국제민간항공기구(ICAO)는 ASBU(Aviation System Block Upgrade)를 통해서 2013년부터 20년간 항공관련 데이터 시스템의 성능을 향상시키는 프로그램을 채택하였다. 프로그램의 일부분으로써 SWIM(System Wide Information Management) 기술 개발을 통한 항공통신 데이터를 종합 관리하는 망에 대한 연구개발은 미국, 유럽 선진국들을 중심으로 진행 중이다. 이에 따라, 본 논문에서는 선진국들의 개발 동향과 대등한 기술개발을 위해 SOA(Service Oriented Architecture) 개념을 적용한 항공 데이터 서비스 아키텍처 기술개발, 항공 데이터의 종합적 관리를 위한 미래형 데이터 관리 모델 개발, 기존의 항공 데이터 시스템과 연동을 위한 어댑터 기술 개발을 통하여 사용자 중심의 항공데이터 종합 관리망 기술을 개발하는 방법에 기반한 테스트베드 구축 방안을 제안한다.
국제민간항공기구(ICAO)는 ASBU(Aviation System Block Upgrade)를 통해서 2013년부터 20년간 항공관련 데이터 시스템의 성능을 향상시키는 프로그램을 채택하였다. 프로그램의 일부분으로써 SWIM(System Wide Information Management) 기술 개발을 통한 항공통신 데이터를 종합 관리하는 망에 대한 연구개발은 미국, 유럽 선진국들을 중심으로 진행 중이다. 이에 따라, 본 논문에서는 선진국들의 개발 동향과 대등한 기술개발을 위해 SOA(Service Oriented Architecture) 개념을 적용한 항공 데이터 서비스 아키텍처 기술개발, 항공 데이터의 종합적 관리를 위한 미래형 데이터 관리 모델 개발, 기존의 항공 데이터 시스템과 연동을 위한 어댑터 기술 개발을 통하여 사용자 중심의 항공데이터 종합 관리망 기술을 개발하는 방법에 기반한 테스트베드 구축 방안을 제안한다.
International Civil Aviation Organization adopted the program to improve performance of aviation-related data systems through the ASBU for 20 years from 2013. Research and development for integrated management network of aeronautical telecommunication data through SWIM(System Wide Information Manage...
International Civil Aviation Organization adopted the program to improve performance of aviation-related data systems through the ASBU for 20 years from 2013. Research and development for integrated management network of aeronautical telecommunication data through SWIM(System Wide Information Management) technology which is part of program, are being progressed in the United States and European countries. Therefore, in this paper, we suggest a method of testbed implementation based on technology of aeronautical data services architecture applied the concept of SOA(Service Oriented Architecture), development of future data management model for integrated management of aeronautical data, and development of user-centric integrated aeronautical data management network through adapter technology for interoperating legacy aeronautical data system to develop even technology with development trends of advanced countries.
International Civil Aviation Organization adopted the program to improve performance of aviation-related data systems through the ASBU for 20 years from 2013. Research and development for integrated management network of aeronautical telecommunication data through SWIM(System Wide Information Management) technology which is part of program, are being progressed in the United States and European countries. Therefore, in this paper, we suggest a method of testbed implementation based on technology of aeronautical data services architecture applied the concept of SOA(Service Oriented Architecture), development of future data management model for integrated management of aeronautical data, and development of user-centric integrated aeronautical data management network through adapter technology for interoperating legacy aeronautical data system to develop even technology with development trends of advanced countries.
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문제 정의
따라서 본 논문은 현재 우리나라에서 독립적으로 구축되어 사용되고 있는 항공기내 통신, 항공기와 지상 간의 통신 그리고 지상 기관간 통신을 ASBU 개념에 부합하며 인터넷 통신망을 기본으로 하는 항공데이터 종합 관리망에 대한 테스트베드 구축 방안에 대해 제안한다.
본 논문에서는 항공 데이터 종합 관리망 구축을 위한 테스트베드의 환경과 계획을 연구하고, 레거시 항공관제시스템, 항공정보시스템, 기상시스템과의 연동성테스트를 위한 전략을 수립하여 핵심기능을 수반하는 테스트베드를 분석하고 설계하였다. 제안한 테스트베드 구축안을 이용하여 누구나 필요시 이용 가능한 국제 표준의 항공 데이터 종합 관리 기술 개발한다면 차세대 인프라 망 환경에 적합한 미들웨어 및 애플리케이션 개발로 사용자가 원하는 정보를 적시에 제공할 수 있게 될 것이며, 이를 국제 표준화하여 국가 경쟁력을 강화 시킬 수 있을 뿐 만 아니라 국가별 환경에 적합하게 수정 가능한 애플리케이션 개발을 통한 수출 시장 개척에도 기여할 수 있을 것이다.
