U-Defense overview

1. 2005. 7. 21 노 현 일 U-Defense overview

2. Contents • Introduction • NCW concept • Papers • Mobile Ad-hoc Network • Wireless sensor network • Defense logistics using RFID • Conclusions M.A.I. lab

3. Introduction • 미래전의 양상은 ? • 정보기술의 혁명적 발전과 더불어 전쟁 패러다임의 변화 • 먼저 보고, 먼저 결심하고, 먼저 타격!! • C4ISR + PGM 체계로 확대 • C4ISR : 정밀감시정찰체계, 지휘, 통제, 통신, 컴퓨터 및 정보 체계 (Command, Control, Communication, Computer and Intelligence / Intelligence Surveillance and Reconnaissance ) • PGM : 정밀타격무기체계 ( Precision Guided Munitions) 각 전투요소를 네트워크로 연결하여 전장정보를 실시간에 종합적으로 수집, 융합, 처리하고, 상호 공유할 수 있는 전력을 확보 NCW 개념 등장!! M.A.I. lab

4. NCW concept(1/2) • “네트워크의 가치는 그 구성요소들의 가치의 합의 제곱에 비례한다.” –Robert Metcalf (Ethernet의 창시자) • NCW(Network Centric Warfare)?? • 미국의 세브 로스키 해군제독 처음 개념 설정 • 각 국에서도 유사 용어 사용 • Network의 효율성을 군사적으로 응용 • 전투수행효과 증진의 구조설명 작전수행 효과 획기적 증대 • 전장상황 인식 공유 • 전력의 통합화 M.A.I. lab

5. NCW concept(2/2) • 기대효과 • 분산 배치된 개별 무기체계들의 효과적 활용 • 통신 / 사거리의 제한에서 해방 • 신속한 효과위주 집중공격 가능 • 이동과 수송소요 대폭 축소 • 전투 참여 요원들의 공통 보유지식 증대 • 지휘관 의도의 실시간 이해 • 신속한 작전 템포 실현 • 신속하고 합리적인 지휘결정 용이 M.A.I. lab

6. Papers • 유비쿼터스 기술의 군 활용방안 연구 • 이윤희 정보보호학회지, 제14권 1호 2004. 2 • A Review of Current Routing Protocol for Ad-hoc Mobile Wireless Networks • Elizabeth M. Royer, C-k Toh, 1999, IEEE • BERKELEY SENSOR & ACTUATOR CENTER (BSAC) • http://www-bsac.eecs.berkeley.edu M.A.I. lab

7. Mobile Ad-hoc Network(1/3) • Mobile Ad-hoc Network (MANET)?? • A collection of mobile platforms nodes where each node is free to move about arbitrarily • Distributed, mobile, wireless, multi-hop networks • Without the benefit of any exiting infrastructure • Each node logically consists of a router • DARPA(Defense Advanced Research Project Agency) • 1970년부터 연구진행 • MANET 의 특성 • Dynamic topology • Possibly uni-directional links • Constrained resources • Battery power • Wireless transmitter range M.A.I. lab

8. Ad hoc routing protocol Proactive(Table-driven) Hybrid Reactive(On-demand) Mobile Ad-hoc Network(2/3) • Why MANET ? • Seamless 유비쿼터스 네트워크를 구축하기 위한 필수 요소 • Router 없이 통신 노드들 간의 무선네트워크를 구성하는 기술 • 응용분야 • 긴급 구난 구조 작전, 각 종 회의 시, 군사 network.. • Bluetooth, Telematics M.A.I. lab

9. 전원공급 모듈 데이터 저장 모듈 센서모듈 응용모듈 OS 모듈 UIM 전술메시지처리 사용자 인터페이스 전술메시지처리 응용 프로토콜 디스플레이 모듈 입력장치 모듈 유비쿼터스 네트워크 프로토콜 Mobile ad-hoc network(3/3) ※ UIM : User Interface Module PAN : Personal Area Network M.A.I. lab

10. Wireless sensor network(1/8) • Wireless sensor network ?? Internet and Satellite Sink D E C B Task manager node A Sensor field User Sensor node M.A.I. lab

11. Wireless sensor network(2/8) • Wireless sensor network vs. MANET • Similarity • Both have dynamic topology • Both require self-organiziging capabilities • Both require their nodes to have routing functionality • Differences • Sensor nets are more dynamic and dense • Sensor nets have much larger number of nodes • Sensor nets are even more resource constrained, in power, computational capacities, and memory • Ad hoc networks are based on point-point communications • Global identification of nodes is NOT mandatory in sensor nets M.A.I. lab

12. Wireless sensor network(3/8) • Wireless sensor network ??(BSAC) ※ NSAP : Network Service Access Point RSP : Remote Access Server M.A.I. lab

