Ⅰ. 전력선통신 이란 ?
전화선을 이용한 유선통신, 주파수를 이용한 무선통신, 위성을 이용한 위성통신 등 통신은 그 이용하는 매체에 의하여 구분이 될 수 있다. 통신매체에 따라서 구분할 경우 전력선통신(PLC: Power Line Communication)은 전력선을 이용한 통신으로 볼 수 있다.
※ 전기통신설비의 기술기준에 관한 규칙 제3조(정의)제6호
- “전력선통신”이라 함은 전력공급선을 매체로 이용하여 행하는 통신을 말한다
즉, 전력을 공급하는 전력선의 전원파형(60㎐)에 디지털정보를 실어서 전송하는 방식의 통신으로, 디지털정보의 전송속도 내지는 이용 주파수대역에 따라 세분 되어질 수 있다.
Ⅱ. 전력선통신의 변천
과거 전력선을 이용한 통신은 전력선을 보유하고 관리하는 전력회사, 즉 국내에서는 한전이 발전, 송전, 배전 등 전력시설을 관리함에 있어 필요한 음성통신, 원격제어 등 한정된 분야에 450kHz이하의 주파수를 이용하여 사용하는 형태였다.
현재 전력선통신은 과거와 유사한 형태로 450kHz이하의 저주파수대역을 이용한 저속통신(약 9,600bps)으로 원격제어 및 저속 홈네트워킹 응용분야에 사용되는 경우가 있고, 새롭게 등장한 분야가 450kHz이상 30MHz까지 고주파대역을 이용하여 10Mbps의 고속데이타 통신용 기술개발을 통해 고속 홈네트워킹, 초고속가입자망 시장을 목표로 한 기술개발 및 상용화가 추진되고 있다.
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PLC Moderm:PC,TV등 가전기기의 전기신호를 통신신호로 반복조하는 장치
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PLC Coupler: 옥내의 분전반 전력량계를 ByPass하여 통신신호를 배분하는 장비
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PLC Router: 인터넷 백본망과 연결하기 위해 전주에 설치되는 장비
Ⅲ. 통신망진화와 전력선통신 동향
통신망 고도화는 중계망→가입자망→구내(또는 홈네트워킹) 단계로 진화하고 있다. 이러한 망고도화 단계는 전세계적으로 큰 차이가 없으나, 진화속도에는 다소간의 차이가 있다. 즉 우리나라는 이미 가입자망이 ADSL 또는 CATV망 등으로 고도화가 진전된 상태이고, 미국, 일본, 유럽 등은 가입자망의 고도화가 진행중인 상태이다.
다만, 미국 등 선진국에서는 가입자망의 고도화와 함께 구내통신설비의 진화도 병행 및 수요가 증대되고 있고, 국내에서도 구내통신설비에 대한 고도화에 대한 관심 및 투자가 진행되고 있다. 즉, 세계 각국은 국가별 통신망 수준에 따라 약간의 차이는 있으나, 초고속가입자망 및 홈네트워킹망에 대한 수요가 급증하고 있는 것이 대체적인 추세이다.
이러한 홈네트워킹 및 초고속가입자망의 저렴한 구축에 대한 수요 증대를 만족시킬 수 있는 매체로 전력선통신이 부각되고 있으며, 이러한 수요에 부응하여 급속한 기술개발이 진전되고 있다. 즉 전력선통신은 별도의 통신선 포설이 필요없는 편의성, 기존 망의 재활용에 따른 경제성 등에서 경쟁력이 있는 것으로 판단된다.
