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위성 인터넷

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와일드블루의 접시형 안테나가 집 옆에 설치되어 인터넷을 수신하고 있다.

위성 인터넷 접속(衛星 - 接續, 영어: Satellite Internet access)은 통신 위성을 통해 제공되는 인터넷 접속이며, 고속을 유지할 수 있는 경우 위성 광대역이라고 불린다. 현대 소비자 등급 위성 인터넷 서비스는 일반적으로 상대적으로 높은 데이터 속도를 제공할 수 있는 정지 궤도 위성을 통해 개별 사용자에게 제공되며,[1] 최신 위성은 Ku 밴드를 사용하여 최대 506 Mbit/s의 다운스트림 데이터 속도를 달성한다.[2] 또한, 우주에서 저지연 인터넷 접속을 가능하게 하기 위해 위성 인터넷군이 저궤도에서 개발되고 있다.

역사

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1957년 10월 소련의 첫 위성 스푸트니크 1호 발사 이후, 미국은 1958년에 익스플로러 1호 위성 발사에 성공했다. 최초의 상업용 통신 위성은 벨 연구소가 제작하고 1962년 7월에 발사된 텔스타 1호였다.

적도 위를 돌며 지구의 자전과 함께 고정될 수 있는 정지 궤도 위성의 아이디어는 1928년 헤르만 포토츠니크가 처음 제안했으며, 1945년 사이언스 픽션 작가 아서 C. 클라크가 와이어리스 월드에 실린 논문에서 대중화시켰다.[3] 정지 궤도에 성공적으로 도달한 최초의 위성은 휴스 항공이 NASA를 위해 제작하고 1963년 8월 19일에 발사된 신컴 3호였다. 이후 세대의 통신 위성은 더 큰 용량과 향상된 성능 특성을 갖추고 텔레비전 전송, 군사 응용 프로그램 및 통신 목적으로 채택되었다. 인터넷과 월드 와이드 웹의 발명 이후, 정지 위성은 인터넷 접속을 제공할 잠재적인 수단으로 관심을 끌었다.

위성 기반 인터넷의 중요한 가능성을 열어준 것은 위성을 위한 Ka 밴드의 개방이었다. 1993년 12월, 휴스 항공(Hughes Aircraft Co.)은 최초의 Ka 밴드 위성인 스페이스웨이 발사 허가를 위해 연방 통신 위원회에 신청했다. 1995년, FCC는 더 많은 Ka 밴드 위성 응용 프로그램에 대한 요청을 발표했으며, 15개 회사로부터 신청을 받았다. 이들 중에는 에코스타, 록히드 마틴, GE-아메리콤, 모토로라 및 카스타 새틀라이트(KaStar Satellite)가 있었는데, 이는 나중에 와일드블루가 되었고, 다시 비아샛(Viasat)이 되었다.[4]

초기 위성 인터넷 분야의 주요 희망자 중 하나는 마이크로소프트가 부분적으로 자금을 지원했으며 궁극적으로 실패하여 90억 달러 이상이 소요된 야심 찬 프로젝트인 텔레데식이었다. 텔레데식의 아이디어는 Ka 밴드 주파수에서 수백 개의 저궤도 위성으로 구성된 위성 인터넷군을 만들어 최대 720 Mbit/s의 다운로드 속도로 저렴한 인터넷 접속을 제공하는 것이었다. 그러나 이 프로젝트는 2003년에 중단되었다. 텔레데식의 실패와 위성 통신 제공업체인 이리듐 커뮤니케이션스와 글로벌스타의 파산 신청은 위성 인터넷 개발에 대한 시장의 열기를 식혔다. 소비자를 위한 최초의 인터넷 지원 위성은 2003년 9월에 발사되었다.[5]

2004년, 최초의 고성능 위성인 아니크 F2가 발사되면서 향상된 용량과 대역폭을 제공하는 차세대 위성 계열이 운영되기 시작했다. 최근에는 2011년 비아샛의 ViaSat-1 위성, 2012년 휴즈넷의 주피터(Jupiter)와 같은 고성능 위성들이 더욱 개선되어, 다운스트림 데이터 속도가 1~3 Mbit/s에서 12~15 Mbit/s 이상으로 향상되었다. 이 위성들과 연결된 인터넷 접속 서비스는 주로 농촌 거주자들을 대상으로 다이얼업, ADSL 또는 기존 FSS를 통한 인터넷 서비스의 대안으로 제공된다.[6]

2013년에는 O3b 위성군의 첫 네 개 위성이 중궤도(MEO)로 발사되어 당시 안정적인 인터넷 접속이 없던 "다른 30억" 명의 사람들에게 인터넷 접속을 제공했다. 이후 6년 동안 16개의 위성이 추가로 이 위성군에 합류했으며, 현재는 SES가 소유 및 운영하고 있다.[7]

2014년 이후, 점점 더 많은 회사들이 지구 저궤도의 위성군을 이용한 인터넷 접속을 개발 중이라고 발표했다. SpaceX, OneWeb, 아마존 모두 각각 1000개 이상의 위성을 발사할 계획이었다. 원웹(OneWeb)만 해도 2017년 2월까지 이 프로젝트를 위해 17억 달러를 모금했으며,[8] 스페이스X는 2019년 상반기에 스타링크라는 서비스로 10억 달러 이상을 모금했다.[9] 이들은 2025년까지 위성군으로부터 300억 달러 이상의 수익을 기대했다.[10][11] 2024년 2월 기준, 스타링크는 5,402개의 위성을 궤도에 운용하고 있다.[12]

많은 계획된 위성군은 위성 간 링크에 레이저 통신을 사용하여 효과적으로 우주 기반 인터넷 백본을 생성한다.

2017년 기준, 델타와 아메리칸 항공과 같은 항공사들은 비행기 내 제한된 대역폭 문제를 해결하고 승객에게 사용할 수 있는 인터넷 속도를 제공하기 위해 위성 인터넷을 도입하고 있다.[13]

2017년 9월, SES는 차세대 O3b 위성 및 서비스인 O3b 엠파워를 발표했다. 이는 MEO 위성 7개로 구성된 위성군으로, 광대역 인터넷 서비스를 위해 30,000개의 스팟 빔을 통해 전 세계적으로 10 테라비트 용량을 제공한다.[14] O3b mPOWER 위성 주문량은 이후 11개로, 다시 13개로 증가했으며, 2022년 12월 16일에는 첫 두 개의 O3b 엠파워 위성이 성공적으로 발사되었고, 2023년에는 4개가 추가 발사되어 2024년 4월에 기존 O3b 위성군과 함께 서비스 운영을 시작했다.[15][16][17] 이후 2024년에 두 개의 위성이 추가로 위성군에 합류하여 발사되었다.[18][19]

기업 및 시장

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미국

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2024년 기준 미국에서 위성을 통해 가정 인터넷 서비스를 제공하는 회사로는 비아샛의 엑세드 브랜드, 에코스타의 자회사 휴즈넷, 스타링크, 그리고 프로젝트 카이퍼가 있었다.[20]

유럽 연합

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EU는 2020년대에 IRIS² 프로젝트를 시작할 계획이다.[21]

중화인민공화국

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2023년 기준 중화인민공화국은 차이나샛이 운영하는 자체 국영 위성 인터넷군을 개발 중이다.[22]

