KR20020011929A - 전력선을 이용한 통신시스템 및 통신방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선을 이용한 데이터 및 동화상을 전송할 수 있는 통신 시스템 특히, 5V 이상의 전압범위에서의 모든 전력선을 이용할 수 있는 초고속 전력선 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 통신 시스템으로 현재 사용중인 인터넷 통신 방식의 광케이블 전화선을 전용선으로 사용하는 통신 방법에, 전력선 통신 방법을 같이 사용할 수 있는 통신 시스템을 제공한다.

또한, 현재의 인터넷 통신 ISP(서버)에 전력선을 이용하여, 전력선 통신 시스템으로 인터넷 통신을 할 수 있는 전력선 통신 프로그램과 모뎀의 구성 시스템 및 통신 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 초고속 전력선 통신 시스템은 초고속 통신을 위한 통신 사용자로 인입되는 PC(컴퓨터) 구동전력을 전력선 통신 전용선으로 사용하여 전력선통신을 행할 수 있는 통신 모뎀부(PCI방식 모뎀 슬롯 장착부)와, 변압기 등의 전력 통신중의 전력선 내의 이상 장애물을 검출할 수 있는 검출 소프트웨어 시스템과, 장애물 검출 및 이상 변동 사항을 수정할 수 있는 하드웨어 수정 프로그램 및, 일반 전용선(광케이블, LAN, 모뎀, 동축케이블) 등에 전력선으로 접속하여 통신을 행할 수 있는 (ISP 연결 프로그램) 구동 프로그램으로 초고속 전력선 통신을 할 수 있는 하드웨어의 구동 프로그램으로 구성된다.

Description

전력선을 이용한 통신 시스템 및 통신 방법{Communication system and communication method using powerline}

본 발명은 전력선을 이용한 데이터 및 동화상을 전송할 수 있는 통신 시스템 특히, 5V 이상의 전압 범위에서 모든 전력선을 이용할 수 있는 초고속 전력선 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 초고속 전력선 통신 시스템은 초고속 통신을 위한 통신 사용자로 인입되는 컴퓨터(PC)의 구동전력을 전력선 통신 전용선으로 사용하여, 전력선 통신을 행할 수 있는 통신 모뎀부 (PCI방식 모뎀 슬롯 장착부)와 변압기(Transformer)등의 전력통신 중의 전력선 내의 이상 장애물을 검출할 수 있는 검출 시스템과, 장애물 검출과 이상 변동 사항을 수정할 수 있는 하드웨어 보정 프로그램 및, 초고속 전력선 통신을 할 수 있는 하드웨어의 구동 프로그램으로 구성된다. 또한, 상기 통신 시스템은 전력선 통신의 호스트에서 전용회선을 사용하고 게스트측과 ISP(SUB) 측에서는 LAN, 모뎀, 전용선 인 광케이블 및 동축 케이블을 전용 통신 라인을 사용하는 통신 방법이며, 전력선 통신시에는 거리에 관계없이 통신이 가능하다.

종래의 초고속 통신시스템에 대해서 도 1 및 도 2를 참조로 설명한다.

도 1 은 종래의 전력선 원격 검침 시스템을 도시한 것이다. 종래의 전력선을 이용한 전력 원격 검침 시스템은, 전력선(70)을 통해 변전소(71)에 연결된 원격 검침 제어장치(72)와, 원격검침 제어신호에 따라 전력선 모뎀(73)을 통해 통신 신호로 변환되는 변전소 제어 장치부(74)와, 통신 신호를 고압선(75)을 이용하여, 전력선 모뎀(73)에 의해 변환된 원격 검침에 전송하는 선로 결합 장치부(76)와, 상기 선로 결합 장치부(76)로부터 고압선(75)을 통해 전송되는 통신신호만을 전력선으로 분리하거나 통신신호를 저전압 배선망 전력선(78)을 통해 일정하게 신호처리 하는 사용자 검침 제어 시스템(79)으로 구성되어 있다.

또한, 사용자 검침 제어시스템(79)은 신호 결합 장치부(77) 및 저전압 배선망 전력선(78)을 통해 데이터 통신을 입ㆍ출력시키는 선로 결합부(80)와, 상기 선로 결합부(80)로부터 입ㆍ출력되는 통신신호를 일정형태의 신호로 변환하는 전력선 모뎀(81)과, 상기 전력선 모뎀(81)의 기능을 제어하고 수용가 검침 시스템의 저전압 배선망 전력선(78)의 기능을 제어하는 중앙 제어부(82)와, 중앙 제어부(82)의 원격 검침 제어 신호에 따라 전력량의 측정 데이터를 전송하는 전력계(83)로 이루어져 있다.

다음으로, 또 다른 종래기술의 구성을 도 2 를 참조로 하여 살펴보면,

도 2 에 도시된 바와 같이, 고속 통신 전용 회선망(31)의 데이터 통신을 위해 설치된 광케이블, 동축케이블과 전화 및 통신 전용 LAN 통신과 수용가로 인입 되는 전력선(33)을 결합하여 데이터 통신 신호를 전송시키는 전력선 통신 전송 장치부(34)와 상기 고속 통신 전용 회선망(31)에 연결되고 주파수 분활 방식을 이용하여 주파수 10㎑ 내지 450㎑로 통신할 수 있는 수용가의 전력선 모뎀(49)으로 구성되어 있다. 상기 전력선(33)과 각각의 수용가에 설치된 전력선 모뎀(49) 사이에는 데이터 통신 신호를 필터링 및 증폭하여 중계해 주는 신호 중계기(36)가 접속되어있다. 상기 신호 중계기(36)는 수용가 근처에 설치된 전주 상에 설치할 수 있으며 전력선(33)은 전주 변압기(도시 내 연결 안됨)에 연결되어 있다.

