KR20140130723A - 노드-대-노드 전달 함수를 이용한 plc 네트워크 토폴로지 추출 방법 - Google Patents
노드-대-노드 전달 함수를 이용한 plc 네트워크 토폴로지 추출 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140130723A KR20140130723A KR1020147026775A KR20147026775A KR20140130723A KR 20140130723 A KR20140130723 A KR 20140130723A KR 1020147026775 A KR1020147026775 A KR 1020147026775A KR 20147026775 A KR20147026775 A KR 20147026775A KR 20140130723 A KR20140130723 A KR 20140130723A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- network topology
- network
- home network
- estimated
- transfer functions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/12—Discovery or management of network topologies
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
- H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/2803—Home automation networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/2803—Home automation networks
- H04L12/2807—Exchanging configuration information on appliance services in a home automation network
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/2803—Home automation networks
- H04L12/2838—Distribution of signals within a home automation network, e.g. involving splitting/multiplexing signals to/from different paths
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
- H04L41/14—Network analysis or design
- H04L41/145—Network analysis or design involving simulating, designing, planning or modelling of a network
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/04—Processing captured monitoring data, e.g. for logfile generation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
- H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
- H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
- H04B2203/5408—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines using protocols
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
- H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
- H04B2203/5429—Applications for powerline communications
- H04B2203/5445—Local network
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
- H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
- H04B2203/5429—Applications for powerline communications
- H04B2203/5454—Adapter and plugs
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
- H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
- H04B2203/5462—Systems for power line communications
- H04B2203/5495—Systems for power line communications having measurements and testing channel
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/2803—Home automation networks
- H04L2012/284—Home automation networks characterised by the type of medium used
- H04L2012/2843—Mains power line
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
홈 네트워크 토폴로지 식별 방법으로서, 홈 네트워크(13)는 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖고, 상기 홈 네트워크 토폴로지는 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 상기 방법은,
(1a) 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수행하여 측정된 전달 함수들의 세트를 얻는 단계;
(1b) 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 각각의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대한 초기 값들을 정의하여 추정된 네트워크 토폴로지를 확립하는 단계;
(1c) 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트로부터 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 추정된 전달 함수들의 세트를 계산하는 단계;
(1d) 메트릭 함수를 적용하여 상기 추정된 전달 함수들의 세트 및 상기 측정된 전달 함수들의 세트를 비교하여 차이의 측정치를 얻는 단계;
(1e) 미리 정해진 기준을 상기 얻어진 차이의 측정치에 적용하는 단계;
(1f) 상기 얻어진 차의 추정치가 상기 미리 정해진 기준을 만족하지 못하면 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정하는 단계; 및
(1g) 상기 얻어진 차이의 측정치 중의 하나가 상기 미리 정해진 기준을 충족할 때까지 단계들 (1c) 내지 (1e)를 반복하는 단계를 포함하는 방법;
적어도 2개의 접속된 네트워크 장치 및 가정용 게이트웨이를 갖는 홈 네트워크(13)로서, 상기 가정용 게이트웨이는 전달 함수 측정을 수집하고 상기 식별 방법을 수행하기 위해 제공되는 홈 네트워크;
적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖는 홈 네트워크(13)로부터 멀리 떨어져 있는 관리 센터 장치로서, 상기 관리 센터 장치는 전달 함수 측정을 수집하고 상기 식별 방법을 수행하기 위해 제공되는 관리 센터 장치;
소프트웨어 모듈로서, 상기 식별 방법의 단계들은 홈 네트워크(13)의 가정용 게이트웨이 또는 상기 홈 네트워크(13)로부터 멀리 떨어진 관리 센터 장치에서 구현가능하고 그에 의해 실행가능한 프로그램 코드로 변환되는 소프트웨어 모듈.