인도

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인도의 주요 서비스로는 원웹과 지오스페이스파이버가 있다.[23] 그리고 2023년 현재 스타링크와 프로젝트 카이퍼에 대한 라이선스를 검토 중이다.[24]

대한민국

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대한민국에서는 무궁화 위성을 사용하여 인터넷에 연결해 통신할 수 있다. 무궁화위성에서 위성 수신 카드와 같은 위성 안테나를 이용하여 수신하고, 상향은 전화선을 이용한 지상망으로 인터넷 서비스 제공자를 거쳐 지구국의 위성 통신 장치를 통해 무궁화 위성으로 송신하게 된다. 현재 인터넷 연결에 취약한 국내 격오지 농가 등을 대상으로 하는 무궁화 위성 기반에 토종 위성 인터넷 접속 B2C 서비스 제공은 완전히 중단되었다. 하지만 이동통신 기지국 연결, 선박 통신 등에서 다수의 통신망 가입자들을 보유한 민간 부분의 사업체들을 대상으로는 B2B 서비스를 지속하고 있다. 국내에서는 가까운 미래에 서비스 시작을 목표로 5G기술 기반에 위성 인터넷 서비스가 준비 중이다.

기능

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위성 인터넷 작동 방식

위성 인터넷은 일반적으로 세 가지 주요 구성 요소에 의존한다. 위성은 역사적으로 정지 궤도 (또는 GEO)에 있었지만 현재는 점점 더 지구 저궤도 (LEO) 또는 지구 중궤도 (MEO)에 위치한다.[25] 다수의 지상국은 게이트웨이로 알려져 있으며, 무선파(마이크로파)를 통해 위성으로 인터넷 데이터를 중계하고 위성으로부터 데이터를 전달한다. 각 가입자에게 서비스를 제공하기 위한 추가 지상국에는 작은 안테나와 무선 송수신기가 있다. 위성 인터넷 시스템의 다른 구성 요소로는 사용자의 네트워크를 무선 송수신기와 연결하는 사용자 측 모뎀과 전체 시스템을 모니터링하기 위한 중앙 집중식 네트워크 운영 센터 (NOC)가 있다. 광대역 게이트웨이와 함께 작동하는 위성은 모든 네트워크 통신이 스타의 중심에 있는 네트워크 허브 프로세서를 통과하는 스타 네트워크 토폴로지를 운영한다. 이 구성에서는 허브에 연결할 수 있는 지상국의 수가 사실상 무제한이다.

위성

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새로운 광대역 위성 네트워크의 중심은 적도 상공 35,786 킬로미터 (22,236 mi)에 위치하며 Ka 밴드(18.3–30 GHz) 모드로 작동하는 차세대 고출력 GEO 위성으로 판매된다.[26] 이 새로운 목적별 위성들은 광대역 애플리케이션을 위해 설계 및 최적화되었으며, 이전 통신 위성에서 사용되던 넓은 빔보다 훨씬 작은 영역을 목표로 하는 여러 개의 좁은 스팟 빔을 사용한다.[27] 이 스팟 빔 기술은 위성이 할당된 대역폭을 여러 번 재사용할 수 있게 하여 기존의 넓은 빔 위성보다 훨씬 높은 전체 용량을 달성할 수 있도록 한다. 스팟 빔은 또한 정의된 집중 영역에 더 많은 전력을 집중하고 수신기 감도를 증가시켜 성능과 결과적인 용량을 높일 수 있다. 스팟 빔은 가입자 측 터미널로 송수신하는 가입자 스팟 빔과 서비스 제공업체 지상국으로 송수신하는 게이트웨이 스팟 빔의 두 가지 유형 중 하나로 지정된다. 스팟 빔의 좁은 커버리지 영역을 벗어나면 성능이 크게 저하될 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 스팟 빔은 'Carrier' 변조와 같은 다른 중요한 신기술의 사용을 불가능하게 만들 수 있다.

위성의 스팟 빔 기술과 함께, 전통적으로 네트워크에서 위성이 우주의 다리 역할을 하여 지상에 있는 두 통신 지점을 연결하는 벤트 파이프 아키텍처가 사용되어 왔다. "벤트 파이프"라는 용어는 위성이 꺾이는 지점에 위치한 송신 및 수신 안테나 사이의 데이터 경로 모양을 설명하는 데 사용된다. 간단히 말해, 이 네트워크 구성에서 위성의 역할은 최종 사용자의 터미널에서 ISP의 게이트웨이로 신호를 중계하고, 위성에서 신호를 처리하지 않고 다시 되돌리는 것이다. 위성은 특정 무선 주파수의 반송파를 수신, 증폭 및 리디렉션하며, 이를 트랜스폰더라는 신호 경로를 통해 전달한다.[28]

스타링크 및 제안된 텔레샛 위성군과 같은 일부 LEO 위성군은 고처리량 광학 위성 간 링크를 위해 레이저 통신 장비를 사용할 것이다. 상호 연결된 위성들은 위성에서 위성으로 사용자 데이터를 직접 라우팅할 수 있게 하여 효과적으로 우주 기반 광학 메시 네트워크를 생성하고 원활한 네트워크 관리와 서비스 연속성을 가능하게 할 것이다.[29]

위성은 지구로부터 통신 신호를 수신하고 목표 위치로 신호를 전송하기 위한 자체 안테나 세트를 가지고 있다. 이 안테나와 트랜스폰더는 위성 "페이로드"의 일부이며, 지구의 다양한 장소에서 신호를 수신하고 전송하도록 설계되었다. 페이로드 트랜스폰더에서 이러한 전송 및 수신을 가능하게 하는 것은 주파수를 변경하고, 필터링하고, 분리하고, 증폭하고, 신호를 그룹화하여 지구상의 목적지 주소로 라우팅하는 데 사용되는 중계기 서브시스템(RF(무선 주파수) 장비)이다. 위성의 고이득 수신 안테나는 전송된 데이터를 트랜스폰더로 전달하며, 트랜스폰더는 이를 필터링, 변환 및 증폭한 다음, 온보드 송신 안테나로 리디렉션한다. 그런 다음 신호는 캐리어라고 알려진 채널을 통해 특정 지상 위치로 라우팅된다. 페이로드 외에 통신 위성의 다른 주요 구성 요소는 버스(bus)라고 불리는데, 이는 위성을 제 위치로 이동시키고, 전력을 공급하고, 장비 온도를 조절하고, 건강 및 추적 정보를 제공하고, 기타 수많은 운영 작업을 수행하는 데 필요한 모든 장비를 포함한다.[28]

게이트웨이

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지난 10년 동안 위성 기술의 극적인 발전과 함께 지상 장비도 유사하게 발전하여, 더 높은 수준의 통합과 증가하는 처리 능력으로 용량과 성능 한계를 모두 확장했다. 게이트웨이 또는 게이트웨이 지상국은 지상국, 텔레포트 또는 허브라고도 불린다. 이 용어는 때때로 안테나 접시 부분만을 설명하는 데 사용되거나, 모든 관련 구성 요소를 포함하는 완전한 시스템을 지칭할 수도 있다. 간단히 말해, 게이트웨이는 최종 사용자의 사이트에서 시작된 요청을 전달하는, 복귀 또는 업스트림 페이로드의 마지막 구간에서 위성으로부터 전파 신호를 수신한다. 게이트웨이 위치의 위성 모뎀은 외부 안테나에서 들어오는 신호를 IP 패킷으로 복조하고 패킷을 로컬 네트워크로 보낸다. 액세스 서버/게이트웨이는 인터넷으로/부터 전송되는 트래픽을 관리한다. 초기 요청이 게이트웨이 서버에 의해 처리되고, 인터넷으로 전송되고 인터넷으로부터 반환되면, 요청된 정보는 위성을 통해 최종 사용자에게 포워드 또는 다운스트림 페이로드로 다시 전송되며, 위성은 신호를 가입자 터미널로 보낸다. 각 게이트웨이는 자신이 서비스하는 게이트웨이 빔에 대한 인터넷 백본 연결을 제공한다.

