전력선통신 (Power Line Communication)

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전력선통신 (Power Line Communication)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

다. 그것을 크게 나누면 잡음, 신호감소, 임피던스 불협화음 3가지다.
1) 잡음(Noise)
전기선 자체는 통신을 하기 위해 설치된 것이 아니다. 따라서 통신에 가장 큰 장애가 되는 잡음에 매우 취약한 구조를 가질 수밖에 없다. 이러한 잡음은 안정적인 통신에 매우 큰 부담으로 작용하는데, 기본적인 전력선 통신을 위해 반드시 해결돼야 하는 문제다.
가. 60Hz 전력 주파수와 동기된 잡음
이 잡음은 SCR 이나 Power Supply 와 같은 기구에 의하여 발생되며 60Hz 의 정수배에서 동기되어 발생한다. 잡음의 스펙트럼은 60Hz 의 정수배의 주파수에서 선으로 나타나며 이러한 잡음은 같은 배전선의 2 차측에서도 발생한다. 이러한 잡음은 모든 곳에서 발생하는 잡음이 아니지만 (대략 측정지역의 50% 내외로 발생) 발생지역에서는 상당시간동안 지속되는 잡음이다.
나. 비동기된 주기적 잡음
전력 주파수와는 무관한 주파수에서 계속적으로 잡음 신호를 내는 것으로서 선 스펙트럼을 갖는다. 이는 TV 나 Computer 의 모니터의 수평주사선에 의해 발생하는 것이다. 이 잡음은 거의 모든 지역에서 발생하며 또한 오랜 시간동안 지속적으로 발생하는 잡음 성분이다.
그리고 이 잡음은 63.5μs 주기로 약 15,734 Hz 와 harmonic 주파수에 강한 잡음 성분을 발생기킨다.
다. 배경 잡음
이 잡음은 전기 청소기나 모터등과 같은 비 동기성으로 작동하는 부하에 의해 발생하는 잡음으로 직접적인 원인은 판단할 수가 없고 협대역 통신에서는 배경 전체에 생기므로 화이트 잡음으로 고려한다. 일반적으로 이러한 잡음은 전송하고자 하는 주파수 대역전체에 걸쳐서 나타나게 된다.
라. 임펄스성 잡음
전력선에서 발생하는 잡음중에 가장 중요한 잡음원이 바로 임펄스성 잡음이다. 임펄스성 잡음의 경우에 시간 영역에서는 임펄스의 형태를A 띄지만 주파수 영역에서는 넓은 주파수 영역에서 강한 잡음성분을 야기시키게 된다.
일반적으로 임펄스성 잡음은 낙뇌, 차단기, 아크방전, 모터의 개폐시등 갑자기 발생하는 잡음을 말하며, 예측이 어려우므로 처리하기 까다로운 잡음이라 하겠다. 임펄스의 세기는 대개 배경의 화이트 가우시안 노이즈에 비하여 레벨이 10dB 이상 크고 40dB 이상을 초과할 수도 있다. 특히 모터를 쓰는 경우에는 정상상태에서는 백색잡음을 나타내지만 스위칭 시에는 주파수 전대역에 걸쳐서 큰 에너지를 갖는 임펄스 잡음이 나타나 통신에 방해를 주게 된다.
<잡음원에 따른 특성>
2) 신호감소(Attenuation)
일반적인 10-base T 이더넷 기술은 한 회선의 길이가 150m를 넘지 않도록 설계된다. 만일 회선의 길이가 이보다 길어진다면 올바른 통신을 보장할 수가 없다. 그에 반해 전력선 통신은 최대 1km를 커버해야 하는 부담이 있다. 게다가 분기가 많이 된다는 점, WH meter(전력량계), Circuit Breaker 등의 통과로 인해 신호는 점점 감소될 수밖에 없는 것이다.
