일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.10.25

저궤도 위성통신은 ‘어디서나 대용량’
앞서있는 스페이스X를 추격하는 아마존
지구상 어디서나 저궤도 위성이 대용량 통신을 실현

저궤도를 주회하는 수많은 통신위성을 사용한 고속통신(이하, 저궤도 위성통신)의 활용이 확산되고 있다. 저궤도 위성통신 서비스 제공에서 앞서있는 것이 미국 스페이스X의 스타링크(Starlink)이다. 일본에서도 KDDI와 소프트뱅크가 법인 전용으로 스타링크 제공을 개시하는 등, 실용 사례와 실증실험 등이 증가하고 있다.

저궤도 위성통신의 가장 큰 특징은 이용 장소의 유연성과 대용량의 양립이다. 이를 통해 육지에서 멀리 떨어진 해상이나 깊은 산속 등에서도 대용량 통신을 실현할 수 있다. 광통신 케이블 부설이나 모바일 네트워크의 기지국 설치가 비용적으로 어려운 장소뿐만 아니라, 장거리를 이동하면서 사용하는 경우에도 적합하다. 일시적인 통신 서비스 제공(스팟 이용)이 요구되는 현장에서의 도입도 시작되고 있다.

-- 일본에서는 2022년 10월부터 스타링크 이용 --
일본에서는 2020년부터 KDDI와 스페이스X가 공동으로 기술 실증을 추진해 저궤도 위성통신 서비스 제공으로 연결시켰다. KDDI는 2022년 10월부터 법인 전용의 ‘Starlink Business’를 개시. 소프트뱅크도 올 9월부터 같은 서비스를 개시했다.

이미 실용적인 이용도 시작되었다. 예를 들면, 하츠시마(初島, 시즈오카 현)의 일부 지역에서 au 통신망의 백홀(Backhaul)로써 이용되고 있다. 또한 야외 음악 축제 'JAPAN JAM 2023'에서 사람의 밀집으로 캐시리스 결제 등에서의 통신 품질 악화가 예상되는 장소를 스팟으로 보조하는 용도로도 사용되었다. 이 밖에도 새로운 유스 케이스를 만들어내기 위해 폭넓은 업종의 조직이나 개인을 통한 이용 실험도 진행되고 있다.

-- 유연한 사용 장소와 대용량을 실현 --
그렇다면 저궤도 위성통신이란 어떤 것일까? 스타링크를 예로 그 기본적인 시스템 구성에 대해 알아보자. 스타링크 시스템은 우주공간에 존재하는 스타링크 위성, 유저의 네트워크에 접속하는 지상 유저터미널(UT), 외부 네트워크에 접속하는 스타링크 지상국 등으로 구성된다. 스타링크 위성은 누계 4,800기가 넘는다.

유저는 안테나가 되는 UT를 설치함으로써 스타링크 위성을 통해 인터넷 이용이 가능하다. Starlink Business의 경우, 통신 속도는 하행이 40M~220Mbps, 상행이 8M~25Mbps 정도이며, 지연은 25mm~50밀리초로 상정된다. 단, 날씨에 따라서는 통신에 장애가 발생할 가능성이 있다.

기존의 통신 수단과 비교해 저궤도 위성통신의 장점은 무엇일까? 광통신, 모바일 네트워크, 정지위성 통신과 비교해보자. 비교할 요소는 통신 용량의 크기와 사용 장소의 유연성, 사용 비용의 저렴함이다.

저궤도 위성통신은 정지 위성통신의 강점인 우주공간에 있는 통신위성을 경유하는 '사용장소의 유연성'과 광통신이나 모바일 네트워크의 강점인 '대용량 통신'을 겸비하고 있다. 이러한 ‘어디서나 대용량’이라고 하는 강점으로 인해 광 회선이나 기지국 설치 비용이 높고 용량이 한정된 정지 위성통신 밖에 선택지가 없었던 용도에서의 이용이 확산되고 있는 것이다.

또한, 저궤도 위성통신과 정지 위성통신의 통신 용량에 차이가 있는 이유는 저궤도 위성이 고도 2,000km 이하에 존재하는 것에 반해, 정지 위성은 고도 3만 6,000km 부근에 있기 때문이다. 참고로 스타링크 위성은 고도 약 550km 부근에 있다.

-- 스타링크 외에도, 기업들의 저궤도 위성통신 서비스 진출로 경쟁 뜨거워져 --
현재는 주로 스페이스X가 저궤도 위성통신의 주역을 담당하고 있다. 하지만 다른 기업들도 저궤도 위성통신 서비스에 진출하려는 움직임을 보이고 있다. 우선, 영국의 Network Access Associates가 위성 광대역 인터넷 ‘One Web’ 개발을 추진하고 있다. Network Access Associates에는 소프트뱅크 그룹도 출자하고 있다.

하지만 One Web의 서비스 제공 개시 시기는 예상보다 지연되고 있다. 그 이유 중 하나가 러시아의 우크라이나 침공이다. 당초 One Web에 이용할 위성은 러시아 Roscosmos의 로켓 ‘Soyuz’로 발사할 계획이었다. 발사 계획이 좌절되면서 서비스 제공 일정이 늦어지고 있는 것이다.