제안 방법
ASBU(Aviation System Block Upgrade)는 항공기의 안전 운항과 시스템의 성능을 개선하기 위한 마스터 플랜으로서 2012년 ANC/12 회의에서 공역의 상호운용에 관한 국제적 필요성을 강조하고 이를 추진하기 위한 프로그램으로 가동되었으며 비행기와 지상 장비에 대한 운용규정과 승인계획을 통하여 측정가능하고 명확히 규정된 목표를 실현하는데 있다. ASBU의 발전 방향은 2013년부터 2028년까지 5년 단위 Block 4개 (Block 0, Block1, Block2, Block3)로 구성되며 4가지 영역 (PIA : Performance Information Area)로 나뉘어져 있는데 이 4가지 영역 중 국제적으로 상호 운용되는 SWIM과 데이터를 다루는 PIA2가 본 논문에서 다루고자 하는 내용의 기반이 된다. 또한, 그림 1과 같이 Block과 PIA내의 구성요소를 모듈이라 하며, Block간의 모듈 연계를 Thread라고 한다[2].
위에서 제안된 SWIM 로컬 서버를 이용한 항공 데이터 종합 관리 망의 기능을 확인해보고 테스트 할 수 있는 테스트 베드를 구축한다. 테스트 베드는 SWIM에서 고려하고 있는 초기의 데이터인 AXIM, WXXM, FIXM 에 대해서 각각 실제 데이터를 기반으로 저장되어있는 서버들을 3대로 설정을 하였고 추가적으로 센서 관련된 서버를 하나 더 장착을 하였다.
위에서 제안된 SWIM 로컬 서버를 이용한 항공 데이터 종합 관리 망의 기능을 확인해보고 테스트 할 수 있는 테스트 베드를 구축한다. 테스트 베드는 SWIM에서 고려하고 있는 초기의 데이터인 AXIM, WXXM, FIXM 에 대해서 각각 실제 데이터를 기반으로 저장되어있는 서버들을 3대로 설정을 하였고 추가적으로 센서 관련된 서버를 하나 더 장착을 하였다. 그러므로 총 4대의 데이터 서버가 구축이 된다, 여기에서 생성되는 데이터가 xml 기반의 표준화된 데이터가 아니기 때문에 이를 표준으로 바꾸어주는 어댑터가 각 데이터베이스 마다 1개씩 연결 되어야 한다.
그러면 SWIM 망이 형성되고 이 망에 접속한 사용자는 항공 데이터를 손쉽게 얻고 사용할 수 있다[9]. 항공데이터 종합 관리망은 그림 6과 같이 관제시스템, 항공정보 시스템, 기상 시스템 등의 레거시 시스템을 연결하는 SWIM 네트워크와 각 레거시 시스템을 연결시 게이트웨이 역할을 하는 SWIM 로컬 서버, 그리고 레거시 시스템과 SWIM 로컬 서버 사이에서 데이터와 서비스를 전송 하는 어댑터로 시스템을 연동하는 방식을 제안한다. SWIM에서의 프로토콜은 SOAP 구조로 헤더에는 주소 정보나 보안관련 정보 등이 기술되며, 바디에는 교환할 항공메시지가 포함된다.
이론/모형
구조 기존에 항공 관련 정보를 제공하던 시스템 자체를 BP(Business Process)로 모델링하여 기존 항공관련정보 제공 기능을 동일하게 유지하면서 인터페이스만 SOA를 적용한다. 전체 구조가 변하지 않기 때문에 손쉽게 적용가능하나 SOA가 제공하는 서비스의 재사용 및 유연한 구성을 적용하는데 어려움이 있으며 각각의 항공 관련정보 제공자는 사용자 인증/보안 같은 기본서비스를 개별로 갖춰야 한다.
후속연구
기존의 항공통신망은 해당 정보가 필요한 기관간 또는 사용자간에 단독 연결망을 구성하여 운용하였기 때문에 기관 또는 사용자가 추가가 되면 선로를 추가로 개설해야 하는 비용적, 시간적인 소모가 많았으나, 항공데이터 종합관리망의 핵심개념인 항공용 인터넷인 IP 망을 구축하여 사용한다면 해당 기관 및 사용자는 IP 주소 접속을 통해 현재 상용 인터넷 망처럼 쉽게 정보에 접근하여 정보의 수정, 생성, 사용 등이 용이하다. 또한 이러한 항공용 인터넷 망은 초기 인프라 구축만 된다면 추후의 기관 또는 사용자의 추가는 현재 상용 인터넷 망처럼 저비용으로 손쉽게 구축이 가능할 것이다.
본 논문에서는 항공 데이터 종합 관리망 구축을 위한 테스트베드의 환경과 계획을 연구하고, 레거시 항공관제시스템, 항공정보시스템, 기상시스템과의 연동성테스트를 위한 전략을 수립하여 핵심기능을 수반하는 테스트베드를 분석하고 설계하였다. 제안한 테스트베드 구축안을 이용하여 누구나 필요시 이용 가능한 국제 표준의 항공 데이터 종합 관리 기술 개발한다면 차세대 인프라 망 환경에 적합한 미들웨어 및 애플리케이션 개발로 사용자가 원하는 정보를 적시에 제공할 수 있게 될 것이며, 이를 국제 표준화하여 국가 경쟁력을 강화 시킬 수 있을 뿐 만 아니라 국가별 환경에 적합하게 수정 가능한 애플리케이션 개발을 통한 수출 시장 개척에도 기여할 수 있을 것이다.