위성 지상 시스템을 구성하는 게이트웨이 시스템은 위성 및 해당 지상 연결을 위한 모든 네트워크 서비스를 제공한다. 각 게이트웨이는 가입자 터미널이 인터넷에 연결하기 위한 다중 서비스 액세스 네트워크를 제공한다.

미국 대륙은 적도 북쪽에 위치하므로 모든 게이트웨이 및 가입자 접시 안테나는 남쪽 하늘에 대한 시야가 확보되어야 한다. 위성의 정지 궤도로 인해 게이트웨이 안테나는 고정된 위치를 향해 있을 수 있다.

안테나 접시 및 모뎀

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고객이 제공한 장비(즉, PC 및 라우터)가 광대역 위성 네트워크에 접속하려면 고객은 추가 물리적 구성 요소를 설치해야 한다.

실외기 (ODU)

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실외기의 끝에는 일반적으로 작은 (2–3피트, 직경 60~90 cm) 반사형 접시형 무선 안테나가 있다. VSAT 안테나는 위성과의 적절한 가시선 (L-O-S)을 허용하기 위해 하늘에 대한 방해 없는 시야를 가져야 한다. 안테나가 위성에서 올바르게 구성되었는지 확인하는 데 사용되는 네 가지 물리적 특성 설정은 방위각, 고도, 편파 및 스큐이다. 이러한 설정의 조합은 실외기에 선택된 위성으로의 L-O-S를 제공하고 데이터 전송을 가능하게 한다. 이러한 매개변수는 일반적으로 장비 설치 시 빔 할당 (Ka 밴드만 해당)과 함께 설정되며, 이러한 모든 단계는 서비스 실제 활성화 전에 수행되어야 한다. 송수신 구성 요소는 일반적으로 안테나의 초점에 장착되어 위성으로부터/으로 데이터를 수신/전송한다. 주요 부품은 다음과 같다:

  • 피드(Feed) – 이 어셈블리는 VSAT 수신 및 전송 체인의 일부로, 깔때기 모양의 장치 전면에 있는 피드 혼을 포함하여 다양한 기능을 가진 여러 구성 요소로 구성되며, 접시 반사기 표면 전체에 위성 마이크로파 신호를 집중시키는 역할을 한다. 피드 혼은 접시 표면에서 반사된 신호를 수신하고 위성으로 다시 나가는 신호를 전송한다.
  • 블록 업컨버터 (BUC) – 이 장치는 피드 혼 뒤에 위치하며 동일한 장치의 일부일 수도 있지만, 더 큰 (더 높은 와트) BUC는 안테나 바닥에 부착된 별도의 부품일 수 있다. 이 장치의 역할은 모뎀에서 오는 신호를 더 높은 주파수로 변환하고, 접시에서 반사되어 위성으로 향하기 전에 증폭하는 것이다.
  • 로우 노이즈 블록 다운컨버터 (LNB) – 이것은 터미널의 수신 요소이다. LNB의 역할은 접시에서 반사되는 수신 위성 무선 신호를 증폭하고, 유효한 정보를 전달하지 않는 모든 신호인 노이즈를 걸러내는 것이다. LNB는 증폭되고 필터링된 신호를 사용자 위치의 위성 모뎀으로 전달한다.

실내기 (IDU)

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위성 모뎀은 실외기와 고객 제공 장비(즉, PC, 라우터) 사이의 인터페이스 역할을 하며 위성 전송 및 수신을 제어한다. 송신 장치(컴퓨터, 라우터 등)로부터 입력 비트스트림을 수신하고 이를 무선파로 변환 또는 변조하며, 들어오는 전송의 경우 그 반대 과정을 수행하는데, 이를 복조라고 한다. 두 가지 유형의 연결을 제공한다:

  • 위성 안테나로의 동축 케이블 (COAX) 연결. 모뎀과 안테나 사이에서 전자기 위성 신호를 전달하는 케이블은 일반적으로 길이가 150피트(약 45미터)를 넘지 않도록 제한된다.
  • 인터넷 콘텐츠 서버로/부터 고객의 데이터 패킷을 전달하는 컴퓨터로의 이더넷 연결.

소비자 등급 위성 모뎀은 일반적으로 할당된 게이트웨이와 통신하기 위해 DOCSIS 또는 와이맥스 통신 표준을 사용한다.

과제 및 한계

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신호 지연 시간

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지연 시간 (일반적으로 "핑 시간"이라고 함)은 데이터를 요청한 후 응답을 받기까지의 지연 시간이며, 단방향 통신의 경우 신호가 실제로 방송되는 순간과 목적지에서 수신되는 시간 사이의 지연이다.

무선 신호는 정지 궤도 위성에 도달하는 데 약 120밀리초가 걸리고, 다시 지상국에 도달하는 데 120밀리초가 걸리므로 총 1/4초 정도가 소요된다. 일반적으로 완벽한 조건에서는 위성 통신에 관련된 물리적 현상으로 인해 왕복 시간 지연이 약 550밀리초 발생한다.

더 긴 지연 시간은 표준 지상 기반 네트워크와 정지 궤도 위성 기반 네트워크 간의 주요 차이점이다. 정지 궤도 위성 통신 네트워크의 왕복 지연 시간은 지상 기반 네트워크의 12배 이상이 될 수 있다.[30][31]

위성 지연은 특히 온라인 게임과 같은 시간에 민감한 애플리케이션에 해로울 수 있지만 (다만 1인칭 슈팅 게임이나 레이싱 시뮬레이터와 같은 게임에만 심각하게 영향을 미치며, 많은 MMOG는 위성 인터넷에서도 잘 작동할 수 있다[32]), IPTV는 일반적으로 단방향 통신 작업이며 지연은 비디오 전송에 중요한 요소가 아니다.

이 지연의 영향은 데이터 압축, TCP 가속화 및 HTTP 프리페칭을 사용하여 완화될 수 있다.[33]

정지 궤도

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정지 궤도 (또는 정지 지구 궤도/GEO)는 지구 적도(위도 0°) 바로 위에 있는 지구 동기 궤도로, 지구 자전 주기와 같은 주기를 가지며 궤도 이심률이 거의 0(즉, "원형 궤도")이다. 정지 궤도에 있는 물체는 지상 관측자에게 하늘의 고정된 위치에 움직이지 않는 것처럼 보인다. 발사체는 통신 위성과 기상 위성을 종종 정지 궤도에 배치하여, 위성과 통신하는 지상 안테나가 위성을 추적하기 위해 움직일 필요 없이 위성이 머무는 하늘의 위치를 영구적으로 향할 수 있도록 한다. 정지 궤도의 일정한 위도 0°와 원형성으로 인해 GEO에 있는 위성은 경도에 따라서만 위치가 달라진다.