(1a) 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수행하여 측정된 전달 함수들의 세트를 얻는 단계;
(1b) 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 각각의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대한 초기 값들을 정의하여 추정된 네트워크 토폴로지를 확립하는 단계;
(1c) 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트로부터 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 추정된 전달 함수들의 세트를 계산하는 단계;
(1d) 메트릭 함수를 적용하여 상기 추정된 전달 함수들의 세트 및 상기 측정된 전달 함수들의 세트를 비교하여 차이의 측정치를 얻는 단계;
(1e) 미리 정해진 기준을 상기 얻어진 차이의 측정치에 적용하는 단계;
(1f) 상기 얻어진 차의 추정치가 상기 미리 정해진 기준을 만족하지 못하면 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정하는 단계; 및
(1g) 상기 얻어진 차이의 측정치 중의 하나가 상기 미리 정해진 기준을 충족할 때까지 단계들 (1c) 내지 (1e)를 반복하는 단계를 포함하는 방법;
적어도 2개의 접속된 네트워크 장치 및 가정용 게이트웨이를 갖는 홈 네트워크(13)로서, 상기 가정용 게이트웨이는 전달 함수 측정을 수집하고 상기 식별 방법을 수행하기 위해 제공되는 홈 네트워크;
적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖는 홈 네트워크(13)로부터 멀리 떨어져 있는 관리 센터 장치로서, 상기 관리 센터 장치는 전달 함수 측정을 수집하고 상기 식별 방법을 수행하기 위해 제공되는 관리 센터 장치;
소프트웨어 모듈로서, 상기 식별 방법의 단계들은 홈 네트워크(13)의 가정용 게이트웨이 또는 상기 홈 네트워크(13)로부터 멀리 떨어진 관리 센터 장치에서 구현가능하고 그에 의해 실행가능한 프로그램 코드로 변환되는 소프트웨어 모듈.
Description
본 발명은 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법 및 그 방법을 수행하기 위하여 제공되는 관리 센터 장치에 관한 것이다.
최근에 민가에서 작은 통신 네트워크의 배치에 주로 사용되는 홈 네트워크 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 이들 홈 네트워크는 집의 상이한 부분에 위치하는 다양한 장치를 접속하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 고객에게 인터넷 액세스를 제공하는 (모뎀 같은) 가정용 게이트웨이는 집안 곳곳에서 인터넷 및/또는 텔레비전 신호를 브로드캐스트할 수 있다.
장치 간의 통신 문제의 경우, 진단 및 고장 수리는 통신 채널의 높은 복잡도 때문에 매우 어려울 수 있다. xDSL(digital subscriber line technologies) 등의 포인트-대-포인트 와이어 라인 통신 시스템에 이용되는 고전적인 진단 방법은 포인트-대-멀티포인트 네트워크 채널에 쉽게 적용할 수 없다. 실제로, 이들 방법은 통상 트랜시버 간의 거리와 직접 관련되는 신호 감쇄의 측정 및 비정상 신호 반사를 분석함으로써 물리 채널 상의 결함을 검출할 뿐만 아니라 거리를 추정하는데 일반적으로 사용되는 반사 측정 기술(Time-Domain Reflectometry - TDR 또는 Frequency-Domain Reflectometry - FDR)에 의존한다.
문제점을 더 설명하기 위하여, 상당히 간단한 홈 네트워크에 대응하는 예가 도 1 내지 4에 기재된다. 도 1은 2개의 노드(1', 2')를 포함하는 일반적인 클린 xDSL(Digital Subscriber Line technologies) 라인에 의해 형성된 홈 네트워크(13')를 개략적으로 나타낸다. 해당 홈 네트워크 토폴로지는, 라인 단부를 나타내는 2개의 노드(1', 2'), 및 라인 길이를 갖는 실제 라인을 나타내며 이들 노드(1', 2')를 접속하는 하나의 브랜치(14)를 포함한다.
도 2는 상부에 도 1의 xDSL 라인의 2개의 노드(1', 2') 간의 전달 함수 및 노드(1')로부터의 시간 도메인 탐상 도형(reflectogram)(도 2의 하부)을 나타낸다. 이 꽤 간단한 경우에, 토폴로지가 탐상 도형으로부터 쉽게 추출될 수 있음은 명백하다. 4000m에서의 피크는 노드(1')로부터 노드(2')로 그리고 다시 노드(1')로 반사되는 신호가 이동한 총 거리에 대응한다. 하나의 반사만이 얻어짐에 따라, 이 홈 네트워크(13')가 2000m 길이의 단일 라인으로 구성된다는 것을 추정하기 쉽다. 또한, 전달 함수에 도시된 감쇄는 매끄러운 만곡을 갖고, 그러므로, 당업자에게 자명한 바와 같이 라인 길이를 추정하는데 사용될 수 있다.
