정보통신기사, 정보통신학과, 통신직 등 정보통신일반 요점 정리 112. 위성통신 응용 서비스

112. 위성통신 응용 서비스

 

가. 위성 인터넷
위성 인터넷은 위성통신 사업자에 의해 서비스되는 인터넷으로서, 최대 접속속도
는 위성 인터넷 사업자에 따라 다양하며, 일반적으로 수백 Kbps에서 최대 45Mbps의
매우 빠른 회선을 운용한다. 이는 주로 상향에는 공중망이나 고속 디지털회선 등의
지상회선을 이용하며, 하향에만 위성을 이용하여 최대 45Mbps까지의 초고속 통신이
가능하기 때문에, 동영상 분배나 방송 등의 대용량의 콘텐츠를 다운로드 하는 웹 서
버의 접속에 유용하다. 

 

나. 초소형 지구국(VSAT, Very Small Aperture Terminal)
1995년 국내 최초의 상업용 통신위성인 무궁화 1호 위성에 이어 1996년에는 무궁화
2호 위성을 지구정지궤도 동경 116도 및 동경 113도에 발사하였으며, 이를 계기로 국
내에서도 본격적인 위성서비스를 제공하기 시작하였다. 그러나 위성 네트워크에 비해
상대적으로 국내에서 잘 발달된 지상망과의 경쟁에서 상대적 열세와 취약한 국내 위성 사업기반 등으로 위성서비스는 활성화되지 못하고 있는 실정이었다. 국내에서 위
성 통신의 장점을 살려 지상망과 비교해 경쟁력을 가질 수 있는 위성서비스는 초고속
통신 서비스인 초소형 지구국(VSAT)이다. 이미 전 세계적으로 1990년대 후반부터 수
요가 증가하고 있으며, 위성 통신의 대표적 서비스로 다양한 분야에서 활용되고 있다.
VSAT 서비스는 [그림 7-49]와 같이 강우량, 수위 확인 및 경보방송, 원격재해 관
리, 주유소, 편의점 및 대형마트 제고관리 등 기업전용통신, 도서벽지통신, 원격교
육, 원격진료, 재해복구, 해상통신, 군 작전통신망 등 공공 분야는 물론 전용 통신방
송망 서비스와 같이 다양한 분야에서 활용되고 있다.

초소형 지구국 서비스는 일반적으로 상향 링크 속도가 64∼512Kbps까지 제공한
다. 상향 링크 속도가 1.544Mbps(T1) 또는 2.048Mbps(E1)까지 제공하는 서비스를
TSAT(T1 carrier Small Aperture Terminal)이라고 한다. TSAT은 지상망을 경유하지
않고 직접 원하는 목적지와 전용 통신망을 구성하는 고속회선의 위성 네트워크를 말
한다.

 

다. 개인 휴대형 이동위성통신
개인 휴대형 이동위성통신/방송(GMPCS, Global Mobile Personal Communications
by Satellite)는 2GHz대의 L대역이나 S대역의 주파수를 이용하여 이동하는 사용자에
게 소형의 휴대형 단말기를 통하여 양방향 통신 및 방송 서비스를 제공하는 것을 말
한다. 지금까지 이동통신 서비스는 지상 시스템을 통해서 주로 제공되어 왔다. 그러
나 미래의 이동통신 서비스 또는 유비쿼터스 시대에 맞는 서비스를 제공하기에는 지
상 시스템의 용량이 제한적이다. 따라서 이를 해결할 이동통신 기술에 대한 필요성이
대두되고 있는데 그 중 하나가 이동위성통신 기술이다. 이는 바로 위성이 가지고 있
는 가장 큰 장점 중의 하나인 광대역을 통해 지상통신이 커버하지 못하는 지역에서 서
비스를 제공해주고 넓은 지역에 한꺼번에 동일한 정보를 서비스하는 방송이나 멀티캐
스팅 서비스를 효율적으로 제공할 수 있기 때문이다.

