항공기의 Fly-By-Wire , Auto-Pilot, HUD(Head Up Display), HMD(Helmet Mounted Display) 등과 같은 다양한 컴퓨팅의 요구가 증대 되고 있다. 그에 따라 과거 사용하였던 ARINC 429, MIL-STD-1553등과 같은 네트워크 표준보다 훨씬 더 많은 대역폭을 요구하는 네트워크 표준로의 변화를 가져오게 되었다. 기존의 항공 네트워크는 연방 형 시스템으로서, 하나의 LRU(Line Replaceable Unit)과 다른 LRU들이 서로 간의 연결이 되어 있는 형태로서, 시간이 지날수록 항공 네트워크에 사용되는 장치들이 늘어가고 그에 따라서 항공기의 무게 증가, 유지보수 적인 측면에서의 고비용 등 여러 가지 문제를 야기 하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근의 ...
항공기의 Fly-By-Wire , Auto-Pilot, HUD(Head Up Display), HMD(Helmet Mounted Display) 등과 같은 다양한 컴퓨팅의 요구가 증대 되고 있다. 그에 따라 과거 사용하였던 ARINC 429, MIL-STD-1553등과 같은 네트워크 표준보다 훨씬 더 많은 대역폭을 요구하는 네트워크 표준로의 변화를 가져오게 되었다. 기존의 항공 네트워크는 연방 형 시스템으로서, 하나의 LRU(Line Replaceable Unit)과 다른 LRU들이 서로 간의 연결이 되어 있는 형태로서, 시간이 지날수록 항공 네트워크에 사용되는 장치들이 늘어가고 그에 따라서 항공기의 무게 증가, 유지보수 적인 측면에서의 고비용 등 여러 가지 문제를 야기 하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근의 항공전자 시스템은 항공기에 탑재되는 독립적인 장비를 대신해 장비의 기능을 모듈형 으로 통합하여 효율적으로 관리하는 통합모듈 형 개념인 IMA(Intergrated Modular Avionics) 시스템으로 발전 하였다. IMA 시스템은 그전의 통합형 시스템과는 달리 파티셔닝으로 각각의 파트로 나누어서 통제부에서 모두를 통제하는 개념으로써, 항공기의 공간, 무게 그리고 전력을 줄일 수 있으며 다른 시스템에 적용하거나 성능 개발이 용이하여 유지보수 및 개발 비용을 절약 할 수 있다. 하지만 기존의 1:1 연결에서 하나의 물리적 라인을 공유하는 구조로의 변경이 항공기 네트워크에서 중요한 요소인 Deterministic 특성을 만족하는데 어려움이 따르게 되었지만, 현재에 이르는 ARINC664 표준이 개발 되었다. ARINC664는 Full-Duplex switched Ethernet 기술을 사용함으로써, 기존의 2Mpbs의 ARINC629보다 50배의 고속인 100Mbps에서 최대 1Gbps까지 지원한다. 이 FDX 기술은 충돌현상이 있던 기존의 CSMA/CD 이더넷 방식과 달리 점대점 연결이 가능하다. AFDX는 비행 제어, 조종석 항공, 에어컨, 전력시설, 연료시스템, 착륙기어 및 다양한 항공 전자의 백본망으로 사용되어지며 현재 Airbus A380, Boeing 787 , Airbus A400M, Sukhoi 등에서 사용되고 있으며 차세대 전투기 및 IMA시스템을 구축하기 위한 최적의 솔루션으로 평가 받고 있다. 실제 A380의 경우에는 수 많은 스위치가 물리적 링크로 연결되어 있다. 그 물리적 링크 내에 또한 수 많은 가상링크가 데이터를 유통 시키고 있고 각 스위치를 통과하게 된다면 환경설정이 다른 결과를 가지고 있다. 본 논문에서는 항공 시스템에서 사용되는 특성인 가상링크의 BAG(Bandwidth Allocation Gap)과 MTU(Maximum Transfer Units)의 특성 값을 조절하여 , 다수의 스위치에서 각각의 가상링크 별 최적의 설정 값 도출을 위한 방법을 제안한다. 항공 네트워크의 단말에서 사용되는 파라미터인 BAG와 MTU는 시스템이 가동되기 전에 미리 설정 되어 설정 테이블에 저장이 되며, 시스템이 구동이 된 뒤에는 테이블에 저장된 값이 변하지 않고 참조만 된다. 여기서 BAG와 MTU는 각각의 응용프로그램에서 발생이 PL(Payload)와 MTC(Maximum Transfer Cycle)에 따라서 변하게 되는데, 각 스위치 별로 지나가게 되는 가상링크 가 다르게 되고 , 또한 PL과 MTC의 값을 전송하는 ES(End System)가 달라 대역폭을 적게 사용할 수 있는 Best Case의 BAG와 MTU 세트를 찾는 것이 매우 어렵게 된다. 이에 Brute-Force 방식과 Back-Tracking , Worst Case Fixed 방식을 제안함으로써 각 가상링크 별 최적의 세트 값을 찾을 수 있으며 다양한 성능평가를 통해 알고리즘의 분석을 하였다. 알고리즘에 따라 가장 빠른 시간 내 결과를 도출, 대역폭을 가장 적게 사용하는 결과를 도출, 추출 확률에 대해 분석 되었다.