또한, 도 2 에 도시된 종래의 초고속 통신 시스템은 전력선 통신 전송 장치부(34), 전력선(31)으로 신호가 전송되고 신호 결합 장치부(37)와 전력선(31)사이에 연결되며 전력선(33)을 통해 입ㆍ출력되는 데이터 신호를 처리하는 전력선 모뎀(38)으로 구성된다. 전력선 모뎀을 전력선으로부터 입력된 데이터 신호를 일정 주파수 10㎑ 내지 450㎑로 필터링하는 입력 필터(39)와 입력된 주파수 신호를 변조하는 FM 모뎀(40)으로부터 신호를 증폭하여 전력선으로 방출하는 전력선 통신 증폭부(41)의 쌍방향으로 또는 변조되는 데이터 신호가 입ㆍ출력되는 것을 차단하는 신호분리 필터 등으로 구성되어 있다.

상술한 바와 같은 도 1 및 도 2 를 참조로 설명한 종래의 기술에서는 다음과 같은 문제점 및 단점을 갖고 있다.

1. 상술한 종래 기술에서는 전력선 통신을 하기 위해서는, 변압기를 직접 통과할 수 없어 수용가 내의 인입까지 전력선을 이용하고 통신에 필요한 거리 많큼 전용선을 설치함과 동시에, 부대시설물 즉, 선로결합 장치부, 입력 필터 전력선 통신 증폭부, FM 모뎀, 로우패스 필터, 전 브리지 전력 증폭기, 비교부 등을 설치해야 하기 때문에, 설치비가 많이 들게되어 제조 코스트가 증가하게 된다.

2. 또한, 이러한 부가의 부대시설물 등의 설치로 인해 노이즈의 발생이 증가됨으로써, 통신 속도가 저감됨은 물론, 원거리 통신이 불가능하게 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 구성에서 나타나는 문제점들을 감안하여, 이러한 문제점등을 해결하면서도 초고속 통신을 실행할 수 있는 초고속 통신 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 전력선 통신시 예를 들면, PC 내에 하드웨어 프로그램을 설치하고 PC 내장형 PCI 방식의 모뎀을 설치함으로써, 전력선 초고속 통신을 실행할 수 있는 전력선망을 이용한 초고속 통신 시스템 및 통신 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 가정용 전력 110V 내지 32㎸의 고압전류까지 통신상의 모든 데이터를 전송할 수 있으며 변압기의 우회조건 즉, 선로결합 장치부, 입력필터 전력선, 전력선 통신 증폭부, FM 모뎀부, 로우패스 필터 등의 별도의 시설물 없이, 데이터 및 동화상을 전송할 수 있는 전력 통신 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 전력선 통신의 데이터, 동화상 등의 초고속 통신시 무부하 조건으로 수십 명이 동시에 데이터를 전송 및 통신할 수 있는 전력선 통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은, 데이터 전송 중 전력선 내의 노이즈를 제거하여 2 차 전송을 하기 위해서, 노이즈 제거 소프트웨어 시스템과 모뎀을 프로그램화하고, 변압기를 하드웨어 시스템부의 송수신 발진 회로부, 공진 시스템, 검출 회로부로 구성하고, 하드웨어 시스템에서 변압기 통과여부(주파수 변동값)를 판별 검출하여, 하드웨어, 소프트웨어의 주 발생신호를 하드웨어 보정 프로그램에 의한 전력량 측정, 전압측정, 단선측정, 주파수 변동값 측정 변압부의 용량과 문제점, 변압기의 수량, 변압기의 공진값, 공진회로의 이상발생 등을 검출하고, 하드웨어 상의 검출회로 시스템부로 송출하고, 이를 보정 프로그램에서 보완 및 수정하여, 2 차 전력선 통신을 실행할 수 있는 조건으로 보완하여 실행하도록 구성된다.

또한, 본 발명은 전력선 초고속 인터넷 통신을 실행할 수 있는 통신 프로그램과 모뎀을 포함하며, 사용전력 4.5V(통신사용전류) 내지 32㎸ 에서 통신이 가능하고, DC 전력선으로 통신상의 모든 데이터를 전송할 수 있으며 전력선과 일반 사용 중인 LAN 및 모뎀 통신에 결합함으로써 전력선과 일반 ISP 장비에 연결하여 통신할 수 있는 전력선 통신 시스템을 제공 하는 것이다.

그리고, 종래의 전력선 통신 시스템에서는 전력선 통신 증폭부, FM 모뎀, 로우패이스, 주파수 필터 등의 별도의 시설물이 필요하나, 본 발명에 따른 전력선 통신 시스템에서는 이러한 별도의 시설물 없이도 데이터 및 동화상을 전송할 수 있는 장점을 갖고 있다.

본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은, 데이터 전송중에 전력선 내의 노이즈를 제거하고 주파수를 필터링한 다음, 이를 데이터화하여 전력선 통신 프로그램을 소프트화하고 프로그램에 의해 노이즈 제거 및 주파수 필터링을 실행함으로써 전력선 통신을 가능하게 한다.

