차세대 재난망 기술로서 언급되고 있는 PS-LTE는 LTE 기술을 근간으로 공공안전 통신에 필요한 단말 간 통신, 그룹통신 등을 지원하는 통신기술이다. 현재 우리나라는 구축계획을 수립하여 PS-LTE 시스템을 설치하고 있으며, 국제적으로도 PS-LTE를 활용한 재난망 시스템 구축에 많은 노력을 하고 있다. 그러나, 관련자만 접속할 수 있는 폐쇄망의 특성상 기존 상용망과 별도 구축이 필요하며 많은 기간과 비용의 소요가 예상된다. 효율적으로 재난안전통신망을 구축하기 위해서는 무조건적인 신규 구축보다는 기존 LTE망에 보안 및 접속우선권 등의 문제를 보완하여 신규 구축하는 PS-LTE망의 연동을 고려해야 할 것이며 이를 위한 사전 검토가 매우 필요하다.
현재 재난안전통신 시스템에서 광대역 이동통신 기술은 주요 화두로 부각되어 있고, 한국, 영국, 미국 등에서 PS-LTE(Public Safety-LTE) 기술을 기반으로 재난안전통신 수요에 대응하고 있다. 본 고에서는 PS-LTE 표준과 개발 동향에 대해서 소개하고자 한다. 서론에서는 PS-LTE 네트워크 아키텍처와 기술적 요구사항에 대해 소개하고, 본론에서는 국제표준화 기구에서 논의되고 있는 PS-LTE 관련 표준 기능과 현황에 대해 간단히 설명한다. 특히 그룹통신기술, 단말간 직접통신기술, 단독기지국 운용기술, 상호 운용성에 대해서 다루고, 개발 동향에 대해서도 살펴보고자 한다.
우리나라에서는 재난안전통신망(PS-LTE) 주파수로 철도망(LTE-R)에 이미 지정되어 있는 700 MHz 대역이 할당되었다. 따라서 동일채널간섭으로 인한 아웃티지를 줄이고 수율을 높이기 위한 연구가 필요하다. 본고에서는 안전망과 철도망이 공존하는 LTE-R 네트워크 다운링크 환경에서 RAN 공유시와 비 RAN 공유시, 또한 협력통신(CoMP)을 적용시와 미적용시에 PS-LTE UE 수율의 향상과 LTE-R UE 아웃티지 감소를 비교 분석한다. PS-LTE 와 LTE-R 네트워크의 공존 시나리오를 수행방법에 기반하여 네가지로 구분하고, 각각의 시나리오별로 UE의 아웃티지와 평균 수율을 측정한다. 열차제어신호는 최상위 MCS (mission critical service)에 해당되기에, PS-LTE UEs가 LTE-R 네트워크의 RAN 공유시, LTE-R UE에 더 높은 우선권을 주어 자원을 할당한다. RAN 공유 환경에서 협력통신인 CS CoMP를 적용하는 경우, 최고의 수율과 최소의 UE 아웃티지 성능을 보임을 알 수 있다.
철도통신기능은 안전한 열차 운행을 위한 운영자간의 통신 기능과 열차제어를 위한 데이터 전송 기능으로 분류된다. 관련 기술은 2004년 영업 운전을 시작한 유럽의 GSM-R이 가장 대표적인 철도통신 기술로 주어진다. 국내의 경우, 국가재난망에서 임대한 TRS가 철도 운영자간의 통신 기능으로 사용되고 있지만, 열차제어용 데이터 통신은 적용되지 못하고 있는 실정이다. 그러나 2014년 국내의 LTE 기술을 이용한 LTE-R의 개발이 세계 최초로 철도에 적용하여 성능 검증 및 국내 표준 제정에 성공하였다. 이를 응용한 LTE 기반의 국가재난안전망(PS-LTE)도 2016년 시범구축사업이 강원도에서 성공적으로 완료되었다. 본 논문은 철도통신의 핵심인 LTE-R의 통신기능과 데이터 전송 기능을 PS-LTE와 GSM-R의 기능과 비교, 검토하였다. 검토 결과는 LTE-R의 데이터 전송 기능이 GSM-R의 기능보다 우수함은 물론 철도통신기술은 PS-LTE의 요구 기능도 대부분 만족함을 시험을 통해 입증하였다.
국가재난안전통신망 구축사업 기술방식으로 공공안전 롱텀에볼루션(PS-LTE) 방식이 선정됐다. 이를 통해 2017년부터 경찰, 소방, 군 등 모든 재난안전 책임기관이 음성뿐 아니라 동영상 등 멀티미디어 정보를 활용해 구조활동을 벌일 수 있게 됐다. PS-LTE는 기존 LTE 기술에 그룹통화, 단말기 간 직접통신, 단독 기지국 기능 등이 추가된 방식이다. 지금까지 각 재난안전기관이 사용하던 통신기술은 음성만 전달할 수 있었다. PS-LTE 기술을 이용하면 멀티미디어 전송이 가능해진다. 본 논문에서는 해외 주요국에서 추진 중에 있는 광대역 공공안전통신정책 기술동향을 분석하고, 이를 통해 국내 광대역 공공안전통신 도입 시 고려해야 할 사항을 알아보았다.
본 고에서는, 공공 안전망의 진화에 기반이 되는 임무 수행 중심의 그룹 통신 기술들을 살펴본다. 구체적으로는, PS-LTE 표준화 흐름에 대해서 다루고, PS-LTE를 이루는 그룹 통신 기술의 핵심적인 것들을 살펴본다. PS-LTE의 핵심이라고 할 수 있는 MCPTT 서비스는 기존의 PTT 기술과의 차별되는 흥미로운 특징을 가지고 있는데 이를 통해 MCPTT 기술의 진보성 및 주요 기술적인 이슈들에 대해서 짚어본다. 결과적으로, 현재 표준화로 진행되고 있는 MCPTT 서비스와 국가적으로 진행되고 있는 공공 안전망 구축 사업에서 요구하는 그룹 통신 기술 사이의 상관관계를 따져봄으로써 PS-LTE에서 지원하는 그룹 통신 기술이 신뢰도 및 효율성 측면에서 충분한 정도의 기술적인 완성도를 갖추고 있음을 보인다.
재난안전통신은 각 국가의 안전을 위한 사회 공공시설 중에서 위기상황에 대처하기 위한 범국가적인 통신망이라고 할 수 있다. 또한 국민의 생명과 관련된 통신망으로, 어떠한 사적 이익도 배제해야 한다는 것이 전문가들의 공통적인 의견이며, 중요한 요소인 표준화된 재난안전통신망을 사용하여, 범국가적으로 대처해야만 한다는 공감대를 갖고 있다. 국가적인 차원에서 재난안전통신망 구축을 위한 노력이 이루어지고 있고, 최근 재난안전무선통신망으로 PS-LTE(PS-LTE Public Safety LTE) 기술을 채택하면서, 우리나라에서도 PS-LTE에 대한 적극적인 관심을 갖고 있다. 재난안전무선통신망 구축을 위해서 PS-LTE에서 요소 기술을 검증하기 위해 공공기관 및 학계에서 활발한 활동이 있다. 본고에서는 3GPP에서 진행되고 있는 재난안전통신에 대한 요구사항, 국내동향 및 그에 따른 표준화 동향을 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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