![ 물리적 및 논리적 망 분리를 혼용
물리적 망 분리: 단말 인증, 보안, 패킷 게이트웨이 분리
논리적 망 분리: RAN Sharing, 우선 순위에 따른 무선 자원 할당]
1.2.4. 주요 이슈
극 소수의 재난망 단말을 위한 별도의 이동통신 망을 구축하는 것을 비효율적
효과적인 재난망 운용을 위해서는 상용망과의 자원 공유가 필요함.
1.3. 일본 재난망 동향
일본 재난망의 요구사항은 다음과 같음. 당사의 기술로는 만족시키기 어려움.
Large cell configuration
Mission Critical Voice
Simultaneous call and Group call
Independent operation of base station
Direct communication between UEs
High power UE
Proximity service
MBMS](https://image.slidesharecdn.com/2015-11-11-170112221124/85/-3-320.jpg)
재난망 시스템 기술 동향
- 1. 1. 배경 1.1. 표준화 및 기술 동향 지금까지의 재난 안전 통신용 기술 표준으로 구축 운용 중이거나 논의 된고 있는 방식 TRS 방식의 TETRA, APCO-P25 WiBro 계열인 IEEE 802.16n TRS 진영은 미국 PS-LTE 정책 추진을 배경으로 LTE 가 글로벌 표준이 될 것으로 전망 TTCA (TETRA + Critical Communication Association) 은 다음과 같은 진화 방향 제시함. TRS 와 LTE 공존 기존의 디지털 TRS 는 음성 통신 위주로 유지 기존의 2 세대급 협대역 디지털 TRS 를 2.5 세대급 준광대역으로 향상 LTE 와 같은 민간 사업자의 공중망을 오버레이 시켜 광대역 데이터 통신 서비스를 제공 기존의 TRS 를 LTE 로 완전 대체 PS-LTE 의 인프라 위에 TRS 서비스 플랫폼을 이식 이런 진화 방향에는 모두가 공감함. PS-LTE 가 기존의 TRS 의 기능을 모두 대체하기에는 한계가 있음 모토로라, 캐시디안 등은 솔루션을 선보이고 있음. WiBro 진영은 PS-LTE 와 관련한 구체적인 진화 방향은 논의가 이루어지지 않은 실정 2012년 11월, WiMAX 포럼은 LTE 를 포함한 All-IP 기반의 4 세대 네트워크와 연동하는 것을 채택 포럼의 방안으로 LTE 와 동일한 코어 네트워크 사용 가능 포럼의 방안으로 WiMAX 기반 RF 장비들을 저렴한 비용으로 LTE 기반 장비로 업그레이드 1.2. 국내 재난망 동향 1.2.1. 국내 재난망 추진 과정
- 2. 1.2.2. 국내 재난망 구축 현황 (2014년 12월) 국내 스마트폰 가입자수는 2014.12 기준 57,207,957 재난망은 전체 이동 통신 가입자와 비교하면 0.37 % 임. 1.2.3. 삼성전자의 재난망 구축 국내에서 유일하게 상용화된 이동통신 장비를 개발 제조하는 삼성 전자의 재난망 관련 제안 사항에서 당 사에서 적용되는 사항은 다음과 같음. In-Building IoT with Sensor RAU: 제공 서비스: Indoor Navigation, 층별 인원, 온도 인식, 화재/침입 감시 Sensor RAU: sensor 에게 무선 연결 (WPAN) 제공 DU: sensor RAU 관리, sensor 정보를 IoT 서버로 전달 IoT Server: sensor 정보 분석 및 저장
