전력선통신에 대한 정책동향(Ⅱ)

                                                                        최우혁| 정보 통신부 주파수과

Ⅶ. 업계 요구사항


관련 제조업체들은 현행 전파법령의 엄격한 규제수준으로는 경쟁력있는 통신수단이 될 수 있는 전력선통신의 이용이 불가능한 점을 들어 규제완화를 적극 요청하고 있으며, 그 중 가장 중요한 사항을 이하에서 요약 정리하였다.

즉, 전력을 공급하는 전력선의 전원파형(60㎐)에 디지털정보를 실어서 전송하는 방식의 통신으로, 디지털정보의 전송속도 내지는 이용 주파수대역에 따라 세분 되어질 수 있다.

1. 주파수대역
미국, 독일의 허용사례에서 보면 PLC의 주파수 이용과 관련해서는 크게 3가지의 이슈가 제기된다. ① 450㎑이상 고주파대역 허용여부, ② 운용금지대역 설정여부, ③ 전자파방사량 허용수준이 그것이다.

우선, 450㎑이상의 고주파대역과 관련해서는 업체들이 미국, 독일처럼 최소한 30㎒까지는 사용할 수 있도록 허용해 줄 것을 요청하고 있다.
이는 30㎒이상의 VHF대역이 주파수 밀집대역으로 TV방송 등 많은 무선국들이 있음에 따라, 동 대역에 혼신 발생시 높은 간섭비용이 발생할 수 있기 때문에 외국도 그렇고 국내 제조업체들도 30㎒ 수준을 1차적인 이용대역으로 검토하는 것으로 판단된다.

다음으로 운용금지대역 설정여부에 대해서는 ADSL 등 초고속가입자망 시스템과 적정경쟁이 가능한 10Mbps의 통신속도를 얻기 위해서는 30㎒까지 대역내에서 운용 금지대역을 최소한으로 설정해야 한다는 것이 업체들의 주장이다.
마지막으로 전자파방사량에 대해서는 엄격한 독일수준을 만족할 수 있는 기기제조가 불가능한 점을 들어, 최소한 미국수준의 전자파방사량(69.5㏈㎶/m@3m) 수준은 되어야 적정한 통신품질 유지 및 상용화가 가능하다는 것이다.

 

2. 이용제도
이용제도와 관련해서는 현행 허가제도를 유지할 경우, PLC의 주력시장이 홈네트워킹 시장임을 감안할 경우 냉장고, 에어컨 등을 설치할 때마다 허가를 받고 사용해야 된다는 것은 사실상 불허하는 것이나 마찬가지라는 주장이다. 따라서, 국내의 허가제도를 완화하여 미국, 독일과 같이 인증만 받으면 허가나 신고 없이 사용할 수 있도록 제도개선을 해달라는 것이 업체들의 요구사항이다.

Ⅷ. 전파연구소 시험결과

정부는 전력선통신기기 제조업체들의 요구사항들에 대한 심도있는 검토를 위해 2001년 하반기부터 2002년 상반기까지 전파연구소를 통해 각종 시험을 하였다. 국내 제조업체 3사의 모뎀을 제출받아 △ 전자파방사량 수준, △ 방송수신기 등 타 무선국과 간섭시험, △ ADSL 등 유사형태 기기들과 전자파방사량 비교 등을 시험하였다.
시험결과 국내 제조업체의 전자파방사량 수준은 약 50∼70㏈㎶/m@3m 수준으로 독일의 허용기준에 비해 높고, 미국의 허용기준은 만족할 수 있는 수준이었다. 일본의 PLC 연구회에서 시험한 12개의 모뎀들에 비해서 전체적으로 전자파방사량이 낮은 수준인 것도, 국내업체들의 기술력이 높은 수준임을 반증하는 것으로 알 수 있었다.

전력선통신 모뎀의 송신출력을 낮출 경우 전자파방사량이 낮아지는 점을 감안할 때 상기 시험결과는 크게 중요하지 않은 결과이다. 다만, 시험결과 중 중요한 것은 적정 통신품질 수준을 유지하면서 국내 업체의 제품들의 출력을 하향 조정하여도 독일의 기준을 만족하기는 어렵다는 사실이다.
다음은 방송, 아마추어 무선국 등 타 무선국들과의 간섭여부에 대한 실험결과는 일본의 실험결과와 마찬가지로 일부 영향이 있을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 다만, 현재로써는 그 영향의 수준이 서로 공유가 가능한 수준인지, 공유가 불가능한지에 대해서는 좀 더 실험이 필요할 것으로 결과가 나왔다.
ADSL, CATV, 유선LAN 등 선로만 다른 기기들과 전자파방사량(약 20∼47㏈㎶/m@3m)을 비교해 본 결과 PLC 모뎀들이 다른 유선설비들에 비해 전자파방사량이 전체적으로 높은 수준임을 알 수 있었다.