도 3은 라인의 단부로부터 200m의 거리에 위치하는 40m 길이의 브리지 탭(16)을 갖는 일반적인 xDSL 라인으로서 설계된 제2 홈 네트워크(13")를 개략적으로 나타낸다. 그러므로, 이 xDSL 라인은 4개의 노드(1"-4")를 포함한다. 도 4는 노드(1")와 노드(3") 간의 해당 전달 함수(상부) 및 노드(1")로부터의 시간 도메인 탐상 도형(하부)을 나타낸다. 전달 함수는 직접 신호와 브리지 탭(16)에 의해 반사된 신호 간의 간섭에 의해 야기되는 일반적인 진동을 나타내지만, 그 엔벨로프(envelope)는 여전히 매끄럽고 라인 길이의 추정에 이용될 수 있다. 탐상 도형은 이들 반사를 명백히 나타내고, 홈 네트워크 토폴로지를 추출하기 위하여 SELT-P(single ended line test) 등의 당업자에게 알려진 알고리즘에 의해 분석되기에 충분할 정도로 여전히 간단하다.
그러나, 특히 더 많은 수의 노드 및 브랜치를 포함하는 PLC(Power Line Communication) 네트워크 등의 더 복잡한 토폴로지를 고려하면, 이용가능한 솔루션은 더 복잡한 전달 함수 패턴 및 네트워크의 모든 브랜치에서 발생하는 많은 수의 반사 때문에 완전히 비효율적이다.
현재, 홈 네트워크 토폴로지의 수동 온-사이트 식별(manual on-site identification)은 정확한 솔루션을 제공하는 유일한 방법이다. 서비스 오퍼레이터의 관점으로부터, 이 솔루션은 비용이 들고 전혀 실용적이지 않다. 솔루션들이 원격 진단 및 고장 수리를 위해 제안되어 왔는데, 이들 솔루션에서는, 특정한 문제가 수집된 네트워크 파라미터로부터 식별되고 임의의 문제를 해결하도록 액션이 추천된다. 그러나, 이들 솔루션은 홈 네트워크 토폴로지 구조를 식별할 수 없다.
그러므로, 특히 PLC 홈 네트워크에서 복잡한 홈 네트워크 토폴로지를 효과적으로 결정할 수 있는 방법을 제공하는 것이 필요하다.
홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 예시적인 실시예에 따르면, 홈 네트워크는 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖고, 홈 네트워크 토폴로지는 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 방법은,
(a) 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍 사이의 전달 함수 측정을 수행하여 측정된 전달 함수의 세트를 얻는 단계;
(b) 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 각각의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대한 초기 값을 정의하여 추정된 네트워크 토폴로지를 확립하는 단계;
(c) 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트로부터 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍 사이의 추정된 전달 함수의 세트를 계산하는 단계;
(d) 메트릭 함수를 적용하여 상기 추정된 전달 함수의 세트 및 상기 측정된 전달 함수의 세트를 비교하여 차이의 측정치를 얻는 단계;
(e) 미리 정해진 기준을 얻어진 차이의 측정치에 적용하는 단계;
(f) 상기 얻어진 차의 추정치가 상기 미리 정해진 기준을 만족하지 못하면 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정(adapt)하는 단계; 및
(g) 상기 얻어진 차이의 측정치가 상기 미리 정해진 기준을 충족할 때까지 단계 (c) 내지 (e)를 반복하는 단계
를 포함한다.
N개의 접속된 네트워크 장치에 대하여, 측정된 전달 함수의 세트를 결정하기 위한 전달 함수 측정의 수는 N×(N-1)/2이다.
각각의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대하여 정의된 초기 값은 홈 네트워크 내의 노드의 수, 노드 간의 브랜치의 길이에 대한 경계, 각각의 전기 인출구(electrical outlet)에 접속된 종단 임피던스 또는 당업자에게 적합한 것으로 나타나는 임의의 다른 토폴로지 파라미터 등의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대한 추정(assumptions)에 기초할 수 있다. 네트워크 토폴로지에 대한 선험적 지식은 단계(b)에서 수집될 수 있다. 이용가능한 선험적 기지 정보가 많을수록, 방법은 더 빠르고 솔루션은 더 정확할 것이다. 그러면, 미리 정의된 현실적 경계 내의 임의로 선택된 값이 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 모든 나머지 미지의 파라미터에 할당될 수 있다.
