전기전자/정보통신

Nikkei Electronics_2024.9 (p42-45)

이런 곳에서도 스페이스X의 충격
위성간 광통신으로 업계에서 훨씬 앞서

“규격이 난립할 가능성이 있다”. 우주 스타트업 기업 워프스페이스(Warpspace, 이바라키현)의 최고전략책임자(CSO) 모리(森) 씨는 우주 비즈니스 업계를 석권하고 있는 미국 스페이스X가 쏜 새로운 ‘화살 한 개’의 충격을 이렇게 표현한다.

‘화살 한 개’란, 스페이스X의 사장 겸 COO(최고집행책임자)인 그윈 숏웰(Gwynne Shotwell) 씨가 2024년 3월에 미국에서 열린 위성산업 컨퍼런스 ‘SATELLITE 2024’에서 “우리는 스타링크 전용으로 개발한 광위성통신 단말을 외부 판매한다”라고 발언한 것이다.

광위성통신은, 지금까지 우주에서의 통신에 사용되어 온 전파와 비교해 고속/대용량/저지연인데다 국제적인 주파수 조정이 필요 없는 등 많은 이점을 가진 차세대 기술이다. 특히 저궤도에서는 전파가 크게 혼잡해 스타링크 등의 위성 콘스텔레이션(다수의 위성을 연계해 일체 운용하는 시스템)에서의 통신수단으로서 조기 실용화를 기대하고 있었다. 고속의 광위성통신을 사용함으로써 지상국이 없는 해상이나 항공기 등에도 통신서비스를 제공할 수 있게 된다.

스페이스X가 스타링크 전용으로 광위성통신 단말을 개발/실증하고 있는 것은 업계 관계자 사이에서는 이미 알려진 사실이었다. 그러나 스페이스X는 정부 수준으로 정보 관리가 엄격한 것으로 유명하다. 상세 정보는 외부로 흘러나오지 않았다.

숏웰 씨는 SATELITE 2024에서 ‘두 번째 화살’도 쏘았다. “최근에 발사된 3000기에는 1기당 3개 단말이 탑재되어 있다”라고 발언했다. 즉, 저궤도에 9000대 규모의 빛의 메쉬 네트워크를 구성하고 있는 것이다. 게다가 그 통신 속도는 100Gbps(비트/초)로 첨단 레벨이다.

스페이스X는 이 네트워크의 이용 상황도 공개했다. 하루에 약 26만 6000회의 광통신을 확립하고, 42PB(페타바이트) 이상의 방대한 데이터를 주고받고 있다고 한다.

광위성통신은 긴 연구 역사를 가진 기술이지만 실용화는 이제 막 시작된 단계로, 지금까지는 1대1 통신 실증을 하는 경우가 많았다. 그런데 갑자기 스페이스X는 다른 것보다 몇 바퀴나 앞서 달리고 있다는 충격적인 사실을 공개했다. “(SATELITE 2024에서) 청중은 모두 놀랐다. 아침 첫 발표였는데, 그 이후의 발표가 귀에 들어오지 않았다”라고 미국 Sony Space Communications Corporation(SSC)의 이와모토(岩本) 회장은 말한다.

NEC 위성콘스텔레이션 사업개발실의 이토(伊東) 씨는 “스페이스X는 엄청난 수직통합적 회사로, 타사는 도저히 흉내내지 못하는 어프로치를 하고 있다. 로켓 발사에 실패해도 직원들이 만세를 부르는 독특한 분위기도 있다. 그렇지 않다면 이렇게 조기에, 게다가 대향으로 도입하는 것은 불가능하다”라고 혀를 내두른다.

-- 안전보장발 디팩토 --
광위성통신에는 세계적인 통일 규격은 존재하지 않는다. 각국의 우주기관들이 설립한 우주데이터시스템자문위원회(CCSDS: Consultative Committee for Space Data System)가 표준화를 추진하고는 있었지만 최근에는 미국 국방부(DoD) 산하의 우주개발국(SDA)이 정한 규격이 ‘사실상의 표준(디팩토 스탠더드)’이 될 것이라는 전망이 우세다.

SDA는 안전보장상의 새로운 위협으로 지목되고 있는 극초음속 미사일의 탐지/추적 등을 목적으로, 저궤도에 수백 기 이상의 광위성통신 대응 위성을 배치하는 콘스텔레이션 ‘확산형 전투 우주 아키텍처(PWSA: Proliferated Warfighter Space Architecture)’의 구축을 추진하고 있다. 이를 위해 광위성통신의 규격을 스스로 정하고, 참가 기업이 개발한 단말기를 이용한다.

SDA의 규격이 디팩토로 주목을 받고 있는 이유는, PWSA에서의 이용뿐만 아니라 단말의 호환성 확보나 저비용화 등 참가 기업이 상용 전개하기 쉬운 대응을 추진하고 있기 때문이다. 개발에는 독일 Tesat-Spacecom과 독일 Mynaric 등 최고기업의 미국법인 등이 참여하며, 예산규모도 1조엔 이상으로 대규모다. SDA가 호환성을 중시하는 것은 단말기의 멀티소스화에 필수적이기 때문이다. 수백 기 이상의 위성 컨스텔레이션으로 메쉬 네트워크를 만들 경우, 스페이스X를 제외하면 단말을 한 업체한테서만 조달하는 것은 현실적이지 않을뿐더러 공급 리스크도 수반한다.

