[논문]CCTV 전송방식 전환에 따른 비용 분석

이동수

doi:10.6109/jkiice.2019.23.6.748

[국내논문] CCTV 전송방식 전환에 따른 비용 분석
Cost Analysis for the Reformation of CCTV Transmission Systems 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.23 no.6, 2019년, pp.748 - 755

이동수 (Department of Information & Communication Engineering, Yuhan University)

초록
AI-Helper

CCTV 시스템은 공동주택을 비롯하여, 교통, 안전, 물리보안 등 산업분야 전반에 걸쳐 다양한 용도로 운용되고 있으며, 기존 아날로그 시스템에서 IP방식으로 전환되면서 활용도가 급격하게 증가하고 있다. 산업계 현장에서는 최근 수년간 아날로그 CCTV가 고화질(HD) CCTV로 전환되고 있으나, HD 아날로그 방식과 HD IP 방식간 기술적 장단점과 기준이 명확히 제시되지 않아 여러 방식이 혼재되고 중장기적으로 중복투자의 문제를 야기하고 있다. 본 논문에서는 먼저 산업계를 주도하는 HD아날로그 방식과 HD IP 방식에 대해 기술적인 특성 및 이슈를 고찰하고, 각 방식별로 전환시 고려해야 할 비용 분석 기준 및 가중치를 설정하였다. 설정한 분석 기준을 공동주택 환경에 적용하여 시뮬레이션 결과를 구함으로써, 고화질 CCTV 시스템 전환시 선택 기준을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

CCTV Systems have been operated in the variety of serveillance fields of the apartment, transportation, safety, physical security, and so on. And their uses are largely increasing as the CCTV transmission technology has been changed from analog to IP network way. Domestic industry has been working to upgrade from analog CCTV systems to High-Definition(HD) CCTV systems for recent years, which involves a few issues such as mixing with several transmission technologies and duplicated investment in each area because the technological analysis and criteria are specifically not arranged. This paper examines the technical issues of the transmission method between HD analog and HD IP CCTV systems, and induces the criteria of the cost analysis and its weighting factors for HD CCTV reformation. By simulating the cost analysis results of both the HD CCTV systems on apartment environment, this paper proposes the reference for the choice of HD CCTV system reformation.

Keyword

표/그림 (12)

그림 Fig. 1 CCTV Transmission Signal Characteristics
그림 Fig. 2 Signal Attenuation Graph of HFBT Type Coaxial Cable
표 Table. 1 Features of HD CCTV Technologies
표 Table. 2 Analysis Items for HD CCTV Technologies
표 Table. 3 Weighting of Analysis Items
그림 Fig. 3 Operation Status of Analog CCTV Cameras and DVR over Coaxial Cable
표 Table. 4 Scoring Results for Installation Cost of Two Technologies
표 Table. 5 Scoring Results for Maintenance Cost of Two Technologies
표 Table. 6 Scoring Results for Addtional CCTV Cost of Two Technologies
그림 Fig. 4 Summary of Simulation Results for Analysis Items between Two Technologies
표 Table. 7 Items of Qualitative Analysis
표 Table. 8 Scoring Results for Qualittive Analysis

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

현재 HD CCTV로의 전환은 130만 화소보다는 210만 화소로 이루어지며, 대부분 HD아날로그 방식 또는 IP네트워크 방식으로 진행되고 있으므로 이 두가지 전송방식에 대해 분석기준을 설정하고자 한다. 동축케이블을 활용하기 위한 또다른 방식으로, HD-SDI 방식의 거리 단축 문제를 해결하기 위해 EX-SDI 방식도 일부 사용되고 있으나 HD아날로그와 유사하게 비표준 송수신기를 사용하여 전송거리를 확대한 방식이므로 본 분석에서는 다루지 않는다.
우리나라는 단위인구당 CCTV 카메라 수가 가장 많은 국가로서 다양한 기술방식의 CCTV시스템이 혼재하면서 지속적으로 증설, 운용되고 있다. 본 논문에서는 CCTV 시스템 전송방식별 기술적 특징과 이슈사항을 살펴보고, 저해상도 아날로그 CCTV에서 고해상도 CCTV로 전환시 비용 효율적인 투자와 중복투자를 예방할 수 있도록, 필수 고려사항들을 정리하여 제시하였다.

