[논문]선박 밀폐 공간 무선통신 구현을 위한 표면파 통신의 선박 활용연구

공진우; 송석근; 김학선; 김부영; 심우성

doi:10.5394/kinpr.2021.45.6.366

선박 밀폐 공간 무선통신 구현을 위한 표면파 통신의 선박 활용연구
Experimental Study of the Wireless Communication System by Surface Wave Communication through Confined Spaces on Vessels 원문보기

한국항해항만학회지 = Journal of navigation and port research, v.45 no.6, 2021년, pp.366 - 371

공진우 ((주)써니웨이브텍) , 송석근 ((주)써니웨이브텍) , 김학선 ((주)써니웨이브텍) , 김부영 (선박해양플랜트연구소) , 심우성 (선박해양플랜트연구소)

초록
AI-Helper

금속 표면을 매질로 하는 표면파 통신을 선박에 적용하여 무선통신 환경 구현이 어려운 선내 밀폐 공간을 극복하는 표면파 통신 기반의 선내 무선 통신 구현 기술에 관한 연구이다. 표면파 통신을 실제 선박에서 실험하기 위해 선교를 기준으로 선수창고, 갑판창고, 선실, 기관실, 화물창고 등 선박 내부 공간을 관통하는 경로를 대상으로 표면파 발생기를 설치하여 통신 속도 등을 측정하였다. 실험 결과, 각 구역에서 평균 13Mbps 수준의 통신 속도를 확인하였고, 기관실의 경우 정박 중 선박 엔진을 구동했을 시 4.3Mbps, 운항 중에 1.2Mbps의 전송속도 저하가 확인 되었지만, 시험 장비의 설치 위치를 기관실 입구로 변경하면 극복 가능함을 확인하였다. 완전 밀폐 환경인 선수 창고에서는 기존 무선통신보다 8Mbps 이상 높은 전송속도를 확인하여 철 구조물로 둘러싸인 선내 밀폐 공간에서 표면파 통신의 가능성을 확인하였고, 선박의 두꺼운 페인트 문제 해결을 위해 표면파 발생기를 추가 설계하여 적용하였다. 본 실험을 바탕으로 표면파 통신을 적용한 M-IoT 구현 등 선박내무선 네트워크 시스템 구현이 가능할 것으로 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study suggests surface wave communication, which uses a metal surface as a medium, to provide wireless communication in the extreme environment due to surrounding metal materials on vessels. The test was conducted on a G/T 265 tons tug boat to confirm the possibility of surface wave communication between a bridge and each designated space in the ship. As a result, the transmission speed was 13Mbps on average. In a test case of the bridge via the engine room, the transmission speed was 4.3Mbps on engine running and 1.2Mbps on sailing. It overcame this by partially changing the equipment installation location. Surface wave communication in bow storage, a fully enclosed space, had 8Mbps better transmission speed than wireless communication; this confirmed the superiority of surface wave communication in confined spaces on a vessel. Additional surface wave generators were designed and applied to resolve the paint issue. It is expected to use surface wave communication to implement the new wireless solution for Maritime-IoT system on vessels.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1 Structure of metal and dielectric boundary
그림 Fig. 2 Structure of surface wave generator
그림 Fig. 3 Return loss of surface wave generator attached on metal material by simulation
그림 Fig. 4 H field simulation on metal and non-metal material of designed surface wave generator
그림 Fig. 5 Compare of received signal strength with surface wave generator to wireless antenna
그림 Fig. 6 Surface wave generator for ship's environment(a) and land use(b)
그림 Fig. 7 Return Loss of surface wave generator
표 Table 1 Compare of surface wave communication and wireless environment
그림 Fig. 8 Configuration of transmission rate test
그림 Fig. 9 Setup surface-wave communication on deck
그림 Fig. 10 Installed locations of the test vessel
그림 Fig. 11 Detailed installation of each point of surface wave generator for speed test
표 Table 2 Comparison of performance by land and ship's surface wave generators
그림 Fig. 12 Installation of surface wave generator in several points inside the engine room
그림 Fig. 13 Change the setup location in the Engine room
표 Table 3 Comparison of transmission rate by different locations
표 Table 4 Comparison of transmission rate in engine room for specific operation condition

참고문헌 (5)

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