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KR-102961809-B1 - System and Method for Hierarchical Layer-Based Multi-Operation Mode Automatic Power Saving and Safety Management for Integrated Distribution Frames in Public Facilities

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Abstract

본 발명은 공공시설 통합배선반 내에 설치된 복수의 네트워크 장비를 장비의 계층 및 중요도에 따라 필수장비그룹과 조건부장비그룹으로 분류하고, 평일 주간·평일 야간·주말·방학을 포함하는 운영 시간 정보에 따른 스케줄 정보와 네트워크 트래픽 상태·장비 온도·연기 감지 신호·랙 도어 개폐 신호를 포함하는 이벤트 정보를 종합하여 다중 운영모드를 자동으로 결정·전환하는 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이벤트 정보를 스케줄 정보에 우선하여 적용하는 운영모드결정부와, 결정된 운영모드에 따라 전원제어모듈을 제어하며 장비 계층 간 전원 시퀀스 제어를 수행하는 중앙전원제어장치를 포함하고, 채널별 실시간 전력 이상 감지, PoE 예산 관리, 무정전전원장치 연동 계층 역순 전원 차단 시퀀스, 원격 관리 및 운영 패턴 자동 학습 기능을 추가로 포함하는 특징을 통해 야간·주말·방학 등 비사용 시간대의 불필요한 전력 소비를 효과적으로 차단하고 랙 내부 발열을 저감하여 화재 위험을 감소시키는 한편, 라우팅 기능을 수행하는 코어 스위치 등 필수장비그룹의 전원을 운영모드와 관계없이 상시 유지함으로써 네트워크 핵심 기능의 연속성을 보장할 수 있다.

Inventors

  • 김미성

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20260306

Claims (11)

