[논문]재난안전통신망 추진 경과와 향후 주요 과제

김사혁

문제 정의

본고에서는 과거 통합지휘 무선통신망 추진에서부터 현재 재난안전통신망 구축 시범사업 추진까지의 기간 동안 재난안전통신망 구축 추진 경과를 설명하고, 재난안전통신망 시범사업 주요 이슈를 기지국 수, 상용망 활용 수준, 단말 보급 시기와 유형별 물량 등 단말 보급 이슈 세 가지로 압축하고, 관련 주요 해결사항을 제시한다.
재난망 기지국 수와 관련하여 700MHz 대역의 주파수 특성과 함께 상용망과는 다른 기준이 적용되는데 이를 몇 가지 연구 자료를 통해 설명하고자 한다.

가설 설정

데이터 통신 시나리오는 1시간 동안 SMS, MMS의 경우 145개 그룹장이 각 3회, 인터넷은 30명이 2회, 센서·GPS 정보는 각70명과 145명이 360회(10초당 1회) 전송하는 상황을 가정하였다.
영상 전송서비스는 정지영상을 158명이 5시간 당 1회 전송, HD·SD급 동영상은 각 3명이 상시전송, 개별영상통화는788명이 5시간 당 1회(24초간), 그룹영상통화는 39그룹이 1시간당 9분간 통화할 수 있는 상황을 가정하였다.
마우나 리조트 붕괴사고에서는 소방·경찰·시청·군부대 관련 기관 인원 총 1,448명이 투입되었다. 음성통화 시나리오는1,448명이 개별통화 및 145개 그룹통화(10명 당 1그룹)가 가능하고, 고품질 음성 통화가 가능한 시나리오가 가정되었다. 데이터 통신 시나리오는 1시간 동안 SMS, MMS의 경우 145개 그룹장이 각 3회, 인터넷은 30명이 2회, 센서·GPS 정보는 각70명과 145명이 360회(10초당 1회) 전송하는 상황을 가정하였다.

제안 방법

재난안전통신망의 셀 커버리지를 산출한 대표적 사례인 ECC(Electronic Communications Committee, 유럽전기통신위원회) 보고서는 Okumura-HATA 모델을 사용하여 Rural, Suburban, Urban 환경에 대한 경로 손실 수식을 통해 셀 반경과 셀 면적을 산출하였다[7]. ECC는 전파모델 선택과는 별도로 안테나 높이를 중요한 설계 요소로 판단하였으며, 30m 수준의 기지국 안테나와 1.5m 수준의 단말기 높이를 가정하여 셀반경을 산출하였다. ECC에서 3섹터의 6각형 구조를 이용하여 산출한 최대 셀 반경 값은 <표 2>와 같다.
LTE 셀 커버리지를 분석한 사례 증 하나는 LTE 장비 제조사인 ZTE의 분석 사례이다[6]. ZTE는 비용 대비 성능을 고려한 최적 주파수 대역의 선택 관점에서 셀 커버리지를 분석하였다.분석 시 고려된 핵심 변수는 경로 손실, 링크 성능, 서비스 환경이다.
미국은 국토안보부(DHS)의 SAFECOM 프로그램을 통해 재난 상황 시 응급의료, 소방, 경찰 등 현장대응 담당자 간의 원활한 의사소통 및 정보교환 방안을 수립하고 있다. 또한 NIMS(National IncidentManagement System)를 통합 SOP 수립 공식 표준으로 규정하여 재난 관련 기관의 평시 및 비상시 행동요령과 업무협력체계를 국가적 차원에서 일원화하였다.
2009년 5월 행정안전부 주관의 사업추진단이 설치되었고, 2009년 12월 재난망 구축방향 설정을 위해 정보통신정책연구원과 ‘재난안전무선통신망 정책방향 수립을 위한 연구’ 추진이 완료되었다. 이를 근거로 2010년 2월 추진협의회를 통해 재난망 구축방향을 설정하고, 2011년까지 기술방식 검토하고, 321개 필수기관 우선 구축으로 이용기관 조정하며, SOP 마련 추진 등을 협의하기로 결정하였다. 이에 따라 2010~2012년 동안 행정안전부에서 SOP 수립 및 고도화를 추진하였다.
3Km로 1단계 설계를 하였다. 이후 2단계로 전파측정을 통해 보정을 하였는데 도심은 종로/은평/구로를, 도심외곽은 김포시, 강릉시를, 농어촌은 평창/강화를 대상으로 7곳의 실 전파 측정을 하여 수치를 보정하였다. 700MHz의 전파 특성 상 실제 전파 측정 결과는 시뮬레이션 단계보다 상당히 넓은 셀 반경이 측정된 것으로 알려져 있다.
재난안전통신망 ISP에서는 이러한 사례를 고려하여 시뮬레이션을 통해 도심 0.55Km, 도심외곽 1Km, 농어촌 3.3Km로 1단계 설계를 하였다. 이후 2단계로 전파측정을 통해 보정을 하였는데 도심은 종로/은평/구로를, 도심외곽은 김포시, 강릉시를, 농어촌은 평창/강화를 대상으로 7곳의 실 전파 측정을 하여 수치를 보정하였다.

