One of the challenges in achieving interoperable systems is to guarantee interoperability among syntactically or semantically heterogeneous messages which are independently developed by different systems within the same domain, but used for the same function. There has been significant progress in facilitating message integration with the schema matching techniques and message standardization. However, it still requires significant efforts and cost to develop and maintain a message translator because of the generation of new message standards and the change of existing message format specification.
To address this challenge, we propose meSsage Exchange fRamework based on Ontology Mapping (SEROM). SEROM utilizes Extensible Markup Language (XML) environment to solve syntactic heterogeneity and ontology mapping to deal with semantic heterogeneity. SEROM mainly consists of two phases: message format mapping and message instance translation. The Web Ontology Language (OWL) message ontologies for the source and target message format are generated from the depository defining each message format in the message format mapping phase. Then the mapping definition from those OWL message ontologies is produced by developer's mapping. Next, in the phase of message instance translation, OWL Mapping Engine, which interprets ontology mapping definition produced in the message format mapping phase, automatically transforms source message instance into target message instance.
Using this framework, message format description, coherently represented by OWL, makes mapping definition simpler with the help of predefined mapping patterns independent from the types of message format. Moreover, in the aspect of the efforts and the cost to develop and to maintain the translator, which performs message instance translation, SEROM is considerably economic since developers can uniformly use OWL Mapping Engine, regardless of the types of message format and the relations among them. We demonstrate our approach by applying SEROM to Tactical Data Links (TDL) message integration in the military, especially translation VMF message into XML-Link 16 message.
같은 도메인 내의 서로 다른 시스템들 사이에서 독립적으로 개발된 구문적, 의미적으로 이질적인 메시지들 간에 상호 운용성을 보장하기 위한 연구는 가장 도전적인 문제들 중에 하나이다. 그 동안 스키마 매칭 기법과 공통교환 포맷을 이용한 메시지 통합 방법에 있어서 상당한 진보가 있었다. 그러나 아직까지 메시지 포맷 명세의 변경이나 새롭게 생겨나는 메시지 표준에 따라 메시지 번역기를 개발하고 유지하는데 상당한 노력과 비용이 소요되고 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 우리는 온톨로지 매핑 기반의 메시지 교환 프레임워크(meSsage Exchange fRamework based-on Ontology Mapping; SEROM)를 제안한다. SEROM 은 구문적인 이질성을 해결하기 위해 XML 환경, 의미적인 이질성을 해결하기 위해 온톨로지 매핑을 이용한다. SEROM 은 메시지 포맷 매핑 단계와 메시지 인스턴스 변환 단계로 구성된다. 메시지 포맷 매핑 단계는 메시지 포맷을 정의하는 저장소로부터 소스, 목표 메시지 각각의 OWL 메시지 온톨로지 생성한 후에, 이 온톨로지들에 대한 매핑을 정의한다. 메시지 인스턴스 번역 측면은 메시지 포맷 매핑 단계에서 생성된 온톨로지 매핑 정의를 이용하는 OWL 매핑 엔진을 바탕으로 소스 메시지 인스턴스에서 목표 메시지 인스턴스로의 자동적인 변환을 수행한다.
본 프레임워크는 미리 정의된 매핑 패턴들과 트리 기반의 GUI 를 이용해 이질적인 메시지들에 대한 편리한 매핑 정의 환경을 제공하며, 일반적인 OWL 매핑 엔진을 이용해 소스 메시지 인스턴스로부터 목표 메시지 인스턴스로의 자동적인 변환을 가능하게 한다. 그 결과 메시지 번역기의 개발과 운영 노력 과 비용을 절감할 수 있다. 우리는 SEROM 을 군사 영역의 전술 데이터 링크메시지 통합(특히, VMF 메시지에서 XML 형식의 Link 16 메시지로의 변환)에 적용해 보인다.
