의 PLC 마스터 모뎀을 추가하고 복잡한 통신 구성을 발생시키므로 작업장 구성에 있어서 설치가 복잡한 문제를 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명은, 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, 네트워크 그룹별로 PLC 신호의 주파수 대역을 달리하여 운용함으로써, 마스터 모뎀간의 통신 충돌을 방지할 수 있게 된다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 슬레이브 모뎀의 블록도이고, 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 마스터 모뎀의 블록도이다.
상기 PLC 모뎀은, 그 역할에 따라서 마스터 모뎀과, 슬레이브 모뎀으로 구별 되지만, 그 세부적인 구성은 일반적으로 공통되어 구성된다.
이하에서는 도 5를 참조하여, PLC 슬레이브 모뎀을 중심으로 PLC 모뎀에 관하여 설명한다.
본 발명이 제공하는 PLC 슬레이브 모뎀은 필터링부(211), 그룹판별부(212), 제어부(213), 설정부(214), 신호처리부(215), 커플링부(216)를 포함한다.
상기 필터링부(211)는 전력선을 통하여 전달되는 아날로그 형태의 신호를 받아 전류의 흐름으로 인하여 발생된 전력신호의 왜곡을 필터링하여 PLC 신호를 추출한다. 여기서 전력신호의 왜곡은 50Hz~60Hz대역의 상용 전력신호에 중첩된 2MHz~30MHz대역의 고주파 PLC 신호를 말한다.
상기 그룹판별부(212)는 상기 필터링부에서 추출된 PLC신호의 그룹 ID를 판별한다. 전술한 바와 같이 본 발명이 제공하는 PLC 시스템에서 PLC 신호는 네트워크 그룹별로 달리하여 운영된다. 물리적으로는 그룹별로 주파수 대역을 달리하는 PLC 신호를 가진다. 물리적으로는 PLC 신호의 그룹에 따라 주파수 대역을 달리하는 것이므로 필터를 사용하여 PLC 신호의 그룹을 판별하는 것도 가능하다. 뿐만 아니라, 이를 디지털 영역의 관점에서 살펴보면 도 8에 도시된 바와 같이, PLC 신호 패킷의 헤더 부분에 네트워크 그룹 ID를 설정하여 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리 구분 지을 수도 있다. 상기 그룹판별부(212)는 PLC 신호 패킷의 헤더 부분을 검색하여 소프트웨어적으로 PLC 신호의 그룹 ID를 판별할 수 있다. 다만 이 경우에는 PLC 신호가 후술할 신호처리부(215)를 거쳐서 디지털 신호로 변환 된 뒤에야 PLC 신호의 그룹 ID를 판별할 수 있을 것이다.
상기 제어부(213)는 PLC 슬레이브 모뎀(210)의 전반적인 제어를 담당하며, 상기 그룹판별부(212)가 판별한 PLC 신호를 설정부(214)의 설정 값에 따라 선별적으로 PLC 신호를 신호처리부에 전달한다.
상기 설정부(214)는, PLC 슬레이브 모뎀(210)이 속하는 네트워크의 그룹을 설정하는 부분이다. 상기 설정부(214)의 설정 값은 전술한 제어부(213)에 전달된다. 예를 들면, 해당 PLC 슬레이브 모뎀이 제2 네트워크 그룹에 포함되어 있다면, 설정 값을 “2”로 설정하고, 제어부는 상기 설정 값에 따라 제2 네트워크 그룹에서 운용되는 PLC 신호의 그룹 ID가 ‘B’에 해당하는 PLC 신호만 선별하여 신호처리부에 전달한다.
상기 신호처리부(215)는, 필터 증폭기 변조회로를 포함하여 구성되고, 제어부(213)의 통제 하에 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 디지털 신호 또는 아날로그 신호로 변환하는 과정에서 상기 신호처리부(215)는 제어부(213)의 통제 하에서 설정부(214)의 설정 값에 따라 해당 PLC 신호의 그룹 ID에 맞추어 디지털 신호와 아날로그 신호로 변환한다. 즉 PLC 신호의 그룹 ID가 ‘B’에 해당하는 경우 B에 맞는 주파수 대역의 아날로그 신호로 변조하며, 디지털 신호로 변환하는 과정에서는 신호 패킷의 헤더에 네트워크 ID에 B를 생성한다. 단말기와의 통신은 디지털 신호로 통신을 하고, 전력선을 통하여 전송되는 PLC 신호는 아날로그 신호로 변환되어 커플링부를 통하여 전력선에 실리게 된다.
