13. 위성통신(Satellite Communication)
가. 개요
위성 마이크로파를 이용하는 위성통신은 대개 무선 통신의 중계국 역할을 하는 것
으로서 2개 또는 그 이상의 지상국(earth station) 간을 연결하는 중계역할을 수행한
다. 위성의 트랜스폰더(transponder) 즉, 중계장치는 상향링크(uplink)를 통해 어떤
주파수를 수신하고, 이들을 증폭(아날로그 전송인 경우)하거나 또는 반복(디지털 전송
인 경우)하여 하향링크(downlink)를 통해 다른 주파수로 송신한다.
대개 위성 통신에서 최상의 주파수는 1~10GHz이며, 1GHz 이하에서는 지연에 의
한 잡음이 있고, 10GHz 이상에서는 대기의 흡수와 강우 감쇠가 심각해진다. 위성통신
에서 사용되고 있는 주파수 대역은 [그림 1-27]과 같이 상향링크인 경우 6GHz 대역
폭을 그리고 하향링크인 경우 4GHz의 대역폭을 사용하고 있는데, 지상국에서는 큰
전력으로 송신이 가능하므로 전파의 감쇠가 큰 고주파를 이용하고 있다.
또한, 위성통신의 종류에는 정지위성 방식(geostationary satellite system)과 이
동위성 방식(mobile satellite system)이 있다. 위성의 회전 주기와 지구의 자전 주기
가 같아 고정 위치를 유지하는 정지궤도(GEO : Geostationary Earth Orbit) 위성은
지상의 약 35,784Km 지점에 위치하고 있으며, 하나의 위성이 지구 표면의 약 42.4%
범위를 커버할 수 있다. 따라서 지구 전체를 커버하기 위해 3개의 위성이 필요하다.
위성 통신은 장거리 전화, 위성 방송, 이동 통신, 대륙간 중계 서비스, 위성차량 중
계에 이용되는 SNG(Satellite News Gathering) 시스템 등 다양하게 이용되고 있으
며, 최근에는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 방송, 위치 측정에 이용되는
위성항법장치(GPS : Global Positioning System), 휴대인터넷 등 점차 이용 범위가
확대되고 있다. 특히, 초기의 위성기술은 출력이 약해 안테나의 크기가 매우 컸으나,
기술의 발달로 고출력 위성 VSAT(Very Small Aperture Terminal)이 개발되어 위
성 TV 수신 외에 전화 및 인터넷 등 양방향 데이터 서비스가 가능해졌다.
나. 위성통신의 특징
위성통신의 주요 특징으로는 내재해성, 광역성, 동보성(broadcasting), 다원접속성
(multiple access) 등이 가능하고, 또한 회선 구성이 유연하고 넓은 주파수대역에 따
른 대용량 통신으로 통신비용을 절감하며, 난시청 지역을 해소할 수 있다. 하지만, 위
성국에서 지상국까지 왕복으로 약 240ms의 긴 전파 지연이 발생하며, 자유공간을 전
파하므로 통신의 비밀 보장을 위한 암호화 기술이 필요하고, 점대점(point-to-point)
네트워크 구성만 가능하다. 뿐만 아니라 기후(폭우, 눈 등)와 위성식(춘분, 추분)에 따
른 감쇠 및 잡음이 발생하고, 지구국 설비가 고가이며 고장수리의 어려운 단점도 가지고 있다.
한편, 위성통신의 단점인 긴 지연시간과 높은 송신전력 등으로 인해 개인휴대 초고
속 통신에 어려움이 있었는데, 이를 해결하기 위해 500~1,000Km의 저궤도(LEO : Low Earth Orbit) 및 10,000Km 내외의 중궤도(MEO : Medium Earth Orbit) 위
성이 등장하였다. 저궤도 위성은 이동위성 서비스를 제공하며 짧은 접속시간, 지상국
과의 접속용이, 높은 신뢰성, 낮은 송신전력 그리고 거리에 무관한 통신비용 등의 이
점을 갖고 있어, 선박이나 항공 및 차량 이외에 최근에는 개인휴대가 가능한 작은 단
말기를 통해 고속 데이터 통신이 가능하게 되었다.
전파의 스펙트럼에 대한 전송매체 별 주파수 사용범위를 정리하면 아래와 같다.