지상 기반 통신과 비교할 때, 모든 정지 위성 통신은 신호가 정지 궤도 위성으로 35,786 km (22,236 mi) 이동하고 다시 지구로 돌아와야 하므로 더 높은 지연 시간을 경험한다. 심지어 빛의 속력(약 300,000 km/s 또는 186,000 마일/초)으로도 이 지연은 상당하게 느껴질 수 있다. 다른 모든 신호 지연을 제거할 수 있다고 하더라도, 무선 신호가 위성으로 이동했다가 지상으로 돌아오는 데 여전히 약 250밀리초(ms), 즉 약 4분의 1초가 걸린다.[34] 총 지연의 절대 최소량은 위성이 하늘의 한 위치에 머무는 반면, 지상 기반 사용자는 바로 아래(왕복 지연 시간 239.6 ms)에 있거나 행성의 멀리 떨어진 지평선 근처(왕복 지연 시간 279.0 ms)에 있을 수 있기 때문에 달라진다.[35]

인터넷 패킷의 경우, 응답이 수신되기 전에 그 지연은 두 배가 된다. 이것이 이론적인 최소값이다. 네트워크 소스에서 발생하는 다른 일반적인 지연을 고려하면, 사용자에서 ISP까지의 일반적인 단방향 연결 지연 시간은 500~700 ms이며, 사용자에게 다시 돌아오는 총 왕복 시간(RTT) 지연 시간은 약 1,000~1,400 ms이다. 이는 일반적으로 총 지연 시간이 150~200 ms인 대부분의 전화 접속 사용자보다 길고, 케이블 또는 VDSL과 같은 다른 고속 인터넷 서비스 사용자에게서 경험하는 일반적인 15~40 ms의 지연 시간보다 훨씬 높다.[36]

정지 위성의 경우 지연 시간을 완전히 없앨 수는 없지만, 발신자와 수신자 간의 피드백 루프를 분할("스푸핑")하여 패킷당 겉보기 왕복 시간(RTT)을 단축하는 TCP 가속 기능을 사용하여 인터넷 통신에서 문제를 어느 정도 완화할 수 있다. 위성 인터넷 장비에 내장된 최신 기술 개발에는 특정 가속 기능이 종종 포함되어 있다.

또한 지연 시간은 웹 서버와 웹 클라이언트 간에 여러 데이터 교환이 필요한 SSL과 같은 보안 인터넷 연결의 시작에도 영향을 미친다. 이러한 데이터 조각은 작지만, 핸드셰이크에 관련된 여러 왕복은 다른 형태의 인터넷 연결에 비해 긴 지연을 발생시킨다. 이는 2011년 농촌 모바일 및 광대역 연합(Rural Mobile and Broadband Alliance)이 발행한 보고서에서 스티븐 T. 코브(Stephen T. Cobb)가 문서화했다.[37] 이러한 불편함은 일부 서비스형 소프트웨어 또는 SaaS 애플리케이션에서 데이터를 입력하고 편집하는 것은 물론 다른 형태의 온라인 작업에서도 발생한다.

가상사설망과 같이 멀리 떨어진 컴퓨터에 대한 라이브 상호 작용 액세스와 같은 기능은 높은 지연 시간의 영향을 받을 수 있다. 많은 TCP 프로토콜은 높은 지연 시간 환경에서 작동하도록 설계되지 않았다.

지구 중궤도 및 저궤도

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지구 중궤도 (MEO) 및 지구 저궤도 (LEO) 위성군은 위성이 지상에 더 가깝기 때문에 이러한 긴 지연이 발생하지 않는다. 예를 들어:

  • 현재 LEO 위성군인 글로벌스타 및 이리듐 위성은 왕복 지연 시간이 40 ms 미만이지만, 채널당 64 kbit/s로 광대역보다 처리량이 적다. 글로벌스타 위성군은 지구 상공 1,420 km에서 궤도를 돌고 이리듐은 670 km 고도에서 궤도를 돈다.
  • O3b 위성군은 8,062 km 상공을 궤도하며, RTT 지연 시간은 약 125 ms이다.[38] 이 네트워크는 또한 1 Gbit/s를 훨씬 초과하는 링크로 훨씬 더 높은 처리량을 위해 설계되었다. 차세대 O3b 엠파워 위성군은 동일한 궤도를 공유하며 단일 사용자에게 50 Mbit/s에서 수 기가비트/초까지 제공한다.[39]
  • 2021년 한 연구에 따르면 스타링크 위성은 고도 550 km에서 궤도를 돌며 평균 RTT 지연 시간은 45 ms였다.[40] 2022년 또 다른 연구에 따르면 메트로 밴쿠버 지역에서 실시된 측정 연구 결과, 스타링크 네트워크의 지연 시간은 지상 네트워크의 지연 시간보다 1.8 ms에서 22.8 ms 더 길었다.[41] 정확한 측정 결과는 스타링크 인프라 배포가 시간과 위치에 따라 달라질 수 있으므로 다를 수 있다.

정지 궤도 위성과 달리 LEO 및 MEO 위성은 하늘에 고정된 위치에 머무르지 않으며, 낮은 고도에서 지구의 더 작은 영역만 "볼" 수 있다. 따라서 지속적이고 광범위한 접근을 위해서는 많은 위성으로 구성된 위성군(MEO보다 LEO가 더 많은 위성을 필요로 함)과 위성 간 데이터 전송을 전환하고 고객과의 연결을 유지하기 위한 복잡한 위성군 관리, 그리고 지상국의 추적이 필요하다.[25][42]

MEO 위성은 지상국에서 동일한 신호 강도를 달성하기 위해 LEO보다 더 높은 전력 전송이 필요하지만, 높은 고도는 또한 궤도 과밀도를 줄여주고, 더 느린 궤도 속도는 도플러 효과와 필요한 위성군의 크기 및 복잡성을 모두 감소시킨다.[43][44]

움직이는 위성의 추적은 일반적으로 세 가지 방법 중 하나를 사용하여 수행된다:

  • 동시에 하늘에 보이는 하나 이상의 위성과 통신할 수 있는 더 확산되거나 완전히 무지향성 지상 안테나를 사용하지만, 고정된 정지 궤도 접시형 안테나보다 훨씬 높은 송신 전력(낮은 이득으로 인해)과 신호 수신에 훨씬 더 열악한 신호 대 잡음비가 발생한다.
  • 개별 위성을 추적하는 고이득, 좁은 빔 안테나를 가진 전동식 안테나 마운트를 사용한다.
  • 위성군 내 각 위성의 경로를 예측할 수 있는 소프트웨어와 함께 전자적으로 빔을 조종할 수 있는 위상배열 안테나를 사용한다.

2022년 5월, 카자흐스탄 이동 통신사 Kcell과 위성 소유 및 운영사 SES는 SES의 O3b 위성 MEO 위성군을 사용하여 MEO 위성이 카자흐스탄 외곽 지역에 안정적인 화상 통화, 회의 및 스트리밍, 웹 브라우징을 위한 고속 모바일 인터넷을 제공할 수 있음을 입증했으며, 기존 정지 궤도 위성 기반 플랫폼보다 5배 낮은 지연 시간을 기록했다.[45][46]

초경량 고고도 항공기 위성

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중계 위성의 제안된 대안은 특별 목적의 고고도 플랫폼 기지 항공기로, 고정된 지상 위치 위에서 원형 경로를 따라 약 20,000미터 고도에서 자율 컴퓨터 제어 하에 작동한다.

