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KR101528009B1 - 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신구조에 적합한 장거리용 동축선 신호와 직류전원인가 중첩회로 및 분산형 전원장치 결합방식 회로기술 - Google Patents

단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신구조에 적합한 장거리용 동축선 신호와 직류전원인가 중첩회로 및 분산형 전원장치 결합방식 회로기술 Download PDF

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KR101528009B1
KR101528009B1 KR1020120118178A KR20120118178A KR101528009B1 KR 101528009 B1 KR101528009 B1 KR 101528009B1 KR 1020120118178 A KR1020120118178 A KR 1020120118178A KR 20120118178 A KR20120118178 A KR 20120118178A KR 101528009 B1 KR101528009 B1 KR 101528009B1
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Abstract

본 발명은 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호와 직류전원공급이 장단거리에 적용 가능하도록 안정성이 확보된 회로를 발명하고, AC-DC 컨버터 (AC-DC Converter)전원공급장치도 분산형으로 적용하여 장거리/단거리 현장적용에 유연한 조합방식을 제공하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 장거리용 동축선 신호 및 직류전원 중첩인가회로는, 직류전원인가 및 동축신호 차폐용 인덕터; 동축선을 통하여 공급하는 직류전원의 과전류제한퓨즈; 신호용 트랜스포머에서 유기된 장거리용 동축선 송수신용신호를 최소감쇄로 통과시키고 직류전원의 인가를 차폐시켜 신호용 트랜스포머를 보호하는 캐패시터; 캐패시터의 충전된 전하를 방전시키는 저항을 포함하는 회로를 특징으로 한다.
또한, 복수의 AC-DC 컨버터 (AC-DC Converter)직류전원공급장치의 분산배치구조를 적용하고, 절환식 인터넷 프로토콜(IP)기기들의 신호선과 직류전원 공급의 도달거리 상관관계를 규정하여, 장거리/단거리의 시스템구성시 가장 효율적인 전원공급장치 구성이 가능하도록 구성한 회로설계기술을 특징으로 한다.

