KR20160104843A - 해양 플랜트 및 해양 선박을 위한 해상 통신 중계장치 및 시스템 - Google Patents

해양 플랜트 및 해양 선박을 위한 해상 통신 중계장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

해양 플랜트 및 해상 선박을 위한 통신 중계 장치 및 시스템이 개시된다.
해상 통신 중계 장치는 광대역 통신을 중계하는 통신부; 상기 해상 통신 중계 장치의 이동력을 제공하는 구동부; 및 위치 정보, 통신 트래픽 및 통신 신호의 세기 중 적어도 하나를 기반으로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

해양 플랜트 및 해양 선박을 위한 해상 통신 중계장치 및 시스템 {COMMUNICATION APPARATUS AND SYSTEM FOR OFFSHORE PLANT AND MARINE VESSEL}
본 발명은 해양 플랜트 및 해양 선박에서 사용하기 위한 해상 통신 중계 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 육지의 통신망과 해상의 선박간에 광대역 통신을 중계하는 해상 통신 중계 장치 및 시스템에 관한 기술이다.
해상 통신은 매우 오래된 통신이나 해상에서 유무선 통신 인프라 구축의 어려움으로 육상 통신에 비해 상대적으로 진화가 느리게 진행되고 있는 실정이다. 해상 선박의 경우 대부분 VHF 통신 장치를 탑재하고 음성 위주의 아날로그 통신에 의존하고 있는 상황이며 원양을 항해하는 선박의 경우 저속이면서 고가인 위성통신을 이용하고 있는 실정이다. 선박의 대부분을 차지하고 있는 소형 어선의 경우 아직도 많은 어선들이 최소한의 안전을 보장할 수 있는 통신 장치도 없이 조업에 임하고 있는 실정이다. 연근해 도서 지역 및 해상에서의 인터넷 서비스는 육지에 비해 매우 열악한 실정으로 이동통신 기지국들이 육상 서비스를 목적으로 구축됨으로써 대부분의 경우 대략 연근해 4km 이후부터는 데이터 통신이 어려운 상황이다. 많은 선박들이 연안 근처에서 운항하지만 해상용 광대역 디지털 통신망이 없기 때문에 육상으로부터 다양한 서비스를 제공받기 어려우며 기존의 휴대전화망 등 육상 통신망을 활용하고 있으나 통신 범위에 한계가 있어 여러 지역을 항해하는 선박에서는 활성화하기 어려운 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0075464호(2013.07.05)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 해상에서도 육지의 통신망을 이용할 수 있게 하는 해상 통신 중계 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 해상에서도 육지의 통신망에 이용하는 해상 통신 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해상 통신 중계 장치로서, 광대역 통신을 중계하는 통신부; 상기 해상 통신 중계 장치의 이동력을 제공하는 구동부; 및 위치 정보, 통신 트래픽 및 통신 신호의 세기 중 적어도 하나를 기반으로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 해상 통신 중계 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상 선박; 육상 기지국; 및 상기 해상 선박과 육상 기지국을 중계하는 해상 통신 중계 장치를 포함하되, 상기 해상 통신 중계 장치는 광대역 통신을 중계하는 통신부; 상기 해상 통신 중계 장치의 이동력을 제공하는 구동부; 및 위치 정보, 통신 트래픽 및 통신 신호의 세기 중 적어도 하나를 기반으로 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 해상 통신 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해상에서도 육지의 통신 방식을 이용하는 것이 가능해 진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 통신 중계 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 위성을 더 포함하는 통신 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 기지국과 해상 통신 중계 장치가 유선으로 연결된 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 해상 통신 중계 장치간의 무선 릴레이 통신을 이용한 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 해상 통신 중계 장치간의 유선릴레이 통신을 이용한 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박간의 릴레이 통신을 이용한 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 기지국과 해상 통신 중계 장치가 유선, 무선, 위성 통신을 이용하여 연결된 해상 통신 시스템의 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 통신 중계 장치의 블록도이다.
도 1를 참조하면, 해상 통신 중계 장치(100)는 통신부(110), 구동부(120), 제어부(130), 전력 공급부(140) 및 관리부(150)를 포함한다.
일 실시예에서, 해상 통신 중계 장치(100)는 해상에 떠 있는 부표 등과 같은 해상 시설에 탑재될 수 있다.
통신부(110)는 광대역 통신 및 초고속 디지털 통신망을 중계한다. 구체적으로, 통신부(110)는 해상에서도 광대역 통시 및 초고속 디지털 통신망을 이용할 수 있도록, 육상 통신 방법, 예를 들면 LTE, WCDMA, WiBro, WLAN 등의 통신망을 중계한다. 또한, 통신부(110)는 VHF, AIS 등의 기존 해상 통신을 중계할 수 있다.
