미래 자율운항선박(MASS) 도입을 위한 필수요소 중 하나인 초고속무선통신망에 있어, 해당 통신망을 기반으로 개발하게 될 선내 IoT, 선박사물통신 및 5G 연계기술의 표준화 전략도출과 국제적으로 기술을 선도하기 위해 선제적으로 관련한 국제 논의동향(IMO, IALA, ITU)을 파악하고 MASS 도입을 위한 필요요건을 제시한다.
해상통신은 인명 안전을 위한 중요 통신으로 국제적으로 보호되어 왔다. 뿐 만 아니라 지구 전역을 커버하기 위해 전송 특성이 좋은 LF/MF/HF대역의 통신시스템 및 위성 시스템이 이용되고 있다. 최근에는 통신 기술의 발달로 육상이동통신 기술을 해상 및 항공에 확대하려는 시도가 꾸준히 진행되고 있다. 통신 기술의 급속한 발전으로 해상 및 항공 통신망은 기존 음성 위주의 통신망에서 멀티미디어를 처리할 수 있는 디지틀망으로의 전환이 시급히 필요하게 되었다. 대부분의 아날로그 시스템은 디지틀 시스템으로 전환되고 있으며 데이터를 이용해서 보다 정확한 정보를 제공해서 해상 안전을 높이고 있으며 기존 개별 장비를 시스템화하여 주파수를 효율적으로 활용하고 사용을 편리하게 할 수 있도록 하고 있다. DSC, AIS 등 이미 많은 디지틀 장비들이 국제 해상 통신에 이용되고 있으며 해상 통신 시스템을 종합화해서 해상안전을 제고하기 위해 IMO를 중심으로 주진 중에 있다. 그러나 연근해 해상 통신 시스템은 SOLAS조약에서 제외되어 있으므로 나라마다 다양하게 개발되고 있다. 특히 연근해에서 중요한 MF/HF/VHF대역 시스템을 각 국이 경쟁하면서 현대화를 추진하고 있으며 ITU-R을 통해서 표준화를 주도하려고 노력하고 있다. 본 고에서는 연근해 핵심 통신망을 구성할 HF/VHF대역 시스템에 대한 기술을 분석하고 기술하였다.
최근 통신 기술의 발달로 육상이동통신 기술을 해상 및 항공에 확대하려는 시도가 꾸준히 진행되고 있다. 해상 및 항공 통신은 인명 안전을 위한 통신으로 국제 기구에 의해서 최우선적인 보호를 받아 왔다. 그러나 통신 기술의 급속한 발전으로 해상 및 항공 통신망은 기존 음성 위주의 통신망에서 멀티미디어를 처리할 수 있는 디지틀망으로의 전환이 시급히 필요하게 되었다. 해상통신의 경우에는 디지틀 통신 방식을 이용하는 DSC(Digital Selective Calling), AIS(Automatic Identification System) 등을 이미 도입해서 운용 중에 있으며 다른 시스템으로의 확대가 진행 중에 있다. SOLAS 선박뿐 만 아니라 비 SOLAS(Safety Of Life At Sea) 선박들도 디지틀 통신을 활용하면 항행 안전에 매우 도움이 될 것이다. 최근에 ITU-R에서는 VHF(Very High Frequency) 대역에서 데이터 및 이메일 등을 송수신하기 위한 데이터 통신시스템 기술에 대한 논의가 진행 중에 있다. 본고에서는 이 VHF대역 데이터시스템에 대한 기술적 특성을 분석하고 향후 해상통신에서의 디지틀 기술이 도입된 후 전개될 해상통신망에 대해서 기술하였다.
전파통신은 마르코니의 무선전신 발명 이후 수세기에 걸쳐 크게 꽃을 피웠으며 특히 해상에서는 유일한 통신수단으로 그 유용성을 누구나 익히 알고 있는 바이다. 해상의 통신 업무에서 이용하는 무선통신시스템은 제한된 전파자원을 이용하여야만 하므로 전파의 혼신이나 사용상의 규제 등에 의한 여러 가지 문제점들 때문에 세계 각국과 관련단체들의 수많은 협의를 거쳐 현재와 같은 체제로 발전되어왔다. 특히 전자통신 기술의 발달로 과거와는 달리 대부분의 해상통신에 이용되는 기기들은 자동화되고 있는 실정이다. (중략)
통합공공통신망 주파수 700MHz(상향: 718~728MHz, 하향: 773~783MHz) 대역에서 국민안전처 주관으로 'PS-LTE 재난안전통신망'구축, 국토교통부 주관 '무선통신 철도제어시스템 LTE-R'구축, 해양수산부 주관 '연안 해상통신망 LTE-M'구축이 추진되고 있다. 동일 주파수 대역을 사용하지만, 서로 다른 용도로 추진되는 3개 공공통신망의 특징을 조사하여 각각의 망이 제공하고자 하는 고유한 기능, 서비스를 만족시키며 동일 주파수 대역에서 공존하기 위한 방안을, 망간 단말 이동 사례와 서비스 연동 시나리오 관점에서 분석하고 3개 공공통신망의 경제적이고 효율적인 망연동 구축방안을 제안한다.
