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by 여유롭게 Nov 16. 2020

차량통신의 제도적 분류

V2X와 C-ITS는 같은 말이다? 아니다?

차량에는 많은 통신이 들어갑니다. 대부분의 차량에는 CAN(Controller Area Network: 차량 내 ECU들 간 내부 통신), TPMS(Tire Pressure Monitoring System 타이어 공기압 모니터링 체계), 스마트키 등 다양한 통신이 들어가고 있습니다. 이런 단일 차량 내의 통신을 활용하는 부품과 시스템들은 대부분 단일 기능만 수행하거나 운전자의 의사 결정에 큰 영향을 미치지 않거나 보이지 않는 곳에서 작동해서 잘 인식하지 못하는 경우가 대부분입니다.

한편, 차량과 다른 차량, 인프라 등과 통신을 활용해서 정보를 주고받는 시스템도 있습니다. 통칭 V2X(Vehicle to Everyting)이라고 칭하며, 통신을 하는 대상에 따라서 V2V(Vehicle to Vehicle: 차량 간 통신), V2I(Vehicel to Infrastructure: 차량 인프라 간 통신), V2N(Vehicle to Network: 차량과 휴대폰 이동통신망 간 통신), V2P (Vehicle to Pedestrian: 차량 보행자 간 통신) 등으로 나뉠 수 있습니다.

자율주행시대가 다가오면서 차량과 사물 간 통신의 중요성이 부각되면서 V2X 차량통신 시스템도 많은 조명을 받고 있습니다. V2X시스템이 자율주행시대에 첫째, 교통안전정보 등을 교환함으로써 더욱 안전한 자율주행이 이루어질 수 있도록 할 수 있는 잠재력이 있고, 둘째 자율주행기능을 사용하는 동안 차량 탑승자가 통신을 활용해서 여러 가지 용무를 볼 수 있도록 함으로써 차를 타고 가는 시간의 활용성을 높여줄 수 있을 것으로 전망되기 때문입니다. 이러한 잠재성으로 인해 자율주행에 대한 관심과 더불어 V2X차량통신의 발전 속도도 가속화되는 느낌이 듭니다. 다만 이 부분이 새롭다 보니 가끔 자동차에서 출발해서 기술을 개발하는 분들, 이동통신에서 출발해서 기술을 개발하는 분들, 그리고 저희같이 제도를 만들어야 하는 사람들 간에 기본 전제가 달라서 서로 외국어를 하는 것 같은 느낌을 받을 때도 있습니다. 예를 들면 국토교통부에서 관장하는 C-ITS가 차량-사물 간 통신 전체를 지칭하는 것처럼 사용되거나 C-ITS로 제공할 필요성을 정당화하기 어려운 서비스도 C-ITS에 들어가야 하는 것으로 포장되는 등 혼선이 빚어지고 있습니다.

이러한 혼선을 줄이고 V2X의 활용성을 실질적으로 높이기 위해서는 차량통신을 하나의 막연한 개념으로 인식하기보다 구체적이고 현실적인 실체로서 어떠한 특성을 갖고 있는지 구체적으로 살펴볼 필요가 있습니다. 이를 위해서 우선 차량통신을 어떻게 분류할 수 있는지를 얘기해보겠습니다. 이 분류는 기술적인 측면에 집중하는 학계나 업계에서는 좀 생경한 분류일 수 있지만 향후 상용화를 위해서는 꼭 생각해보셔야 하는 분류입니다. 바로 법적 책임에 따른 분류입니다. 즉 통신을 통한 정보 제공을 누가 보장하는 가에 따라 법적 책임과 그에 따라 갖추어야 하는 통신의 보안성, 기술적 특성 등의 내용이 달라지게 됩니다.

