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네트워크 관리 시스템을 이용한 BACnet MS/TP 프로토콜의 실험적 성능해석
Experimental Performance Evaluation of BACnet MS/TP Protocol Using Network Management System 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.61 no.11, 2012년, pp.1676 - 1681  

박태진 (대덕대학교 전자자동화과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In network-based control system, measurement and control information is delivered by the network messages. Therefore, the performance of control system is directly affected by the performance of network system. System engineers need to evaluate the performance of network system to maintain the entir...

주제어

#BACnet MS/TP protocol   #Network management   #Experimental performance evaluation  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 BACnet을 위한 네트워크 관리 시스템 (NMS)을 이용한 실험적 성능해석 방법과 BACnet MS/TP 실험모델을 통한 성능 해석 결과들을 제시하였다. 본 실험 결과 시스템의 안정적인 동작을 보장하기 위해 시스템 엔지니어는 전체 네트워크의 트래픽 로드뿐만 아니라 각 노드의 로컬 트래픽 로드도 관측하여 관리할 필요가 있으며, 본 연구에서 제시한 NMS 및 성능 해석 방법들을 이용할 경우 별도의 부가장치 없이 온라인 상에서 실시간으로 네트워크의 성능을 분석할 수 있음을 보였다.
  • 본 연구에서는 선행연구인 [10]에서 제시한 네트워크 관리시스템(Network Management System, NMS)을 이용하여 BACnet MS/TP 네트워크 시스템의 성능을 실험적으로 해석하는 방법과 그 결과들을 제시한다. 본 연구의 결과는 실제 실험모델을 이용하여 분석한 실증적 데이터들로서 국내 BACnet 기반 빌딩 자동 제어 시스템의 개발 및 성능평가에 활용될 수 있다.

가설 설정

  • 이 경우 네트워크 트래픽은 제어 프로그램이 탑재되는 빌딩 제어기에 집중된다. 집중형 트래픽 로드 환경은 이와 같이 특정 노드에 네트워크 트래픽이 집중되는 환경을 가정한 것으로 그림 8과 같이 필드제어기로 동작하는 2번 노드부터 10번 노드에서는 트래픽 로드가 0에서 3% 로 동일하게 증가하는 동안 빌딩 제어기를 가정한 1번 노드에서는 0에서 30%로 10배의 트래픽 로드가 발생하도록 설정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BACnet은 어떠한 데이터 링크 계층 프로토콜을 선택사항으로 채택하였는가? BACnet은 다양한 통신매체를 수용하기 위하여 Ethernet, ARCnet, PTP(Point-To-Point), MS/TP(Master-Slave/Token -Passing), LonTalk, BACnet/IP, ZigBee[4], KNX[5] 등 다양한 데이터 링크 계층 프로토콜을 선택사항으로 채택함으로써 네트워크의 확장성 및 유연성을 보장하고 있다. 그러나 이렇게 다양한 네트워크의 구성과 성능을 관리하기 위한 네트워크 관리 계층 또는 네트워크 관리 기능을 규정하고 있지 않고 있어 시스템 운영자 또는 엔지니어가 하부 네트 워크 시스템의 상태를 분석하여 관리할 수 없는 한계점을 가지고 있다.
NMS는 어떠한 문제점을 극복하기 위해 소개되었는가? BACnet은 다양한 통신매체를 수용하기 위하여 Ethernet, ARCnet, PTP(Point-To-Point), MS/TP(Master-Slave/Token -Passing), LonTalk, BACnet/IP, ZigBee[4], KNX[5] 등 다양한 데이터 링크 계층 프로토콜을 선택사항으로 채택함으로써 네트워크의 확장성 및 유연성을 보장하고 있다. 그러나 이렇게 다양한 네트워크의 구성과 성능을 관리하기 위한 네트워크 관리 계층 또는 네트워크 관리 기능을 규정하고 있지 않고 있어 시스템 운영자 또는 엔지니어가 하부 네트 워크 시스템의 상태를 분석하여 관리할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 특히 빌딩 자동제어 시스템의 경우 제어기에 탑재되는 응용 프로그램의 동작, 스케줄, 계절, 날씨, 이벤트, 알람 등 시스템의 운용 조건에 따라 그 동작이 달라지며 이에 따라 하부 네트워크 시스템의 동작과 성능도 시시각각 변하게 된다. 따라서 시스템 엔지니어가 일일이 수작업으로 시스템의 성능을 분석하여 관리한다는 것은 거의 불가능한 일이다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 [10]에서는 기존 BACnet 규격을 준수하면서 별도의 부가 장치 없이 BACnet 네트워크 시스템의 성능을 관리할 수 있는 네트워크 관리 시스템(NMS)의 개념과 그 구현방법에 대해 소개하였다.
BACnet란? BACnet(Building Automation And Control Network)은 빌딩 자동화 및 제어 시스템에서 장치들 간의 데이터 통신을 규정하기 위해 개발된 빌딩 자동 제어 전용 데이터 통신 프로토콜이다[1]. BACnet은 1995년 미국의 냉난방공조학회인 ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers)에 의해 최초로 규격이 발표되었으며, 같은 해에 미국 ANSI 표준으로 등록되었다.
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참고문헌 (11)

  1. ANSI/ASHRAE Standard 135-2008, BACnet: A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks, American Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Engineers Inc. (ASHRAE), Atlanta, GA, 2008. 

  2. KS X 6909, 빌딩 자동화 및 제어 통신망, 한국표준협회, 1999. 

  3. ISO 16484-5, Building Automation and Control Systems-Part 5. Data Communication Protocol, ISO, Washington, DC, 2003. 

  4. ANSI/ASHRAE Addendum q to ANSI/ASHRAE Standard 135-2008: Annex X, BACnet over ZigBee as a Datalink layer, ANSI/ASHRAE, Atlanta, GA, 2000. 

  5. KNX Specification, Version 1.1, Konnex Association, Diegem, 2004. 

  6. S.T. Bushby, H.M. Newman, M.A. Applebaum, NISTIR 6392, GSA Guide to Specifying Interoperable Building Automation and Control Systems Using ANSI/ASHRAE Standard 135-1995, BACnet, ANSI/ASHRAE, Atlanta, GA, 2000. 

  7. 박태진, 홍승호, "BACnet MS/TP 필드제어기 프로토타입 및 MS/TP 네트워크 감시 장치의 설계 및 구현", 전기학회논문지 제56D권, 제4호, pp. 799-808, 2007. 4. 

  8. Taejin Park, Won Seok Song and Seung Ho Hong "Experimental Performance Evaluation of BACnet MS/TP Protocol", International Journal of Control, Automation, and Systems, vol. 7, no. 5, pp.584-593, October 2007. 

  9. Tae-Jin Park, Seung Ho Hong, "Experimental Case Study of a BACnet-Based Lighting Control System", IEEE Trans. on Automation Science and Engineering, vol. 6, no. 2, APRIL 2009. 

  10. 박태진 "BACnet을 위한 네트워크 관리 시스템의 설계 및 구현", 전기학회논문지 제58권, 제11호, pp. 2253-2260, 2009. 11. 

  11. 박태진 "BACnet MS/TP 프로토콜의 실험적 성능해석 방법에 관한 연구", 2011 대한전기학회 하계학술대회 논문집, pp. 1744-1745, 2011. 11. 

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