Research on Utilization of Satellite Communication in 4<sup>th</sup> Industrial Revolution: Case Study of Australian Policy

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4차 산업혁명에서의 위성통신의 활용 방안 연구 호주 정책 사례를 중심으로

박세진^*, 박재우^** 정회원

Research on Utilization of Satellite Communication in 4

^th

Industrial Revolution:

Case Study of Australian Policy

Sejin Park^*, and Jaewoo Park^** Regular Members

요 약

4차 산업혁명이 산업인터넷의 확산을 통해 이루어지는 과정에서 정책 입안자는 필연적으로 두 가지 장벽에 마주치게 된다. 하나는 기존 장비들을 스마트화된 장비들로 대체하여 물리망을 구축하는 일이고 다른 하나는 이 물리망에 알맞은 연결성을 제공하는 일이 다. 호주는 국가 광대역 통신망 사업을 진행하면서 국내 통신 인프라를 하나의 회사로 집결시키고 위성통신을 적극 채용하면서 스마 트화를 진행하는 사업자들에게 해당 사업장의 물리적 위치와는 관계없이 현존하는 모든 형태의 통신을 제공할 수 있게 정비하는 한편 기존 장비를 대체하는 사업장에 대한 지원 사업도 벌이고 있다. 또한, 호주의 위성 활용 정책을 통해 위성통신의 활용이 호주 광대역 통신망 사업에 영향을 미치면서 새로운 통신 위성을 발사하는 등 위성통신의 품질의 향상을 꾀하면서 동시에 위성통신을 활용한 여러 4차 산업혁명 사업을 진행하고 있으며 본 논문은 이 사업들의 분석을 통해 위성통신이 4차 산업혁명에서 어떤 역할을 하는 지를 분석하였다.

Key Words : 4^th Industrial Revolution, Industrial Internet of Things, Satellite Utilisation Policy, National Broadband Network

ABSTRACT

Policy maker inevitably faces two restraints once they attempt to accomplish 4^th Industrial Revolution through development of Industrial Internet of Things(i.e. IIoT). One is to construct physical network by substituting old equipment and infrastructure into smart equipment and the other is to connect the physical network into national telecommunications infrastructure. Australia, as she proceeds National Broadband Network programme, has assembled all medium of telecommunications to provide every Australian premises regardless to its physical location by creating wholes-sale only carrier, NBN co. At the same time, Australian government also provides its own IIoT policy; Co-development and New-Development projects. Meanwhile, NBN co. has launched its own two communication satellites in 2015 and 2016 to replace the old satellite communication services depended on the other companies’ satellites. This article, in the end, analyses the role of satellite communication in 4^th industrial revolution with case study on Australian policy.

*과학기술연합대학원(UST) ETRI 미래전략연구소 소속 산업전략연구그룹 ([email protected], [email protected]),

**㈜레이다앤스페이스 ([email protected]), 교신저자

접수일자 : 2017년 02월 02일, 최종게재확정일자 : 2017년 03월 28일

I. 서 론

시장조사기관 Accenture는 산업인터넷(i.e. Industrial Internet of Things)이 각국마다 얼마나 경제적 파급효과를 가져올 지를 측정한 National Absorptive Capacity(NAC) 지 수를 도출하면서 호주가 한국보다 NAC 지수에서 앞서고 있

다는 결과를 보여주었다[1]. 동 보고서는 호주의 인터넷의 품 질과 속도가 높지는 않지만 호주의 광대역망이 정부나 기업 의 사업에 보편적으로 활용될 수 있는 수준이 높다고 평가하 였고, 호주의 광대역망이 기존에는 통신서비스가 포함되지 않았던 공공 및 민간 서비스들이 적극적으로 통신 서비스와 결합하여 다양한 형태의 공공 혹은 민간 서비스가 등장하는

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4차 산업혁명을 실현하는 데 적합한 수준에 도달했다고 보 고 있다.