미국의 NextGen, 유럽의 SESAR는 차세대 항행시스템 개념을 도입하여 일부는 구축되고 있으며, 앞으로 상당한 부분에서 많은 변화가 일어날 것이며 항공통신망 분야에서는 미국, 유럽 모두 차세대 항공통신망 구축을 SWIM 개념을 활용하여 단일 네트워크로의 항공통신망 구축을 진행하고 있다. 향후 국내 통신망 발전이 범세계적 단일 네트워크로의 통합에 따라가지 못한다면 차세대 항행시스템으로의 전환도 늦어질 것이며, 최신 정보 및 기술적인 측면에서도 도태가 우려되므로 우리나라도 세계적인 기술 발전에 발맞추어 단일 네트워크망을 구축해야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 국내에서 사용 중인 항공통신망에는 무엇이 있는가?
항공통신망은 국가차원의 ICAO 및 각국 정부가 관리하는 지상통신망인 AFTN, 항공정보통신망 및 항공이동통신망, 각 항공사 또는 항공사 그룹이 운영하고 있는 지상 통신망 및 항공이동통신망이 운영중이며 이러한 항공 통신망은 수 백개의 네트워크가 얽혀 있는 상태로 각 기관에서 필요로 하는 정보에 따라 매번 상대방의 네트워크에 개별적으로 접속하는 형태를 보이고 있다. 현재 국내에서 사용 중인 항공통신망(AFTN, FOIS, FDT, SITA/ARINC 등)들은 목적에 따라 사용자가 선별해서 사용하고 있으며, 또한 지속적으로 증가하고 있는 국내외 항공수요를 충족하기 위해 신뢰도 및 안정성이 기본 적으로 수반되어야 한다[1].
기존의 항공통신망의 단점은 무엇인가?
기존의 항공통신망은 해당 정보가 필요한 기관간 또는 사용자간에 단독 연결망을 구성하여 운용하였기 때문에 기관 또는 사용자가 추가가 되면 선로를 추가로 개설해야 하는 비용적, 시간적인 소모가 많았으나, 항공데이터 종합관리망의 핵심개념인 항공용 인터넷인 IP 망을 구축하여 사용한다면 해당 기관 및 사용자는 IP 주소 접속을 통해 현재 상용 인터넷 망처럼 쉽게 정보에 접근하여 정보의 수정, 생성, 사용 등이 용이하다. 또한 이러한 항공용 인터넷 망은 초기 인프라 구축만 된다면 추후의 기관 또는 사용자의 추가는 현재 상용 인터넷 망처럼 저비용으로 손쉽게 구축이 가능할 것이다.
SWIM의 데이터 제공자는 어떤 방식으로 데이터를 제공하는가?
그리고 사용자나데이터 제공자들은 표준으로 이루어진 데이터 포맷을 이용하여 데이터 교환을 하게 된다. 데이터 제공자는 데이터를 기존의 point-to-point 방식으로 제공하는 것이 아니고 표준으로 되어있는 데이터 포맷을 이용하여 누구나 사용할 수 있는 방식으로 데이터를 제공하게 된다.
참고문헌 (9)
Todd A. Donovan, "Concept for an Integrated National Surveillance and Data Communication Infrastructure," in Proceeding of the Aerospace Conference, pp. 1-14, 2006.
Federal Aviation Administration, http://www.faa.gov.
EUROCONTROL, http://www.eurocontrol.int.
SELEX Sistemi Integrati. System Wide Information Management SUpported by Innovative Technologies. Available: http://www.swim-suit.aero.
Vikram Prabhu, Mark Simons, "NextGen and SWIM Evolution in the Mid-term," in Proceeding of the Integrated Communications, Navigation and Surveillance Conference, Arlington, pp. 1-11, 2009.
Judith Klein, Susan Morey, "Use of eram SWIM for NAS system enhancements," in Proceeding of Integrated Communications, Navigation and Surveillance Conference (ICNS), Herndon, pp. 1-8, 2011.
Jonathan Standley, "SWIM segment 2 deployment and utilization in NextGen R&D programs," in Proceeding of Integrated Communications, Navigation and Surveillance Conference(ICNS), Herndon, pp. 1-5, 2012.
Rosa M. N. Weber, "Airborne Technology for Advanced Vehicle Operations in the Next Generation ATS," in Proceeding of the 9th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference(ATIO), South Carolina, pp. 1-15, 2009.
K. Balakrishnan, A. Leu, V. Prabhu, J.Veoni, "A framework for performance modeling of SWIM," in Proceeding of Integrated Communications, Navigation and Surveillance Conference(ICNS), Herndon, pp. 1-10, 2012.
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