본 논문에서는 선박의 통합정보처리를 위해 표준화된 IEC 61162-4 기반 TLI프로토콜의 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.
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.
In this paper, we propose a transmission algorithm of the TLI protocol of the IEC 61162-4 standard to perform the e-Navigation on ship, and we design and implement the TLI protocol according to the proposed algorithm. The implemented protocol is a TCP/IP based protocol, and is a network protocol wit...
In this paper, we propose a transmission algorithm of the TLI protocol of the IEC 61162-4 standard to perform the e-Navigation on ship, and we design and implement the TLI protocol according to the proposed algorithm. The implemented protocol is a TCP/IP based protocol, and is a network protocol with the MAU and LNA components proposed in the IEC 61162-4 standard. In addition, it makes a data transmission over the network architecture based on client/server network model. In the implemented protocol, there are a communication between the MAU and the LNA in one host, and also a communication between the LNA and the LNA in each other hosts. In order to provide a variety of service in a host, every client host has a LNA and multiple MAUs. According to the standard specification and the proposed transmission algorithm, we designed and implemented the TLI protocol using object-oriented mechanism. We carried out the experiment under a simple network model similar to real ship environment, and confirmed that it successfully transmits and receives data between the hosts.
In this paper, we propose a transmission algorithm of the TLI protocol of the IEC 61162-4 standard to perform the e-Navigation on ship, and we design and implement the TLI protocol according to the proposed algorithm. The implemented protocol is a TCP/IP based protocol, and is a network protocol with the MAU and LNA components proposed in the IEC 61162-4 standard. In addition, it makes a data transmission over the network architecture based on client/server network model. In the implemented protocol, there are a communication between the MAU and the LNA in one host, and also a communication between the LNA and the LNA in each other hosts. In order to provide a variety of service in a host, every client host has a LNA and multiple MAUs. According to the standard specification and the proposed transmission algorithm, we designed and implemented the TLI protocol using object-oriented mechanism. We carried out the experiment under a simple network model similar to real ship environment, and confirmed that it successfully transmits and receives data between the hosts.
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문제 정의
본 논문에서는 선박 내 장치 및 시스템 간 통합을 이루기 위하여 MiTS 네트워크 기술 관련 표준인 EC (International Electrotechnical Commission) 61162-4 표준안에 서 제시하고 있는 프로토콜 구조를 분석하고, 효율적인 데이터 전송이 이루어질 수 있는 전송 알고리즘을제안한다. 또한 표준안에서 제시한 프로토콜 구조 하에서 제안된 전송 알고리즘을 적용한 TLI(Transport Layer Interface) 프로토콜을 설계하고 객체지향기법을 사용하여 구현한다.
본 논문에서는 선박 통신 프로토콜 표준인 IEC 61162-4 기반 TU 프로토콜의 전송 알고리즘을 제안하고, 제 안된 알고리즘을 기반으로 프로토콜을 설계 및 구현하였다. 구현된 프로토콜은 IEC 61162-4 표준의 MAU 와 LNA간 통신 기능을 담당하는 TLI 프로토콜을 표준내용을 충실히 따르면서 TCP/IP 기반의 프로토콜로 설계 및 구현되었다.
제안 방법
TP_REQ와TP_CON상태에서는 연결 종료와에러이 벤트가 발생할 수 있으며, 이 러한 이 벤트가 발생할 경우 프로그램이 종료가 되거나 TP_DEF 상태로 전이된다. BEC 61162-4 표준에서는 TP.ERROR 상태와 TP_CLOSE 상태 를 따로 제 시 하고 있지만, 본 논문에 서는 효율적인 구현을 위해에 러처 리부분과 종료부분의상태를 따로 두지 않고 수신 상태도와 비슷한 형태로 재구성하였다.
네트워크에서호스트는 Gateway, APP, Server 3 개가 있으며, 앞서 기술한 전송 알고리즘과 비교했을 때 Gateway와 APP는 클라이 언트에 속하며, Server는 서버에 해당된다. Gateway와 APP는 멀티 MAU 프로세스를 가지며, 단일 LNA 프로세스에서 멀티 스레드를 이용하여 멀티 MAU를 처리하도록 구현하였다. 반면에 서버는 단일 MAU 프로세스와단일 LNA 프로세스를 가지며, 각클라이 언트의 멀티 데이터 서비스를 처리하기 위해 MAU와 LNA는 멀티 스레드를 이용하여 구현하였다.