한편, 호주는 국가 광대역 통신망 사업(National Broadband Network)을 통해 등장한 새로운 기업인 NBN사 가 기존 위성 통신 서비스인 Interim Satellite Service(ISS) 를 신사업인 Sky-Muster 사업으로 대체하면서 새로운 통신 위성을 발사하는 등 위성통신에 집중하는 모습을 보였으며 본 논문은 이에 4차 산업혁명의 기반이 되는 산업인터넷의 확산에서 위성통신망의 활용이 어떤 의미를 가지고 또 얼마 만큼의 영향력을 보여주는 지를 호주의 통신 및 위성 정책 사례를 중심으로 연구하여 밝혀보고자 한다.

Ⅱ. 4차 산업 혁명과 호주의 국가 광대역 통신망 사업

1. 4차 산업혁명으로 인한 가치 사슬의 통합 Accenture는 자신의 산업인터넷 보고서를 통해 각국의 NAC지수를 도출해나가는 과정에서 산업인터넷은 완성해야 되는 단계가 아닌 자연스럽게 도달되는 하나의 과정으로 보 았다[1]. 즉 이미 산업인터넷의 기반이 되는 시스템은 이미 있고 이 시스템이 각 산업영역에 확산되는 과정이 더 중요하 다고 본 것이다. 회계법인 PwC의 2014년 ‘산업인터넷의 기 회와 장벽’보고서에서도 Accenture와 산업인터넷에 대해 비 슷한 시각을 찾을 수 있다[2]. PwC는 보고서에서 산업인터 넷은 여러 가치 사슬의 디지털화로 인한 수직 및 수평 사슬 의 통합이라고 표현하였으며 이는 산업인터넷의 확산이 기 존 물리 산업들의 디지털화와 같다고 본 것이다.

그림 1. 산업인터넷의 수직 및 수평 가치 사슬[2]

그림 1의 가치사슬을 통합(Integrate)하는 과정에서 PwC 와 Markets&Markets는 산업인터넷이 동시에 두 가지 장벽 에 부딪힐 것이라고 예측하였다. 하나는 기존의 물리 장비들 을 통신 모듈과 온갖 센서들이 내장된 새로운 장비로 대체하 여야 하는 물리망을 구축하는 일이고 두 번째는 해당 장비들 이 기존에 물리 장비로써 가지는 특성에 걸맞는 연결 방식을 제공하는 것이다[3]. 다시 말하면 그림 2와 같이 물리망과 통

신망이 구축된 후 서로의 상호접속이 지속적으로 확산되는 과정에서 기존에는 통신망과 연결되지 않았던 기존의 전력 망, 교통, 농업 등이 통신망과 통신망에 연결된 인공지능과 연결되면 스마트 그리드, 지능형 교통망, 스마트 팜 사업으로 진화되고 4차 산업혁명이 실현되는 것이다.

그림 2. 산업인터넷의 구축과 4차 산업혁명의 실현

2. 호주의 국가 광대역 통신망 사업

호주의 국가 광대역 통신망 사업(National Broadband Network, 줄여서 NBN) 사업은 Telstra 등 호주의 통신 사업 자들에게서 통신 네트워크 인프라를 가져오거나 국가가 직 접 구현하는 등의 노력을 통해 호주 전국의 모든 건물과 장 비 또는 자산(Premise)들을 연결하려는 사업이다. 호주 정부 는 이 사업을 위해 사업과 동일한 이름의 공기업인 NBN사 를 설립하여 호주의 모든 통신망을 아우르면서 관리하도록 하였다. NBN사는 2011년 Telstra와의 합의를 통해 Telstra 의 통신망에 대한 영향력을 행사할 수 있게 되었고 2017년 현재에는 호주의 유무선망, 이동통신망, HFC망까지 모두 한 번에 제공할 수 있는 Multi Technology Mix(MTM) 서비스 를 시행하고 있다.

