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Nikkei X-TECH_2023.2.17

위성 간 통신, 고속의 광위성통신이 주역으로
미 국방부가 실용화를 강력히 지원

광위성통신이란 지금까지의 전파(마이크로파) 대신에 레이저광을 사용해 인공위성 간이나 위성과 지상 간의 통신을 실시하는 기술이다. 가장 큰 특징은 전파보다 고속의 통신이 가능하다는 점이다.

일반적인 전파 통신의 10~100배에 해당하는 10Gbps(기가비트/초) 이상의 속도를 실현할 수 있다. 또한 전파는 주파수 자원 고갈이 문제로, 간섭을 피하기 위한 주파수 조정에 수 년이 걸릴 수 있는데 반해 광위성통신은 현재, 국제적인 주파수 조정 및 면허가 불필요하다는 점도 큰 장점이다.

지금까지 미국과 일본, 유럽의 우주기관들은 1μm대나 1.55μm대 적외선 영역의 레이저 파장으로 실험을 해왔으며, 최근 들어 1.55μm대가 사실상 표준으로 업계에서 인식되고 있다.

광위성통신은 약 40년 전부터 ‘꿈의 기술’이라고 일컬어져 온 연구 역사가 긴 기술로, 최근 실용화를 위한 피지빌리티 스터디(실현 가능성 조사 및 검토)가 가속화되고 있다.

그 주역은 미 국방부(DOD)가 2019년 3월에 설립한 우주개발국(SDA: Space Development Agency)이다. DOD는 수 백 기 이상의 소형위성이 일체가 되어 다양한 기능을 담당하는 위성 컨스텔레이션에 의한 NDSA(National Defense Space Architecture, 국가방위우주체계) 구상을 추진하고 있으며, SDA는 이러한 우주 관련 프로젝트를 지휘하고 있다.

SDA는 이 NDSA의 위성 컨스텔레이션용으로 조기에 광위성통신을 탑재하기 위해 2022년 2월 말, 미국 3개 사에 위성 개발을 발주했다. 그 목적은 러시아가 우크라이나 침공에서 실전에 처음 사용했다고 하는 극초음속 무기의 탐지 및 추적이다. 이 신형 무기는 정지궤도에 있는 기존의 조기 경계 위성으로는 거리가 멀어 정확하게 궤도를 추적할 수 없다.

그래서 저궤도를 주회하는 위성 컨스텔레이션으로 탐지 및 추적하고, 그 정보를 즉석에서 지상으로 보내는 것을 목표로 하고 있다. 이 실시간 통신에 불가결한 것이 광위성통신인 것이다.

SDA는 이 위성 개발에 2,000억엔 이상의 예산을 투입해 실증을 반복하며 표준 사양을 조정해나갈 방침이다. 주목되는 것은 위성 개발을 수주한 기업에 독일의 마이너릭(Mynaric)과 테셋스페이스컴(Tesat-Spacecom) 등, 광위성 통신 개발에서 세계를 리드하는 기업들이 단말기를 공급한다는 것이다.

이 자체는 안보와 관련된 이야기이지만, 세계 광위성통신 관계자들은 SDA 동향을 예의주시하고 있다. 풍부한 자금과 스피드한 개발을 통해 기술의 성숙도가 증가되고, 머지않아 그것이 민간으로 전용될 가능성이 높기 때문이다. 업계에서는 2~3년 안에 시장이 구축될 것이라는 전망이 많다.

-- 소니, 미국에 새로운 회사 설립 --
사실, 광위성통신은 원래 일본이 선도하고 있던 분야이다. 세계 최초의 우주광통신으로 여겨지는 것은 1994년, JAXA(우주항공연구개발기구)의 전신인 NASDA(우주개발사업단)가 개발한 ‘키쿠6호’에 탑재된 광위성통신 단말기와 지상 간의 통신이다.

또한, 2015년 우주 최초로 1.55㎛의 파장으로 지상과의 통신에 성공한 것은 NICT(정보통신 연구기구)이다. 이처럼 일본에는 오랜 세월 이 분야에서 연구 개발을 실시해온 기술이 축적되어 있다.

예를 들어, NICT는 100kg급 위성용의 무게 6kg의 광위성 통신단말기 'FX Terminal'을 개발하고 있다. 속도는 10Gbps 및 100Gbps 실현을 노리고 있다. 일본의 위성 제조사에 기술을 이전해 위성 컨스텔레이션으로의 도입을 목표로 하고 있다.

JAXA의 광위성통신 시스템 ‘LUCAS’ 등을 개발해 온 NEC는 “민간 수요에 대응할 수 있도록 전세계 위성 사업자 전용으로 소형 및 경량의 차세대 기기 개발을 시작했다. 속도는 10Gbps를 실현하고 싶다. SDA의 동향을 주시하며 타사를 벤치마킹하면서 경쟁력이 있는 단말기를 개발해나갈 방침이다”(NEC 담당자)라고 한다.

소니그룹은 2022년, 광위성통신 사업을 추진하는 새로운 회사 '소니 스페이스커뮤니케이션즈 코퍼레이션(SSC)'을 미국에 설립했다. 그룹 계열사인 소니 컴퓨터사이언스연구소(소니CSL)가 개발해온 광위성통신 실험장치 'SOLISS' 기술을 바탕으로 저궤도 위성간 등에서 사용할 수 있는 단말기와 관련 서비스를 제공할 계획이다.

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