 

Ⅸ. 정책방안 검토방향

  정책방안은 정부내에서 공식적인 정책결정이 된 후에 공식적으로 발표가 될 수 있기 때문에 여기서는 정책방안을 결정함에 있어 논의될 수 있는 검토방향만을 제시 하고자 한다.

1. 주파수대역

가. 고주파대역
우선 450㎑이상의 고주파대역의 허용여부를 논의하기 위해서는 앞에서 밝힌바와 같이 PLC의 무선국에 대한 간섭방지라는 전파법령의 입법취지와 차세대 산업으로 각광받을 것으로 전망되는 PLC 산업에 대한 정부의 지원이라는 두가지 관점을 고려할 필요가 있다.

현행 전파법은 방송, 아마추어무선국 등 PLC와 같이 가정환경 등에서 자주 사용될 수 있는 무선국에 대한 위해 가능성을 고려하여 450㎑이상의 주파수대역에 대해서는 PLC 이용을 제한하고 있다. 이러한 무선국 보호라는 측면을 고려하면 현행 제도의 유지가 바람직할 것이다.

다른 한편으로, 초고속가입자망의 고도화 이후 차세대 산업으로 급속히 부각 및 성장중인 홈네트워킹 시장에서 경제성 편의성을 장점으로 유력한 매체로 고려되고 있는 PLC 산업의 활성화를 위해서는 적극적인 지원이 필요한 점, 미국에서도 많은 단파방송 및 아마추어무선국들이 주파수를 사용되고 있으면서도 PLC와의 간섭사례가 보고되고 있지 않은 점, 국내에서 PLC와 유사한 전자파방사량 수준인 미약전파 무선기기에 대해서 30㎒까지 자유로운 사용을 보장하고 있는 점 등을 고려할 때, 타 무선국과 공유가 가능한 범위내에서는 PLC의 고주파대역 이용을 허용하는 것이 바람직할 것이다.
즉, PLC에 대한 450㎑이상의 고주파대역 허용 여부는 다수의 실환경 실증시험을 통해 30㎒이하의 주파수를 이용하는 무선국과 PLC와의 간섭 수준에 따라 결정될 수 있을 것으로 예상된다.

나. 운용금지대역
운용금지대역과 관련해서는 많은 금지대역을 설정할 경우, 적정한 통신품질을 보장하기 어렵다는 측면이 있고, 금지대역 설정을 최소화할 경우 그 만큼 기존 주파수 이용자들에게 간섭의 개연성은 높아질 수 있는 Trade-off 관계가 있다.
즉, 미국과 같이 적극적인 지원제도하에서는 운용금지대역을 설정하지 않고 있고, 독일같이 적극적인 규제제도하에서는 ITU에서 정한 인명안전 관련 주파수대역외에도 군사용 주파수대역중 일부도 보호하고 있다. 다만, 엄격한 독일규제하에서도 단파방송과 아마추어무선국에 대해서는 PLC와 공유하도록 한 것이 주시할 점이다.
아마도, 국내에서도 운용금지대역을 설정 범위는 PLC 통신품질 유지와 간섭 최소화라는 두 마리 토끼를 어떻게 조화롭게 잡을 것인지에 따라서 결정될 것이다. 다만, 검토대상의 주파수대역은 인명안전관련 주파수대역, 단파방송, 아마추어무선용 등 실생활 환경하에서 PLC와 인접해서 사용될 수 있는 주파수로 한정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.(표1 참조)

다. 전자파방사량
전자파방사량 수준을 결정함에 있어서는 미국, 독일, 일본의 검토대상 수준 등에 대해 종합적인 검토가 필요하다. 우선 PLC 산업의 활성화라는 측면을 고려한다면 69.5㏈㎶/m@3m인 미국 수준을 적극 검토해야 될 것이고, 기존 주파수 이용자들의 보호 측면을 중시한다면 40∼27㏈㎶/m@3m인 독일 수준이 바람직하다.
다만, 일본에서 검토대상이었고 국내에서도 동 수준의 전자파방사량만 만족하면 어떠한 무선장비도 개발하여 사용이 가능한 미약전파기기 전자파방사량(54㏈㎶/m@3m) 수준을 주된 검토대상으로 설정하는 것도 상당한 의미가 있을 것으로 판단된다.(표1 참조)

2. 이용제도
만약 선행 정책과제들을 검토한 후, 정책방향이 PLC에 대해 450㎑이상의 고주파 대역 이용을 적극 허용해야 한다는 정책방안이 도출된다면, 이용자들의 이용편익 및 미국 독일의 이용제도 등을 고려할 때, 현행 허가제도를 기기인증제도로 개선하는 방안에 대한 적극적인 검토가 필요할 것으로 판단된다.