국내에서도 다수의 업체들이 `90년대 후반부터 관련 기술개발을 지속적으로 추진해오고 있다. (주)젤라인, (주)피엘콤, (주)삼성전기 등이 대표적인 기술개발 업체들이다. 이들 업체들은 전력선통신을 주로 홈네트워킹, 부수적으로 초고속가입자망용으로 활용할 수 있으며, 상당한 경쟁력이 있을 것으로 전망하고 적극적인 기술개발을 추진중에 있다. 업체들은 주파수대역을 30㎒, 기술방식은 주로 OFDM 방식, 속도는 10Mbps 전후를 목표로써 기술개발을 지속적으로 추진하고 있으며, 미국 등 선진국의 업체들과 비교해도 기술력이 뒤처지지 않는 것을 강조하고 있다. 이러한 업체들의 기술개발 추진에도 불구하고, 세계 각 국의 정부는 방송, 아마추어 무선국 등을 보호하기 위해 전력선통신용으로 사용할 수 있는 주파수대역을 약 500kHz이하로 제한 및 규제해오고 있다.
Ⅳ. 전력선통신의 규제 근거
전파법은 전파를 의도적으로 발사하는 무선설비들이 상호 간섭없이 잘 사용할 수 있도록 관리해주는 것이 중요한 입법의 취지이다. 따라서, 전파법은 무선국(이동전화 기지국, 간이무선국, 아마추어무선국 등) 중심으로 법령이 규정되어 있다.
그리고 전파법은 이러한 무선국들을 보호하기 위해, 의도적으로 전파를 발사하지는 않지만 무선국들에게 간섭 등 위해를 줄 수 있는 설비에 대해서도 규제를 하고 있다. 그 설비들은 크게 △ 전자파적합등록 대상기기, △ 전파법상 특별규제를 받는 대상 기기로 구분하고 있다. 우선 전자파적합등록 대상기기에는 전기를 이용하는 대부분의 기기들이 여기에 속한다고 보면된다. 자동차, 에어컨, 냉장고, TV, 컴퓨터 부품 등 대부분의 전기를 사용하는 기기들은 전자파를 통해 무선설비에 위해를 줄 수 있기 때문에 전자파방사량을 제한하고 있는 것이다. 다음으로 전파법상 특별규제를 받는 기기에는 △ ISM설비, △전력선통신설비로 구분할 수 있다. 물론 전력선통신설비에도 유도식, 반송식 등 구분이 되어질 수 있으나, 여기서는 현재 주된방식인 반송식 전력선통신설비에 대해서만 언급하겠다.
ISM설비는 Industrial, Scientific, Medical용 설비로써 고주파에너지를 발생시켜 기기의 목적을 달성하는 과정에 전자파방사량이 일정수준을 초과할 경우 무선설비에 대해 치명적인 위해를 줄 수 있기 때문에 동 기기들에 대해서는 특별히 허가 및 검사를 받고서 운영하도록 규제하고 있다.
전력선통신설비는 통신을 위한 선로인 전력선의 전자파 차폐기능이 전화선, 동축케이블에 비해 떨어지기 때문에, 전력선을 이용한 통신시 전자파방사량이 많이 나와서 동일한 주파수대역을 이용하는 무선설비에 대해 간섭을 일으킬 개연성이 높고, 이러한 간섭 가능성을 최소화하기 위해 전파법령은 전력선통신이 이용할 수 있는 주파수대역도 제한하고, 이용하는 경우에도 정부의 허가 및 검사를 받도록 규제해오고 있다. 또한 전력선통신용으로 사용할 수 있는 주파수대역의 상한을 450kHz까지로 제한한 것은 536.5kHz부터 시작되는 AM방송에서 그 근거를 찾을 수 있다. 즉, 많은 방송수신자들을 간섭으로 보호하기 위해 전력선통신용 주파수대역을 450kHz까지로 제한하고 있는 것으로 판단된다.
