PLC 의동향및시장전망 Trend and Market Prospects of PLC 김병운 (B.W. Kim) 김방룡 (P.R. Kim) 공정경쟁연구팀선임연구원 공정경쟁연구팀책임연구원, 팀장 전력선이용통신 (PLC) 은전화선, CATV 망, 위성에이어제 4 의통신망산업으로급부상하고있다. 본고에서는피엘콤이더넷 PLC 를중심으로 PLC 의기술특성및인터넷접속가격비교를통해국내 PLC 시장을전망하였다. PLC 는기술적인측면에서제한된전송전력, 높은부하간섭, 가변감쇠, 그리고임피던스레벨등의단점을가지고있다. 그러나속도및가격측면에서는절대및비교우위를가지고있다. 따라서기술적인문제점들을해결하여상용화에성공할경우기존의인터넷접속서비스상품과경쟁하는제 3 의유선통신망으로등장하면서기존통신서비스시장의구도를크게바꾸어놓을것으로전망된다. I. 서론 전력선이용통신 (Power Line Communication: PLC) 의서비스업체와장비업체간의통신사업협정이최근에잇달아발표되면서 PLC는전화선, CATV 망, 위성에이어제4의통신망산업으로급부상하고있다. 특히, 미국과유럽에서차세대초고속정보통신가입자망, 홈네트워크등의분야에서 PLC는 ISDN, CATV 그리고 ADSL의대체기술로부상하고있다. Intel, Motorola, 3Com, Cisco, TI 등 13개업체가참여한 Home Plug Alliance 그룹은전력선기반홈네트워킹제품을출시할예정이며표준안도발표할예정이다. 우리나라에서는기인텔레콤의 Power Line Local Loop 기술개발에이어피엘콤이 2000년 5 월현재 이더넷 PLC 시험에성공한상태이며, 파워코리아 21은미국의 과계약하고국내 PLC 시장에참여를선언하였다. PLC 시장은망구축비용의대폭절감, 기존인프라이용가능그리고테라급수준의전송속도의장점때문에상용화 에들어갈경우현재의초고속인터넷접속시장의급격한변화를초래할것으로전망된다. 따라서본연구에서는제Ⅰ장서론에이어제Ⅱ장에서는 PLC 의개요와동향을파악한후제Ⅲ장에서는피엘콤이더넷 PLC를중심으로 PLC의기술특성및인터넷접속가격비교를통해국내 PLC 시장을전망하고제Ⅳ장에서결론을맺었다. II. PLC 동향 1. PLC 개요 PLC란전력선을타고가정으로들어오는 50 60Hz 주파수대의교류전기가흐르는구리전기선에수십 수백kHz의고주파통신신호를함께실어보내고이때모뎀을이용하여전기선에서통신신호만을골라내인터넷통신을가능하게한기술이다. PLC를이용한서비스는홈오토메이션, 원격검침 (Automatic meter reading: AMR), 광대역통신등이있다. 홈오토메이션과원격검침은전송하는데이 1
전자통신동향분석제 16 권 3 호 2001 년 6 월 터의양이크지않아실용화하는데별어려움이없는것으로알려져있으며, 원격검침은실제로상용화되어있다. 광대역통신의경우상용화를위해서세계주요국에서노력하고있다. PLC는무선통식방식에비해단말기를저렴하게공급할수있고, 기존전력선을그대로활용함으로써투자비가저렴하고기존변압기를그대로활용함으로써공간점유비용이불필요하여현재의초고속통신망의단점인높은설치비를현저하게줄일수있다. 회사나학교등에서는이미거미줄같이연결되어있는전력선을이용하여 LAN을설치할수도있고, 빌딩과아파트단지내에별도의 LAN를설치할필요가없으며원격검침및원격수요관리가가능하다. 반면, PLC는제한된전송전력, 높은부하간섭과잡음 (High noise), 가변감쇠 (High attenuation), 임피던스레벨 (Impedance level) 잡음, 그리고신호왜곡 (Signal distortion) 등의해결해야할문제점들을지니고있다. PLC의주요대상은 ( 그림 1) 에서보는바와같이가정, SOHO 그리고중소기업등을대상으로하고있으며서비스제공속도는 10Mbps 를목표로하고있다. 대기업 중소기업 가정및 SOHO 전화선모뎀 2. PLC 동향 가. 