  1. 통합배선반에 설치된 복수의 네트워크 장비의 전원을 관리하는 시스템에 있어서, 통합배선반 내부에 설치된 복수의 네트워크 장비에 대하여 장비의 계층 및 중요도에 따라 구분된 복수의 전원채널(110)로 전원을 분리 공급하는 전원분배부(100)와; 상기 전원분배부(100)의 각 전원채널(110)과 연결되어 릴레이 또는 반도체스위칭소자(210)를 이용하여 상기 네트워크 장비의 전원을 선택적으로 공급 또는 차단하는 복수의 전원제어모듈(200)과; 평일 주간, 평일 야간, 주말 및 방학을 포함하는 운영 시간 정보에 따른 스케줄 정보를 입력받는 스케줄입력부(300)와; 네트워크 트래픽 상태, 장비 온도, 연기 감지 신호 및 랙 도어 개폐 신호 중 적어도 하나를 감지하는 상태이벤트입력부(400)와; 상기 스케줄입력부(300)로부터의 스케줄 정보와 상기 상태이벤트입력부(400)로부터의 이벤트 정보를 종합하여 운영모드를 결정하되, 이벤트 정보를 스케줄 정보에 우선하여 적용하는 운영모드결정부(500)와; 상기 운영모드결정부(500)에서 결정된 운영모드에 따라 상기 전원제어모듈(200)을 제어하고, 상기 네트워크 장비를 필수장비그룹과 조건부장비그룹으로 분류하여 계층 기반 차등 전원 제어를 수행하는 중앙전원제어장치(600)를 포함하며, 상기 중앙전원제어장치(600)는 상기 운영모드에 따라 상기 필수장비그룹과 상기 조건부장비그룹의 전원 상태를 서로 다르게 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 운영모드결정부(500)가 결정하는 운영모드는 상기 필수장비그룹에만 전원을 공급하는 절감모드, 상기 필수장비그룹 및 상기 조건부장비그룹 모두에 전원을 공급하는 강화모드, 상기 이벤트 정보에 의해 스케줄 정보에 우선하여 전환되는 비상모드 및 기 설정된 정책에 따라 상기 조건부장비그룹의 일부 또는 전부의 전원을 선택적으로 제어하는 선택제어모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 필수장비그룹은 라우팅 기능을 수행하는 L3코어스위치, 라우터, 방화벽 및 외부망 연동 장비 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 조건부장비그룹은 L2분기스위치, PoE스위치, 무선 AP 컨트롤러 및 서버 장비 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 전원제어모듈(200)은 메인 전원이 차단된 상태에서도 초저대기전력으로 동작하면서 상기 중앙전원제어장치(600)로부터의 제어 신호를 지속적으로 감시하는 대기감시회로(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 중앙전원제어장치(600)는 상기 네트워크 장비의 전원 상태, 이벤트 발생 이력 및 전력 사용 정보를 저장하는 로그저장부(620)와, 이상 상태 발생 시 관리자 단말로 알람을 전송하는 알람전송부(630)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 전원제어모듈(200)은 네트워크 장비 단위, 콘센트 단위, 전원채널(110) 단위 및 전원분배부(100)의 채널 단위 중 적어도 하나의 단위로 전원 제어를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 중앙전원제어장치(600)는 상기 네트워크 장비를 장비의 계층, 기능, 설치 위치 및 연결된 네트워크 구역 중 적어도 하나에 따라 그룹화하여 상기 전원제어모듈(200)을 통해 그룹별 전원 제어를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템.
  8. 통합배선반에 설치된 복수의 네트워크 장비의 전원을 관리하는 방법에 있어서, 평일 주간, 평일 야간, 주말 및 방학을 포함하는 운영 시간 정보에 따른 스케줄 정보를 스케줄입력부(300)를 통해 수신하는 스케줄수신단계(S100)와; 네트워크 트래픽 상태, 장비 온도, 연기 감지 신호 및 랙 도어 개폐 신호 중 적어도 하나를 상태이벤트입력부(400)를 통해 감지하는 이벤트감지단계(S200)와; 상기 스케줄수신단계(S100)의 스케줄 정보와 상기 이벤트감지단계(S200)의 이벤트 정보를 종합하여 운영모드를 결정하되, 이벤트 정보를 스케줄 정보에 우선하여 적용하는 운영모드결정단계(S300)와; 상기 운영모드결정단계(S300)에서 결정된 운영모드에 따라 필수장비그룹과 조건부장비그룹으로 분류된 네트워크 장비의 전원을 계층 기반으로 차등 제어하는 차등전원제어단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 운영모드결정단계(S300)는 평일 주간 시간대에는 상기 필수장비그룹 및 상기 조건부장비그룹 모두에 전원을 공급하는 강화모드를, 평일 야간 시간대에는 상기 필수장비그룹에만 전원을 공급하는 절감모드를, 주말 및 휴무일에는 기 설정된 정책에 따라 상기 조건부장비그룹의 일부 또는 전부를 선택적으로 제어하는 선택제어모드를, 방학 또는 장기 비사용 기간에는 상기 필수장비그룹만 전원을 유지하는 장기절감모드를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 방법.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 차등전원제어단계(S400)는 상기 필수장비그룹의 L3코어스위치를 최상위 계층으로, 상기 조건부장비그룹의 L2분기스위치를 중간 계층으로, 상기 L2분기스위치 하위에 연결된 PoE스위치 및 24/48포트 스위치를 하위 계층으로 분류하고, 전원 공급 시에는 최상위 계층부터 하위 계층 순으로, 전원 차단 시에는 하위 계층부터 최상위 계층 순으로 장비 간 동작 순서를 고려한 전원 시퀀스 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 각 전원채널(110)별 전력 소비량을 실시간으로 측정하고 누적 전력 데이터를 기록하여 기 설정된 기준값 초과 시 이상 상태 신호를 발생하는 전력이상감지단계(S700)를 더 포함하고, 상기 전력이상감지단계(S700)에서 이상 상태 신호가 발생하는 경우, 상기 운영모드결정단계(S300)에서 이를 이벤트 정보로 반영하여 운영모드를 재결정하는 것을 특징으로 하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 자동 전원 절감 및 안전 관리 방법.

