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전국을 단일통신망으로 엮는 동시에 화상회의 등 고품질의 통신서비스를 제공할 예정이다.

과거 10년간 광케이블이 세계 도처에 확산돼 네트워크와 전송매체로 각광을 받으면서 위성서비스 수요가 감소하리라고 많은 전문가들이 예측했다. 그러나 오늘날 위성통신은 국제간 지역간 국가내의 여러가지 운영 분야에서 뛰어난 전송매체로 부각되고 있다. 위성통신은 21세기에도 정보전송매체로서의 점유율이 그대로 유지될 전망이다.

위성과 광케이블간에 우월성 논쟁이 계속되고 있지만, 현재 개발 추세로 보아서 광기술은 더이상 위성을 위협할 수 있는 단계에는 이르지 못하고 있다. 오히려 두 분야의 전송매체가 상호보완적으로 작용할 것으로 예상된다. 즉 고밀도 장거리의 일대 일 전송경로에는 광케이블이, 일대 다 서비스에는 위성이 유리하다는 점이다.

따라서 이 글에서는 전송매체로서의 우월성 논쟁을 떠나 무궁화 위성 발사로 제공될 위성통신서비스 내용과 전세계적으로 제공되고 있는 위성통신서비스에 대해 개략적으로 살펴보기로 하자.

1960년대 초 통신위성이 개발됨에 따라서 음성과 영상을 혼합해 동시에 여러개를 중계할 수 있는 다중화 방식이 가능하게 됐다. 해저 케이블이나 단파는 하나의 프로그램만 전송이 가능하다. 이러한 장점이 부각되면서 국제위성서비스는 국가통신망으로 자리잡았다.
 

광케이블과의 차이

현재 위성은 국가 및 지역통신망에 있어 주요한 전송매체가 되고 있다. 위성 수도 증가할 뿐만 아니라 서비스의 종류가 다양화되고, 운용 주파수 대역이 넓어졌으며, 채널 당 전력 및 수명도 증가하고 있다. 국가 통신망에 위성이 도입된 이래 한 위성이 보유할 수 있는 중계채널이 늘어가고, 중계채널 당 회선용량이 증가했으며, 위성의 궤도수명이 연장되고 있다. 따라서 회선 당 가격이 현저하게 낮아지고 있는 추세. 또한 제한된 궤도내에서 스펙트럼자원을 효율적으로 이용, C밴드(3.4-6.5GHz)에서 Ku밴드(10-14.5GHz), Ka밴드(17-31GHz)로 활용영역을 넓히고 있다.

1990년부터 10년간은 1980년대에서 시작한 아날로그에서 디지털로 변환이 진행되는 시기다. 과거 20년 동안 위성은 국제 전파중계량의 2/3를 점유하고 있고, 국제링크도 디지털화되고 있지만 지상과 대양을 잇는 해저광케이블이 디지털 전송을 제공해줌에 따라 증가 추세에 있던 위성의 활용에 위협을 주었다. 그러나 광케이블은 가입자까지 미치지 않고 단지 관문(gateway)까지만 한정돼 미국 캐나다 아시아 중동 유럽 등 인구가 밀접한 곳에서만 부분적으로 이용되고 있다.

적도 상공 3만6천km에 위치한 정지궤도위성은 지구면적의 1/3을 커버할 수 있고 그 지역 내에 어떠한 두지점도 즉시 연결할 수 있다. 위성통신의 특징 중 하나는 다양한 다중억세스를 제공한다는 점이다. 기본적으로 일 대 일 접속에만 제한된 광케이블은 재해나 사고에 의해 통신이 단절되기 쉽기 때문에 해저광케이블 연결의 단선을 복구하는 목적으로도 이용될 것이다.
결국 미래에는 이 두가지 방식이 더욱 상호보완적으로 다양하게 활용될 전망이다.

주파수 시간 코드분할

위성통신망은 사용되어지는 환경에 따라 여러가지로 구성된다. 컴퓨터간의 통신이나 복수 집단 통신에 적합한 시분할다중화(TDM)와 주파수분할다중화(FDM)는 기본이다. 구성 방식에는 △음성전송에 적합한 일 대 일 링크 △여러 최종가입자간의 연결에 적합한 그물형 네트워크 △VSAT(초소형지구국, Very Small Aperture Terminal)간의 통신에 적합한 별(star)모양 네트워크 등이 있다.