바람직하게, 추정된 전달 함수의 세트 및 측정된 전달 함수의 세트를 비교하기 위하여 적용되는 메트릭 함수는 측정된 전달 함수의 세트에 대한 추정자(estimator)로서 취해진 추정된 전달 함수의 세트의 평균 제곱 에러에 기초한다.
방법은 복잡한 전달 함수의 경우에도 전체 홈 네트워크 토폴로지의 효과적인 추출을 허용할 수 있다. 홈 네트워크 토폴로지의 지식이 가장 중요하고, 일단 방법에 의해 결정되면 진단 및 고장 수리 프로세스에서 이용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 단계 (f)에서 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정하기 위하여, 글로벌 최적화 방식이 사용된다. 바람직하게, 글로벌 최적화 방식은 진화 알고리즘(evolutionary algorithm), 차분 진화(differential evolution), 시뮬레이티드 어닐링(simulated annealing), 확률적 터널링(stochastic tunneling) 및 몬테 카를로 방법으로 구성되는 글로벌 최적화 방식의 그룹으로부터 선택된 것이다. 일반적으로, 그것은 당업자에게 적합한 것으로 나타나는 비선형 최적화 문제에 적용가능한 임의의 다른 글로벌 최적화 방식일 수도 있다. 따라서, 추정된 전달 함수의 적어도 하나의 세트가 측정된 전달 함수의 세트에 충분히 가깝도록 차이의 측정치의 최소를 찾고, 추정된 홈 네트워크 토폴로지는 충분한 방식으로 실제 홈 네트워크 토폴로지를 나타낸다.
또 다른 실시예에서, 단계 (a)는 접속된 네트워크 장치의 가능한 쌍 중의 임의의 것의 접속된 네트워크 장치 중 적어도 하나에 의해 수행된다. 이에 의해, 측정된 전달 함수는 가장 용이하게 얻어질 수 있다.
다른 실시예에서, 방법은 홈 네트워크는 실질적으로 전력선 네트워크인 홈 네트워크에 유리하게 적용되고, 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치는 전력선 통신(PLC) 어댑터로서 설계된다. 본 출원에 사용되는 "실질적으로 전력선 네트워크"라는 구는 특히 전력선 케이블에 기초한 홈 네트워크로서 이해되고, 홈 네트워크 내에서 데이터 전송을 위해 채용되는 모든 매체의 적어도 70%가 전력선 케이블로서 설계된다. 이들은 집에서 공통으로 이용가능하므로, 방법은 기존의 홈 네트워크의 큰 퍼센티지에 적용될 수 있다. PLC 채널 상에서, 전력선 네트워크의 많은 노드 및 종단(인출구, 램프, ...)에서 많은 반사가 발생하고, 모든 반사된 신호의 간섭은 복잡한 감쇄 패턴을 야기하여, 거리를 정확하게 추정하고 네트워크 토폴로지를 추출하는 데 TDR 및 FDR 같은 종래의 방법을 사용하는 것을 방해한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 홈 네트워크는 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치 및 가정용 게이트웨이를 갖고, 홈 네트워크 토폴로지는 또한 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 상기 가정용 게이트웨이는 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수집하여 측정된 전달 함수의 세트를 얻도록 제공되고, 또한 상기 방법의 단계 (b) 내지 (g)를 수행하도록 제공된다. 가정용 게이트웨이가 관리 센터에 링크될 때, 추출된 홈 네트워크 토폴로지는 원격 사이트 상에 위치하는 관리 센터에 의해 수행되는 진단 절차에서 용이하게 결합될 수 있다. 이것에 의해, 홈 네트워크 진단 비용이 실질적으로 감소할 수 있고, 홈 네트워크의 사이트에 서비스 직원을 보내는 노력을 피할 수 있다. 이것은 또한 예방 정비(preventive maintenance)의 옵션을 제공하는 홈 네트워크의 더 빈번한 분석을 허용할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖는 홈 네트워크로부터 멀리 떨어져 있는 관리 센터 장치가 제공되고, 홈 네트워크 토폴로지는 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 상기 관리 센터 장치는 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수집하여 측정된 전달 함수의 세트를 얻도록 제공되고, 또한 상술한 방법의 단계 (b) 내지 (g)를 수행하도록 제공된다. 이것은 감소된 비용 및 높은 신뢰성으로 홈 네트워크의 빈번한 자동 분석을 허용할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 소프트웨어 모듈이 상술한 방법의 단계 (b) 내지 (g)를 수행하도록 제공되고, 상기 단계는 홈 네트워크의 가정용 게이트웨이 또는 상기 홈 네트워크로부터 멀리 떨어진 관리 센터 장치에서 구현가능하고 그에 의해 실행가능한 프로그램 코드로 변환된다. 따라서, 홈 네트워크 토폴로지 식별을 위해 상기 방법을 적용하는 넓은 범위 및 큰 유연성을 얻을 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 형태는 이하에서 설명하는 실시예로부터 명백하고 그 실시예를 참조하여 설명한다.
