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자율비행, 초공간 ‘우주인터넷’ 필수… 저궤도 위성통신
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[집중분석-UAM⑤] 자율비행, 초공간 ‘우주인터넷’ 필수… 저궤도 위성통신

KT SAT과 파트너십을 맺은 블랙스카이사가 운용 중인 위성의 모습. (제공: KT SAT) ⓒ천지일보 2022.5.22
KT SAT과 파트너십을 맺은 블랙스카이사가 운용 중인 위성의 모습. (제공: KT SAT) ⓒ천지일보 2022.5.22

하늘을 나는 운송 수단이 상용화되는 시대가 왔다. 우리나라도 오는 2025년 상용화를 목표로 한국형 도심항공모빌리티(UAM) 실증사업에 들어갔다. 국토교통부는 ‘한국형 도심항공교통 그랜드챌린지(K-UAM GC)’ 1단계 실증사업 제안서를 접수했다. 천지일보는 UAM의 역사와 현재에 대해 살피고 어떤 미래가 펼쳐질지 전망한다. 제5보에서는 UAM에서 쓰이는 통신 서비스에 대해 알아본다.

저궤도 통신위성의 핵심 서비스 UAM

선점 필수 기술… 우주 개발서도 쓰여

공간 초월하고 대용량 데이터 송수신

‘자율비행’의 많은 항공기 통제할 기술

국내 산·학·연, 기술 확보 박차 가속 중

[천지일보=손지하 기자] UAM 항공기의 원활한 운항을 위해서는 ‘우주인터넷’이라고 알려진 저궤도 위성통신이 필요하다. 저궤도 위성통신은 약 300~1200㎞의 지구 저궤도에 위성을 띄워서 통신에 활용하는 것을 말한다.

◆저궤도 위성통신이 뭐길래?

저궤도 위성통신은 공간을 초월하며 빠르게 대용량의 데이터를 송수신할 수 있게 해주는 통신 인프라다.

우리에게 친숙한 통신 인프라로는 4G와 5G가 있다. 이 둘은 지상 통신망으로서 빠르고 안정적인 특성을 보여준다. 다만 이 통신망의 한계가 있다면 바로 공간 제약이다. 비행기를 타고 이륙하면 스마트폰의 통신이 끊기듯이 공간을 초월하지는 못한다. 땅이 넓은 큰 국가의 경우 통신 인프라가 미흡하면 인터넷이 잘 안되는 경우도 마찬가지다. 일정 고도, 거리 이상은 통신망이 닿지 못한다는 한계가 있다.

UAM은 상용화 초기에는 사람이 조종하는 비중이 크겠지만 시간이 지날수록 자율비행의 영역으로 발전하게 된다. 이때 필요한 것이 초공간을 지원하는 통신 인프라다. 때문에 우리에게 친숙한 지상의 통신망은 UAM에 쓰이기에 적합하지 않다.

초공간이 가능한 위성에는 정지궤도 위성도 있는데 지연 시간이 길어서 UAM에는 사용하기 어렵다. 보통 정지궤도 위성통신의 지연 시간은 0.5초 정도다. 안전한 자율비행에는 사용하기 힘든 지연 시간이다. 통신 속도가 느린 점도 마찬가지다. 많은 eVTOL(Electric Vertical Take-Off Landing, 이비톨)을 통제하려면 대용량의 데이터가 송수신돼야 하기 때문이다.

반면 저궤도 위성통신은 초공간 통신 서비스가 가능하며 지상 통신망보다는 느리지만 정지궤도 위성통신보다는 빠르다. 지연 시간도 정지궤도 위성통신보다 5~10배 정도 짧다. 저궤도 통신 위성은 6G 시대의 핵심 통신 인프라로 UAM의 자율비행에 큰 역할을 할 것으로 전망된다.

