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1. 재난과 통신망
1.1. 서론
국가적 수준의 재난은 매우 다양한 형태로, 다양한 지역에서, 예상치 못하게 발생한다. 특히 기후 변화로 인해 산불, 집중호우, 풍수해 등의 피해가 점점 더 커지고 있는 상황에서 국가적 수준의 재난 관리의 필요성 또한 점차 커지고 있다. 이것은 비단 우리나라뿐 아니라 다른 나라들도 비슷하게 직면한 과제이다. 사회 안전과 질서를 유지하고 국민의 생명과 신체, 재산을 보호하기 위해서는 정보통신 기술을 활용해서 재난통신망을 구축해 국가적 차원에서 신속하고 효율적으로 재난에 대응할 필요가 있다.
1.2. 재난, 재해에 위성통신망 활용
1.2.1. 위성통신기술의 일반적 특성
재난, 재해 시 위성통신기술의 일반적 특성은 다음과 같다.
첫째, 동보성이다. 위성통신기술은 다수의 수신자가 동시에 동일한 내용의 정보를 송신할 수 있다. 재난 상황에서 신속히 정보를 전달하기 위해서는 동보성이 매우 중요하다.
둘째, 광역성이다. 위성이 원거리의 궤도를 따라 움직이기 때문에 송수신 커버리지가 광범위하다. 기지국을 필요로 하는 지상 무선통신 기술에 비해 지리적 한계를 극복하기 수월하다. 이론적으로는 단일 위성으로 지구 면적의 3분의 1을 커버할 수 있으며, 국내 재난 대응에는 충분한 수준의 광역성을 갖추고 있다.
셋째, 이동성이다. 위성과 지구국을 케이블로 연결하지 않기 때문에 이동형 지구국을 구현할 수 있다. 재해 현장의 기지국이 파괴되더라도 정보 교류가 가능하며, 긴급 상황에서 기지국을 신속하게 설치, 추가, 철거, 이동할 수 있다.
넷째, 대용량이다. 위성통신은 마이크로파대역을 이용하기 때문에 하나의 트랜스폰더로 TV 영상 1채널 수준의 전송이 가능하다. 재난 상황에서 필요한 정보를 충분히 송수신하기에 적합한 용량이다.
다섯째, 내재해성이다. 우주공간에서 중계되기 때문에 지상의 재해 현상에 영향을 받지 않는다. 이는 재난, 재해 상황에 위성통신을 활용해야 하는 가장 큰 이유이자 목적이기도 하다.
여섯째, 경제성이다. 위성 통신비용이 지구국 간의 거리와 관계없이 일정하기 때문에 원거리 통신에 유리하다.
이처럼 위성통신기술의 이러한 일반적 특성들은 재난, 재해 상황에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.
1.2.2. 위성통신시스템별 특징 및 재해관련 서비스
VSAT는 직경 1-2.4미터 정도의 접시형 안테나와 데스크톱 정도의 소규모 소형지구국이다. 지구국이 쉽게 이동, 설치, 철거할 수 있어서 재해가 발생했을 때 파괴된 기존의 통신시설을 보완, 대치할 수 있다는 점에서 유리하다. 과거에는 허브를 거쳐야 위성과 통신할 수 있었지만, 최근에는 허브를 거치지 않고도 직접 위성과 통신할 수 있는 VSAT가 보급되었기 때문에 완전한 그물형통신망이 구현되고 있어서 재해 발생 시 큰 역할을 수행할 수 있게 되었다. VSAT는 재난이 발생했을 때 현지의 상황을 전달하거나 상황 진행 상태를 모니터링하는 역할로 활용할 수 있다"이다.
SCPC는 한 채널에 하나의 신호만을 전송하는 방식이다. 기지국 용량에 따라서 일반전화, PSTN, PABX, 데이터 단말 등을 수용해 위기 시 기존의 다양한 서비스를 대체할 수 있도록 하는 통신 시스템이다. SCPC는 기간통신망이어서 음성통신, 데이터통신을 할 수 있고, 긴급할 경우 쉽게 이동, 설치할 수 있기 때문에 재해복구용 임시회선으로 활용할 수 있다. 우회무선망을 활용하면 예비회선을 제공할 수 있기 때문에 경찰서, 소방서, 기상청 등 유관기관이 통신망을 형성할 수 있다는 점에도 재난 상황에서 쓰기에 용이하다"이다.
