• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.125-132
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• 2010

IEC61162-3 known as NMEA2000 protocol is approved as a standard network of SOLAS ship by ISO and used for the instrument network which exchanges data in real-time. For easy the development of ship network equipments, this study is focused on the development of SoC which can convert to NMEA2000 protocol from various kind of protocols such as TCP/IP, NMEA0183, RS422 and others using FPGA and u-Blaze. In this paper, we composed NMEA2000 protocol stack on FPGA and verified NMEA2000 network communication of FPGA system by connecting with commercialized devices through PC Hyper-terminal and network monitoring program.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권10호
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• pp.906-915
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• 2016

In this study, a network monitoring system, including a secure 460-Network and a 460-Gateway, is designed and developed according with the requirements of the IEC (International Electro-Technical Commission) 61162-460 network standard for the safety and security of networks on board ships. At present, internal or external unauthorized access to or malicious attack on a ship's on board systems are possible threats to the safe operation of a ship's network. To secure the ship's network, a 460-Network was designed and implemented by using a 460-Switch, 460-Nodes, and a 460-Gateway that contains firewalls and a DMZ (Demilitarized Zone) with various application servers. In addition, a 460-firewall was used to block all traffic from unauthorized networks. 460-NMS (Network Monitoring System) is a network-monitoring software application that was developed by using an simple network management protocol (SNMP) SharpNet library with the .Net 4.5 framework and a backhand SQLite database management system, which is used to manage network information. 460-NMS receives network information from a 460-Switch by utilizing SNMP, SNMP Trap, and Syslog. 460-NMS monitors the 460-Network load, traffic flow, current network status, network failure, and unknown devices connected to the network. It notifies the network administrator via alarms, notifications, or warnings in case any network problem occurs. Once developed, 460-NMS was tested both in a laboratory environment and for a real ship network that had been installed by the manufacturer and was confirmed to comply with the IEC 61162-460 requirements. Network safety and security issues onboard ships could be solved by designing a secure 460-Network along with a 460-Gateway and by constantly monitoring the 460-Network according to the requirements of the IEC 61162-460 network standard.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.479-482
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• 2011

본 논문에서는 선박 네트워크의 생존성과 효율성을 기반으로 선박 백본 네트워크의 설계 기법을 제안하였다. 현재 선박 네트워크의 표준은 IEC에서 담당하고 있으며 네트워크 생존성을 다루고 있는 표준 명세 IEC 61162-410은 이중화로 설계된 선박 네트워크가 존재한다는 가정하에 단말 기기가 이중화 네트워크를 통해 중복 프레임을 전송하여 선박 네트워크의 고생존성을 제공하기 때문에 이와 관련된 기존의 연구는 매우 미비하다. 이에 본 논문에서는 이중화 선박 백본 토폴로지 구조에 대하여 분석한 다음, 정수 선형 계획법을 사용한 선박 백본 네트워크의 최소 비용 배치 기법을 제안하였다. 그리고 정수 선형 계획 기법과 메타 휴리스틱 기법, 휴리스틱 알고리즘을 이용하여 배치된 선박백본 네트워크에서 효율적인 트래픽 할당 기법을 제안하였다. 설계한 이중화 선박 백본 네트워크의 설계 기법을 시험한 결과, 네트워크의 생존성 및 비용 효율적인 선박 네트워크의 배치와 트래픽 할당에 우수한 성능을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.701-712
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• 2012

장애 복구형 백본 네트워크에서 경로의 짧은 거리 및 빠른 전파 지연시간은 주 경로와 백업 경로의 설정시 활용될 수 있는 중요한 성능 인자이기에 이에 $k$-최단 분리 경로 개념은 이러한 백본 네트워크 환경에서 매우 중요하게 고려된다. 이에 본 논문에서는 선박 장비 간의 중복 메시지 전송 기능을 명세하는 IEC61162-410 표준이 적용된 장애 복구형 선박 백본 네트워크에서 $k$-최단 분리 경로 개념의 적합성을 비교 평가하였다. 성능 평가는 링크 용량, 주경로 및 백업 경로의 홉 및 거리, 트래픽 흐름의 균등 분포, 백업 경로의 장애 복구 시간, 그리고 물리 네트워크 토폴로지의 연결성 측면에서 수행되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권3호
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• pp.275-281
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• 2013

선박표준 네트워크는 2005년 IMO MSC 제 81차 회의에서 e-navigation을 공동 의제로 제출되었다. 2006년 MSC 81의 WG 프로그램으로 승인된 후 2008년까지 e-navigation 구현전략을 수립하기로 결정됨으로써 선박 네트워크의 표준화 작업은 본격화되었다. 이는 선박의 안전 항해 뿐 아니라 400여종의 이기종 항해통신장비 및 기관 장비를 탑재하는 선박에서의 효율적인 정보 교환을 지원하기 위한 것이기도 하다. 그 가운데 4S 네트워크는 육상과 선박, 선박과 선박사이의 무선통신을 말하며 선박과 육상 간 통신채널을 항상 연결하도록 해주는 기본이 된다. 4S 네트워크는 이를 기반으로 다양한 서비스를 제공할 수 있는 많은 활용 분야가 존재하기 때문에 향후 e-navigation이 적용되면 다양한 시장 창출이 가능할 것으로 보이나 현재 이에 대한 구체적인 기반 기술 연구나 시제품 개발은 전무한 상태이다. 본 논문에서는 육해상간 효율적이고 저렴한 통신환경을 제공하도록 하는 4S 다중매체 스위칭 서버와 육해상 정보교환 시스템을 개발하고, 구현한 시스템의 성능을 TTA(Telecommunications Technology Association) V&V(Verification and Validation) 인증을 통해 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제22권3호
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• pp.47-57
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• 2008