그림 3. NBN사의 MTM 서비스[4]

그림 3의 NBN사의 MTM 서비스는 본 논문에서 두 가지 큰 의미를 가진다. 하나는 MTM 서비스를 제공함에 있어 항 상 거론 되는 NBN사의 자체 위성통신망 구축, 호주 정부가

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Optus위성을 활용한 Australian Broadband Guarantee(ABG) 사업, 2016년에 직접 쏘아 올린 통신위성 Sky-Muster사업 모두가 호주정부가 적극적으로 위성통신을 활용하고 있다는 증거라는 점이고 다른 하나는 이 MTM의 구축이 호주의 4 차 사업혁명 정책의 핵심이라는 점이다. NBN사는 MTM을 제공하는 과정에서 호주의 광통신(Fibre)망을 업그레이드 하 여야하는 책임도 부과되었다. MTM을 통해 호주 내에서 엔 드유저의 위치와 원하는 서비스 종류를 막론하고 통신 서비 스를 제공할 수 있는 인프라가 정비되하고 있다는 점은 호주 정부가 4차 산업혁명의 대비를 위해 적절하게 잘 대처하고 있다는 것을 잘 보여주고 있다.

3. Co-Development 프로젝트와 New-Development 프로젝트

II-2에서 기술한 MTM의 구축을 통해 정비된 통신 인프 라는 NBN사의 Co-Development 사업과 New-Development 사업을 통해 호주의 산업인터넷 확산 정책으로 이어진다.

Co-Development사업은 지역 정부와 새로운 자산 설치 업자 가 NBN의 인프라 설치를 위한 굴착이나 메우기 등의 작업 을 해주는 대신 NBN의 선로 안에 자신들의 인프라도 같이 설치할 수 있게 하는 사업이다. 이 프로젝트는 단순히 두 가 지의 인프라를 동시에 단순히 배치해놓는 형태이기 때문에 주로 지역 정부나 민영 인프라 사업자(전력, 수자원 사업자 등)가 주요 대상이 될 것으로 보이며[5] 모든 신청자에게 설 치 해 주는 것이 아닌 신청 대상에 대한 자체적 심의를 통해 진행하는 사업이다.

그림 4. Co-Development의 진행[5]

Co-Development와 비슷한 시기에 수행되는 New-Development 사업은 정부 정책의 일환으로 각종 사업 자 내의 통신 인프라 설치를 장려하는 정책이다. 보통은 설 치 측에서 통신사업자를 선택하여 통신 인프라를 설치하는 게 기본 원칙이나 New-Development프로젝트에 의해 만약 사업자가 적당한 통신사업자를 찾지 못하더라도 Telstra나 NBN사가 최종타협안으로 통신 인프라를 지원하는 사업이 다. New-Development 사업을 통해 호주 내의 모든 종류의 산업체나 사업체가 물리적 거리와 관계없이 접속할 수 있게

되는 것이다. NBN사의 주도로 이루어지는 것이기 때문에 위성통신망의 활용도 당연히 이루어지며 개발자가 위성통신 을 Single Dwelling Unit의 백홀에 활용할 경우는 Premise 당 1300 호주 달러를 내고, Multiple Dwelling Unit의 경우는 1100 호주 달러를 지불하여야 한다.

Ⅲ. 호주의 국가 광대역 통신망 사업 속의 위성 활용 정책

1. 호주의 위성 활용 정책

호주의 위성활용정책은 위성 통신 뿐만 아니라 위성 자체 를 총체적으로 호주의 여러 산업 분야에 활용하는 정책이다 [6]. 국가 광대역 통신망 사업은 ACMA(통신부)의 주도로 진 행되는 반면 위성 활용 정책은 산업부와 인프라부의 주도로 호주의 주요 정부부처 18개 중 8개가 참여하는 대형 프로젝 트이다. 이 8개의 부처는 해마다 각각 자신의 분야에서 위성 의 활용 정도를 평가하고 보고하여야 하며 모든 참여부처가 우주 협동 위원회(Space Coordination Committee)를 구성하 여 연방 정부에 우주 보고서(State of Space Report)를 해마 다 보고 하여야 한다.