도 1은 2개의 노드를 포함하는 일반적인 클린 xDSL(Digital Subscriber Line) 라인을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 하나의 노드로부터의 시간 도메인 탐상 도형 뿐만 아니라 도 1의 xDSL 라인의 2개의 노드 간의 전달 함수(transfer function)를 나타내는 도면.
도 3은 브리지 탭(bridged-tap)을 갖는 제2의 일반적인 xDSL 라인을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 노드(1")로부터의 시간 도메인 탐상 도형 뿐만 아니라 도 3의 xDSL 라인의 노드(1" 및 3") 간의 전달 함수를 나타내는 도면.
도 5는 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 실시예의 플로우챠트.
도 6은 3개의 접속된 PLC(power line communication) 장치를 갖는 전력선 네트워크로서 설계된 홈 네트워크를 개략적으로 나타내는 도면.
도 7은 도 6의 PLC 장치의 3개의 쌍 간의 전달 함수 및 노드(8)로부터의 시간 도메인 탐상 도형을 나타내는 도면.
도 2는 하나의 노드로부터의 시간 도메인 탐상 도형 뿐만 아니라 도 1의 xDSL 라인의 2개의 노드 간의 전달 함수(transfer function)를 나타내는 도면.
도 3은 브리지 탭(bridged-tap)을 갖는 제2의 일반적인 xDSL 라인을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 노드(1")로부터의 시간 도메인 탐상 도형 뿐만 아니라 도 3의 xDSL 라인의 노드(1" 및 3") 간의 전달 함수를 나타내는 도면.
도 5는 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 실시예의 플로우챠트.
도 6은 3개의 접속된 PLC(power line communication) 장치를 갖는 전력선 네트워크로서 설계된 홈 네트워크를 개략적으로 나타내는 도면.
도 7은 도 6의 PLC 장치의 3개의 쌍 간의 전달 함수 및 노드(8)로부터의 시간 도메인 탐상 도형을 나타내는 도면.
전달 함수 또는 탐상 도형으로부터 홈 네트워크 토폴로지를 추출하기에 충분히 간단한 홈 네트워크(13', 13")의 예는 배경 기술 부분에서 이미 설명하였다. 다음에서는, 더 복잡한 홈 네트워크에 대한 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 실시예의 애플리케이션을 설명할 것이다.
도 6은 PLC 어댑터(18, 19, 20)로서 설계된 3개의 접속된 네트워크 장치를 갖는 전력선 네트워크로서 설계된 또 다른 홈 네트워크(13)를 개략적으로 나타낸다. 홈 네트워크(13)는 11개의 브랜치에 의해 접속된 12개의 노드(1-12)를 포함한다. 노드(1)은 집에 전력의 입력 포인트인 것으로 가정하고 3개의 PLC 어댑터(18, 19, 20)는 노드(8, 10 및 11)에 접속되는 것으로 가정한다. 노드(1-12)의 수, 브랜치의 길이 및 그 접속 위치는 홈 네트워크 토폴로지를 명료하게 정의하는 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트를 형성한다.
도 5는 도 6의 홈 네트워크(13)에 적용되는 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법의 실시예의 플로우챠트를 나타낸다.
방법의 제1 입력 단계(21)로서, PLC 어댑터(18, 19, 20)로서 설계된 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 3개의 쌍(1-2, 1-3, 2-3)의 전달 함수 측정은 PLC 어댑터(18, 19, 20)의 가능한 쌍 중의 임의의 것의 접속된 PLC 어댑터(18, 19, 20) 중 적어도 하나에 의해 수행되어 측정된 전달 함수의 세트를 얻는다.
