박광양 한국전자통신연구원 위성통신시스템연구부 성층권무선중계기술연구팀장 현재 운용중인 위성통신시스템의 제작 기술은 많은 발전을 거듭해왔다 하지만 최근에는 한정된 궤도 및 주파수 자원과 데이터의 전송 용량 및 속도 등 때문에 한계에 부딪치고 있다.
이같은 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 현재 미국, 일본, 유럽 등 기술 선진국을 중심으로 개발중인 성층권시스템이다.
해발 20∼30km의 성층권에 통신 중계기를 탑재한 무인 비행선이나 유인 비행기를 띄우고, 차세대 서비스인 광대역 무선 멀티미디어 서비스 사업에 활용하는 것이 성층권시스템의 아이디어. 성층권에 무선중계기지를 구축, 통신에 이용하는 개념은 이미 오래 전부터 제안되었지만 시스템을 구현하는 데 기술적인 어려움이 많고 다른 통신 방식보다 경제성이 낮아 그동안 상용화되지 못했다.
그러나 최근 새로운 통신서비스에 대한 시대적 요구와 경량/고인장 강도의 피복 재료, 고효율의 태양 전지 및 연료 전지, 강화 폴리에스터, GPS 항법 시스템 등 신기술의 개발에 힘입어 성층권시스템의 실용화가 가시화되고 있다.
성층권 통신시스템은 위성통신시스템과 비교하여 전송손실이 훨씬 적고 전송시간 지연도 거의 무시해도 될 만한 수준이라는 점에 장점. 또한 지상이동통신과 같은 1 km 에서 5 km 수준의 적은 반경을 갖는 셀 배치가 가능하고 주파수 재사용 효율이 높아 대량의 가입자를 수용할 수 있다.
때문에 성층권통신시스템은 위성통신과 지상이동통신의 장점을 동시에 보유한 차세대 통신시스템으로 부각되고 있다.
성층권 비행선은 고도 약 20 km 상공에 체공하면서 고속의 고정 및 이동 통신, 디지털 방송 등과 같은 통신서비스를 제공하며 카메라, 센서 등을 탑재하여 국민 복지 및 편의를 위한 기상 및 재해 관측, 교통관제, 원격탐사, 지도제작 등 다양한 응용서비스를 수행할 수 있다.
현재 이러한 성층권 통신시스템을 개발 중인 해외 개발 기관으로는 일본 우정성과 미국 SSI사, 유럽 ESA가 있고, 유사한 시스템이 미국 NASA와 에인절테크놀러지사에서 개발되고 있다.
일본은 새천년 과제(New Millenium Project)의 하나로서 정부연구기관인 우정성의 CRL과 과기청의 NAL 주도하에 10여개 일본 주요기업(이사카와지마-하리마 중공업, 카와사키 중공업, 후지 중공업, 닛산, 도시바, NEC, 미쯔비시 전기, 후지쯔 등) 및 학계 등이 참여, 범 국가적으로 2005년 상용화를 목표로 개발작업을 진행하고 있다. 미국 SSI사는 다국적 기업의 형태로 시스템 개발에 박차를 가하고 있으며, 올 하반기에 130 m급의 비행선을 제작하여 고도 약 17 km에서 비행선 및 통신서비스 성능 시험을 수행할 예정이다.
향후 선진국을 대상으로 한 광대역 통신서비스(64 kbps 에서 T1/E1급 전송속도의 대화형 비디오 및 고속 인터넷) 및 개발도상국을 대상으로 한 WLL(무선가입자망) 서비스( 8 kbps에서 16 kbps 전송속도의 음성 및 384 kbps 전송속도의 데이터 서비스) 제공을 계획하고 있다.
또한 유럽 ESA의 경우는 타당성 연구를 1999년에 종료하고, 시스템 개발을 준비하고 있다.
그 밖에 미국 NASA에서는 100 kg의 통신 탑재체를 갖는 소형의 무인 비행기(헬리오스)를 이용한 방식이 고려되고 있으며 지난해 이미 시험 비행을 실시했고 2003년경 일부 지역에 서비스를 시작할 예정이다.
그리고 미국 에인절 테크놀러지사는 유인 비행기를 사용하는 방식을 채택하여 1999년 이미 시험 비행을 종료하고, 사업 개시를 준비하고 있다.
국내에서는 1999년부터 2001년까지 정보통신부의 국책과제로 "성층권 무선중계 시스템 기반기술 연구"과제를 한국전자통신연구원이 주관하여 한국항공우주연구소와 공동으로 통신 시스템의 핵심 기술 연구, 시스템 설계 및 국제 표준화 연구를 수행하고 있으며 향후 본격적인 기술 개발 준비가 진행중이다.
