KR20040078159A - 전력선반송통신용 모뎀 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 배전선을 개재시킨 전력선네트워크를 이용해서 시분할다중통신을 실시하는 전력선반송통신시스템에서, 통신을 위해 지정된 타인슬롯에 대해서, 입출력 임피던스를 정합이 취해지는 저 임피던스값으로 설정하고, 지정되지 않은 타임슬롯에 대해서, 입출력 임피던스를 고 임피던스값으로 설정함으로써, 접속되는 단말의 수의 다소에 관계 없이, 전력선네트워크에 연결되는 다른 전력선반송통신용 모뎀의 통신에 영향을 주지 않도록, 양호한 통신을 확보할 수 있는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

전력선반송통신용 모뎀{POWER LINE CARRIER COMMUNICATION MODEM}

전력선을 이용하여 데이터통신을 실시하는 전력선반송통신시스템이 알려져 있다. 이 전력선반송통신시스템에서는, 기둥 위 트랜스로부터 분배되는 배전선네트워크(서브네트워크라고 함)에, 복수의 단말이 접속된다. 각 단말은, 각 집마다 대응하고 있다.

단말과 배전선을 연결하는 단말모뎀의 입출력 임피던스는, 배전선의 특성 임피던스에 맞추는 것이 바람직하다. 그런데, 전력선반송통신시스템에서는, 데이터통신을 실시하기 위해 선로가 설계되어 있지 않기 때문에, 배전선의 특성 임피던스가 일정값을 취하지 못하는 경우가 많다.

이와 같은 배전선에 대해서 단말모뎀을 접속하면, 임피던스의 부정합이 발생하여, 신호의 반사가 일어난다. 또한, 복수의 단말모뎀을 접속하면 배전선의 통과특성도 변화한다. 이 변화에 수반하여, 지금까지 통신 가능했던 단말모뎀이, 통신품질이 열악화하거나, 통신할 수 없게 되거나 하는 경우가 발생한다.

도 1은, 전력선반송통신시스템 도면이며, 배전선(13)에 복수의 단말모뎀(1a,lb, 1c)이 접속되어 있다. 모국(master station)은, 통상, 인터넷 등 상위의 네트워크에 연결되어 있어서, 광파이버(14)를 통해 해당 전력선반송통신시스템으로 연결된다. 지금, 모국과 단말모뎀(1a)이 통신하고 있으며, 이 통신 중에, 단말모뎀(1b)이 새로이 통신을 요구하는 경우를 상정한다.

단말모뎀(1b)이 접속됨으로써, 배전선(13)의 통과특성이 변화하고, 이 영향에 의해 모국과 단말모뎀(1a)과의 통신 품질이 열악화하여, 최악의 경우는, 모국과 단말모뎀(1a)이 통신할 수 없게 된다.

또한, 단말모뎀(1c)이 접속되면, 배전선의 전송특성은 더욱 더 복잡하게 변화하여, 모국과 단말모뎀(1a, lb)과의 통신에 영향을 미친다.

발본적인 해결책은, 배전선의 특성 임피던스를 규격화하는 것이지만, 기설의 배전선에 이것을 요구하는 것은, 코스트 등의 면에서 현실적이지 않다.

본 발명은, 배전선을 개재시킨 전력선네트워크를 이용하여 통신을 실시하는 전력선반송통신시스템에 관한 것이다.

도 1은, 전력선반송통신시스템도면

도 2는, 각 단말모뎀의 입출력 임피던스의 시간적 변화를 설명하기 위한 그래프

도 3은, 주파수조정회로의 기능블록도

도 4는, 대역 여파기의 통과특성도

도 5는, 각 단말모뎀의 스위치 컨트롤매니지먼트를 도해한 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a, 1b, 1c, 2, 3: 단말모뎀 11, 13: 배전선

12: 기둥 위 트랜스 14: 광파이버

15: O/E변환장치 16: 마스터 모뎀

17a ∼ 17c: 온 오프 스위치

그래서, 본 발명은, 접속되는 단말의 수의 다소에 관계 없이, 양호한 통신을 유지할 수 있는 전력선반송통신용 모뎀을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전력선반송통신용 모뎀은, 입출력 임피던스를 시간적으로 변화시킬 수 있는 임피던스조정수단을 가지고, 상기 임피던스조정수단은, 통신을 위해서 지정된 타임슬롯에서, 입출력 임피던스를, 통신 품질이 양호한 상태가 되는 값으로 설정할 수 있는 것이다. 이 발명의 전제로서, 전력선반송통신시스템은, 시분할다중통신을 할 수 있는 것이 필요하다.