방법의 제2 입력 단계(22)로서, 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 각각의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대한 초기 값이 정의되어 추정된 네트워크 토폴리지를 확립한다. 이 단계(22) 및 다음에서 설명하는 다른 단계들을 수행하기 위하여 소프트웨어 모듈이 제공된다. 단계(22-26)는, 홈 네트워크(13)로부터 멀리 떨어져 있고 그에 접속된 PLC 네트워크 시뮬레이터(17)로 구성되는 관리 센터 장치에서 구현가능하고 그에 의해 실행가능한 프로그램 코드로 변환된다. 일반적으로, 소프트웨어 모듈은 홈 네트워크(13)의 가정용 게이트웨이에서 구현될 수 있다.
따라서, PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는, PLC 어댑터(18, 19, 20)의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정의 결과를 수집하여 측정된 전달 함수의 세트를 얻기 위하여 제공되고, 또한 네트워크 토폴로지 추출 방법의 단계(22-26)를 수행하기 위하여 제공된다.
다음의 단계(23)에서, PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트로부터 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍의 추정 전달 함수의 세트를 계산한다.
다음의 단계(24)에서, PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는 추정된 전달 함수의 세트와 측정된 전달 함수의 세트를 비교한다. 이를 위해, PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는 메트릭 함수를 적용하여 차이의 측정치를 얻도록 제공된다. 메트릭 함수는 추정자로서 추정된 전달 함수의 세트 및 "참(true)" 값으로서 측정된 전달 함수의 세트를 취하고 동일한 주파수에서 취해진 추정된 전달 함수 값 및 측정된 전달 함수 값 간의 제곱 차를 합산하는 평균 제곱 에러 계산으로 구성되고, 합산은 등거리 주파수 단계들에서 도 7에 도시된 주파수 범위에 걸쳐 수행된다.
미리 정해진 기준이 PLC 네트워크 시뮬레이터(17)의 메모리 유닛(미도시)에 저장된다. 다음 단계(25)에서, PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는 미리 정해진 기준을 추정된 전달 함수의 세트 및 측정된 전달 함수의 세트 간의 얻어진 차이의 측정치에 적용하도록 제공된다.
얻어진 차이의 측정치가 미리 정해진 기준을 만족하지 못하면, 또 다른 단계(26)에서 PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는, 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 적응하고
- 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트로부터 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍의 추정된 전달 함수의 세트를 계산하고,
- 메트릭 함수를 적용함으로써 추정된 전달 함수의 세트 및 측정된 전달 함수의 세트를 비교하여 추가의 차이의 측정치를 얻고,
- 미리 정해진 기준을 얻어진 추가의 차이의 측정치에 적용하는
단계(23-25)를 반복하도록 제공된다.
이들 단계(23-26)는 미리 정해진 기준을 충족하는 얻어진 차이의 측정치를 갖는 추정된 전달 함수의 세트를 찾을 때까지 PLC 네트워크 시뮬레이터(17)에 의해 반복된다. 그 후, 방법은 정지하고, 접속된 네트워크 장치의 모든 가능한 쌍의 추정된 전달 함수의 세트를 계산하는데 사용된 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트는 홈 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트 및, 그에 의해, 추출된 홈 네트워크 토폴로지를 나타내는 것으로 간주된다.
추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정하기 위하여, PLC 네트워크 시뮬레이터(17)는, 얻어진 차이의 측정치에 관한 미리 정해진 기준이 만족되도록 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터의 세트를 찾을 수 있도록 보장하는 글로벌 최적화 방식으로서 소프트웨어 모듈에서 구현되는 몬테 카를로(Monte Carlo) 방법을 이용하도록 제공된다.
도 7은 상부에서 PLC 어댑터(18, 19, 20)의 3개의 가능한 세트 간의 전달 함수를 나타낸다. 노드(8 내지 10), 노드(8 내지 11) 및 노드(10 내지 11) 간의 전달 함수는 도 2 및 4에서 주어진 예보다 더 복잡하고, 간단한 해석은 완전히 불가능하다. 그러나, 도 6의 예의 토폴로지는 실제 홈 네트워크와 비교하여 여전히 꽤 간단하다. 또한, 예상되는 것처럼, 도 7의 하부에 도시된 시뮬레이션된 탐상 도형은 많은 수의 반사를 나타내고, 애매모호하지 않게 종래 기술을 이용해 그로부터 홈 네트워크 토폴로지를 추출할 수는 없다.
이러한 경우, 제안된 솔루션은 3개의 도시된 전달 함수로부터 홈 네트워크 토폴로지를 추출하는 것을 허용한다.
