7-in-1 스마트 가로등 폴: 5G·CCTV·EV 충전 통합 백본

Summary

7-in-1 스마트 가로등 폴은 5G 소형 셀, CCTV, EV 충전, 환경 센서 등 7개 기능을 하나의 폴에 통합해 설치 면적을 최대 60% 절감하고, 통신·전력·보안 인프라 CAPEX를 최대 25~35%까지 줄일 수 있는 스마트시티 핵심 인프라 플랫폼이다.

Key Takeaways

7-in-1 폴을 도입해 기존 가로등·통신·CCTV·EV충전 설비를 통합하면 설치 수량을 최대 40~60%까지 줄여 토목·배선 공사비를 크게 절감할 수 있다.
5G 소형 셀(28 GHz/3.5 GHz)을 폴에 내장해 기지국 당 커버리지 반경 100~~200 m 수준의 초밀집 네트워크를 구축, 도심 체감 속도를 1~~10 Gbps 수준으로 향상시킬 수 있다.
EV 완속(7~~11 kW) 및 급속(25~~50 kW) 충전 모듈을 폴에 탑재해 주차 1면당 추가 점유 면적 0 m²로 도심형 EV 충전 인프라를 확장할 수 있다.
4~~8 Mp급 CCTV와 360° PTZ 카메라, 엣지 AI 모듈(예: 1~~4 TOPS)을 통합해 교통·치안 데이터를 실시간 분석하고, 사건 대응 시간을 20~30% 단축할 수 있다.
환경·교통 센서(미세먼지, NO₂, 소음, 교통량 등)를 폴당 5~~10개 수준으로 설치해 50~~100 m 해상도의 도시 데이터 레이어를 구축, 디지털 트윈 정밀도를 높일 수 있다.
표준화된 모듈형 설계와 IEC·IEEE·UL 규격 준수를 통해 프로젝트별 커스터마이징 시간을 30~40% 단축하고, 유지보수 MTTR을 2시간 이내로 줄일 수 있다.
중앙 관제 플랫폼과 연동해 조명 디밍(30~~100%), 충전 전력(7~~50 kW), 카메라 프리셋 등을 원격 제어함으로써 에너지 비용을 최대 20~30% 절감할 수 있다.
10년 TCO 기준으로 기존 개별 인프라 대비 CAPEX 15~~25%, OPEX 20~~30% 절감이 가능해, 평균 6~8년 내 투자 회수가 가능한 비즈니스 케이스를 만들 수 있다.

7-in-1 스마트 가로등 폴 개요 및 스마트시티 맥락

도시 전역에 이미 깔려 있는 가로등 폴은 전원, 구조물, 위치(도로·보도 인접)라는 세 가지 핵심 요소를 모두 갖춘 인프라다. 7-in-1 스마트 가로등 폴은 이 기존 인프라를 확장해, 다음 7가지 기능을 하나의 폴에 통합하는 스마트시티 백본(backbone) 플랫폼이다.

LED 스마트 조명
5G/4G 통신 소형 셀 및 Wi-Fi AP
CCTV 및 AI 영상 분석
EV 충전기(완속·급속)
환경·교통·안전 센서
디지털 사이니지/정보 안내
비상벨 및 공공방송 시스템

기존에는 통신 기지국, CCTV 폴, EV 충전기, 환경 센서가 각각 별도 구조물과 배선을 필요로 했지만, 7-in-1 폴은 이를 하나의 수직 인프라로 통합해 설치 공간과 공사비를 크게 줄인다. 특히 도심지와 같이 도로 점유가 민감한 구간에서, 폴 수량을 40~60%까지 줄일 수 있다는 점은 지자체와 통신사, 전력회사 모두에게 의미 있는 비용·규제 절감 효과를 제공한다.