상기의 구성에 의하면, 입출력 임피던스를 시간 가변으로 한 것에 의해, 지정된 타임슬롯에서, 입출력 임피던스를 통신 품질이 가장 좋아지는 값으로 설정할 수 있다. 「통신 품질이 양호한 상태」란, 예를 들면 입력신호를 모니터하면서, 입력신호의 레벨이 가장 높아지는 상태, 수신부호의 오류율이 가장 낮아지는 상태 등이다. 이 결과, 전력선반송통신용 모뎀은, 언제나 최선의 상태로 통신을 유지할 수 있다.

상기 임피던스조정수단은, 지정되지 않은 타임슬롯에서, 입출력 임피던스를, 상기 통신 품질이 양호한 상태가 되는 값보다도 높은 값으로 설정하는 것이어도 된다. 상기 「높은 값」으로 설정됨으로써, 전력선네트워크에 연결되는 다른 전력선반송통신용 모뎀의 통신에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 예를 들면, 입출력단부를 스위치로 개방하는, 입출력단부를 높은 값의 저항에 의해 종단하는, 등의 조치를 취할 수 있다.

또, 본 발명의 전력선반송통신용 모뎀은, 입출력 주파수를 시간적으로 변화시킬 수 있는 주파수조정수단을 가지고, 상기 주파수조정수단은, 통신을 위해 지정된 타임슬롯에서, 입출력 주파수를, 지정된 주파수가 통과 가능하도록 설정할 수 있는 것이다. 본 발명의 전제로서, 전력선반송통신시스템은, 시분할다중통신 및 주파수 분할다중통신을 할 수 있는 것이 필요하다.

상기 주파수조정수단은, 주파수조정수단의 구체적인 예로서, 복수의 주파수 필터를 이용하여, 지정된 타임슬롯에서, 지정된 주파수를 통과시키는 주파수 필터로 전환하는 것이어도 된다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명의 실시의 형태를, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은, 전력선반송통신시스템 도면이다. 기둥 위 트랜스(12)의 2차쪽의 배전선(13)에 복수의 단말모뎀(1a, 1b, 1c,…)이 접속되어 있다. 또한, 기둥 위 트랜스(12)의 1차쪽의 배전선(11)은 통상, 3상식(相式)이며, 기둥 위 트랜스(12)의 2차쪽의 배전선(13)은 단상3선식이지만, 도 1에서는, 간단하게 하기 위해서, 배전선의 수를 각각 한 개만 묘사하고 있다.

모국은, 통상, 인터넷 등 상위의 네트워크에 연결되어 있고, 광파이버(14), O/E변환장치(15), 마스터모뎀(16)을 통해서 해당 배전선(13)에 연결되어 있다. 마스터모뎀(16)과 배전선(13)과의 접속형태를 자세하게 설명하면, 통신회선에 단상3선식의 전압선 및 중성선을 이용하는 것이면, 단말모뎀(1a, lb, 1c, …)은, 해당 전압선 및 중성선에 접속된다. 단상3선식의 양전압선을 이용하는 것이면, 단말모뎀(1a, 1b, 1c,…)은, 해당 양전압선에 접속된다.

이 전력선반송통신시스템에서는, 모국과 각 단말모뎀(1a, 1b, 1c,…)과의 통신채널은, 데이터통신용의 주채널과, 제어용의 부채널로 주파수 분할되어 있다. 주채널은, 부가해서 시분할다중에 의해, 통신하는 단말모뎀의 수에 따라서 복수의 슬롯(예를 들면 통신하는 단말모뎀의 수가 N이면, N슬롯)으로 분할 가능하게 되어 있다.

각 단말모뎀(la, lb, 1c,…)에는 임피던스조정회로가 부속되어 있다. 이 임피던스조정회로는, 모뎀의 입출력 임피던스를 변화시키는 기능을 가진다.

보다 자세하게 설명하면, 임피던스조정회로는, 모뎀의 입출력 임피던스를 무한대에 가까운 값(이하 「고 임피던스」라고 함)에서 그것보다 낮은 값으로 단계적으로 변화시킬 수 있다.