가설 설정

카메라와 DVR간 거리는 10미터부터 200여 미터까지 다양하며, 평균거리는 약 80미터 정도이다. UTP를 사용하는 IP네트워크 방식에서 100미터가 넘는 경우 중간에 스위칭 허브를 두어야 하며, HD아날로그의 20%는 동축케이블전송장치를 사용하는 것으로 가정하였다
유지관리 측면에서는 약 10년이 지난 후부터 노후 카메라 및 케이블의 일부를 교체한다는 예상을 해야 한다. 15년간 사용을 기준으로 할 때, 기 포설된 동축케이블은 매년 5%씩 교체가 발생하고, UTP 케이블은 10년 후부터 5년간 매년 5%씩 교체가 발생한다고 가정한다. 카메라 또한 10년 후부터 매년 초기 설치대수의 5%씩 교체가 발생한다고 가정하고, 두 가지 방식에 동일하게 적용되므로 추가 증설 물량은 고려하지 않아도 된다.
15년간 사용을 기준으로 할 때, 기 포설된 동축케이블은 매년 5%씩 교체가 발생하고, UTP 케이블은 10년 후부터 5년간 매년 5%씩 교체가 발생한다고 가정한다. 카메라 또한 10년 후부터 매년 초기 설치대수의 5%씩 교체가 발생한다고 가정하고, 두 가지 방식에 동일하게 적용되므로 추가 증설 물량은 고려하지 않아도 된다. 이에 대한 재료비와 노무비 산출값과 가중치를 적용한 값을 구하여 표 5에 나타내었다.
또한 한정된 공간이어서 일정기간 증설이 이루어지면 더이상 추가 증설은 이루어지지 않을 것으로 예상된다. 이에 따라 설치 후 5년 동안 매년 3%씩 카메라의 증설이 이루어지고 더이상 증설이 없다고 가정하였다. 이에 대한 산출비용과 가중치를 적용한 값을 구하여 표 6에 나타내었다.

제안 방법

본 논문에서는 CCTV 시스템 전송방식별 기술적 특징과 이슈사항을 살펴보고, 고해상도 (HD: HighDefinition) CCTV로 전환시 고려해야 할 비용 분석항목과 항목별 가중치를 설정하였다. 만들어진 비용 분석기준을 공동주택 모델에 적용하여 시뮬레이션하고 그 결과를 분석함으로써 각 방식별로 가지는 장단점을 파악할 수 있게 하였다.
본 논문에서는 CCTV 시스템 전송방식별 기술적 특징과 이슈사항을 살펴보고, 고해상도 (HD: HighDefinition) CCTV로 전환시 고려해야 할 비용 분석항목과 항목별 가중치를 설정하였다. 만들어진 비용 분석기준을 공동주택 모델에 적용하여 시뮬레이션하고 그 결과를 분석함으로써 각 방식별로 가지는 장단점을 파악할 수 있게 하였다. CCTV카메라가 설치되는 현장에 따라 비용 분석시 고려할 요소가 달라지겠으나, 핵심 기준요소를 도출하고 분석함으로써, 각 사업장에서 고화질 CCTV 시스템으로 전환시 이를 참고하여 문제점을 최소화하고 비용을 절감할 수 있기를 기대한다.
HD아날로그 방식은 카메라에서 만들어진 HD 디지털 영상 데이터를 독자적인 방식의 모뎀을 사용하여 아날로그 신호로 변환함으로써 전송거리를 증가시킨 기술이다. 또한 일반 동축케이블을 사용하기 위해 전송 대역폭을 500Mhz 이내로 줄이고 전용 DVR을 사용하여 영상 재생시 신호 손실을 최소화하도록 하였다. HD아날로그 CCTV는 중국 회사에 의해 제품화하면서 저가격으로 시장을 확대하였으며, 기 구축 동축케이블을 활용하는 장점이 있다.
현재 HD CCTV로의 전환은 130만 화소보다는 210만 화소로 이루어지며, 대부분 HD아날로그 방식 또는 IP네트워크 방식으로 진행되고 있으므로 이 두가지 전송방식에 대해 분석기준을 설정하고자 한다. 동축케이블을 활용하기 위한 또다른 방식으로, HD-SDI 방식의 거리 단축 문제를 해결하기 위해 EX-SDI 방식도 일부 사용되고 있으나 HD아날로그와 유사하게 비표준 송수신기를 사용하여 전송거리를 확대한 방식이므로 본 분석에서는 다루지 않는다.
정성적 분석 요소로는 영상품질 성능, 운용성, 장비 및 기술 호환성, 서비스 확장성 등 크게 4가지 요소로 분류하고, 각 요소별로 필요한 세부항목을 설정하였다. 각 요소별 세부항목들에 대해서는 일반적으로 고려되는 주요 사항을 모두 포함하였으나, 설치되는 기관이나 사이트 환경에 따라 항목별 비중은 다르게 고려되어야 한다.
3.1절에서 제시한 분석요소는 설치 주체에 따라서 고려하는 중요도가 달라질 수 있으므로, 각 항목별 가중치는 설치 사이트마다 다소 차이가 발생할 것이나, 본 논문에서는 공동주택을 기준으로 일반적인 우선사항을 고려하여 정하기로 한다. HD CCTV 방식 선택시 가장 우선적인 요소는 투자비용 부분이 되고 있으며, 의사 결정의 중요도를 고려하여 60%의 가중치를 적용하고 세부항목별로 가중치를 분배하였다.
본 논문에서는 Ⅲ장에서 만들어진 정량적인 비용 요소 및 정성적인 분석요소들과 각 항목별 가중치를 사용하여, 실제 아날로그 CCTV를 운용중인 아파트 현장에 HD CCTV로 전환시 비용분석 방법을 적용하였다.
표 4는 구축비용에 대해 두 가지 전송방식을 적용한 경우 결과값을 보여준다. 먼저 구성장비에 대한 재료비와 노무비에 대해 각각 산출한 값을 합한 금액을 구하고, 100점 기준으로 점수화한 다음, 표 3에서 제시한 가중치를 적용하여 값을 구하였다. 초기 구축비용 측면에서는 HD아날로그 방식이 절대적으로 유리함을 볼 수 있다
정성적인 분석을 위해 영상품질 성능, 운용성, 장비 및 기술 호환성, 서비스 확장성 등 크게 4가지 요소로 나누고, 각 요소별로 세부항목을 설정하여 두 방식간 우열을 비교하였다.
이들 항목들을 실제 공동주택 사이트에 적용하기 위해 각 항목별 가중치를 설정하고, 대표적인 HD CCTV 방식인 HD아날로그 방식과 IP 네트워크 방식에 대해 비용 분석 시뮬레이션 결과를 구하였다. HD CCTV로 전환시 고려해야 할 항목들과 항목별 비중은 사이트 환경과 시행 기관에 따라 달라지겠으나, 본 논문에서 제시한 핵심 기준 요소들과 시뮬레이션 방법을 하나의 참고모델로 활용한다면 기술방식을 선택하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