상기 시스템에서 있어서, 노이즈의 제거는 1차 주상변압기 까지 통신 프로그램이 노이즈 발생을 수치화하여 프로그램상의 연산처리 기술로 노이즈를 구분 관리하고 노이즈를 사전 예시 값에 벗어 나지 않도록 프로그램을 제어하여 노이즈 발생을 보정, 관리하는 것이다.

또한, 상기 시스템에 있어서, 필터링 처리기술은 데이터의 전송 시에 강제송출방식으로 주파수를 전송하고(소프트 프로그램) 이를 관리하는 프로그램 증폭부를 사용하는 기술이며, 종래의 전자 장치 조건을 프로그램화하여 전력선 통신하는 초고속 전력선 통신 프로그램이다.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 시스템을 구동할 수 있는 프로그램은, 송수신 발진 회로부(4), 공진시스템(12), 검출회로부(2)를 포함하며, 주 발생신호를 소프트웨어 보정 프로그램(8)에 의한 전력량 측정(9), 전압 측정(10), 주파수 변동측정(13), 특정 프로그램인 변압기 공진 값, 변압기 공진회로(12)의 이상발생을 시스템화하여, 전력선 통신 프로그램의 모뎀부의 이상 발생에, 시스템 검출 회로(7)의 각 시스템부의 이상 발생을 알림으로써, 전력선 통신의 이상 발생부분에 대응하는 소프트 프로그램으로 구성되어 있다.

따라서, 종래 기술에서는 변압기를 통과하지 못하였던 것을, 본 발명에 있어서는, 변압기 내의 부하량에 비례하여 주파수를 공진시키는 시스템을 개발하여 변압기 내의 임피던스에 공진회로부에서 25만에서 55만까지 0.15초당 공진(주파수 부하율) 1차 25만. 2차 35만. 3차 45만. 4차 55만의 변압기에 주파수를 공진시켜 변압기의 전력별 비례 변환하여 프로그램상의 변압부 주파수를 비례 공진(발명자명칭) 시키므로써, 변압기를 통과할 수 있게된다.

또한, 변압기 데이터가 통과되는 부위는 1차 권선부 2차 권선부에 임피던스를 부하량이 많은 것을 사용하여 1차 주파수 공진의 기준으로 사용하여 주파수를 전송하기 때문에 데이터의 주파수의 변형을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 바와 같이, 종래 기술의 문제점을 해결하면서 초고속 통신을 위해 수용가 PC(1) 및 사용자 PC(3)의 중간 매체인 전력선을 통신케이블로 사용하고 사용자 PC(3)에 연결된 통신 동축 케이블과 광 케이블로 연결된 ISP 장비에 구동되는 전력선을 통신 연결구로 사용하여 전력선으로 통신하는 것이다.

또한, 본 발명은 모든 통신기기의 사용자의 대역 주파수외의 다른 주파수를 필터링하고, 노이즈 발생을 제거 하는 기술을 발전시키고 있으며 본 발명은 통신 기기 내에 발생하는 노이즈를 통신에 중요 특정 주파수로 이를 사용하고 있기에 전력선과 인터넷 통신을 구동할 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 상술의 전력선 통신에, 현재의 사용업체 웹(ISP) 서버의 모든 조건에서 공유 할 수 있다.

전력선 통신의 통신 방법은 통신 연결부 즉. 서버의 통신에 필요한 모든 조건에서 전력선 통신 프로그램의 IP(주소)를 사용하여 강제적인 호출 방식으로 통신할 수 있다. 또한, 상기 통신 방법은 전력선 통신 프로그램을 설치한 PC(1)의 설치 사항과 동일한 프로그램 구조를 호스트에서 강제 구동하고 웹서버(ISP)(6)의 주 전원 멀티를 입력부로사용하고 웹(ISP)(6)의 중앙처리부 일부분에 접속하여 데이터를 호완할 수 있는 전력선통신 프로그램이다.

또한, 작동시 전력선 통신 사용자(1)의 전력선 통신 구동 컴퓨터의 통신 구성은 전력선 통신 프로그램과 통신 모뎀을 설치하고 통신 선로를 전력선을 이용한 통신선로로 이용 하여 컴퓨터의 인입 전력선을 통신 선로로 사용하고 웹(ISP)(6) 서버 연결시 사용자 컴퓨터(PC) 처럼 웹 서버의 인입 전력선을 통신선으로 사용하여 전력선 통신을 구성하는 통신 방법이다.

본 발명은 전력선 인터넷 통신의 구동방법과 전력선을 통신선으로 사용 한다는 점에 주목해야 한다.

본 발명에 따른 전력선 통신은 전력ㆍ동축케이블의 연결부까지 통신을 할 수 있으며 이를 데이터화하여 시스템을 구축한다. 본 발명에 따른 전력선 통신시스템은 사용자간의 18 내지 25 만명이 동시에 접속 할 수 있는 시스템 이며, 본 발명의 기술 구성은 전력선 통신을 할 수 있는 PC구동 프로그램과 모뎀으로 구성된다.

또한, 전력 통신상 문제가 되는 변압부의 이상을 소프트웨어 시스템으로 검출할 수 있음과 동시에, 데이터의 손실 및 유실도 방지 할 수 있어 통신상의 신뢰 성과 통신의 품질을 극대화시킨 전력선 통신 시스템을 사용자에게 제공 한다.

본 발명의 장점들은 첨부도면을 참조로 후술하는 상세한 설명을 통해 보다 명백해진다.