대상 데이터

2005년 11월부터 2006년 6월까지 7개월간 강원도 평창·정선·강릉지역을 대상으로 시범사업이 시작되었다.
LTE 셀 커버리지를 분석한 사례 증 하나는 LTE 장비 제조사인 ZTE의 분석 사례이다[6]. ZTE는 비용 대비 성능을 고려한 최적 주파수 대역의 선택 관점에서 셀 커버리지를 분석하였다.
마우나 리조트 붕괴사고에서는 소방·경찰·시청·군부대 관련 기관 인원 총 1,448명이 투입되었다.
ZTE는 비용 대비 성능을 고려한 최적 주파수 대역의 선택 관점에서 셀 커버리지를 분석하였다.분석 시 고려된 핵심 변수는 경로 손실, 링크 성능, 서비스 환경이다. 무선 환경에 따른 서비스 범위는 Dense Urban, Urban, Suburban, Rural의 네 가지 환경에서 셀 경계 속도, 셀 커버리지, 서비스 면적을 의미한다.

성능/효과

6GHz는 700MHz에서 사용하는 기지국 수와 비교하여 7∼8배가 더 투자되어야 함을 의미하며, 700MHz가 전국 규모의 커버리지 확보에 가장 경제적임을 시사하고 있다. ZTE의 연구는 커버리지 유형별로 최소 데이터속도(Data Rate)를 다르게 적용한 특징을 보이며, 재난안전통신망 최소 데이터속도로 정의한 512Kbps 속도를 제공하는 도심지역 커버리지가 과거 정보제안서에서 사업자가 산출한 내역보다 넓은 0.7Km인 것이 확인되었다. 이와 같은 결과는 재난망 ISP에서 수행한 전파측정에서도 넓은 커버리지가 가능함이 확인된다.
또한 2011년 10월 한국정보화진흥원과 기술검증을 위한 연구용역을 바탕으로 기술방식은 WiBro와 TETRA, 구축방식은 자가망이 적합하다는 결론을 토출하였다. 그러나 2011년 12월 재난망 추진협의회 및 통신사업자연합회 등에서 상용망 활용 등 구축방식 및 해외 사례에 대한 추가 연구의 필요성을 제시하였고, 2012년 3월 한국전자파학회와 ‘재난망 구축관련 상용망 활용가능성 연구’를 추진·완료하였다.
그러나 2011년 12월 재난망 추진협의회 및 통신사업자연합회 등에서 상용망 활용 등 구축방식 및 해외 사례에 대한 추가 연구의 필요성을 제시하였고, 2012년 3월 한국전자파학회와 ‘재난망 구축관련 상용망 활용가능성 연구’를 추진·완료하였다. 연구결과 사업효율성 제고측면에서 상용망의 일부 보완적 활용은 가능하다는 결론이 도출되었고, 2012년 4월 추진협의회를 거쳐 재난망 구축 방안을 마련하였다. 2012년 6월 행정안전부는 기획재정부에 재난망 예비타당성 조사를 다시 신청하였으며, 2012년 12월 기획재정부에서 재난망 예비타당성 조사를 결정하였다.
이러한 단말의 경제성 확보와 관련하여 논란이 될 수 있는 것은 단말 유형별 보급 물량이다. 현재 단말기 형상, 세부 사양 등에 대한 업계의 의견이 상이하고, ISP에서는 최소사양 규격이 제시되어 있으며, 기관별 수요조사 결과를 중심으로 단말기 구매 예상 규모는 휴대형에서 무전기 타입이 85%를 차지하는 것으로 나타났다. 무전기 타입이 재난망 단말의 주를 이룰 경우멀티미디어 서비스 제약, 규모의 경제 미흡 등으로 인해 사업에 많은 부담을 줄 것으로 판단된다.