일 대 일 링크 구성은 지상에서 곤란한 고대역폭의 전용선서비스를 제공할 때나 두 지점간의 거리가 멀어 위성이 광케이블보다 경제적일 경우 적합하다. 그물형 네트워크 구성은 양방향 모두 정보량의 흐름이 많은 기간망에서 사용된다. 위성으로 기간망을 구성하면 스위칭노드가 필요없어 번거롭지 않고 망구성에 유연성이 있다.

별모양 네트워크는 한마디로 한군데서 여러 곳을 접속할 수 있는 일 대 다 환경에 적합하다. 즉 중심국에서 여러개의 지구국으로 데이터를 분배하거나 주변의 터미널이 호스트에 억세스 하기를 원하는 환경이다. 이 구성은 네트워크 내의 최종 가입자간의 통신이 필요없을 때 최적이다.

앞에서도 잠깐 언급했지만 위성통신망의 구성과 함께 고려해야 할 사항은 다중억세스방식에 관한 것. 이 방식은 위성이 가진 트랜스폰더의 용량을 여러 곳에 떨어져 있는 지국국이 공유할 수 있게 해준다. 일반적으로 주파수분할 시간분할 코드분할 등 3가지의 다중억세스방식이 있다.

주파수분할방식(FDMA)을 사용하는 경우 각 지구국은 자신에게만 할당된 주파수의 반송파를 이용하여 위성망에 억세스한다. 시간분할방식(TDMA)의 경우 각 지구국은 자신에게 할당된 시간에 고속의 전송률을 갖는 반송파로 위성에 억세스한다. 코드분할방식(CDMA)은 각 지국국에 할당된 대역확산코드를 이용하여 주파수와 시간개념을 공유하면서 위성망에 억세스한다. FDMA와 TDMA를 혼합하여 다중반송파 TDMA를 발생시키는 다중억세스 방식도 있다. 또한 지구국의 필요에 따라 시간에 따른 정보흐름량을 조절하면서 억세스하는 방식도 있다.
 

어떤 서비스가 가능한가

이용자 입장에서는 지구국이 작고 초기 투자 비용이 저렴해야 위성통신에 보다 큰 매력을 가질 수 있다. 소형지구국이란 정의는 이용자에 따라 다르지만 대체로 2백W 전력증폭기와 함께 5-10m의 개구면 안테나를 갖는 지구국을 말한다. 사설기업통신망에서는 50W의 2-5m 개구면안테나가 이용되고 있다. 최근에는 초소형지구국(VSAT, 1-2.4m 개구면안테나에 2W 정도의 반도체 전력증폭기)도 많이 등장하고 있다. 가장 경제적인 가격으로 보다 많은 부가서비스를 창출할 수 있는가를 따져서 지구국 규모를 결정해야 한다.

□ 소형지구국 기업통신/전국 지점 연결

무궁화위성과 같이 Ku밴드 대역을 이용하는 경우 터미널은 지름 1-2.4m의 작은 안테나와 1-5W 정도의 전력증폭기를 사용한다. 이는 전형적인 소형지구국 서비스다. VSAT이란 용어를 처음 도입하여 사용한 회사는 미국의 초기 기업통신망 운용회사인 텔레콤제너럴사다.

망구성은 성형(별모양)이 적합하다. 고전력 증폭기와 대형 개구면 안테나를 갖춘 중심지구국이 중심이 되고 여기서 원격지구국 터미널을 중계한다. 중심지구국이란 개념은 기업의 본부가 수백개의 예하 부서와 통신을 해야하는 기업형태에는 매우 매력적이다. 대표적인 형태로는 전국 도처에 깔린 백화점 및 음식연쇄점, 항공선 예약시스템, 은행지점간 서비스, 속달 우편물서비스, 기상정보 시스템 등이다. 패킷 형태의 통신을 이용해 저속의 반송파에 설정된 시분할슬롯에 임의로 억세스하여 수백개의 소형지구국이 자신의 중심지구국과 통신할 수 있는 것은 물론, 중심지구국은 복수의 목적지를 향해 시분할 다중화 방법을 통해 연속적으로 정보를 송출할 수 있다.

□ 사설 T1서비스(TSAT)/화상회의 지원

미국의 사설전화 및 데이터망에서는 전송용량이 큰 1.544Mbps(T1) 전용링크를 이용하여 사설교환기와 화상회의 시스템을 운영하고 있다. 콤스타 샛콤 텔스타와 같은 C밴드 위성을 이용하거나 SBS G스타 갤럭시와 같이 단일 도약 그물형 사설망에서 각각 저가의 10m 및 5m 지구국 안테나를 이용하는 디지털링크에 대한 요구가 급증하고 있다. 이러한 형태의 서비스를 TSAT 이라고 부른다.

