2중으로 다중화된 FBW/FCS의 다중화 관리

남윤수(Yoonsu Nam),홍성경(Sungkyung Hong),유창선(Changsun Yoo) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.10

본 논문은 2중으로 다중화된 무인 비행체의 다중화 관리 설계 방법에 대하여 논의한다. CCM(Cross Channel Monitor) 기법의 두 주요 인자, 즉 두 채널간의 편차 허용한도인 문턱값(threshold) 및 지속시간(persistence count)을 어떻게 설계하여야 하는 가에 관한 문제를 통계학적인 해석을 사용하여 그 해결법을 제시하였다. 또한, 무인 비행체의 생존확률을 증대시킬 수 있는 해석적 다중화 기법에 대한 문제를 칼만 필터링(Kalman filtering)을 적용하여 접근하였다. 여기서 제시된 방법으로 설계된 CCM 및 칼만 필터링을 이용한 해석적 다중화의 설계 결과들은 XV-15 틸트 로터 비행체에 적용되어, 그 설계의 타당성이 시뮬레이션을 통하여 검증되었다. A design methodology of the redundancy management for a duplex FBW flight control system is introduced. A statistical analysis is applied to determine two design parameters in CCM(Cross Channel Monitor), threshold and persistence count. An analytic redundancy, which is implemented using a Kalman filtering algorithm is considered. The application of an analytic redundancy to the FCS design of the smart UAV has several advantages of increasing the aircraft's survivability and breaking the tie-condition for a duplex FCS. All the redundancy management algorithms are verified through the numeric simulation for the flight dynamics of the XV-15 tilt rotor.

광섬유 FBG 센서의 시간 분할 다중화를 위한 반사 신호의 분석

김근진(Geun-Jin Kim),권일범(Il-Bum Kwon),윤동진(Dong-Jin Yoon),황두선(Dusun Hwang),정영주(Youngjoo Chung) 한국비파괴검사학회 2010 한국비파괴검사학회지 Vol.30 No.1

대형 구조물의 넓은 영역에 분포된 변형률이나 온도를 모니터링하기 위하여 광섬유 FBG(fiber Bragg grating:브래그 격자) 탐촉자를 사용하는 광섬유 FBG 센서가 사용된다. 본 논문에서는 광섬유 한개의 라인에 다수의 FBG 탐촉자를 사용하기 위하여 시간 분할 다중화와 파장 분할 다중화를 복합화한 다중화 기술을 제안한다. 일반적으로 광섬유 FBG 센서는 기본적으로 파장 분할 다중화 방식으로 작동되므로 본 연구에서는 시간 분할 다중화에 대한 특성을 고찰한다. 광섬유에 직렬로 연결된 FBG 탐촉자들의 반사도에 따른 반사광의 세기와 그 위치를 이론적으로 계산하고 실험결과와 비교한다. 이론적인 계산에 따르면 5개의 FBG 탐촉자의 반사도를 적절하게 선정함에 의하여 한개의 광섬유 라인에 설치하여 각각의 FBG 탐촉자에서 되돌아오는 반사광의 세기를 균일하게 얻을 수 있음을 확인한다. 이러한 결과를 실험으로 확인하기 위하여 반사도가 13%, 16%, 25%, 40%, 80%인 FBG 탐촉자를 제작하고, 시간 영역에서 각각의 FBG 탐촉자에서 되돌아오는 반사 신호를 관찰한다. 실험 결과는 신호잡음의 영향으로 이론적인 결과와 차이가 있지만, 복합 다중화 기법의 사용 가능성을 증명하는 5개의 FBG 탐촉자의 반사 신호를 모두 보인다. Fiber optic sensor using fiber Bragg grating(FBG) probes is used for monitoring strain and temperature distributed on the wide surfaces of large structures. In this paper, in order to use many FBG probes in one optical fiber line, we propose a complex multiplexing technology which is composed of two techniques, one is time division multiplexing and another is wavelength division multiplexing. However, we only investigate the characteristics of time division multiplexing because FBG sensors basically can be operated by wavelength division multiplexing. We calculate the optimal reflectivities and the lengthwise location of five FBG probes in serial connection in order to obtain the unique reflected intensities from the FBG probes. We fabricate five FBG probes with the reflectivities of 13%, 16%, 25%, 40% and 80%, which are determined by the theoretical calculation, and observe the signal reflected from each FBG in the time domain from the experiment. There are differences between experimental and theoretical results caused by the signal noise and the differences of reflectivities of FBG probes. But the experimental results shows the reflected signals of five FBG probes which prove the availability of complex multiplexing.

