정보 기술 연구 부서 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 AIST ") 정보 기술 연구 부서 [연구 부서 Sekiguchi Tomotsugu] 고속 전력 라인 커뮤니케이션 단원 Higuchi Tetsuya Co, Ltd [Shimizu Masataka 대통령] 홈 어플라이언스로 인한 전송 문제에 저항력이있는 Kilohertz 전력선 통신 시스템을 만들려면 (전력선 통신:plc)물리적 레이어이 기술은 무선 LAN 신호에 도달 할 수없는 장소에서도 라이트닝 바카라 통신을 허용하는 전력선 통신이며, 실내 및 실외 사용을 위해 허용되는 Kilohertz Band PLC의 경우 전례없는 통신 방법입니다
전원 라인에서 450kHz 미만의 주파수와 통신하는 KYC LC는 홈 어플라이언스의 소음에 크게 영향을받으며 일부 가정 기기의 통신 신호가 있습니다흡입, 따라서 의사 소통이 가능한시기를 예측할 수없는 문제가있었습니다 따라서, 우리는 (1) 장애물없이 전달 될 수있는 기간 (밀리 초)을 찾는 즉시 라이트닝 바카라를 신속하게 전송하여 (1) 라이트닝 바카라를 전송하는 데 작은 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라 유닛으로 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송하여 라이트닝 바카라를 전송할 수있는 라이트닝 바카라 부분을 효율적으로 재전송 할 수있는 물리적 통신 방법 계층을 개발했다 이를 통해 전송 실패에 대한 강력한 통신 성능이 가능하며, 이번에 개발 된 PLC의 효과는 상업적으로 이용 가능한 킬로 헤르츠 대역 PLC와 비교하여 확인되었습니다 이 PLC는 또한 가장 빠른 기존 Kilohertz PLC 인 최대 200kbps의 전송을 처리 할 수 있습니다
이를 통해 새로운 통신 케이블을 마련 할 필요없이 홈 어플라이언스, 환경 모니터링 및 재난 예방과 같은 무선 LAN 또는 Megahertz PLC를 사용할 수없는 실내 및 실외에서 다양한 상황에서 감지 응용 프로그램 및 홈 어플라이언스 제어를 사용할 수 있습니다 또한,이 PLC는 Kilohertz 대역을 사용하기 때문에 아마추어 라디오 등에 장애물이 발생하지 않습니다 이번에는 전원 라인에 가까운 통신 계층 (물리적 계층)을 성공적으로 확인 했으므로 Communications Layer (MAC 레이어)의 방법을 개선하고 완료 수준을 향상시킬 계획입니다
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홈 어플라이언스와 최대 200kbps의 전송 속도 및 전송 속도와 그 응용 프로그램 이미지의 전송 속도가 매우 강한 실내 및 실외 킬로 헤르츠 밴드 PLC
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PLC는 전력선을 통해 신호를 교환 할 수 있으므로 LAN 케이블을 당기지 않고도 전원 출구에 연결하여 간단히 통신 할 수 있습니다 이러한 이유로, 이것은 라디오 파도가 도달하기가 어렵고 무선 LAN을 사용하기가 어렵거나 새로운 LAN 케이블을 놓을 수없는 건물과 같은 지하 건물과 같은 환경에서 특히 효과적입니다 그러나 일본에서는 고속 통신을 제공 할 수있는 Megahertz PLCS는 실내 사용으로 제한됩니다 현재 집에서 사용할 수있는 PLC 모뎀은 Megahertz Belt PLC입니다
반면, 야외에서 사용할 수있는 Kilohertz Band PLC는 가정 기기의 강한 전송 실패로 인해 충분한 전송 기능과 강력한 통신이 없으며 지금까지 상용화 사례는 거의 없었습니다 그러나 전송 문제의 문제가 극복되면 야외에서 사용될 수 있다는 큰 이점이 있으며 유비쿼터스 감지가 가능하며 새로운 통신 인프라로 사용될 것으로 예상됩니다
AIST는 전송 파형 형성을 허용하고 IEEE1394 및 USB와 같은 고속 직렬 통신에서 전송 거리를 확장 할 수있는 방법을 제안하고 10 기가비트 에더넷 (트위스트 쌍 라인)에 대한 IEEE 표준을 홍보하는 것과 같은 고급 통신 방법에 대한 연구를 수행하고 있습니다
