전기硏, 지능형 홈 제어 전력선통신 칩셋 상용화 개발
개발된 8"inch 웨이퍼(Wafer)
패키징된 칩 셋 사진
개발된 상용화 칩(SoC)를 탑재한 HIC Module
연구팀이 이번 개발물에 적용한 핵심 기술은 듀얼모드형 확장전송신호 기법을 사용하는 전력선 채널 적응형 통신 시스템 기술이다.
이번에 개발된 칩셋과 모뎀은 모든 종류의 가정용 전자제품이 상호연결되는 하나의 가정내 통신네트워크(Home Area Network)내에서 각 가전제품 및 지능형 설비 유무에 따른 부하변동에도 데이터가 끊기지 않고 고르게 전송되도록 해주는 것이 특징이다.
지능형 홈 구현에 필요한 칩셋과 모뎀은 공존성과 호환성, 그리고 고신뢰성이 무엇보다 중요하다. 현재 국내에서 판매, 사용되고 있는 외산모뎀의 경우 다른 전자기기의 영향으로 통신이 끊어지는 현상이 나타나 지능형 홈 사업 참여 기업들로부터 개선사항으로 지적돼 왔다. 이원태 박사팀은 95kHz~125kHz의 저주파수 대역의 전력선 통신을 사용하는 가전 및 설비제어 분야에서 보다 높은 신뢰성을 제공하는 이번 상용화 칩셋 및 모뎀 개발로 이러한 문제점을 해결하는데 성공했다.
연구팀이 실제 132㎡(40평형)대의 실거주 아파트와 331㎡(100평형)대의 가정환경 내에서 이번에 개발된 모뎀과 외산 경쟁 제품과의 노이즈(Noise) 환경을 비교 테스트해 본 결과, 신규 개발된 모뎀이 외산 전력선통신 모뎀과의 원활한 상호연동성을 보여주는 한편 통신성능 면에서 더 뛰어난 성능을 나타냈다.
순수국산기술 개발 및 활용으로 제품 단가가 크게 낮췄다는 점도 큰 장점이다. 전기연구원이 개발한 칩셋은 국내기업의 제품을 임베디드 마이크로프로세서(MCU)로 사용해 로열티가 전혀없으며, 개별 단가 기준으로 현재 사용되고 있는 외산제품들에 비해 최고 40% 이상 더 저렴하다.
과제책임자 이원태 박사는 “이번 개발로 전력선을 이용한 홈, 빌딩 내 네트워크 시스템 구축시 최대 애로사항이었던 통신의 불안정성을 해소할 수 있게 되었다.”고 강조하고 “순수 국산 기술로 개발된 이번 칩셋과 모뎀은 331㎡(100평형) 이내의 주택의 그린홈 내부 가전 제어 및 그린빌딩 제어 등에 응용이 가능하며, 특히 저비용(Low Cost), 저전력을 실현함으로써 그린홈, 빌딩 에너지 컨트롤 서비스, 독거노인 안부확인 서비스, 저속 무선원격검침(AMR) 서비스 등의 조기 사업화를 가능하게 해 줄 것으로 기대된다.”고 밝혔다.
한국전기연구원은 경남지역중점사업의 PLC 기반 지능형 홈 제어 통신기술 개발 사업을 성공적으로 수행한 최종 결과물인 칩셋과 모뎀을 해당 사업 참여기업들에게 기술이전 진행 중에 있으며, 향후 스마트그리드를 위한 그린 에너지 통신 응용기기에 대한 추가 연구개발을 수행 할 계획이다.
한편, 모듈단위의 저속 PLC시장 규모는 지능형 홈, 빌딩 내 가전, 설비 제어 등을 중심으로 한 세계시장의 경우, 2011년 대략 16,499,000 유닛(unit)이 될 것으로 추정된다.
· 지능형 홈 산업 : 지능형홈 산업은 정보통신(IT)·생명공학(BT)·문화기술(CT) 등 첨단 기술과 건축기술 등의 융복합을 통해 주택의 기능을 지능화(지능형 정보가전, 홈네트워킹, 유비쿼터스 등)시킨 첨단 미래 주택생활 산업이다. 첨단 융복합 산업의 총아로서 여타 산업에 미치는 파급력이 크기 때문에 정부는 ‘지능형 홈네트워크’를 차세대 10대 신성장 동력산업으로 선정, 지난 2004년부터 올해까지 5년간 1단계 발전정책을 추진해 왔다. 한국전기연구원은 전력IT와 전력선통신(PLC) 등 보유한 첨단 기술을 활용해 경상남도가 4대 전략사업으로 추진중인 지능형홈 산업의 방향을 제시하고 관련 기술을 개발하는 등 산업 발전을 위한 토대 마련에 앞장서고 있다.
· 칩셋(chipset) : 칩셋이란 여러 개의 마이크로칩들과 회로가 모여 하나 또는 그 이상의 연관된 기능을 수행하도록 설계된 것을 말한다.
· HAN (Home Area Network) : 모든 종류의 가정용 전자제품이 상호연결되는 하나의 통신네트워크를 말하며, 가정영역네트워킹이라고도 한다.
한국전기연구원 개요
한국전기연구원(KERI)은 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이다. 1976년 국가공인시험기관으로서 첫 출발한 이후 2017년 기관평가에서 우수 등급을 획득하는 등 최고 수준의 전기전문연구기관이자 과학기술계 대표 정부출연연구기관으로 성장했다. 현재 경남 창원에 소재한 본원 외에 2개의 분원(안산, 의왕)이 있으며, 전체 직원수는 620여명에 달한다. KERI는 실현 가능하면서도 대규모 파급효과가 기대되는 연구과제를 집중 선정하여 국가사회에 기여하는 대형 성과창출을 위해 연구개발에 매진하고 있다. 주요 업무분야는 차세대전력망 및 신재생에너지, 초고압직류송전(HVDC), 전기추진 및 산업응용 기술, 나노신소재 및 배터리, 전기기술 기반 융합형 의료기기, 중전기기 시험인증 등이 있다.
웹사이트: http://www.keri.re.kr
연락처
한국전기연구원 전기정보망연구센터 최성수 박사 (031) 8040-4126
