This study analyzes factors affecting the competitiveness of broadband over power line communication (BPLC) and predicts demand for the service, based on quantitative information about consumer preferences drawn from a survey of Korean consumers. Findings from the estimation suggest that, although consumers value some beneficial features of BPLC, to be competitive the speed and stability of its data transmission needs to be improved. Moreover, on the basis of a market simulation, we expect BPLC to occupy only a small portion of Korea's Internet access market in the future, a finding we expect would hold true for other developed countries whose Internet access markets are already mature.
전력선은 이미 전 세계적으로 60% 이상의 주거지에 설치되어 있기 때문에 고속의 전력선 통신을 이용하여 인터넷 액세스를 실현하는 새로운 액세스용 회선을 부설하지 않고 광대역 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 이유로 정보화 시대에 인터넷 망이 닿지 않는 Last Mile Solution에 가장 적합한 서비스로서 전력선 통신에 대한 연구가 이루어지고 있다. 하지만, 전력선은 통신 선로가 아니고 전력을 전송하도록 설계되었기 때문에 전자파의 누설로 부근의 무선통신 시스템에 영향을 주게 된다. 본 논문에서는 기존의 무선 통신 서비스와 전력선 통신과의 간섭을 줄이기 위하여 기존의 Notch Filter보다 성능 면에서 우수한 고성능 Notch Filter 알고리즘을 제안하였다. 또한, 고성능 Notch Filter를 적용하여 임베디드 보드를 통한 Notch Filter Emulator를 구현하였다.
For broadband high-data-rate power line communication with the allocated frequency bandwidth from 2 to 30 MHz on medium voltage (MV) distribution power lines, a signal coupling unit is developed. The coupling unit is composed of a coupling capacitor for coupling communication signal, a drain coil, and an impedance matching part. The coupling capacitor made of ceramic capacitor is designed for transmission property of better than 1 dB in the frequency range. The drain coil is used for preventing low frequency high voltage from junction of medium voltage power line in case that a coupling capacitor is not working properly any more. Also, using ferrite core, a novel broadband impedance matching transformer is developed. A complete coupling unit with a coupling capacitor, a drain coil, and a matching transformer is housed by polymer for good isolation and distinguishing from high voltage electric facilities. Each is fabricated and its frequency behavior is tested. Finally, complete signal couplers are equipped in a MV PLC test bed and their performance are measured. The measurement shows that the coupling capacitor works excellently.
본 연구에서는 전력선 통신 기반의 IT와 통신네트워크 기술을 더하여 전력공급자와 소비자가 실시간 계속적으로 전력사용에 대한 정보를 교환함으로써 실시간 사용량과 효율적인 사용 등을 최적화 할 수 있는 차세대 성장동력이다. 전력 수요자는 실시간으로 전력 사용현황 및 불필요한 사용현황을 파악하여 불필요한 사용을 줄이고 적절한 전력분배와 흐름 통제를 조절 할 수 있다. 즉 전기요금이 가장 저렴한 시간대에 전기를 사용하고, 불필요한 사용을 줄임으로써 사용자가 능동적으로 전기를 사용할 수 있게 된다. 본 논문에서는 스마트 그리드의 기술현황과 전력선 통신에 대한 현황을 알아보도록 한다.
본 논문에서는 스마트 그리드 응용 등을 타깃으로 한 3상 4선 전력선 채널상의 MIMO-OFDM 광대역 전력선 통신방식 (BPLC broadband power line communication)을 검토하고 성능을 분석한다. 실제전력선 채널 환경을 감안하여 기존의 확정적 페이딩 채널 모델 (Zimmennann 모델, MTL 모델 등) 대신 통계적 전력선 페이딩 채널 모델을 채택한다. 본 논문에서는 3상 4선식 전력선을 이용한 $2{\times}2$ MIMO 및 $3{\times}3$ MIMO 방식을 설계하며, 특별히 MIMO 채널 내 안테나 링크 간 크로스 토크의 유무에 따른 전송 용량 손실과 이에 의거한 시스템 성능 분석을 실시한다. 부반송파 간 주파수간섭을 줄여주기 위해 공간주파수 부호화 전송방식을 채택하며 전력선 채널에 적합한 최대비 합성법 (MRC maximum ratio combining)으로 다중 안테나 및 다중 경로 페이딩 다이버시티 이득을 얻는다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 임펄스 잡음지수의 변화, 용량 손실 비율의 변화, 서로 다른 수신 신호 합성기법 (최대비 합성, 등가이득 합성, 선택적 함성)에 따른 시스템 성능을 비교분석한다.
최근 인터넷이 주정보원으로 작용하고 인터넷의 보급이 확산되는 정보화시대에 인터넷망이 닿지 않는 지역의 Last Mile Solution에 적합한 대안으로서 전력선 통신에 관한 연구가 진행되고 있다. 현재 200Mbps PLC 장비가 상용화 되는 등 전력선 통신기술의 발달로 통신 인프라가 구축되지 않은 나라에서는 접근만 뿐만 아니라 백본망까지 구축하려는 연구가 진행 중이다. 하지만, 전력선 통신은 전력을 전송하도록 설계되었기 때문에 높은 고주파 신호를 보내게 되면 부근의 무선통신 서비스에 영향을 주게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 High-Order Stable Notch Filter를 제안하였다. High-Order Stable Notch Filter는 기존의 필터들이 2차로 구현되었다는 점에 착안하여 4차, 6차, 8차, 10차 등 고차로 구현하였다. 또한, 제안한 High-Order Stable Notch Filter를 적용하여 Notch Filter Emulator를 구현하였다.
별도의 통신선 없이도 고속 통신채널을 구현할 수 있는 고속 전력선 통신 분야는 활용측면에서 유용성이 매우 높아 기술개발과 발전이 급격히 이루어지고 있다. 그러나 전력선 통신의 특성상 채널의 범용적인 모델의 구성과 해석이 불가능하여 이론적인 성능특성을 파악하기가 힘들다. 따라서 개발된 기술의 평가 및 성능 분석에 있어 정확한 기준이 모호하다. 본 논문에서는 전력선 통신 기술의 특성과 성능을 분석하기 위하여, 실 단독주택 수용가에 인터넷 접속 환경을 구축하고 다양한 시험을 수행하였다. 개발된 전력선 통신 모뎀과 통신망의 구성을 소개하고 성능측정을 수행한 결과를 토대로 현 단계에서의 기술을 분석하고, 전력선 통신망에 대한 운영상의 적정 노드 및 가입자망 전송 섹터범위 등의 사항에 대하여 기술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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