정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 80. 위성통신의 개념 및 동향

80. 위성통신의 개념 및 동향

 

위성통신은 넓은 의미로 우주 공간을 이용한 무선통신을 지칭하고 있지만, 좁은 의미
로는 지구의 주위를 회전하는 인공위성(artificial satellite)에 의해 중계되는 통신을 의
미한다. 위성통신에 관한 용어와 정의는 ITU와 WARC에서 제시하였는데, 일반적으로
우주 비행체를 대상으로 하는 무선통신을 총칭하여 우주 통신 또는 우주 무선통신이라고
하며, 이를 위해 우주 공간의 우주국(space station)과 지상의 지구국(earth station)이
있어야 한다. 여기서, 우주 무선통신은 위성통신으로, 그리고 우주국은 위성국 또는 위
성체(satellite), 즉 인공위성으로 볼 수 있다.
우주 무선통신, 즉 위성통신의 유형들은 지국국과 위성국, 위성국
과 위성국, 그리고 위성국을 이용한 지구국 상호간의 통신 등이 있으며, 지구국 간의 통
신은 대개 1개의 위성국을 이용하지만 2개 이상을 이용할 수도 있다.

지구국과 위성국 간의 통신 경로는 신호가 전송되는 방향에 따라, 지구국에서 위성국
으로 향하는 상향링크(uplink)와 위성국에서 지구국으로 향하는 하향링크(downlink)가 있으며, 위성국 간의 링크를 ISL(Inter Satellite Link)라고 한다.
위성통신은 1964년 미국의 미국국립항공우주국(NASA)에서 세계 최초로 실시하였으
며, 통신 및 방송을 중심으로 과학탐사, 기상, 항법, 지구 관측, 군사 등 다양한 목적으로
사용하면서 꾸준하게 발전해 왔다. 특히, 통신 및 방송 서비스를 위한 국제통신위성기구
(INTELSAT : International Telecommunication Satellite Organization)와 그리
고, 항공기 및 선박 등의 통신 서비스를 위한 국제해사위성기구(INMARSAT :
International Maritime Satellite Organization)가 조직되어 위성통신 기술과 산업
의 발전을 이끌었으며, 우리나라에서는 1992년에 소형 과학위성인 우리별 1호를 처음
발사한 이후 방송통신 목적의 무궁화위성을 발사하여 운용 중에 있다.
위성통신 시스템은 기본적으로 우주 공간에는 위성국인 통신위성
과 지상에는 송신지구국과 수신지구국으로 구성되며, 대개 4~30GHz 대의 매우 높은
주파수를 이용하여 통신하고 있는데, 상향링크에는 높은 주파수, 하향링크에는 낮은 주
파수가 사용된다.

한편, 지구 주위를 회전하는 궤도(orbit)가 지상에서의 고도와 경로 등에 따라 정지궤
도(GEO : Geostationary Earth Orbit), 저궤도(LEO : Low Earth Orbit) 위성, 적도
궤도 위성, 극궤도 위성 등으로 분류된다. 정지궤도 위성은 적도 상공 약 36,000Km에
위치하여 지구의 자전주기와 같은 속도로 회전하고, 통신 및 방송 서비스용으로 사용되
며 INTELSAT, INMARSAT, 무궁화위성 등이 있다. 저궤도 위성은 거리가 짧아 소형
단말기로도 통신 중계가 가능하고, 전송지연이 짧아 고속 통신이 가능하므로 IMT-
2000 서비스 등에 사용된다. 그리고 극궤도 위성은 위성체가 지나가는 경로가 남극과
북극 간의 극궤도를 통과하므로, 지구의 모든 경도를 통과하기 때문에 지구 표면 전체에
대한 자료를 얻을 수 있다.

위성통신은 고속 광대역의 전송뿐만 아니라 산간벽지, 섬, 이동체 또는 도심과 같은
지리적 여건에 관계없이 고품질의 데이터로 전송할 수 있으며, 동시에 넓은 지역을 대상
으로 하는 광역성과 동보성(broadcasting) 전송이 가능하다. 또한, 통신회선의 설정이
유연하여 안테나 등의 송수신 설비만 갖추면 통신이 가능하며, 자연재해의 영향을 비교
적 덜 받는 장점이 있다. 그러나 데이터의 보안유지가 어렵고, 전송거리가 멀어서 전송
지연의 큰 단점이 있다.
위성통신의 여러 가지 장점으로 방송 통신 분야 이외에 다양한 응용분야에 활용되고
있으며, 특히 최근에는 이동통신 서비스의 글로벌 로밍을 지원하기 위해 위성통신 기술
이 포함된 위성이동통신망이 구축되어, 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 연구
가 활발하게 진행되고 있다.