저궤도 위성통신 개념 정리

■ 저궤도 위성통신 정리

 

▶ 저궤도 위성통신 서비스란?

 

지구 저궤도 (500km~2,000km)에 많은 수의 통신위성을 배치해

지상의 케이블이 아닌 통신위성을 통해 전 세계에 광대역 인터넷 서비를 제공하는 것이다.

 

저궤도 위성통신 사업은 크게 아래와 같이 구성

통신위성 / 발사서비스 / 유저안테나 / 게이트웨이

 

사업자는 많은 수의 통신위성을 제작하고 이를 로켓에 실어 우주로 발사

지상에는 위성 신호를 기존 인터넷망, 데이터센터에 연결해 주는 게이트웨이를 설치한다.

위성 배치가 완료되면,

저궤도 위성 인터넷 사용자는 인터넷 사용을 희망하는 장소에

유저안테나를 설치하고 가까운 인공위성으로 신호를 보낸다.

신호를 수신한 인공위성은 가까운 게이트웨이에 다시 신호를 전송

전 세계에 설치된 게이트웨이는 기존 인터넷망, 데이터센터와 연결되어 있어

요청받은 데이터를 사용자에게 전달

■ 저궤도 위성 vs 정지궤도 위성

 

저궤도위성(Low Earth Orbit, LEO)은 지구 궤도 200~2,000km에서 지구를 공전하는 위성

현재 지구 궤도에 존재하는 인공위성의 약 86%가 저궤도 인공위성

지구와 가깝기에 중력의 영향을 많이 받아 위성의 공전 속도가 매우 빠르다.

약 90분에 지구를 한 바퀴 돈다.

평균적 수명은 3~7년 정도로 정지궤도 위성(평균 12~20년)에 비하여 수명이 짧다.

지구를 커버할 수 있는 면적이 상대적으로 좁다.

 

정지궤도위성(Geostationary Earth Orbit, GEO)은 지구 궤도 약 35,800km에서 지구를 공전하는 위성이다.

정지궤도위성의 가장 큰 특징은 위성의 공전주기와 지구의 자전주기가 같다는 것이다.

지구에서 보았을 때 항상 정지해 있는 것처럼 보이는 위성이다.

정지궤도위성은 내가 원하는 지역을 항상 커버할 수 있다.

고도가 높기 때문에 1개 위성으로 지구 표면의 1/3 면적을 접촉할 수 있다.

전체 인공위성의 약 10.3%를 차지

거리가 너무 멀기 때문에 통신 지연시간이 길다는 단점이 있다.

■ 저궤도 위성통신 타깃과 기존 통신 사업자와의 경쟁

 

-인터넷 음영지역을 공략

인구밀도 혹은 물리적 제약으로 인해 통신 인프라를 갖추진 못한 지역

광케이블 보다 통신위성의 진입장벽이 낮다고 판단

 

-항공 및 해상지역

케이블 통신 자체가 불가능한 지역

부득이하게 필요한 경우, 정지궤도 통신위성을 활용했으나 최소한의 서비스만 가능한 정도였다.

저궤도 위성통신은 항공과 해상 지역에서 지상과 같은 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.

 

저궤도 위성통신의 경우, 인구 밀도가 높은 지역에서는 서비스 질이 떨어진다.

한 기의 통신위성이 커버해야 하는 유저터미널의 수가 많아지기 때문이다.

 

저궤도 위성통신 사업자의 시장 진입이 본격화되면

광케이블 기반으로 한 기존 통신 사업자와 경쟁은 불가피하다.

다만 완전한 대체관계보다 보완적인 관계에 가까울 것으로 판단

 

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■ 스타링크

 

스타링크 프로젝트는 저궤도 통신위성을 기반으로 한
스페이스X의 글로벌 초고속 인터넷망 구축 사업이다.
현재 약 3,500개의 스타링크 위성이 지구궤도를 돌고 있다.

