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KR100651737B1 - Ｐｌｃ 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터 및 그 방법 - Google Patents

Ｐｌｃ 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터 및 그 방법 Download PDF

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KR100651737B1
KR100651737B1 KR1020050052574A KR20050052574A KR100651737B1 KR 100651737 B1 KR100651737 B1 KR 100651737B1 KR 1020050052574 A KR1020050052574 A KR 1020050052574A KR 20050052574 A KR20050052574 A KR 20050052574A KR 100651737 B1 KR100651737 B1 KR 100651737B1
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plc
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wireless
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이형규
한종욱
장종수
손승원
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한국전자통신연구원
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Abstract

홈 네트워크의 PLC 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터 및 그 방법이 개시된다. 먼저 PLC 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 수신하면, 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 무선 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환한다. 그리고 변환된 데이터를 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 무선 망으로 송신한다. 이로써, PLC 망과 무선망을 용이하게 연동할 수 있다.
PLC, 무선망, 네트워크 계층, 데이터 링크 계층, 홈 네트워크

Description

ＰＬＣ 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터 및 그 방법{Access pointer for interconnecting PLC network and wireless network and method therefor}
도 1은 여러 종류의 망을 동시에 지원하는 종래의 홈 네트워크의 홈 게이트웨이를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 적용되는 홈 네트워크의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 액세스 포인터의 구조 및 구성의 일 실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 액세스 포인터의 변환 게이트웨이의 상세 구조의 일 실시예를 도시한 도면,
도 5는 네트워크 계층 변환부의 네트워크 주소 변환 과정을 도시한 도면, 그리고,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 PLC 망과 무선망을 연동하기 위한 방법의 일 실시예의 흐름의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 PLC 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터 및 그 방법에 관한 것 으로, 보다 상세하게는 무선 망의 각종 기기들을 PLC 망으로 구성된 홈 네트워크에 연동하기 위한 액세스 포인터 및 그 방법에 관한 것이다.
전력선 통신(Power Line Communication:PLC)은 전기 콘센트, 즉 전력선만으로 초고속 인터넷등과의 접속이 가능하도록 하는 것이 목표이다. 전력선 통신은 이미 가정 내에 구축된 전력선을 이용하여 쉽게 통신망을 구축하는 방법을 제공하므로 홈 네트워크를 구성하는 가장 유효한 수단으로 사용되고 있다. 이러한 전력선 기반의 홈 네트워크는 일반적으로 중앙에 홈 서버 또는 홈 서버 기능을 갖는 홈 게이트웨이를 중심으로 서비스를 제공하고 있다. 하지만 기존 전력선 통신망을 이용할 수 없는 단말, 예를 들면, 무선랜 카드를 장착한 노트북을 전력선 통신망에 연결하기 위해서는 홈 게이트웨이가 무선랜을 지원하고 전력선 통신망과 서로 호환하도록 지원해야 한다는 단점이 있다.
도 1은 여러 종류의 망을 동시에 지원하는 종래의 홈 네트워크의 홈 게이트웨이를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 여러 종류의 망을 상호 연동시키기 위해서는 홈 게이트웨이의 성능과 비용에 대한 부담이 상당히 증가한다는 단점을 가진다. 또한, 이러한 망에 새로운 네트워크를 추가하려 한다면 홈 게이트웨이를 새로이 구매해야 하고 기존 네트워크 설정을 다시 해야 하는 번거로움이 생길 수 있다. 