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2012. 1. 17. 13:42 대덕밸리과학소식/ETRI

스마트폰이나 태블릿PC 사용자 증가에 따른 모바일 데이터 트래픽 급증에 대응하기 위한 추가 이동통신 주파수 확보가 당면 과제로 떠오르고 있습니다.

또 정전, 폭우 등 비상 시 긴급 통신이나, 국립공원, 벽지, 연근해 지역에서의 휴대전화 불통 해소를 위한 인프라 확보 필요성도 높아지고 있습니다.

이 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 황금 주파수 대역이 있습니다.

바로 2.1GHz입니다.

2.1 GHz 위성 주파수 대역은 국제적으로 위성통신용뿐만 아니라 지상이동통신용으로 사용하도록 규정되어 있는 대역입니다.

우리나라의 경우 현재 LG유플러스, SKT 및 KT 등의 이동통신사업자가 이동통신용으로 할당받아 활용 중인 2.1GHz 지상 IMT 대역과, 바로 인접해 있는 상향 1980~2010MHz와 하향 2170~2200MHz 대역폭을 포괄적으로 정하고 있습니다.

이 대역은 60MHz의 넓은 대역폭으로 3세대 이동통신(3G) 뿐만 아니라 광대역 주파수가 필요한 LTE-Advanced 등 4세대 이동통신(4G) 등의 다양한 기술 방식을 적용할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.

또한 전 세계적으로 이 대역은 동일 주파수 대역에서 하나의 단말로 위성 및 지상 이동통신 서비스 모두를 제공하는 위성/지상 겸용 통신 대역으로, 급증하는 모바일 데이터 트래픽에 대응하는 모바일 광대역 지상망으로 활용됨과 동시에 공공재난 대비 인프라 구축 및 지상망 음영지역 해소를 위한 위성망으로 활용하고 있는 추세입니다.

실제 북미와 유럽에서는 2.1 GHz 위성 주파수 대역 활용을 위해 위성사업자를 선정하고 일부 위성도 발사하였으나, 시장이 활성화되지 않아 현재는 위성과 지상 겸용 통신망으로의 대체 활용을 추진하고 있습니다.

일본의 경우도 현재 동 대역에 대한 주파수 이용방안을 수립 중으로, 지진 발생 이후 공공 재난용을 포함한 위성/지상 겸용 통신망으로 활용하는 것에 무게를 두고 있습니다.

현재 우리나라에서도 산·학·연을 중심으로 오는 2020년까지 현재 이동통신용으로 할당된 대역폭보다 2배 이상 많은 규모 신규 주파수를 발굴한다는 '모바일 광개토 플랜'에 대응하여 동 대역을 지상 이동통신용으로 활용하기 위한 논의가 시작되었지만, 구체적인 결실이 나오지 않고 있는 상태입니다.

안도섭 ETRI 위성무선융합연구부장은 우리나라에서도 선진국에서 이미 활용을 준비 중이거나 구체적인 논의 중인 2.1GHz 위성 주파수의 위성 뿐 아니라 지상 이동통신용으로 공동 활용하는 방안을 제시하고 잇습니다.

안도섭 부장은 현재 기존 지상 단말 크기의 소형 단말에 음성 서비스를 제공할 수 있는 20m급 위성안테나 기술이 상용화된 점과 별도의 안테나 없이 기존 지상 단말과 유사한 비용으로 위성 모듈이 추가된 위성/지상 겸용 단말 확보가 가능한 점을 그 증거로 제시하고 있습니다.

또 급격한 배터리 소모 문제의 경우 기존 3세대 이동통신(3G)과 와이파이(WiFi) 간 연동과 유사한 형태의 지상과 위성 간 연동을 통해 해결할 수 있다는 것이 안도섭 부장의 생각입니다.

위성 스폿빔에서 사용하는 주파수 대역을 제외한 나머지 위성 주파수 대역을 지상에서 재사용함으로써 주파수 이용 극대화

<2.1㎓ 위성 주파수 대역 위성/지상 겸용 서비스 개념>

1. 대상 주파수 대역

o 1,980~2,010㎒/2,170~2,200㎒의 60㎒ 대역폭
- 지상 IMT(International Mobile Telecommunications) 대역과 바로 인접  

2. 서비스 개념

위성IMT 통신망뿐 아니라 지상망 IMT 자원으로도 동시에 활용할 수 있어, 위성을 이용한 음영지역 해소 및 모바일 트래픽 급증에 대한 모바일 브로드밴드 서비스 제공
o (위성IMT) 한반도 전역에 대해 이동통신 음영지역을 효과적으로 커버하여 재해재난 통신망 및 통일 대비 통신 인프라로 활용 가능
o (지상IMT) 무선 트래픽 급증을 해결하기 위한 이동통신 주파수 대역으로 활용 가능

※ 위성IMT와 지상IMT를 동시에 구현하여, 위성-지상 겸용통신망 구축도 가능함

3. 위성/지상 겸용 서비스 특징

o 2.1㎓ 위성대역은 최근 기술의 발달로 인해 1개의 정지궤도 위성으로 서비스가 가능하여 수십기의 비정지궤도 위성이 필요 없으며,
o 단말도 현재의 휴대폰에 별도의 비용 추가 없이 저가의 단말로 위성-지상 겸용 단말 이용 가능
⇒ 이러한 기술 발전에 따라 미국, 유럽, 일본 등 해외 주요 국가는 2.1㎓ 위성대역의 위성/지상 겸용 활용에 최근 관심을 집중하고 있음.
⇒ 단, 겸용 활용 시 지상 활용에 따른 경제성 확보와 위성 활용에 따른 공공성 확보 측면에서 위성/지상 겸용 기술 개발 및 관련 표준 개발 필요

<2.1㎓ 위성 주파수 대역 위성/지상 겸용을 위한 선결 과제> 

2.1 GHz 주파수 가치를 높이려면 몇 가지 해결해야 할 문제들이 있다.

첫째, 유럽 및 아시아의 위성/지상 겸용 시장까지 고려한 글로벌 지상단말 규격 단일 표준화 선도를 통한 규모의 경제 실현 및 단말 시장 선점 노력이 필수적이다. 이러한 글로벌 단말 확보를 위해서는 유럽과 일본 등 대부분의 나라에서 위성/지상 겸용으로 고려하고 있기 때문에 위성/지상 간 그리고 인접국간 간섭에 대한 고려가 필요하다.

둘째, 지상 자원 확보와 효율적 위성망 조정 및 협력을 위하여 사업자 선정을 통한 조기 주파수 선점 노력이 필수적이다. 위성망 국제등록 제원을 볼 때 인접국의 위성망으로부터 우리나라 지상 이동망에 주는 간섭 영향이 상당하여 인접국과의 무선망 운용 관련 상호 협력 없이는 주파수 확보가 어려울 것으로 예상된다.

셋째, 위성/지상 겸용 활용의 경우 평상 시에는 위성은 적은 주파수를 사용하고 비상 시에는 많은 주파수를 위성에 효율적으로 할당하는 등의 지상 주파수 가용도를 극대화할 수 있는 위성/지상 겸용망 전송 기술 개발이 필요하다.

posted by 글쓴이 과학이야기

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