• 한국융합학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.53-61
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• 2022

LNG 저장 작업 중 기계결함, 부주의 등으로 인해 사고가 꾸준히 발생하고 있다. 이전 연구에서는 위험을 미리 감지하는 압력, 온도, 가스 농도, 플로우 측정이 가능한 환경 센서 모듈을 개발하고 누출된 가스량에 따른 응답속도를 측정하였었다. 본 논문에서는 환경 센서 모듈이 측정한 데이터를 SPI, UART, LTE의 유무선 네트워크와 연결된 임베디드 기기들에 안전하게 전송해주는 유무선 통신 모듈의 개발을 제안한다. 먼저 환경 센서와 연동 가능한 데이터 통신 모듈을 설계한다. Local Control Part의 각 장치간 프로토콜과 Local Control Part와 Remote Control Part의 유무선 프로토콜을 설계한다. 이더넷, WiFi, LTE 통신 모듈을 설계하고 임베디드 제어기와 연동 가능한 UART, SPI 채널을 설계하였다. 그 결과, 각 임베디드 기기가 유선, 무선 동시 통신하면서 환경 센서 모듈이 측정한 데이터를 전송함을 UI(User Interface)를 통해 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.167-172
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• 2023

대한민국 해군이 운영하는 P-3C 해상초계기에는 전술데이터 수집을 위한 다양한 센서 장치(LRUs, line replace units)들이 탑재 되어 있다. 센서 장치의 특성에 따라 IEEE 802.3, MIL-STD-1553A/B, ARINC-429 등 각기 다른 다양한 통신 프로토콜로 운영된다. 그리고 수집된 전술데이터는 임무조작사들을 위한 전술컴퓨터(tactical station)에서 처리가 되며, 이 전술컴퓨터는 기가비트 이더넷을 주축으로 한 클러스터링 네트워크를 구성하고 분산처리방식으로 운영이 된다. 센서 장치와의 원활한 통신을 위해 특정 전술 컴퓨터는 센서 장치를 위한 주변 장치(예: ARINC-429 interface card)를 별도로 탑재한다. 문제는 이 특정 장치의 주변장치 제어와 통신 중계에 따른 전체 분산처리의 성능을 떨어트리는 단점이 발생하며, 심지어 해당 전술컴퓨터의 동작 정지는 관련 센서 장치와 통신을 두절시키는 문제를 갖는다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 별도의 중계기를 탑재하는 방법을 제안하며, 이 중계기의 동작 결과를 통해 제안 적용의 타당성을 입증한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.59-64
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• 2023

화재 재난방송 시스템에서는 아날로그, 디지털, 네트워크 디지털 전관 방송 시스템으로 나뉘며, 네트워크 디지털 전광 방송 시스템에서 중요한 사양은 낮은 대기 시간(Low-latency), 높은 샘플링 레이트, 다채널 입출력이다. 기존에 데이터링크 층의 MAC 주소 기반으로 구별하는 AoE(Audio over Ethernet) 방법을 널리 사용하고 있다. 그러나 이 방법은 복잡성과 비용이 증가하는 문제가 있다. 이에 본 제안은 AoIP(Audio over Internet Protocol)/UDP 방식으로 별도의 중복적인 네트워크가 필요 없이 IP(Internet Protocol) 주소로 손쉽게 구별하는 통신을 할 수 있어 네트워크를 자유롭게 사용 구성하고 복잡도를 낮추어 비용을 낮출 수 있도록 제안한다. AoIP/UDP 방식으로 구현 후 실험결과 2.66ms 대기 시간 성능으로 동등한 성능으로 비용의 개선함을 보였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권5호
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• pp.71-84
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• 2009

교통신호제어기의 표준규격에서 센터시스템과 지역제어기 간 통신방식은 전용선을 기준으로 한 모뎀방식의 시리얼통신으로 규정되어 있어, 지방도시에서 구축 운영되는 TCP/IP의 ITS 통신망에 내에 교통신호제어시스템에 대한 통신규격을 수용하지 못하고 있는 실정이다. 또, ITS 부문에서 데이터 교환을 위한 국내외 표준으로 이더넷 통신망을 기반으로 한DATEX-ASN 데이터 교환기술이 채택되고 있다. 따라서 본 연구는 교통신호제어시스템이 ITS 통신망 내에 구성이 가능하도록, TCP/IP 프로토콜을 기반으로 한 교통신호제어기 통신규격(안)을 개발을 목적으로 한다. 제어, 상태정보와 데이터 베이스 정보 등 표준규격 교통신호제어기의 23개 통신항목에 대한 통신규격(안)이 DATEX-ASN 통신처리 절차 및 구조 (KS ISO X 14827 Part1, 2, ISO/ DIS 15784 Part-3)를 적용하여 개발하였다. 실험을 위하여 통신항복별로 응용프로그램을 개발하였으며, 실험결과 통신항목 모두 인코딩 및 디코딩처리가 가능하였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제7권8호
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• pp.297-306
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• 2018