Ⅹ. 추가 검토과제 및 향후 추진일정

 

전력선통신을 홈네트워킹용 내지는 초고속가입자망용으로 활용하기 위해서는 전파법상 고주파대역 이용허용 또는 전자파방사량 기준만을 정립한다고 해서 되는 것이 아니라 관련법령 및 제도들의 추가적인 검토가 필요하다.

1. 추가 검토과제
추가적인 검토가 필요한 사항으로는 ① 인증제도(시험방법 포함) 정비, ② 전기 안전 등에 관한 기술기준, ③ 가입자망으로 전력선 이용을 허용할 것인지에 대한 정책방향 수립 등이 있을 수 있다.

2. 향후 추진일정
PLC의 고주파대역 이용에는 많은 이해관계자들이 있으며, 단파방송 이용자, 아마추어무선국 이용자 등 30㎒이하의 주파수대역 이용자 및 기간통신사업자 등이 있다.

최종적인 정책방안의 결정은 많은 이해관계자들의 의견수렴과 공유가능성에 대한 추가적인 시험을 거친 후 확정 발표 될 것이며, 그 시기는 2002년 연말쯤이 될 것으로 예상된다.

전력선통신 기술 및 제도 현황

김종현 |광운대학교 전자공학부 교수

Ⅰ. 서론 

최근, PC 및 TV와 같은 각종 가전기기를 연결하는 HomeNetwork에 대한 수요의 증가와 데이터 통신 및 인터넷 사용을 위한 저렴한 비용의 초고속가입자망 구축을 위한 기술로 전력선통신 방식이 대안 기술로서 등장하였다.

전력선통신(PLC: Power Line Communication) 기술은 별도의 통신선로를 사용하지 않고 집안으로 50∼60 Hz 주파수의 교류전기를 공급하는 전력선에 수백 kHz에서 수십 MHz의 고주파 통신신호를 함께 보내 전용 접속장비로 고주파 통신신호만을 수신하여 통신하는 기술이다.

현재, 미국, 독일 등 일부 선진국이 기술개발에 주력하고 있고 국내에서도 몇 년전부터 연구소 및 기업체에서 테스트를 해왔으며 최근에는 전화선 대신 전력선을 통해 음성 데이터 등 각종 정보를 주고받게 해주는 전력선 초고속인터넷이 실험실 단계를 넘어 일반 가정에 첫선을 보였다. 따라서 선진국에서는 전력선 기술의 상용화를 위하여 가격경쟁력과 전송속도에서 경쟁우위를 차지하기 위하여 주파수의 효율적인 이용과 통신시장 경쟁력과 지배력 견제 및 규제 등에 관련된 정책 수립이 매우 활발하다.

본 고에서는 전력선통신 기술의 특징들을 살펴보고 각 국의 전력선 통신 기술 개발 및 제도 현황을 소개하여 전력선통신에 대한 이해를 돕고자 한다.

 

II. 전력선통신 기술의 개요
    
   전력선통신망은 전주에 설치된 PLC라우터를 매개로 기간통신망과 연결되며 이용자는 컴퓨터에 PLC모뎀을 장착하기만 하면 전기콘센트에 플러그를 꽂아서 곧바로 인터넷을 접속할 수 있어서 앞으로 가정에 급속히 보급될 각종 정보가전기기를 전화선에 연결하지 않고도 통신을 가능하게 해준다는 점에서 주목을 받고 있다.

현재 서비스되고 있는 전력선을 이용한 통신은 가정 자동화, 원격검침 등 10kbps급의 저속 데이터 통신 등에 한정되어 사용되어 왔으나 최근 들어 1∼10Mbps 정도의 고속 데이터 통신을 위한 전력선 가입자망을 위한 기술들이 각 나라마다 개발되고 있어 전력선을 이용하여 고속 통신망을 지원할 수 있게되어 기존 가입자망의 대안으로 제시되고 있다.

전력선통신은 광범위하게 포설되어 있는 전력선을 이용하여 새로운 접속선 설치없이 어느 전기 콘센트에서든지 접속이 가능하므로 전 세계에서 가장 많은 통신 접속구를 갖고있으며 이로 인하여 저렴한 비용으로 다양한 통신서비스를 제공 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그리고 전력선은 세계적으로 가장 집중된 유선망으로 대부분의 개인이나 기업들은 전화선을 포함한 다른 어떤 유선망보다 훨씬 더 많이 접속하여 사용하고 있어서 그 범위가 매우 큰 장점이 있다.

