[논문]효율적 U-City 구축을 위한 정보통신망 선정방안에 관한 연구 - 자가망과 임대망 경제성 분석을 중심으로 -

박상수; 박승희; 김성아; 진상윤; 주형우

doi:10.13161/kibim.2015.5.1.054

효율적 U-City 구축을 위한 정보통신망 선정방안에 관한 연구 - 자가망과 임대망 경제성 분석을 중심으로 -
A Study on Organization of Information Network for Efficient Construction of U-City - Focused on Economic Analysis of Municipal Network and Leased Network - 원문보기

Journal of KIBIM = 한국BIM학회논문집, v.5 no.1, 2015년, pp.54 - 62

박상수 (한국토지주택공사) , 박승희 (성균관대학교 건축토목공학과) , 김성아 (성균관대학교 건설환경시스템공학과) , 진상윤 (성균관대학교 건축토목공학과) , 주형우 (성균관대학교 미래도시융합공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The Cities that recently developed have been applied to private network for establishing information communication network system. The local governments planning or pursuing U-City construction should also choose the private network in consideration of operation and maintenance. In viewpoint of agency operating u-City, it is necessary to integrate traditional and new network. However, there has been lack of guides to choose U-City network considering the economic analysis between private and leased network. This study analyzed the characteristics of private and leased network, and the cost-benefit by estimating the network cost and communication demand focused on U-services that are recently applied. This study purpose a guide for efficient U-City information network selected by estimating ROI(Return On Investment) and BEP(Break Even Point) for establishing private and leased network.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

U-City 통신망 구축을 결정하는 데 있어서, U-서비스의 제공 범위·규모별, 운영조직, 관리경험 등 여러 요소를 고려하는 것이 필요하며, 신도시 및 기존도시 특성을 고려하여 U-City 구축사업의 필수요소인 정보통신망을 효율적으로 구축하는 것―이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 경제성 분석을 통해 자가망 또는 임대망을 선정하기 위한 모델을 수립함으로써 U-City 개발 시 적합한 정보통신망 구축을 위한 근거를 마련하고자 한다.
본 연구는 U-City 정보통신망 선정 모델을 작성하기 위해 2006년 동탄 신도시 개발에서 부터 현재까지 U-City 설계 및 준공을 앞둔 8개 혁신도시(Table 1) 사례에 구축된 통신망 또는 서비스 용량을 중심으로 분석하였다.
대단위 신도시개발이나 중소규모의 택지개발 시 추진되는 U-City 구축사업에서의 공공정보통신망구축은 U-City 사업의 근간이 되는 인프라사업으로 그 중요성을 시행자와 지자체 모두 인식하고 있으며, 지자체 주민의 소비자 효용을 증가시키고 사회적 편익을 제공하는 반면 중복투자비용 및 공공재 비용등과 같은 사회적 비용을 발생시킨다. 본 연구는 자가망과 임대망 구축의 특성을 비교하고 경제성 분석을 통해 자가망 또는 임대망을 선정하기 위한 가이드를 제공하는 것이 목적이다. 본 연구에서는 신도시 개발 시 기본적으로 구축되는 서비스의 용량을 산정하여 이에 대한 통신수요를 산정하고 임대망사용에 대한 회선 비용을 산정하였다.
U-City 통신망 구축방식은 지자체 또는 사업시행자가 직접 자가망을 구축하거나, 통신 사업자가 기존에 개설한 통신망을 임대하는 방안으로 검토한다. 본 연구는 효율적인 U-City 통신망 구축을 위한 방안을 제시하기 위해, 통신망 구축 및 운영의 측면에서 각각의 특성을 분석하였다. 자가망을 구축할 경우 통신관로 및 선로를 사업시행자나 지자체가 직접 구축하게 되며, 이에 따라 초기 투자비용이 임대망에 비해 과다하게 소요된다.

가설 설정

공공정보통신망의 초기 투자비용을 산정하기 위해 Fig. 1, Fig. 2에서와 같이 백본망(Backbone Network) 및 엑섹스망 (Access Network) 모델을 임의로 가정하였다. 이를 기준으로 유선망, 무선망, 통신국사로 분류하여 각 단위별로 장비구입비 및 공사비를 산정하였다.
U-서비스 제공을 위해 필요한 통신 용량을 산정하기 위해 본 연구에서 공간적 범위로 선정한 8개 혁신도시의 U-서비스를 분석하여 U-서비스를 선정하였고, 그에 따른 통신망의 대역폭 (Bandwith)을 산정하였다. 선정된 서비스는 신도시 구축 시 기 본적으로 구성되는 교통(VMS, 신호제어, BIT 등), 방범(생활방범, 도로방범)서비스 이외에 특화서비스로 제공되는 환경/에너지서비스와 첨단공원 서비스 등 4개군 12개 서비스이며, 공공정 보통신망은 무선인터넷으로 가정하였다. 이들 서비스를 제공하 기 위해서는 ‘Table 5’와 같이 대역폭 597Mbps가 필요한 것으로 나타났다.

제안 방법

U-서비스 제공을 위해 필요한 통신 용량을 산정하기 위해 본 연구에서 공간적 범위로 선정한 8개 혁신도시의 U-서비스를 분석하여 U-서비스를 선정하였고, 그에 따른 통신망의 대역폭 (Bandwith)을 산정하였다. 선정된 서비스는 신도시 구축 시 기 본적으로 구성되는 교통(VMS, 신호제어, BIT 등), 방범(생활방범, 도로방범)서비스 이외에 특화서비스로 제공되는 환경/에너지서비스와 첨단공원 서비스 등 4개군 12개 서비스이며, 공공정 보통신망은 무선인터넷으로 가정하였다.
본 연구에서는 8개 혁신도시를 대상으로 분석하여(Table 1) 평균적인 U-서비스 모델을 수립하고, 이를 기반으로 해당 U-서비스의 통신수요를 산정하였다(Table 4). u-서비스는 교통 및 방법 외에 환경/에너지와 첨단공원과 같은 특화서비스를 포함하고 있기 때문에, 쓰레기 불법투기 감시 (Garbage dumping surveillance), 에너지 효율화(Energy efficiency), 첨단공원(Advanced Park), 공공정보통신망(Public Network) 등과 같은 특화서비스를 포함하여 Table 5에서와 같이 서비스 를 선정하였다.
본 연구에서는 신도시 개발 시 기본적으로 구축되는 서비스의 용량을 산정하여 이에 대한 통신수요를 산정하고 임대망사용에 대한 회선 비용을 산정하였다. 경제성 분석을 위해 계량화 및 자료 획득의 용이성, 자료의 객관성과 신뢰성을 고려하여 자가망 구축에 대한 비용 편익 분석 및 순현재가치를 산정하였다.
국내 통신사업자들은 기본회선, 백본회선, CCTV 전송, 인터넷, IP-VPN 등의 유형으로 회선서비스를 제공하고 있으나, 임대망 회선비용을 산정하는 경우, 대역폭과 서비스 속도에 의해서 비용이 결정된다. 본 연구는 통신사업자의 임대망 회선비용은 국가정보통신 서비스 이용지침서를 기준으로 KT 전자정부 통신망 전용회선 비용을 반영하여 산정하였다. 임대역폭에 대한 회선비용, 장치사용료, 장치설치비를 고려하였다.
이러한 U-서비스를 제공하기 위해 통신망 구축이 필요하고, 통신망 구축을 검토하기 위해 해당 신도시의 U-서비스 모델에 따른 통신 수요 분석이 필요하다. 본 연구에서는 8개 혁신도시를 대상으로 분석하여(Table 1) 평균적인 U-서비스 모델을 수립하고, 이를 기반으로 해당 U-서비스의 통신수요를 산정하였다(Table 4). u-서비스는 교통 및 방법 외에 환경/에너지와 첨단공원과 같은 특화서비스를 포함하고 있기 때문에, 쓰레기 불법투기 감시 (Garbage dumping surveillance), 에너지 효율화(Energy efficiency), 첨단공원(Advanced Park), 공공정보통신망(Public Network) 등과 같은 특화서비스를 포함하여 Table 5에서와 같이 서비스 를 선정하였다.
정보화사업을 통해 서비스를 이용하는 국민들이 체감하는 사회적 효과가 중요하기 때문이다. 본 연구에서는 경제성 분석을 위해 업무적 관점에서 직접적으로 발생하는 유형의 편익에 초점을 두었다.
본 연구는 자가망과 임대망 구축의 특성을 비교하고 경제성 분석을 통해 자가망 또는 임대망을 선정하기 위한 가이드를 제공하는 것이 목적이다. 본 연구에서는 신도시 개발 시 기본적으로 구축되는 서비스의 용량을 산정하여 이에 대한 통신수요를 산정하고 임대망사용에 대한 회선 비용을 산정하였다. 경제성 분석을 위해 계량화 및 자료 획득의 용이성, 자료의 객관성과 신뢰성을 고려하여 자가망 구축에 대한 비용 편익 분석 및 순현재가치를 산정하였다.
본 연구에서는 자가망 구축시 ROI를 산정하기 위해 비용편익분석을 통한 정량적인 편익비용을 산정하였으며, 정성적인 측면의 비용편익은 고려하지 않았다. 정성적인 분석은 해당 지역의 유비쿼터스 도시 계획 등의 사업계획의 분석이 필요하고 사용자 측면의 정성적인 편익 유형도 설정하여야 한다.
이들 서비스를 제공하 기 위해서는 ‘Table 5’와 같이 대역폭 597Mbps가 필요한 것으로 나타났다. 산정된 서비스 용량을 기준으로 임대망과 자가망 비용을 비교, 분석하였다.
연구방법으로는 정보통신망 구축의 구성요소를 분류하고, 신도시 U-City 구축 시 투입된 구성요소별 투입비용과 정보통신망 트래픽 설계요건을 참고로 하여 현장시설물(교통, 방범등) 수량의 상관관계를 분석하였다.
Table 1에서와 같이 일반적으로 비용편익과 순현재가치를 판단하는 기준에 의하면, 자가망을 구축하였을 경우 경제성이 우수한 것으로 판단된다. 이 분석결과를 바탕으로 Table 10과 같이 자가망 구축과 임대망 사용의 투자수익율(ROI : Return On Investment)를 산정하여 손익분기점 (BEP : Break Even Point)을 산정하였다.
이러한 논리에 따라 정보화사업의 비용분석 기간은 구축기간과 그 이후 유지·보수/운영 기간 10년으로 설정하였다.
2에서와 같이 백본망(Backbone Network) 및 엑섹스망 (Access Network) 모델을 임의로 가정하였다. 이를 기준으로 유선망, 무선망, 통신국사로 분류하여 각 단위별로 장비구입비 및 공사비를 산정하였다.
이에 본 연구에서는 시스템이 구축된 후 수년 동안에 걸쳐 서비스가 확산되는 사업의 경우, 확산단계가 종료된 시점으로부터 약 10년을 비용분석 기간으로 설정하였다. 해외 사례에서는 비용분석 기간을 시스템의 유효수명이 다하는 기간까지 또는 현저한 성능 차이를 보이는 새로운 시스템으로 대체되는 시점까지 설정할 것을 권장하고 있다.
본 연구는 통신사업자의 임대망 회선비용은 국가정보통신 서비스 이용지침서를 기준으로 KT 전자정부 통신망 전용회선 비용을 반영하여 산정하였다. 임대역폭에 대한 회선비용, 장치사용료, 장치설치비를 고려하였다. 또한 자가망 구축비용과 동일한 대역폭으로 산정한 결과, Table 6와 같이 연간 회선비용이 발생됨을 알 수 있다.
자가망 구축 시 경제적 효과를 분석하기 위해 본 연구에서의 경제성 분석방법 및 절차를 정의하고 그와 관련된 비용 산출 세부근거를 제시하여 자가망 구축에 따른 비용편익을 산출하였다.

성능/효과

경제성 분석결과, 비용편익비율(B/C)은 2.0, 순현재가치 (NPV) 는 2,897(백만원)으로 나타났다. Table 1에서와 같이 일반적으로 비용편익과 순현재가치를 판단하는 기준에 의하면, 자가망을 구축하였을 경우 경제성이 우수한 것으로 판단된다.
총 비용(C)은 2,782(백만원), 총 편익(B)은 5,687(백만원)으로 나타났다. 이를 토대로 B/C, NPV를 앞에서 설명한 계산식에 의해 산정한 결과, B/C=2.0 NPV=2,897(백만원)으로 나타났으며, 자가망을 구축하였을 경우 경제성이 우수한 것으로 판단된다.
이들 서비스를 제공하기 위해 산정된 통신망의 시설물 수량과 통신대역폭, 비용은 ‘Table 1’과 같다. 해당도시에 제공하는 U-서비스를 장애 없이 운영하기 위해서는 총 1,141개의 시설물과 5,749Mbp의 대역폭이 필요하고, 6,830백만원의 통신망 구축비용이 발생하는 것으로 조사되었다.

후속연구

그리고 신도시 정보통신망 원단위 산정기준을 분석을 토대로 기존도시 U-City 구축의 경제성 분석을 하여 자가망, 임대망의 선택기준과 손익분기점(BEP : Break Even Point)를 제시함으로써, 향후 기존도시에 통신망 설치 시 선정기준으로 활용될 것으로 기대한다.
정보통신망은 한번 구축하면, 10년 이상 사용을 고려하기 때문이다. 또한 본 연구에서는 향후 제공할 u-서비스의 종류와 내용에 따라 통신망 구축에 필요한 용량을 산정하였기 때문에, 제공하길 원하는 u-서비스가 달라지면 ROI 비용도 달라질 것으로 예상된다. 분석결과를 바탕으로 향후 단독 신도시 구축 또는 기존 모도심을 아우르는 U-City 개발 시 본 연구의 절차와 같이 경제성 분석을 시행하여 효율적인 u-City 통신망 선정이 가능할 것으로 기대한다.
또한 본 연구에서는 향후 제공할 u-서비스의 종류와 내용에 따라 통신망 구축에 필요한 용량을 산정하였기 때문에, 제공하길 원하는 u-서비스가 달라지면 ROI 비용도 달라질 것으로 예상된다. 분석결과를 바탕으로 향후 단독 신도시 구축 또는 기존 모도심을 아우르는 U-City 개발 시 본 연구의 절차와 같이 경제성 분석을 시행하여 효율적인 u-City 통신망 선정이 가능할 것으로 기대한다.
소규모 택지지구의 경우 기존 모도심과의 서비스 연계 및 기존 모도심의 임대망, 자가망과의 연계 및 통합이 필요하다. 이런 경우에 본 연구를 바탕으로 모도심을 통합하는 U-City 개발시 본 모델을 활용하여 자가망과 임대망을 아우르는 분석연구가 가능하며 지자체의 자가망/임대망 통합운영모델 수립의 기초모델로 사용되기를 바란다.
향후 신도시 개발 사업에서 대규모 택지개발에 따른 신도시의 구축보다는 소규모 주거형 택지개발형태가 주로 이루어질 것으로 보여진다. 소규모 택지지구의 경우 기존 모도심과의 서비스 연계 및 기존 모도심의 임대망, 자가망과의 연계 및 통합이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	U-서비스란?	U-City 구축을 위해 8개 혁신도시(Innocity)에 적용된 평균적인 U-서비스는 실시간 교통제어(Real-time traffic control), 주정차 위반단속 (Parking violation enforcement), 대중교통 정보 제공 (Providing pubic transport information), 도로교통 정보제공(Providing traffic information), 공공지역 안전감시(Safety surveillance in public)와 같은 기본적인 교통 및 방범 서비스이다. 이들 서비스를 제공하기 위해 산정된 통신망의 시설물 수량과 통신대역폭, 비용은 ‘Table 1’과 같다.
	통신망 구축의 경제적 타당성을 평가하기 위해서 구해야 하는 것은?	통신망 구축의 경제적 타당성을 평가하기 위해서는 비용편익비율(Benefit Cost Ratio: B/C)을 구해야 한다. 비용편익 비율이란 총 편익과 총비용의 할인된 금액의 비율, 즉 장래에 발생될 비용과 편익을 현재가치로 환산하여 편익의 현재가치를 비용의 현재가치로 나눈 값이다.
	정보화사업에서 직접편익이란?	U-City 통신망 구축은 정보화사업의 일환으로 추진되는데, 정보화사업에서 편익은 직접 편익과 간접편익, 유형과 무형, 기술적 관점과 업무적 관점의 편익으로 구분할 수 있다. 직접 편익은 생산물의 증가, 품질 개선, 비용절약, 입지 개선 등 여러 가지 형태로 나타날 수 있는 사업 추진 효과이다. 국가가 추진하는 정보화사업은 직접 편익을 대상으로 한다.

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