Description

공공시설 통합배선반용 계층 기반 다중 운영모드 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템 및 방법{System and Method for Hierarchical Layer-Based Multi-Operation Mode Automatic Power Saving and Safety Management for Integrated Distribution Frames in Public Facilities} 본 발명은 공공시설에 설치되는 통합배선반 내 네트워크 장비의 전원 관리 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 통합배선반 내에 설치된 복수의 네트워크 장비를 장비의 계층 및 중요도에 따라 필수장비그룹과 조건부장비그룹으로 분류하고, 평일 주간·평일 야간·주말·방학을 포함하는 운영 시간 정보에 따른 스케줄 정보와 네트워크 트래픽 상태·장비 온도·연기 감지 신호·랙 도어 개폐 신호를 포함하는 이벤트 정보를 종합하여 강화모드·절감모드·비상모드·선택제어모드·장기절감모드를 포함하는 다중 운영모드를 자동으로 결정하고 전환하며, 장비 계층 간 전원 시퀀스 제어, 전력 이상 감지, PoE 예산 관리, UPS 연동 전원 차단 시퀀스 및 원격 관리 기능을 통해 에너지 절감과 화재 등 안전 관리를 동시에 수행하는 공공시설 통합배선반용 계층 기반 다중 운영모드 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 학교, 교육기관, 공공기관, 관공서, 데이터센터 및 보안시설 등 다양한 공공시설의 네트워크 설비 환경에 적용될 수 있다. 학교, 교육기관, 공공기관, 관공서 및 각종 시설에는 정보통신 설비의 운영을 위하여 통합배선반이 설치되어 있다. 이러한 통합배선반에는 코어 스위치, 분기 스위치, PoE 스위치, 라우터, 방화벽, 무선 AP 컨트롤러, 서버 장비 및 무정전전원장치 등 다수의 네트워크 장비가 집적 설치된다. 통상적으로 상기 네트워크 장비들은 시설 운영 시간과 관계없이 24시간 상시 전원 공급 상태로 운용되고 있으며, 이는 에너지의 불필요한 낭비, 발열 누적에 따른 화재 위험, 장비 중요도를 반영하지 못하는 일원화된 전원 관리라는 복합적인 문제를 야기하고 있다. 이와 관련하여 종래 기술에서는 통합배선반의 전원 관리, 안전 감지 및 설비 유지보수에 관한 다양한 방식이 제안된 바 있으나, 각각의 접근 방식은 공공시설 통합배선반 환경에 특화된 계층 기반 차등 전원 제어라는 관점에서 근본적인 한계를 지니고 있다. 특허문헌 1(한국 등록특허 제10-1255008호)은 배전반 내부에 전기화재 조기감지 장치를 설치하고, 화재 감지 모듈로부터 이벤트 신호가 수신되는 경우 로컬서버가 알람을 발생시키며 통합제어서버를 통해 관리자 단말로 영상 데이터를 전송하는 배전반 자동제어 시스템에 관한 것이다. 이벤트 발생 후의 사후 대응형 안전 관리에 초점이 맞추어져 있어, 평시 운영 시간대에 따라 네트워크 장비의 전원을 장비 계층 및 중요도에 따라 차등 제어하는 구성이 전혀 개시되어 있지 않다. 또한 운영 시간 기반의 스케줄 제어, 운영모드 결정 및 전원 시퀀스 제어 등 에너지 절감을 위한 사전 예방적 제어 구성이 전무하다는 점에서 본 발명이 해결하고자 하는 과제와 기술적 방향이 본질적으로 상이하다. 특허문헌 2(한국 등록특허 제10-1815821호)는 네트워크 감시를 이용하여 IoT 디바이스의 네트워크 연결 불량이 감지되면 해당 장비의 전원을 오프·온하는 리셋모드를 수행하여 네트워크 연결을 자동 복구하는 시스템에 관한 것으로, 기 설정된 날짜 또는 시간별 스케줄에 따른 네트워크 연결 테스트 기능을 포함하고 있다. 그러나 특허문헌 2는 네트워크 장애가 발생한 이후의 개별 장비 단위 전원 리셋이라는 사후 복구 방식에 국한되어 있으며, 통합배선반 내 복수의 네트워크 장비를 L3 코어 스위치·L2 분기 스위치·PoE 스위치 등의 계층 구조에 따라 그룹화하고 다중 운영모드를 설정하여 전원 상태를 능동적으로 전환하는 구성이 전혀 개시되어 있지 않다. 