Description

단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신구조에 적합한 장거리용 동축선 신호와 직류전원인가 중첩회로 및 분산형 전원장치 결합방식 회로기술{Coaxial Communication signal and DC Voltage composite circuit and distributed power supply topology for long distance application of single-point to multi-point IP based devices via coaxial cables}
본 발명은 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 통신구조의 동축선 신호와 직류전원 중첩회로가 장거리에 적용가능하도록 개선된 회로기술과 분산형 AC-DC 컨버터(AC-DC Converter) 전원장치 결합방식으로 4개 이상 다량의 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기의 장거리/단거리 장착이 필요한 현장에 다양한 조합으로 적용 가능하도록 발명된 회로설계기술
일반적으로 기존 포설된 동축선은 아나로그 신호기기에서 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 통신기반의 기기로 전환시 단지점 대 단지점간 통신(Single-point to Single-point Communication)으로 적용되고 있고, 특히 직류전원을 중첩인가시 장거리용으로 적용될 수 없으며,자세한 사항은 공지된 사항으로 생략한다.
도1은 종래의 동축선 신호회로도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 종래의 동축선 신호회로(10)는 단순하게 신호트랜스포머와 연결되어 있는 송수신회로로 구성된다.
상기와 같은 종래의 동축선회로는 단순하게 신호송수신용으로 사용되던 회로이며, 직류전원 중첩인가시 단거리에만 적용되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하여 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호와 직류전원중첩인가시 장단거리에 적용 가능하도록 안정성이 확보된 회로를 발명하고, 동축선신호 도달거리와 중첩 인가된 직류전원 도달거리의 불일치 문제점을 해결토록 AC-DC 컨버터(AC-DC Converter) 전원장치를 분산형으로 적용하여 장거리/단거리 현장적용에 유연한 조합방식이 가능한 회로설계기술을 제공한다.
본 발명의 이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 장거리용 동축선 신호와 직류전원 중첩인가회로는, 직류전원인가 및 동축신호차폐용 인덕터; 동축선을 통하여 공급하는 직류전원의 과전류제한퓨즈; 신호용 트랜스포머에서 유기된 장거리용 동축선 송수신용신호를 최소감쇄로 통과시키고 직류전원의 인가를 차폐시켜 신호용 트랜스포머를 보호하는 캐패시터; 캐패시터의 충전된 전하를 방전시키는 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선 신호와 직류전원 중첩인가회로에서 인가된 동축선의 직류전원분산을 간단한 BNC T 콘넥터를 사용하여 가능하게 하고, 이에 따른 복수의 AC-DC 컨버터 (AC-DC Converter)전원공급장치의 분산배치구조를 적용하여 절환식 인터넷 프로토콜(IP)기기들의 동축신호와 중첩인가된 직류전원의 도달거리 상관관계를 규정하여 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 장거리/단거리의 시스템구성시 가장 효율적인 전원공급장치 구성이 가능한 회로설계를 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi- point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선 신호와 직류전원 중첩인가회로는 동축선 장거리신호 최소감쇄 회로 적용으로 동축신호의 장거리 전송이 용이하고,복잡한 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식 구조의 동축선에서도 강인성이 확보되도록 하였고, 직류전원퓨즈 사용으로 직류전원의 과전류제한이 되어 회로의 안정성 확보와 동축선에 인입된 직류전원에 대한 안전성 확보의 효과가 있다.
또한, 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선 신호와 직류전원 중첩인가회로의 직류전원의 분산공급을 간단한 BNC T 콘넥터를 사용하여 가능하게 하고, 동축선신호의 장거리 전송과 직류전원의 공급 도달거리의 한계에 따른 문제점을 직류전원 공급장치 분산형으로 할 수 있도록 상관관계를 규정하여 용이하게 해결할 수 있다.
도 1은 종래 동축선 신호와 직류전원회로의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 통신구성방식의 동축선 신호 및 직류전원 중첩인가회로.
도 3은 본 발명에 따른 장거리/단거리 동축선으로 연결되는 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷프로토콜(IP)통신방식의 동축선 신호 및 직류전원 중첩인가회로간의 동축선신호 도달거리와 직류전원 도달거리의 상이함으로 도출되는 문제점을 해결하는 발명에 따른 복수의 AC-DC 컨버터 (AC-DC Converter)을 통한 48V직류전원공급장치 분산배치 구조도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호 및 직류전원 중첩인가 회로도이다.
도 2를 참고하면 도 1의 신호용 트랜스포머(T)(10)에 본 발명에 따른 두 개의 동축선 신호연결 캐패시터(C1), 캐패시터(C2)로 2MHz이상의 고역통과필터(High-pass filter)를 구성하였고, 신호연결 캐패시터(C1)와 캐패시터(C2)에 충전된 전하를 방전시키는 저항(R1)과 저항(R2)로 신호용 트랜스포머(T)보호회로, 48V직류전원과 동축선로 사이에는 동축선 보호용 퓨즈(F)와 동축선신호의 누설을 차단하는 동상모드필터(L) 중첩회로를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷프로토콜(IP)통신구성방식에 적용되는 동축선 신호와 직류전원 중첩인가회로의 장거리/단거리의 다중지점(Multi-point)설치시 도달거리의 상이함으로 도출되는 한계와 이를 해결하는 발명에 따른 48V직류전원 분산배치 구조도이다.
도 3을 참고하면 장거리 지점에 적용되는 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호 및 직류전원 중첩회로(100)와 IEEE802.3 af/at표준 전원공급장치(Power Sourcing Equipment ;PSE)(103), 48V직류전원공급장치(200,300,400,500), 동축선 신호와 48V직류전원이 통과되는 BNC T 콘넥터(600,700), 절환식 인터넷 프로토콜 기기(800)와 전원수여기기(Powered Device;PD) (801)를 포함한다.
표1은 동축선 RG59와 RG11에 따라 동축선 신호대역폭, 동축선 신호도달거리가 다르고, 절환식 인터넷 프로토콜기기의 소모전력과 동축선 종류에 따라 48V직류전원 도달거리가 달라서 발생할 수 있는 문제점을 판단하고 48V직류전원분산배치 구조로 해결할 수 있는 설명 예이다.