후속연구

KDI의 예비타당성 재조사 결과대로 사업을 중단하고 Do Nothing안(현상 유지)을 받아들이거나, 기존 통합지휘무선통신망을 일부 확장하여 사용하는 등의 보완책을 마련하던지, 아니면 다시 원점으로 돌아가서 상용만 기반 LTE 도입, 투자방식도 BTL(Build to Lease) 등을 검토하는 형태가 될 것이다.
기술방식을 선정하면서 700MHz 주파수 대역을 공용으로 사용하도록 정책이 추진되고 있기 때문에 상호 간섭 현상을 없애면서 주파수와 망효율을 극대화할 수 있는 타당한 방안을 마련하는 것은 사업의 추진에 있어 매우 중요한 의미를 가진다. 그리고 700MHz 주파수 대역에서 방송 주파수와의 간섭 해소 또한 재난망 투자효율성과 안정적 운영에 매우 중요한 이슈가 될 것이다.
그리고 재난안전통신망 구축의 향후 쟁점과 과제로 시범사업이 성공적 추진 방향, 재난망의 사업 타당성 확보, 특히 사업의 경제적 타당성 확보, PS-LTE 도입에 따른 효율적 BPR 수행 및 SOP의 제도화 등을 언급하고 향후 나아갈 바를 제안한다.
다만 최소 데이터속도가 낮기 때문에 LTE 시스템의 고속 데이터 특성을 고려하면 기존 사례에서 제시된 값보다 다소 작은 수준으로 셀 반경이 결정될 수 있다. 그리고 한국 도심의 무선 환경을 고려하면 700MHz 대역에서 ECC가 산출한 셀 반경보다는 낮은 커버리지가 적용될 것으로 판단된다.
해외 사례를 살펴보면 재난안전통신망 구축 전 충분한 BPR을 통한 사전 준비 작업이 오랜 기간 지속되었고, 구축 후에도 매년 지속적으로 업무 혁신과 운영 절차를 개선하고 있다. 따라서 향후에는 매년 재난 시와 평시의 활용성을 높일 수 있도록 BPR 수립을 위한 고정적인 예산 배정과 이에 따른 업무혁신 활동이 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
경제성 확보를 위해서는 PS-LTE 도입 후 다양한 부가편익을 지속적으로 창출하는 것이 필요하다. 앞서 국가재난안전통신망사업비 추정 및 편익 산출에서도 상세히 언급하였지만 LTE를 활용한 재난안전통신망 구축의 경우 과거 TETRA와 iDEN 등 공중망 대안에 비해 월등히 투자비가 많이 소요되는 안으로 투자를 정당화하기 위해서는 추가 편익의 개발과 입증이 필수적이다. 특히 멀티미디어 기반의 다양한 미래형 서비스 도입을 통한 부가편익 개발 및 입증이 필요하다.
재난안전통신망구축의 경제적 타당성 분석에 있어 평시 및 재난 상황에서 음성 및 멀티미디어를 활용하여 업무 프로세스의 개선과 재난대응성을 향상시켜 다양한 편익이 발생될 것으로 예상되나 현재로는 관련 근거자료의 부족으로 편익이 낮게 평가되는 경향이 존재한다. 향후 구축계획 수립과정에서 이와 같은 제약사항을 고려하여 구체적인 활용 방안 및 업무프로세스 개선 효과를 명확하게 제시하고 이에 따라 획득되는 편익에 대하여 깊이 있는 연구가 추가로 필요하다.
