정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 122. 전력선통신(PLC, Power Line Communication)

122. 전력선통신(PLC, Power Line Communication)

 

가. 전력선통신의 개념
PLC는 [그림 7-68]과 같이 전력선을 통신매체로 사용하여 음성 및 데이터 정보를
고속으로 전송하는 기술로 음성과 데이터를 60Hz인 저주파 전력신호에 수백 KHz~
수십 MHz 이상의 고주파 신호를 실어 전송하는 통신기술을 의미한다.

전력선통신은 현존하는 인프라 중 가장 광범위한 네크워크를 구성할 수 있으며, 원
활한 유지·보수가 가능한 전력망의 특성을 통해 안정적인 공급이 가능하다. 모든 공
간에 설치된 전기 콘센트를 통해 간편하게 네트워크를 구성할 수 있고 유선통신 방식
임에도 불구하고 무선과 유사한 유비쿼터스 환경을 조성할 수 있다. 비용적인 측면
에서는 별도의 통신망을 구축할 필요 없이 기존 전기선을 활용하므로 신규 포설 비용을 절약할 수 있다.
그러나 전력선통신은 전송할 수 있는 전력이 제한되어 있고 부하 간섭과 잡음이 높
으며, 가변하는 신호 감쇠 및 임피던스 특성으로 인해 전력선통신의 활용을 어렵게
하는 한계점이다. 따라서 전력선통신의 폭넓은 활용을 위해서는 기술적으로 잡음,
감쇠, 왜곡 등 세 가지 요인을 극복해야 한다. 잡음은 강력한 데이터 오류 정정 기술
과 긴 심볼 주기, 시간 영역 윈도우 기술 등을 확보해 극복할 수 있다. 감쇠를 극복
하기 위해서는 60dB 이상의 신호 감쇠 검출과 다중 접속 및 리피터 기술이 필요하다.
왜곡은 여러 개의 서브 채널 사용 기술과 반이중 통신기술을 도입해 극복할 수 있다.

나. 가입자망에 따른 전력선통신의 분류
전력선통신을 가입자망에 따라 분류하면 [그림 7-69]와 같이 고압 배전선 및 저압
배전선을 경유한 가입자망과 단일 전송매체에 의한 홈네트워크로 구분된다. 고압 가
입자망용 PLC 기술은 옥외에 적용되며, 22.9KV 고전압에서의 고속 통신이 가능하여
기간망이나 배전자동화에 응용된다. 저압 가입자망용 PLC 기술은 220V/110V 저전압
에서의 저속/중속/고속 통신이 가능하며, 검침이나 부하제어, 인터넷 인입용으로 활
용된다. 홈네트워크용 PLC 기술은 옥내에 적용되고 220V/110V 저전압에서의 저속/
중속/고속 통신이 가능하며, 홈오토메이션, 스마트홈, 가정내 인터넷으로 활용된다.

가입자망에 따른 전력선통신의 분류

다. 전력선통신의 응용 분야
전력선통신 기술은 크게 스마트그리드, 제어 및 모니터링, 홈네트워크 분야에 응용될 수 있다.

1) 스마트그리드 응용 분야
• 원격자동검침(Advanced Metering Infrastructure) : 저압 고객의 가정까지 원격검
침용 전력선통신망을 구축할 수 있다.
• 수도, 가스 등 통합검침 : 원격검침 기술을 기반으로 하는 수도, 가스, 난방 통합
검침 시스템을 구축할 수 있다.
• 배전자동화(DAS) : 광동축 혼합(HFC)망이 없는 가공 선로 및 지중 선로에 고압
전력선통신망을 구축할 수 있다.
• 전력설비 감시 : 고압 전력선통신망을 통해 주상변압기의 2차 전압 및 전류를 측
정하고 전선의 단선, 누전, 정전, 유량, 가스압, 온도 등 전력설비 감시 시스템
을 구축할 수 있다.
• 전기자동차 충전 인프라 : 전기자동차 충전기와 전기자동차 간의 전력선통신 기반
기술인 V2G(ISO/IEC 15119)를 적용해 전기자동차 충전 인프라를 구축할 수 있다.

2) 제어 및 모니터링 응용 분야
• 공장자동화 : 기존의 모니터링 및 제어 기술과 고속 전력선통신 기술을 접목시켜
차원 높은 원격 온라인 모니터링 및 제어 시스템을 낮은 비용으로 구축할 수 있다.
• 가로등 제어 : 모든 옥외 조명 시설의 전선 노후화로 인한 절연 파괴 혹은 우천
시 발생할 수 있는 누전이나 고장 등의 이상 유무를 실시간으로 파악할 수 있다.
• 빌딩 제어 및 관리 : 빌딩의 조명, 냉난방 시스템 등에 고속 전력선통신 기술을 접
목해 전력 사용량을 실시간으로 모니터링하고 제어하는 시스템이다.
• 선박 시스템 : 고속 전력선통신 기술을 적용해 선박 내 인터넷을 관리하고 감시
할 수 있는 시스템이다.

3) 홈 네트워크 응용 분야
• 인터넷 액세스 : 고속 전력선통신 기술을 응용하면 유무선 공유기의 인터넷 사각
지대 보안을 관리하고 제어할 수 있다.
• 스마트 플러그 : 고속 전력선통신 기반의 스마트 플러그는 기존 가전제품 플러그
에 덧끼워 전력 사용량 모니터링, 대기전력 차단, 원격제어 기능을 제공하고 모바일 기기와 연동해 사용자에게 이를 알려 준다.
• 스마트 보일러 : 난방 모니터링, 외부 원격제어가 가능하며 보일러 컨트롤을 위
한 배선이 필요 없고, 각 방에서 제어가 가능하다.
• 스마트 가전 : 스마트 세탁기, 스마트 오픈, 스마트 냉장고, 로봇 청소기, 스마
트 TV 등의 스마트 가전은 대기전력을 스스로 차단하고 모니터링 및 원격제어가 가능한 시스템이다.

전력선통신이 활용되고 있는 기술분야로는 오래전부터 사용되어 오던 전력회사의
감시제어나 음성 전화방식이다. 최근 안정성과 전송속도가 향상됨으로서 경제적이고
효율적인 새로운 응용분야인 인터넷 접속서비스를 겨냥한 가입자망(Access Network),
옥내의 홈네트워킹, 그리고 전력설비의 네트워크를 이용한 양방향 배전제어 및 자
동화, 원격검침(AMR, Auto-Meter Reading) 등으로 활용되고 있다. 음성 통신방식
은 VoIP, Phone Adapter를 사용하여 전력선이 포설되어 있는 통신대상에 음성 전화
를 지원할 수 있고, 기존의 공장 자동화, 지능형 빌딩구현 등에도 하이브리드 네트
워크 형태로 사용될 수 있다. [표 7-20]은 고속 광대역 전력선 통신망 응용범위를 나타낸 것이다.

 

<고속 광대역 전력선 통신망의 응용범위>

분야	범위	목적	기술
홈네트워킹	옥내 전등선	가전 및 에너지기기 네트워킹	제어용 협대역 기술 고속 광대역 기술
전력선 가입자망	고압/저압 배전선	전화 및 인터넷 서비스	부하/잡음 강인성 기술 고속전송 기술
전력선 부가서비스망	고압/저압 배전선	전력, 가스, 수도 부가 서비스망	장거리 전송 기술 고압 커플링 기술 전력계통 연동 기술