어떤 기술이던지 간에 실험실 레벨에서는 구현이 가능한가 여부가 중요하지만, 상용화 레벨에서는 당연히 구현이 되어야 할 뿐 아니라 제품의 문제로 목적한 기능의 제대로 구현이 안 된다면 법적 책임 (Product liability)를 져야 합니다. 운전 자동화(Driving automation)의 단계에 있어서 2단계와 3단계가 기술적 수준의 차이뿐 아니라 사고 시 운전자가 책임지느냐, 제조사도 책임지는 경우가 발생하느냐의 차이로 귀결되는 것처럼 차량 통신도 이런 책임 문제와 관련한 분류가 필요합니다.

좀 더 구체적으로 이야기하자면 교통 당국의 입장에서는 통신을 활용해서 달성하고자 하는 임무가 무엇인가, 그 임무가 공공성이 담보되는가, 아니면 개별 사용자의 편익을 위한 것인가, 시스템 실패 시 책임져야 할 주체가 누구인가 등에 따라 차량 통신을 세분화하여 각기 다른 법제도로 규율하게 됩니다.

이런 측면에서 본다면 차량 통신은 시스템 운영과 정보 신뢰성을 누가 책임지는가에 따라, 1. 공공이 책임지며 공공의 안전을 담보하기 위한 교통안전 정보 전달체계, 2. 차량 제작사가 책임지는 차량의 기능안전을 보장하고 소프트웨어의 최신성을 유지하며 개별 탑승자의 운행 편의를 향상시키기 위한 정보 전달체계, 3. 개별 사용자의 오락이나 업무 등 운행과 상관없는 개인 편의를 위한 정보전달체계로 대별할 수 있겠습니다.

1. C-ITS, 공공이 책임지는 교통안전 시스템

1번 체계, 공공이 교통안전을 위해 제공하는 체계가 C-ITS(Cooperative Intelligent Transport System)입니다. 해당 체계는 교통안전을 증진하고 특히 자율차 운행에 있어서 차량 단독의 센서 정보 등을 보완할 수 있는 정보를 제공하여 자율차가 기존 교통체계로 편입하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되고 있습니다. 또한 다른 나라와 달리 우리나라는 ITS만 따로 관장하는 국가통합교통체계효율화법(공식 약칭: 통합교통체계법)이 존재합니다. 따라서 우리나라의 경우 C-ITS는 해당 법률의 지배를 받는 ITS의 일종으로 구체적으로는 자동차·도로교통분야 지능형교통시스템에 해당하게 됩니다. 아울러 자율주행자동차 상용화 촉진 및 지원에 관한 법률에서 C-ITS에 해당하는 자율주행협력시스템을 정의하고 있는데, 이 정의에도 해당 시스템이 국가통합교통체계효율화법에 따른 지능형교통시스템임을 명시하고 있습니다. 즉, C-ITS는 V2X 전체가 아니라 아주 구체적으로 상기 법령에 규율되는 공공적인 시스템으로서 통합교통체계법 2조 16호의 정의와 같이 "전자ㆍ제어 및 통신 등 첨단교통기술과 교통정보를 개발ㆍ활용함으로써 교통체계의 운영 및 관리를 과학화ㆍ자동화하고, 교통의 효율성과 안전성을 향상시키는 교통체계" 여야 합니다. 즉, C-ITS를 통해서 넷플릭스를 보거나 옆에 차랑 V2V로 랜덤채팅을 한다거나 하는 용도로 사용하는 것은 상정하고 있지 않습니다. 공공교통안전을 위한 시스템으로 공공정보를 제공하고, 정보 전달 실패로 인한 책임은 궁극적으로 교통당국으로 돌아오기에 C-ITS는 정부 및 각급 도로관리청이 시스템을 구축, 관리하며 무료로 정보를 제공할 예정입니다. 해당 시스템을 위한 주파수는 5.9 GHz 대역 75 MHz을 2016년에 ITS용 주파수로 국토부가 분배받은 바 있습니다.