재사용 로켓 기술 발전으로 발사 비용 감소, 통신 인공위성의 소형화를 통해 많은 수의 위성을 올릴 수 있었다.

 

▶스페이스X 로켓 종류 및 특징

 

스페이스X는 Falcon9, Falcon Heavy, Starship 세 종류의 재사용 로켓을 사용 및 개발

현재 상용화된 로켓은 Falcon9이다.

Falcon9은 세계 최초 궤도 등급 재사용 가능한 중형 발사체

지구 저궤도 기준 약 23t의 페이로드를 운반 가능

한번 발사로 약 50~60개의 스타링크 위성을 저궤도에 안착시킨다.

2022년 한 해에만 60번의 발사를 기록, 모든 발사에서 재사용에 성공

 

Falcon Heavy는 Falcon9 양 옆에 2기에 1단 로켓을 붙인 형태로

저궤도 운반 가능한 페이로드 무게 약 64t으로 Falcon9의 2.78배

 

Starship는 스페이스X가 개발 중인 대형 로켓

저궤도 기준 페이로드 운반 가능 무게는 100~150t

중형 로켓인 Falcon9의 6~7배 규모

 

2020년 11월 미국에서 배타 테스트를 시작으로

북미, 유럽, 오세아니아, 남미 지역 등으로 서비스 지역 확장

현재는 전 세계 약 50개 국에서 서비스가 진행되고 있다.

 

2022년 12월에 스타링크 가입자 수는 100만명을 돌파했다.

가입자 확보를 위해 국가별 요금 할인 정책을 펼쳤다.

 

가정용 서비스의 다운로드 속도, 업로드 속도, 지연율은

일반 지상통신과 비교해 크게 뒤처지지 않는 수치라고 한다.

유튜브나 넷플릭스 시청뿐만 아니라 슈팅게임도 가능하다고 한다.

 

이외에도 다양한 서비를 출시

프리미엄 / 차량 / 선박 / 항공 서비스 등이 있다.

출처: 유진투자증권

 

서비스 이용자 수가 급격함에 따라 서비스 속도가 떨어지는 현상을 보였다.

이 같은 현상은 서비스 지역 확대 및 가입자 수 증가에 따라 더욱 심해질 수 있다.

스타링크는 향후 더 많은 통신위성 배치, 위성 기능 향상으로 이를 해결할 전망이다.

 

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■ 원웹(OneWeb)

 

총 648개의 인공위성을 지구 저궤도에 발사해

전 세계에 인터넷 서비스를 제공하는 것이 목표

17번째 발상에 성공하며 578개의 위성을 운영 중이다.

빠르면 2023년 중순 서비스 진행 예정

원웹과 스페이스X 모두 같은 사업을 영위하지만 여러 차이점 존재

 

스타링크는 북미 지역 중심으로 점차 서비스 지역 확대

원웹은 북극지역 시작으로 아래로 범위 확대

 

스타링크는 스페이스 X로부터 위성발사, 유저안테나,게이트 등을 공급받는다.

원웹은 모두 외부 업체와의 계약을 통해 공급받는다.

원웹은 2019년 말 국내 인텔리안테크와 유저안테나 공급계약을 체결

빠르면 2023년 중순 서비스 진행 예정이기 때문에

인텔리안테크는 올해부터 본격적 저궤도 위성 안테나 매출이 발생될 전망

 

스타링크는 B2C 서비스를 주력으로 공급

원웹은 B2B 서비스 확대 이후 B2C로 확대해가는 전략을 구사

 

스타링크는 서비스 국가에 지사를 설립해 해당 국가로부터 허가를 받고 서비스를 배포를 진행

원웹은 지역 통신 업체들과 유통 MOU를 체결해 서비스를 배포

→ 인프라 투자비용, 마케팅 비용 등을 절감 가능

20개 이상 통신 업체와 유통 파트너십 체결, 글로벌 통신 유통망을 확대하고 있는 모습을 보이고 있다.