또한, 스마트시티의 핵심은 데이터 수집과 실시간 제어인데, 7-in-1 폴은 도로·보도·주차장 등 시민 접점에 고밀도로 배치되므로, 도시의 ‘마지막 50 m’ 데이터를 수집하는 에지 노드 역할을 수행한다. 이는 향후 자율주행, V2X, 디지털 트윈, 에너지 관리 플랫폼과의 연계를 위해 필수적인 기반이다.

기술 상세 및 통합 아키텍처

7-in-1 스마트 가로등 폴은 단순한 하드웨어 집합이 아니라, 전력·통신·제어·보안이 통합 설계된 시스템이다. 각 기능별로 요구되는 전력 용량, 방열, 통신 대역, 규격을 조율하는 것이 설계의 핵심이다.

전력 및 배전 설계

스마트 폴의 전력 설계는 크게 세 부분으로 나뉜다.

기본 조명 및 제어부: 100~200 W(LED 조명, 컨트롤러, 통신 게이트웨이 등)
통신·CCTV·센서: 50~150 W(5G 소형 셀, 카메라, 센서, 엣지 컴퓨팅)
EV 충전 모듈: 7~50 kW(완속/급속 옵션)

이 때문에 다음과 같은 설계 원칙이 필요하다.

3상 380/400 V 메인 인입 후, 폴 내부에서 230 V 및 DC(48 V, 12 V 등)로 다단 변환
EV 급속 충전(25~50 kW) 선택 시, 변압기 용량 및 배전반 증설 고려
피크 전력 관리를 위한 부하 우선순위 제어(예: 야간 비혼잡 시간대에 EV 충전 전력 상향)
SPD(Surge Protective Device), 누전 차단기, 과전류 보호 등 안전 설계

통신 및 네트워크 구조

스마트 폴은 도시 통신 인프라와 밀접하게 연동된다.

백홀(Backhaul):
- 광섬유(1~10 Gbps) 우선, 대체로 5G FWA 또는 PtP 무선 링크(1 Gbps급)
액세스(Access):
- 5G NR(3.5 GHz, 28 GHz), 4G LTE 소형 셀
- 공공 Wi-Fi 2.4/5 GHz AP
폴 내부 네트워크:
- PoE 스위치(802.3af/at/bt)로 CCTV, 센서, 사이니지 공급
- VLAN 분리(예: 치안/교통/상업 트래픽 분리) 및 QoS 설정

보안 측면에서는 다음 요소가 필수적이다.

기기 단위 TLS 통신, VPN 터널링
장비별 인증서 기반 접근 제어
펌웨어 OTA(Over-the-Air) 업데이트 및 취약점 관리

CCTV 및 AI 영상 분석

7-in-1 폴에 탑재되는 영상 시스템은 단순 감시를 넘어, 엣지 AI 분석을 통해 데이터화된 인사이트를 제공한다.

카메라 구성:
- 4~~8 Mp 고정형 카메라 1~~2대
- 360° PTZ 카메라 1대(광학 줌 20~30배)
엣지 컴퓨팅:
- 1~4 TOPS급 AI 모듈(NPU/GPU) 내장
- 객체 인식(보행자, 차량, 자전거), 번호판 인식, 역주행·불법 주정차 탐지 등
데이터 처리:
- 민감 영상은 현장에서 메타데이터(카운트, 이벤트)만 중앙으로 전송
- 개인정보 보호를 위한 실시간 블러링, 저장 기간 정책 적용

EV 충전 모듈 통합

EV 충전은 7-in-1 폴의 가장 가시적인 부가 기능이다. 도심형 주차 공간 제약을 고려해, 폴 일체형 또는 폴 인접형 월박스 형태로 설계된다.

완속 충전:
- 7~11 kW AC, 주차 2면(각 1 커넥터) 대응
- 야간 장기 주차 구간에 적합
급속 충전:
- 25~~50 kW DC, 주차 1~~2면 대응
- 회전율이 높은 상업·업무 지역에 적합
통합 제어:
- OCPP 기반 중앙 시스템 연동
- 수요반응(DR) 및 시간대별 요금제 적용
- 조명/통신 부하와 연계한 피크 컷 제어

센서 및 데이터 플랫폼

스마트 폴은 다양한 센서를 통해 도시 데이터를 수집한다.

환경 센서: PM2.5/PM10, NO₂, O₃, 온도, 습도, 소음(dB)
교통 센서: 레이더/영상 기반 교통량, 속도, 차종 분류
안전 센서: 진동(충격 감지), 기울기(폴 전도 위험), 비상 버튼 상태

수집된 데이터는 다음과 같이 활용된다.

실시간 대기질 지도(50~100 m 공간 해상도)
신호체계 최적화 및 혼잡 구간 분석
소음·안전 민원 대응 근거 데이터 제공
도시 디지털 트윈 및 예측 모델 입력값

주요 적용 분야 및 비즈니스 모델

7-in-1 스마트 가로등 폴은 단일 부서 예산으로만 추진하기 어렵고, 도시 차원의 합의와 민관 협력이 필요하다. 따라서, 적용 분야별 이해관계자와 비즈니스 모델을 명확히 설계하는 것이 중요하다.

도심 도로 및 보행 환경 개선

대상: 도심 간선도로, 보행전용 거리, 상업지구
목표:
- 보행자 안전(조명+영상+비상벨)
- 상권 활성화(디지털 사이니지, 공공 Wi-Fi)
- 교통·보행량 데이터 수집
기대 효과:
- 야간 사고율 감소(조도 향상, 스마트 디밍)
- 상권 분석 데이터 기반 점포 유치 전략 수립

스마트 주차 및 EV 충전 인프라

대상: 노상주차장, 공영주차장, 복합환승센터
기능 조합:
- EV 충전(7~50 kW)
- 주차 점유 감지(영상/센서)
- 요금 징수 시스템 연동
비즈니스 모델:
- 충전 요금 수익 + 광고(사이니지) + 데이터 서비스(교통 분석)
- 민간 운영사(ESCO/EV CPO)와의 PPP 모델

치안·방재 인프라 강화

대상: 공원, 학교 주변, 범죄 취약 지역, 하천변
기능 조합:
- 고해상도 CCTV + 비상벨 + 스피커
- 환경·수위 센서(침수 위험 구간)
기대 효과:
- 신고~~상황 인지~~출동까지 리드타임 단축(20~30%)
- 재난·재해 조기 경보 및 대피 방송

ROI 및 TCO 관점의 정량 분석

도입 검토 시, 단순 장비 가격이 아니라 10년 TCO(Total Cost of Ownership)를 기준으로 비교해야 한다.

기존 개별 인프라 구축 시(예시, 폴 1기 기준):
- 가로등 폴 + LED 조명: 1.0 단위 비용
- CCTV 폴 + 카메라: 0.8
- 통신 소형 셀 구조물: 0.7
- EV 충전기 구조물: 0.8
- 환경 센서 구조물: 0.3
- 합계: 3.6(구조물/토목 기준, 전기·통신 공사비 별도)
7-in-1 통합 폴 도입 시:
- 통합 구조물: 1.4~1.6
- 공통 배선·전기·통신 공사비 절감: 20~30%
- 유지보수 방문 횟수 감소: 연 3회 → 1~2회

이를 종합하면, 10년 기준으로 CAPEX 15~~25%, OPEX 20~~30% 절감이 가능하며, 광고·충전·데이터 서비스 수익을 감안하면 6~8년 내 투자 회수가 가능한 시나리오를 설계할 수 있다.

비교 및 도입·선정 가이드

기존 인프라 vs 7-in-1 스마트 폴 비교

구분	기존 개별 인프라	7-in-1 스마트 가로등 폴
구조물 수	기능별 별도(3~5기)	통합 1기
설치 면적	높음(점유 폭 3~5 m)	낮음(1~2 m 이내)
초기 CAPEX	100% 기준	75~85% 수준
연간 OPEX	100% 기준	70~80% 수준
데이터 연계	부서·시스템별 단절	단일 플랫폼 연계
유지보수	장비별 개별 방문	통합 점검·원격 진단
미관·규제	난립·민원 가능성	정돈된 도시 경관

설계·조달 시 핵심 체크 포인트

7-in-1 스마트 폴 프로젝트를 추진하는 조달·기술 담당자는 다음 항목을 우선 점검해야 한다.

전력·안전 규격
- EV 급속 포함 시 변압기·배전 용량 검토(폴당 최대 50 kW 이상)
- IEC, UL, 국내 전기설비 규정 준수 여부
통신·개방형 인터페이스
- 5G/4G, Wi-Fi, 이더넷, OCPP, ONVIF, MQTT 등 표준 프로토콜 지원
- 향후 통신사·플랫폼 변경 시 락인(Lock-in) 최소화
모듈형·확장성
- 통신·CCTV·EV·센서 모듈의 핫스왑/플러그인 구조
- 향후 기능 추가(예: V2G, LiDAR, V2X RSU)에 대비한 리저브 공간·전력
관제 플랫폼 통합
- 기존 도시관제센터, 교통·치안·에너지 플랫폼과의 연동 API
- 단일 대시보드에서 조명·충전·영상·센서 상태를 통합 모니터링 가능 여부
보안·개인정보 보호
- 장비·네트워크·플랫폼 3계층 보안 설계
- 영상·위치·이용자 데이터의 비식별화 및 보관 정책
유지보수 및 SLA
- MTBF/MTTR, 부품 공급 기간(최소 10년) 명시
- 장애 대응 시간, 원격 진단 비율 등 SLA 기준

단계적 도입 전략

전면 도입보다, 다음과 같은 단계적 접근이 리스크 관리에 유리하다.

1단계: 파일럿(10~50기)

상징성 높은 구간(시청 주변, 주요 광장) 선정
기능 3~4개(조명+5G+영상+센서) 위주 최소 구성

2단계: 확산(100~500기)

데이터 분석 결과를 반영해 EV 충전, 사이니지 등 기능 확대
표준 사양·운영 프로세스 정립

3단계: 도시 전역 스케일업(1000기 이상)

민간 사업자와의 PPP, 수익 공유 모델 도입
디지털 트윈·자율주행·에너지 플랫폼과의 심화 연계

FAQ

Q: 7-in-1 스마트 가로등 폴이란 무엇이며, 왜 스마트시티 백본으로 불리나요? A: 7-in-1 스마트 가로등 폴은 조명, 5G/4G 통신, CCTV, EV 충전, 센서, 디지털 사이니지, 비상벨/방송 등 7가지 기능을 하나의 폴에 통합한 인프라입니다. 도로·보도·주차장 등 도시 전역에 고밀도로 설치되어 전력과 통신, 데이터를 동시에 제공하므로, 다른 스마트시티 서비스(자율주행, 디지털 트윈, 에너지 관리)의 기반이 되는 ‘백본’ 역할을 수행합니다. 특히 기존 가로등 인프라를 활용해 설치 면적과 공사비를 크게 줄일 수 있다는 점이 핵심입니다.

Q: 7-in-1 스마트 폴은 어떻게 작동하며, 각 기능은 서로 어떤 방식으로 연동되나요? A: 폴 내부에는 전력 분배반, 통신 게이트웨이, 네트워크 스위치, 컨트롤러가 통합되어 있습니다. 외부에서 3상 전원을 인입해 LED 조명, 5G 소형 셀, CCTV, EV 충전기, 센서 등에 단계적으로 전력을 공급하고, 이더넷·광섬유·무선 링크를 통해 중앙 관제 시스템과 데이터를 주고받습니다. 예를 들어, 센서가 혼잡을 감지하면 조명 밝기를 올리고, CCTV 프리셋을 해당 구간으로 이동시키는 식으로 기능 간 연동이 가능합니다.