그림 5. 위성 활용 정책의 거버넌스[7]

2. Interim Satellite Service와 Sky-Muster Service

III-1의 위성활용정책은 II-2의 국가 광대역 통신망 사업 에게 영향을 미치면서 NBN사의 자체적인 위성통신망 구축 사업에 큰 영향을 미쳤다. 물론 위성통신은 기본적으로 유무 선 통신망이 닿지 않거나 닿더라도 비용이 매우 높은 지역을 접속할 때 활용한다. 따라서 위성 통신망은 필연적으로 호주

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전역의 Premise를 연결하는 데 있어 상대적으로 적은 3%만 을 커버하지만[4] 위성이 통신망으로써 지정되면 Very Small Apetiture Termial(VSAT)만 설치되면 바로 통신이 가능하다는 점과 한 번에 넓은 지역을 커버할 수 있다는 점, 재해에 노출된 지역이 많은 호주에서 재해에 강하다는 점을 들어 위성 설치 매뉴얼을 제공하여 배포하는 등 위성통신망 의 활용을 적극 권장하고 있다. NBN사가 Interim Satellite Service(ISS)를 도입한 목적은 Australian Broadband Guarantee(ABG)를 장기간 위성 서비스로 전환하기 위한 디 딤돌 프로젝트로써 실제로 ABG보다 최대 4배 빠른 6Mbps 를 제공하고 있다.

그림 6. ISS의 속도[8]

Sky-Muster 사업은 호주 정부와 NBN사가 원했던 통신 에서의 위성 활용의 종착지이며 2016년 말에 NBN사의 소유 인 Sky-Muster 위성이 발사되어 2017년 초부터 서비스가 제공되고 있다. Sky-Muster 위성은 ISS의 위성보다 최대 약 4배 이상 빠른 25Mbps를 다운로드 시 제공할 수 있다. 해당 위성통신 서비스를 제공하기 위해 NBN사는 두 번에 걸쳐 위성을 발사하였으며 첫 번째는 2015년 말에 두 번째는 2016 년에 발사되어 2017년 현재 위성 통신 서비스를 제공하고 있 다.

Ⅳ. 4차 산업혁명에서의 위성통신 활용

이처럼 호주의 4차 산업혁명을 주도 하고 있는 것은 국가 광대역 통신망 사업과 그 선두에 있는 NBN사이다. 호주의 경우 상기에 기술한 위성 활용정책이 합쳐져 4차 산업혁명 의 실현을 추구하고 있다. 본 항목은 그 중에서 위성통신이 활용되는 부문만을 파악하고 그 공통점을 연구하였다.

1. 물리망 구축: 스마트 그리드

호주에서의 스마트 그리드에서의 위성통신은 지역에서의 물리망을 구축할 시 사용된다. 퀸즈랜드는 땅이 척박하고 재 해가 많아 안정적이면서 광대역을 커버할 수 있는 망이 필요 하였다. 현재 호주 퀸즈랜드 정부 소유의 회사인 Ergon Energy사는 1999년에 설립된 전력 및 자원 배분 회사이며 이미 독자의 통신 시스템을 자회사인 2003년 Nexium

Telecom을 설립함으로써 통신문제를 해결하였는데 그 과정 에서 Nexium Telecom은 위성통신을 인마샛 기반 회사인 AST Australia에 맡겼으며 Inmarsat기반의 스마트 그리드 가 그림 7과 같이 구성되었다.

그림 7. 인마샛을 활용한 퀸즈랜드의 스마트 그리드 구성도[9]

2011년 이후로 전국에 NBN사의 망이 설치되는 것이 결정 되자 Ergon Energy와 NBN사는 ACCC의 중재를 통해 상호 접속지점(Point of Interconnect)을 만들기에 대한 논의가 진 행 중이며 Nexium 통신은 NBN사의 통신망과의 상호접속을 기정사실로 여기고 있다[10].