* C-ITS를 이동통신망을 통해 공급할 수도 있지 않냐는 주장도 있을 수 있는데 정책적, 기술적, 법적 문제들이 있을 것으로 예상됩니다. 우선, 이동통신망을 활용 시 통신요금의 문제가 발생합니다. C-ITS에 통신요금을 부과하게 된다면 C-ITS 단말기의 보급이 극히 더뎌지거나 아예 꽃피기도 전에 외면받을 가능성이 있습니다. 기술적으로는 실시간 초지연 V2I가 이루어지지 않을 가능성이 높고, 신호등 등 핵심 시설이 직접 차량들에 V2I 정보를 쏴주기 위해서는 어차피 추가적인 RSU(Road Side Units: 노변기지국) 설치가 필요합니다. 아울러 이동통신망 기지국의 최적 배치와 C-ITS 기지국의 최적 배치가 다른 경우 C-ITS가 후순위가 될 가능성이 높습니다. (C-ITS는 인구가 희소한 지역도 도로 노선을 따라 연속성이 보장될 수 있는 방식으로 망이 형성되어야 합니다) 그리고 통신사 입장에서는 기술적 문제로 교통정보 제공에 에러가 발생하거나 중단될 경우 법적 책임문제에 휘말릴 가능성이 높은 반면 C-ITS 특성상 경쟁사와 차별화된 서비스를 제공할 수 있는 것도 아니어서 굳이 적극적으로 서비스 공급에 투자할 동인이 부족할 것으로 예상됩니다. 아울러 안전서비스를 민간이 공급하겠다는 발상 자체가 민자도로나 미국식 의료보험체계 등 공공서비스의 민영공급에 대한 우리 국민들의 평가를 볼 때 국민들의 호응을 받기도 어려울 것으로 생각됩니다.

2. OTA, 차량제작사가 책임지는 시스템

2번 체계는 보통 컨넥티비티 등의 브랜딩을 통해 제공되고 있는 각 제조사의 텔레매틱스 체계로 Over-the-air (OTA) S/W update나 정적, 준정적 (type 1 and 2) 동적지도정보(Local Dynamic Map: ETSI TR 102 863) 제공, 그리고 C-ITS교통정보 중 시간적으로 민감하지 않은 정보의 재가공 정보 제공 등을 담당할 수 있을 것으로 예상됩니다. 자동차 제작사가 직접 망을 구축하거나 기존 통신망을 임차하여 제공할 것으로 생각되며, 통신비용은 차량 가격을 통해 소비자에게 최종적으로 이전될 것으로 보입니다. 이하 간단히 OTA로 칭하도록 하겠습니다. (참고로 현대ㆍ기아차, 르노삼성차, 쌍용차, 메르세데스-벤츠, BMW, 아우디 폭스바겐, 포르셰 테슬라 모두 통신사업자입니다. https://www.hankookilbo.com/News/Read/202004281362023172) 이 시스템에 대해서 정부는 2가지 사안을 규율해야 할 것으로 전망하고 있습니다. 하나는 해킹에 대한 보안입니다 (CSMS: Cybersecurity Management System). 이는 C-ITS나 IVI 등 모든 차량통신 시스템에 공통으로 해당하는 사항입니다. 다른 하나는 SUMS(Software update management system)로서 소프트웨어가 제대로 업데이트되기 위한 체계를 갖췄는지를 규율하는 것입니다. 이러한 부분에 대한 기준과 관련해서는 국제기준 협의체인 UNECE/WP.29의 자율주행 그룹 GRVA 내 CS/OTA 전문가 그룹에서 논의 중에 있습니다. 국토교통부도 참여하고 있습니다. (https://www.unece.org/info/media/presscurrent-press-h/transport/2020/un-regulations-on-cybersecurity-and-software-updates-to-pave-the-way-for-mass-roll-out-of-connected-vehicles/doc.html)