SNG는 VSAT가 주로 중심지구국(Hub, 허브)를 경유해서 정보를 위성으로 전달하는 데 반해 SNG는 수집된 정보를 직접 위송에 송신하기 때문에 VSAT보다 간편한 시스템이다. SNG가 널리 알려진 것은 미국의 CNN 방송사가 중동 전쟁을 현장 중계할 당시 이것을 사용했기 때문이다. SNG는 현장 상황을 방송으로 실시간 중계하는 것이 가능할 정도로 대용량에 통신이 끊임없이 원활한 점, 중동에서 미국까지의 정보 송수신의 원활할 정도로 장거리 송, 수신이 가능한 점 등이 이 사건을 계기로 널리 알려지면서 인기를 얻었다"이다.
GPS는 재난 상황에서 통신뿐 아니라 일상적으로도 많이 쓰이는 위성통신기술이다. 이용자의 위치, 속도, 시간을 측정하는 시스템으로 재해에 이 기술을 적용하면 재해 지역의 정확한 위치, 재해 정보를 도상에서 관리할 수 있고, 이것을 데이터베이스로 운용할 수 있는 시스템을 구축할 수 있게 된다"이다.
1.3. 위성 재난통신망 활용 동향
1.3.1. 국내 동향
국내에서는 정지궤도 위성과 S대역 위성을 활용한 재난통신망 구축 사례가 있다.
우리나라 정부에서는 1998년부터 위성통신망을 사용하기 시작했는데, 이는 시외 전화 사용에 대한 부담을 경감시키기 위한 목적이었다. 현재 소방방재청이 비상통신망으로 이를 사용하고 있으며, 중앙 정부 차원과 별개로 경기소방본부, 충북소방본부에서 위성 비상통신망을 구축하고 재난 시에 이를 활용하고 있다. 현재 구축되어 있는 비상통신망은 Ku 대역의 위성인 무궁화위성 5호를 이용한다. 재해, 재난 지역 현장의 상황을 실시간으로 전송할 수 있고, 현장을 통신으로 지휘할 수 있다. 위성망 구조는 SCPC망 기반의 위성망을 사용한다. 경기소방본부와 충북소방본부에서는 VSAT 방식을 채택했다. 이 가운데 소방방재청에서 운영하는 위성 재난통신망은 재난 현장 통신, SNG 간의 영상회의 및 HD/SD급의 재난 현장 영상 송출을 통한 원거리 현장 상황 파악과 모니터링이다. 재난이 발생하지 않은 평시에도 성형망 구조의 VSAT 장비를 이용해서 재난 발생 우려 지역을 상시적으로 감시한다.
또한 S대역의 휴대 위성이동통신 기술은 국립공원, 오지, 산간, 벽지의 지상 이동통신망 음영지역을 해소하고 재난통신망을 구축하는 데 활용되고 있다. 이는 지상에 재난구조 무선통신망이 구축되어 있지 않은 경우, 재해로 파괴되어 활용할 수 없는 경우에 활용된다.
1.3.2. 해외 동향
해외 동향을 살펴보면 다음과 같다.
일본의 경우, 전국의 지방자치단체와 방재 관계 기관에서 통신위성을 공동으로 이용한다. 1990년에 공영법인으로 지자체 위성통신 LASCOM을 출범하였고, 이는 2014년 4월부터 재단법인과 일반 재단법인에 전환되었다. LASCOM은 통신 위성 중계기를 각 지방자치단체를 대신해서 일괄적으로 임대해 야마구치현, 홋카이도, 도쿄에 각 관제 업무용 지구국을 설치해 지역위성통신 네트워크를 관리, 운영하고 있다. 2014년을 기준으로 일본 전역에서 5천 개에 달하는 지구국이 설치되어 전화, 팩시밀리를 통해 개별 통신, 영상 전송을 하고 있다. 또한 일본 정부에서는 전국 순간 경보시스템인 J-ALERT를 LASCOM 위성통신망을 통해 구축해 국민들이 긴급 정보를 직접, 실시간으로 전달받을 수 있도록 하고 있다. 일본 기상청에서도 LASCOM을 활용해 기상 경보와 예보, 대비 명령, 방향에 대한 정보를 전송하고 있다. 2011년 3월 동일본 대지진이 발생했을 때 LASCOM 위성통신망은 비상통신망으로서의 중요한 역할을 수행했다.
중국의 경우, 정지궤도 위성과 광 네트워크를 이용해 하이브리드 형태의 비상통신용 지구국인 'Super-BTS'를 설치, 운용하고 있다. Super-BTS는 평시에는 광 네트워크를 통해 지상 이동통신서비스를 제공하지만, 재난, 재해가 발생하면 이를 자동으로 위성망으로 절체해 안정적인 통신을 가능하게 한다. Super-BTS는 규모 9 이상 지진, 레벨 12 이상의 태풍에서도 견딜 수 있는 내구성을 갖추고 있으며, 110시간 이상 비상통신을 제공할 수 있다. 현재 약 1천 5백 여 대의 Super-BTS가 중국 전역에 설치되어 운용...