그림 8. 위성을 활용한 호주의 스마트 그리드 구축

2. 물리장비에 맞는 광대역 통신 수단 제공

2.1 이동체

이호진(2016)은 이동체의 스마트화 과정에서 통신을 탑재 할 경우 기본적으로 위성통신의 활용이 고려되어야 할 필요 성에 대해 시사하였다[11]. 이는 기본적으로 움직이는 물체 에 연결성을 부여할 수 있기 때문이며 활용될 분야는 두 가 지를 고려해 볼 수 있다. 한 가지는 모든 이동체에 내장되는 운전자와 관제분야 통신이다. 항공기와 항해의 경우와 같이 관제와 파일럿 간의 통신의 경우는 한순간이라도 연결이 끊 어지면 위기상황과 직결되기 때문이며 비교적 안정적인 위 성통신의 개선이 장려되고 있다. 호주의 항공기들은 기본적 으로 위성 기반의 Air Traffic Management(ATM)을 1990 년대부터 사용하여 왔는데 이 시스템을 더 개선하는 과정에 서 위성활용정책의 일환으로 기장과 관제간의 통신에서 기

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존에는 HF 통신 영역을 위성통신 영역으로 넘긴 것이 그 예 이다.

관제영역을 제외한 영역은 이동체 내의 인터넷 서비스 제 공영역도 위성통신의 적극적인 활용이 보이고 있다. 민간을 위한 기내 인터넷 서비스 제공도 위성통신을 활용한 서비스 로 제공하고 있다. 특히 Quantas는 2017년 1월 NBN사와 협 력하여 항공기 내의 무선 인터넷망 서비스를 제공하기로 결 정한 데서 기내 인터넷 서비스의 확장도 진행되고 있다[12].

이처럼 스마트화의 과정에서 통신 쪽은 NBN사의 MTM 구 현으로 인해 구축된 통신 인프라를 적극적으로 활용하는 한 편 위성 활용 정책을 통해 위성통신 또한 스마트화 과정에서 적극적으로 활용하는 모습을 보이고 있다.

2.2 스마트팜

스마트팜은 기존 농장의 장비들을 통신과 센서가 내장된 장비들을 통해 대체하고 이를 통해 구축된 농장의 물리망을 통신망에 연결하여야 한다. 기존의 농장에서 스마트 팜으로 탈바꿈 해 나가는 과정에서 크게 두 가지가 이슈가 된다. 하 나는 기존의 농장들이 대부분 광케이블이 닿지 않거나 닿더 라도 높은 비용을 내야하는 벽지나 원격지에 있다는 점이다.

호주 의회에가 조사한 자료에 따르면 대부분의 농장들은 구 리망이나 위성통신망을 사용하는 경우가 대부분이다. 첫 번 째 이슈는 이들에 대한 안정적이면서 더 나은 품질의 서비스 를 원하는 경우이다. 두 번째 이슈는 농장을 스마트화하면서 데이터 요구량이 증가하는 현상에 대한 이슈이다. 호주의 뉴 잉글랜드 대학(UNE)에서 주도적으로 진행되고 있는 스마트 팜 사업은 대학이 주도적으로 진행하고 있기 때문에 그 성격 이 향후 진행될 기존 농장들의 스마트화에서 발생할 이슈를 연구하기 위한 사업이며 그 이슈 중에서 농장의 스마트화를 통해 발생할 트래픽의 폭주를 지적하였다[13]. 원격지에서의 트래픽 증가는 호주와 같이 국토가 넓은 곳에서는 치명적이 며 이에 대한 해결책으로 기존 위성통신망의 품질 향상과 서 비스의 이용 요금에 대한 논의는 지속 중에 있다.

그림 9. 호주 뉴잉글랜드 대학의 NBN사 통신망 이용 현황[14]