(1) GMPCS와 위성 IMT-2000
1990년대 중반에 들어서면서 소형 휴대단말기를 이용한 지상이동통신 서비스의 수
요가 폭주하였고, 지상이동통신으로는 서비스를 제공할 수 있는 범위가 제한적이어
서 위성을 이용한 서비스 범위 확대를 고려하게 되었다. 그러나 보편적으로 사용되었
던 정지궤도 위성 시스템은 전송거리가 너무 길어서 전파 손실이 심하고, 전파 지연
시간이 길어서 고품질의 실시간 서비스를 제공할 수 없다는 단점이 있었다. GMPCS
시스템들은 1990년대 말 잘못된 수요 예측과 기술적인 미비 등으로 사업의 실패를 초
래하였다. 예를 들면 지상 이동통신 단말기에 비하여 지나치게 단말기가 커서 휴대가
불편하다거나, 건물 내 통신이 불가능한 점과 비싼 통화료 등이 사용자들로 하여금
큰 매력을 느끼지 못하게 한 것이다. 반면에, 1990년대 중반부터 전 세계적으로 지상
이동통신 서비스에 대한 수요가 증가함에 따라 시간과 장소에 무관하게 제공될 수 있
는 IMT-2000 시스템이 ITU를 중심으로 개발되기 시작하였다. 시간과 장소에 무관하
게 서비스가 제공되기 위해서는 필수적으로 위성시스템이 일부 시스템을 담당하여야
한다는 것이 초기 설계 당시의 개념이었고, 이에 따라 IMT-2000 시스템의 위성 부문
에 대한 개발도 진행되었다.

① 유럽의 정지궤도(GEO) 기반 GMPCS
유럽은 일련의 다국적 프로젝트를 통하여 개인휴대형 이동위성통신/방송 기술을
개발하고 있다. 즉, IP 기반 패킷모드를 이용한 S-UMTS(Satellite-Universal Mobile
Telecommunications System) 시스템 구성 및 무선접속방식을 개발하는 것을 목표로
위성이 향후 이동통신 시스템에서 어떤 역할을 하는지를 규명하여 여러 가지 서비스
시나리오를 개발하였다.  

 

유럽의 GMPCS는 위성 및 지상 시스템을 결합하여 3G 이동통신망에서 방송 및 멀
티캐스팅 서비스를 제공하기 위해 이동위성통신 서비스용으로 할당된 이동위성서비
스(MSS, Mobile Satellite Service) 대역을 이용한다. 또한 상향 링크를 위해 고정위
성서비스(FSS, Fixed Satellite Service) 대역을 이용한다. 현재 유럽은 이동 단말에 유
비쿼터스 방송 및 광대역 양방향 서비스를 제공하기 위해 5GHz 이하 MSS 대역에서
IMT-2000 및 IMT-Advanced의 지상 부문과 통합된 이동위성 시스템을 개발하고 있으
며, OFDM 기반의 3GPP LTE 규격과 최대한 공통성을 가지면서 긴 왕복 지연 시간과
같은 위성의 고유한 특징을 반영한 OFDM 기반의 위성 접속 기술을 개발하고 있다.

② 미국의 GMPCS
미국에서 개발하고 있는 GMPCS 시스템은 L밴드 대역(하향 링크: 1.525∼1.559GHz,
상향 링크: 1.626∼1.660GHz)에서 동작하는 정지궤도 이동위성시스템이다. 이 시스
템은 [그림 7-51]과 같이 SBN과 다수의 ATC로 이루어진 ATN의 상호 의존적이고 통
합된 두 네트워크로 이루어져 있다.

③ 국내의 GMPCS
국내에서도 2004년부터 3G 이동통신을 수용하고 3G 이후 유비쿼터스 이동통신 망
구현을 위한 차세대 개인휴대형 위성 멀티미디어 기술인 “위성 IMT-2000+”를 개발
하고 있으며, [그림 7-52]은 개발될 시스템의 개념도를 나타낸 것이다. 개발될 시스
템에서 위성은 지상 이동통신 시스템이 지역적으로 커버하기 힘든 곳과 넓은 지역을
동시에 커버할 수 있다는 특징을 이용한 방송 및 멀티캐스팅 서비스를 주요 타깃으로
하고 있다. 개발될 기술은 현재 국내에서 서비스하고 있는 위성 DMB의 한 단계 업그
레이드된 형태로 볼 수 있다.