T1 전송속도는 사업자가 자신의 통신링크를 음성, 데이터, 화상회의 등 목적에 따라 제약없이 이용하기에 충분하다. 따라서 무궁화위성 통신용중계기의 일부를 임대하여 임대자의 특성에 따라 자유롭게 사설 TSAT망을 구축 할 수 있다.

TSAT망으로는 화상회의는 물론 전국적인 사내방송, 대규모적인 영상자료의 전송이 가능하다. 지방에 분교가 있는 대학은 위성을 이용한 원격강의를 할 수 있고, 전국 산간벽지에 흩어져 있는 사찰에서도 원격법회를 시도해볼 수도 있다.

□ 이동통신서비스/항공기나 선박 중계

이동통신이야말로 위성통신의 주요 서비스 영역이다. 지상의 셀룰러 무선통신이 인구밀집 지역에서 이동통신의 주류를 이루고 있지만 인구밀도가 낮은 지역에서는 가격경쟁력이 떨어진다. 그러나 저궤도위성이 아닌 정지궤도의 무궁화위성인 경우 개인간의 이동통신으로는 부적합하다. 단 항공기나 선박 등의 이동통신은 정지궤도의 통신위성이 지원한다. 미국과 캐나다에서는 위성을 이용한 항공기나 선박 이동통신이 많이 보급돼 있고 유럽 지역에서도 이동통신의 20% 정도가 위성을 이용한 것이다.

현재 이동서비스에 대한 수요급증으로 L밴드 스펙트럼이 모두 소비돼 추가 주파수 영역을 찾고 있는 실정. 앞으로는 Ku밴드 및 Ka밴드에서의 이동통신서비스가 항공기를 중심으로 확장될 전망이다.

한편 페이저(삐삐)서비스를 전국적으로 확대할 경우에는 무궁화위성의 역할이 기대된다. 즉 일정 지역을 넘어 삐삐 신호를 송출할 때는 지역과 지역을 중계하는 역할을 위성이 맡게 된다. 즉 무궁화위성을 이용하게 되면 현재 지역별로 제한돼 있는 페이저서비스를 광역으로 제공할 수 있게 된다.

□ TV프로그램 중계

미국에서는 일찍부터 텔레비전프로그램을 CATV 중계국으로 보내고, 중계국에서는 위성을 통해 1.5-2.5m의 수신용안테나(TVRO, TV Receive Only)를 갖춘 각 가정으로 직접 전송하는 방식이 널리 이용되고 있다. 현재 우리나라에서는 프로그램공급자가 프로그램을 지역방송국에 송출할 때 인텔샛의 인공위성을 이용하고 있다.

현재 외국위성을 빌려쓰고 있는 우리나라 방송사들이 무궁화위성을 이용하게 되면 보다 싼 가격으로 프로그램을 전송할 수 있을 것으로 예상된다.

만약 호텔이 지역방송국과 같이 프로그램공급자로부터 직접 프로그램을 공급받는다고 한다면 무궁화위성이 활용될 수 있을 것으로 보인다. 또한 기존의 공중파방송(KBS MBC 등)도 무궁화위성을 통해 지역방송에 프로그램을 송출할 수 있을 것으로 보인다. 현재 공중파방송은 지상중계탑을 이용해 프로그램을 송출하고 있다. 만약 위성을 통해 프로그램을 송출하면 난시청지역은 사라지게 된다. 또한 지방뉴스를 중앙에 송출할 때도 위성을 이용할 수 있다.

□ 기타 서비스

이밖에도 주요 도시간 전화회선 중계와 고속 데이터 회선의 중계를 목적으로 하는 지국간 중계서비스, 도서 및 산간지방과의 음성 및 데이터회선, 화재나 재해 등 비상시에 행정통신을 위한 서비스도 무궁화위성을 통해 이루어질 전망이다. 금융기관과 언론기관, 그리고 기업체의 고속 전용회선 서비스도 무궁화위성이 제공하게 된다.

또한 돌발사태에 대비하여 즉각적으로 회선 구성을 하여 뉴스를 전달해주는 위성뉴스수집(SNG)도 가능하게 된다. SNG는 방송사에서 스포츠중계나 사건현장에 중계차를 보내 위성을 통해 현장을 생중계하는 서비스다.

그러나 무궁화위성은 국제통신용은 아니다. 애초에 국내통신용으로만 설계돼 국제통신용으로 전환이 불가능하다. 따라서 국제전화나 해외에서 진행되는 방송중계용으로는 사용할 수 없다는 약점이 있다.