국내동향 I S D N 위성통신 A D S L lite ADSL P L C C A T V 10 K 100K 1M 2M 10M 100M ( 그림 1) PLC 의기술적위치 VDSL 우리나라의 PLC 서비스공급업체를중심으로 PLC 동향을살펴보면, 한전 KDN의경우 2000년 5 월현재 PLC 사업의본격추진을공식선언하였다. 특히이회사는그동안국내전력부문정보통신사업을담당해온노하우를바탕으로한전의전력망을이용한 PLC와원격검침, 인터넷빌링 (billing) 등각종부가서비스사업을적극추진하고있다. 하나로통신은전력선통신사업이현행법상한국전력이독자적으로는전력선을이용한초고속인터넷통신사업을할수없기때문에한전측과전력선사용협상에적극나선다는계획을가지고있다. 1) 또한기인텔레콤과전력선통신사업공동추진을위해양해각서 (MOU) 를 2000년 4월 23일체결하였다. 기인에서개발한 PLC 기술은 Powerline Local Loop(PL 2 ) 로불리워진다. ( 그림 2) 에서보는바와같이 Powerline Local Loop(PL 2 ) 는저전압변압기에서각가정의콘센트까지의영역을커버하는저전압송전선으로연결되어있다. 한개의 3-phase transfomer에연결되어있는 60 150가구를하나의 PL 2 로묶어서가입자망 (local loop) 을형성하는것이다. 각가정에서는전화의경우어댑터 (PL 2 -P) 를이용하고컴퓨터는모뎀 (PL 2 -M) 을이용해전원콘센트에접속하게된다. 각가정에이미깔려있는전력선이 LAN의역할을수행하게되므로여러개의 LAN을연결해주는라우터 (PL 2 -R) 가각전신주에설치된다. 가정용 100 220V의저전압전력선은가입자망을구성하게되고전신주사이를연결하는고전압선은초고속백본망을구성하는것이다. 고전압선에연결된 substation을통해기존의 PSTN 망에접속해음성, 데이터통신이가능해지는것이다 [1]. 따라서기인에서개발한 PLC를이용하기위해가입자는 Digital Powerline Modem(PL 2 -M) 과 Digital Powerline Phone-adaptor(PL 2 -P) 가필요하며서비스제공회사는 Home Coupler(PL 2 -HC) 와 Powerline Router(PL 2 -R) 장비들이필요하다. 1) 2000 년 5 월 2 일현행법상전력선을이용한통신사업이가능하다는유권해석이내려져있는상태이다. 그러나한전의경우별도통신회사를설립하거나기존통신사업자에게임대할경우에는전력선을이용한통신사업이가능하다. 2
PLC 의동향및시장전망 House # 1 Medium Voltage Sub-Station Low Voltage (110/220V) Telephone PL 2 -P Pole Transformer RJ-11 Power Line Home Coupler Watt_hour Meter PL 2 -R PC RJ-45 PL 2 -M Repeater PSTN Switching System Extension to Medium Voltage House # n PL 2 -R Telephone/ Optical Line Internet ( 그림 2) Powerline Local Loop(PL 2 )TM Home PC1 (Server) Printer Camera Scanner Home PC2 Public Networks PSTN xdsl WLL CATV Satellite Internet Access Modem USB PLC Modem Internet PC-NIC PLC Modem Digital TV RJ11 [ Configuration of Home Networking ] ( 그림 3) 기인 PLC 홈네트워킹 또한 ( 그림 3) 에서보는바와같이기인의 PL 2 를이용하면 PC, 전화기, TV 등을연결해데이터, 음성전송과같은홈네트워킹이가능하다. 한국통신은 2000년 5월현재전력선초고속통신사업의공동추진을위해네트워크전문업체인피엘콤과제휴를선언하였다. 