- 3. 물리적 및 논리적 망 분리를 혼용 물리적 망 분리: 단말 인증, 보안, 패킷 게이트웨이 분리 논리적 망 분리: RAN Sharing, 우선 순위에 따른 무선 자원 할당] 1.2.4. 주요 이슈 극 소수의 재난망 단말을 위한 별도의 이동통신 망을 구축하는 것을 비효율적 효과적인 재난망 운용을 위해서는 상용망과의 자원 공유가 필요함. 1.3. 일본 재난망 동향 일본 재난망의 요구사항은 다음과 같음. 당사의 기술로는 만족시키기 어려움. Large cell configuration Mission Critical Voice Simultaneous call and Group call Independent operation of base station Direct communication between UEs High power UE Proximity service MBMS
- 4. 1.4. 미국의 PS-LTE 정책 동향 2007년 TRS 가 사용되는 700 MHz 대역의 총 20 MHz 를 재난 안전용으로 할당하고 공공 민간 협력 모델 제시. 주파수 경매 결과 입찰이 최저가를 밑돌아서 유찰됨. 다음의 정책 실패의 원인 이 있음. 법률상의 의무와 요구 사항에 대한 불확실성 제거 못함. 사업자 측면에서 파트너쉽에 따른 명확한 지침이 제시되지 못함. 재난 안전 사용자에 우선 순위 부여에 따른 일반 사용자 품질 저하 2010년 '국가 광대역 계획' 으로 재난 안전 무선 통신망을 광역화 정책 표명. 내용은 다음과 같 음. 광역화된 전용망 구축 구축 비용 절감을 위해 공중망과 로밍, 우선 순위 접속 실현 (?) 실내 지하 통화 서비스를 위해서 DAS 및 마이크로 셀 시스템 사용 비상 상황을 위한 임시 장비 (이동 기지국 등) 를 충분히 활용 2012 년 PS-LTE 기반 광대역 데이터 망을 전국에 구축하기 위한 법률 (H.R. 3630) 제정 PS-LTE 망의 설치를 담당하는 정부기관, FirstNet 창설 1.5. 미국의 PS-LTE 기술 동향 1.5.1. 요구 사항 다음과 같은 요구 사항이 있음. PS-LTE 의 궁극적인 목표는 All-IP 기반의 단일 LTE 망에 기존의 PTT 음성 서비스와 영상 및 데 이터 서비스를 함께 제공하는 것임. 기존의 TRS 와 공존해야 하므로 상호 운용성에 대한 사항을 반영하는 것이 필요 PS-LTE 의 기술적 요구 사항은 다음과 같음. End to End 접속 시간은 500 ms 이내
- 5. 100 ms 이하의 낮은 음성 지연 보장과 암호화 지원 Direct or Talk around mode 지원 타 네트워크와의 로밍 등 상호 운용성 제공 단말에 요구되는 사항 Infrastructure mode 지원 Direct or Talk around mode 지원 그룹 통화 기술 (PTT) 지원 이동성 관련 요구되는 사항 PS-LTE Sub-network 간의 로밍 (핸드 오버) PS-LTE 와 민간 사업자간의 로밍 민간 사업자간의 로밍 PS-LTE 의 인증 보안 기술은 상용망과 동일하게 사용함. 운영적 요구 사항 미 국가 공공 안전 통신 위원회 (NPSTC) 는 재난망을 필수 기능과 선택 기능으로 구분해서 권고 필수 기능 인터넷 접속 승인된 민간 사업자 공중망과의 로밍을 위한 VPN 접속 PS 망과 상용망간의 운영자간의 정보 공유 PS 망과 상용망간의 SMS and MMS 연계 재난 대응 요원의 ICS 접속 기존 무선망 (TRS) 와의 음성 통화 연계를 위한 게이트웨이 현장 기반 각종 서버 어플리케이션 선택 기능 실시간 가입자의 위치 정보를 수집하고 전달 멀티 캐스트 통신 서비스 (MBMS) 제공 기존 망과의 상호 운용성 확보를 위한 상위 계층에서 음성 통신 인터페이스 제공 1.5.2. 