일 실시예에서, 통신부(110)는 해상 통신 중계 장치(100)가 다른 물체와 충돌하는 것을 피하기 위한 선박 자동 식별 시스템(AIS)를 포함할 수 있다. 여기서 선박 자동 식별 시스템(AIS, Automatic identification System)이란 선박대 선박, 선박대 육상 관제소간에 선박의 위치정보 등을 자동 송수신함으로써 선박의 충돌 방비 및 해난 수색 구조활동을 지원하기 위한 시스템으로 해상 교통량이 많은 해협, 교차점, 해상통항분리대 구역에서 상대 선박의 식별을 용이하게 하기 위한 항해 장비를 말한다.
일 실시예에서, 통신부(110)는 해상 선박 등의 위치 정보를 제공하기 위해, 항로 표지 자동 식별 시스템(AtoN AIS, Aids to Navigation AIS)을 포함할 수 있다. 여기서, 항로 표지 자동 식별 시스템이란 육상국, 무인등대, 부표 등의 해상 시설물에 적용하여 주변을 항해하는 선박들에 대한 항해 정보 취득과 선박에 안전 항로 및 항해 정보를 제공하는 첨단의 전자식 항로표지시스템을 의미한다.
일 실시예에서, 통신부(110)는 광대역 통신 방식을 중계하기 위한, 해상 그리드 통신 미들웨어를 포함할 수 있다. 여기서 해상 그리드 통신 미들웨어는 멀티홉 릴레이(Multihop Relay) 통신, 최적 채널 선택(자동 채널 선택, 인지무선), 자가 설정(Self Configuration) 등의 기능을 수행한다. 또한, 인지무선(Cognitive Radio)기술이란 통신 시스템 주변의 전파환경을 측정하여 인지하고, 지능적으로 판단해 각 통신 시스템을 주변 환경에 최적화된 상태에서 동작하도록 하는 통신 기술을 의미한다.
일 실시예에서, 통신부(110)는 광대역 통신 중계를 위해 해상 광대역 통신 브릿지를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 통신부(110)는 통신부(110)에 탑재된 안테나의 자세를 유지하기 위해, 무게 중심을 이용한 자동 틸팅(Tilting) 보상 방식을 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 통신부(110)에 탑재된 안테나는 풍선의 내부 또는 외부에 안테나 패턴을 포함하는 풍선(Ballon) 안테나일 수 있다.
구동부(120)는 해상 통신 중계 장치(100)에 이동력을 제공한다. 구체적으로 구동부(120)는 해상 통신 중계 장치(100)가 해상에서 특정 위치로 이동하거나 특정 위치를 유지할 수 있도록 이동력을 제공한다.
일 실시예에서, 구동부(120)는 수중 글라이더를 포함할 수 있다. 여기서, 수중 글라이더란 파도를 이용하여 추진력을 얻는 장치를 의미한다.
일 실시예에서, 구동부(120)는 프로펠러를 구비한 엔진 또는 모터를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 해상 통신 중계 장치(100)의 위치를 이동하거나 특정 위치를 유지하도록 구동부(120)를 제어한다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 통신 트래픽이 높은 다른 지역의 통신 트래픽을 분산시키기 위해, 해당 지역으로 해상 통신 중계 장치(100)의 위치를 이동시키기 위해 구동부(120)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 해상 기지국 또는 해양 선박과의 통신 신호의 세기가 미리 설정한 값 보다 작으면, 통신 신호의 세기가 미리 설정한 값 보다 커지도록 해당 기지국 또는 해양 선박 방향으로 해상 통신 중계 장치(100)를 이동시키도록 구동부(120)를 제어할 수 있다.
전력 공급부(140)는 해상 통신 중계 장치(100)에 전력을 공급한다. 구체적으로, 전력 공급부(140)는 배터리, 충전 가능한 배터리, 발전 장치 등의 전력원을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 공급부(140)는 태양열 발전 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 공급부(140)는 파력 발전 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 공급부(140)는 풍력 발전 모듈을 포함할 수 있다.
관리부(150)는 해상 통신 중계 장치(100)의 고장여부를 진단하고, 해상 통신 중계 장치(100)를 유지/보수한다. 구체적으로 관리부(150)는 주기 또는 비 주기적으로 해상 통신 중계 장치(100)를 모니터링하여 고장 여부를 진단하고, 원격유지/보수를 가능하게 하고, 자가치유(Self Healing)한다.
일 실시예에서, 관리부(150)는 해상 통신 중계 장치(100)의 정상 작동을 위해, 해상에서 해상 통신 중계 장치(100)의 자세를 제어하기 위한 센서 융합 자세 제어 모듈을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 해상 통신 시스템은 육상 기지국(210), 해상 통신 중계 장치(100) 및 해상 선박(220)을 포함한다.
육상 기지국(210)은 육지에서 사용되는 광대역 통신 등의 일반적인 통신 기지국을 의미한다.
해상 선박(220)은 해상에서 육지와 통신하고자 하는 선박, 해양 프랜트 등 해상에서 육지와 통신하고자 하는 통신 단말을 의미한다.
해상 통신 장치(100)는 육상 기지국(210)과 선박(220)의 광대역 통신을 중계함으로써, 해양에 있는 선박(220)에서도 육상에서의 광대역 통신을 이용할 수 있도록 한다.