네트워크전문업체인피엘콤이개발한 PLC 기술은이더넷 PLC라고불리워진다. 이통신기술은일반댁내에수용되어있는 110V/220V 전력선을매체로활용하여초고속정보통신망을실현하는기술이다. 이더넷 PLC는 < 표 1> 에서보는바와같이기존의 LAN 카드대신이더넷 PLC NIC를사용하고기존의허브대신이더넷 PLC 허브를사용하면케 < 표 1> 이더넷 PLC 기술개요 구 분 PLC NIC PLC Hub 상 품 명 WinStone TM NIC WinStone TM Hub 표 준 IEEE802.3 IEEE802.3 연결방법 전력선 전력선 /UTP 속 도 2~10Mbps 2~10Mbps 전송거리 반경 2km 이상 반경 2km 이상 기 타 다양한 NOS 지원 4 status LED 이블공사없이 ( 그림 4) 와같은 LAN을구성할수 있다. 또한, 이더넷 PLC는네트워크구축을계획하고 있는지역에이더넷 PLC 허브를배치하여 ( 그림 5) 에서보는바와같은댁내는물론빌딩, 사무실, 아 3
전자통신동향분석제 16 권 3 호 2001 년 6 월 Internet Router 전력선 일반적인네트워크구성과동일 UTP 전력선을이용한 LAN 전력선 PLC Hub 네트워크공동체 댁내통신망 PLC NIC PLC NIC ( 그림 4) 피엘콤의전력선 LAN 망 PLC NIC 빌딩 ( 그림 5) 이더넷 PLC HUB 배치도 사무실 파트단지등에 LAN 망을설치할수있다. 2) 피엘콤의이더넷 PLC 기술은전력선에연결되어있는가전제품에서유발되는잡음이나부하등의문제점들을모두해결한것으로알려져있으며, 이기술을이용할경우콘센트에플러그를꽂아초고속인터넷을사용한다 [2]. 나. 국외동향외국의동향을보면 Intel, Motorola, 3Com, Cisco, TI 등 13개업체가참여한 Home Plug Alliance 그룹이대표적인 PLC 그룹이다 [3]. 이그룹은전력선기반홈네트워킹제품을시장에출시할예정이며, 또한전화선기반홈네트워킹표준화기구인 Home PNA Alliance처럼 전력선기반홈네트워크 에대한표준안을발표할예정이다. 독일최대의전력회사인 RWE는우리나라기인텔레콤과신기술협력관계를구축하였다. 기인텔레콤은 2Mbps 급전력선통신모뎀시제품을개발해음성및데이터전송에성공한상태이다. 이기술은지금까지홈오토메이션 (HA) 을위해요구되던별도의케이블망구축작업없이제어및통신을가능하게해준다. 빌딩자동화의핵심기능으로대표되는건물내물탱크제어, 공조기제어등도전력선으로가능하게할계획이다. 정보기술 (IT) 관련웹진인 C 넷 은독일전력업 체인베바 (Veba) 와미국홈네트워킹전문업체인에니키아 (Enikia) 와제휴하여전력선을이용한고속인터넷접속상용서비스를시작할계획을발표하였다. 베바와에니키아양사는새로설립한통신서비스업체인 Oneline AG를통해 2000년부터유럽및미국에서시범서비스를실시하고있으며 2000년말에상용화서비스를실시하였다. 원라인과에니키아는컴퓨터의통신선을전기소켓에꽃아전력선기반인터넷을사용하게해주는시스템을공동개발하기로했다고 2000년 2월에발표했다. Oneline AG 의경우독일지역에서 1999년초부터전력선통신기술에대한실험을진행해왔으며이를이용한인터넷사용에성공한상태이다. 그리고 2000년 5월현재미국에서전력선통신서비스를시작하기위해여러업체와제휴협상을진행하고있다. 1999년 12월현재전력선기술개발업체인미국의미디어퓨전은케이블모뎀보다수천배빠른 2.5Gbps 의통신속도를제공하는전력선통신기술개발에성공하여특허를받은상태이다 [4]. 특허를받은기술은 Advanced Sub-Carrier Modulation 으로기존 PLC 기술의한계점으로지적되던소음, 불균형, 보안문제그리고제한된전송전력을해결했다고주장하고있다 (( 그림 6) 참조 ). Transformer Other Companies 2) 홈네트워킹뿐만아니라사무실, 아파트단지등에전력선 LAN 망이가능한이유는자료 (data) 가옥내의계량기를통과할수있기때문에가능하다. Transformer ( 그림 6) 미디어퓨전사와타회사의전송전력비교 4