충남도가 21일 도청 대회의실에서 저궤도 인공위성 및 도심 항공 교통(UAM) 산업 활성화 전략 마련을 위한 ‘충남 미래산업 발굴 전문가 정책 토론회’를 개최했다. (제공: 충남도) ⓒ천지일보 2022.1.21
충남도가 21일 도청 대회의실에서 저궤도 인공위성 및 도심 항공 교통(UAM) 산업 활성화 전략 마련을 위한 ‘충남 미래산업 발굴 전문가 정책 토론회’를 개최했다. (제공: 충남도) ⓒ천지일보 2022.1.21

◆산·학·연 “선제적 기술 확보해야” 한목소리

우주개발과 궤를 같이하는 저궤도 위성사업은 정부도 큰 관심을 두는 분야다. 정부는 민간의 우주개발 사업을 지원하기 위해 관련 인프라를 확충할 계획인데 이 과정에서 6G 통신위성 서비스 확대도 노린다. 2031년까지 4단계로 구분해 14기의 5G·6G 위성을 발사하고 이와 함께 지상과 공중을 연계한 통신 서비스와 단말을 실증할 방침이다.

저궤도 위성통신 기술 확보를 향한 국내 학계의 목소리도 큰 상황이다. 지난 13일 서울 노보텔 엠베서더 동대문에서 개최된 ‘2022 위성통신 콘퍼런스’에서 산·학·연 관계자들은 6G 시대의 위성통신 발전 방향을 공유하고 선제적 기술 확보의 필요성을 강조했다.

김재현 아주대학교 교수는 “저궤도 위성통신은 지상 이동통신의 한계를 극복하기 위한 핵심 기술”이라며 “위성통신 발전 동향이 단일 정지궤도 위성통신에서 군집 저궤도 위성통신으로 변하고 있다”고 설명했다.

김 교수는 “단일 정제궤도 위성통신은 긴 지연 시간과 높은 개발 및 발사 비용이 드는 반면 저궤도 위성통신은 지연시간이 짧고 소형위성 개발에 투입되는 비용과 재사용 가능한 로켓 개발로 발사 비용도 더욱 낮다”고 말했다.

이어 “저궤도 위성통신을 위한 지능형 네트워크 인프라 설계 및 관리기술과 저궤도 군집 위성 협력 전송 및 간섭 제어기법 등 핵심 기술을 확보해야 한다”고 주장했다.

산업계에서는 저궤도 위성통신 관련 제품을 개발하고 유통망을 확보하는 노력을 기울이겠다고 약속했다. 박성균 한화시스템 소장은 “저궤도 위성 분야 핵심 구성품인 디지털신호처리장치와 위성간통신모듈 관련 기술을 확보하고 있다”며 “국내 쎄트렉아이, 인텔리안테크 등과 협력한 통신탑재체, 전자식빔조향 안테나 라인업과 판매망을 구축하겠다”고 말했다.

그러면서 “올해까지 저궤도 위성통신을 통해 지상 단말 간 위치정보 송수신이 가능한 초소형 통신위성 항재밍·저피탐 웨이브폼 기술을 확보할 계획”이라며 “원격 재구성이 가능한 위성관제링크 기술 등은 오는 2024년까지 개발을 완료할 예정”이라고 말했다.

송경민 위성통신포럼 의장(KT SAT 사장)은 “위성통신 분야를 개척하기 위해서는 많은 자본과 인력, 기초과학부터 전기·전자, 부품, 에너지, 신소재까지 다양한 분야 기술력이 뒷받침돼야 한다”며 “민관이 함께 위성통신 기술 발전과 산업육성 토대를 탄탄히 구축한다면 우리나라도 머지않아 우주 강국들과 어깨를 나란히 할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

[천지일보 충남=손지하 기자] 충청남도 금산군에 KT SAT의 금산위성센터가 위치해 있다. ⓒ천지일보 2022.5.18
[천지일보 충남=손지하 기자] 충청남도 금산군에 KT SAT의 금산위성센터가 위치해 있다. ⓒ천지일보 2022.5.18

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