 그리고 세계의 대부분 지역에서의 전력선은 다른 어떤 유선 통신망에 비해서 훨씬 더 잘 유지 보수되어 왔고 보다 현대적이다. 전력선을 통한 신호들은 광섬유, 동축선로 또는 일반 구리선로보다 매우 멀리 신호의 재생성 없이도 2000 마일 이상 전송될 수 있다. 또한, 새로운 선로없이 ADSL이나 Cable Modem과 같은 기존 가입자 망과 연계가 가능하다는 장점을 가지고 있다.

그러나 전력선 통신은 기존 가입자 망에 비해 아직까지 저속이고 전력선에 접속된 기기에 의한 잡음발생 및 신호왜곡 등과 같은 기술적 문제가 남아있다. 또한, 고주파적인 전파특성을 보장할 수 없으며 전력선을 이용한 시스템에서 발생하는 전자파에 의한 전파환경 문제가 있으며 아직까지도 전력선통신에 대한 국가별 표준이 확립되지 않은 상태이다.

독일, 영국 등 서유럽 지역 국가의 전력회사들은 수년전부터 전력선을 이용한 멀티미디어 서비스를 준비해 왔으며 1997년에 NotherTelocom이 영국의 United Utility사와 공동으로 1Mbps급 전력선 가입자망을 발표하였으며 그 이후 수 Mbps급 전력선 가입자망을 위한 제품들이 발표되었다.

 독일은 ASCOM사와 RWE사가 공동으로 2000년 3월에 주거 및 공장을 포함하여 최소 300m, 최대 450m내의 200 세대에 대하여 1∼30 MHz대역, 2 Mbps급 대규모 전력선통신 시험서비스를 실시하고 있다.

미국의 Intellon사는 14Mbps급 전송속도를 갖고 4.3∼20.9MHz 대역의 전력선통신용 Power packet을 개발하였다. 일본의 경우에는 전력선이 우리나라와 같이 전신주를 사용하므로 전력선이 고주파 통신신호의 안테나로 작용하여 방해전파를 방사 할 수 있기 때문에 전력선통신 기술 개발이 활성화되지 못한 실정이나 지역별로 매설된 전력선에 대해서 전력선 통신망 구축을 추진하고 있다.

 미쯔비시사는 30MHz대역의 3Mbps급 전력선 통신 기술을 개발하여 규슈전력과 후쿠오카 지역에서 시범 테스트를 실시하고 있다.

우리나라의 경우에는 1960년대부터 한국전력이 변전소간 전력선의 유지보수를 위한 나선반송용으로 전력선통신을 사용하였으나 현재는 일부 구간에서만 사용되고 있는 실정이다.

 최근들어 일부 기업에서 초고속데이터통신용 전력선통신 모뎀을 개발 중에 있으며 현장 시범 테스트를 위하여 전력선통신 데모하우스를 개관하고 고속 전력선통신망 기술을 이용한 인터넷 시범마을 구축하여 1Mbps급 전력선통신 모뎀으로 고속 인터넷현장실증 시험을 수행하였다.

 현재 국내 기술개발은 속도보다는 통화품질 및 안정화에 중점을 두고 있으나 조만간 10Mbps급 이상의 전력선통신 모뎀의 개발이 가능한 것으로 전망된다.

    

III. 전력선통신의 표준화 및 규제 현황

전력선통신 표준화를 위하여 유럽은 1998년에 국제적 컨소시움인 PLC Forum을 결성하였으며 독일, 영국 등 86개국이 참여하여 표준화와 규제완화 등을 추진하고 있다.

미국은 HomePlug에서 전력선통신 표준화를 추진하고 있으며 최근 4∼20MHz 주파수 대역, 최대 전송속도 14Mbps급 HomeNetwork에 대한 표준안 Ver1.0 Spec.을 발표하였다. 여기서는 전력선통신 기기도 타 통신기기와 같이 FCC Part 15기준을 만족하도록 되어있다.

 일본은 1997년부터 미스비시사의 주도로 Echonet을 결성하였으며 2001년 3월에 Ver2.0 Spec.을 발표하였다.

우리나라는 2000년 12월에 산업자원부가 PLC 포럼 코리아를 창립하여 연구소 및 전력선통신 제조업체 등 30여개 기관이 참여하여 상호 협력 방안 등을 논의하고 있다. 
전력선통신의 규제현황을 보면, 유럽의 경우에는 전력선통신과 관련하여 CENELEC과 ETSI에서 특정 주파수 대역에 대하여 용도를 지정하여 운영하고 있다. 표1은 CENELEC에서 할당한 주파수이다.