만약, 홈 게이트웨이의 교체 비용이 상당히 크다면 이러한 구조는 홈 네트워크의 활성화에 상당한 저해요소로 작용할 것이며, 또한 홈 네트워크의 확장성에도 많은 어려움이 예상된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 네트워크 계층에서의 데이터 변환을 통해 PLC 망과 무선망을 연동하고, 콘센트에 부착가능한 플러그 형태로 구성되는 액세스 포인터 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 PLC 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터의 일 실시예는, PLC 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 송수신하는 PLC 통신 모듈; 무선 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈; 및 상기 PLC 통신 모듈을 통해 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 무선 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 상기 무선 통신 모듈로 출력하거나, 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 PLC 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 상기 PLC 통신 모듈로 출력하는 변환 게이트웨이;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 PLC 망과 무선망을 연동하는 방법의 일 실시예는, PLC 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 수신하는 단계; 상기 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 무선 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 단계; 및 상기 변환된 데이터를 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 무선 망으로 송신하는 단계;를 포함한다.
이로써, PLC 망과 무선망을 용이하게 연동할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 PLC 망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 홈 네트워크의 구조를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액세스 포인터는 가정의 콘센트에 연결되어 PLC 망에 위치하는 각종 장비(예를 들면, 전화, PC, 냉장고, TV 등)와 무선망에 위치하는 각종 장비(예를 들면,무선 노트북, PDA 등)를 연결한다.
도 3은 본 발명에 따른 액세스 포인터의 구조의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 액세스 포인터는 박스 형태의 내부에 PLC 통신 모듈(320), 변환 게이트웨이(330) 및 무선 통신모듈(340)을 구비하고, 외부에 플러그(310) 및 안테나(350)를 구비한다. 액세스 포인터의 일측에 구비된 플러그(310)는 액세스 포인터가 전력 콘센트(300)에 용이하게 부착될 수 있도록 한다.
따라서, 액세스 포인터는 플러그(310)를 통해 직접 PLC 망에 연결되므로 PLC 망과의 연결을 위한 별도의 유선을 가지지 않아도 된다. 또한, 액세스 포인터는 별도의 전원을 구비함이 없이 플러그(310)를 통해 수신되는 전력을 액세스 포인터의 전원으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 액세스 포인터는 플러그(310), PLC 통신 모듈(320), 변환 게이트웨이(330) 및 무선 통신 모듈(340), 안테나(350)로 구성되며, PLC 통신 모듈(320)은 커플러(322), PLC 데이터 처리부(324) 및 PLC MAC 처리부(326)를 포함하고, 무선 통신 모듈(340)은 무선 MAC 처리부(342), 베이스 밴드 처리부(344) 및 고주파 처리부(346)를 포함한다.
PLC 통신 모듈(320)은 OSI(Open System Interconnection)의 데이터 링크 계층(Data Link Layer)의 미디어 액세스 제어(Media Access Control:MAC)를 통해 PLC 망으로부터 데이터를 송수신한다.
구체적으로 살펴보면, 커플러(322)는 플러그(310)를 통해 연결된 PLC 망의 전력선에 흐르는 교류 전류로부터 데이터 신호를 분리한다. PLC 데이터 처리부(324)는 커플러에 의해 분리된 아날로그의 데이터 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환한다. 그리고, PLC MAC 처리부(326)는 디지털화된 신호의 MAC 주소를 이용한 미디어 액세스 제어를 수행한다. 무선망으로부터 수신한 데이터 신호를 PLC 망으로 송신하기 위한 과정은 이상에서 설명한 과정의 역순이다.
변환 게이트웨이(330)는 이종 네트워크간에 데이터를 송수신하기 위해 네트워크 계층에서 데이터를 변환한다. 즉, PLC 네트워크 계층의 데이터를 무선 네트워크 계층의 데이터로 변환하거나 그 역으로 변환한다. 변환 게이트웨이(330)에 관하여는 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
무선 통신 모듈(340)은 데이터 링크 계층의 무선 액세스 제어를 통해 무선 망으로부터 데이터 신호를 수신하여 변환 게이트웨이(330)로 제공하거나, 변환 게이트웨이(330)로부터 제공되는 데이터 신호를 무선망으로 송신한다.
구체적으로 살펴보면, 무선 MAC 처리부(342)는 변환 게이트웨이(330)를 통해 무선 네트워크 계층에 적합하게 변환된 데이터 신호에 대해 미디어 액세스 제어를 수행한 후 데이터 신호를 물리 계층의 처리를 위해 베이스밴드 처리부(344)로 출력한다. 베이스밴드 처리부(344)는 무선 MAC 처리부(342)로부터 제공되는 데이터 신 호를 변조하고, 고주파 처리부(346)는 안테나를 통해 신호를 외부로 송신하기 위해 증폭을 수행한다.
반대로 무선망으로부터 데이터를 수신하는 경우를 살펴보면, 고주파 처리부(346)는 안테나를 통해 데이터 신호를 수신하면 잡음을 제거하고, 베이스밴드 처리부(344)는 고주파 처리부(346)를 통해 수신한 데이터 신호를 복조하고 디지털화한다. 그리고, 무선 MAC 처리부(342)는 디지털화된 신호에 대해 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 수행한 후 변환 게이트웨이(330)로 출력한다.