예를 들어, 미국 방위고등연구계획국 Vulture 프로젝트는 최대 5년 동안 고정된 영역 위에서 정지 상태를 유지할 수 있으며, 지상 자산에 지속적인 감시 기능을 제공하고 극히 낮은 지연 시간 통신 네트워크를 서비스할 수 있는 초경량 항공기를 구상했다.[47] 이 프로젝트는 2012년 운영되기 전에 취소되었다.

기내 배터리는 낮 시간 동안 날개를 덮고 있는 태양 전지판을 통해 충전되고 밤에는 비행기에 전력을 공급한다. 지상 기반 위성 인터넷 접시 안테나는 항공기와 신호를 주고받아 왕복 신호 지연 시간을 0.25밀리초로 크게 줄인다. 이 비행기는 재급유 없이 장기간 운행될 수 있다. 다양한 유형의 항공기를 포함하는 여러 유사한 계획들이 과거에 제안된 바 있다.

간섭

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접을 수 있는 빅폰드 위성 인터넷 접시 안테나

위성 통신은 최종 사용자나 지상국과 사용되는 위성 사이의 신호 경로에 있는 수분 및 다양한 형태의 강수(예: 비 또는 눈)의 영향을 받는다. 신호에 대한 이러한 간섭은 레인 페이드로 알려져 있다. 이 영향은 저주파 'L' 및 'C' 밴드에서는 덜 두드러지지만, 고주파 'Ku' 및 'Ka' 밴드에서는 상당히 심각해질 수 있다. 비가 많이 오는 열대 지역의 위성 인터넷 서비스의 경우, 원형 편파 위성을 사용하는 C 밴드(4/6 GHz)가 인기가 있다.[48] Ka 밴드(19/29 GHz) 위성 통신은 큰 레인 마진, 적응형 업링크 전력 제어 및 강우 시 비트율 감소와 같은 특별한 기술을 사용할 수 있다.

레인 마진(Rain margins)은 수분 및 강수량으로 인한 신호 저하를 고려하는 데 필요한 추가 통신 링크 요구 사항으로, 10 GHz 이상의 주파수에서 작동하는 모든 시스템에서 매우 중요하다.[49]

서비스가 중단되는 시간을 줄이려면 위성 통신 접시 안테나의 크기를 늘려 다운링크에서 더 많은 위성 신호를 수집하고 업링크에서 더 강한 신호를 제공할 수 있다. 다시 말해, 더 큰 파라볼라 안테나를 사용하여 안테나 이득을 높이는 것은 전체 채널 이득을 높이고 결과적으로 신호 대 잡음(S/N)비를 높이는 한 가지 방법이다. 이를 통해 성공적인 통신을 위한 최소 임계값 아래로 S/N비가 떨어지지 않으면서도 레인 페이드로 인한 더 큰 신호 손실을 허용한다.

최신 소비자용 접시형 안테나는 상당히 작아서 레인 마진을 줄이거나 필요한 위성 다운링크 전력과 비용을 증가시키는 경향이 있다. 그러나 위성 비용을 줄이기 위해 소비자 안테나 크기를 늘리는 것보다 더 비싼 위성을 만들고 더 작고 저렴한 소비자 안테나를 만드는 것이 종종 더 경제적이다.

직경 3.7 m에서 13 m에 이르는 대형 상업용 접시형 안테나는 레인 마진을 높이고, 보다 효율적인 변조 코드를 허용하여 비트당 비용을 줄이는 데 사용될 수 있다. 또는 더 큰 개구 안테나는 위성에서 더 적은 전력으로도 허용 가능한 성능을 달성할 수 있다. 위성은 일반적으로 광전지 태양열 발전을 사용하므로 에너지 자체에 대한 비용은 없지만, 더 강력한 위성에는 더 크고 강력한 태양 전지판과 전자 장치, 종종 더 큰 송신 안테나가 필요하다. 더 큰 위성 부품은 재료 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 위성의 무게를 증가시키며, 일반적으로 위성을 궤도에 발사하는 비용은 무게에 비례한다. (또한 위성 발사체(즉, 로켓)에는 특정 페이로드 크기 제한이 있으므로, 위성의 태양 전지판 및 고이득 안테나와 같은 부품을 더 크게 만들려면 더 복잡한 접힘 메커니즘이 필요하거나 더 큰 페이로드를 처리할 수 있는 더 비싼 발사체로 업그레이드해야 할 수 있다.)

변조된 반송파는 비 문제 또는 기타 링크 손상에 대응하여 적응형 코딩 및 변조(ACM)라는 프로세스를 사용하여 동적으로 변경될 수 있다. ACM은 일반적인 맑은 하늘 조건에서 비트율을 상당히 증가시켜 Hz당 전송되는 비트 수를 늘리고, 따라서 비트당 전체 비용을 줄일 수 있게 한다. 적응형 코딩은 위성 또는 지상 등 사용 가능한 모든 수단을 통한 일종의 반환 또는 피드백 채널을 필요로 한다.

가시선

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프레넬 존. D는 송신기와 수신기 사이의 거리이고, r은 프레넬 존의 반경이다.

두 물체가 가시선 내에 있다고 하는 것은 물체 사이에 산과 같은 어떠한 방해도 없이 직선을 연결할 수 있을 때를 말한다. 지평선 너머의 물체는 가시선 아래에 있으므로 통신하기 어려울 수 있다.

일반적으로 시스템이 최적으로 작동하려면 접시 안테나와 위성 사이에 완전히 명확한 가시선이 필요하다. 신호는 수분에 의한 흡수 및 산란에 취약할 뿐만 아니라, 신호 경로에 나무 및 기타 식물이 존재함으로써 유사하게 영향을 받는다. 무선 주파수가 900 MHz 아래로 감소하면 식물을 통한 투과율이 증가하지만, 대부분의 위성 통신은 2 GHz 이상에서 작동하므로 나무 잎과 같은 사소한 장애물에도 민감하다. 겨울철 접시 안테나 설치는 봄과 여름에 나타날 식물의 잎 성장도 고려해야 한다.

프레넬 존

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송신 안테나와 수신 안테나 사이에 직접적인 가시선이 있더라도 신호 경로 근처의 물체로부터의 반사는 위상 상쇄를 통해 겉보기 신호 전력을 감소시킬 수 있다. 반사로 인해 신호가 손실되는지 여부와 정도는 안테나의 프레넬 존에 있는 물체의 위치에 따라 결정된다.

양방향 위성 전용 통신

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위성 모뎀의 뒷면 패널로, 들어오고 나가는 신호를 위한 동축 연결과 연결을 위한 이더넷 포트가 있다.

가정용 또는 소비자 등급의 양방향 위성 인터넷 서비스는 원격 초소형 개구 단말기 (VSAT)에서 위성을 통해 통신 포트 (텔레포트)로 데이터를 송수신하며, 텔레포트는 지상 인터넷을 통해 데이터를 중계한다. 각 위치의 위성 접시 안테나는 다른 위성과의 간섭을 피하기 위해 정확하게 지향되어야 한다. 각 VSAT 사이트에서 업링크 주파수, 비트 전송률 및 전력은 서비스 제공업체 허브의 제어 하에 정확하게 설정되어야 한다.