Frequency Band	Application
A-Band: 10∼95 kHz	Utility compan
B-Band: 95∼125 kHz	Common user without protocol
C-Band: 125∼140 kHz	Consumer user with protocol
D-Band: 140∼150 kHz	Consumer user without protocol

그러나 이 주파수 대역들은 저속의 데이터를 전송하기 위한 용도로 할당된 것으로 고속 데이터 통신을 위한 광대역 주파수할당을 위하여 CENELEC 및 ETSI는 고속 전력선통신의 주파수 허용범위를 높이도록 새로운 규정을 제정하려고 하고 있다.

· 옥외 전력선통신용 주파수대역 : 1.6∼10MHz
· 옥내 전력선통신용 주파수대역 : 10∼30MHz

특히, 독일은 고주파를 이용한 전력선통신의 필요성을 인식하여 30 MHz 대역폭 사용을 허가하는 시행령을 통과시켜 2001년 7월부터 적용하고 있으며 그 이상의 대역에 대해서는 2003년 이후에 적용하도록 되어있다. 

또한, 독일의 주파수대역배분계획 시행령 이용수칙 NB30을 유럽표준으로 제안하여서 표준화를 추진하고 있다. 미국의 경우에는 FCC Part15에서 전력회사가 송전선을 이용한 전력감시시스템에 대해서는 9∼490kHz의 주파수 대역을 사용하도록 규정하고 있으며 일반 전력선통신은 9kHz∼30MHz에서 전자파적합기준에 적합한 경우에 한하여 인증을 받아 사용하도록 되어있다. 

일본은 전력선통신을 전파법령 규정에 의해 10∼450kHz 주파수대역에서 10mW이하의 출력으로 제한하여 허용하고 있으며 2002년에 고속 전력선통신을 위한 주파수대역의 상향조정에 대한 전파법 개정을 검토하고 있다.

우리나라의 전력선통신 관련 법령으로는 전기통신기본법 제25조와 전기통신설비의 기술기준에 관한 규칙 제39조 자가통신설비에서 강전류 전선으로부터 안전 및 인명·재산 그리고 설비자체를 보호할 수 있는 기능을 갖추도록 하고 있으며 전파법 제58조 와 전파법시행령 제46조에서 전력선반송설비에 대해 규정하고 있으며 9∼450kHz 이하 주파수대역, 10 W 출력에 대해 허가 승인하고 있다. 그러나 이 규정은 변조간 나선반송용 통신을 위한 것으로 데이터통신을 위한 규정은 아니므로 고속 전력선통신을 위한 사용주파수 대역의 상향조정에 대한 법령 개정을 검토하고 있다.

 

Ⅵ. 결론

전력선통신 기술에 대한 전세계 시장규모는 오는 2003년까지 13억 달러에 이를 것으로 예측되고 있어서 세계적으로 전력선통신 기술개발이 활발히 진행되고 있는 상황이며 국내에서도 본격적인 시장 형성을 앞두고 관련업체들의 움직임이 가속화되고 있다.

그러나, 기존의 전력선통신 기술수준에 대한 규제와 간섭이 정보통신시장 발달을 저해하고 있다는 우려의 목소리가 각 국에서 나오고 있어서 관계부처에서는 전력선을 통해서도 통신 서비스를 제공할 수 있도록 전파법의 개정 등이 필요한 실정이다. 

국내에서는 전력선통신 기술을 위한 스펙트럼 관리 측면과 기술적인 검증을 위한 충분한 검토가 요구되어 지며 전력선을 사용하는 고속 데이터 통신시스템의 전파방사 및 전자파 적합성에 대한 정책방향의 설정이 매우 필요하다.

최근 독일이 그동안 전 세계적으로 전력선통신 업계의 최대 현안이었던 주파수대역 문제를 법 제정을 통해 해결하므로 국내는 물론 다른 국가에도 상당한 영향을 미칠 것으로 전망되며 특히 전력선통신 기술 상용화와 전송속도 고도화를 위한 법률적 기반이 마련된 것이어서 이에 관련된 산업의 활성화에 획기적인 계기가 될 수 있기를 기대한다.

그러나, 현재 일부에서 개발된 전력선 통신은 전파법령에 규정된 기준에 위배되고 다른 전파를 이용한 주파수 이용설비에 지장을 줄 우려가 있으므로 전력선통신 기술의 활성화를 위해서는 통신 이용자 및 운용자와 통신장비의 안전을 위한 대책이 요구되어 진다.