광섬유격자 스펙트럼의 복원을 통한 준분포형 변형센서시스템의 정확도 개선

김경아,윤재순,백세종,임기건 한국물리학회 2011 새물리 Vol.61 No.8

The peak wavelength of a fiber Bragg grating (FBG) in quasi-distributed strain-sensor-systems based on the wavelength division multiplexing has been measured with improved accuracy by restoring the individual fiber grating reflectance spectrum. Computer calculations have been performed for demultiplexing of the multiplexed spectrum reflected from a 40 strain sensor system to test the restoration algorithm with its simulation code, and a theoretical prediction of 2.4με has been suggested for the strain measurement accuracy. We fabricated a strain sensor assembly with four pairs of FBGs and measured the reflection spectrum of the sensor train under various strains. Applied strains were measured within an error of 17με, corresponding to a 14-pm wavelength displacement, which is about 1.4 times larger than the accuracy of the optical spectrum analyzer employed in this experiment. 파장분할 다중화 (WDM) 방식의 준분포형 광섬유격자 변형센서시스템의정확도 향상을 위하여 변형된 개별 센서의 반사 스펙트럼 복원을 통한중심파장 결정방법을 시험하였다. 40개의 변형 센서 시스템에 대하여다중화 및 역다중화 수치해석에 의한 모의실험에서 2.4με의 이론적 정확도를 제시하였다. 실험에 의한 검증을위하여 4쌍의 광섬유격자로 구성된 변형 센서열을 제작하고 센서에인가된 변형을 변화시키며 다중화된 반사 스펙트럼을 측정하였다. 측정스펙트럼에 대한 역다중화 계산을 통하여 변형이 인가된 센서를 인식하고사용한 스펙트럼분석기의 정확도의 1.4배인 14pm의 파장 이동 또는 17με이내의 오차로 변형의 크기를 결정할 수 있었다.

한국형발사체 발사대 다중화 발사관제설비의 고가용성

문경록(Kyungrok Moon),안재철(Jaechel An),정일형(Ilhyung Jung),홍일희(IIhee Hong) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11

발사대시스템은 발사체의 발사 운용을 위한 대규모 지상 시스템으로 크게 추진제공급설비, 지상기계설비 그리고 발사관제설비 등으로 구성된다. 한국형발사체 발사운용은 발사관제소에서 발사관제설비를 통해 원격으로 운용될 예정이다. 따라서 발사관제설비는 정확한 원격 제어기능을 발휘하기 위한 높은 안정성 및 신뢰성 확보가 필수적이다. 발사체 개발 선진국들은 제어시스템의 운용 신뢰도를 높이는 방법으로 다중화 설계를 사용해왔다. 다중화 개념은 높은 신뢰도가 요구되는 산업 분야 전반에 이미 적용되고 있으나 이중화 설계가 많이 사용되고 있으며, 삼중화 이상의 다중화는 구현의 난이도가 높아 제한적으로 사용되고 있다. 따라서 고차 다중화의 설계 개념을 갖는 시스템 개발을 위해서는 그 구조와 동작 개념의 이해가 필수적이다. 본 논문에서는 시스템 가용성 개념을 설명하고 한국형발사체 발사대 발사관제설비 개발을 위한 가용도를 예측한다. Launch Complex(LC) is a large-scale ground operation system for the launch of Launch Vehicle(LV). LC is mainly composed of the fuel ground support equipment(FGSE), the mechanical ground support equipment(MGSE), and the electrical ground support equipment(EGSE). The launch operation for KSLV-II (Korea Space Launch Vehicle-II) will be conducted remotely at LCC(Launch Control Center) by EGSE of LC. Thus EGSE, which is also called the launch control system(LCS), should have high reliability and stability for its exact operation. The advanced countries of LV have been used the concept of multiple redundancy to get the required availability of the system. Although the concept has been also adopted widely in the industrial field, much of cases are to use the double redundancy. On the other hand, the triple or higher redundancy is limitedly taken due to its complexity or difficulty in implementation. Therefore, it is necessary to understand the structure and operation of higher redundancy to employ. In this paper we explain the concept of availability and estimate it for the development of KSLV-II LCS.