양방향 위성 인터넷 서비스에는 시분할다중접속 (TDMA)과 단일 반송파당 단일 채널 (SCPC)을 포함하여 여러 유형이 있다. 양방향 시스템은 소비자 및 소규모 기업을 위한 60-100 cm 접시 안테나와 몇 와트의 출력 전력을 가진 간단한 VSAT 터미널이거나 더 많은 대역폭을 제공하는 더 큰 시스템일 수 있다. 이러한 시스템은 종종 "위성 광대역"으로 판매되며, ADSL과 같은 유선 기반 시스템보다 월 2~3배 비쌀 수 있다. 이 서비스에 필요한 위성 모뎀은 종종 독점적이지만, 일부는 여러 다른 제공업체와 호환된다. 또한 이 모뎀은 600~2000 미국 달러 범위로 비싸다.

SES 광대역 터미널 접시 안테나에 사용되는 양방향 "iLNB".

SES 광대역 터미널 접시 안테나에 사용되는 양방향 "iLNB"에는 송신기와 단일 편파 수신 LNB가 있으며, 둘 다 틀:Ku 밴드에서 작동한다. SES 광대역 모뎀의 가격은 299유로에서 350유로까지 다양하다. 이러한 유형의 시스템은 일반적으로 이동 차량에서 사용하기에 부적합하지만, 일부 접시 안테나는 접시를 지속적으로 재정렬하기 위한 자동 팬 및 틸트 메커니즘에 장착될 수 있지만, 이들은 더 비싸다. SES 광대역 기술은 벨기에 회사인 뉴텍(Newtec)이 제공했다.

대역폭

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소비자 위성 인터넷 고객은 PC 한 대를 사용하는 개별 가정 사용자부터 수백 대의 PC를 사용하는 대규모 원격 사업장까지 다양하다.

가정 사용자는 혼잡이 없을 때 높은 피크 비트 전송률을 허용하면서 비용을 줄이기 위해 공유 위성 용량을 사용하는 경향이 있다. 일반적으로 각 사용자가 지불한 금액에 따라 공정한 할당량을 받을 수 있도록 제한적인 시간 기반 대역폭 할당량이 있다. 사용자가 할당량을 초과하면 회사는 접속 속도를 늦추거나, 트래픽 우선순위를 낮추거나, 초과 대역폭 사용에 대해 요금을 부과할 수 있다. 소비자 위성 인터넷의 경우, 할당량은 일반적으로 하루 200 메가바이트에서 한 달에 25 기가바이트까지 다양할 수 있다.[50][51][52] 공유 다운로드 캐리어는 1에서 40 Mbit/s의 비트 전송률을 가지며 100에서 4,000명의 최종 사용자가 공유할 수 있다.

공유 사용자 고객을 위한 업링크 방향은 일반적으로 시분할다중접속 (TDMA) 방식이다. 이는 다른 사용자들 사이에서 짧은 패킷 버스트를 간헐적으로 전송하는 방식이다 (셀룰러 전화가 기지국을 공유하는 방식과 유사하다).

각 원격 위치에는 전화 모뎀이 장착될 수도 있다. 이 연결은 일반적인 전화 접속 ISP와 동일하다. 양방향 위성 시스템은 때때로 지연 시간이 대역폭보다 더 중요한 데이터의 경우 양방향으로 모뎀 채널을 사용할 수 있으며, 파일 전송과 같이 대역폭이 지연 시간보다 더 중요한 다운로드 데이터의 경우 위성 채널을 예약할 수 있다.

2006년, 유럽 집행위원회는 UNIC 프로젝트를 후원했는데, 이 프로젝트는 저비용 양방향 위성을 통해 가정의 실제 최종 사용자에게 전달되는 새로운 광대역 대화형 TV 중심 서비스의 배포를 위한 엔드투엔드 과학 테스트 베드를 개발하는 것을 목표로 했다.[53] UNIC 아키텍처는 다운링크에 DVB-S2 표준을, 업링크에 DVB-RCS 표준을 사용한다.

일반 VSAT 접시형 안테나(직경 1.2~2.4m)는 VoIP 전화 서비스에 널리 사용된다. 음성 통화는 위성과 인터넷을 통해 패킷으로 전송된다. 코딩 및 압축 기술을 사용하면 통화당 필요한 비트 전송률은 양방향 각각 10.8 kbit/s에 불과하다.

휴대용 위성 인터넷

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휴대용 위성 모뎀

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적십자가 2014년 남수단에 배치한 휴대용 위성 인터넷 모뎀과 안테나.

이들은 일반적으로 위성 방향으로 대략적으로 가리켜야 하는 자체 포함된 납작한 직사각형 상자 형태로 제공된다. VSAT와 달리 정렬이 매우 정밀할 필요는 없으며, 모뎀에는 사용자가 장치를 올바르게 정렬하는 데 도움이 되는 신호 강도 측정기가 내장되어 있다. 모뎀에는 일반적으로 이더넷 또는 USB와 같은 연결 단자가 있다. 일부는 통합 블루투스 트랜시버를 포함하여 위성 전화로도 사용할 수 있다. 모뎀에는 자체 배터리가 내장되어 있어 랩톱에 연결해도 배터리를 소모하지 않는다. 가장 일반적인 이러한 시스템은 인마샛의 BGAN인데, 이 터미널은 서류가방 크기이며 약 350~500 kbit/s의 거의 대칭적인 연결 속도를 제공한다. 투라야에서 제공하는 더 작은 모뎀도 있지만, 제한된 서비스 영역에서 444 kbit/s로만 연결된다.

평균 메가바이트당 5~7달러로, 휴대용 위성 인터넷은 일반적으로 다른 인터넷 접속 방식보다 비싸며, 모뎀 가격은 보통 1,000~5,000달러에 달한다.[54] 이 때문에 주로 해상 선박과 같이 다른 인터넷 접속 방식에 접근할 수 없는 차량에서 사용된다.

위성 전화를 통한 인터넷

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오랫동안 위성 전화는 인터넷에 연결할 수 있었다. 대역폭은 이리듐 네트워크 위성 및 ACeS 기반 전화의 약 2400 비트/초에서 투라야 단말기의 업스트림 15 kbit/s 및 다운스트림 60 kbit/s까지 다양하다. 글로벌스타도 9.6 kbit/s의 인터넷 접속을 제공하며, 이리듐 및 ACeS와 마찬가지로 전화 접속 연결이 필요하고 분당 요금이 부과되지만, 글로벌스타와 이리듐 모두 더 높은 속도로 상시 데이터 서비스를 제공하는 새로운 위성을 발사할 계획이다. 투라야 전화로는 9.6 kbit/s 다이얼업 연결도 가능하며, 60 kbit/s 서비스는 상시 접속이며 데이터 전송량에 따라 요금이 부과된다 (약 메가바이트당 5달러). 전화는 USB 또는 RS-232 인터페이스를 사용하여 랩톱이나 다른 컴퓨터에 연결할 수 있다. 대역폭이 낮기 때문에 이러한 연결로는 웹 브라우징이 극히 느리지만, 이메일, 시큐어 셸 데이터 및 기타 저대역폭 프로토콜을 사용하는 데 유용하다. 위성 전화는 일반적으로 무지향성 안테나를 가지고 있으므로 전화와 위성 사이에 가시선이 있는 한 정렬이 필요하지 않다.