대상 데이터

시뮬레이션 대상 아파트는 실내 35대, 옥외 56대, 지하주차장 25대, 승강기 24대 등 총 140대가 운용중인 중규모 단지로 볼수 있으며, 일반적인 아날로그 CCTV 환경처럼 승강기 카메라에는 ECX-3C 동축케이블, 나머지 카메라에는 HFBT-5C가 각각 운용중인 전형적 아날로그 CCTV시스템 환경으로 분류된다. 5개의 경비실에서 동별 카메라를 나누어 관리하며, 그림 3에서와 같이 경비실마다 DVR 2대로 승강기 모니터용과 나머지 지역 모니터용으로 구분하여 운용하고 있다.

이론/모형

HD아날로그 방식에서 사용되는 장비는 HD 카메라, DVR, 모니터, 전송장치 등으로 구성되며, IP네트워크방식에서는 HD 카메라, NVR, 모니터, 스위칭 허브, UTP케이블로 구성된다. 재료비 외에 노무비는 국가통계포털의 2019년 노임단가 및 한국정보통신산업연구원의 표준품셈 기준을 적용하여 산정하였다[11, 12].

성능/효과

또한 비용 대비 성능과 확장성 등의 정성적인 요소에 40%의 가중치를 두고, 세부항목별로 가중치를 다르게 분배하였다.
정성적 요소의 측정값은 CCTV관리자의 의견을 중심으로 하되, 기술 표준 부분은 산업계 표준화 동향을 반영하였다. 결과적으로 정성적인 요소에서는 IP 네트워크방식이 더 유리한 점이 많음을 보여준다.
6. 분석 시뮬레이션 결과 정량적 비용 항목과 정성적 비교 항목들을 이용하여아파트 환경에서 두 전송방식에 대해 시뮬레이션 해본 결과, HD아날로그 방식이 초기 구축비용과 운용자 편의성 면에서 비교우위를 가지고 있으나, 여타 항목에서는 IP 네트워크 방식이 더 우위에 있었다. 100점 만점 기준으로 환산해본 결과 IP 네트워크 방식이 77.
분석 시뮬레이션 결과 정량적 비용 항목과 정성적 비교 항목들을 이용하여아파트 환경에서 두 전송방식에 대해 시뮬레이션 해본 결과, HD아날로그 방식이 초기 구축비용과 운용자 편의성 면에서 비교우위를 가지고 있으나, 여타 항목에서는 IP 네트워크 방식이 더 우위에 있었다. 100점 만점 기준으로 환산해본 결과 IP 네트워크 방식이 77.3점으로 68.9점을 얻은 HD 아날로그 방식보다 조금 높은 결과를 얻었음을 확인할 수 있었다. 그림 4는 각 비교항목별 분석 결과값을 점수화하여 나타낸 것이다.