이 입출력 임피던스의 변화는, 예를 들면, 단말모뎀(1a, 1b, 1c,…)의 입출력단자에 병렬로 접속되는 저항기의 저항값을 스위치로 전환함으로써 실시할 수 있다. 변화스피드가 빠른 가변저항기를 사용하여 연속적으로 변화시켜도 된다.

오늘날, 모국과 단말모뎀(la)이 통신하고 있으며, 양자의 통신 중에 단말모뎀(1b)을 접속하는 것을 상정한다. 단말모뎀(1b)의 유저가 단말모뎀(1b)의 전원을 투입하는 시점에서는, 단말모뎀(1b)의 임피던스조정회로는, 모뎀의 입출력 임피던스를 고 임피던스로 하고 있다(초기상태).

단말모뎀(1b)은, 제어용의 부채널을 사용하여, 모국에 통신요구신호를 요구해서, 모국으로부터 통지되는 것을 기다린다.

그 후, 모국으로부터 시분할된 하나의 통신슬롯이 할당되면, 단말모뎀(1b)은, 이 할당슬롯의 기간 중에만, 단말모뎀(1b)의 입출력 임피던스를 상기 초기상태에서 떨어진 어느 값으로 설정된다. 할당슬롯 이외의 기간에서는, 고 임피던스로 설정된다. 상기「어느 값」은, 단말모뎀(1b)의 입출력 임피던스를 변화시켜서, 가장 좋은 상태(예를 들면 입력되는 신호의 레벨이 가장 커지는 상태)로 통신할 수 있는 입출력 임피던스를 찾아내고, 그것에 고정하면 된다. 이 때의 정합이 취해진 임피던스를, 이하 「저 임피던스」라고 한다.

또한, 모국이 단말모뎀(1b)에 통신슬롯을 할당할 때, 단말모뎀(1a)과 통신하고 있던 통신슬롯의 위치나 폭을 변경할 필요가 있다. 이 때는, 모국으로부터, 원래 통신을 하고 있던 단말모뎀(1a)에 대해서도 통신슬롯 할당변경통지가 보내진다.

도 2는, 각 단말모뎀의 입출력 임피던스의 시간적 변화를 설명하기 위한 그래프이다. 단말모뎀(1a, 1b, 1c)이 통신하고 있는 것을 상정하고 있다. 각 단말모뎀(1a, lb, 1c)을 위해서 타임슬롯(ta, tb, tc)이 할당되어 있다. 단말모뎀(1a)은 할당된 타임슬롯(ta)의 기간만 입출력 임피던스를 저 임피던스로 설정되고, 할당되어 있지 않은 다른 기간은 고 임피던스로 설정된다. 단말모뎀(2, 3)도 마찬가지이다.

이와 같이 각 단말모뎀은, 할당된 기간만 저 임피던스로 하기 때문에, 다른 단말모뎀이 모국과 통신할 때에 지장을 주는 일이 없다.

다음에, 다른 실시형태를 설명한다.

지금까지의 예에서는, 모국과 각 단말모뎀과의 통신을 시분할다중방식으로 하고, 단말모뎀수에 따라서 타임슬롯을 분할해서 할당하고 있었다. 이 방식으로는, 단말모뎀수가 증가할 때마다 할당되는 타임슬롯폭이 짧아지므로, 송신할 수 있는 데이터의 전송속도가 저하하여, 데이터의 지연이 문제가 되는 경우가 있다.

그래서, 타임슬롯으로 분할하는 동시에, 주파수를 분할해서 할당한다. 즉 시분할다중방식과 주파수분할다중방식을 동시에 병용한다.

이 실시형태에서는, 단말모뎀에, 주파수조정회로를 설치한다. 이 주파수조정회로는, 모국으로부터의 제어용의 신호에 따라서, 통과주파수마다 모뎀의 입출력 임피던스를 변화시키는 기능을 가진다.

도 3은, 주파수조정회로의 기능블록도이다. 단말모뎀 모뎀에, 임피던스 조정회로로서의 온 오프 스위치(17a ∼ 17c)와, 주파수조정회로로서의 복수의 대역 여파기 BPFa ∼ BPFc가 접속되어 있다.

