1. 서론

 

○ 디지털 무선시스템인 GSM-R은 철도차량과 지상장치 간의 통신에서 안전과 열차 제어 그리고 철도 비상시의 통신에서 아주 중요한 데이터 통신을 보장하는 ERTMS/ETCS의 중요한 구성요소임

○ 주파수 정책, 디지털 아젠다 정책 그리고 더욱 일반적인 기술-중립적 접근의 결과 때문에, 공적인 모바일 시스템에서 GSM-R과 GSM-RE에로의 해로운 간섭이 계속하여 증가하고 있음. 앞으로는, 800MHz 대역에서의 [Digital Dividend]의 이용과 UMTS, LTE 그리고 WiMAX 기술이 사용될 예정인 900MHz 대역의 refarming 증대함에 따라 이러한 상황이 더욱 증가할 것으로 보임.

○ 그러므로 인접한 주파수 대역을 사용하는 공적인 모바일 시스템에 의해 발생하는 해로운 간섭작용으로부터 GSM-R 주파수 대역(876~880/921~925MHz)과 GSM-RE(873~876/918~921MHz) 주파수 대역을 보호하기 위해 긴급한 행동이 필요하며 이것을 통하여, 철도교통의 통신과 운영상의 안전을 확보할 수 있을 것임.

2. 상업용 모바일 네트워크에 의한 GSM-R과의 간섭 증가

 

○ 800MHz(Digital Dividend)와 900MHz(GSM) 주파수 대역은, 상업적인 모바일 네트워크 사업자에게 할당되어 있지만, 인접 주파수 대역인 876~880/921~925MHz

(GSM-R)과 873~876/918~921MHz(GSM-RE) 주파수 대역은 우선 사용자로 철도분야에 할당되어 있음.

○ 유럽연합과 해당 회원국들은 900MHz와 800MHz 대역에 UMTS, LTE와 같은 새로운 모바일 통신기술을 개발하기 위해 여러 가지 조치를 취해 옴.

○ 2006년 이후, 철도업계에서는 GSM-R 시스템에 간섭이 많이 증가하고 있다고 등록되고 있음. 2001년 1월까지, 독일에서는 252개 지역에의 간섭이 보고되었고 (2006년은 58개 지역에 불과했음) 그곳에서는 공적인 모바일 GSM 네트워크로부터의 간섭이 측정됨. EU 다른 나라에서는 180개 이상의 지역에서 간섭이 UIC에 보고됨.

○ 이러한 현상은 일시적인 것이 아니며 철도분야에 심각한 영향을 끼칠 수 있는 해로운 간섭임이 분명함.

* 일부 국가에서는, GSM-R이 아직 완전히 설치되지 않은 상태이며 계속 설치

예정임. (프랑스의 경우, 2,500km가 설치되었고 추가로 14,000km가 계획 중임)

* UMTS 900MHz의 설치는 유럽에서만 시작되었을 뿐이며 LTE, WiMAX 같은 새로운 기술은 800MHz 대역과 900MHz 대역에서 이제 시작하는 기술임.

* GSM-R에 기반을 둔 유럽연합철도제어시스템 ETCS 레벨 2가 완료되기에는 시간이 오래 걸릴 것임.

 

3. 철도 이용승객의 생명과 안전이 위험에 직면

 

○ 간섭이 발생할 경우, 진행 중인 통신 콜이나 데이터 통신이 간섭을 받음. 비상용 콜과 같은 무선통신 연결이 불가능할 수 있기 때문에 결과적으로, 열차에 탑승한 승객의 생명과 건강이 위험에 처할 수 있음.

○ 특히, 우려되는 두 가지 시나리오는 아래와 같음.

* 간섭지역이 좁을 경우 : 정지된 열차가 제어센터와 연결되어 GSM-R 비상 콜을 하는 것이 불가능한 상황이 되어, 만약 승객들이 출입문을 열고 선로로 걸어나가는 경우

* 간섭지역이 넓을 경우 : 달리는 열차가 GSM-R 비상 콜을 수신할 수 없는 상태에서 위험에 대한 사전경고 없이 위험지역을 계속해서 달릴 경우

(이 경우는 GSM 기술과의 간섭보다는 UMTS, LTE, WiMAX 같은 광대역 기술로부터의 간섭에서 더욱 빈번하게 발생할 것으로 보임.)