표1을 참고하면 48V직류전원공급장치(200,300,400,500), 동축선신호 및 직류전원 중첩회로(100)와 IEEE802.3 af/at표준 전원공급장치(PSE)(103), 절환식 인터넷 프로토콜(800)기기의 소모전력과 IEEE802.3 af/at표준 전원수여기기(PD)(801) 최소 인가전원, 동축선 RG11과 RG59를 통과하는 동축신호선의 도달거리 및 동작대역폭과 48VDC전원도달거리의 상관관계를 포함한다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선 신호 및 48V직류전원 중첩인가회로이며, 두 개의 동축선신호 연결 커패시터(C1), 커패시터(C2)와 동축신호 전달용 트랜스포머(T)로 2MHz이상의 고역통과필터(High-pass filter)를 구성하여 동축신호 전달용 트랜스포머(T)를 거쳐 인입되는 2MHz이상의 동축통신용 OFDM Carrier Signal이 통과하되, 두 개의 동축선신호 연결 커패시터(C1)와 커패시터(C2)는 동축선신호 연결부(101)에 연결되어 최소한의 감쇄로 통과하도록 구성하며,BNC를 통한48V직류전원은 커패시터(C1)와 커패시터(C2)로 차단하여 동축신호 전달용 트랜스포머(T)를 보호한다. 충전된 전하를 방전시키는 저항(R1)과 저항(R2)로 보호회로를 구성하여 48V직류전원 제거시 동축선신호 연결부(101) 회로손상을 방지하도록 구성하며, 48V직류전원 중첩인가회로부(102)는 퓨즈(F)와 동상모드필터(L)로 48V직류전원인가시 동축선에 과도전류방지와 직류전원중첩회로를 구성하여 회로부분의 신뢰도증진과 직류전원공급이 되고, 2MHz이상의 통신신호의 누설을 방지하여 장거리 통신이 안정적으로 된다.
도 3은 본 발명에 따른 도 2의 장거리에 적용되는 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선 신호 및 직류전원 중첩인가회로(100)의 도달거리가 설치할 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기의 소모전력과 동축선 종류에 따라 상이함으로 도출되는 문제점을 해결하는 발명에 따른 48V직류전원 분산배치구조로 도 2의 동축선 신호 및 48V직류전원중첩 인가회로(100)를 거쳐 동축선신호와 48V직류전원이 BNC T 콘넥터(700)를 통해서 다중지점(Multi point)에 도달하는 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 동축신호의 최대도달거리는 1500미터 이상이고, 다른 BNC T 콘넥터(600)를 통해서 다중지점(Multi point)에 도달하는 48V직류전원의 도달거리는 600미터 내외이다.
이렇게 공급된 48V직류전원을 다중지점(multi-point)에 설치한 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호 및 직류전원 중첩회로(100)와 북미통신표준기구인 IEEE802.3af/at표준을 지원하는 전원공급장치(Power Sourcing Equipment;PSE) (103)에 적용토록 하여, 별도의 다른 추가되는 기기 없이 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기(800)와 전원수여기기(Powered Device;PD)(801)의 최대전원 도달거리를 600미터 내외가 되도록 확장하였다.
또한 이러한 신호도달거리와 48V전원공급장치의 도달거리가 일치하는 600미터 내외의 지역에 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기(800)를 설치할 경우는 48V직류전원공급장치(200), 혹은 다른 위치의 48V직류전원공급장치(300), 혹은 또 다른 위치의 48V직류전원공급장치(400) 설치시 전원공급이 용이한 곳에서 설치가능 하도록 하여 설치시 유연한 현장적용이 가능하다.
동축선 신호도달거리가 1500미터이나 48V직류전원공급의 최대 도달거리가 설치할 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기의 소모전력과 동축선 종류에 따라 600미터 내외인 관계로 절환식 인터넷 프로토콜기기(800)와 전원수여기기(PD)(801)에 동축선신호와 48V직류공급전원 불일치 문제가 발생하는 경우는 아래에 설명된 표1의 수학식을 참조하여 원격지에 48V직류전원공급장치(500)을 설치하여 신호도달거리와 48V직류전원도달거리의 불일치 문제점을 해결할 수 있도록 직류전원공급을 분산배치가 가능한 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호 및 직류전원 중첩회로(100)이다.
표1에서는 도 2와 도 3을 참조하여, 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷프로토콜(IP) 통신구성방식에서 도 2의 동축선 신호연결부(101)와 직류전원 중첩인가회로부(102)의 도달거리의 상이함으로 도출되는 문제점을 해결하는 발명에 따른 도 3의 48V직류전원 분산배치구조를 구성요소인 48V직류전원공급장치(200,300,400,500), 동축선신호 및 직류전원 중첩회로(100)와 IEEE802.3 af/at표준 전원공급장치(PSE)(103), 절환식 인터넷 프로토콜기기(800)의 소모전력과 IEEE802.3 af/at표준 전원수여기기(PD)(801) 최소인가전원, 동축선 RG11과 RG59를 통과하는 동축신호선의 동작대역폭과 48VDC전원도달거리의 상관관계를 표1과 수학식1, 수학식2, 수학식 3 및 수학식 4로 설명한다.
또한, 설치할 절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기의 소모전력에 따라 표1의 동축선 공급전원 도달거리가 달라지는 상황을 참고하여 48V직류전원공급장치 용량(20Watts, 40Watts, 60Watts 혹은 그 이상)을 현장의 상황에 맞게 선정하고 적정설치위치에 분산배치하여, 1500미터의 도달거리인 동축선신호와 600미터 내외의 48V 직류전원 도달거리와의 불일치 문제점을 해결할 수 있도록 하였다.
Figure 112015000283227-pat00015
표1은 도 2의 장거리에 적용되는 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi- point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 동축선신호 및 직류전원 중첩회로(100)에서 48V직류전원공급 B는 48V, 동축선신호 및 직류전원 중첩회로 소비전력 H는 2.5Watts, IEEE802.3 af/at표준 전원수여기기 최소인가전원 E은 43V, 절환식 인터넷프로토콜 기기 소모전력 A는 각각 2,5,10,15,20,25,30,35,40Watts, 동축선의 전원감쇄(B-E)는 5V로 설정하여 동축선신호 및 직류전원 중첩회로 인가전류 D는 수학식1, 절환식 인터넷프로토콜 기기 인가전류 C는 수학식2, 동축선 RG59공급전원 도달거리 F는 수학식3에 동축선RG59 저항 I를 4.17오옴으로, 동축선 RG11공급전원 도달거리 G는 수학식4에 동축선RG11 저항 J를 1.2오옴으로 계산하였고, 동축선RG59대역폭과 동축선RG11대역폭은 600미터 이상에서도 표1에 표기된 대역폭으로 안정적으로 동작될 수 있다.
Figure 112014055250040-pat00010
Figure 112014055250040-pat00011
Figure 112014055250040-pat00014
Figure 112014055250040-pat00013
100:동축선신호 및 직류전원 중첩회로
101:동축선 신호연결부
102:직류전원 중첩인가회로부
103:IEEE802.3 af/at표준 전원공급장치(PSE)
200,300,400,500:48V직류전원공급장치
600,700:BNC T 콘넥터
800:절환식 인터넷 프로토콜(IP) 기기
801:IEEE802.3 af/at표준 전원수여기기(PD)
C:커패시터 R:저항 L:인덕터 J:콘넥터
T:동축신호 전달용 트랜스포머
F:퓨즈 BNC:동축콘넥터
PSE(Power Sourcing Equipment):IEEE802.3 af/at표준 전원공급장치
PD(Powered Equipment):IEEE802.3 af/at표준 전원수여기기