단방향 수신

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단방향 지상 복귀 위성 인터넷 시스템은 기존의 전화 접속과 함께 사용되며, 외부(업스트림) 데이터는 전화 모뎀을 통해 전송되지만, 다운스트림 데이터는 더 빠른 속도로 위성을 통해 전송된다. 미국에서는 업링크 스테이션에만 FCC 라이선스가 필요하며, 사용자에게는 라이선스가 필요하지 않다.

또 다른 유형의 단방향 위성 인터넷 시스템은 백채널에 GPRS를 사용한다.[55] 표준 GPRS 또는 EDGE를 사용하면 업로드 볼륨이 매우 낮을 경우 더 높은 실제 속도로 비용이 절감되며, 이 서비스는 시간당 요금이 아닌 업로드 볼륨당 요금이 부과되기 때문이기도 하다. GPRS를 리턴으로 사용하면 100~200 kW 범위에서 전송하는 위성으로 서비스가 제공될 때 이동성이 향상된다. 33 cm 너비의 위성 접시, 노트북 및 일반 GPRS 장착 휴대 전화를 사용하여 사용자는 모바일 위성 광대역을 이용할 수 있다.

시스템 구성 요소

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송신 스테이션은 두 가지 구성 요소로 이루어져 있는데, 하나는 많은 고객에게 동시에 서비스를 제공하는 고속 인터넷 연결이고, 다른 하나는 요청된 데이터를 고객에게 방송하는 위성 업링크이다. ISP의 라우터는 프록시 서버에 연결되어 각 고객 트래픽에 대한 서비스 품질(QoS) 대역폭 제한 및 보장을 강제할 수 있다.

종종 위성 연결의 지연 시간 및 비대칭 문제를 해결하기 위해 비표준 IP 스택이 사용된다. 단방향 수신 시스템과 마찬가지로, 위성 링크를 통해 전송되는 데이터는 일반적으로 암호화되는데, 그렇지 않으면 위성 수신기가 있는 누구든지 접근할 수 있기 때문이다.

많은 IP-오버-위성 구현은 양쪽 끝점에 쌍을 이루는 프록시 서버를 사용하여 클라이언트와 서버 간의 특정 통신이[56] 위성 연결에 내재된 지연 시간을 수용할 필요가 없도록 한다. 유사한 이유로, 표준 VPN 소프트웨어는 긴 패킷 이동 시간을 처리할 수 없으므로 위성 링크에서 사용하도록 설계된 특별한 가상사설망 구현이 존재한다.

업로드 속도는 사용자의 전화 접속 모뎀에 의해 제한되는 반면, 다운로드 속도는 전화 접속에 비해 매우 빠를 수 있으며, 모뎀은 패킷 확인을 위한 제어 채널로만 사용된다.

지연 시간은 여전히 높지만, 데이터 경로의 절반만 위성을 통하고 나머지 절반은 지상 채널을 통해 이루어지므로 완전한 양방향 정지 위성 인터넷보다 낮다.

단방향 방송

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단방향 방송 위성 인터넷 시스템은 인터넷 프로토콜 (IP) 기반의 데이터, 오디오 및 비디오 배포에 사용된다. 미국에서는 업링크 스테이션에만 연방 통신 위원회 (FCC) 라이선스가 필요하며, 사용자에게는 필요하지 않다. 대부분의 인터넷 프로토콜은 리턴 채널을 필요로 하므로 단방향 접속에서는 올바르게 작동하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 그러나 웹 페이지와 같은 인터넷 콘텐츠는 "푸시" 방식으로 최종 사용자 사이트의 로컬 저장소로 전송하여 단방향 시스템을 통해 배포할 수 있지만, 완전한 상호 작용은 불가능하다. 이는 사용자 인터페이스가 거의 없는 TV 또는 라디오 콘텐츠와 유사하다.

방송 메커니즘은 단방향 방송이 올바르게 수신되도록 돕기 위해 압축 및 오류 정정을 포함할 수 있다. 데이터는 또한 주기적으로 재방송될 수 있으므로 이전에 성공하지 못한 수신기가 다시 다운로드 시도를 할 추가 기회를 갖게 된다.

데이터는 또한 암호화될 수 있어 누구나 데이터를 수신할 수 있지만, 특정 대상만 실제로 방송 데이터를 해독하고 사용할 수 있다. 승인된 사용자는 짧은 복호화 키 또는 자체의 매우 정확한 독립 타이밍 메커니즘을 사용하여 데이터를 복호화하는 자동 롤링 코드 장치를 소유하고 있기만 하면 된다.

시스템 하드웨어 구성 요소

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단방향 지상 복귀 위성 인터넷 접속과 유사하게, 스쿼크 박스 애플리케이션을 위한 공중 교환 전화망 인터페이스가 포함될 수 있다. 인터넷 연결은 필수는 아니지만, 많은 애플리케이션은 방송을 위해 데이터를 대기열에 넣는 FTP 서버를 포함한다.

시스템 소프트웨어 구성 요소

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대부분의 단방향 방송 애플리케이션은 원격 사이트에서 맞춤형 프로그래밍을 필요로 한다. 원격 사이트의 소프트웨어는 데이터를 필터링하고, 저장하고, 선택 인터페이스를 제공하고, 데이터를 표시해야 한다. 송신 스테이션의 소프트웨어는 접근 제어, 우선순위 대기열, 데이터 전송 및 캡슐화를 제공해야 한다.

서비스

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이 분야에서 새롭게 떠오르는 상업 서비스는 다음과 같다.

효율성 향상

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2013년 FCC 보고서, 위성 성능의 큰 도약 언급

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2013년 2월에 발표된 보고서에서 연방통신위원회(FCC)는 위성 인터넷 성능의 상당한 발전을 언급했다. FCC의 광대역 미국 측정 보고서(Measuring Broadband America report)는 또한 광고된 속도를 얼마나 근접하게 제공했는지에 따라 주요 ISP 순위를 매겼다. 이 부문에서 위성 인터넷은 가입자의 90%가 광고된 속도의 140% 이상을 달성하는 것으로 나타나 목록의 최상위를 차지했다.[57]

위성 지연 시간 감소

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위성 인터넷과 관련된 지연의 대부분은 각 요청에 대해 요청자가 유용한 데이터를 수신하기 전에 많은 왕복이 완료되어야 한다는 점이다.[a] 특수 IP 스택과 프록시는 왕복 횟수를 줄이거나 프로토콜 헤더의 길이를 단순화하고 줄여서 지연 시간을 줄일 수도 있다. 최적화 기술에는 TCP 가속, HTTP 프리페칭 및 DNS 캐싱 등이 있다. 시장의 상업 및 군용 장비 및 소프트웨어 제공업체가 널리 채택하고 있는 NASA에서 개발한 우주 통신 프로토콜 사양 (SCPS) 표준을 참조하시오.

발사된 위성

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정지 궤도

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WINDS 위성은 2008년 2월 23일에 발사되었다. WINDS 위성은 일본과 아시아 태평양 지역에 광대역 인터넷 서비스를 제공하는 데 사용된다. 이 위성은 45 cm 개구 안테나를 사용하는 주거지에 최대 155 Mbit/s 다운로드 및 6 Mbit/s 업로드 속도를 제공하고, 5미터 안테나를 사용하는 기업에는 1.2 Gbit/s 연결을 제공한다.[58] 이 위성은 설계 수명을 다했다.