Ⅴ. 해외 동향
1. 기술개발
가) 미국
미국의 전력선통신 관련 선도업체는 Intellon으로써, 상용화 칩을 개발 및 제품을 출시중이며, 통신속도는 2∼14Mbps 수준인 것으로 알려지고 있다. 미국은 영토가 넓고, 밀집된 도시들이 많지 않음에 따라, 전력선로의 가입자 구간이 장거리인 경우가 많다. 이러한 전력선의 배치구조로는 전력선을 통한 초고속가입자망의 구축시 경제성을 확보하기가 어려운 측면이 있다. 따라서, 미국의 제조업체들은 전력선통신(PLC, Power Line Communication)을 초고속가입자망용 보다는 홈네트워킹용에 맞춰서 기술개발을 추진하고 있다. 또한, 미국에서는 PLC의 표준화를 위해 Intellon, HP.... 등을 중심으로 구성된 HomePlug라는 민간자율의 표준화단체를 구성 운영하고 있다.
나) 유럽
유럽에서는 Ascom(스위스), Main.net(이스라엘) 등의 제조업체들이 기술개발을 하고 있으며, 유럽국가들은 밀집된 전력선상황과 ADSL 등을 통한 초고속가입자망 보급의 미흡 등으로 PLC를 초고속가입자망용으로 활용하는 기술개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
다) 일본
일본은 전력선통신 관련 기술개발을 추진중인 제조업체는 없는 것으로 알려지고 있다. 일본의 전력회사 및 관련 제조업체들은 자체적인 기술개발보다는 해외의 유력한 제조업체의 기술력 도입을 통해 초고속가입자망용 또는 홈네트워킹용으로 활용할 계획인 것으로 알려지고 있다.
2. 규제동향
가) 미국
미국은 전력선통신에 대한 별도의 규제체계를 갖고 있는 것이 아니라, FCC CFR 47 part 15의 EMI 기준에 의해 규제되는 비의도방사체로써 EMI 규제를 하고 있다. 다만 비의도방사체에 비해 높은 누설 전자파 수준을 고려하여 방사량 허용기준은 의도방사체의 수준까지 허용하는 것이 특이한 점이다.
※ 방사체 종류
- 의도방사체 : 무선전화기, 무선시동장치 등 통신을 위해 전파를 발사하는 기기
- 비의도방사체 : 컴퓨터용 기기, 통신용 모뎀 등 전파발사를 목적으로 하지 않으나, 전자파를 누설하는 기기
미국의 전력선통신에 대한 전자파방사량 허용 기준은 의도방사체에 허용되고 있는 29㏈㎶/m@30m까지 허용하고 있으며, 이를 국내에서 주로 사용하는 3m 기준으로 환산할 경우 69.5㏈㎶/m@3m 수준이다.
그리고, 미국은 ITU에서 정한 인명안전, 전파천문 등 보호가 필요한 주파수대역에 대해서도 의도방사체들에게 29㏈㎶/m@30m 수준까지의 전자파방사량을 허용하고 있다. 따라서, 의도방사체에 준해 규제가 되고 있는 PLC 모뎀도 특별한 전파발사 금지대역 없이 1.705∼30MHz까지는 29㏈㎶/m@30m 수준의 방사가 가능한 상황이다. 즉, FCC part 15의 기기들이 모두 그렇듯이 FCC의 기준만 만족하고, 정부가 정한 인증을 받으면 별도의 허가와 같은 사전규제 없이 누구나 자유롭게 사용할 수 있다.
나) 독일
독일은 지난 2001. 3월 PLC를 허용하면서 전자파방사량 허용기준 등과 관련하여 3개의 시행령을 발효하였다. 독일에서 발표된 시행령들에 따르면 PLC에 대해서는 일반적인 EMI 규제가 아닌 특별규제를 하되, PLC와 유사하게 사용될 수 있는 ADSL용 모뎀, CATV 모뎀 등에 대해서도 동일한 수준의 규제를 한다는 것이 특이한 점이다. 독일에서 전력선통신에 대한 전자파방사량 허용기준은 40∼27㏈㎶/m@3m이며 미국의 기준에 비해 매우 엄격할 뿐 아니라, 동 기준을 만족할 수 있는 PLC모뎀은 현재 전세계 어디에도 없는 것으로 알려지고 있다. 덧붙혀서 독일은 엄격한 전자파방사량 기준 이외에도 ITU에서 보호가 필요하다고 제시한 인명안전용 주파수 및 군용 주파수대역에 대해서는 전파발사를 금지하는 등 사실상 현존 기술의 PLC로서는 만족하기 어려운 기준을 제시하고 있다. 독일의 이용제도와 관련해서는 명확한 근거규정은 찾지 못했으나, 별도의 허가 제도가 없는 점을 고려하면, 미국과 같이 인증만 받고 자유롭게 사용할 수 있는 것 으로 추정할 수 있다.