이에 소프트뱅크는 스타링크를 통한 위성통신 서비스 제공을 개시하기로 결정. “스타링크를 통한 서비스를 제공해 법인 전용의 유스 케이스를 구축해나간다는 전략”(소프트뱅크)이다.

일견 두 종류의 저궤도 위성통신 서비스를 제공하는 것은 낭비가 있어 보인다. 이에 대해 소프트뱅크의 사이키(才木) 부장은 “광통신에 대역 보증이 없는 베스트 에포트형과 대역 보증이 있는 개런티형이 존재하듯이, 위성통신도 이와 같이 분류해 서비스를 전개해나가고 싶다”라고 말한다. 구체적으로는 스타링크가 베스트 에포트형, One Web이 개런티형이라는 이미지라고 한다.

저궤도 위성통신을 비즈니스연속성계획(BCP)에 이용하려는 유저 기업도 있다. One Web은 유저 단말기의 위치를 파악해 저궤도 위성과의 데이터 송수신 등을 조정해서 통신 속도를 보증. 재해 등, 통신이 혼잡한 상황에서도 원활하게 이용할 수 있도록 한다.

아마존닷컴도 ‘Project Kuiper’라는 이름으로 서비스를 전개하는 것을 목표로 하고 있다. 이 프로젝트는 2018년에 시작되었다. 통신 속도는 100Mbps, 400Mbps, 1Gbps 등 3가지 요금제를 상정하고 있으며 가격은 미정이다. 지난 10월 6일에는 네트워크의 테스트를 위해 미국 ULA(United Launch Alliance)의 로켓 ‘Atlas V’로 프로토타입 위성 ‘Kuiper Sat-1’과 ‘Kuiper Sat-2’를 발사했다.

-- 계속 진화하는 우주 활용 --
KDDI와 소프트뱅크 뿐만이 아니라, 라쿠텐(樂天)모바일과 NTT도 저궤도 위성통신 서비스를 추진하고 있다. 라쿠텐모바일은 위성통신 서비스를 제공하는 미국의 AST Space Mobile(이하 AST)과 협업한다. 목표는 스마트폰과의 직접 통신이다.

기존의 저궤도 위성통신 서비스는 기본적으로 전용 안테나가 필요하다. 무겁고 큰 안테나 없이 시판의 스마트폰과 저궤도 위성이 직접 통신할 수 있게 된다면 편리성은 더욱 높아질 것이다. KDDI도 스타링크 위성과 au 스마트폰이 직접 통신할 수 있는 서비스를 2024년 안에 시작할 계획이다.

하지만 스마트폰과의 직접통신은 안테나가 필요 없는 대신 통신 속도가 떨어진다. 올해 9월, AST가 실시한 미국 하와이주에서의 실증실험에 따르면, 하향이 14Mbps였다. “상용화를 통해 최대 속도는 향상될 수 있을 것으로 전망되지만, 동시 접속 수 등으로 인해 변동이 발생할 것이다.

또한 상향의 구체적 수치는 공개되지 않았지만, 영상 통화는 가능하다. 화상이나 동영상 등 규모가 큰 데이터의 경우, 다소 타임랙이 발생할 것이다”(라쿠텐모바일).

NTT는 Space Compass를 통해 저궤도 위성에 관한 기술개발을 추진하기 시작했다. 하지만 Space Compass는 정지 위성을 활용해 인공위성이 취득한 데이터를 우주공간에서 처리하는 우주 데이터센터 사업이 중심으로, 저궤도 위성에 대한 관여는 이제 막 시작된 단계이다.

그 구체적인 활동으로는 정보통신연구기구(NICT)와 소형 인공위성을 제조하는 액셀스페이스(Axelspace), NEC와 함께 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)의 프로젝트 ‘광 통신 등의 위성 컨스텔레이션 기반 기술의 개발 및 실증’에 채택되었다. 2022년부터 2029년까지 프로젝트가 추진되며, 2029년까지 일본 근방에서의 통신 서비스 실증을 계획하고 있다.

향후에는 저궤도 위성통신을 포함한 다양한 통신 수단의 적절한 사용 방식 분류도 추진될 전망이다. 예를 들어 소프트뱅크는 인공위성이나 무인 항공기를 활용한 비지상계 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN) 구축을 목표로 하고 있다. 저궤도 위성통신인 One Web이 그 한 축을 담당하게 된다. NTN은 지상에 가까운 순서로 HAPS(High Altitude Platform Station, 성층권 플랫폼), 저궤도 위성, 정지 위성을 조합해 통신 환경을 제공할 계획이다.

한편, 저궤도 위성의 문제도 서서히 드러나기 시작하고 있다. 그 중 하나가 위성 유래의 방대한 우주쓰레기이다. 정지 위성은 3기로 북극과 남극 부근 지역을 제외한 지구 전체를 커버할 수 있는 데 반해, 스페이스X는 이미 약 5,000기의 저궤도 위성을 발사했다.

이것이 우주쓰레기 발생을 조장할 수 있다. 향후, 저궤도 위성이 지속적으로 발전해나가기 위해서는 우주쓰레기 등의 문제도 동시에 고려해나가지 않으면 안 될 것이다.

 -- 끝 --

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