상기 커플링부(216)는, 신호처리부로부터 전달받은 아날로그 신호, 즉 PLC 신호를 전력선에 실어 보낸다. PLC 통신은 이미 전류가 통전되고 있는 전력선이기에 전류가 흐르는 특별하고 임의적인 신호 내지 파장을 가지고 있는데, 상기 커플링부(216)는 이러한 파장에 간섭을 줄여 신호가 왜곡되지 않는 형태로 전력선에 실어주게 된다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 PLC 확장 모뎀의 블록도이다.
도 7을 참조하면, PLC 확장 모뎀(100)은, 슬레이브 모뎀의 역할을 하는 슬레이브 모듈(110)과 마스터 모뎀의 역할을 하는 마스터 모듈(120)을 일체화한 구성이며, 슬레이브 모듈(110), 마스터모듈(220), 슬레이브 모듈과 마스터 모듈을 연결하는 연결부를 포함한다.
상기 슬레이브 모듈(110)과 상기 마스터 모듈(220)을 구성하는 필터링부, 그룹판별부, 제어부, 설정부, 신호처리부, 커플링부의 기능은 전술한 PLC 모뎀의 세부구성과 기능적인 면에서 큰 차이가 없으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 4, 도 7을 참조하여, 본 발명의 PLC 시스템에서 네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크가 확장되는 원리를 설명하면,
도 4에 도시된 바와 같이, PLC 확장 모뎀(100)의 좌측은 네트워크 제1그룹, 우측은 네트워크 제2그룹이며, 제1 그룹은 제1 그룹의 PLC 신호로 통신하며 상기 PLC 신호 패킷의 헤더 부분은 네트워크 ID가 ‘A’로 되어 있고, 제2 그룹은 제2 그룹의 PLC 신호로 통신하며 상기 PLC 신호 패킷에 헤더 부분은 네트워크 ID가 ‘B’로 되어있다. 도 4에 도시된 바와 같이 네트워크 제1 그룹과, 제2 그룹에서 사용하는 PLC 신호는 주파수 대역을 달리하는 것을 보이고 있다. 다만 상기 전력선은 도 3과 달리 BF 등으로 격리된 것이 아니므로 단일의 전력선망을 형성하는 전력선에는 제1 그룹의 PLC 신호와, 제2 그룹의 PLC 신호가 병존한다. 그러나 PLC 마스터 모뎀(220)과 PLC 슬레이브 모뎀(210)과, PLC 확장 모뎀(100)은 설정부를 통하여 네트워크 그룹의 설정이 가능하다. 제 1그룹을 형성하는 PLC 마스터 모뎀 및 슬레이브 모뎀과 PLC 확장 모뎀의 슬레이브 모듈은 제1 그룹으로 설정하고, 제2 그룹을 형성하는 PLC 확장 모뎀의 마스터 모듈 및 PLC 슬레이브 모뎀은 제 2그룹으로 설정한다.
설정부의 설정 값은 제어부에 전달되고, 제어부는 그룹 설정 값에 따라 해당 그룹의 PLC 신호만을 선별하여 단말기와 통신하며, 신호처리부(215)는 제어부의 통제 하에서 해당 PLC 신호의 그룹 ID에 맞추어 디지털 신호와 아날로그 신호로 변환한다. 그 결과 본 발명의 PLC 시스템은 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하되, PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크를 추가함으로써 거리의 확장 및 슬레이브 모뎀의 추가 확장을 꾀할 수 있으며 동시에 마스터 모뎀간의 출동이 방지되는 PLC 네트워크의 확장이 가능한 효과를 가진다.