도 1 은 종래의 전력선 원격 검침 시스템을 도시한 도면.

도 2 는 종래의 전력선망을 이용한 통신 시스템을 도시한 도면.

도 3 은 본 발명의 전력선 통신 시스템을 도시하는 도면.

도 4 은 본 발명에 따른 전력선 통신용 모뎀의 흐름도.

도 5 는 본 발명에 따른 전력선을 이용한 ISP 접속과 전력선 통신 시스템을 도시한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 전력선 PC 2 : 전력선

3 : 변압기 5 : 보정 프로그램

6 : 전력량 측정 7 : 전압 측정

8 : 변압기 수량 9 : 주파수 변동 측정

10 : 주파수 변동 측정 13 : 주 전원 회로

14 : 클록 발생 회로 23 : 거리 판별 회로

24 : 경보음 발생 회로 25 : 고장 검출 회로

101 : 전력선 PLT 모뎀 106 : LAN. ISP(SUB)

먼저, 도 3 및 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 초고속 통신 시스템은 전력선 초고속 통신 전용 회선망의 사용자 모뎀 내장형 PC(1,4: 이하 PC 라 칭함)에 배선된 전기 콘센트의 전력선(2)로 인입되는 전력선을 PC(1,4)의 데이터 시스템의 내장형(PCI)방식의 모뎀에 연결하고 수용가의 PC(1,4)의 전력선 모뎀을 전력선(2)로 인입되는 전력선에 접속함으로써, 전력선 초고속 통신을 할 수 있는 전력선 모뎀으로 구성되어 있다.

상기 전력선 초고속통신 PC(1,4)는 하드웨어 위주로 프로그램이 구성되며, 그 시스템은 보정 프로그램(5), 전력량 측정(6), 전압 측정(7), 변압기 수량(8),주파수 공진 측정(9) 및 주파수 변동 측정(10)으로 구성된다.

또한, 시스템의 모뎀부 소프트웨어의 구성은 주 전원 회로부(13), 클록 발생회로(14), 타이밍회로(15), 송신용 발진회로(16), 송신 앰프(17), 송수신 유니트(18,19), 가산기(20), 필터 회로(21), 검파 회로(22), 거리판별 회로(23), 경보음 발생 회로(24), 고장 검출회로(25) 등으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은 백금으로 이루어진 필터링 및 주파수 교정을 위한 배선을 가진 회로부를 포함한다.

여기서, 상기 전력선 통신용 PC (1,4)에서 데이터 신호 처리시 보정 프로그램(5)을 통해, PC(1,4)내에 인입되는 전력량, 전압, 시스템 내의 필요한 호환성, 모든 사용자 PC 의 공유 등을 설정할 수 있으며, 또한, 전력량 측정(6)에서 전력량을 측정할 때, 인입부의 허용오차가 ±20V 일 경우 전력선 통신 시스템에서 전력선 선로내의 과, 비례 전류의 이상 유, 무를 전력선 통신 시스템의 프로그램에 연결하여 통신상의 문제를 보정 프로그램(5)에서 수정할 수 있다. 상기 보정 프로그램은 전압 측정(7)과 동일한 시스템으로 구성되어, PC(1,4)의 전력선 통신을 보호한다.

본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은 보정 프로그램(5)의 설정값과, 변압기 수량(8)에서 데이터의 송신용 발진회로(16)와 노이즈 필터회로(21)에서 주파수의 변조신호를 보정하는 시스템(5)의 설정값을 비교하여, 정형파 펄스형태의 데이터 신호를 방출하여 거리판별 회로부(23)에서 주파수의 방출시 수용가와 수신자간의 위치와 발신자의 위치를 검출하여 가산기(20)에 의해 위치별 변압 구동부의 데이터 전송 주파수의 상태와 변압기 수량(8)을 수치 연산하고, 보정 프로그램(5)을 통해비교 판별하여 데이터를 전송하고, 판별부의 이상으로 전송이 되지 못하였을 때에는 주파수 변동측정(10)과 주파수 공진 측정(9)의 새로운 해당 주파수의 영역을 점검한 다음, 변압기 수량(8)의 통과 여부를 가산기(20)에서 변압기 구동 시스템에 의해 주파수 공진 측정(9)으로 주파수의 변조상태를 확인함과 동시에, 주파수 공진 측정(9)에서 예를 들어, 가상 주파수를 변압기에 25만 내지 35만의 공진을 걸어 변압기의 주파수를 자기공전 상태에서 변압기 수량에 맞춘 다음, 데이터, 주파수를 통과시킬 수 있도록 한 전력선 변압기 통과 프로그램을 포함한다.

또한, 주파수의 공진시 전력선(2,26,27)에 전류가 증압될수록 자기장 형성이 커지는데, 본 발명의 전력선 통신 시스템에서는 보정 프로그램(5), 가산기(20), 고장 검출회로(25)내의 시스템으로 자기장에 주파수를 보내는 데이터 통신방법과 전력선 케이블로 형성된 라인을 이용하는 방법으로 구성하여 데이터를 전송할 수 있도록 구성하였다.

그리고, 본 발명의 전력선 통신 데이터 시스템에 있어서는, 전주 상에 설치된 전력선 동축케이블과 변압기 수량(8)상에 어떠한 문제가 발생되어 통신상의 전송이 실행되지 못했을 때에는, 다음과 같은 조건으로 데이터 전송 시스템을 변경한다.