2006 년부터 AIST와 도쿄 전력 회사는 Megahertz Band PLC 및 Kilohertz Band PLC를 위해 홈 어플라이언스 제어 응용 프로그램과 같은 강력한 커뮤니케이션 성능을 통해 PLC의 연구 및 개발을 공동으로 수행하고 있습니다
PLC 모뎀은 전원 라인과 통신 네트워크를 연결하는 부분이며, 전원 라인에 가까운 하드웨어 중심 레이어 (물리적 레이어)와 통신 네트워크 측면에 가까운 소프트웨어 중심 레이어 (MAC 계층)의 두 가지 레이어로 구성됩니다 현재 PLC 프로토 타입은 물리적 층 설계의 효과를 보여주는 주요 목적으로 만들어졌습니다
(1) Kilohertz Belt PLC의 기술적 문제
Kilohertz Belt PLC를 연구하고 개발할 때 두 가지 주요 기술 과제가 있습니다 첫 번째 과제는 라이트닝 바카라 통신에 사용되는 450kHz 미만의 주파수 대역을 사용하는 것입니다홈 어플라이언스의 큰 소음따라서 자주 불규칙적으로 혼합되어 있습니다 따라서 이러한 소음의 영향을 피함으로써 라이트닝 바카라가 안정적으로 의사 소통 할 수있는 기간은 짧고 그 기간은 미리 예측할 수 없습니다 (그림 1) 두 번째 문제는 충전 기능을 갖는 홈 기기의 저항 (임피던스)이 시간에 따라 다르기 때문에 신호 전력이 상당히 흡수되어 노이즈에 취약해진다는 것입니다 (그림 2)
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그림 1 : 홈 어플라이언스에서 불규칙하게 빈번한 소음
(15 가지 유형의 홈 기기가 동시에 연결된 경우)
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그림 2 : 홈 어플라이언스의 임피던스 변화로 인한 수신 신호 섭취 (충전기)
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이러한 이유로 Kilohertz 대역 PLC는 홈 어플라이언스에서 불규칙하고 예측할 수없는 전송 실패가 페이드되는 즉시 빠르고 자동으로 올바른 라이트닝 바카라를 교환 할 수있는 통신 방법이 필요합니다
(2) Prior Art의 문제
- 직교 주파수 분할 멀티플렉싱
현재 Megahertz 대역 PLC에 주로 사용되는 통신 방법을 OFDM (Orthogeral Frequency Division Multiplexing)이라고합니다 OFDM은 라이트닝 바카라 전송이 더 작은 주파수 대역으로의 주파수 대역 (2MHz ~ 30MHz)을 나누고 라이트닝 바카라를 전송하기 위해 많은 캐리어 (서브 캐리어)로 분배합니다 캐리어가 공유하는 주파수 대역에 높은 노이즈가 적용되고 많은 전송 오류가 발생하면 캐리어는 사용되지 않습니다
그러나 Kilohertz PLC가 취급하는 450kHz 미만의 주파수 대역에서 소음 생성은 불규칙하고 예측할 수 없으므로 OFDM에 사용되는 캐리어 파는 한 번에 노이즈의 영향이 없더라도 한 번에 노이즈에 크게 영향을받을 수 있습니다 따라서 사전에 이동 통신사를 사용하는지 여부에 대해 논의하기는 어렵 기 때문에 Kilohertz 대역 PLC에서 직접 OFDM을 사용하기가 쉽지 않습니다
- 프레임 동기화
라이트닝 바카라는 일반적으로 프레임이라는 라이트닝 바카라 단위로 전송 및 수신됩니다 각 프레임을 전송 및 수신 할 때, 전송 라인의 특성 왜곡 (PLC의 경우)을 수정하기 위해 처리가 수행된다; 전송 측에서 수신기쪽으로 훈련 신호를 보내면 수신 장치의 매개 변수를 조정하여 라이트닝 바카라 파형을 올바르게 수신 할 수 있습니다 그 후 프레임의 시작이 감지되고 (프레임 동기화라고 함) 라이트닝 바카라 수신이 시작됩니다 그러나 Kilohertz 대역에서 홈 어플라이언스의 전송 실패는 불규칙하고 자주 발생하며 보정 프로세스 자체가 정상적으로 완료되지 않으므로 프레임 동기화를 수행하기가 어렵습니다
(3)이 커뮤니케이션 방법의 특징
홈 어플라이언스로 인한 전송 실패 문제를 해결하기위한 새로운 통신 방법이 개발되었습니다 두 가지 기술 요점이 있습니다