또한 스케줄에 따른 다중 운영모드 간 자동 전환, 이벤트 발생 시 스케줄에 우선하여 비상모드로 전환한 후 자동 복귀하는 구성도 개시된 바 없어, 에너지 절감과 안전 관리를 통합적으로 구현하는 본 발명과는 기술적 목적 및 구성이 본질적으로 상이하다. 특허문헌 3(한국 등록특허 제10-1905583호)은 통합배선반에 설치된 복수의 배선 및 통신 장비에 대하여 배선 ID별 점검 정보와 통신 장비 ID별 상태 정보를 바코드 형태로 관리하고, 모바일 단말기를 통한 케이블 조회·장비 조회·회선 점검·장애 이력 알람 기능을 수행하는 배선 추적 및 유지보수 관리 시스템에 관한 것이다. 특허문헌 3은 제안기술과 동일하게 통합배선반을 대상으로 한다는 점에서 가장 근접한 선행 기술에 해당하나, 배선 및 장비의 현황 파악, 유지보수 관리라는 자산 관리 목적에 국한되어 있어, 네트워크 장비의 전원을 자동으로 공급 또는 차단하는 전원 제어 구성 자체가 전혀 개시되어 있지 않다. 운영모드 결정, 스케줄 기반 전원 제어, 계층별 차등 전원 관리, 전원 시퀀스 제어 등 본 발명의 핵심 구성 일체가 특허문헌 3에는 포함되어 있지 않으며, 당업자가 특허문헌 3으로부터 본 발명의 기술 사상을 용이하게 도출할 수 없다. 이와 같이 종래 기술들은 각각 화재 감지 후 사후 대응, 개별 장비 단위의 장애 복구, 또는 자산 유지보수 관리라는 단편적인 목적에 머물러 있어, 통합배선반 내 네트워크 장비를 계층 및 중요도에 따라 그룹화하여 다중 운영모드를 자동으로 결정·전환하고, 에너지 절감과 안전 관리를 동시에 구현하는 중앙집중식 지능형 전원 관리 기술이 충분히 제안되지 않았다. 도 1은 본 발명에 따른 공공시설 통합배선반용 계층 기반 다중 운영모드 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도. 도 2는 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 계층 기반 장비 분류 및 전원채널 구성을 나타내는 구성도. 도 3은 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 운영 시간대별 다중 운영모드 결정 구조를 나타내는 흐름도. 도 4는 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 전원 시퀀스 제어 순서를 나타내는 흐름도. 도 5는 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 이벤트 기반 비상모드 전환 및 자동 복귀 동작을 나타내는 흐름도. 도 6은 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 채널별 전력 이상 감지 및 PoE 예산 관리 동작을 나타내는 흐름도. 도 7은 본 발명에 따른 시스템에 적용되는 무정전전원장치 연동 계층 역순 전원 차단 시퀀스를 나타내는 흐름도. 도 8은 본 발명에 따른 공공시설 통합배선반용 계층 기반 다중 운영모드 자동 전원 절감 및 안전 관리 방법의 전체 흐름을 나타내는 흐름도. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 공공시설 통합배선반용 계층 기반 다중 운영모드 자동 전원 절감 및 안전 관리 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 통합배선반(MDF/IDF; Main/Intermediate Distribution Frame, 학교·공공기관·데이터센터 등에서 네트워크 장비를 집중 수용하고 케이블 배선을 통합 관리하는 랙 형태의 설비) 내에 설치된 복수의 네트워크 장비를 장비의 계층 및 중요도에 따라 필수장비그룹과 조건부장비그룹으로 분류하고, 운영 시간대에 따른 스케줄 정보와 실시간 이벤트 정보를 종합하여 다중 운영모드를 자동으로 결정·전환하며 에너지 절감과 안전 관리를 동시에 수행하는 시스템으로서, 전원분배부(100), 전원제어모듈(200), 스케줄입력부(300), 상태이벤트입력부(400), 운영모드결정부(500) 및 중앙전원제어장치(600)를 포함하여 구성될 수 있다. 전원분배부(100)는 통합배선반 내부에 설치된 복수의 네트워크 장비에 대하여 장비의 계층 및 중요도에 따라 구분된 복수의 전원채널(110