공공 민간 협력 운영 모델 경제성을 확보하면서 망의 신뢰성, 생존성을 위해 파트너쉽 적극적으로 고려 정부 차원에서 사업자의 추가 비용 부담을 일부 지원 미 정부는 다음과 같은 파트너쉽 모델을 제시 Dedicated Network Model: 정부가 모든 설비를 직접 소유/운영하는 모델 요구 사항을 직접 만족 충분한 통신 용량 확보 구축 비용이 매우 많음 Dedicated Radio Access Network Model: 정부가 기지국 설비를 직접 소유/운영하는 모델 민간 사업자의 코어망을 공유
- 6. RAN 영역의 요구 사항 쉽게 반영 구축 비용이 다소 많음. Dedicated Channel Model: MVNO (Mobile Virtual Network Operator) 와 비슷 RAN 과 코어망을 민간 사업자와 공유 재난망용으로 별도의 주파수 채널을 증설 민간의 경제적 부담을 정부가 지원 요구사항 반영에서 유연성 부족 구축 비용이 적음 Fully Shared, Enterprise Model: 인프라 설비, 서비스 계층까지 모든 부분을 상용망으로 대체 통신 용량을 확보할 수 없음. 구축 비용이 매우 적음 Fully Shared, Retail Model: 인프라 설비, 서비스 계층까지 모든 부분을 상용망으로 대체 상용망을 사용한 만큼 대가를 지불 통신 용량을 확보할 수 없음. 구축 비용이 매우 적음 상용망의 요금 정책에 따라 공공의 부담이 커질수 있음. ALU 는 다음과 같은 파트너쉽 모델을 제시 Dedicated Radio Access Network Model 과 비슷한 Hosted Model 제시 상용망에 속하는 Fractional core 1 은 다음과 같은 대부분의 역할을 수행 이동성 제어 베어러 관리 게이트웨이 선택과 인증 메시징 센터 장치 관리 센터 가입자 데이터 베이스 QoS 제어 공공망에 속하는 Fractional core 2 은 다음의 작은 기능을 수행 외부 연결 IP 주소를 제공하는 주 게이트웨이 NSN 은 3GPP 의 상호 운용성 모델을 고려해서 다음의 4개 모델을 제시함. Site Sharing: 기지국의 공통부 (e.g. Backhaul) 를 공용으로 활용 재난망용 채널 (e.g. RF, MODEM) 카드 등을 물리적으로 분리 운영 가장 낮은 수준의 공유 Multi-Operator Core Network: 기지국과 주파수 대역을 모두 공유하는 방식
- 7. Shared RAN with Gateway Core: RAN 영역과 코어망의 MME 까지 공용으로 활용하는 방식 Full Network Sharing: 서비스 플랫폼 및 가입자 정보를 제외한 RAN 및 코어망의 모두를 공유 일종의 MVNO 1.6. MVNO 기술 동향 제안되고 있는 경제적인 재난 안전망 운용은 일종의 MVNO (Mobile Virtual Network Operator) 으로 보면 된다. 따라서 MVNO 기술 동향을 살펴본다. 1.7. MVNO 필요성 투자 및 운용 비용 절감: 모바일 네트워크 공유로 5년간 7.2조 절감. 이중 40% 가 기지국 공유로 예상됨. MVNO 사업자에게 넓은 선택의 폭을 제공: 후발 및 투자 재원이 부족한 MNO (LGU+) 에 필요 LGU+ 에 구글, 애플 MVNO 서비스 제공 건의 서비스 중심의 모바일 네트워크: 물리적 네트워크 커버리지 경쟁에서 서비스 경쟁으로 전환 환경적 효과: 기지국 설치를 줄이고 운용으로 인한 전력 소모를 줄임.
