전기전자/정보통신

Nikkei Computer_22.6.9 키워드 (p65)

비지상계 네트워크 (NTN)
Non-Terrestrial Network

NTN이란 상공에 날린 인공위성이나 무인항공기에서 지표면으로 전파를 발신하여, 지상의 기지국에서 커버할 수 없는 장소에서도 통신을 가능하게 하는 네트워크 시스템을 말한다. 사막이나 산악지역, 해상 등 통신 인프라가 아직 정비되지 않은 영역이나 광범위에서 기지국이 정지된 구역에서 통신회사 등이 통신 서비스를 제공하는데 사용한다.

국제전기통신연합(ITU)에 따르면, 인터넷을 한 번도 이용하지 않은 사람은 세계 인구의 37%에 해당하는 29억 명에 이른다. NTN은 이러한 디지털 격차(digital divide)의 해소나, 재해 시의 통신 수단 확보에 도움이 된다는 이유로 다양한 기업이 신규 진입을 준비하고 있다.

앞서고 있는 기업 중 한 곳이 일론 머스크가 이끄는 미국의 스페이스X다. 위성 인터넷 접속 서비스 ‘Starlink’의 시험 제공을 21년에 시작했다. 22년 2월에는 러시아의 침공을 받은 우크라이나 정부의 요청에 따라 곧바로 우크라이나에 서비스 제공을 시작하면서 단숨에 유명해졌다.

NTN의 상용화에서는 스페이스X 이외에도, 영국 정부와 소프트뱅크 그룹이 출자한 영국 원웹(OneWeb), 미국 아마존닷컴 등이 위성 발사 등의 인프라 정비를 착착 진행하고 있다.

NTN에서 ‘기지국’의 역할을 담당하는 설비는, 주로 지표로부터의 고도 차이에 따라서 3종류가 있다. 첫 번째는 고도 약 3만 6,000km의 정지궤도위성(GEO)이다. 지구의 자전과 동기화해 돌며, 지상에서는 하늘의 일정 범위에 머물러 있는 것처럼 보인다.

고도가 높기 때문에 3기의 위성으로 지구 전체를 커버할 수 있다. 다만 위성까지의 거리가 멀어 데이터의 전송 지연은 크다. 전파를 고출력으로 날려야 하기 때문에 단말기의 소형화가 어려운 면도 있다.

두 번째는 Starlink 등이 채택하는 저궤도위성(LEO)이다. 고도는 수백~2,000km로 GEO보다 전송 지연을 줄일 수 있다. LEO는 정지위성이 아닌 상공에서 항상 이동하는 특성이 있다. 그 때문에 상시 접속할 수 있는 통신 환경을 광범위하게 구축하기 위해서는 다수의 위성을 쏘아 올려 제휴시킬 필요가 있다. 이러한 운용 방식을 ‘위성 콘스텔레이션’이라고 부른다.

세 번째는 고도 약 20km의 ‘HAPS(High Altitude Platform Station, 고고도 플랫폼)’이다. 무인 항공기에 태양광 패널이나 배터리, 기지국을 탑재. 온도나 기류가 안정적이며, 태양광 발전에 방해가 되는 구름의 영향을 받지 않는 성층권에 머무르게 하여 무착륙으로 장기간 비행시킨다. 지표면으로 일반 이동전화 전파를 띄우기 때문에 일반 스마트폰을 사용할 수 있는 것이 특징이다.

일본에서는 이동전화 각 사가 NTN의 새로운 서비스 창출에 주력하고 있다. 예를 들면, 소프트뱅크와 NTT그룹은 HAPS의 개발에 적극적이다. 소프트뱅크에는 GEO나 LEO에 의한 위성통신 서비스를 일본에서 상용화할 계획도 있다.

KDDI는 스페이스X와 21년 9월에 업무 제휴를 맺었다. Starlink를 국내 기지국의 백홀 회선으로 이용할 방침이다. 라쿠텐 모바일도 고도 약 700km에 뜨는 위성을 사용해 통상의 스마트폰과 직접 통신하는 ‘스페이스 모바일 계획’을, 미국 AST&사이언스와 협력해 진행하고 있다. KDDI는 23년의 실용화를 목표로 한다.

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