도 3은 해상 통신 중계 장치(100)가 위성(310)을 통해 육상 기지국(210)과 연결되는 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 위성(310)이 해상 통신 중계 장치(100)와 육상 기지국(210)을 중계함으로써, 해상에 있는 선박(220)이 해상 통신 중계 장치(100) 및 위성(310)을 통해 육상 기지국(210)과 연결되어, 해상에 있는 선박(220)에서도 육상에서 사용되는 광대역 통신이 가능하게 된다.
도 4는 해상 통신 중계 장치(110)와 육상 기지국(210)이 케이블로 연결된 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 해상 통신 중계 장치(110)는 해저에 설치되는 유선 케이블을 이용하여 광대역 통신을 중계하고 육상으로부터 전원을 공급받는다. 구체적으로, 해상에 있는 선박(220)은 육상 기지국(210)과 케이블로 연결된 해상 통신 중계 장치(100)을 통해 육상과 광대역 통신이 가능하게 된다.
도 5는 다수의 해상 통신 중계 장치(100)의 무선의 릴레이 통신을 이용한 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제1 해상 통신 중계 장치(101)와 제2 해상 통신 중계 장치(102)가 무선의 릴레이 통신을 통해 연결되므로, 하나의 해상 통신 중계 장치(100)를 이용하는 경우보다 더 먼 해상에 있는 선박(220)에서도 육상 기지국(210)과 연결되어 광대역 통신이 가능하게 된다.
도 6은 다수의 해상 통신 중계 장치(100)가 케이블을 통해 연결된 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 제1 해상 통신 중계 장치(101)과 제2 해상 통신 중계 장치(102)는 해저 케이블을 이용하여 연결되고, 제1 해상 통신 중계 장치(101)과 제2 해상 통신 중계 장치 상호간에 케이블을 이용한 릴레이 통신을 통해, 해상의 선박은 육상 기지국(210)과 통신이 가능하게 된다.
도 7은 선박(220)간 릴레이 통신을 이용한 해상 통신 시스템의 블록도이다.
도 7을 참조하면, 제1 선박(221)과 제2 선박(222)이 릴레이 통신을 통하여 연결된다. 따라서, 제2 선박(222)은 해상 통신 중계 장치(100)의 광대역 통신 중계 지역 밖에 있더라도, 해상 통신 중계 장치(100)의 광대역 통신 중계 지역 안에 있는 제1 선박(221)과 릴레이 통신을 함으로써, 결과적으로 육상 기지국(210)과 연결되어 광대역 통신이 가능하다.
도 8은 무선, 유선, 위성 통신을 이용하여 해상 통신 중계 장치(210)와 육상 기지국(210)이 연결되는 해상 통신 시스템의 블록도이다.
해상 통신 중계 장치(100)와 육상 기지국(210)은 무선, 유선, 위성 통신을 이용하여 연결되므로, 더 안정적인 광대역 통신이 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 해상 통신 중계 장치로서,
    광대역 통신을 중계하는 통신부;
    상기 해상 통신 중계 장치의 이동력을 제공하는 구동부; 및
    위치 정보, 통신 트래픽 및 통신 신호의 세기 중 적어도 하나를 기반으로 상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 통신부는 충돌 방지를 위한 선박 자동 식별 시스템을 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부는 프로펠러를 구비한 엔진 또는 모터를 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부는 수중 글라이더를 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 해상 통신 중계 장치는,
    상기 해상 통신 중계 장치에 전력을 공급하는 전력 공급부를 더 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는 파력 발전기, 풍력 발전기 및 태양열 발전기 중 적어도 하나를 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 해상 통신 중계 장치는,
    상기 해상 통신 중계 장치를 유지 관리하는 관리부를 더 포함하는 해상 통신 중계 장치.
  8. 해상 선박;
    육상 기지국; 및
    상기 해상 선박과 육상 기지국을 중계하는 해상 통신 중계 장치를 포함하되,
    상기 해상 통신 중계 장치는 광대역 통신을 중계하는 통신부;
    상기 해상 통신 중계 장치의 이동력을 제공하는 구동부; 및
    위치 정보, 통신 트래픽 및 통신 신호의 세기 중 적어도 하나를 기반으로 상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 해상 통신 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 통신부는 충돌 방지를 위한 선박 자동 식별 시스템을 포함하는 해상 통신 시스템.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 구동부는 프로펠러를 구비한 엔진 또는 모터를 포함하는 해상 통신 시스템.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 구동부는 수중 글라이더를 포함하는 해상 통신 시스템.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 해상 통신 중계 장치는,
    상기 해상 통신 중계 장치에 전력을 공급하는 전력 공급부를 더 포함하는 해상 통신 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전력 공급부는 파력 발전기, 풍력 발전기 및 태양열 발전기 중 적어도 하나를 포함하는 해상 통신 시스템.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 해상 통신 중계 장치는,
    상기 해상 통신 중계 장치를 유지 관리하는 관리부를 더 포함하는 해상 통신 시스템 .
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CN107071727A (zh) * 2017-03-16 2017-08-18 浙江安路海联科技有限公司 一种基于北斗定位的海上无线通信系统及通信组网方法
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