 

4. 철도 정시성 확보와 ETCS 레벨 2에 문제가 될 수 있음

 

○ 간섭 때문에 GSM-R 연결이 분실된 경우, ETCS에 기반을 둔 열차는 규정된 보안 정의에 따라 자동으로 정지함. 만약, 정지한 열차가 ETCS 데이터를 전송하기 위해 새롭게 GSM-R 연결을 즉시 시행할 수 있다면, 열차의 지체시간은 약 5분 정도일 것이지만, 만약 새롭게 GSM-R 연결이 불가능하다면, 그 시간 지체는 5분 이상이 될 것이며 열차는 국가적인 운영 규칙에 따라 [주시]만을 하게 됨. 결과적으로, 해당 열차와 뒤따르는 열차는 상당한 시간 지체를 감수해야 함.

○ 열차 지체가 가져오는 사회경제적 여파도 상당하지만, 철도 운영자들에게는 직접적인 경제적 피해를 가져옴(예를 들어, 승객과 화물운송 고객 또는 지역 교통기관과 도시교통 운영기관에게 지체비용을 지급해야 함.) 추가로, 열차가 계속 지체시간이 늘어남에 따라, 정책적인 관점에서는 받아들일 수 없는 최악의 상황이 될 수 있음.

 

5. 현재의 EU 프레임워크로는 GSM-R과의 간섭문제 해결 불가

 

○ 현재 EU가 보유한 법률적인 프레임워크로는 모바일 통신 네트워크 운영회사들에 적용할 수 없음. 그 관련된 프레임워크로는,

* Directive 2004/49/EC와 2008/57/EC) : 철도 안전과 철도시스템의 상호호환성

* 예전의 Decision 2002/731/EC를 대체한 Decision 2006/679/EC와 2008/860/EC : 상호환성을 위한 제어명령 및 신호기술 사양

○ GSM-R 대역은 1999년 7월 28일의 Decision에 의해 철도영역에 할당되었으며, 그것은 800MHz 대역과 900MHz 대역에 UMTS, LTE, WiMAX가 도입되기 훨씬 이전이었음.

○ 무선 스펙트럼 정책과 정보통신 터미널 장치에 대한 현재의 법률적 프레임워크로는 철도 통신분야에서 일어나는 간섭문제를 해결하기에는 불충분함.

○ [프레임워크 디렉티브](2007년 3월 7일의 Directive 2002/21/EC가 전자 통신 네트워크와 서비스분야를 위한 일반적인 법률적 프레임워크임)에는, 해로운 간섭상황이 발생할 때 어떻게 행동해야 하는지에 대한 원칙을 적용하기 위해 기본적으로 국가 규제기관에게 주는 지침을 정해 놓고 있음.

* Art. 8 § (3) (d) : "국가적인 법률기관은 내부 시장의 개발에 노력해야 한다. 특히, (d) 이 조항과 특수 조항의 연속적 규정 시행 개발과 연속적인 적용을 보증하기 위해 유럽연합집행위원회, BEREC와 서로 노력해야 한다.

* Art. 8 § (3) (f) : "국가적인 법률기관은 유럽연합 시민의 이익을 증진시켜야 한다. 특히, (f) 공공 통신 네트워크의 통합과 보안이 유지되도록 보증해야 한다.

* Art. 8a § (1) : "회원국은 유럽 커뮤니티에 라디오 스펙트럼 사용을 전략적으로 계획하고 조정하며 조화롭게 함에 있어서, 유럽연합집행위원회 및 회원국과 서로서로 협력해야 한다. 이것을 위해, 특히 경제적이며 안전, 건강 그리고 공공의 이익을 반드시 고려해야 한다. ... 그리고, 유럽연합 정책의 기술적 측면 뿐 아니라 무선 스펙트럼 사용자 커뮤니티의 다양한 이익도 고려하여 무선 스펙트럼의 이용을 최적화하고 해로운 간섭을 피해야 한다.

* Art. 8a § (2) : "회원국 서로 및 유럽연합집행위원회와 협력함으로써, 회원국은 유럽 커뮤니티에 무선 스펙트럼 정책 접근을 조화롭게 증진시켜야 한다. 또한, 전자적 통신에서 내부 시장의 확충과 기능에 필요한 무선 스펙트럼의 이용 효율성과 효율적 사용에 관한 조건들을 적절하게 조화시켜야 한다.

* Art. 9 § (3) (a) and (c) : "그런데, 회원국은 전자통신 서비스를 위해 사용되는 무선 네트워크 또는 무선 액세스의 다양한 형태에 대해 적절하고 비강제적 제한을 두어야 한다. 특히, 해로운 간섭을 피하고 서비스의 기술적 품질을 보증해야 한다.