Q: 7-in-1 스마트 가로등 폴을 도입하면 어떤 구체적인 이점과 비용 절감 효과가 있나요? A: 가장 큰 이점은 구조물·배선·토목 공사의 통합으로 인한 CAPEX와 OPEX 절감입니다. 기존에는 가로등, CCTV, 통신 기지국, EV 충전기마다 별도 폴과 기초 공사가 필요했지만, 통합 폴을 사용하면 폴 수량을 40~~60% 줄일 수 있습니다. 10년 TCO 기준으로 보면, 초기 투자비는 약 15~~25%, 연간 운영·유지보수 비용은 20~30%까지 절감 가능하며, 동시에 EV 충전 요금, 광고, 데이터 서비스 등 새로운 수익원을 창출할 수 있습니다.

Q: 7-in-1 스마트 폴 구축 비용은 어느 정도이며, 어떤 요소들이 총 비용에 가장 큰 영향을 미치나요? A: 단가와 총 사업비는 기능 구성에 따라 크게 달라집니다. 기본형(조명+5G+영상+센서)과 EV 충전·사이니지를 포함한 풀 옵션형의 장비 가격 차이가 크고, 특히 EV 급속 충전(25~~50 kW)을 포함할 경우 변압기·배전 증설 비용이 총 CAPEX의 20~~30%까지 차지할 수 있습니다. 또한, 광섬유 백홀 구축 여부, 도로 굴착·복구 범위, 기존 가로등 활용 가능성 등이 전체 예산에 큰 영향을 줍니다. 일반적으로 파일럿 규모(10~50기)보다 수백 기 이상 단위에서 경제성이 개선됩니다.

Q: 기술 사양을 검토할 때 어떤 주요 스펙과 규격을 우선적으로 확인해야 하나요? A: 우선 전력 측면에서는 폴당 최대 부하(예: EV 급속 포함 시 50 kW 이상), 전압 레벨(3상 380/400 V), 보호장치(SPD, 누전·과전류 차단기)를 확인해야 합니다. 통신 측면에서는 5G/4G 주파수 대역, 백홀 대역폭(1~10 Gbps), PoE 용량, 표준 프로토콜(OCPP, ONVIF, MQTT 등) 지원 여부가 중요합니다. 구조·안전 측면에서는 풍하중, 부식 방지, 방수·방진 등급(IP65 이상), IEC·UL·국내 전기설비·도로 구조물 기준 충족 여부를 확인해야 합니다.

Q: 실제 설치·구현 과정은 어떻게 진행되며, 어떤 부서와 이해관계자의 협력이 필요한가요? A: 일반적으로 ①기본계획 및 타당성 조사, ②기본·실시설계, ③시공·설치, ④시운전·통합 테스트, ⑤운영·유지보수 단계로 진행됩니다. 지자체의 경우 도로·교통, 도시계획, 정보통신, 환경, 치안(경찰) 부서가 모두 연관되며, 통신사, 전력회사, EV 충전사업자, 시스템 통합(SI) 업체와의 협력이 필요합니다. 초기 단계에서 기능·역할 분담과 데이터·수익 공유 구조를 명확히 설계해야 이후 갈등과 재설계를 줄일 수 있습니다.

Q: 7-in-1 스마트 가로등 폴의 유지보수는 얼마나 복잡하며, 어떤 점을 사전에 고려해야 하나요? A: 개별 장비가 많기 때문에 유지보수가 복잡해 보일 수 있지만, 모듈형 설계와 원격 모니터링을 적용하면 오히려 효율적으로 관리할 수 있습니다. 폴 내부에 상태 진단 모듈을 두고, 각 장비의 온도, 전력, 통신 상태를 실시간 수집하면, 장애 발생 전 예지 정비가 가능합니다. 조달 단계에서 MTBF/MTTR, 부품 공급 기간, 원격 진단 가능 범위, 현장 출동 SLA를 명확히 요구사항에 포함하는 것이 중요합니다. 또한, 장비별 접근 권한을 분리해 보안 리스크를 줄여야 합니다.