다) 일본동향
우리나라의 전파법이 일본의 전파법을 모태로 하였기에 PLC에 대한 규제현황은 국내 규제방식과 일본의 규제방식간에 차이가 거의 없다. 즉 일본도 우리나라와 같이 전력선통신에 대해 450kHz이상의 고주파대역 이용은 불허하고 있다. 다만, 일본 정부도 우리나라와 같이 독일의 2001. 3월 PLC에 대한 정책방향 발표이후 지속적으로 고주파대역 허용여부에 대한 검토를 진행해오고 있다. 특히 총무성은 PLC 연구회를 조직하여 2002. 3월부터 7월까지 현장 실증시험 등을 거친 후 2002. 8월에 기본적인 정책 방향을 발표한 바 있다.
PLC 연구회의 실증시험 결과에 의하면 동일한 주파수대역을 이용하는 단파방송 및 항공관제용 무선국에 대해 영향이 있을 수 있기 때문에, 현재 상태에서 450kHz이상의 주파수대역 이용의 허용은 곤란하고, 다만, 기술개발 및 공유가능성을 검토하기 위한 실험용으로 450kHz이상의 주파수대역을 정부의 허가를 받은 후 사용하는 것은 허용하겠다는 것이다.
Ⅵ. 국내 동향
1. 기술개발
국내에서 PLC용 모뎀 등 시스템에 대한 기술개발은 현행 전파법상 사용이 허용 하고 있는 450kHz이하와 불허하고 있는 450kHz이상으로 구분하여 진행되고 있다.
현행법상 허용되고 있는 450kHz이하의 주파수대역에 대해서는 삼성전자, LG전자, 플래넷 등에서 저속모뎀을 개발하여 에어컨, 냉장고 등 가전제품 제어용으로 개발 및 시판되고 있다.
그러나 450kHz이상에 대해서는 사용이 금지되고 있기 때문에 기술개발만 진행되고 있다. 주요 업체로는 삼성전기, 젤라인, 피엘콤 등이 있으며, 국내업체들의 기술력은 상당한 수준에 이른것으로 업체들이 밝히고 있다. 국내에서는 초고속가입자망 시장이 ADSL, CATV 등에 의해 포화상태에 이르고 있기 때문에, PLC의 초고속가입자망 시장진입은 어려울 것으로 예상됨에 따라, 국내에서 PLC가 경쟁력을 확보할 수 있는 분야는 홈네트워킹 시장이 될 것으로 전망할 수 있다. 다만, 국내시장 보다는 중국 및 동남아의 가입자망 시장진출을 고려하여 초고속 가입자망 기술개발도 병행하는 업체도 있다.
2. 규제동향
우리나라의 PLC에 대한 규제의 강도는 상당히 높은 편이다. 먼저 사용할 수 있는 주파수대역은 450kHz이하이고, 통신기기의 송신출력은 10w이하이다. 또한 전력선에서 누출되는 누설전계강도의 허용 수준도 54㏈㎶/m이하@(λ/2π)m로 제한하고 있다. 또한, 엄격한 기준 이외에도 PLC를 설치하고 이용하기 위해서는 허가 및 준공 검사를 받도록 하고 있는바, 특수목적으로 한정된 사용만이 가능한 상황이다.
전력선통신에 대한 정책방향중 업계요구사항과 전파연구소 실험결과 정책 검토방향 ,향후추진일정 등은 계속 연재합니다