3. IVI, 이용자 개개인이 자율적으로 책임져야 할 시스템

3번 체계는 In-Vehicle Infortainment (IVI) 체계입니다. 이는 개인이 차량 내에서 영화를 보던지 게임을 하던지 자기 필요에 따라 사용하는 통신 체계입니다. 당연히 개인이 수익자 부담 원칙에 따라 비용을 지불해야 하며 일반적인 통신사 망을 사용할 것으로 예상됩니다. 저는 여기 두 가지 가능성이 있다고 보는데요, 하나는 별도의 통신 모듈을 차량에 탑재하지 않고 휴대폰을 들고 차량에 탑승 시 휴대폰 통신을 통해 IVI가 공급되는 체계입니다. 차량은 휴대폰의 Dock으로 기능하는 체계입니다. 다른 하나는 2번 OTA체계와 번들로 공급되는 체계입니다. 차량 특화 서비스 제공은 휴대폰보다 차량별로 식별되는 서비스가 나으므로 이 방식도 가능하다고 보며 두 방식이 상호배타적이지 않기 때문에 앞으로 발전 방향에 따라 휴대폰 dock으로도 기능하며 차량 자체 탑재 통신모듈을 통한 부가 서비스도 함께 이용할 수 있을 것으로 보입니다. IVI에 대해서도 해킹 등에 대한 통신 보안 측면에 대해서 최소한의 안전성 확보를 위한 조치는 의무화될 것으로 예상됩니다. 최근 현대차가 엔비디아 시스템을 도입한다는 기사가 떴는데 OTA/IVI 제공을 위한 차량 내 컴퓨터 시스템을 강화하는 것으로 보입니다. (https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/11/10/2020111000940.html)

4. 각 체계별 특성 및 고려사항

비유하자면 1번 C-ITS는 항공기 관제와 유사합니다. 관제사와 특정 비행기만 교신하는 것이 아니라 공항에 뜨고 내리는 비행기들은 다 관제사의 교신을 듣습니다. 그래야 사고 위험을 줄이니까요. C-ITS도 특정 상황 정보를 그 주변 모든 인증된 차량에게 제공합니다. (그래서 이동통신과는 별개의 주파수 대역과 통신방식을 필요로 합니다). 굳이 휴대폰에 대응해보자면 긴급재난 메시지와도 유사합니다. 각 차량과 인프라가 반경 500m에서 1km 정도에 대해 1초에 10번씩 긴급재난 메시지를 날리고 있고, 이를 다른 C-ITS 단말기가 인식하고 활용하는 것입니다. 즉, 어떤 신호등은 "여기는 서울130539신호등, 현재 빨간불, 13.5초후 직좌신호 예정" 라는 식의 메세지를 날리고 있고, 어떤 앰뷸런스는 "앰뷸런스 식별번호XXXX, 현재시각 00.00.00 현재 좌표 x,y,z, 00로 2차로, XX방향 속도 00, 가속도 000로 운행 중, XX교차로에서 좌회전 예정, 우선통과신호 요청" 고속도로 노변 기지국에서는 "경부고속도로 노변기지국 식별번호XXXX, 경부선 하행 00.00km 지점, 3차로, 정지차량 발생, 3km 후방까지 경보전달" 하는 식으로 메세지를 날리는 것입니다. (상기 메세지는 제가 임의로 작성해본 것들이고 실제로는 정해진 메세지 표준이 있습니다) 이렇게 각 단말기들이 다들 메세지를 전송하고 있고 이를 각각의 차량이나 교통센터 등이 받아서 길을 비켜준다던가 경로를 미리 조정한다던가, 신호등이라면 신호현시시간을 조정한다던가 하는 식으로 교통의 효율성과 안전성을 향상시키는 체계입니다. 즉, 정확히 사전에 정해진 상황과 메세지를 공유하면서 안전정보를 교환하는 체계로 표준화된 안전 서비스를 제공합니다. 이를 통해서 레벨3 차량은 제어권 전환의 빈도를 줄이고, 레벨4차량의 운행가능영역(ODD: Operational Design Domain)을 확대하고 단말기를 탑재한 일반차량들도 한 단계 높은 수준의 실시간 교통정보를 활용할 수 있게 됩니다.

