GMDSS 현대화 검토 정책

필요 작업을 완성하고 우선순위가 높은 다섯 가지의 e-navigation 해결책을 이행한다.

식별된 다수의 필요 작업은 2015년에서 2019년 사이에 완성되어 e-navigation 해결책에 맞는 제품 및 서비스 설계의 시작을 위해 산업계에 일관된 정보로 제공될 것이다.

기본적으로 e-navigation 이행과 관련하여 현존하는 선박 장비들이 그대로 사용되어야 하고 e-navigation 해결책을 위한 새로운 장비의 개발은 고려하지 않는 것이 e-navigation 이행의 전체적인 관점에서의 의견이지만 일부 장비의 인터페이스나 제어기가 개선될 필요성은 있다.[62]

Fig. 2-6 NAVDAT 500kHz Broadcast Diagram

그림에서 정보 및 관리 시스템인 SIM은 파일 다중통신용장치인 Multiplexer를 통해 기상청과 같은 정보기관에서 보내는 메시지를 수신하고 수신자 정보, 우선순위 정보, 시간 유효성 정보와 함께 육상 네트워크를 통해 파일을 전송한다. 이때 파일 다중통신용장치 관리자는 여러 출처로부터 수신되는 메시지를 감시하고 우선순위와 수신자를 식별하여 암호화하는 HMI이며, 육상 전송 관리자는 네트워크와 연결되어 전송 확인, 알람, 유효전송출력, 동조 등의 정보를 표시해주는 HMI이다.

육상 전송자의 제어기는 SIM으로부터 수신한 메시지, GNSS 또는 참조 시간과의 동조, 500kHZ의 감시 수신, 500kHz의 변조기와 전송기 제어 신호 정보를 가지고 있다.

제어기는 선박에 정보를 전송하기 전에 비어있는 주파수 대역을 점검하고 연안국의 모든 신호의 시간을 동조시키며, 전송을 위한 변수, 시각, 일정 등을 조정하여 일정한 포맷 형태로 전송한다. 이때 정보는 디지털 전송을 위한 변조 기술로써 OFDM을 사용한다.

NAVDAT은 NAVTEX와 동일하게 TDMA를 이용하고 선박의 항해안전, 보안, 해적, 수색구조, 기상, 도선 또는 항만 및 선박통항시스템 등의 메시지를 전송한다.

NAVTEX의 통신속도 50bit/s보다 훨씬 빠른 18kbit/s의 속도로 양질의 통신이 가능하며 미래에 NAVDAT을 이용하면 보다 큰 용량의 데이터 무선 통신을 보다 빠르게 이용할 수 있다는 장점이 있다.[48]

2) VDES

VDES는 e-Navigation을 위한 통신 자원 중 하나로 고려되는 AIS의 VDL 과부하를 방지하기 위한 VHF 대역에서의 새로운 디지털 통신 기술로 VDE, AIS, ASM 기능을 통합한 시스템이다.[4] VDES는 Fig. 2-7과 같이 기존의 AIS 뿐만 아니라 디지털 VDE와 ASM 및 위성 VDE까지 포함하는 광범위한 개념으로 검토된다.[4]

Fig. 2-7 VDES Concept

VDES는 해상 주파수를 이용하여 선박의 위치를 식별하기 위한 AIS의 과부하 문제를 해결하기 위하여 추가의 해상 VHF 주파수를 할당하고 AIS 기능을 분산하기 위해 제안되었으며 데이터 통신을 위한 VDE 채널을 할당하고 있다.[7] VDE 채널은 전 세계적으로는 VHF 주파수 대역 채널 24, 25, 26, 84, 85, 86번을 사용하고 유럽과 아시에서는 채널 21, 22, 23, 80, 81, 82, 83이 할당되어 있다.[4] VDE-Satellite는 VHF 채널을 이용한 저궤도 위성 데이터 통신으로 원거리 선박으로의 MSI 정보를 방송하는데 활용된다. TDMA는 60초마다 반복되는 2250개의 타임슬롯이 하나의 프레임을 이루는데 여섯 개의 프레임 중 VDE-Satellite는 3에서 6까지의 프레임만 사용하고 VDE는 1에서 6번까지의 프레임을 모두 사용할 수 있다.

ASM은 AIS 데이터 응용 서비스를 위한 바이너리 메시지로 AIS 표준 메시지 6, 7, 8,

12, 13, 14, 25, 26 등은 ASM으로 전환한다.[5] 2015년 IALA와 IEC를 포함한 여러 국제 기구에서는 AIS의 VDL 경감을 위하여 별도의 ASM 주파수가 필요하다고 판단하고 이에 ASM 1을 위한 161.950MHz의 채널 2027과 ASM 2를 위한 162.000MHz의 채널 2028을 할당하였다.[74] AIS ASM은 평균풍속, 최대풍속, 최대풍향, 기온, 상대습도, 기압변화, 수위, 해류속도 및 방향, 파고, 주기, 수온, 강수, 염도, 빙하 등과 같은 다양한 MSI를 포함할 수 있다.[14]

Table 2-12는 2008년의 ITU-R 권고 M 계열 1842-1에서 설명하는 AIS와 VDE 데이터 전송 방법을 비교한 표이다.[75]

AIS 1 and AIS 2 (25 kHz Channels)

VDE Data Transfer Methods For 25

kHz Channels

VDE Data Transfer Methods For 50

kHz Channels

VDE Data Transfer Methods For

100 kHz Channels ITU Standard

and Digital Modulation

ITU-R M.1371 GMSK

ITU-R M.1842 Annex 1 Π/8 D8PSK

ITU-R M.1842 Annex 3 16-OFDM + 16-QAM

ITU-R M.1842 Annex 4 32-OFDM + 16-QAM Data Rate 9.6 kbps (1x) 43.2 kbps (4x) 153.6 kbps (16x) 307.2 kbps (32x) Sensitivity -107dBm -107dBm -103dBm (ship

stations)

-98dBm (ship stations) Co-channel

Rejection (CCR) ^{10dM 25dB 19dB 19dB} Adjacent

channel rejection (ACR)

70dB 70dB 70dB 70dB

AIS Message Types

1, 2, 3, 5, 18, 19 ...

6, 7, 8, 12, 13, 14 ... and ASM

VDE messages TBD

VDE messages TBD

Rationale

Optimum choice for recurring position reports in a ship-ship navigation safety environment

Provides high (4x) data transmission.

Inferior CCR (+15dB) and range discrimination.

Provides much higher (16x) data transmission. than AIS. Inferior CCR (+9dB) and range

discrimination compared to AIS.

Provides much higher (32x) data transmission. than AIS. Inferior CCR (+9dB) and range

discrimination compared to AIS.

Table 2-12 Comparison of AIS and VDE Data Transfer Methods by ITU-R M.1842

표에서처럼 VDE 대역폭은 25kHz, 50kHz, 100kHz로 분할하여 사용하는데 가장 넓은 100kHz 대역폭을 기준하였을 때 최고 307.2kbps까지의 속도로 전송이 가능하다. VDE 데이터 전송은 기본 AIS 메시지에 비해 다중 주파수대의 억제비율이 높고 AIS에 비해 훨씬 더 높은 데이터 전송율과 범위를 제공한다.[75] 이처럼 IALA, ITU, IMO에서는 VDES가 해상에서의 동적 정보와 정적 정보의 상호 교신, 위상 AIS 서비스 제공 등에 대해 지속적으로 논의 중이며 효과적인 도입을 위해 AIS ASM, 지상 VDES, 위성 VDES, 지역 VDES를 단계적으로 추진하고 있다.