항공기의 Fly-By-Wire , Auto-Pilot, HUD(Head Up Display), HMD(Helmet Mounted Display) 등과 같은 다양한 컴퓨팅의 요구가 증대 되고 있다. 그에 따라 과거 사용하였던 ARINC 429, MIL-STD-1553등과 같은 네트워크 표준보다 훨씬 더 많은 대역폭을 요구하는 네트워크 표준로의 변화를 가져오게 되었다. 기존의 항공 네트워크는 연방 형 시스템으로서, 하나의 LRU(Line Replaceable Unit)과 다른 LRU들이 서로 간의 연결이 되어 있는 형태로서, 시간이 지날수록 항공 네트워크에 사용되는 장치들이 늘어가고 그에 따라서 항공기의 무게 증가, 유지보수 적인 측면에서의 고비용 등 여러 가지 문제를 야기 하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근의 항공전자 시스템은 항공기에 탑재되는 독립적인 장비를 대신해 장비의 기능을 모듈형 으로 통합하여 효율적으로 관리하는 통합모듈 형 개념인 IMA(Intergrated Modular Avionics) 시스템으로 발전 하였다. IMA 시스템은 그전의 통합형 시스템과는 달리 파티셔닝으로 각각의 파트로 나누어서 통제부에서 모두를 통제하는 개념으로써, 항공기의 공간, 무게 그리고 전력을 줄일 수 있으며 다른 시스템에 적용하거나 성능 개발이 용이하여 유지보수 및 개발 비용을 절약 할 수 있다. 하지만 기존의 1:1 연결에서 하나의 물리적 라인을 공유하는 구조로의 변경이 항공기 네트워크에서 중요한 요소인 Deterministic 특성을 만족하는데 어려움이 따르게 되었지만, 현재에 이르는 ARINC664 표준이 개발 되었다. ARINC664는 Full-Duplex switched Ethernet 기술을 사용함으로써, 기존의 2Mpbs의 ARINC629보다 50배의 고속인 100Mbps에서 최대 1Gbps까지 지원한다. 이 FDX 기술은 충돌현상이 있던 기존의 CSMA/CD 이더넷 방식과 달리 점대점 연결이 가능하다. AFDX는 비행 제어, 조종석 항공, 에어컨, 전력시설, 연료시스템, 착륙기어 및 다양한 항공 전자의 백본망으로 사용되어지며 현재 Airbus A380, Boeing 787 , Airbus A400M, Sukhoi 등에서 사용되고 있으며 차세대 전투기 및 IMA시스템을 구축하기 위한 최적의 솔루션으로 평가 받고 있다. 실제 A380의 경우에는 수 많은 스위치가 물리적 링크로 연결되어 있다. 그 물리적 링크 내에 또한 수 많은 가상링크가 데이터를 유통 시키고 있고 각 스위치를 통과하게 된다면 환경설정이 다른 결과를 가지고 있다. 본 논문에서는 항공 시스템에서 사용되는 특성인 가상링크의 BAG(Bandwidth Allocation Gap)과 MTU(Maximum Transfer Units)의 특성 값을 조절하여 , 다수의 스위치에서 각각의 가상링크 별 최적의 설정 값 도출을 위한 방법을 제안한다. 항공 네트워크의 단말에서 사용되는 파라미터인 BAG와 MTU는 시스템이 가동되기 전에 미리 설정 되어 설정 테이블에 저장이 되며, 시스템이 구동이 된 뒤에는 테이블에 저장된 값이 변하지 않고 참조만 된다. 여기서 BAG와 MTU는 각각의 응용프로그램에서 발생이 PL(Payload)와 MTC(Maximum Transfer Cycle)에 따라서 변하게 되는데, 각 스위치 별로 지나가게 되는 가상링크 가 다르게 되고 , 또한 PL과 MTC의 값을 전송하는 ES(End System)가 달라 대역폭을 적게 사용할 수 있는 Best Case의 BAG와 MTU 세트를 찾는 것이 매우 어렵게 된다. 이에 Brute-Force 방식과 Back-Tracking , Worst Case Fixed 방식을 제안함으로써 각 가상링크 별 최적의 세트 값을 찾을 수 있으며 다양한 성능평가를 통해 알고리즘의 분석을 하였다. 알고리즘에 따라 가장 빠른 시간 내 결과를 도출, 대역폭을 가장 적게 사용하는 결과를 도출, 추출 확률에 대해 분석 되었다.
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