ITU(International Telecommunications Union)에서는 성층권 통신용으로 상하향 각각 300 MHz의 대역폭을 갖는 47/48 GHz 주파수대역을 분배하였으며, WRC-2000 회의에서 이용 주파수 추가 분배 및 타 업무와의 공유조건을 정의할 예정이다.
이같은 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 현재 미국, 일본, 유럽 등 기술 선진국을 중심으로 개발중인 성층권시스템이다.
해발 20∼30km의 성층권에 통신 중계기를 탑재한 무인 비행선이나 유인 비행기를 띄우고, 차세대 서비스인 광대역 무선 멀티미디어 서비스 사업에 활용하는 것이 성층권시스템의 아이디어. 성층권에 무선중계기지를 구축, 통신에 이용하는 개념은 이미 오래 전부터 제안되었지만 시스템을 구현하는 데 기술적인 어려움이 많고 다른 통신 방식보다 경제성이 낮아 그동안 상용화되지 못했다.
그러나 최근 새로운 통신서비스에 대한 시대적 요구와 경량/고인장 강도의 피복 재료, 고효율의 태양 전지 및 연료 전지, 강화 폴리에스터, GPS 항법 시스템 등 신기술의 개발에 힘입어 성층권시스템의 실용화가 가시화되고 있다.
성층권 통신시스템은 위성통신시스템과 비교하여 전송손실이 훨씬 적고 전송시간 지연도 거의 무시해도 될 만한 수준이라는 점에 장점. 또한 지상이동통신과 같은 1 km 에서 5 km 수준의 적은 반경을 갖는 셀 배치가 가능하고 주파수 재사용 효율이 높아 대량의 가입자를 수용할 수 있다.
때문에 성층권통신시스템은 위성통신과 지상이동통신의 장점을 동시에 보유한 차세대 통신시스템으로 부각되고 있다.
성층권 비행선은 고도 약 20 km 상공에 체공하면서 고속의 고정 및 이동 통신, 디지털 방송 등과 같은 통신서비스를 제공하며 카메라, 센서 등을 탑재하여 국민 복지 및 편의를 위한 기상 및 재해 관측, 교통관제, 원격탐사, 지도제작 등 다양한 응용서비스를 수행할 수 있다.
현재 이러한 성층권 통신시스템을 개발 중인 해외 개발 기관으로는 일본 우정성과 미국 SSI사, 유럽 ESA가 있고, 유사한 시스템이 미국 NASA와 에인절테크놀러지사에서 개발되고 있다.
일본은 새천년 과제(New Millenium Project)의 하나로서 정부연구기관인 우정성의 CRL과 과기청의 NAL 주도하에 10여개 일본 주요기업(이사카와지마-하리마 중공업, 카와사키 중공업, 후지 중공업, 닛산, 도시바, NEC, 미쯔비시 전기, 후지쯔 등) 및 학계 등이 참여, 범 국가적으로 2005년 상용화를 목표로 개발작업을 진행하고 있다. 미국 SSI사는 다국적 기업의 형태로 시스템 개발에 박차를 가하고 있으며, 올 하반기에 130 m급의 비행선을 제작하여 고도 약 17 km에서 비행선 및 통신서비스 성능 시험을 수행할 예정이다.
향후 선진국을 대상으로 한 광대역 통신서비스(64 kbps 에서 T1/E1급 전송속도의 대화형 비디오 및 고속 인터넷) 및 개발도상국을 대상으로 한 WLL(무선가입자망) 서비스( 8 kbps에서 16 kbps 전송속도의 음성 및 384 kbps 전송속도의 데이터 서비스) 제공을 계획하고 있다.
또한 유럽 ESA의 경우는 타당성 연구를 1999년에 종료하고, 시스템 개발을 준비하고 있다.
그 밖에 미국 NASA에서는 100 kg의 통신 탑재체를 갖는 소형의 무인 비행기(헬리오스)를 이용한 방식이 고려되고 있으며 지난해 이미 시험 비행을 실시했고 2003년경 일부 지역에 서비스를 시작할 예정이다.
그리고 미국 에인절 테크놀러지사는 유인 비행기를 사용하는 방식을 채택하여 1999년 이미 시험 비행을 종료하고, 사업 개시를 준비하고 있다.
국내에서는 1999년부터 2001년까지 정보통신부의 국책과제로 "성층권 무선중계 시스템 기반기술 연구"과제를 한국전자통신연구원이 주관하여 한국항공우주연구소와 공동으로 통신 시스템의 핵심 기술 연구, 시스템 설계 및 국제 표준화 연구를 수행하고 있으며 향후 본격적인 기술 개발 준비가 진행중이다.
ITU(International Telecommunications Union)에서는 성층권 통신용으로 상하향 각각 300 MHz의 대역폭을 갖는 47/48 GHz 주파수대역을 분배하였으며, WRC-2000 회의에서 이용 주파수 추가 분배 및 타 업무와의 공유조건을 정의할 예정이다.