본 논문에서는 분산 스트림 처리 프레임워크인 Apache Storm을 고성능 통신 장비인 InfiniBand에 적용하는 방안을 다룬다. InfiniBand 상에서 Storm을 동작시키는 쉬운 방법은 IPoIB (IP over InfiniBand)를 사용하는 것이다. 그러나 이 방법은 노드에 심각한 CPU 부하를 발생시키는데, 이는 잦은 문맥 전환과 버퍼 복사에서 기인하는 것으로 나타났다. 이를 해결하기 위해, Storm에서 InfiniBand의 RDMA (Remote Direct Memory Access) 기능을 사용하는 새로운 통신 방식을 제안한다. 첫째, Storm에서 RDMA 기능을 이용하기 위해, 기존 통신 프레임워크인 Netty를 대체하는 새로운 프레임워크인 RJ-Netty (RDMA/JXIO Netty)를 설계 및 구현한다. 둘째, Storm이 기존 Netty와 RJ-Netty를 모두 사용할 수 있도록 관련 클래스들을 개선한다. 셋째, RJ-Netty의 성능을 최대화하기 위해 멀티스레드를 지원하도록 JXIO 서버 기능을 개선한다. 실험 결과, 제안한 RJ-Netty는 Ethernet은 물론 IPoIB에 비해서 메시지 처리량을 향상시키면서도 CPU 부하를 크게 줄인 것으로 나타났다. 본 논문은 Apache Storm을 InfiniBand 상에서 동작시킨 최초의 시도로, 고성능의 InfiniBand RDMA를 사용하여 Storm의 처리 성능을 향상시킨 우수한 연구 결과라 사료된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.213-219
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• 2017

최근, 인터넷 프로토콜 텔레비전 (IPTV) 서비스가 일반화되어 TV시청 뿐만 아니라 다양한 인터넷기반 서비스가 가능하다. 이러한 IPTV 시스템에서 STB(Set-Top Box)는 실시간 멀티미디어 콘텐츠를 송수신 할 수 있도록 지원하는 네트워크 단말 장치로써 작동한다. 이러한 IPTV 네트워크는 일반적으로 FTTH(Fiber-To-The-Home)와 같은 광섬유(Optical Fiber) 기반의 광대역기반 네트워크에 의해 제공되지만 현재 대부분의 IPTV STB는 대역폭(Bandwidth)을 공유하는 이더넷(Ethernet)과 같은 로컬 영역 네트워크(LAN)에 연결된 장치 중 하나로 연결된다. 따라서 HD급 고화질 콘텐츠 및 다양한 서비스 지원을 위한 IPTV STB을 위하서는 1Gbps와 같은 충분한 광섬유 기반의 네트워크 대역폭을 효과적으로 활용할 수 있어야 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 광섬유 네트워크에 바로 장착할 수 있는 새로운 FC(Fiber Channel) 내장형 IPTV STB를 제안한다. 그 후 해당 제안된 FC 내장형 IPTV STB의 우수성을 확인하기 위하여 해당 FC 내장형 IPTV STB가 장착된 FC-AL(Fiber Channel-Arbitration Loop) 네트워크를 구성하여 해당 아키텍처의 성능을 검증한다. 우수한 IPTV 아키텍처의 성능을 확인하기 위하여 철저한 시뮬레이션을 통하여 평균 시작지연(Average Start-up Delay) 시간, 평균 거부비율(Average Reject Ratio) 및 동시 사용자수(Number of Concurrent Users)를 측정한다. 놀랍게도, 제안된 FC 내장형 IPTV STB가 장착된 IPTV 네트워크 아키텍처는 10 msec 미만의 우수한 평균 시작지연(Average Start-up Delay) 시간, 3 % 미만의 수용가능한(Acceptable) 평균 거부비율(Average Reject Ratio) 및 아키텍처를 확장 할 때 동시 사용자수의 선형증가(Linear Increase)를 보여준다. 이는 제안된 FC 내장형 STB가 광섬유 기반의 광대역 대역폭을 효과적으로 사용하여 전체 IPTV 네트워크 성능에 우수한 영향을 미치고 있음을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1107-1114
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• 2004