13. Wireless sensor network(4/8) • Wireless sensor 종류!! M.A.I. lab

14. Wireless sensor network(5/8) • Wireless sensor 종류!! M.A.I. lab

15. Wireless sensor network(6/8) • Smart Dust!! M.A.I. lab

16. Wireless sensor network(7/8) • 요구조건 • 전력소모 효율성(energy efficiency) • 저 전력 라우팅과 연계 • 데이터-중심(data-centric) • 싱크가 관심사항을 센서 노드들에게 알리면 각 노드가 가진 데이터를 싱크에게 전송되하는 것으로 속성 기반의 주소화 요구 • 데이터 통합수집(data aggregation) • 한 노드가 다른 여러 노드의 데이터를 모아서 의미 있는 하나의 데이터로 만들어서 베이스 노드로 전송(저전력 연계) • 속성 기반의 주소(attribute-based addressing) • 위치 인식(location awareness) M.A.I. lab

17. Wireless sensor network(8/8) • 수동, 수동 어레이, 능동형 sensor • 수동형 sensor : 진동, 조도, 온도에 반등 • 수동 어레이 sensor : 바이오 케미컬, 적외선 • 능동형 sensor : 레이더, 소나 • 현재 표준화 되어있지 않음 (IEEE P1451 구성) • 저 가격화, 네트워크와의 표준 인터페이스 • Smart sensing and actuation M.A.I. lab

18. RFID를 이용한 군수지원(u-logistics)(1/2) • 유비쿼터스 군수지원 • 생산단계부터 무기체계, 차량, 장비, 군사시설, 물자, 부품, 탄약 등 군사적 사물들에 RFID 부착 • Ad-hoc 네트워크로 연결하고 TICN, 군위성통신 같은 미래 군 기간 통신망에 연계시키는 형태 • 무기체계에 대한 식별, 위치확인, 고장여부 등의 상태 실시간 파악 • 지휘통제본부와 전투부대 및 군수보급부대를 전투상황에 맞는 실시간 군수물자 정보를 확보하고 수요 파악, 보급 청구, 정비시스템 가동, 최적의 수송 겨로 탐색과 보급 M.A.I. lab

19. RFID를 이용한 군수지원(u-logistics)(2/2) • 유비쿼터스 군수지원 ※ TICN : Tactical Information Communication Network M.A.I. lab

20. 국방탄약관리시스템(1/2) • 2004.10 ~ 2005.5 KIDA, LG 히다찌㈜ 공동개발 (6억원) 통제부대 11. 입고 완료 정보 통제 부대 전송 2. 불출 정보 시설 부대로 정보전송 1. 편성부대 필요 탄약 청구 시설부대 편성부대 6. 해당 불출 정보를 편성 부대로 전송 9. 입고 정보 편성 부대 서버로 전송 3. 불출 예정 탄약 정보 전송 5. 불출 정보 서버로 전송 10. 해당 탄약 탄약고 저장 탄약고 탄약고 4. 불출 예정 탄약 검색 8. 입고 탄약 정보 리더기 전송 및 검사 7. 해당 탄약 불출 M.A.I. lab

21. 국방탄약관리시스템(1/2) • 탄약은 자산규모 17조원, 전시 1순위 우선불출대상 품목 • 폭발 위험성 높고 취급시 주의 요망 • ’95~’98년에 탄약 전산화 완료. • 선입선출, 재고현황, 적송/이관 이력추적 불가 M.A.I. lab

22. 국방탄약관리시스템(2/2) • 탄약 수불시간 50%이상 단축 • 주요관리 탄약(수류탄) 실시간 재고 파악 관리로 안전사고 요인 감소 • 탄약 재물조사 시간 단축 • 저장공간 소요를 시뮬레이션으로 파악, 저장공간 절약 • 공군 유도탄을 시리얼 번호별로 이력관리가 가능해져 효율적인 유도탄 관리 및 추적관리가 가능 M.A.I. lab

23. Conclusion • U-defense를 위한 MANET , Wireless sensor network 기술은 핵심 요소임. • MANET은 현재 routing protocol 을 중점적으로 연구가 진행중임 • 군에 필요한 MANET기술은 정보보호 및 신뢰성 있는 네트워킹이 필요함 • 군 응용시 TICN과 연계되는 표준화 작업 및 기술 극복이 필요함 M.A.I. lab

24. Discussions • Telematics 는 무엇인가?? • 이 기술은 Ad-hoc network 의 응용기술이라고할 수 있다. 즉 운전자가 무선 네트워크를 통해 차량을 원격 진단하고, 무선모뎀을 장착한 오토 PC로 교통 및 생활 정보, 긴급구난 등 각종 정보를 이용할 수 있으며, 사무실과 친구들에게 전화 메시지를 전할 수 있음은 물론, 음성 이메일을 주고받을 수도 있고, 오디오북을 다운받을 수도 있다. 대부분 차량 내에서 네트워크의 이점을 활용한 사업용 기술이다. • MANET 이나 Wireless sensor network의 기술을 산업공학에 다룰 영역이 있는가?? • 위에 언급된 기술들은 전기공학이나 컴퓨터공학에서 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 이런부분들은 세부적인 기술에 관한 연구들이고 이를 통해 산업 또는 응용하고활용하는 데에는 산업공학에서 다룰 영역이 많다고 생각됨. M.A.I. lab