본 발명은 도면 및 상기 설명에서 상세히 기재하고 도시하지만, 이러한 설명 및 도시는 예증 또는 예시적인 것이며 제한적이지 않고, 본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않는다.
도면, 개시물 및 첨부된 청구범위의 연구로부터부터, 개시된 실시예에 대한 다른 변형들이 청구된 발명을 실시하는 당업자에 의해 이해되고 실현될 수 있을 것이다. 청구범위에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 엘리먼트 또는 단계를 배제하지 않고, 부정관사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 소정의 수단들이 서로 상이한 종속 청구항에서 인용된다는 사실은 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것이 아니다. 청구범위 내의 임의의 참조 번호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Claims (7)
- 홈 네트워크 토폴로지 식별 방법으로서, 홈 네트워크(13)는 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖고, 상기 홈 네트워크 토폴로지는 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 상기 방법은,
(1a) 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수행하여 측정된 전달 함수들의 세트를 얻는 단계;
(1b) 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 각각의 네트워크 토폴로지 파라미터에 대한 초기 값들을 정의하여 추정된 네트워크 토폴로지를 확립하는 단계;
(1c) 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트로부터 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 추정된 전달 함수들의 세트를 계산하는 단계;
(1d) 메트릭 함수를 적용하여 상기 추정된 전달 함수들의 세트 및 상기 측정된 전달 함수들의 세트를 비교하여 차이의 측정치를 얻는 단계;
(1e) 미리 정해진 기준을 상기 얻어진 차이의 측정치에 적용하는 단계;
(1f) 상기 얻어진 차이의 측정치가 상기 미리 정해진 기준을 만족하지 못하면 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정(adapt)하는 단계; 및
(1g) 상기 얻어진 차이의 측정치 중의 하나가 상기 미리 정해진 기준을 충족할 때까지 단계들 (1c) 내지 (1e)를 반복하는 단계
를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 단계 (1f)에서 상기 추정된 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트의 적어도 하나의 네트워크 토폴로지 파라미터를 조정하기 위하여, 글로벌 최적화 방식이 사용되는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (1a)는 접속된 네트워크 장치들의 가능한 쌍들 중의 임의의 것의 접속된 네트워크 장치들 중 적어도 하나에 의해 수행되는 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈 네트워크(13)는 실질적으로 전력선 네트워크이고, 상기 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치는 전력선 통신 어댑터들(18, 19, 20)로서 설계되는 방법.
- 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치 및 가정용 게이트웨이를 갖는 홈 네트워크(13)로서,
홈 네트워크 토폴로지는 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 상기 가정용 게이트웨이는 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수집하여 측정된 전달 함수들의 세트를 얻기 위해 제공되고, 또한 제1항에 따른 방법의 단계들 (1b) 내지 (1g)를 수행하기 위해 제공되는 홈 네트워크. - 적어도 2개의 접속된 네트워크 장치를 갖는 홈 네트워크(13)로부터 원격에 있는 관리 센터 장치로서,
홈 네트워크 토폴로지는 네트워크 토폴로지 파라미터들의 세트에 의해 명료하게 정의되고, 상기 관리 센터 장치는 접속된 네트워크 장치들의 모든 가능한 쌍의 전달 함수 측정을 수집하여 측정된 전달 함수들의 세트를 얻기 위해 제공되고, 또한 제1항에 따른 방법의 단계들 (1b) 내지 (1g)를 수행하기 위해 제공되는 관리 센터 장치. - 제1항의 단계들 (1b) 내지 (1g)를 수행하기 위해 제공되는 소프트웨어 모듈로서, 상기 단계들은 홈 네트워크(13)의 가정용 게이트웨이 또는 상기 홈 네트워크(13)로부터 원격에 있는 관리 센터 장치에서 구현가능하고 또한 관리 센터 장치에 의해 실행 가능한 프로그램 코드로 변환되는 소프트웨어 모듈.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP12290103.6A EP2645634A1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | PLC network topology extraction method using node-to-node transfer functions |
EP12290103.6 | 2012-03-27 | ||
PCT/EP2013/056176 WO2013144042A1 (en) | 2012-03-27 | 2013-03-25 | Plc network topology extraction method using node-to-node transfer functions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140130723A true KR20140130723A (ko) | 2014-11-11 |
Family
ID=47997472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020147026775A KR20140130723A (ko) | 2012-03-27 | 2013-03-25 | 노드-대-노드 전달 함수를 이용한 plc 네트워크 토폴로지 추출 방법 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150023198A1 (ko) |
EP (1) | EP2645634A1 (ko) |
JP (1) | JP2015511801A (ko) |
KR (1) | KR20140130723A (ko) |
CN (1) | CN104185968A (ko) |
WO (1) | WO2013144042A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105429772B (zh) * | 2014-09-16 | 2019-01-18 | 中兴通讯股份有限公司 | 基于tr069协议的家庭网络拓扑显示系统及其方法 |
