[논문]글로벌 PPDR 현황과 국가별 PS-LTE 추진사례

이상윤

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정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.33 no.3, 2016년, pp.3 - 10

초록
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최근 광대역 방식의 PPDR 시스템 도입 필요성이 증대함에 따라 관련 국제기구, 지역기구, 국가를 중심으로 광대역 PPDR 도입 방안을 검토했으며, 현재 일부 국가들은 망 구축을 시작하고 있는 상황이다. 국제기구인 ITU를 중심으로 요구사항, 주파수, 기술방식 등에 관한 연구가 진행되었으며, 유럽, 이시아-태평양 지역기구도 지역기구 입장에서 관련 사항 연구를 추진했다. 최근 WRC-15회의가 끝남에 따라 주파수는 700MHz대역과 800MHz대역이 국제적 공통주파수로 결정되었고, 기술방식은 대부분의 국가에서 PS-LTE가 채택되었거나 우선적으로 검토되고 있다. 망 구축 방식은 국가별 상황에 따라 상용망, 혼합망 등이 검토, 추진되고 있다. PS-LTE 구축 사례로서 미국은FirstNet이 2012년에 설립되어 현재 RFP발행을 위한 마지막 단계에 있으며, 영국은 사업자 선정을 앞두고 있어 2017년부터 망 구축이 추진될 것으로 전망된다, 호주는 800MHz대역에서 LTE방식으로 활용할 계획이나 구체적인 주파수나 망 구축방식은 정해지지 않은 상태이다.

AI 본문요약
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문제 정의

본고에서는 광대역 재난안전통신망(PPDR: Public Protection and Disaster Relief) 관련 글로벌 추진동향과 일부 국가에서 진행 중인 PS-LTE망 구축 사례를 살펴본다. 2장에서는 국제기구인 ITU-R과 유럽 및 아시아의 무선통신 관련 지역기구에서 논의되고 있는 광대역 PPDR 관련 동향을 소개하고, 제 3장에서는 미국, 영국 등 주요국에서 추진하고 있는 PS-LTE망 구축 관련 사례를 살펴본다.

제안 방법

호주의 경우 공공안전 서비스를 위해 3가지 주파수 대역을 사용하는 방안을 검토하고 있다. 먼저 고화질 영상통신 또는 지상망의 트래픽 분산용으로 4.9GHz대역에서 50MHz폭 이용을 검토하고 있으며, 협대역 음성통신용으로 사용중인 400MHz은 대역정비를 통해 기존에 분산되어 사용하던 주파수를 연속된 대역으로 정비해 정부 전용의 조화대역으로 정하고 면허 체계를 개편하는 방안을 검토하고 있다. 마지막으로 광대역 PPDR서비스에 해당하는 서비스는 800MHz대역의 10MHz폭의 전용대역을 지정해 LTE방식으로 서비스를 제공할 예정이나 구체적인 대역은 303~960MHz대역 전체의 정비계획에 따라 정해질 계획이다.

성능/효과

이에 FM49는 유럽 지역 및 국가의 광대역 PPDR 관련 정책 수립에 중요한 근거가 된 두 가지의 보고서를 개발했는데, 첫 번째인 ECC Report 199에서는 광대역 PPDR시스템의 요구사항과 주파수 소요량에 관한 내용을 다루고 있다[4]. 주파수 소요량과 관련해서는 유럽 재난안전 관련 단체의 평시 및 재난 상황 시의 트래픽 이용 시나리오 의견에 기반해 대규모 재난상황(DR)을 제외한 평상시(PP1) 또는 대규모 비상상황 및 특별행사 상황(PP2)을 고려했을 때 2x10 MHz폭이 적정한 것으로 판단했다.

후속연구

서비스 내용은 공공 시설물 관리, 응급 정보전송, 영상 모니터링 등 공공업무 수행이다. 2011년 베이징, 2012년 텐진지역에서 시범망이 구축되었으며 단계별로 기지국 수를 증가시켜 망을 구축할 계획이다. 그러나 이 시스템은 PS-LTE에서 요구하는 핵심적인 기능들을 제공하고 있지 않아 상용 TD-LTE 시스템을 공공업무용으로 활용하고 있는 것으로 파악된다.
ITU-R 권고 M.2015는 결의 646에 따른 PPDR 주파수 배치에 관한 권고로서 이번 WRC-15 회의 결과를 반영해 차기 SG5 회의에서 동 권고에 대한 개정이 추진될 예정이다. 우리나라의 700MHz 통합공공망용 주파수 배치 내용은 기존 결의 646에서 700MHz 대역을 권고하고 있지 않아 작년도 개정 시 반영되지 못했으나 금번 WRC-15 결정으로 차기 회의 때 반영될 것으로 예상된다.
일본 총무성은 기존 협대역 방식으로, 상호운용성이 확보되지 않은 시스템을 광대역 방식의 기관간 상호운용성이 확보된 시스템으로 진화하는 것으로 목적으로 ‘11년 6월 200㎒ 대역의 35㎒폭을 공공 브로드밴드 대역으로 분배하고, 이를 위한 기술개발을 추진했다. 기술방식은 WiMax표준을 기반으로 이를 VHF대역에 맞게 변형한 자제표준을 개발해 활용할 계획이다. 서비스는 이미 시작되고 있는 것으로 파악되나 확산계획은 미정이다.
이를 위해 FirstNet 망을 이용하는 공공안전 관련 이용자 및 이차 사용자에 대해 망 이용대가를 부과하고 여유 망 용량을 상용망 사업자에게 임대하여 수익을 확보할 계획이다. 또한 백홀, 사이트 등의 기존 설비를 활용함으로써 신규 설치에 따른 비용을 최소화할 계획이다.
그러나 이 시스템은 PS-LTE에서 요구하는 핵심적인 기능들을 제공하고 있지 않아 상용 TD-LTE 시스템을 공공업무용으로 활용하고 있는 것으로 파악된다. 앞으로 어떤 식으로 진화될지는 알려져 있지 않고 있으나 최근 PS-LTE와 유사한 기능을 제공하는 자체 기술(B-TrunC) 개발을 추진하고 있어 해당 시스템으로 변경될 수도 있을 것으로 예측되고, 주파수 측면에서는 아직 입장이 확인되지는 않았으나, 망 구축 비용 문제가 제기되고 있어 1GHz 이하의 낮은 대역을 검토하고 있는 것으로 파악되고 있다.
그러나 각 선택사항별로 장단점이 있고 국가의 통신사업자와의 협상 결과에 따라 결과는 매우 다르게 나타날 수 있으므로 어떤 방식이 좋다고 단정지을 수는 없을 것으로 보인다. 앞으로 여러 국가에서 PS-LTE망을 구축하게 되면 다양한 사례분석이 가능할 것으로 예상된다.
망 구축비용은 주파수 경매 자금에서 마련된 재원(약 8조원)을 확보하였으나 향후 지속가능한 망 운용을 위해서는 추가적인 재원 확보 및 비용 절감이 필요하다. 이를 위해 FirstNet 망을 이용하는 공공안전 관련 이용자 및 이차 사용자에 대해 망 이용대가를 부과하고 여유 망 용량을 상용망 사업자에게 임대하여 수익을 확보할 계획이다. 또한 백홀, 사이트 등의 기존 설비를 활용함으로써 신규 설치에 따른 비용을 최소화할 계획이다.
동 보고서에는 실제 구현 방법에 관해 중점적으로 검토하고 있으며 여기서는 호주가 제안하고 있는 상용망을 통한 구현방식 등이 검토될 것으로 예상된다. 한편 지금까지 VHF 방송 대역에서 WiMax 기반의 자체 기술방식 이용을 추진하던 일본이 TG-PPDR에서 PS-LTE 구축 방식 등에 관한 연구를 제안함에 따라 앞으로 PS-LTE와 관련한 한일간 협력이 강화될 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미국의 PS-LTE 망 구축의 추진이 지연된 이유는 무엇인가?	미국은 2007년부터 주파수를 분배하고, 기술방식 선정, 예산확보, 관리기관 설립 등 광대역 PS-LTE 망 구축을 가장 먼저 추진했다. 최초 추진에 따른 기술적 문제 해결, 넓은 국토로 인한 비용 효율성 확보, 각 지방정부와의 원활환 협조체계 구축 등이 필요함에 따라 사업 추진은 다소 지연되고 있는 측면이 있으나 현재 준비 작업을 끝내고 망 구축을 위한 RFP 발행 단계에 있다.
	ITU-R 권고 M.2009는 무엇을 권고하고 있는가?	ITU-R 권고 M.2009는 PPDR을 위한 협대역 및 광대역 무선접속기술을 권고하고 있다. 광대역 기술로는 IMT-2000CDMA(Multi-carrier, Single-carrier, Direct Spectrum, TDD), TDD 기반의 IMT-2000 OFDMA, LTE-A 등이 포함되어 있으며, 특히 중국의 제안으로 포함된 B-TrunC 기술은 중국의 표준화 단체인 CCSA와 산업정보기술부에서 개발된 기술로서 1.
	WP5A에서 진행했던 작업은 무엇인가?	ITU-R 연구그룹(Study Group)으로서 지상업무에 관한 연구를 수행하는 SG5 산하에서 30MHz 이상의 육상이동업무, 고정업무, 아마추어 및 아마추어 위성업무를 담당하는 WP(Working Party) 5A에서 PPDR에 관한 연구가 진행되었다. 해당 그룹에서 진행했던 작업은 크게 세 가지로 볼 수 있는데, 첫 번째는 PPDR 요구사항 등에 관한 보고서 개발, 두 번째는 PPDR주파수 배치방식에 관한 권고 개발, 세 번째는 광대역 PPDR서비스 제공을 위한 기술방식에 관한 권고이다. WP5A에서는 WRC-15 의제 1.

참고문헌 (13)

이상윤, "재난통신용 주파수 후보대역과 효율적 활용방안" 한국통신학회지 정보와 통신, 31권, 10호, pp. 19-24, 2014년 10월.
ITU-R, Resolution 646 (Rev.WRC-15): Public protection and disaster relief.
ITU-R Report M.2377: Radiocommunication objectives and requirements for Public Protection and Disaster Relief (PPDR), 2015.
ECC Report 199: User requirements and spectrum needs for future European broadband PPDR systems (Wide Area Networks), 2013.
ECC Report 218: Harmonised conditions and spectrum bands for the implementation of future European Broadband Public Protection and Disaster Relief (BB-PPDR) systems, 2015.
APT/AWG/REP-27: APT Report on "PPDR Applications Using IMT Based Technologies and Networks", 2012.
APT/AWG/REP-38: APT Report on "Technical Requirements for Mission Critical Broadband PPDR Communications", 2013.
FCC, Connecting America: The National Broadband Plan, 2010.
G. Shipley, "UK Emergency Services Mobile Communications Programme (ESMCP) Communications Programme (ESMCP)" Presentation at PSCR Public Safety Broadband Stakeholder Conference, June 2013.
Telecoms.com, "O2 out of UK emergency services LTE tender, EE lone runner," June, 2015.
미국 FirstNet 홈페이지(http://firstnet.gov/)
영국 Home Office 홈페이지 (https://www.gov.uk/government/organisations/home-office)
AWG-18/TMP-41: Proposal from Japan for initiation of a Study on the introduction of Public Safety LTE, Mar. 2015.

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