Claims (2)

  1. 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 장거리용 동축선 신호 및 직류전원 중첩인가회로에 있어서,

    두 개의 동축선신호 연결 커패시터(C1), 커패시터(C2)와 동축신호 전달용 트랜스포머(T)로 2MHz이상의 고역통과필터(High-pass filter)를 구성하여 동축신호 전달용 트랜스포머(T)를 거쳐 인입되는 2MHz이상의 동축통신용OFDM Carrier Signal이 통과하되,

    48V 직류 전원에 연결되어 과도전류를 방지하는 퓨즈(F) 및 퓨즈(F)와 직렬로 연결된 동상모드필터(L)로 이루어진 중첩인가회로부(102); 및

    상기 중첩인가회로부(102)의 출력단에 연결되며, 병렬 연결된 커패시터(C1)와 저항(R1)의 일단으로 BNC(J1)를 통한 48V직류전원의 일단을 연결하고, 병렬 연결된 커패시터(C2)와 저항(R2)의 일단은 접지에 연결한 C1,R1,C2,R2를 포함하는 신호회로부(101);

    로 구성되는 것을 특징으로 하는 단지점 대 다중지점간(Single-point to multi-point) 절환식 인터넷 프로토콜(IP)통신구성방식의 장거리용 동축선 신호 및 직류전원 중첩인가회로.
  2. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080031739A (ko) * 2005-06-16 2008-04-10 에이저 시스템즈 인크 무변압 파워 오버 이더넷 시스템
JP2011523541A (ja) * 2008-05-23 2011-08-11 杭州▲華▼三通信技▲術▼有限公司 長距離通信イーサネットシステムおよびリレー

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