Many accidents occur on the oceans. Accidents involving ships can cause enormous damage. When an accident occurs, the cost of environmental restoration can bankrupt even a top-ranked international company. The potential damages resulting from ship accidents have resulted in many international agreements such as MARPOL, SOLAS, ISM Code, etc. The viability of damaged ships has become more and more important. A damaged ship's viability and cargo safety can be improved by a safety assessment design procedure. We consider th￡ shipbuilding industry's distributed characteristics to define a safety assessment system with software engineering-based requirements analysis. We used a distributed network-based simulation method (HLA - High level architecture), because of ease of reuse and expansion of existing components to other situations, and because it is a military standard. HLA is the standard for distributed network-based simulation in many countries including the United States, Canada, Israel, and Korea. The paper describes research to develop a prototype of a network-based safety assessment simulation system by software engineering based analysis.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.351-359
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• 2010

본 논문에서는 선박의 통합정보처리를 위해 표준화된 IEC 61162-4 기반 TLI 프로토콜의 전송 알고리즘을 제안하고, 제안된 알고리즘을 기반으로 프로토콜을 설계 및 구현한다. 구현된 프로토콜은 TCP/IP 기반의 프로토콜로서 IEC 61162-4에서 제안하고 있는 MAU와 LNA의 표준에 따른 통신 프로토콜이며, 클라이언트/서버 모델을 기반으로 한 네트워크 구조에서 데이터 전송이 이루어진다. 개발된 TLI 프로토콜은 하나의 호스트 내에 MAU와 LNA간의 통신과 서로 다른 호스트의 LNA 간 통신이 이루어지며, 하나의 LNA에 대해 다양한 서비스를 제공하기 위해 멀티 MAU 구조로 구현된다. 표준 규격과 제안된 전송 알고리즘에 따라 객체지향 기법을 이용하여 프로토콜 설계 및 구현이 되었으며, 실제 선박에서 사용될 수 있는 간단한 네트워크 환경에서 실험을 하여 성공적으로 데이터 송수신이 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권7호
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• pp.1377-1384
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• 2015

본 논문에서는 혼잡상황에서 발생할 수 있는 비디오 프레임 손실을 방지하기 위한 자원 관리 기법을 제안하였다. WiMedia 프로토콜은 고속의 전송속도를 지원하기 때문에, 선박 네트워크(ship area network)등과 같은 환경에서 고속의 전송률을 요구하는 실시간 멀티미디어 서비스 제공과 같은 응용분야에 적합하다. 하지만, 혼잡 상황에서는 프레임의 중요도에 관계없이 프레임을 파기하기 때문에, 동영상 전송 품질의 저하의 원인이 되기도 한다. 본 논문에서는 기존의 WiMedia 프로토콜에서는 혼잡상황을 적절하게 대처하지 못하여 발생하는 네트워크 성능저하를 해결하는 자원 관리 기법을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권2호
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• pp.183-191
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• 2013

SOLAS 선박표준 네트워크는 기계시스템 간 실시간 제어감시가 필요한 제어계측 네트워크와 운용자가 컴퓨터 모니터를 통하여 기계를 제어감시 하는 선박제어네트워크 및 외부와의 무선통신 네트워크로 구성되어 있다. 본 논문은 실시간 제어감시가 요구되는 제어계측네트워크로서 국제표준화 된 IEC 61162-3 (NMEA2000 네트워크)에 적합한 프로토콜 스택을 개발하고, 개발된 프로토콜 스택을 사용하여 기관실 모니터링시스템을 개발하였다. 개발된 기관실모니터링시스템을 NMEA에서 제공한 공식인증시험 툴을 사용하여 표준에서 요구하는 항목에 따라 약 1600여 가지의 인증시험과정을 통과하여 인증을 득하였으며 이에 관하여 기술한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권2호
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• pp.191-198
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• 2014

NMEA(National Marine Electronic Association) 2000은 선박에서 사용되는 다양한 데이터(위치정보, 엔진 상태 등)들을 다른 전자장비에 통신하기 위한 규격으로, 이 선박 네트워크를 기반으로 한 범용 게이트웨이를 구현하였다. 이를 위해 NMEA 2000 Stack(ssJ1939) source와 CAN device driver source를 다양한 통신프로토콜을 사용할 수 있는 보드에 포팅하고 CAN, RS232, USB, Ethernet port를 갖추고 있는 이 보드에 연결하였다. 개발한 게이트웨이에서 변환된 선박 데이터의 검증을 위해, PC 기반의 시뮬레이터 프로그램과 모니터링 프로그램을 이 보드에 연결하여 NMEA 2000 network를 통해 선박의 데이터를 볼 수 있게끔 구성하였다. PC의 시뮬레이터 프로그램에서 생성된 선박 데이터정보를 게이트웨이와 NMEA 2000 network를 통해 모니터링 프로그램에서 분석하고 게이트웨이의 성능을 검증하였다. 기존의 게이트웨이가 주로 단일의 특정한 통신 프로토콜을 지원하는 것에 대비하여 Wi-Fi, Ethernet, Bluetooth, USB, RS232 등 다양한 통신 프로토콜을 지원함으로써 사용자가 원하는 통신방식을 이용하여 원격에서 데이터를 모니터링 하도록 설계하고 구현하였다.