도 4는, 대역 여파기 BPFa ∼ BPFc의 통과특성도이다. 대역 여파기 BPFa ∼ BPFc의 통과주파수 f1, f2, f3은, 대역 여파기 BPFa ∼ BPFc마다 각각 차이가 난다. 대역 여파기 BPFa ∼ BPFc는, 설정된 통과주파수에 대해서는, 정합이 취해진 저 임피던스 단말로서 작용하므로, 대역 여파기를 전환하는 것은, 임피던스를 전환하는 것과 등가이다. 도 4의 세로축의 단위를 「임피던스」라고 한 것은, 이 의미이다.

단말모뎀이 모국에 대해서 통신슬롯할당을 요구하면, 모국은, 주파수 및 타임슬롯을 특정해서 단말모뎀에 할당한다.

도 5는, 각 단말모뎀의 스위치 컨트롤매니지먼트를 도해한 도면이다. 단말모뎀(1a)에 주목하면, 타임슬롯 ta에서는, 단말모뎀(1a)은 주파수 f3을 이용한다. 타임슬롯 tb에서는 통신하지 않는다. 타임슬롯 tc에서는 주파수 f2, f3을 이용한다. 단말모뎀(1b)은, 타임슬롯 ta에서는 주파수 f2를 이용하고, 타임슬롯 tb에서는 주파수 f3을 이용한다. 타임슬롯 tc에서는 통신하지 않는다.

이와 같이, 각 단말모뎀은, 할당된 주파수 및 타임슬롯만 저 임피던스로 하기 때문에, 다른 단말모뎀이 모국과 통신할 때에 지장을 주는 일이 없다.

이 도 3 ∼ 도 5의 실시형태는, 도 2의 실시형태와 같은 시간분할만의 경우와 달리, 시간과 주파에 의해 분할하고 있다. 이것에 의해, 도 2의 실시형태와 비교해서 사용할 수 있는 채널수가 증가하므로, 송신하고 싶은 신호의 고속 전송이 가능해져서, 데이터의 지연시간을 조정할 수 있다. 따라서 실시간을 필요로 하는 화상전송이나 전화에 있어서의 소리의 지연문제를 해결할 수 있다.

이상으로, 본 발명의 실시의 형태를 설명했으나, 본 발명의 실시는, 상기의 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 주파수 필터는, 지정된 주파수의 신호를 통과시킬 수 있으면 되므로, 대역 여파기 이외에 고역필터나 저역필터를 이용해도 된다.

그 외, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지의 변경을 실시하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면, 입출력 주파수를 시간가변으로 함으로써, 지정된 타임슬롯에서, 입출력 주파수를, 지정된 주파수로 설정할 수 있다. 따라서, 전력선반송통신용 모뎀은, 통신할 때는 다른 전력선반송통신용 모뎀과 경합하는 일이 없으므로, 언제나 통신 품질이 양호한 상태가 되는 최적의 입출력 임피던스로 통신할 수 있다. 이 결과, 최선의 상태인 통신을 유지할 수 있다.

Claims (4)

1. 배전선을 개재시킨 전력선네트워크를 이용하여 통신을 실시하는 전력선반송통신시스템에 이용되는 전력선반송통신용 모뎀으로서,

   입출력 임피던스를 시간적으로 변화시킬 수 있는 임피던스조정수단을 가지고,

   상기 임피던스조정수단은, 통신을 위해서 지정된 타임슬롯에서,

   입출력 임피던스를, 통신 품질이 양호한 상태가 되는 값으로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신용 모뎀.
2. 제 1항에 있어서, 상기 임피던스조정수단은, 지정되지 않은 타임슬롯에서,

   입출력 임피던스를, 상기 통신 품질이 양호한 상태가 되는 값보다도 높은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신용 모뎀.
3. 배전선을 개재시킨 전력선네트워크를 이용하여 통신을 실시하는 전력선반송통신시스템에 이용되는 전력선반송통신용 모뎀으로서,

   입출력 주파수를 시간적으로 변화시킬 수 있는 주파수 조정수단을 가지고,

   상기 주파수 조정수단은, 통신을 위해서 지정된 타임슬롯에서,

   입출력 주파수를, 지정된 주파수를 통과 가능하게 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신용 모뎀.
4. 제 3항에 있어서, 상기 주파수 조정수단은, 복수의 주파수 필터를 가지고,

   지정된 타임슬롯에서,

   지정된 주파수를 통과시키는 주파수 필터로 전환할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력선반송통신용 모뎀.