해양수산부에서는 어업분야의 선진화론 위하여 어로활동의 현황파악 및 문제점을 실시간으로 분석하는 어업정보화의 발전방향을 설정하여 해양자원 관리 및 활용성 제고를 통한 종합저이고 체계적인 정보화 기반을 조성하고 있다. 어업통신의 정보화는 전산화되는 자료가 원격지 여부에 관계없이 필요한 사용자에게 공유될 수 있는 환경을 구축하는 것으로 전산화-정보통신망-이용자서비스까지를 종합적으로 고려하여 구축하여야 한다. 해상이동체인 어선들을 상대로 정보통신망을 구성하기 위한 최적의 방안으로 기존의 SSB 통신시스템을 이용하는 방법을 연구하였다. 본 연구에서는 운용비의 부담이 없는 HF SSB통신에 의한 어선의 어업통신망의 구축을 위하여 어업정보화의 환경, 디지털 어업정보 통신망의 구성 및 무선 모뎀에 대하여 제안하였다.
미래 자율운항선박(MASS) 도입을 위한 필수요소 중 하나인 초고속무선통신망에 있어, 해당 통신망을 기반으로 개발하게 될 선내 IoT, 선박사물통신 및 5G 연계기술의 표준화 전략도출과 국제적으로 기술을 선도하기 위해 선제적으로 관련한 국제 논의동향(IMO, IALA,)을 파악하고 MASS 도입을 위한 필요요건을 제시한다.
e-navigation은 선박의 항구 출발부터 목적 항의 부두 접안에 이른 전 과정의 안전과 보안을 위한 관련 서비스 및 해양환경 보호 증진을 위해 전자적인 수단으로 선박과 육상 관련 정보의 조화로운 수집, 통합, 교환, 표현 및 분석을 수행하는 개념적 체계이다. e-navigation 구현에 필요한 음성 및 데이터 통신 채널의 확보방안 중 하나로 기존 해상 통신의 현대화 및 다중모드 운영 체제의 필요성이 국제해사기구(IMO) 등에서 강력히 요구되고 있다. SDR은 소프트웨어로 구성된 블록들 내부의 동작 파라미터를 변경함으로써 하나의 플랫폼 상에서 다양한 형태의 통신을 가능하게 하므로, 기존 해상 통신의 현대화 및 다중모드 운영에 유용하다. 따라서 본 논문에서는 다중모드 운용을 위한 기존의 해상무선통신 시스템을 이해하고, SDR 적용 방안을 제안함으로써 단일 기기를 통한 공간적 연속성을 갖는 통신망 구축을 이루고자 한다.
해상통신은 초기부터 무선전신 및 무선전화에 의존하여 오다가 인마셋 시스템이 구축되면서 위성을 이용한 전화, 무선텔렉스 및 e-mail이 사용되어 왔다. 1999년 GMSS가 도입되면서 디지털선택호출 및 디지털을 이용한 구명무선설비가 이용되기에 이르렀지만 여전히 아날로그 시스템의 의존성을 탈피하지 못하고 있으나 해상운송 및 안전환경에서 요구되는 해상통신망에 대한 데이터통신에 부응하기 위해 기존의 중, 단파주파수를 이용한 디지털도입에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고 여러 국제회의서 이를 도입하기 위한 주파수, 기술에 대한 변화가 진행되고 있다. 따라서 이 논문에서는 최근의 세계전파통신회의 및 ITU-R 연구반 회의의 결과를 분석하고 이에 대비하기 위한 우리나라의 대응방안을 기술한다.
MX-S2X(선박중심직접통신)은 디지털 통신 연계기술 개발 및 실증을 통한 육상·선박·시설의 유기적 연결을 제공함으로써, 향후 도래할 해상 통신 기술 인프라로서의 효과적 활용이 가능할 것으로 기대된다. 본 논문은 '초고속해상무선통신망 무설설비 다각화 및 통신연계 기술개발 '의 1차년도에 수행한 MX-S2X 시스템의 물리계층 설계에 대한 보완 및 해상통신을 위한 최적화를 통해 상세설계를 확정하고, 이를 구현/제작한 HW의 성능을 검증한다. 제작한 HW의 검증을 위해 시험환경을 구성하여 PER 성능을 측정하고 M&S 결과와 비교 분석함으로써 MX-S2X HW의 기능 및 성능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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