- 8. 1.8. MVNO 타입 망 구성 요소 소유에 따른 MVNO 타입은 다음과 같이 구분된다. http://blog.3g4g.co.uk/2014/04/mno-mvno-mvna-mvne-different-types-of.html Skinny MVNO Thin MVNO Thick MVNO 기지국 Share Share Share 코어망 Share Share Own 서비스 플랫폼 Own Own Option 운용 관리 Share Own Option Example Google Apple 재난 안전망 1.9. MVNO 사업 동향 제안되고 있는 경제적인 재난 안전망 운용은 일종의 MVNO (Mobile Virtual Network Operator) 으로 보면 된다. 따라서 한국, 북미, 유럽의 MVNO 사업 동향을 살펴보고 재난망을 상시에는 일반 임차망으로 사용 하는 방법을 고려해 본다. 참고 자료는 다음과 같음. 미국에서 성공한 MVNO, 한국에서 왜 어렵나? http://ch.yes24.com/Article/View/20721 구글의 '프로젝트 파이', 왜 MVNO 진출일까? http://it.donga.com/20993/ Apple in talks to launch an MVNO in US and Europe http://uk.businessinsider.com/apple-in-talks-to-launch-an-mvno-in-the-us-and-europe-2015-8 일반적인 MVNO 의 취약점 망 임대 사용료를 고정적으로 지출함. 가입자의 유치가 정체됨에 따라 마케팅 비용 지출이 많아짐. 1.9.1. 한국 소비자는 이통 3사의 시장 장악에 불만을 가지고 많은 MVNO 를 원함 2011년 7월, 7개 MVNO 사업자 영업 개시 2011년 10월, CJ 헬로비전이 MVNO 참여 선언 영업 개시 후, 연 목표의 1/3 만을 유치함. 한국의 MVNO 실패의 원인은 다음과 같음. 한국인은 저렴한 요금제를 원하면서 최신 스마트폰을 원함. MVNO 는 휴대폰 제조사에 출하물량을 보증하기 어려움. MVNO 는 자금 부족으로 소비자에게 보조금 지급이 어려움. 일본의 경우 단말을 해외 조달하지만 한국인은 익숙치 않은 브랜드를 멀리함. MVNO 는 직영점과 대리점을 확대하는 거이 어려움.
- 9. 휴대폰 보급률이 100%를 넘을 때, MVNO 의 시장 진출은 처음부터 불리했음. 1.9.2. 미국 전반적으로 이동통신 보급률이 100% 를 상회하면서 MVNO 경쟁력 약화됨. 버진 모바일 USA: MNO 와의 출혈 경쟁으로 실적 악화되고 스프린트넥스텔에 인수됨. 콘텐츠를 특화한 니치 시장을 파고든 사업자 모바일 ESPN: 스포츠 관련 모바일 콘텐츠에 집중 MVNO 디즈니: 가족형 콘텐츠에 주력 엠피트 모바일: 젊은 층 대상의 데이터 서비스에 집중 지터 버그: 노년층을 상대로한 응급 구조 서비스 니치 시장을 파고든 사업자도 출혈적인 보조금, 마케팅 및 유통비용의 문제로 실패함. Tracfone: 미국의 25% 를 차지하는 히스패닉 계층을 집중 공략 전국적인 가입자 유치를 위해서 버라이즌 망 임대 미국 이동 통신 시장의 6% 점유 지금까지 미국에서 가장 성공한 MVNO 임. 1.9.3. 유럽 유럽은 다음의 요인으로 MVNO 활성화됨. 지역 공동체 안에서 자유로운 국가 이동으로 2회선 이상 보유한 경우 많음. 다양한 인종 분포를 가지는 스페인, 이탈리아는 늦게 시작되어도 급속 성장 단일 인종 분포 가지는 아일랜드는 MVNO 가 가장 비활성화 됨 1.9.4. 구글 구글은 2015-04-22 이동통신 '프로젝트 파이' 를 개시한다고 발표함. 