CN110289613B (zh) * | 2019-06-17 | 2022-12-02 | 湖南大学 | 基于灵敏度矩阵的配电网拓扑识别与线路参数辨识方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7246045B1 (en) * | 2000-08-04 | 2007-07-17 | Wireless Valley Communication, Inc. | System and method for efficiently visualizing and comparing communication network system performance |
US20030079188A1 (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-24 | Analog Design Automation Inc. | Method of multi-topology optimization |
US7282922B2 (en) * | 2005-01-31 | 2007-10-16 | University Of Utah Research Foundation | Wire network mapping method and apparatus using impulse responses |
US7978632B2 (en) * | 2008-05-13 | 2011-07-12 | Nortel Networks Limited | Wireless mesh network transit link topology optimization method and system |
EP2454821B1 (en) * | 2009-07-16 | 2018-05-16 | Sony Corporation | Communications system using adaptive frequency notching |
-
2012
- 2012-03-27 EP EP12290103.6A patent/EP2645634A1/en not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-03-25 WO PCT/EP2013/056176 patent/WO2013144042A1/en active Application Filing
- 2013-03-25 KR KR1020147026775A patent/KR20140130723A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-03-25 CN CN201380016126.1A patent/CN104185968A/zh active Pending
- 2013-03-25 JP JP2015502254A patent/JP2015511801A/ja active Pending
- 2013-03-25 US US14/382,680 patent/US20150023198A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013144042A1 (en) | 2013-10-03 |
EP2645634A1 (en) | 2013-10-02 |
US20150023198A1 (en) | 2015-01-22 |
JP2015511801A (ja) | 2015-04-20 |
CN104185968A (zh) | 2014-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1982432B1 (en) | A method and a system for cable or subscriber loop investigation performing loop topology identification | |
Ahmed et al. | Power line communications for low-voltage power grid tomography | |
US20040082203A1 (en) | Method and apparatus for power theft prevention based on TDR or FDR signature monitoring on LV and MV power lines | |
Lehmann et al. | A diagnostic method for power line networks by channel estimation of PLC devices | |
EP2383897A1 (en) | Binder topology identification for a telecommunication network | |
CN109643890A (zh) | 用于对混合型输电线路中的故障进行定位的方法和系统 | |
WO2014063034A1 (en) | Passive optical network loss analysis system | |
Lampe et al. | Power grid topology inference using power line communications | |
CN111512168B (zh) | 用于分析电力传输网络的故障数据的系统和方法 | |
Fernandez et al. | Power grid surveillance: Topology change detection system using power line communications | |
US10194020B2 (en) | Line fault localisation | |
KR20140130723A (ko) | 노드-대-노드 전달 함수를 이용한 plc 네트워크 토폴로지 추출 방법 | |
EP2903182B1 (en) | Diagnosing faults in optical networks | |
KR101529020B1 (ko) | 홈 네트워크 식별 방법 및 장치 | |
CN109462493B (zh) | 一种基于ping的局域网络监测方法 | |
RU2511640C2 (ru) | Способ определения места повреждения линий электропередачи с древовидной структурой | |
EP2876818A1 (en) | System and method for detecting the meters of each low-voltage line of transformation centers | |
RU189541U1 (ru) | Устройство мониторинга линии электропередачи | |
Ravishankar et al. | Extraction of two wire and power line loop topology using customized genetic algorithms | |
WO2013075328A1 (zh) | 海缆系统水下设备管理方法和线路监控设备 | |
US20240129404A1 (en) | Dsl fault location | |
WO2016155955A1 (en) | Compensated line length estimation | |
Hernandez Fernandez et al. | PLC Network Integrity Solution | |
Carballo Palacio | Broadband PLC over Low Voltage grid pilot roll-out results assessment and full roll-out | |
Musil et al. | General methodology of the in-field diagnostic and localization of noise source in G3-PLC network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |