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2007. 5.31.~ 6. 1.

○ ○ ○ ○ ○ 기술 개발

기술기획TFT 1차 회의

<2008<2008년도년도 전략대상과제전략대상과제 제안서제안서>>Design issues of ship to ship communicationfor e-navigation services

Design issues of ship to ship communicationfor e-navigation services

장병태([email protected])

조선융합플랫폼연구팀

자동차/조선 IT융합연구부

융 합 기 술 연 구 부 문


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목 차

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E-navigation을 위한 해상통신 기술의 과제4

E-navigation 개요1

해상 통신 현황 및 문제점2

해상 통신 기술 개발 현황3

결 론5


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E-navigation 개요 (1/5)E-navigation 개요 (1/5)

• ‘e-Navigation is the harmonised collection, integration, exchange, presentation and analysis of maritime information onboard and ashore by electronic meansto enhance berth to berth navigation and related services, for safety and security at sea and protection of the marine environment’

• e-Navigation이란 해상환경의 보호와 해상에서의 안전및 보안을 위해 선상과 육상에서 전자적 수단을 이용하여 해양 정보를 조화롭게 수집, 통합, 교환, 표현, 분석함으로써 선박의 출항에서 정박까지의 항해 및 관련 서비스를 향상시키는 것으로 항해와 관련된 전자적 수단을도입하겠다는 것이다.

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* IMO(국제해사기구) : International Maritime Organization


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• 2006 IALA establishes dedicated e-NAV committee• 2006 Establishment of IMO Correspondence Group • 2007-2010 A number of International forum and

working groups discuss e-Navigation

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• 2010 User requirements• 2011 Gap analysis• 2011-2012 Risk analysis• 2011-2012 Cost Benefit analysis• 2012 Implementation Plan

* IALA(국제항로표지협회) : International Association of Lighthouse Authorities


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• e-Navigation• Aids to Navigation Management• VTS (Vessel Traffic Service)• Engineering, Environment, Preservation


• Approaching 100 members• Maritime authorities, pilots, ship-owners,

hydrographers, equipment manufacturers• Engineers, mariners, system developers• 6 working groups 5


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4- Communications

1- Operations 2- PNT 3- AIS Technical

5- Architecture 6- Portrayal

* PNT : Positioning, Navigation and Timing

* AIS(선박자동식별장치) : Automatic Identification System


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• Maritime Radio Communications Plan• Inputs to ITU-R and IMO for WRC

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• Need for global broadband?• Mesh networks• VHF congestion• Digital HF• LRIT, Future AIS

* ITU-R : ITU Radio-communication Sector

* ITU(국제전기통신연합) : International Telecommunication Union

* WRC(광대역무선통신) : Wideband Radio Communication

* LRIT(선박장거리위치추적제도) : Long-Range Identification and Tracking of ships


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해상통신 현황 및 문제점 (1/4)해상통신 현황 및 문제점 (1/4)

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4S Communication: Ship to Shore, Ship to Ship CommunicationSAR : Search & RescueAtoN : Aids to NavigationVTS : Vessel Traffic ServiceENC: Electronic Navigational Chart

4S Communication: Ship to Shore, Ship to Ship CommunicationSAR : Search & RescueAtoN : Aids to NavigationVTS : Vessel Traffic ServiceENC: Electronic Navigational Chart

Indiscreet

Application

Of Technology

Incompatibility,

Obstruction

Of Safe Navigation

Networkable

Equipment,

System Integration

Prevent accidentPrevent accident

by human errorby human error

HHarmonized electronicarmonized electronic

commscomms sserviceservices

Remote MonitorRemote Monitoringing

ee--Navigation Navigation ImplementationImplementation

InternationalInternational

StandardsStandards

Decision Decision

Making AidsMaking Aids

IntegrateIntegrate

InformationInformation4S4S CommsComms

Shipborne EquipmentRadar, ECDIS, AIS, GPS, etc.

Shore-based ServicesVTS, SAR, AtoN, AIS,Internet, ENC


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ee--NavigationNavigation

InformationInformation

PresentationPresentation

CommunicationCommunication

HighlyHighlydevelopeddevelopedDigitalDigital

CommunicationCommunication


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Data rate(Bandwidth)

Coverage Cost

위 성 통신

해양에서의 통신 인프라

지상 통신 기술

ExpensiveLimitative

Insufficient

Regional


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This requires rapid standardization,This requires rapid standardization,if it is going to be used in eif it is going to be used in e--Navigation !Navigation !

WiMAXWiMAX WiFiWiFi/WLAN/WLAN

GSM/EDGE/UMTS GSM/EDGE/UMTS 3G/LTE3G/LTE Digital VHF (DDigital VHF (D--VHF, VDL…)VHF, VDL…)

CDMA 450 (ref. ICE)CDMA 450 (ref. ICE)Reclaimed VHF/UHF TVReclaimed VHF/UHF TV--bands ?bands ?•• VHF/UHFVHF/UHF--WiMAXWiMAX (?)(?)