비동기식전송모드(ATM)망에서 흐름제어 셀 다중화기

강구홍 서원대학교 응용과학연구소 2001 응용과학연구 Vol.10 No.1

Since First-Come-First-Served discipline makes it is difficult to satisfy the diverse quality of service(QoS) requirements for each connection, traffic isolation has been proposed for guaranteeing the desired QoS throught explicit bandwidth allocation to each virtual connection(VC) in ATM networks. For this purpose, we propose a rate-controlled cell multiplexer using a simple "periodic token-based regulator" per-VC the proposed multiplexer realizes VC isolation, while still operating work-conservingly. We first discuss its major properties, and then examine its features with respect to the characteristics of the output traffic streams and the traffic isolation of individual VC's. We also propose some variants schemes to accommodate the constant bit rate or best-effort services.

시분할 및 파장 분할 다중화를 이용한 N09 양자 암호 키 분배 시스템

노태곤 한국물리학회 2012 새물리 Vol.62 No.10

We study implementation methods for the recently-proposed counterfactual protocol of quantum cryptography, called the N09protocol, that relies on the nontransmission of a signal particle. In particular we provide a systematic analysis of the polarization fluctuation effects on the implementation of the N09 quantum cryptography system, which uses a long-armed fiber interferometer. We also present novel implementation methods for the N09 protocol. Those methods use time-division and wavelength-division multiplexing to eliminate the polarization fluctuation effects automatically. 최근 제안된 신호광자 비전송 방식의 N09 반사실적 양자암호 프로토콜의구현 방법을 연구한다. 특히 장거리 광섬유 간섭계를 사용하는 N09양자암호 시스템의 실제 구현시에 발생하는 편광요동 효과를 체계적으로분석한다. 또한 시분할 및 파장 분할 다중화 기법을 적용하여 N09프로토콜에서 편광요동 효과를 자동적으로 제거할 수 있는 새로운 구현방법을 제안한다.

광섬유 격자 센서의 스펙트럼 코드를 활용한 다중화에 대한 수치해석 연구

손주연,임기건,김근진,박동영,백세종,윤재순,이경신,최기선 한국물리학회 2008 새물리 Vol.56 No.5

A multiplexing technique for fiber Bragg grating sensors is required for multipoint measurements such as smart structure applications. The spectral tag method can enhance the multiplexing capability in the Wavelength Division Multiplexing (WDM) approach without additional switching units. Each sensor is assigned with a unique spectral tag that represents a series of Bragg wavelengths. The maximum number of sensors in a single optical fiber is determined by the number of employed spectral codes and the number of constituent gratings. With a 0.4-nm peak-to-peak separation and a 5 \% reflectance of the grating, we simulated the change caused in the multiplexed spectrum by the strain to determine the position of the sensor and to measure the degree of its change. 광섬유 격자 센서 다중화는 대형구조물과 같이 계측 범위가 넓고 매우 많은 센서가 필요한 곳에 효율적인 기술이다. 다중 광섬유 격자 센서 시스템을 위하여 제안된 새로운 스펙트럼 태그 방법은 2개 이상의 서로 다른 브래그 격자를 코드화 시켜 각각의 센서에 배정하는 방법으로 부가적인 장치 없이 다중화 능력을 향상시킬 수 있다. 변형력에 따른 다중 스펙트럼의 변화를 통해 센서의 위치와 변형 정도를 측정하기 위하여 다중 센서의 스펙트럼 코드 사이 간격은 0.4 nm, 격자의 반사율은 5 \% 의 값에 대해 시뮬레이션 하였다.