PLC 의동향및시장전망 Network Overview Interface pat. pend. Device pat. pend. Meter Electric Meter Transformer Electric Device Cluster Electric Device Electric Utility Substation Electric Control Center High Voltage Power Regional Electricity Distribution ( 그림 7) 미디어퓨전의 PLC 개념도 Interface AA RD SD CD OH TR TM AA RD SD CD OH TR TM A device which plugs into an A/C outlet and into which a telephone, TV set, PC, etc., is also plugged. RAM : Address, Passive GPS Buffer, Passive TDR Buffer, Signal Processing Powerline Chips Accumulator Clock ROM Chip/ASIC RJ-11 Video/Coaxial ( 그림 8) 콘센트개념도 또한, 이회사의기술은 ( 그림 7) 에서보는바와같이전력선을타고움직이는전자주위의자기장을이용해데이터를전송할수있다는점에서출발하였다. 즉, 자기장윗부분에신호를실으면전기가흐르면서이신호도자동으로전력을타고빛의속도로전달되는것이가능하며전력선어느지점에서나액세스할수있다는장점을지니고있다. 3) 이회사에따르면자사의기술을이용할때궁극적으로초당엑서비트 (Exarbit: 10의 18승, 100만테라비트 ) 수준의데이터전송속도실현이가능하며개인사용자의경우단기적으로 2.5Gbps(UADSL 의 3) 미디어퓨전의기술은자료가변압기 (transfomer) 를통과할수있는것이특징이다. 1,600배 ) 정도의전송속도가실현가능하다고한다. 미디어퓨전이개발한 Interface 는 ( 그림 8) 에서보는바와같이가정의전력콘센트에꽂도록고안된통신장치로모뎀과유사하다. 이장치에는전화선이나케이블 TV선을꽂을수있는잭이있어서이를통해전화나 CATV용 STB, TV, PC 등을연결할수있으며전력선으로들어온아날로그신호를수신한후이를해독해서 TV, PC, 전화로전송해줌으로써 ( 그림 9) 와같은홈네트워킹역할을수행한다 [5]. 이회사는 2000년여름에텍사스주댈러스소재 TV 방송사인벨로 (Belo) 와공동으로전력선을이용한 HDTV 전송을시연해보였으며 2000년 5월현재한국시장의진입을위해우리나라의파워코리아21 과장비공급계약을맺었다. 5
전자통신동향분석제 16 권 3 호 2001 년 6 월 Home Overview A LAN TV Stereo PC Appliance Security System Interface Telephone Meter To Cluster Electric Device Device pat. pend. PAN Powerline Area Network 2.5Gb/Sec, Wider than your WAN, Faster than your LAN. < 표 2> 이더넷 PLC 와홈네트워킹기술비교 ( 그림 9) 미디어퓨전의홈네트워킹 구분전력선전화선동축케이블무선 속도 (bps) 2 10M 100K 10M 10K 100M 700K 11M 설치비용 ($) 70 150 50 130 75 200 150 300 장점 요구사항 기설치, 추가선불필요 동일전력선이용전력콘센트인접 기설치, 추가선불필요, 데이터안전성 동일전화선이용전화콘센트인접 < 자료 >: 김현종, 전력선통신기술의동향과전망, 정보통신동향분석, 제 6 권제 4 호, ETRI, 2000. 