상기 고장 검출 회로(25)의 시스템은 전력선(2,26,27)의 동축케이블과 변압기 수량(8)에서 단선 등의 자체 이상발생으로 데이터 전송이 이루어지지 않았을 때 보정 프로그램(5)에서 시스템의 전력량 측정(6), 전압 측정(7), 변압부 수량(8), 주파수 공진 측정(9), 주파수 변동측정(10)에서 검출이상이 발생되면, 고장검출 회로(25)에서 변압기 수량(8)의 통신 전송이 이루어지지 못한 경우 경보음발생회로(24)에 이상 경보을 구동시키고, 고장검출회로(25)와 거리판별회로(23)에서 초기 수신자의 위치를 판별하여 전력선 통신 프로그램에 의한 선로변경으로 시스템을 자동 변환하여 데이터를 전송한다.

한편, 종래의 브리지 전력증폭기의 경우는, 스위칭 증폭기와 선형 증폭기를 사용하였는데, 스위칭증폭기는 트랜지스터의 포화영역(Saturation region)이나 컷오프영역(cut-off region)에서 동작출력저항과 전압 손실이 없고, 선형증폭기는 트랜지스터의 활성영역(Active Region)에서 동작하기 때문에, 출력 저항을 0 으로 만들지 못하는 일반적인 스위칭 증폭기를 많이 사용하여 왔다.

그러나, 본 발명은 전력선 통신의 자장과 전력선 동축케이블을 동시에 사용하기 때문에, 모든 전력선의 전류 유입부에서 거리에 관계없이 전력선 통신을 할 수 있고, 전력선의 이상발생으로 전력이 단전되었을 때에는 전력선의 우회 및 전력선 케이블을 이용하여 통신을 실행할 수 있다.

다음으로, 상술한 구성을 기초로 하여, 본 발명의 전력선 통신 시스템의 작용에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 전력선 통신시스템은 먼저, 사용자가 전력선(2,26,27)을 이용하여 예를 들어, PC(1,4)의 하드웨어부 시스템에 내장된 전력통신 프로그램을 사용하여 현재 통신상의 인터넷 등의 모든 웹사이트의 프로그램을 이용할 수 있고, 소프트웨어부의 PC 내의 슬롯부 PCI방식의 모뎀에 PC(1,4)의 전원 공급부의 전원 커넥터(저전류 4V,6V,12V)를 모뎀에 연결함으로써 전력통신의 전용선을 전력선에 배선시킬 수 있다.

수용가와 사용자간의 전력선 통신의 PC(1,4)연결은 수용가와 동일 조건으로 그 구성을 같이하고, 예컨데 PC내의 하드웨어와 소프트웨어를 설치하여 내부 프로그램의 보정 프로그램(5)에서 전력선 통신을 실행할 수 있다. 보정 프로그램(5)내에서 전력통신을 할 수 있는 기본 프로그램의 규격 즉, 전송 데이터 동기식 비동기식, 데이터 주파수 변조방식, 동작방식, 명령어 버퍼, 변조속도, 응답신호, 선로 임피던스, 수신호, 주파수 허용치, 회선 입수방법, 통신속도, 외부 인터페이스, 변압기 수량, 공진 측정, 공진수, 주파수 측정, 주파수 공진, 전력량 측정, 전압측정 등의 규격으로 확장자를 사용자가 확인하여 보정하고, 보정 프로그램(5)에서 상기와 같은 조건을 시스템에서 확인하고 전력선 통신 보정 프로그램에서 검출이외의 조건에서 발생되는 문제점은 고장검출 회로(25)에서 검출하여, 시스템을 통해 원활하게 통신을 실행할 수 있다. 상기 고장검출회로(25)와 전력통신 보정 프로그램(5)에서 일반적인 모뎀의 규격 및 특성을 확인하여 설정하고 PC 신호 및 검출부 송신용 발진회로(16)에서는 통신시스템의 송신주파수 예를 들면 20 내지 2100 ㎐의 대역주파수를 전송할 수 있도록 한다. 검파 회로부(22)는 전송데이터의 에러 기능과 타이밍 발생회로(15)의 데이터접속시간과 데이터 전송의 예약기능으로써 사용자의 데이터 전송시간을 예약할 수 있게 하고, 클록 발생회로(14)는 하드웨어 내에 클러스트의 파일위치를 검색하고 상대 디스크의 복사 위치를 확인하여 검파 회로부(22)와 보정 프로그램(5)에 보전하여 데이터를 전송함으로써 자료의 신뢰성을 향상시킨다.

또한, 상기 전력선 프로그램 구성은 1 차 전력선통신의 하드웨어ㆍ소프트웨어의 도스(DOS)의 운영체계와 윈도우(WINDOWS)의 운영체계로 되어있으므로, 386 급 이상의 모든 PC에서 도스, 윈도우를 공유하여 전력선 통신을 행할 수 있다.

이를 전력선 통신의 예시로 설명하면, 주파수 분할 FDM(Frequency Division Multiplexing)로써 전력선(2,26,27)의 하나로 수십 명의 사용자가 동시에 데이터를 공유 및 전송하기 위한 것이며, 변조방식은 원격통신 엑센스 방식(TCM; Treiis Code Modulation)과 구상진폭변조(QAM; Quadrature Amplitude Modulation) 등으로 사용하고, 주파수 변조방식으로 데이터 신호를 송출할 때 예컨데, 대역으로 20 내지 34 ㎐가 필요하며, 전력선내의 자기장과 전력선케이블에서 나타나는 문제가 해소되므로, 노이즈 등의 필터링 및 분배 증폭의 이유로, 데이터의 유실이 발생되지 않는다.