Q: 7-in-1 스마트 폴은 기존 개별 가로등·CCTV·EV 충전 인프라와 비교해 어떤 점에서 우수하거나, 반대로 주의할 점은 무엇인가요? A: 우수한 점은 통합으로 인한 비용·공간 절감, 데이터·관제의 일원화, 도시 미관 개선입니다. 반면, 한 폴에 많은 기능이 집중되므로, 설계 오류나 전원 장애가 발생하면 영향 범위가 클 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 이중화 설계(전원·통신), 기능별 독립성 확보, 장애 시 우선 복구 순서 정의가 필요합니다. 또한, 특정 벤더에 과도하게 종속되지 않도록, 개방형 표준과 상호운용성을 확보하는 것이 중요합니다.

Q: 7-in-1 스마트 가로등 폴 도입 시 예상 가능한 ROI는 어느 정도이며, 어떤 방식으로 산정할 수 있나요? A: ROI는 비용 절감과 신규 수익을 모두 고려해 산정해야 합니다. 비용 측면에서는 구조물·배선 공사비 절감, 전력 절감(LED+디밍으로 3050%), 유지보수 방문 횟수 감소가 핵심입니다. 수익 측면에서는 EV 충전 요금, 디지털 사이니지 광고, 데이터 서비스(교통·환경 데이터 제공) 등을 고려할 수 있습니다. 일반적으로 10년 기준 TCO 분석 결과, 기존 개별 인프라 대비 1525% 비용 절감과 연간 운영 수익을 합산하면 6~8년 내 투자 회수가 가능한 모델을 설계할 수 있습니다.

Q: 7-in-1 스마트 폴 구축 시 어떤 인증과 표준을 준수해야 하며, 해외·국제 기준은 무엇을 참고하면 좋나요? A: 전기·안전 측면에서는 IEC 및 UL 계열의 규격과 국내 전기설비기준을 준수해야 합니다. 통신·그리드 연계 측면에서는 IEEE 1547(분산 자원 계통 연계), 이동통신 표준(3GPP), EV 충전 프로토콜(OCPP) 등을 참고할 수 있습니다. 또한, 조명·에너지 효율 관련 국제 기준, 사이버 보안 가이드라인, 개인정보 보호 법규를 함께 검토해야 합니다. 해외 사례 분석 시에는 IEA, ITU, IEC, IEEE 등에서 발간하는 스마트시티·스마트그리드 관련 리포트를 참조하는 것이 유용합니다.

Q: 향후 5~10년을 내다볼 때, 7-in-1 스마트 가로등 폴은 어떤 기술과 연계되어 발전할 가능성이 있나요? A: 향후에는 V2G(차량-그리드 양방향 충전), 자율주행 인프라(V2X RSU, LiDAR), 도시 디지털 트윈, 분산형 에너지 자원 관리와의 연계가 강화될 것입니다. 예를 들어, EV 충전 기능이 V2G를 지원하면, 야간에는 충전, 피크 시간에는 배전망 보조 자원으로 활용할 수 있습니다. 또한, 고정밀 센서와 5G 통신을 통해 자율주행 차량과 실시간으로 정보를 교환하고, 도시 전체를 실시간으로 시뮬레이션하는 디지털 트윈의 에지 노드 역할을 수행하게 될 것입니다.

References

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IEC 61508 (2010): Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems, 스마트 인프라 안전 설계의 기본 프레임워크 제공.
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UL 2594 (2019): Electric Vehicle Supply Equipment, AC EV 충전 설비의 안전 요구사항 규정.
IEC 61851 (2017): Electric vehicle conductive charging system, EV 유선 충전 시스템의 일반 요구사항 및 시험 방법.
ITU-T Y.4900 (2016): Key performance indicators for smart sustainable cities, 스마트시티 성과 측정 지표 체계 제시.
IEA (2023): Global EV Outlook, 전 세계 EV 보급 및 충전 인프라 동향 분석.
IEC 60598 (2014): Luminaires – General requirements and tests, 조명 기구의 일반 요구사항 및 시험 방법.

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