* Art. 13a § (1) : "회원국은 공공의 통신 네트워크나 공적으로 이용 가능한 전자적 통신 서비스를 보안과 네트워크 그리고 서비스와 관련된 위험을 관리할 수 있도록 적절한 기술적이고 조직적인 조치를 취해야 한다. 특히, 사용자와 상호연결된 네트워크와 관련된 보안 관련사건의 영향을 최소화하고 예방하기 위해 적절한 조치를 취해야 한다.

 

6. GSM-R과의 간섭문제에 적절한 조치를 취하지 못하는 EU 국가들

 

○ 철도의 안전을 보장하고 ERTMS 프로젝트의 성공적인 수행을 위한 유럽연합 집행위원회의 행동이 긴급하게 요구됨.

GSM-R에 해로운 간섭을 일으키는 조치가 반드시 유럽연합과의 협조하에 진행되어야 하며 유럽연합 차원의 규제 없이 진행되어서는 안 됨.

○ 독일 연방정부 규제기관에 의하면, 해로운 간섭에 대항해서 활동을 진행할 수 있는 기본적 근거가 부족함. 특히, 모바일 네트워크 운영자들이 조화로운 사양과 조화된 운영을 할 경우에는 더욱 그러함.

○ 프랑스 규제기관에 의하면, 이 문제에 접근하는 것은 철도분야의 책임이며 GSM-R 통신이 방해받을 때는 반드시 대체(Fall-Back)시스템이 설계되어야 하며 ERTMS가 유럽연합 차원에서 규제되어야 한다는 사실이 망각된 것임.

○ 오스트리아에서의 조치결과에 의하면, GSM-R 대역에 인접한 매우 가까운 채널이 궤도를 따라 설치된 GSM-Public 대역에서 사용되고 있으며, 현재 이것은 GSM 기술에 의해 설치된 것임. 이러한 주파수가 모바일 네트워크 사용자들에 의해 기술과 독립적으로 사용되기 시작하면, 간섭은 분명히 더욱 증가하게 될 것임.

○ 핀란드와 스웨덴에서는 예방 조치가 이미 이루어진 상태임.

○ 핀란드 통신 규제기관은 해로운 간섭으로부터 GSM-R 통신을 보호하기 위해 UMTS900 무선 라이센스에 특수조건을 세팅하였음.

○ 그런데 이러한 국가적인 조치는 회원국 간에 조화를 이루지 못하는 상태이며, 그것들이 밀도가 높은 인구나 철도노선에서 적용될 수 있을지 여부는 의문이 여전히 존재하고 있음.

○ 스위스는 국가적인 규제조치를 시행하였음. 스위스 통신에 관한 연방위원회 (Bakom)는 GSM-R과 다른 모바일 무선시스템과의 상호공존성에 대한 규제사항을 셋업했고 이러한 규제사항을 그들의 주파수 정책에 반영시켰음. 그들은 ECC 리포트 96, ECC 리포트 41 그리고 ECC 리포트 146 조항에 기반을 두고 있으며 철도분야의 중계국을 계획하거나 건설함에서의 제한사항을 적용하고 있음. 우리는 이러한 규제가 적절하다고 생각하고 있으며 이것이 유럽연합 차원의 규제를 규정함에서 본보기가 될 수 있다고 생각함.

○ 철도업계가 이미 취한 조치들은 다음과 같음.

* 어떠한 강제와 신뢰성 있는 산출물이 없이 자발성에 기반을 두고 모바일 네트워크 운영자들과 협조를 위한 협상을 추진함. 그러나 이러한 솔루션은 매우 제한된 효과가 있었고(프랑스의 경우, 문제 해결에는 성공하지 못한 경험이 있음.) 중기간의 문제를 해결하지 못했으며 그동안 ETCS 레벨2 개발사업이 계속 진전되는 상태임.

* TSI의 강제사항과는 별개로, GSM-R 분야의 중계국 수가 증가하고 있지만, 아래의 조치들은 제한적일 수밖에 없음.

- 높은 투자비용 때문에 추가적인 중계소 건설 수가 제한됨.

- 열차속도와 관련하여, 기술적인 제한사항이 존재하며 인접한 중계소 간에 너무 많은 핸드오버를 피해야 함.

- 만약, 간섭되는 신호 레벨이 너무 높을 경우에는 전혀 도움이 되지 않음. 왜냐하면, GSM-R 터미널은 블록킹으로 고생할 것이기 때문임.