다음으로, 도5를 참조로 하면, 본 발명에 따른 초고속 통신 시스템은, 전력선 초고속 통신 전용 회선망의 사용자 모뎀(101)에 배선된 전기 콘센트의 전력선(102)에 인입되는 전력선을 PC(101)의 전력선 시스템의 내장형 슬롯PCI 방식(모뎀 장착 방식)에 전력선 통신 모뎀을 장착하고 사용자 PC(1)에 배선된 전기 콘센트의 전력선(102)이 인입되는 전력선을 PC(101)의 전력선 시스템의 내장형(슬롯 장착PCI) 방식에 전력선 통신 모뎀을 장착하고 사용자 PC(1)에 인입되는 전력선(102)를 전력선 통신 모뎀, 출력ㆍ입력단자에 전력선에 접속함으로써 전력선 초고속 통신을 할 수 있는 전력선 통신 모뎀으로 구성되어 있다.

또한, 전력선 시스템의 모뎀부 소프트웨어의 구성은 전력선 통신의 주전원 (102)에 인입되는 전력선을 PC(101)의 전력선(102) 시스템을 전력선 통신 모뎀, 출력ㆍ입력 단자에 전력선에 접속함으로써 전력선 초고속통신을 할 수 있는 전력선 모뎀으로 구성 되여 있다.

상기 시스템의 소프트웨어의 구성은, 연구 개발자 가칭 시스템 보정 프로그램(108), 전력량 측정(109), 전압측정(110), 변압기(111), 주파수 변동(113)으로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은, 백금으로 이루어진 주파수 필터 및 주파수 교정을 위한 배선을 가진 회로를 포함한다.

여기서, 상기 전력선 통신용 PC(101)에서 전력선 통신 프로그램(107)을 통해 상기 PC(101)에 수신되는 각종 정보(발명자 가칭) 보정 프로그램, 전력량 측정 전압 측정, 변압기 주파수 공진, 주파수 변동. 시스템 내의 필요한 호완성과 모든 수용가의 웹 서버의 모든 사용 PC 를 공유하고 호완 및 통신 할 수있는 전력선 통신 시스템이다.

그리고, 전력선 통신 시, 전력량 측정(109)에서 전력량을 측정할 때 전력 인입부의 허용오차 ±20V 일 경우 전력선 통신 시스템에서 전력 유입량의 과ㆍ비례 전류의 이상 유무를 전력선 통신 프로그램에서 통신상의 문제들을 보정 프로그램(108)에서 보정하고 전력 과ㆍ비례를 검출 프로그램과 정격 전류의 통신상 필요한 전력량으로 교정 프로그램이 구동하여 상기 문제점들을 교정 프로그램에서 구동하여 해결하고, 또한, 보정 프로그램 과전압 측정(110)에서 전류 전압을 측정 PC(101)의 전력선 통신을 주파수의 교정하고 대역수파수대의 변형을 방지하여 통신을 보호한다.

본 발명에 따른 전력선 통신 시스템을 전력선 통신 프로그램(107)의 설정값(설정값 이란: PC에 구동되는 전류 유입값과 각 PC 내의 사용 전압 및 오차 값)을 전력선 통신 프로그램에 입력(초기설정)하고, 국내,외 사용 전력의 평균 오차 값을 수치상 ±20V 와 노이즈 발생 빈도(단위별 발생빈도)등을 통신 프로그램에 입력하여 전력선 통신 소프트웨어에 초기 설정하고 통신의 품질을 보정하여 설치한다(전력선 통신 프로그램 설치는 초기프로그램 개발에 국내 여건에 맞추어 개발을 한 조건임).

현재 상기 전력 통신에 필요한 각 전력선 측정 데이터는 통신 프로그램에 입력으로 별도의 입력(옵션 설치)을 하지 않아도 된다.

각 펄스형대의 데이터 신호을 방출하여 사용자와 수신자간의 위치와 발신자의 위치(IP)검출하여 가산기(105)에 의해 변압기와 데이터(주파수)의 상태와 주파수 부하 조건(변압기 통과시 발생되는 변조된 주파수)의 수치를 연산하고(102), 보정 프로그램(108)을 통해 통신의 접속여부를 판별하여 데이터의 이상 손실시 주파수의 변조값을 계산 주파수의 공진(112) 프로그램에 의해 데이터의 손실없이 변압기를 통과한다.

주파수의 공진(112) 및 주파수 변동측정(113)을 본 발명자의 가명칭으로 프로그램상의 프로그램 구조로 이루어져 있으며, 주파수의 공진시 변압기에 어떠한 부하 및 노이즈에 관계없이 전력선 통신을 행하는 프로그램으로 구성된다.

또한, 주파수의 공진 구동시 전력선(102)에 전류가 승압 될수록 전력선에 형성되는 자기장 현상이 커지는데 본 발명의 전력선 통신 프로그램은 자기장의 영향없이 주파수의 변형점이 동축케이블의 특성처럼 자기장이 크면 클수록 데이터의 안정성과 전송 속도가 비례됨이 본 전력선 통신 프로그램으로 확인되며, 전력선 통신을 할 수 있다.