그동안 광위성통신에서는 미국, 일본, 유럽의ㅡ 우주기관에 의해 1µm대나 1.5µm대의 레이저 파장에서 실험이 이뤄졌지만 SDA는 지상의 광통신에서 일반적으로 사용되는 1.5µm대를 채택했다. 지상용 부품을 전용(轉用)할 수 있는 가능성이 있기 때문이다. 이로 인해 1.5µm대가 디팩토가 되었다.

저궤도 위성을 위한 광위성통신 단말을 개발하는 SSC의 이와모토 씨는 “SDA의 표준은 팔로우해 나간다. Ethernet를 채택하는 등, 당사가 개발하고 있는 단말과 기술적으로 가깝다. 지상의 기술을 적극적으로 도입해 저가격화를 실현하는 등 정책도 비슷하다”라고 말한다.

광위성통신 분야에서는 ‘노포’ 중 하나인 NEC는 2024년 3월, 광위성통신 단말을 개발하는 미국 Skyloom Global Corporation과의 협업을 발표했다. 저궤도 위성 전용으로 100Gbps 이상의 속도를 낼 수 있는 단말기를 2025년 말까지 공동개발/제조해 2026년의 우주 실증을 목표로 한다.

Skyloom은 PWSA에 참가하는 업체 중 하나다. NEC의 이토 씨는 협업의 목적에 대해서 “Skyloom은 PWSA에 참가한 경험을 피드백 해 주었으면 좋겠다. NEC는 과거 수직통합으로 개발을 진행했지만 PWSA는 양산화를 위해 정보를 오픈하고 엄청난 속도로 개발을 진행하고 있다. 저쪽의 문화를 파악해 둘 필요가 있다”라고 말한다.

사실, 스페이스X의 단말은 같은 1.5µm대 레이저를 사용하고 있다. 그러나 프로토콜(변조 방식이나 에러 정정 방식 등)이 독자적이기 때문에 SDA 규격과는 호환성이 없다. 서두의 모리 씨의 발언은, 만일 스페이스X가 외부 판매하는 단말이 보급되었을 경우, 시장에서 규격 난립과 같은 혼란이 일어날 가능성을 지적한 것이다.

-- 누가 스페이스X 단말기를 살 것인가? --
스페이스X의 단말기 외부 판매는 향후 우주 업계에 어떠한 영향을 가져올 것인가? 광위성통신 단말을 개발하는 미쓰비시전기는 “스페이스X의 참가로 인해 단말의 선택사항이 증가하는 것은, 중계위성도 포함한 광통신위성 시장의 활성화로 연결된다고 생각하고 있다”라며 환영한다. 한편, 안전보장 분야에서는 SDA 규격이 디팩토가 되지만, 민생 분야에서는 스페이스X의 참가로 다른 흐름이 생길 가능성도 있다고 지적한다.

스페이스X의 잠재 고객 중 하나가 위성 컨스텔레이션 사업자다. “SDA 규격 준거의 단말기를 사용할지, 스페이스X로부터 단말기를 조달할지, 컨스텔레이션 사업자는 고민하고 있을 것이다. 사업계획을 다시 검토해야 하는 경우도 있을 것이다”(SSC의 이와모토 씨).

스페이스X와 SDA 규격 단말에는 호환성이 없을 뿐만 아니라 큰 차이도 있다. 통신 속도다. 스페이스X의 단말이 100Gbps로 통신할 수 있는데 반해, SDA의 현행 규격 ‘트랜치(Tranche)1’에 대응한 단말은 최대 2.5Gbps이다. 이 정도 속도라면 고속 전파와 다를 바 없다. PWSA의 용도에서는 그렇게 고속일 필요는 없기 때문이다.

게다가 SDA 규격은 “10Gbps를 넘는 속도를 현재의 프로토콜로 실현하는 것이 어렵다. 만약, 프로토콜을 개정해 고속화를 실현했을 경우에 하위 호환성을 어떻게 보장할 것인가가 과제가 될 것이다”라고 이와모토 씨는 지적한다.

이 통신속도 때문에 채택을 주저하는 사업자도 있을 것이다. “상용이라면 2.5Gbps는 느리다. 10Gbps 이상은 필요하다는 것이 업계의 공통 인식이다”(NEC의 이토 씨).

즉, 유저 측 사업자는 단말의 호환성을 중시할지, ‘고속 네트워크를 바로 구성할 수 있는가’를 중시할지 선택해야만 할 것이다. 물론, 스페이스X의 단말기를 사용했을 경우 “스타링크와 한 팀이 될 수 있지만, 관점을 달리하면 스페이스X의 컨트롤 하에 들어갈 수 있다는 것을 고려할 필요도 있다”(업계 관계자).

민간에 의한 광위성통신 중계 서비스 등의 실현을 목표로 하고 있는 워프스페이스는 2023년 4월, SDA 규격에 준거한 Mynaric의 단말 ‘CONDOR Mk3’의 채택을 발표했다. 워프스페이스의 모리 씨는 “지금 단계에서 말할 수 있는 것은, (스타트업 기업의 방침으로서) 만약 스페이스X의 단말에 유용성이 있다면 채택할 가능성도 있다는 것이다. 일반론으로서 어느 쪽을 채용할지는 사업자의 용도와 전략 등에 따라 결정된다”라고 말한다.

 -- 끝 --
 

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