Hybrid wireless solutions (with seamless handover and roaming)Hybrid wireless solutions (with seamless handover and roaming)



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해상통신 기술 개발 현황 (1/8)해상통신 기술 개발 현황 (1/8)

• Maritime Navigation Information Service.• EU 에서 2002 -2006 년 까지 수행• EU의 6th Framework Programme 프로젝트중의 하나로

정부 기관, 연구소, 대학등 56개 기관으로 구성• 5개의 cluster 로 나누어 해양정보관리, 안전하고 효율적

인 항해 를 위한통신, 정보시스템의 지원, 환경보호, 항구의 안전, 선내 정보처리 등 다양한 주제에 대한 연구를수행

• 각각의 cluster는 다수의 Working Package 로 나누어 활동, Test Bed 를 만들어 개발된 기술을 시험


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• Projects under the EU Baltic Sea Regional Programme• 16 partners from Denmark, Sweden, Norway, Finland,

Poland and Estonia• Lead partner; Danish Maritime Safety Administration• Timeframe 2009 – 2011 (with a possible extension of

two years)• Main work package on e-Navigation test bed in the

Baltic Sea


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Ship Shore

ee-INS

AISGPS

Com box

pilot plug

ethernet

Satellite

VHFdata

GSM

Internet

VTSAIS, route exchange

Other shipAIS

route exchange

e-Navigation service providerMETOC, MSI, Ice

AIS, area notice, environmental

Other service provider (wind)



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• 2007년 싱가포르 항만청과 정보개발청이 공동으로 추진• 3년간 총 500억 규모 (2010년 8월 완료)• 포스데이터와 큐맥스는 주롱(Jurong), 파시르판장(Pasir

Panjang), 판종 파거(TanJong Pagar), 투아스(Tuas) 등 주요 항만과 반경 15Km에 이르는 해상 지역에 와이브로핫존(Hot Zone)을 구축

• 인터넷 검색, 이메일 확인, VOD 등과 같은 무선 인터넷서비스 제공

• 전자항해차트(ENC) 실시간 업데이트, 엔진상태 점검, 영상보안서비스 등 제공

• Qmax는 2008년 첫해 동안 512Kbps 속도의 무선 데이터 엑세스 서비스 무료 제공


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* 투아스(Tuas), 주롱(Jurong), 파시르 판장(Pasir Panjang), 탄종 파거(Tanjong Pagar)


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LAN

Inmarsat

MF/HF

VHF

CDMA

WLAN

LAN

MiTSDatabaseServer

MiTSDatabaseServer PC

Internet

Shore Server

AIS AIS

MF/HF

VHF

CDMA

WLAN

Ship Server

Shipborne Shore-based

* AITASC(차세대IT선박융합기술개발센터, 한국해양대학교) : ADVANCED IT & SHIP CONVERGENCE CENTER

* MiTS : Marine Information Technology Standard


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E-navigation을 위한 해상 통신 기술 개발의 과제E-navigation을 위한 해상 통신 기술 개발의 과제

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ASAS--IS (IS (현재현재 상황상황)) TOTO--BE (BE (발전발전 방향방향))

위성통신 : 유일한 선박데이터 통신 Inmarsat

• 협대역, 저속(최대속도: 432kbps)• 요금: 사용량 대비 고가(FB250 기준)

• 제한된 서비스, 기본 데이터 업데이트

VSAT• 고속(1Mbps)• 고비용(정액제: 4백만원 이상/월)

광대역 선박 데이터 통신• 광대역, 고속(2Mbps 이상)

• 27,000원/50GB(현재)

• 선박내 멀티미디어 서비스 선박통신장치 통합화

• Seamless 멀티대역 통신

• 선내외 장치 통합 추세

※ VSAT(Very Small Aperture Terminal) FB(Fleet Broadband)

구분 음성 데이터

요금 2,520원/분 17,408원/1MB

※ 그림 출처: The 5th International Symposium on Embedded Technology, 2010.


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• 해상 광대역 무선통신 시스템 개발

• 해안으로부터 100km 통신거리 / 대역폭 1~5Mbps 급

• 멀티 대역 제어장치 개발

• 채널 상태에 따른 MaBro/WCDMA/위성통신/VHF/HF/MF 통신 시스템 전환

Multi Directional Outdoor ANT

PO

WER

보드

Master C

ontro

ller

WCD

MA 보

드

MaB

ro모

뎀보

드

Legacy N

etwork

RF 보

드

BUS Rack

Legacy terminal

DGPS

InmarsatVSAT

MF/HF/VHF

Console

< 해상광대역 무선통신 시스템 구성 >

* MaBro: Maritime Broadband wireless communication system

< 멀티대역 제어 시스템 구성 >

E-navigation을 위한 해상 통신 기술 개발의 과제E-navigation을 위한 해상 통신 기술 개발의 과제


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이슈 및 결론이슈 및 결론

• 국제간 호환성 (선박의 이동성)– 어떤 통신방식을 채택할 것인지? Wibro, LTE….

• 어느 정도까지의 커버리지? ~100km- 대형선박 : 원양-위성?, 소형선박 : 연근해 – 홉핑

• E-Navigation서비스를 충족하기 위한 대역폭은? : 1-5Mb

• 기타 : hop을 어떻게 .. Buoy, 소형선박…

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