전력선 통신 시 전력선의 단선ㆍ누전으로 통신 접속이 이루어지지 못하였을 때 전력선 통신 프로그램상에 이상 발생(126)(모뎀 회로 구성시 주파수 전송이 이루어지지 못하거나 통신 접속 불능시) 전력선 통신PC(101)에서 이상 발생 메세지로 사용자에게 통신상의 문제점을 알 수 있도록 프로그램이 구성되므로, 전력선 통신상의 어떠한 문제도 사용자가 바로 조치할 수 있다.

그리고, 본 발명의 전력선 통신 데이터 시스템에 있어서는 전주상에 설치된 전력선 동축 케이블 단선과 전기공급상의 문제 단전, 수리, 공사에서 전력선 통신에 어떠한 문제가 발생되어 통신상의 전송이 선행되지 못하였을때 다음과 같은 방법으로 전력선 통신 시스템을 변경한다.

상기 고장 검출회로의 시스템(107)은 전력선(102)의 동축케이블과 변압기를 거친 단선 등 자체 이상발생으로 데이터 전송이 이루어지지 못하였을 때 보정 프로그램(108)에서 시스템의 전력량 측정(109), 전압측정(110), 변압기(111) 및 누전, 단락, 단전이 통신 총 구간의 중간위치 (예: 100㎞의 통신 구간중 40 내지 70㎞ 전력선이 단전 및 단선 시에) 이상 발생회로(126) 시스템에서 통신 이상을 사용자에게 알리고 고장 검출 회로(126)에서 통신 프로그램에 의한 선로 변경(우회)할 수 있는 시스템을 자동 변환하여 데이터를 전송하고 통신을 원활하게 할 수 있도록 보정하여 준다.

또한, 전력선 통신과 일반 LAN 모뎀 선로 사용자는 전력선 통신구간 ISP 장비 전에는 전력선으로 사용하기에 ISP 장비 후의 타 통신 선로사용시 통신두절 단선 등은 전력선 통신으로 확인이 불가능하다.

한편, 종래의 전력선 통신 방법에는 브리지ㆍ전력 증폭기의 경우는 스위칭 증폭기와 선형 증폭을 사용 하였는데, 스위칭 증폭기는 트랜스의 포화 영역 (Saturation Region)이나 컷오프 영역 (Cut-off Region)에서는 동작 출력 저항과 전압 손실이 없고 선형 증폭기는 트랜지스트의 활성 영역(Active - Region)에서 동작하기 때문에 출력 저항을 "0" 으로 만들지 못하는 일반적인 스위칭 증폭기를 많이 사용하여 왔다.

그러나, 본 발명은 전력선 내에서 발생되는 자장과 전력선 동축케이블을 통신에 사용하고 있어 모든 통신과 접속이 가능하도록 할 수 있으며 모든 전력선의 전류 유입부에서 거리에 관계없이 전력선 통신을 할 수있도록 한 발명이다.

다음으로 상술한 구성은 기초로 하여 본 발명의 전력선 통신 시스템의 작용에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은 먼저. 사용자가 전력선(102)을 이용하여 예를 들어, PC(101)의 설치된 전력선 통신 프로그램을 사용하여 현재 통신상의 인터넷 등의 모든 웹사이트의 프로그램을 이용할 수있고. PC 내의 슬롯부 PCI 방식의 모뎀에 PC(101.104)의 전원 공급부의 전원 커넥터(저전류.4V. 5V.6V.12)를 모뎀에 연결함으로써 전력선 통신의 전용선을 전력선에 배선에 연결할 수 있다.

수용가와 사용자간의 전력선 통신의 PC(101) 연결은 수용가와 동일 조건으로그 구성을 같이 하고, 예컨데 PC 내의 하드웨어에 소프트웨어를 설치하여 내부 프로그램의 보정 프로그램(108)에서 전력선 통신을 실행할 수 있다. 보정 프로그램(108)내에서 전력 통신을 할 수 있는 기본 프로그램의 규격 즉, 전송 데이터 동기식 비동기식, 데이터 주파수 변조 방식, 동작 방식, 명령어 버퍼, 변압기, 공진측정, 공진수, 주파수 측정, 주파수 공진, 전압측정 등의 규격으로 확장자를 사용자가 확인하여 보정하고 보정 프로그램(108)에서 상기와 같은 조건을 시스템에서 확인하고 전력선 통신 보정 프로그램에서 검출 이외의 조건에서 발생되는 문제점은 보정 프로그램의 고장검출 회로(126)에서 검출하여, 시스템을 통해 원활하게 통신을 실행할 수 있다. 상기 고장검출 회로와 전력선 통신 보정 프로그램(108)에서 일반적인 모뎀의 규격 및 특성을 확인하여 설정하고 PC 신호 및 검출부 송신용 발진회로(123) 에서는 통신 시스템의 송신주파수 예를 들면 20 내지 2100 ㎑의 대역주파수를 전송할 수 있도록 한다. 검파 회로부(126)는 전송데이터의 에러 기능과 데이터 접속 시간과 데이터 전송의 예약기능으로써 사용자의 데이터 전송시간을 예약할 수 있게 하고 클록발생은 하드웨어 내에 클러스트의 파일위치를 검색하고 상대 디스크의 복사위치를 확인하여 검파회로부(126)와 보정 프로그램(108)에 보전하여 데이터를 전송함으로써 자료의 신뢰성을 향상시킨다.

또한, 상기 전력선 프로그램 구성은 1차 전력선 통신의 하드웨어, 소프트웨어의 도스(DOS)의 운영제계와 윈도우(WINDOWS)의 운영체계로 되어 있으므로, 486급 이상의 모든 PC 에서 도스, 윈도우를 공유하여 전력선 통신을 행할 수 있다.