시스템 패킷 인터페이스 4레벨 2단계(System Packet Interface Leve14 Phase 2)는 10Gbps 이더넷응용 뿐만 아니라, OC-192 대역폭의 ATM 및 POS를 통한 패킷 또는 셀 전송을 위한 물리계층과 링크계층 소자간의 인터페이스이다. SPI-4.2 코어는 전송 인터페이스 블록과 수신 인터페이스 블록으로 구성되어 있으며, 전이중 통신을 지원한다. 전송부는 사용자 인터페이스로부터 64비트의 데이터와 14비트의 헤더 정보를 비동기 FIFO에 쓰고, PL4 인터페이스를 통해 DDR 데이터를 전송한다. 그리고 수신부의 동작은 전송부와 역으로 동작한다. 전송부와 수신부는 캘런더 메모리를 컨피규레이션함으로서 최대 256개의 채널 지원이 가능하고, 대역폭 할당을 제어할 수 있도록 설계하였다 DIP-4 및 DIP-2 패리티 생성 및 체크를 자동적으로 수행하도록 구현하였다. 설계된 코어는 자일링스 ISE 5.li 툴을 이용하여 VHDL언어를 사용하여 기술하였으며, Model_SIM 5.6a를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 설계된 코어는 라인당 720Mbps의 데이터 율로 동작하였다. 따라서 총 11.52Gbps의 대역폭을 지원할 수 있다. SPI-4.2 인터페이스 코어는 기가비트/테라비트 라우터, 광학 크로스바 스위치 및 SONET/SDH 기반의 전송 시스템에서 라인카드로 사용할 경우 적합할 것으로 사료된다.

• 대한공업교육학회지
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• 제33권1호
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• pp.265-281
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• 2008

본 연구의 목적은 정보통신기술 영역의 데이터 통신 원리 중에서 다중프로세스 방식과 다중 쓰레드 방식의 병행서버에 대해 직접 체험할 수 있는 실습사례를 제시하는 데 있다. 이를 위해 먼저 다중 프로세스 방식인 포크 서버(fork server)와 다중 쓰레드 방식인 쓰레드 서버(thread server), 그리고 쓰레드 클라이언트(thread client)를 구현하였다. 다음에 실험환경으로서 이더넷(ethernet)을 이용한 소규모 네트워크를 구성하였으며 사용자 수에 따른 데이터 전송시간을 측정하였다. 데이터 전송시간을 측정한 결과, 쓰레드 서버가 포크 서버에 비해 약 20~61%의 전송시간 절감율을 보였으며 두 서버 모델 간 전송시간 차이는 사용자 인원수에 비례하였다. 두 서버 모델 간 발생하는 성능차이의 주된 원인은 프로세스 포크(fork)와 쓰레드 생성에 소요되는 시간이 다르기 때문이다. 아울러, 프로세스 간, 쓰레드 간 스케줄링에서 발생하는 문맥전환(context switching) 역시 웹 서버의 부하에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 제시된 실습사례와 측정된 실험데이터는 학교현장에서 수업시간에 데이터통신 원리에 대해 직접 체험할 수 있는 교육적 실습자료로 활용될 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.307-312
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• 2018

본 논문에서는 디지털 전관방송용 제어기를 구동시키기 위한 직관적인 사용자 인터페이스 소프트웨어의 구현 결과와 오디오믹서 제어 부분에 대한 성능을 확인할 수 있다. 개발된 사용자 인터페이스 소프트웨어는 디지털 하이브리드 믹서의 유지관리 및 제어기능을 제공한다. 통합제어서버에 탑재되어 오디오 믹서인 TAD-168M의 음향상태등을 제어하고 전관방송 통합시스템에 대한 단말기의 상태를 모니터링할 수 있다. 또한, 통합관리까지 가능한 프로그램 소프트웨어로써 향후 지속적인 업그레이드가 가능하다. 개발된 소프트웨어는 이더넷으로 TAD-168M과 연결되고 운영 PC와의 통신을 위해 PC의 랜포트와 TAD-168M의 후면에 위치한 4 포트 스위치에 랜케이블로 연결된다. 기존에 없었던 개발 시스템을 통해 방송시스템에 대한 시스템 관리, 음향제어, 상향방송 제어의 통합제어가 가능하게 되었다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권7호
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• pp.303-312
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• 2006

This paper proposes the architecture and protocol of a data communication network for the safety system in nuclear power plants. First, we establish four design criteria with respect to determinability, reliability, separation and isolation, and verification/validation. Next we construct the architecture of the safety network for the following systems: PPS (Plant Protection System), ESF-CCS (Engineered Safety Features-Component Control System) and CPCS (Core Protection Calculator System). The safety network consists of 12 sub-networks and takes the form of a hierarchical star. Among 163 communication nodes are about 1600 origin-destination (OD) pairs created on their traffic demands. The OD pairs are allowed to exchange data only during the pre-assigned time slots. Finally, the communication protocol is designed in consideration of design factors for the safety network. The design factors include a network topology of star, fiber-optic transmission media, synchronous data transfer mode, point-to-point link configuration, and a periodic transmission schedule etc. The resulting protocol is the modification of IEEE 802.15.4 (LR-WPAN) MAC combined with IEEE 802.3 (Fast Ethernet) PHY. The MAC layer of IEEE 802.15.4 is simplified by eliminating some unnecessary (unctions. Most importantly, the optional TDMA-like scheme called the guaranteed time slot (GTS) is changed to be mandatory to guarantee the periodic data transfer. The proposed protocol is formally specified using the SDL. By performing simulations and validations using Telelogic Tau SDL Suite, we find that the proposed safety protocol fits well with the characteristics and the requirements of the safety system in nuclear power plants.