도 4는 본 발명에 따른 액세스 포인터의 변환 게이트웨이의 상세 구조의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 변환 게이트웨이(330)는 PLC 네트워트 계층 모듈(500), 네트워크 계층 변환부(510) 및 무선 네트워크 계층 모듈(520)로 구성된다.
PLC 네트워크 계층 모듈(500) 및 무선 네트워크 계층 모듈(520)은 패킷의 송수신시 주소관리, 흐름 제어 및 재전송 등과 관련한 네트워크 계층 기능을 수행한다.
구체적으로, PLC 네트워크 계층 모듈(500)은 PLC MAC 모듈(326)로부터 수신한 데이터를 관련된 네트워크 계층 기능을 수행한 후 데이터를 무선 망으로 전송하기 위해 네트워크 계층 변환부(510)로 데이터를 전송한다.
네트워크 계층 변환부(510)는 PLC 네트워크 계층 모듈(500)로부터 제공되는 데이터에서 네트워크 계층 이상의 상위 계층 데이터를 분리하고 무선 네트워크 계층의 인터페이스에 맞는 형태로 데이터를 가공한 후 무선 네트워크 계층 모듈(520) 로 전달한다.
무선 네트워크 계층 모듈(520)은 네트워크 계층 변환부(510)로부터 제공받은 데이터를 무선망으로 송신하기 위해 네트워크 계층 기능을 수행한 후 무선 MAC 모듈(342)로 전달한다.
무선 통신 모듈(340)에 의해 무선 통신망으로부터 수신한 데이터를 PLC 망으로 전송하기 위한 변환 게이트웨이(330)의 과정은 위에서 설명한 과정과 역순의 과정을 거친다.
도 5를 참조하여, 네트워크 계층 변환부(510)를 네트워크 주소 변환 관점에서 보다 상세히 살펴본다.
먼저 본 발명에 따른 액세스 포인터를 전원(즉 플러그)에 연결하면, 액세스 포인터는 무선 PHY 및 MAC 계층에 의해 무선망에 무선 단말(512)이 존재하는지 여부를 인식한다. 그리고 액세스 포인터는 무선 단말(512)에 무선 네트워크에 해당하는 사설 네트워크 주소, 예를 들면 무선랜에서 사용하는 IP 주소를 생성하여 무선 단말에 할당하며, 이와 더불어 PLC 망과의 통신을 위해 PLC 네트워크 주소를 추가적으로 생성한다. 생성된 두 주소는 각 주소를 연계할 수 있도록 네트워크 계층 변환부(510)의 무선단말 주소 테이블(516)에 보관된다.
또한 역으로 PLC 망에 있는 단말(514)에 대해 살펴보면, 액세스 포인터는 PLC 망의 PHY 및 MAC 계층에 의해 PLC 단말들을 인식하고, PLC 네트워크 주소를 읽어오거나 설정가능방법을 제공하며, 제공되는 PLC 네트워크 주소와 매핑할 수 있는 무선망 IP 주소를 생성하고, PLC 단말에 대해 두 주소를 연계할 수 있도록 PLC 단 말 주소 테이블(518)에 두 주소를 보관한다.
이와 같은 주소 생성 과정 후에 무선망의 단말이 PLC 망의 단말과 통신을 시도하는 과정은 다음과 같다.
무선망의 단말(512)은 PLC 망의 단말(514)을 위해 생성된 무선망 IP 주소를 이용하여 통신을 시도하고 본 발명에 따른 액세스 포인터는 PLC 망의 단말(514)을 위한 IP 주소와 무선망 단말(512)의 IP 주소를 PLC 단말 주소 테이블(518)과 무선단말 주소 테이블(516)을 참조하여 해당 PLC 주소로 변환하여 PLC 네트워크 계층으로 해당 통신신호를 전달한다.
또한 PLC 망의 단말(514)이 무선망의 단말(512)과 통신을 시도하는 반대의 경우에는 무선망 단말(512)에 할당된 PLC 네트워크 주소를 이용하여 무선망에 존재하는 단말과 통신을 시도하며, 본 발명에 따른 액세스 포인터의 네트워크 계층 변환부(510)는 PLC 단말 주소 테이블(518)과 무선망 단말 주소 테이블(516)을 참조하여 각각의 PLC 주소를 무선망 IP 주소로 변환한 후 무선 네트워크 인터페이스에 맞도록 가공하여 무선 네트워크 계층으로 통신 신호를 전달하게 된다. IP 주소는 무선망이 제공하는 네트워크 주소에 따라 다른 네트워크 주소로 대체될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 PLC 망과 무선망을 연동하기 위한 방법의 일 실시예의 흐름의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 6은 PLC 망에서 무선망으로 데이터를 전송하는 과정을 도시한 도면이고, 도 7은 무선망에서 PLC 망으로 데이터를 전송하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하여 먼저 PLC 망에서 무선망으로 데이터를 전송하는 과정을 살 펴보면, 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 PLC 망으로부터 데이터를 수신한다(S600). 그리고 네트워크 계층에서 데이터를 이종 망인 무선망의 네트워크 계층의 인터페이스에 적합한 형태로 변환하여 무선 네트워크 계층의 기능을 수행한다(S610). 무선 네트워크 계층에 적합하게 변화된 데이터를 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 무선망으로 송신한다(S720).
도 7을 참조하여 무선망에서 PLC 망으로 데이터를 전송하는 과정을 살펴보면, 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 무선망으로부터 데이터를 수신한다(S700). 그리고 네트워크 계층에서 데이터를 이종 망인 PLC 망의 네트워크 계층의 인터페이스에 적합한 형태로 변환하여 PLC 네트워크 계층의 기능을 수행한다(S710). PLC 네트워크 계층에 적합하게 변환된 데이터를 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 PLC 망으로 송신한다(S730).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 종래에 전력선으로 구축된 홈 네트워크 망에 플러그 인 방식으로 쉽게 연동할 수 있는 무선 네트워크를 제공함으로써 기존 홈 게이트웨이 장비 변경 등의 비용요소를 제거함과 동시에 새로운 무선 네트워크용 장비를 홈 네트워크에서 쉽게 활용할 수 있다. 또한, 홈 네트워크는 가정 내에 연결된 정보기기들을 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 하여야 한다는 점에서 본 발명의 비용 및 편리성 측면은 홈 네트워크의 활성화에 크게 기여할 수 있다.