이를 전력선 통신의 예시로 설명하면, 주파수 분할(FDM: Frequency DivisionModulation)과 구상 진폭 변조(QAM: Quadrature Amplitude Modulation) 등으로 사용하고 주파수 변조 방식으로 데이터 신호를 송출하 때 예컨데, 대역으로 20 내지 34㎒가 필요하며, 전력선내의 자기장과 전력선 케이블에서 나타나는 문제가 해소되므로, 노이즈 등의 필터링 및 분배 증폭의 이유로, 데이터의 유실이 발생되지 않는다.

이상, 상술한 설명에서와 같이, 본 발명은 일반적인 PC 내에 모뎀을 장착하고 PC 내부의 전원정격장치 커넥터에 전력통신 모뎀의 송수신 유닛 단자를 결합 함으로써, 초고속으로 데이터를 전송할 수 있고, 어떠한 조건에서도 대량의 접속자가 동시에 데이터를 공유 및 통신을 하여도 초고속, 모뎀 속도 10 MBPS 내지 1.5 GMBPS(실험결과)으로 데이터를 전송할 수 있다.

또한, 전력선 통신을 위한 전용선 LAN, 광케이블, 전화선, 일반 중계기 같은시설의 설치가 불필요하며, 전력선 통신시 디지털TV, 전화기 등의 전원을 필요로 하는 모든 가전 제품의 제어가 가능하다.

또한, 전력선 모뎀(PCI방식)을 수용가의 PC 내의 슬롯에 장착하고 PC 구동부 의 저 전류 커넥터부에 전력선 통신모뎀의 입ㆍ출력선을 삽입 설치하고 PC 내에 하드웨어 및 소프트웨어 프로그램을 설치하여 전력선 통신의 사용자와 ISP (웹 서버장비) 접속함으로 초고속 전력선 통신을 할 수 있으므로, 현재의 네트워크 장비를 그대로 이용할 수 있으며 신규 네트워크 구성이 필요하지 않다.

데이터 및 동영상을 전송할 때, 현재의 변압기에 데이터의 손실없이 전송되고, 수용가의 PC, TV, 디지털 전화기 등, 전력을 사용하는 모든 가전 제품을 제어할 수 있고, 가정 내에 또는 제품별로 별도의 시설물을 설치하지 않고 그 동작 등을 제어할 수 있다. 또한, 인터넷폰을 사용하여 가정과 사무실 운영 등을 제어 관리하는 시스템으로 구성되어 있다.

더욱이, 전력선을 이용한 데이터 전송시 200km 이상의 원거리 통신을 할 수 있으며, 예를 들어, 종래에는 km(1내지30km)당 신호 중계기(증폭기)를 필요로 하였으나, 본 발명에서는 이러한 필요성이 전혀 없이, 전력선 통신 방법과 모뎀만으로 데이터 및 동ㆍ영상을 최고 50 Mbps 이상으로 할 수 있고, 노이즈를 현격히 줄이면서, 수십만 명이 동시에 데이터 전송할 수 있기 때문에 통신상의 시스템의 신뢰성이 증대된다.

지금까지, 본 발명에 따른 전력선을 이용한 초고속 통신 시스템 및 통신 방법 그리고, 전력선을 이용한 인터넷 통신 시스템 및 통신 방법에 대해서, 첨부도면을 참조로 하여, 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예로 제한되지 않으며, 본 발명에 따른 청구범위의 정신 및 범위 내에서 본 기술분야의 당업자에 의해 다른 개조 및 수정이 가능함은 물론이다.

Claims (10)

1. 전력선을 통신케이블로 사용하여, 데이터를 전송할 수 있는 전력선망을 이용한 전력선 통신 모뎀에 있어서,

   전원을 공급하는 모뎀 내장형 PC(1,4)의 전원 공급 장치에 모뎀부 커넥터를 직접 접속하여, 통신 라인으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 모뎀.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모뎀을 슬롯에 설치한 전력선 통신 모뎀.
3. 제 1 항에 있어서,

   백금으로 이루어진 필터링 및 주파수 교정을 위한 배선을 가진 회로부를 포함하는 전력선 통신 모뎀.
4. 제 1 항에 있어서,

   데이터 송수신 라인에 있어서, 커넥터부를 파워 서플라이에 직접 연결한 전력선 통신 모뎀.
5. 전력선을 이용한 통신 시스템에 있어서,

   사용자 PC에서 소프트웨어 프로그램으로, PC 와 ISP 장비(웹서버)에 연결되는 통신 모뎀을 포함하는 전력선 통신 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전력선 프로그램에 의해서, 상기 모뎀을 전력선 통신으로 ISP 에 연결하는 전력선 통신 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 전력선 통신으로, 외부 CCTV 및 동영상을 전송할 수 있는 구성 프로그램을 포함하는 전력선 통신 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 전력선 통신으로, 가로등, 상수도, 난방 열(열교환기) 전력계를 자동 검출할 수 있는 구성 프로그램을 포함하는 전력선 통신 시스템.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 전력선 통신으로, 유선 화상 전화 및 무선 전화의 중계를 할 수 있는 구성 프로그램을 포함하는 전력선 통신 시스템.
10. 제 5 항에 있어서,

    상기 전력선 통신으로, 유선 TV 를 수신할 수 있는 구성 프로그램을 포함하는 전력선 통신 시스템