○ [GSM-R과 공공 모바일 네트워크 그리고 실질적인 적용을 위한 가이드라인 사이의 상호적합성을 증진시키기 위한 실천적 메커니즘]이라는 ECC 리포트가 있지만, 이것은 단지 툴박스에 불과하며 법률적인 강제가 없으며 잠재적 조치에 대한 비용-편익 분석값이 부족한 실정임.

○ 더욱 일반적으로, 철도는 유해한 간섭에 보조를 맞추는 제한된 옵션에 대해 제한적일 수밖에 없음.

○ 새로운 모바일 무선기술과 시스템을 통해, 빠른 시간내 아주 해로운 간섭이 증가할 것이며 철도분야에 심각한 결과를 가져올 것임.

 

 

 

7. EU 차원의 대책이 요구됨

 

○ EU 차원의 적절한 규제조치가 시급하게 요구됨. 유럽연합집행위원회는 해로운 간섭을 피하고 공공의 안전과 ERTMS의 성공적인 설치를 보증하기 위해 조화로운 방법을 가진 조치를 취해야 할 의무가 있음.

○ 아래와 같은 사항에 기반을 둔 조치들이 고려되어야 할 것임.

* 해로운 간섭을 피하는 것이 스펙트럼 관리에서 제일 중요한 것이라는 것을 강조하는 2010년 7월 9일의 [무선 스펙트럼 정책 프로그램에 관한 RSPG의 의견]

* Article 17 § (4) of Directive 2002/21/EC : 유럽연합집행위원회가 어떤 표준이나 사양을 강제화할 때는, EU 공식 저널에 의견을 구해야 하며 관련된 모든 단체의 의견을 구해야 함. 유럽연합집행위원회는 EU 공식 저널에 공표된 표준과 사양리스트 내에서 강제적인 표준을 명확히 함으로써 적절한 조치를 취하거나 강제적인 표준을 제정해야 함.

* Article 8a § (3), (4) of Directive : 2002년 7월 26일, 유럽연합집행위원회 Decision 2002/622/EC에 의해 완성된 [무선 스펙트럼 정책 그룹(RSPG)의 의견에 대한 최상의 고려]가, 다년계획의 무선 스펙트럼 정책 프로그램을 위한 EU 의회와 위원회에 법률적인 제안을 제출해야 함. 이러한 프로그램은 Directive와 특수 Directive 분야와 일치하게 무선 스펙트럼의 사용을 전략적으로 계획하고 조화시킬 수 있도록 정책의 집중과 모표를 설정하게 될 것임

* EU 커뮤니티에 무선 스펙트럼 정책을 위한 법률적인 프레임워크에 관한 2002년 3월 7일의 Decision 676/2002/EC가, 유럽연합집행위원회가 행동을 자세하게 진행할 수 있도록 도울 수 있을 것임.

○ 이 행동과제를 준비함에서, 유럽연합집행위원회는 철도의 안전과 유럽 차원의 상호호환성을 적용하는 것을 반드시 고려해야 함. Safety Directive와 상호호환성 Directive에 셋업된 것처럼 EU의 성공적인 정책 적용은, 모든 유럽연합 모바일 네트워크 운영자들을 위한 적절한 사전적인 의미의 조치 및 강제사항을 제정함으로써 보증될 수 있음. 다른 솔루션은 불충분할 것이며 상당한 높은 비용을 요구하게 될 것임.

○ 2010년 12월 14일~15일 사이에 개최된 철도 상호호환성 및 안전 위원회 회의 도중에, 다음과 같이 적혀 있음. “GSM-R(무선 간섭)에 대한 주파수 대역폭 문제가 논쟁 중이다. [무선 스펙트럼] 위원회상의 MS delegation의 조정 활동이 불충분하며 DG MOVE가 DG INFSO와 공동으로 유럽연합 수준에서 솔루션을 찾아내고자 상호협력해야 한다. 우리는 이러한 관점을 환영하며 두 가지 Directive에 의해 수행되는 조정된 활동을 지지한다.”

 

유럽연합집행위원회는 Decision 676/2002/EC에 기반을 둔 조치를 취하거나 GSM-R (876~880/921~925MHz)와 GSM-RE(873~876/918~921MHz)의 주파수 대역에 인접한 주파수 대역을 사용하는 공공의 모바일 네트워크에 의해 야기되는 해로운 간섭 작용을 예방하기 위한 다른 적절한 방법을 긴급하게 조치할 것을 요구받고 있음. 그것을 통해, 철도 통신과 운영 분야에서의 공공의 안전을 보장해야 함.