3) 임피던스 불협화음 (Impedance Mismatching)
일반적인 Category 5의 UTP 케이블의 경우에는 허브의 한 포트와 그 반대쪽의 이더넷 카드의 포트에서 적당하게 임피던스를 매칭시켜, 신호가 곧장 전진할 수 있도록 조화롭게 구성돼 있다. 반면 전기선은 이러한 임피던스가 전기제품의 On/Off 등의 영향으로 순간적으로 변하게 돼 있다. 이렇듯 임피던스가 매칭되지 않음으로써 신호가 제대로 전달되지 못하는 문제가 심각하다.
그러나 이러한 서비스가 물리적인 특성상 확산되지 못하는 지역, 예를 들면 산간 벽지나 섬 등의 외지로 인터넷을 확산하는데 의미가 있다. 이러한 지역에서도 전력선은 모두 설치되어 있기 때문에 전력통신은 기존의 서비스의 소외 지역에서 통신망을 활용하는 데 효율성이 높은방식이다.
4-1 전력통신 난제의 해결점
노이즈가 발생하는 주파수를 피해서 반송파 주파수를 배정하는 방식, 시간적으로 노이즈가 없는 구간에 신호를 보내는 방식 등으로 기술을 개발하는 것이며, 시간과 위치에 따라 변화가 심해지는 신호 왜곡과 감쇠를 해결하고 각각의 신호가 서로에게 영향을 미치지 않도록 하는 필터를 개발하며, 전압이 커질수록 다른 기기에 대한 영향이 커져 신호 전송에 제한이 생기는 문제 등을 극복하는 일이 필요하다. 위치,시간마다 신호가 달라지므로 통신거리나 여러 장애요인에 따른 충분한 테스트 데이터를 확보하는고 전력선통신의 시스템과 관련된 측정장치와 전력선통신용의 게이트웨이, 라우터,등을 지속적으로 개발하는 것도 전력통신이 기술적 난제를 해결하기 위해 중요하다.
현재 채널의 노이즈의 영향을 피하기 위하여 모뎀에 대해 두 가지 방향으로 아이디어가 제안되고 있다. 그 중 하나는 신호를 넓은 대역에 분산 시켜서 수신단에서는 특정 주파수에 나타나는 노이즈를 상대적으로 감소시킬 수 있게 하는 방식이고 다른 하나는 전체 주파수 대역에서 노이즈나 임피던스의 사용이 불가능한 대역이 존재할 때 그 대역을 피해서 신호를 전송하도록 사용 주파수 대역을 변화 시키는 방식이다.
다음으로 표준화 문제와 전파법시행령의 개정 문제이다. 유럽과 미국에서는 PLC 포럼이 형성되어 표준화 문제에 대한 논의가 진행되고 있는 데 비해 국내 업체들은 아직 이러한 움직임을 능동적으로 진행시키지 못하고 있는 형편이다. 또 하나의 문제로 주파수 규제라는 사항을 들 수 있다. 현재 전 세계적으로 전력통신을 이용할 수 있는 주파수 대역이 정해져 있는데 대체로 450㎑ 또는 148.5㎑ 이하이고 국내 전파법시행령은 9～450㎑ 대역으로 정해놓고 있다. 그러나 초고속인터넷 등 대용량의 데이터를 전송하기 위해서는 수백㎑ 에서 수십㎑ 의 고주파 대역이 필요하다.문제는 법개정이 용이하지 않고 많은 시간이 걸린다는 것이다.
5. 전력선통신 응용분야
최근 정보처리 시장의 증대와 전력선통신의 경제적 효율성과 접근의 용이함은 전력통신에 있어 다양한 응용분야를 제공하고 있는데 이는 크게 인터넷 가입자망의 외부망과 홈네트워킹등의 내부망으로 대별할 수 있다. 인터넷 확산과 함께 가정용PC의 보급은 드드러진 추세이고 복수의 컴퓨터를 연결시켜 줌으로써 인터넷을 공동으로 사용하며 프린터

키워드

전력선 통신,   계산기 구조,   컴퓨터 구조