구현된 프로토콜은 IEC 61162-4 표준의 MAU 와 LNA간 통신 기능을 담당하는 TLI 프로토콜을 표준내용을 충실히 따르면서 TCP/IP 기반의 프로토콜로 설계 및 구현되었다. 프로토콜 구현을 위해 객체지향 기법을 이용하였으며, 간단한 네트워크 환경에서 실험 한 결과 성공적으로 데이터 송수신이 됨을 확인할 수 있었다.
또한 표준안에서 제시한 프로토콜 구조 하에서 제안된 전송 알고리즘을 적용한 TLI(Transport Layer Interface) 프로토콜을 설계하고 객체지향기법을 사용하여 구현한다.
Gateway와 APP는 멀티 MAU 프로세스를 가지며, 단일 LNA 프로세스에서 멀티 스레드를 이용하여 멀티 MAU를 처리하도록 구현하였다. 반면에 서버는 단일 MAU 프로세스와단일 LNA 프로세스를 가지며, 각클라이 언트의 멀티 데이터 서비스를 처리하기 위해 MAU와 LNA는 멀티 스레드를 이용하여 구현하였다. 그림 13과 같은 네트워 크 하에서 구현된 프로토콜을 이용하여 데이터 전송 실험을하였다.
본 논문에서는 제안된 전송 알고리즘과프로토콜 설계 부분을 기반으로 프로토콜을 구현하였다. 효율적 인프로토콜 구현을 위하여 객체지향기 법을 이용한 통신프로토콜 구현기법[8]을 적용하였으며, 프로토콜 구현환경은 Visual Studio 2008에서 객체지향 언어인 C++를이용하였다.
클라이언트의 LNA와 서버의 ENA 간에 연결 설정이이루어진 이후에 클라이언트로부터 데이터 요청 메시지를 수신하면 서버 MMJ와 이전에 연결 설정이 이루어졌는지 검사한다. 만약 연결 설정이 이루어져 있으면, 설정된 연결로 데이터 요청 메시지를 전송하고 수신 대기상태를 유지한다.
이론/모형
부분을 기반으로 프로토콜을 구현하였다. 효율적 인프로토콜 구현을 위하여 객체지향기 법을 이용한 통신프로토콜 구현기법[8]을 적용하였으며, 프로토콜 구현환경은 Visual Studio 2008에서 객체지향 언어인 C++를이용하였다. 그림 11과 12는 앞서 기술한 TLI의 전송부분과 수신부분에 해당되는 클래스 다이어그램을 나타낸 것이다.
성능/효과
실험 결과에서 제안된 전송 알고리즘과 표준에 따라 설계된 프로토콜이 전송 상태에 맞게 데이터 전송이 정상적으로 이루어 짐을 볼 수 있었다.
구현된 프로토콜은 IEC 61162-4 표준의 MAU 와 LNA간 통신 기능을 담당하는 TLI 프로토콜을 표준내용을 충실히 따르면서 TCP/IP 기반의 프로토콜로 설계 및 구현되었다. 프로토콜 구현을 위해 객체지향 기법을 이용하였으며, 간단한 네트워크 환경에서 실험 한 결과 성공적으로 데이터 송수신이 됨을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 알고리즘과 구현된 프로토콜은 다양한 장치들로부터 생성된 데이터를 통합적인 관리가요구되 는 e-Navigation에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기 대된다.
후속연구
프로토콜 구현을 위해 객체지향 기법을 이용하였으며, 간단한 네트워크 환경에서 실험 한 결과 성공적으로 데이터 송수신이 됨을 확인할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 알고리즘과 구현된 프로토콜은 다양한 장치들로부터 생성된 데이터를 통합적인 관리가요구되 는 e-Navigation에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기 대된다.
IMO, Maritime Safety Committee 81st Session, Agenda Item 23, Development of an E-Navigation Strategy, 2005.
IEC 61162-4: Maritime Navigation and Radiocommunication Equipment and Systems-Digital Interfaces-Multiple Talkers and Multiple Listeners-Ship Systems Interconnection, 2001.
NMEA 2000: Standard for Serial-Data Networking of Marine Electronic Devices, 2004.
H. Gamma, R. Helm, R. Johnson, and J. Vlissides, "Design Patterns: Elements of Reusable Objected-Oriented Software", Addison-Wesley, 1994.
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