스카이테라-1은 2010년 11월 중순에 발사되어 북미 지역에 서비스를 제공했고, 하일라스-1은 2010년 11월에 발사되어 유럽을 목표로 했다.[59]

2010년 12월 26일, 유텔샛의 KA-SAT이 발사되었다. 이 위성은 80개의 스팟 빔(유럽과 지중해 전역에 수백 킬로미터 면적을 커버하는 집중 신호)으로 유럽 대륙을 커버한다. 스팟 빔은 간섭 없이 여러 지역에서 주파수를 효과적으로 재사용할 수 있게 하여 용량을 증가시킨다. 각 스팟 빔은 총 900 Mbit/s의 용량을 가지며, 위성 전체는 70 Gbit/s의 용량을 가진다.[59]

비아샛-1은 2011년 10월 19일 바이코누르에서 발사되었으며, 엑세드 인터넷 서비스를 통해 총 140 Gbit/s의 처리 용량을 제공한다. 제트블루 항공의 승객들은 2015년부터 이 서비스를 이용할 수 있다.[60] 이 서비스는 유나이티드 항공, 아메리칸 항공, 스칸디나비아 항공, 버진 아메리카 및 콴타스 항공으로도 확장되었다.[61][62][63]

에코스타 XVII 위성은 2012년 7월 5일 아리안스페이스에 의해 발사되어 영구 정지 궤도 슬롯인 서경 107.1°에 배치되어 휴즈넷에 서비스를 제공한다. 이 Ka 밴드 위성은 100 Gbit/s 이상의 처리 용량을 가지고 있다.[64]

2015년과 2016년에 호주 정부는 호주 지역 주민과 노퍽섬 및 크리스마스섬과 같은 해외 영토 주민에게 인터넷을 제공하기 위해 두 개의 스카이 머스터 정지 위성을 발사했다.[65]

2006년[66]과 2015년에[67] 아르헨티나 회사 ARSAT는 각각 ARSAT-1과 ARSAT-2 위성을 발사했다. 이 위성들은 자국 내 외곽 지역에 인터넷 및 TV 접근을 제공한다.

지구 중궤도

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2013년 이래로 O3b 위성군 (고도 8,063 km의 지구 중궤도에 위치)은 데이터 서비스에 대해 140 ms의 종단간 왕복 지연 시간을 주장한다. 2024년부터 차세대 O3b mPOWER 위성군은 MEO에서 함께 운영되어 단일 서비스당 수십 Mbps에서 수 Gbps를 제공하며 약 150 ms의 지연 시간을 갖는다.[68]

지구 저궤도

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2024년 9월년 기준, 6,426개의 스타링크 위성이 지구를 공전하고 있다. 2024년 9월 기준, 스타링크는 400만 명 이상의 가입자를 보유하고 있다.[69][70][71] 유텔샛 원웹은 지구 저궤도에 648개의 위성을 보유하고 있다.[72]

해양학 및 지진학에서

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위성 통신은 데이터 전송, 원격 기기 진단, 해수면에서 물리적 위성 및 해양학적 측정 (예: 해수의 온도 및 해수면 높이[73])부터 해저까지, 그리고 지진학적 분석에 사용된다.[74]

같이 보기

[편집]

각주

[편집]
  1. ↑ “Satellite Internet: 15 Mbps, no matter where you live in the U.S.”. Ars Technica. 2013년 1월 7일. 2013년 9월 5일에 확인함.
  2. ↑ End-to-End Efficiency for Trunking Networks, Newtec IP Trunking, 2013
  3. ↑ “Extra-Terrestrial Relays—Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?” (PDF). Arthur C. Clark. October 1945. 2006년 7월 15일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2009년 3월 4일에 확인함.
  4. ↑ “Wildblue Internet Service | 855-267-2270 | My Wildblue”. 《www.viasatsavings.com》. 2025년 6월 20일에 확인함.
  5. ↑ “First Internet Ready Satellite Launched”. Space Daily. 2003년 9월 29일. 2013년 8월 29일에 확인함.
  6. ↑ Fitchard, Kevin (2012년 10월 1일). “With new satellite tech, rural dwellers get access to true broadband”. Gigaom. 2020년 10월 27일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2013년 8월 29일에 확인함.
  7. ↑ O3b MEO SES. Accessed 25 April 2021
  8. ↑ “OneWeb weighing 2,000 more satellites - SpaceNews.com”. 《SpaceNews.com》. 2017년 2월 24일. 2018년 4월 15일에 확인함.
  9. ↑ “Elon Musk's SpaceX raises over $1 billion this year as internet satellite production ramps up”. 《CNBC》. 2019년 5월 24일.
  10. ↑ Winkler, Rolfe; Pasztor, Andy (2017년 1월 13일). “Exclusive Peek at SpaceX Data Shows Loss in 2015, Heavy Expectations for Nascent Internet Service” (미국 영어). 《Wall Street Journal》. ISSN 0099-9660. 2018년 2월 9일에 확인함.
  11. ↑ Etherington, Darrell. “SpaceX hopes satellite Internet business will pad thin rocket launch margins” (영어). 《TechCrunch》. 2018년 2월 9일에 확인함.
  12. ↑ Howell, Elizabeth (2022년 4월 14일). “Starlink satellites: Everything you need to know about the controversial internet megaconstellation”. 《Space.com》.
  13. ↑ A.W. (2017년 10월 17일). “More airlines are offering free Wi-Fi for messaging services”. 《디 이코노미스트》.
  14. ↑ SES building a 10-terabit O3b "mPOWER" constellation Space News 11 September 2017. Accessed 25 April 2021
  15. ↑ SpaceX launches first pair of O3b mPower satellites SpaceNews. 16 December 2022. Accessed 31 December 2022
  16. ↑ SpaceX launches final pair of O3b mPower satellites needed for commercial services SpaceNews 12 November 2023. Accessed 18 December 2024
  17. ↑ SES’ O3b mPOWER MEO System is Now Operational, Service Rollout to Follow Via Satellite. 24 April 2024. Accessed 18 December 2024
  18. ↑ Boeing ships first two redesigned O3b mPower satellites SpaceNews 13 November 2024. Accessed 27 February 2025
  19. ↑ SpaceX launches redesigned O3b mPower satellites SpaceNews 18 December 2024. Accessed 20 January 2025
  20. ↑ “Satellite broadband takes off, attracts users beyond rural areas – Denver Business Journal”. 《Denver Business Journal》. 2016년 1월 18일에 확인함.
  21. ↑ “OBSERVER: Copernicus gets sibling— IRIS², the new EU Secure Communication Constellation | Copernicus”. 《www.copernicus.eu》. 2023년 11월 3일에 확인함.
  22. ↑ “G60 Starlink: China plans second megaconstellation to rival SpaceX”. 2023년 9월 30일.
  23. ↑ “Reliance Jio demonstrates its satellite-based gigabit internet in India” (영어). 《인디언 익스프레스》. 2023년 10월 27일. 2024년 3월 14일에 확인함.
  24. ↑ “Amazon Steps up Challenge to Elon Musk's Starlink in India? Eyes Licence for Project Kuiper”.
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내용주
  1. ↑ TCP는 3방향 핸드셰이크의 낮은 지연 시간에 의해 제한된다. 전송 제어 프로토콜을 참조하시오.

외부 링크

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