첫 번째 요점은 의사 소통이 가능한 시간을 찾는 즉시 라이트닝 바카라를 빠르게 전송하고 수신하는 기술입니다 이는 수신기 측이 교육 신호를 전송하지 않는 방법이며, 수신기는 수신 장치의 매개 변수를 최적 값으로 설정하고 교육 신호를 전송하지 않고 통신 할 수있는 기간 (밀리 초)에 라이트닝 바카라를 신속하게 수신합니다 기존의 방법은 프레임 동기화를 사용하지만 450kHz 미만의 주파수 범위에서 훈련 신호 자체의 전송 및 수신조차도 홈 어플라이언스의 노이즈에 의해 방해되며 보정 프로세스 자체를 수행 할 수 없을 가능성이 높습니다 따라서이 기술 개발에서 수신기 측에서만 조정하여 올바른 파형을 신속하게 수신 할 수 있습니다
두 번째 요점은 라이트닝 바카라 전송이 기존 프레임보다 짧은 라이트닝 바카라 길이를 가진 슬롯이라고하는 슬롯 단위 (프레임 크기의 100 분의 1)로 수행된다는 것입니다 기존 프레임 별 전송에서 라이트닝 바카라 크기가 크기 때문에 전송 시간이 길고 킬로 헤르츠 대역 PLC의 경우이 기간 동안 홈 어플라이언스의 소음으로 인해 일부 라이트닝 바카라가 확실히 손상됩니다 라이트닝 바카라를 더 짧은 슬롯으로 나누고 전송함으로써, 통신에 대한 기간이 더 짧은 기간에도 수신기에 라이트닝 바카라를 전송하는 데 안정적으로 사용될 수 있습니다 또한이 기술의 개발에서 슬롯 순서 (위치 정보)에 대한 정보가 슬롯 자체에 제공 될 수 있도록 새로운 방법이 고안되었습니다 이것은 슬롯 순서 감지 가능입니다Synoptic라이트닝 바카라 시리즈와 함께 이를 통해 수신기는 올바르게 수신 된 슬롯의 주문 정보를 알 수 있으므로 전송에 실패한 슬롯에 대한 요청을 즉시 작성할 수 있으며 과거와 같이 프레임 동기화를 수행 할 필요가 없습니다 수신 된 라이트닝 바카라가 올바르게 수신되었는지 여부를 확인하기 위해, 코드 시퀀스로부터 예측할 수있는 시퀀스 정보를 실제로 수신 된 슬롯의 시퀀스 정보와 슬롯의 오류를 감지하여 기존의 경우와 같이 오류 수정이 필요하지 않도록 수행합니다 (그림 3)
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그림 3이 기술 개발의 특징
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Kilohertz Band PLC (그림 4) 우리는 이제 모델 인증을 얻었으며 상업적으로 이용 가능한 킬로 헤르츠 PLC 모뎀을 사용한 비교 실험을 수행했으며, 강한 스파이크와 같은 소음과 충전기 제품을 갖춘 형광 램프 제품을 대상으로 (임피던스) 변동 형광등은 상업용 모뎀보다 작은 전송 신호와 20 내지 45 데시벨과 통신 할 수 있음이 확인되었다 충전기는 동일한 출력 전력에서 상업적으로 이용 가능한 PLC 모뎀과 비교하여 통신 속도의 상당한 개선을 확인했습니다
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그림 4 프로토 타입 기계
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이번에는 물리적 레이어 설계의 효과를 보여줄 수 있었으므로 향후 Mac 계층을위한 소프트웨어 개발에 중점을 둘 것입니다 우리는 다양한 경우 야외에서 성능 평가 실험의 수를 늘리고 새로운 프로토 타입의 개발에 대한 결과에 대한 피드백을 제공 할 계획입니다 또한 실내뿐만 아니라 실외에서도 사용할 수있는 Kilohertz Belt PLC의 장점을 활용하는 응용 분야의 성능 평가를 진행할 것입니다 Kilohertz Belt PLC의 적용은 다양 할 것으로 예상됩니다
예를 들어, 리콜 된 가정 기기의 추적 성 위치가 알려지지 않은 리콜 장치조차도 전자 장치에 내장 된 PLC를 설치하고 식별 번호를 알려주는 기능을 추가하여 사용될 때 전원 콘센트에 연결된 위치를 찾을 수 있습니다 또한 지진이 발생한 경우 PLC와 같은 컨트롤은 지하 또는 건물과 같이 무선으로 도달하기 어려운 환경에서 전기 가열 홈 가전 제품을 차단하고 긴급 출구를 종료하는 데 사용될 것으로 예상됩니다 다른 기능으로는 날씨, 공기 및 재난 예방을위한 다양한 감지의 환경 모니터링이 포함되어 무선 통신 장비를 설치하기가 어려우며 전력선 만 사용할 수있는 자연 환경에서는 PLC가 예상 될 수 있습니다