다채널 광섬유 하이드로폰 배열 시스템에 관한 연구

김정석 한국음향학회 2001 韓國音響學會誌 Vol.20 No.7

최근 광섬유 하이드로폰 시스템은 차세대의 장거리 탐지용 수동 소나 시스템의 탐지 센서로 각광을 받고 있다. 소나 시스템으로서, 광섬유 하이드로폰 시스템은 수중에 전자부가 없이 다중화 기술을 바탕으로 많은 채널의 하이드로폰을 구성할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 다채널 배열 설계, 광-전자부, 하이드로폰 설계, 해상시험을 바탕으로 한 최근의 기술 발전 추세를 기술한다. 또한, 시분할 다중화를 바탕으로 32채널 혹은 그 이상까지 확장 가능한 간섭계형 다채널 광섬유 하이드로폰 배열 시스템 개발에 관하여 기술한다. 이를 위해 12채널의 시분할 다중화 하이드로폰 배열을 제작하여 해상시험을 통해 그 성능을 평가하였다. In recent years Fiber optic hydrophone systems have been the focus of much attention in the sonar world. For sonar arrays, a fiber optic approach offers the major benefit of passive multiplexing of large numbers of hydrophones without underwater electronics. This paper describes recent development work covering array construction, opto-electronics development, hydrohpone design and sea trials. And the development of an interferometric mult-channel fiber optic hydrophone system which uses time division multiplexing capable of driving in excess of 32 channel is described. For this, a 12 channel time division multiplexing array has been constructed, and the performance of this system is demonstrated by sea trial.

FPGA를 이용한 무인기용 통신제어기 설계 및 구현

오경환(Kyoung-hwan Oh),심형식(Hyung-sik Shim),박대환(Dae-hwan Park),나성웅(Sung Woong Ra) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.5

무인기의 안정된 통신링크 보장을 위해 오류정정 및 시분할 다중화/역다중화 기능을 갖춘 통신제어기를 FPGA를 이용하여 개발하였다. 아울러 데이터링크의 실시간성을 보장하기 위해 RTOS인 VxWorks를 사용하였다. FPGA를 이용한 통신제어기의 설계는 다양한 입출력 장치의 수정 및 확장이 용이하며, S/W 설계 변경의 유연성을 제공하여 다양한 무인기 시스템에 쉽게 적용이 가능하도록 했다. DTC(Data Terminal Controller) for UAV has been developed using FPGA. It provides the functions of Error Correction and Time-division Mux/Demux for stable data-link. RTOS VxWorks also has been used for real-time control of data-link. FPGA Design of DTC facilitates the modification and extension of various I/O device, and VxWorks ensures real-time availability of data-link control and provides flexibilities of changes of S/W design. The DTC is expected to be deployed easily for various UAV systems.

동일한 FBG 광센서를 이용한 수동형 가입자망의 모니터링

최수일,Nguyen Khac Binh 한국디지털콘텐츠학회 2019 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.20 No.3

Passive optical network (PON) is a next-generation access network that provides broadband services. PON is a cost-effective solution which has point-to-multipoint architecture and provides upstream data transmission using time-division multiple access (TDMA). We propose a monitoring method that detects physical layer faults between optical line terminal (OLT) and optical network units (ONUs) using fiber bragg grating (FBG) optical sensors. Uniform FBG sensors are used to provide cost-effective and simple solution of operation management. We compare the proposed TDMA based monitoring method with wavelength division multiplexing (WDM) monitoring method. 수동형 광가입자망은 광대역 서비스를 제공하는 차세대 가입자망 기술이다. 수동형 가입자망은 경제성을 제공하기 위해 점대 다중점 구조를 가지고 있으며, 시분할 다중화 접속 방식을 이용하여 상방향 데이터 전송을 제공한다. 본 논문에서는 수동형 가입자망에서 광섬유 브래그 격자 센서를 사용하여 OLT와 ONU간 물리계층 장애를 감시할 수 있는 방안을 제시한다. 제시한 방안은 동일한 광섬유 브래그 격자 센서를 이용함으로써 경제성과 운영의 효율성을 제공한다. 파장분할 다중화를 이용한 기존의 방안과 제안한 시분할 다중화를 이용한 방식의 효용성을 비교 분석하였다.