4. 고속, 데이터및시스템안전성 별도회선설치필요 이동성, 추가선불필요, 안전성 기기간거리제한 III. PLC 시장전망 1. PLC 대체기술의특성및가격비교피엘콤의이더넷 PLC를중심으로전력선이용통신의특성을살펴보면, < 표 2> 에서보는바와같이첫째는 ISDN, ADSL 및 CATV 통신망을구축하지않고가정에배선되어있는전력선만으로아파트단지 LAN을구축할수있다. 둘째는기존의전기선만으로 2 10Mbps 초고속인터넷이가능하다. 셋째는전화선을제외한동축케이블및무선보다설치비용이저렴하다. 넷째는전력선통신기술의이용시가정에서하나의회선즉, 전력선만으로서재, 자녀공부방, 거실등에설치된여러대의 PC를하나의네트워크로묶어정보공유가가능하다 [6]. 이더넷 PLC를초고속인터넷망과비교해보면, < 표 3> 에서보는바와같이이론적인면에서최고속도를나타내고있으며 20만원대의설치비용만 들이면월 2만원대로초고속통신을이용할수있다 [7]. 그리고최고속도는기존의초고속통신망중 CATV의 10Mbps와같으며 ADSL 보다 2Mbps 더높고위성망보다 8.8Mbps 더높다. 한편, 최근에는이더넷 PLC와동종제품을생산하고있는기업들의기술향상으로전화선기반홈네트워킹대체상품의출현이활발히일어나고있다. 이더넷 PLC를전화선및전력선기반홈네트워킹대체상품과비교해볼경우 < 표 4> 에서보는바와같이속도면에서홈PNA의 10배, 홈RF의 5 10배, 기인 PLC의 7 8배정도빠르다. 유효거리면에서는홈PNA의 20배, 홈RF의 10 65배, 기인 PLC 의 1.6배정도멀다. 가격면에서는홈PNA의 1.8 3.6배, 기인 PLC의약 1.8배정도높다. 이더넷 PCL와외국의 PLC 서비스및가격을비교해보면, < 표 5> 에서보는바와같이속도면에서 Intel s AnyPont 및 Diamond Multimedia s 6
PLC 의동향및시장전망 < 표 3> 이더넷 PLC와초고속대체기술의특성및가격비교이더넷 PLC CATV ADSL SAT 최고속도 10Mbps 10Mbps 8Mbps 1.2Mbps 전송속도 ( 가입자기준 ) 512kbps 384kbps 384kbps 18kbps 상향및하향속도 대칭 ( 비동기 ) 비대칭 ( 동기 ) 비대칭 ( 동기 ) 대칭 회선구축 ( 댁내기준 ) 불필요 불필요 별도구성 별도구성 설치비용 ( 장치비포함 ) 20만원대 50만원대 월이용료 2만원대 4만원대 < 표 4> 이더넷 PLC와국내홈네트워킹동종상품의기술및가격비교 통신매체 컴퓨터당가격 모뎀속도 유효거리 홈PNA 전화선 $50 100 1Mbps 500ft(151m) 홈RF RF $100 250 1 2Mbps 150 1,000ft(45 303m) 기인 PLC AC 송전선 $100 이하 2 3Mbps 6,000ft(1,818m) 이더넷 PLC AC 송전선 $180 10Mbps 9,600ft(2,909m) < 표 5> 이더넷 PLC와국외의홈네트워킹기술의비교통신매체 컴퓨터당가격 모뎀속도 유효거리 Intel s AnyPont 전화선 $95 1Mbps 500ft(151m) Diamond Multimedia s HomeFree Wireless RF $95 1Mbps 150ft(45m) Intelogis PassPort RF $100 350kbps 2,640ft(800m) Mediafusion s Nitelight AC 송전선 $70 150 2.5Gbps 10,560,000ft(3,200km) Plcom s PLC AC 송전선 $180 10Mbps 9,600ft(2,909m) HomeFree Wireless의 10배, Intelogis PassPort 의약 30배빠르다. 그러나 Mediafusion s 의 Nitelight 보다는 2백 50배로월등히낮다. 