후속연구

만들어진 비용 분석기준을 공동주택 모델에 적용하여 시뮬레이션하고 그 결과를 분석함으로써 각 방식별로 가지는 장단점을 파악할 수 있게 하였다. CCTV카메라가 설치되는 현장에 따라 비용 분석시 고려할 요소가 달라지겠으나, 핵심 기준요소를 도출하고 분석함으로써, 각 사업장에서 고화질 CCTV 시스템으로 전환시 이를 참고하여 문제점을 최소화하고 비용을 절감할 수 있기를 기대한다.
아파트에서의 CCTV 증설은 공공부문 증설 비율에 비해 매우 적다고 볼 수 있다. 또한 한정된 공간이어서 일정기간 증설이 이루어지면 더이상 추가 증설은 이루어지지 않을 것으로 예상된다. 이에 따라 설치 후 5년 동안 매년 3%씩 카메라의 증설이 이루어지고 더이상 증설이 없다고 가정하였다.
이들 항목들을 실제 공동주택 사이트에 적용하기 위해 각 항목별 가중치를 설정하고, 대표적인 HD CCTV 방식인 HD아날로그 방식과 IP 네트워크 방식에 대해 비용 분석 시뮬레이션 결과를 구하였다. HD CCTV로 전환시 고려해야 할 항목들과 항목별 비중은 사이트 환경과 시행 기관에 따라 달라지겠으나, 본 논문에서 제시한 핵심 기준 요소들과 시뮬레이션 방법을 하나의 참고모델로 활용한다면 기술방식을 선택하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	아날로그 CCTV시스템은 무엇으로 구성되어 있는가?	기존에 설치되어 사용중인 아날로그 CCTV시스템은 대부분 41만화소 또는 52만화소의 CCTV카메라와 동축케이블, 그리고 저장장치로써 다채널 DVR(Digital Video Recorder) 등으로 구성되어 있다. 이 경우 아날로그 영상신호는 동축케이블을 통해 10MHz의 대역폭을 가지고 DVR로 전달된 후 디지털 신호로 변환되어 저장된다[4].
	HD아날로그 CCTV의 단점은 무엇인가?	HD아날로그 CCTV는 중국 회사에 의해 제품화하면서 저가격으로 시장을 확대하였으며, 기 구축 동축케이블을 활용하는 장점이 있다. 하지만 아날로그 신호 전송특성상 외부 잡음에 의해 신호가 약해지거나 끊어지고 각 카메라당 송신기와 수신기가 필요하므로 카메라가 추가로 설치되는 환경에서는 확장성이 떨어진다.
	HD-SDI는 무엇인가?	그 대안으로 고려된 방식은 기 구축 동축케이불을그대로 사용할 수 있는 HD-SDI(HD-Serial Digital Interface) 기술이다. HD-SDI는 SMPTE(미국영화텔레비전기술인협회)에서 정한 방송국의 HDTV 신호 표준전송방식이며 비압축 영상데이터를 디지털 신호로 전송한다. 하지만 특수 동축케이블 및 커넥터에 최적화된 기술이어서 일반 CCTV 동축케이블을 사용하는 아파트 등에서는 거리에 제한을 받게 되었다[5, 6].

참고문헌 (12)

Telecommunications Technology Association, TTAK.KO-04.0152, Design and Installation of CCTV Systems, TTA, Korea, 2014.
MOLIT, Enforcement Rule of the Korean Housing Act, Korea, Dec. 2015
LH Corporation, Installation Specification of HD CCTV, Oct. 2014.
Herman Kruegle, CCTV Surveillance: Analog and Digital Video Practices and Technology, 2nd ed. Philadelphia, PA: Elsevier, 2007,
SMPTE: Motion Imaging Journals, 2013-2017.
European Broadcasting Union, EBU-Tech 3299, "High Definition(HD) Image Formats for Television Production," 2010.
HD Surveillance Technology Comparisons [Internet]. Available: http://www.hdanalog.com/options/
Vlado Damjanovski CCTV, From Light to Pixels, 3rd ed., Philadelphia, PA: Elsevier, 2014.
Nexans Korea, HFBT Specification [Internet]. Available: https://www.nexans.com/Korea/family/doc/en/HFBT%20catalog.pdf.
Vlado Damjanovski, CCTV Networking and Digital Technology, 2nd ed. Philadelphia, PA:Elsevier, 2005.
Korean Statistical Information Service. Industrial Engineers Working Terms [Internet]. Available: http://kosis.kr/statHtml/statHtml.do?orgId372&tblIdTX_37201_A000&vw_cdMT_ZTITLE&list_id372_37201&seqNo&lang_modeko&languagekor&obj_var_id&itm_id&conn_pathMT_ZTITLE.
S. H. Chung, and J. K. Lee, "Standard Cost Estimates of Information & Communications Construction Business," Korea Information & Communication Industry Institute, Korea, 2019.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증