Claims (7)

  1. PLC 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 송수신하는 PLC 통신 모듈;
    무선 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈; 및
    상기 PLC 통신 모듈을 통해 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 무선 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 상기 무선 통신 모듈로 출력하거나, 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 PLC 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 상기 PLC 통신 모듈로 출력하는 변환 게이트웨이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터.
  2. 제 1항에 있어서,
    전원 콘센트에 삽입되어 상기 PLC 망과 상기 PLC 통신 모듈을 연결하는 플러그;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전력선 통신 모듈은,
    상기 PLC 망의 전력선을 통해 흐르는 전류로부터 데이터 신호를 분리하는 커 플러;
    상기 분리된 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하는 PLC 데이터 처리부; 및
    상기 디지털 신호에 대해 미디어 액세스 제어를 수행하는 PLC MAC 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 변환 게이트웨이는,
    PLC 네트워크 계층에서 데이터에 대한 송수신 주소 관리, 흐름 제어 및 재전송을 포함하는 네트워크 계층 기능을 수행하는 PLC 네트워크 계층 모듈;
    무선 네트워크 계층에서 데이터에 대한 송수신 주소 관리, 흐름 제어 및 재전송을 포함하는 네트워크 계층 기능을 수행하는 무선 네트워크 계층 모듈; 및
    상기 PLC 네트워크 계층의 데이터를 상기 무선 네트워크 계층의 데이터로 변환하거나 그 역으로 변환하는 네트워크 계층 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은,
    상기 변환 게이트웨이로부터 수신한 데이터에 대해 미디어 액세스 제어를 수행하는 무선 MAC 처리부;
    상기 무선 MAC 처리부를 통해 수신한 데이터를 변조하는 베이스밴드 처리부; 및
    상기 변조된 데이터의 잡음 제거 및 증폭을 수행한 후 무선 안테나를 통해 무선망으로 전송하는 고주파 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 액세스 포인터.
  6. PLC 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 수신하는 단계;
    상기 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 무선 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 단계; 및
    상기 변환된 데이터를 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 무선 망으로 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 무선 망으로부터 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 데이터를 수신하는 단계;
    상기 수신한 데이터의 네트워크 계층 이상의 계층 데이터를 PLC 네트워크 계층에 적합한 형태로 변환하여 단계; 및
    상기 변환된 데이터를 데이터 링크 계층의 미디어 액세스 제어를 통해 PLC 망으로 송신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신망과 무선망을 연동하는 방법.
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