Ⅴ. 결론

4차 산업혁명은 기본적으로 산업용 IoT 즉 산업인터넷의 확산을 기본 전제로 하고 있다. 산업인터넷의 확산을 위해서 는 크게 기존 장비의 대체와 이를 통해 원활한 물리망의 구 축, 그리고 통신망에 연결하는 것이다. 이를 위해서 본 논문 이 제시하는 위성통신의 활용은 크게 두 가지이다. 스마트 그리드 사례에서 볼 수 있듯이 기존 장비의 유무를 떠나서 물리망을 어떤 환경에서도 원활히 구축할 수 있다는 점과 이 동체 및 스마트 팜 구축 사례에서 볼 수 있듯이 원격 접속이 쉽다는 점이다. 이 두 가지를 통해 호주는 위성통신을 활용 하여 물리망을 손쉽게 구축하고 해당 사업장의 물리적 위치 제약을 뛰어넘는 호주만의 초연결 사회를 구축하려고 하고 있다. 이처럼 호주는 자신의 4차 산업혁명 전략으로써 국가 광대역 통신망 사업과 위성 활용 정책의 연계로 이미 위성통 신을 적극적으로 활용하고 있다.

본 논문의 한계점은 4차 산업혁명에서의 위성정보의 활용 을 다루지 못했다는 점이다. 호주의 위성활용정책은 18개의 정부부처 중 8개가 참여하는 규모가 큰 정책이며 위성통신 뿐만이 아닌 위성 정보의 활용도 산업인터넷 확산에 적극적 으로 활용하고 있으며 향 후 위성정보의 산업인터넷 활용에 대해 연구할 계획을 가지고 있다. 또 하나의 한계점은 본 논 문을 기술하면서 국내에서의 적용을 고려하지 않은 점이다.

향후 국내 현황 진단을 통한 국내 4차 산업혁명 전략에서의 위성통신의 유용성과 이에 이어지는 4차 산업혁명에서의 위 성통신 표준화에 대한 연구도 수행할 계획이다.

참 고 문 헌

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[2] V. Koch and S Kuge, Industry 4.0: Opportunities and challenges of the industrial internet, PwC, 2014, pp. 17 [3] Markets&Markets, Industrial IOT Market – Global

Forecast to 2020, Markets&Markets, 2014, pp. 43-44 [4] Australian Government, The role of government as an

enabler, https://industry.gov.au/innovation/DigitalEconomy/

enabler/index.html(2017.02.28.기준)

[5] NBN, Co-Development Fact Sheet, NBN co., 2013 [6] Australian Government Space Coordination Committee, State

of Space Report, 2015, pp. 2

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https://industry.gov.au/industry/IndustrySectors/space/Civil -space-coordination/Pages/default.aspx(2017.02.28 기준) [8] NBN co., Interim Satellite Service Fact Sheet, NBN co., pp. 2 [9] Inmarsat, Machine to Machin Satellite Case-Study- Managing the power Grid-Re-closer Control and Monitoring, pp. 5

[10] Nexium Telcoms, Nexium kicks another goal,

(6)

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[11] 이호진, “위성기반 M2M/IOT 및 이동체 Connectivity 기술동향”, 주간기술동향, 1747 호, pp2~13

[12] A. Coyne, Quanta to start NBN Satllite trial next month, itnews, Jan 2017,

https://www.itnews.com.au/news/qantas-to-start-nbn- satellite-trial-next-month-447707

[13] The Parliament of the Commonwealth of Australia, Smart farming, May 2016, Canberra, pp. 47-49

[14] Griffith, C, Heydon, G, Lamb, D, Lefort, L, Taylor, K, and Trotter, M (2013)Smart Farming: Leveraging the impact of broadband and the digital economy, CSIRO and University of New England., pp. 11

저자

박 세 진(Sejin Park)

․2012년 7월：호주 국립대학교 국제관 계학과 학사졸업

․2015년 9월 ～ 현재 : 과학기술연합대 학원 ETRI 캠퍼스 과학기술경영정책 과 석사과정

<관심분야> : 위성통신, 과학기술경영정책

박 재 우(Park, Jae Woo) 정회원

․1983년 2월：연세대학교 천문기상학 과 학사졸업

․1985년 2월 : 연세대학교 천문우주학 석사졸업

․1990년~19944년 : 한국전자통신연구소

․1997년 7월 : 러시아 과학아카데미 우주연구소 우주공학 박사

․1997년 ～ 2000년 : 현대전자산업(주) 위성연구소 차장

․2000년 ～ 2012년 : 한국전자통신연구원 책임연구원