기술이 발전하면 가장 필요한 것이 정보 및 통신입니다.
자율 주행 자동차, 인터넷 등 모든 데이터를 통신을 통해 상호 연결이 되어 있습니다.
이렇게 연결된 통신을 보다 원활하게 해주는 기술이 저궤도 위성통신입니다.
이번 시간에 저궤도 위성통신 원리 및 기술, 단점을 알려드리겠습니다.
저궤도 위성통신 원리
1. 저궤도 위성통신 이란?
위성 통신은 정지퀘도 위성 통신과 저궤도 위성 통신 2가지가 있습니다.
정지퀘도 위성 통신은 상공 36,000km에 위치한 위성 통신이고, 저궤도 위성 통신은 2,000km 상공에 위치한 위성 통신입니다.
기존에는 정지퀘도 위성 통신만 있었습니다.
하지만 기술이 점차 발전이 되면서 자율 주행 자동차 및 인공지능, 광역 인터넷 등 다양한 기술들이 나오면서 기존 정지퀘도 위성 통신의 기술로는 부족하게 되어 저궤도 위성 통신이 개발되었습니다.
저궤도 위성 통신은 기존 정지퀘도 위성 통신보다 훨씬 가까운 상공에 위치해 있어 훨씬 빠른 속도와 안정성이 있으며, 통신 지연 시간이 매우 짧습니다.
2. 저궤도 위성통신 원리
저궤도 위성통신은 저궤도 위성과 지상국으로 구성되어있습니다.
저궤도 위성은 통신 페이로드, 추진 시스템, 안테나, 탑재 컴퓨터, 전력 시스템 등으로 구성이 되어 있고 태양에너지로 구동이 되도록 되어 있습니다.
저궤도 위성은 지구 상공 2,000km에 위치하여 안테나로 지구 및 다른 위성과의 전파 송수신을 하고, 통신 페이로드로 지구와 통신을 합니다.
지상국은 저궤도 위성과 통신을 담당하는 시설로, 전 세계 적으로 분포가 되어 있습니다.
지상국은 위성에서 수신받은 데이터를 사용자에게 제공을 합니다.
간단하게 정리를 하자면 아래와 같습니다.
- 사용자 단말기 -> 위성(안테나) 전파 송신
- 위성(수신 전파 증폭 후) -> 다른 위성 및 지상국으로 송신
- 다른 위성 및 지상국 -> 인터넷, 통신 연결 하여 사용자에게 서비스 제공
저궤도 위성통신 기술
저궤도 위성 통신은 위성 제작 및 발사 기술, 통신 기술( 위성 간, 지상국), 사용자 단말기 기술, 통신 프로토콜 기술 등으로 구성되어 있습니다.
- 저궤도 위성을 제작 시 주요할 점은 작게 만들어야 하면 가벼워야 합니다. 또한 대량 생산이 가능할 정도로 저렴해야 합니다.
- 통신의 지연을 줄이고, 데이터를 안정적이고 빠르게 주고받을 수 있을 만큼 위성 간 및 지상국 와 통신이 원할해야 합니다.
- 저궤도 위성에서 보낸 데이터를 받을 수 있도록 사용자 단말기에 통신 시스템을 탑재를 해야 하고, 비용이 저렴해야 합니다.
- 새로운 통신 프로토콜을 개발해서, 기존 통신 프로토콜과 호환성이 좋게 해야 하며, 저궤도 위성 통신을 효율적으로 운영해야 합니다.
저궤도 위성통신 단점 및 장점
저궤도 위성통신은 2,000km 상공에 위치한 위성들을 활용하여 통신하는 기술입니다.
그로 인해 기존 정지퀘도 위성통신 보다 다양한 장점 및 단점이 있습니다.
1. 저궤도 위성통신 단점
- 저궤도 위성통신은 필수적으로 위성을 발사를 해야 하기 때문에 많은 초기 비용이 발생합니다.
- 저궤도 위성은 태양광으로 운영이 가능하지만 시간이 지나면서 노후화되기 때문에 우주 쓰레기가 될 가능성이 있습니다.
- 인구가 많이 밀집된 지역에서는 통신 기능이 떨어지게 됩니다.
- 기존 통신망과 호환성이 약합니다.
- 아직 발전 초기 단계로 사이버 공격에 취약합니다.
2. 저궤도 위성통신 장점
- 지구와 위성 간의 간격이 짧아져 통신 지연 시간이 짧아집니다.
- 데이터 전송 속도 향상으로 대용량 파일 전송 및 고화질 영상 수신이 좋아집니다.
- 기상의 영향을 덜 받게 되어 통신 품질이 안정적입니다.
- 정지퀘도 위성통신에 비해 사각지대가 적어져 세계 곳곳에서 통신이 가능 해집니다.
- 재난 발생 시에도 통신망을 유지할 수 있습니다.
저궤도 위성통신 주요 사업자
저궤도 위성통신을 사용하는 주요 사업자는 스페이스 X, 아마존, OneWep, 테슬라 등 다양합니다.
1. 스페이스 X
스페이스 X는 테슬라 CEO인 엘론 머스크가 설립한 회사로 전 세계에 고속 인터넷을 저렴하게 제공하는 것이 목표로 하고 있습니다.
많은 저궤도 위성을 보유하고, 혁신적인 기술 사용하고 있지만 아직 일부 지역에서 통신이 불안정하고, 초기 투자 비용이 높다는 단점을 가지고 있습니다.
2. 아마존
아마존은 앤디제이시 가 CEO로 있는 회사로 스페이스 X 와 동일하게 전 세계 인터넷 접근성을 향상하려는 목적을 가지고 있습니다.
아마존은 다양한 파트너십을 구축하고 있고 경쟁력 있는 금액 정책을 활용하여 글로벌 시장을 공략하고 있지만, 아직 경험 부족 및 기술적 문제가 있습니다.
3. OneWeb
영국 와 인도의 기업 지원으로 만들어진 회사로 농촌 및 개발도상국에 저궤도 위성 통신망 구축 및 인터넷 접근성 향상을 목표로 잡고 있습니다.
정부와 기업의 지원을 받고 있어, 글로벌 파트너십이 구축되어 있고, 개발도상국 시장에 진출하고 있습니다.
하지만 자금 조달이 원활하지 않고 기술적인 문제가 있습니다.
마치며
오늘은 저궤도 위성통신 원리 및 기술, 저궤도 위성통신 장점 및 단점, 주요 사업자 등에 알아보았습니다.
저궤도 위성통신을 계속 발전하는 시대에 꼭 필요한 기술입니다.
하지만 아직 해결해야 할 과제가 너무 많고, 이러한 문제점을 해결한다면 4차 산업혁명을 앞당길 수 있습니다.
끝까지 읽어주셔서 감사합니다.