이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 청구범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: PLC 확장 모뎀
110: 슬레이브 모듈
111: 필터링부
112: 그룹판별부
113: 제어부
114: 설정부
115: 신호처리부
116: 커플링부
120: 마스터 모듈
121: 필터링부
122: 그룹판별부
123: 제어부
124: 설정부
125: 신호처리부
126: 커플링부
130: 연결부
210: PLC 슬레이브 모뎀
220: PLC 마스터 모뎀
230: 외부 통신선
300: 단말기
400: 리피터
500: BF(블록킹필터)

Claims (15)

  1. 외부 인터넷과 연결되어 게이트웨이로서 동작하며 PLC(power line communication, 전력선통신) 신호를 전력선에 실어주기 위한 하나의 PLC 마스터 모뎀;
    PLC 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 전력선에 실어주되, 상기 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 PLC 확장 모뎀; 및
    PLC 마스터 모뎀과 PLC 확장 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하고, 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 단말기에 제공하고 단말기가 제공하는 PLC 신호를 전력선에 실어주는 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀; 을 포함하는 PLC 시스템으로서,
    상기 PLC 시스템은,
    PLC 마스터 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제1 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제1 네트워크 그룹; 및
    PLC 확장 모뎀과 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀을 포함하되, 제1 그룹과 다른 제2 그룹의 PLC 신호로 PLC 통신을 하는 제2 네트워크 그룹을 포함하여,
    네트워크 그룹별로 PLC 신호를 달리하여 운영하는 네트워크 그룹을 추가하여 PLC 네트워크의 확장이 가능하고,
    상기 제1 네트워크 그룹의 PLC 마스터 모뎀 및 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀과 상기 제2 네트워크 그룹의 PLC 확장 모뎀 및 하나 이상의 PLC 슬레이브 모뎀은 단일의 전력선망을 통하여 PLC 네트워크를 형성하고, 상기 단일의 전력선망을 형성하는 전력선에는 상기 제1 그룹의 PLC 신호와 상기 제2 그룹의 PLC 신호가 병존하며,
    PLC 마스터 모뎀 및 PLC 슬레이브 모뎀은, 네트워크 그룹 ID를 판별하는 그룹판별부를 포함하고,
    PLC 확장 모뎀은 슬레이브 모듈과 마스터 모듈을 포함하고, 슬레이브 모듈 및 마스터 모듈은 네트워크 그룹 ID를 판별하는 그룹판별부를 포함하는 PLC 시스템
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 그룹별 PLC 신호는,
    주파수 대역을 달리하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템
  4. 제 1항에 있어서, 그룹별 PLC 신호는,
    PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 설정하여 구분하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템
  5. 제 1항에 있어서, PLC 마스터 모뎀 또는 PLC 슬레이브 모뎀은,
    네트워크 그룹 ID를 설정하는 설정부를 포함하는 PLC 시스템
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서, PLC 마스터 모뎀 또는 PLC 슬레이브 모뎀은,
    설정부에서 설정된 네트워크 그룹 ID에 따라 신호처리를 달리하는 신호처리부를 포함하는 PLC 시스템
  8. 제 7항에 있어서, 신호처리부가 신호처리를 달리하는 것은,
    네트워크 그룹 ID에 따라 주파수대역을 달리하여 PLC 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템
  9. 제 7항에 있어서, 신호처리부가 신호처리를 달리하는 것은,
    PLC 신호 패킷의 헤더 부분에, 네트워크 그룹 ID를 달리하여 생성하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 PLC 확장 모뎀의 슬레이브 모듈은 제1 네트워크 그룹의 PLC 마스터 모뎀에 전력선으로 연결되어 통신하며 전력선을 통하여 전달된 신호 중 PLC 신호를 분리하여 상기 PLC 신호를 상기 PLC 확장 모뎀의 마스터 모듈에 전달하며,
    상기 PLC 확장 모뎀의 마스터 모듈은 상기 PLC 확장 모뎀의 슬레이브 모듈로부터 전달 받은 PLC 신호를 다른 그룹의 PLC 신호로 변환하여 전력선에 실어주는 PLC 시스템
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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