거리면에서는 Intel s AnyPont 의 19배, Diamond Multimedia s HomeFree Wireless의 64배, Intelogis PassPort 의 3.6배정도길다. 그리고가격면에서는 Intel s AnyPont 와 Diamond Multimedia s HomeFree Wireless의 1.9배, Intelogis PassPort 의 1.8배정도가높다. 그리고 Mediafusion s 의 Nitelight의가격보다는 1.2 2.6 배정도높다. 2. PLC 시장전망기술적인측면에서 PLC는제한된전송전력, 높은부하간섭, 가변감쇠, 그리고임피던스레벨등의단점을가지고있다. 그러나이러한기술적단점들 은국내의피엘콤과미국의미디어퓨전사에의하여극복된것으로알려져있다. PLC가상용화에성공할경우전화선, CATV에경쟁하는제3의유선통신망으로등장하면서기존통신서비스시장의구도를크게바꾸어놓을것이다. 원격검침은소비자들에게전기및상하수도의이용에따른서비스즉, 가격청구, 전기및상하수도사용량을측정해주어소비자에게경쟁우위를가져다줄것이다. 전력통신모뎀만으로인터넷이가능해져빌딩과아파트단지내에별도의 LAN을설치할필요가없어진다. 그리고 TV 와냉장고등각종전자기기도전력선통신을연동하면고속 홈오토메이션시스템 기술도한층더발전시킬것이다. 서비스측면을기준으로 PLC와전화선기반홈네트워킹제품과비교결과에서 PLC는속도및거리면에서는경쟁력이있지만가격면에서는경쟁력 7
전자통신동향분석제 16 권 3 호 2001 년 6 월 이열위에있었다. 그러나미디어퓨전과같은외국기업들이국내시장에참여할경우더욱더 PLC의가격은시장경쟁원리에의해낮아질것으로예상되어가격면에서도기존의홈네트워킹제품과의경쟁에서는지금보다휠씬더강한시장경쟁력을가질것으로예상된다. PLC와초고속인터넷대체상품을비교한결과 ISDN, ADSL, CATV 보다는속도및가격면에서절대및비교우위에있다. 따라서 PLC 는가격및서비스에서우위를기반으로초고속인터넷접속시장을잠식할것으로전망된다. 4) IV. 결론 PLC는기술적인측면에서제한된전송전력, 높은부하간섭, 가변감쇠, 그리고임피던스레벨등의단점을가지고있다. 향후이러한기술적단점들이보안되어상용화에성공할경우전화선, 케이블 TV 에경쟁하는제3의유선통신망으로등장하면서기존통신서비스시장의구도를크게바꾸어놓을것으로전망된다. 본연구의 PLC의서비스측면을기준으로초고속인터넷망및대체상품을비교한결과에서 ISDN, ADSL, CATV 보다는속도및가격면에서절대및비교우위에있었다. 전화선기반홈네트워킹제품과비교결과에서 PLC는속도및거리면에서는경쟁력이있지만가격면에서는경쟁력이열위에있었다. 또한미디어퓨전과같은외국기업들이국내시장에참여할경우더욱더 PLC의가격은시장경쟁원리에의해감소할것으로전망되며속도및서비스면에서더욱초고속인터넷접속시장을잠식할것으로예상된다. 또한기존의홈네트워킹제품과의경쟁에서는지금보다휠씬더강한시장경쟁력을가질것으로전망된다. 참고문헌 [1] http://www.keyin.co.kr/eng/business/2/2.html. [2] http://www.plcom.co.kr. [3] NIKKEI COMMUNICATIONS, 2000. 5. 15. [4] 디지털타임즈, 2000. 3. 8. [5] http://www.mediafusionlli.net/northamerica/main/ tech/interface.html. [6] 김현종, 전력선통신기술의동향과전망, 정보통신동향분석, 제6권제4호, ETRI, 2000. 4. [7] http://www.hc4u.co.kr/info/com/fasti.html. 4) 한편, 1999 년 12 월미국의전문조사기관인 Yankee Group 의홈네트워킹을위한복수응답을허용한매체선호도조사에서전화선 51%, 전력선 41%, 무선 41%, 동축케이블 36% 의선호도를보임으로써 PLC 시장전망을밝게하였다. 8