2번 OTA는 iOS 업데이트나 윈도 업데이트와 비슷합니다. 차량의 펌웨어 업데이트, 지도 업데이트 등 데이터 용량이 크고 제조사가 최신성 유지를 위해 책임지고 공급해야 하며 중간에 뻑이 나면 안 되는 데이터를 통신으로 제공하므로, 아무래도 이러한 업데이트 들은 상당기간은 차량을 주차상태에 놓고 활용해야 할 것으로 예상됩니다. 다만, 동일 시스템으로 위의 현대차가 준비하는 것처럼 다양한 부가기능을 통신을 통해 제공할 수 있을 것으로 예상됩니다. 이는 범주적으로는 IVI로 분류하는 것이 타당할 것으로 보입니다. 3번 IVI는 그냥 일반적인 휴대폰 데이터 사용과 유사합니다..

1번 체계 C-ITS와 2,3번 OTA, IVI는 용도와 요구조건이 상이합니다. 1번 체계는 국토부가 국가교통체계효율화법에 따라 구축과 운영, 안전성 보장까지 총괄하지만, 2,3번 체계는 민간의 영역이므로 사이버 보안, 시스템 운영 등만 안전 측면에서 관리하게 됩니다. 이 구분에 대한 개념이 없이 모든 차량통신을 포괄하는 개념인 V2X와 C-ITS를 같은 것으로 생각하고 이야기하시는 분들이 많습니다. 예를 들면 일부 단체가 제시한 V2X 서비스의 상당수는 C-ITS가 아닌 OTA/IVI단에서 제공할 수 있거나 제공해야 맞는 부분들이 포함되어 있습니다. 오히려 이런 서비스들은 빨리 자동차 제작사나 통신사와 협의하면 5G-V2X 기다릴 것 없이 차량 내 일반 이동통신모듈을 통해 제공이 가능할 수도 있습니다.

아울러 어떤 서비스들은 교통 측면의 주행안전 문제, 프라이버시 문제, 정보 제공 시 귀책문제 등을 깊게 따져보지 않는다면 실제 구현에는 어려움을 겪을 공산이 큰 서비스도 있어 보입니다. 휴대폰은 통신이 목적이지만, 자동차는 이동이 목적이고 통신은 보조수단 내지 부가기능이며 교통사고 시 책임문제와 관련된 매우 많은 이슈들이 잠복해 있습니다. 예를 들면 제 차량의 센서 데이터를 타인에게 공유했다가 제 센서의 이상으로 잘못된 데이터가 전달돼서 이를 활용하던 타인의 자율주행시스템이 오동작해서 사고가 났다. 그런데 내 차의 제조사는 센서 이상이 있었다 하더라도 내가 센서 정보 공유를 안 했으면 사고가 안 났을 터이니 책임이 없다고 한다면 어떻게 될까요? 아무도 자기의 센서 정보를 공유하지 않을 것입니다. 이렇듯 기술적으로 가능하냐 여부가 아니라 정보 제공 시 책임 소재 문제가 실제 정보의 이용 여부를 좌우할 가능성이 높습니다. 특히 V2V 통신의 경우 프라이버시 이슈가 강하게 제기될 가능성이 있습니다. 또한 지도 관련된 서비스는 우리나라의 특수한 환경상 안보 관련 유관기관의 통제를 받을 가능성도 있습니다.