향후 휴대형 단말기 유형에 따른 단말 수요의 상세한 검토가필요하다. ISP에서 기관별 수요조사 결과를 기반으로 예상 규모를 도출하였으나 설문 등을 파악해봤을 때 재난안전통신망에 사용되는 휴대폰 타입 유형을 설문답변자들이 제대로 파악하지 못하였을 가능성이 크다.
이와 관련하여 안전행정부는 2010년부터 2012년까지 여러 가지 유형의 재난안전통신망 관련 SOP를 개발한 바 있다. 향후국가재난안전통신망 구축 시에는 기 개발된 10종의 재난유형별SOP가 재난 현장에서 효력을 발휘하도록 현장검증 등을 통해 고도화 및 제도화를 지속하는 것이 필요하다. 미국은 국토안보부(DHS)의 SAFECOM 프로그램을 통해 재난 상황 시 응급의료, 소방, 경찰 등 현장대응 담당자 간의 원활한 의사소통 및 정보교환 방안을 수립하고 있다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현대사회에서 어떤 환경적 변화 떄문에 재난관리의 중요성이 증대되고 있는가?	현대사회에서 재난은 불확실성, 상호작용성, 복잡성의 증대라는 특징을 가지고 있어 재난관리의 어려움이 증폭되고 있으며, 이에 따라 범국가적인 재난관리 혁신 필요성이 크게 증가하고 있다. 국내외적으로 환경오염, 도시개발, 자연훼손 등에 따른 전 지구적 기후변화가 가속화되어 재난이 대형화, 집중화되는 현상이 급속하게 발생하고 있고, 산업화의 진전에 따라 산업시설의 노후화, 다중이용시설의 증가 및 생활공간의 밀집화가 가속화되고 있다. 또한 경제발전 및 도시화에 따른 새로운 재난취약 구조도 형성되고 있어 이에 대한 대비가 필요한 상황이며, 테러, 무력시위, 파업, 전염병 확산과 같은 사회재난 가능성 역시 증대되고 있다[1].
	통합된 재난안전통신망 구축을 위한 1차 사업이 중단된 이유는 무엇인가?	이에 업무범위가 다르고 지역적으로 분산되어 있는 재난 관련기관들이 현장에서 신속·정확한 의사결정 및 일사불란한 구조작업이 이루어질 있도록 통합된 재난안전통신망 구축이 과거에 계획되었다. 통합지휘무선통신망 구축계획에 따라 2004년 예비타당성 조사를 거쳐 TETRA 기술을 활용하여 시범 및 확장1차 사업이 진행되었으나 특정업체 독점 문제, 사업의 경제성, 사업 추진방식의 적절성 등에서 논란이 제기되어 2009년 사업이 전면 중단되었다.
	현대사회의 재난은 어떤 특징들을 가지고 있어서 재난관리의 어려움이 증폭 되고 있는가?	현대사회에서 재난은 불확실성, 상호작용성, 복잡성의 증대라는 특징을 가지고 있어 재난관리의 어려움이 증폭되고 있으며, 이에 따라 범국가적인 재난관리 혁신 필요성이 크게 증가하고 있다. 국내외적으로 환경오염, 도시개발, 자연훼손 등에 따른 전 지구적 기후변화가 가속화되어 재난이 대형화, 집중화되는 현상이 급속하게 발생하고 있고, 산업화의 진전에 따라 산업시설의 노후화, 다중이용시설의 증가 및 생활공간의 밀집화가 가속화되고 있다.

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