자사의 서비스와 이동통신을 하나로 합친 새로운 플랫폼과 유통 구조를 만들려는 의도로 보임. 주요 특징은 다음과 같음. 월 $20 에 음성, 문자 무제한 이용 월 $10 의 정량 데이터 사용료 별도의 약정 없이 사용후 남은 데이터 환불 구글의 '넥서스6' 으로만 사용 가능 각국의 정책 및 주파수 밴드를 고려해야 하는 MNO 대신 MVNO 선택 단말은 MNO, MVNO, WiFi 를 선택적으로 접속 1.9.5. 애플 애플은 MVNO 사업을 위해서 미국 및 유럽의 사업자와 협의 중 주요 특징은 다음과 같음. Apple (MVNO) 은 private SIM 을 공급 Apple 은 단말 정보를 관리하는 중앙 데이터베이스 (HLR) 소유 Apple 은 MNO 가 제공하는 서비스 가격 입찰을 실시간으로 선택
- 10. MNO 는 큰 비용 투자 없이 서비스 영역 확대 소비자는 좋은 서비스를 저렴한 가격에 제공 받음. 2. 목표 2.1 망 구성 PS-LTE 를 사용하는 재난망은 크게 다음과 같이 구성됨. 단말: 데이터, 음성 서비스를 받는 종단 장치. 안전 요원의 단말 또는 센서가 될수 있음. 기지국: 단말과의 무선 링크를 코어망과의 유선 링크로 변환함. 코어망: 가입자 관리, 외부 망으로 패킷 전달의 역할을 함. 서비스 플랫폼: 서비스를 제공하는 장치. 운용 관리: 망 운용을 관리하는 서버 및 클라이언트 2.2 당사의 기술 보유 PS-LTE 는 기술적으로 다음의 요구하고 있으며 당사의 기술 보유는 다음과 같음. 3GPP Spec Item Description 관련 구성 요소 기술 보유 Rel 12 GCSE Group communication System Enabler 서비스 플랫폼 NO Rel 12 eMBMS enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service 서비스 플랫폼, 기지국 NO Rel 12 ProSe Proximity-based Service = Device to Device 단말 NO Rel 13 MCPTT Mission Critical Push To Talk 서비스 플랫폼 NO Rel 13 IOPS Isolated eUTRAN Operation Public Safety 기지국 NO Rel 13 eProSe Device to Device Relay 기지국, 단말 NO
- 11. 2.3 기술 요구 사항과 시장 수요의 괴리 현재 재난망 진행은 다음과 같은 기술과 시장의 괴리가 있음. 3GPP 기술 규격은 대형 재난에 초점을 맞추고 있음. 다음과 같은 사설 안전망에 대한 수요 태동 KT-경기도, IoT 보육 안전 서비스 맞손 대형 마트 주차장에서 여성 납치 키즈폰을 통한 위치 확인 기능 미흡 사업자의 코어망을 경유하지 않고 센서를 이용한 사설 안전망 구축 수요 2.4 당사 기술의 제한 사항 재난망 구성 요소에서 당사가 보유한 기술은 기지국이며 다음과 같은 제한 사항이 있음. 실내 설치에만 검증 되었음. 직선 거리 100 미터 이내의 서비스 가능 범위를 가짐 MBMS, eMBMS 지원하지 않음. 2.5 제안하는 개발 목표 위와 같은 기술과 시장의 괴리가 있으며, 당사의 기술 보유를 고려해서 다음과 같은 목표를 수립: 논리적 망 분리를 제공하는 소형 기지국 가정용 및 산업용 실내 사설 안전망을 위한 소형 기지국 개발 산업용 실외 센서 통신을 위한 소형 기지국 개발 플랜트 (변전소, 발전소, 화학 공장 등) 에 무인 유지 보수 시스템을 위한 소형 기지국 개발 부가적으로 데이터 및 음성 서비스 제공 글로벌 MVNO (구글, 애플) 서비스를 위한 소형 기지국 개발 3. 방안 4. 일정 5. 비용