이러한 법규적인 측면을 같이 고민해 보시면 C-ITS 체계의 서비스는 통합교통체계법 및 하위규정들에 의해 규정된 교통안전을 위해 공유가 꼭 필요한 정보 및 서비스를 정해진 품질로 공급하는 체계가 될 것입니다. 즉, 여기는 정해진 기능을 얼마나 신뢰성 있게 제공할 수 있느냐가 관건입니다. 즉, 온갖 부가적인 고도의 기능이 있을 필요는 없지만 핵심적인 서비스가 악천후나 혼잡상황 등 여러 악조건에서도 신뢰성 있게, 낮은 유지관리비로 구현되는 것이 필요합니다. IVI는 정반대의 요구조건을 갖고 있습니다. 어쩌다 좀 끊겨도 되지만 다양한 편의서비스를 대용량으로 고속으로 제공하는 것이 관건입니다. 여기는 통상적인 이동통신망을 활용해서 차량제조사가 서비스를 제공하거나 휴대폰을 차와 연동하거나 하는 방식이 될 것입니다. 이러한 점들을 고려하면 C-ITS 체계는 꼭 필요한 실시간 정보의 신뢰성 있는 공유와 관련된 쪽으로 발전하고, OTA/IVI 체계의 경우 실시간성에 민감하지 않은 C-ITS 정보를 재가공하거나 다른 정보와 융합하여 편의서비스와 함께 공급하는 쪽으로 상당히 다양한 비즈니스 모델들이 나올 여지가 있지 않을까 합니다. 또한 OTA/IVI단의 통신모듈도 이러한 서비스의 기능성을 구현해 내는 방향으로 발전의 여지가 있을 것 같습니다.

예를 들면 도로가 아닌 곳, 백화점 지하 주차장의 자율주행 원격 주차의 경우를 생각해보겠습니다. 백화점 측에서 빈자리 정보와 실내 공간 좌표 등을 주고, 차량의 주행경로를(이 차 지금 출발함, 이 차는 여기서 좌회전하려 함, 이차는 B19면에 주차하러 가는 중 등)를 교환하는 방식을 통합해서 원격 주차를 지원할 수 있습니다. 차량들은 관제센터와 교신하면서 차량 내 센서도 같이 활용하여 자율주행으로 주차를 할 수 있을 것입니다. 다만, 이때의 정보교환은 공공 C-ITS 대역에서 교신하는 것이 아니라 IVI로서 일반 이동통신대역의 통신을 활용해서 제공하는 것이 타당하다고 생각됩니다. 왜냐하면 일반적인 도로상의 교통안전 관련 행위가 아니라 해당 탑승객의 쇼핑이라는 개인적인 편의를 위한 것으로 도로관리청이 책임져야 하는 범위의 바깥에 있는 상황이며 이러한 기업의 영업장소까지 모두 공공이 세금으로 시스템을 설치한다는 것은 불합리할 수 있기 때문입니다. 그러나 오히려 이 점이 "특정 통신사의 휴대폰+차량IVI 결합상품 이용고객은 부가 서비스로 모 백화점 이용 시 자동 주차 가능" 또는 "특정 자동차 모델을 타고 오는 고객은 자동 주차 가능" 같은 상품의 개발로 이어질 수 있습니다. 이런 부분은 공공이 공급하기보다 제작사와 통신사, 각 사업장 등이 고객 유치를 위해서 서비스를 경쟁적으로 개발할 때 더욱 빠른 발전이 이루어질 수도 있습니다.

차량 통신에 대해서 많은 분들이 제도적 분류에 대한 고민 없이 V2X 전체를 막연하게 생각하거나 아니면 C-ITS에 대해서 국내 법규적 측면과는 상이한 이해를 갖고 접근하는 경우를 왕왕 보아왔습니다. 아울러 통신 측면에서만 고민하다 보니 자동차, 교통, 지도, 도시와 관련된 각종 법체계에 대한 이해가 없어서 현실과 괴리된 솔류션을 미는 경우도 있는 것 같습니다. 위의 정보 제공 책임에 따른 분류를 같이 생각해 보시면 도움이 되지 않을까 합니다.

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