D2D 인공위성 통신과 스케일 문제
최근 미국에서는 여러 분야에 있어서 혁신적인 기업들이 등장해서 시장의 변혁을 예고하고 있다. 아직 불확실성 역시 내재되어 있지만 주목해볼만한 것으로 D2D 인공위성통신이 있다. 기존에도 인공위성으로 지상과 통신할 수 있는 있었지만 그렇게 하기 위해서는 SpaceX처럼 커다른 위성용 접시 대용의 기기를 가지고 다녀야만 했다. 예를 들어, 비행기 안에서 노트북으로 인터넷을 하려면 인터넷에 어댑터로 연결해서 인공위성 신호를 받기 위한 접시를 달아서 손에 들고 있거나 해야했다. 물론 그래도 빠른 속도와 안정성은 보장되지 않았다. 최근 미국 태풍으로 SOS긴급 문자서비스 사용을 SpaceX가 FCC로부터 일시 허용 후 사용된 적 있는데 문자 하나에 10분이나 소요되고 통화, 영상은 아예 사용이 되지 못했다.
광대역과 유사한 셀룰러 커버리지, 즉 블라인드 스팟이 없는 D2D(Direct-to-Device) 위성 통신의 '성배'에 초점을 맞출 때, 필요한 규모를 고려할 때 이 흥미로운 응용 프로그램이 지속 가능한 방식으로 몇 명의 사용자들을 지원할 수 있을지 충분히 의문이 생길 수 있다. 특히 여기에서 이 규모는 AST SpaceMobile과 SpaceX의 D2D 모델 간의 차이를 가장 잘 보여주는 두 가지 차원을 가집니다.
- 위성의 전력 규모(AST의 초점): 지상의 간섭을 효과적으로 피하고 셀 대역폭을 최적화하기 위해 고이득 및 기록적인 크기의 위상 배열 안테나를 갖춘 강력한 저궤도(LEO) 위성을 사용하는 것.
- 위성 수의 규모(SpaceX의 초점): 스마트폰에서 높은 조망각을 가능하게 하고 낮은 "경로 손실"을 달성하기 위해 초저궤도(VLEO) 고도에 수백에서 수천 개의 위성을 배치하는 것."
우선 잠깐 이해도를 높이기 위해 여기서 우선 광대역과 셀룰러 커버리지의 개념에 대해서 알아보고 가자
광대역(broadband)과 셀룰러 커버리지(cellular coverage)의 의미
- 광대역(Broadband)
광대역은 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 인터넷 연결 기술을 의미합니다. Wi-Fi, 케이블 인터넷, 또는 5G와 같은 모바일 네트워크 모두 광대역에 해당할 수 있습니다. 특징:- 속도: 고속으로 데이터를 주고받을 수 있어 동영상 스트리밍, 대용량 파일 다운로드 등에 적합.
- 대역폭: 여러 사용자나 장치가 동시에 연결해도 안정적인 성능 제공.
- 셀룰러 커버리지(Cellular Coverage)
셀룰러 커버리지는 휴대전화 네트워크가 작동하는 물리적 범위를 의미합니다. 특징:- 셀 타워 기반: 지상의 셀 타워가 특정 범위(셀) 내의 신호를 관리.
- 연속성: 장치가 다른 셀로 이동해도 끊김 없이 통신 가능(핸드오프 기술).
위성과 연계된 개념
D2D 위성 통신은 광대역 데이터 전송과 연속적인 셀룰러 커버리지를 결합하려는 시도이다.
즉,
- 광대역: 일반적인 모바일 네트워크만큼 빠른 데이터 전송 속도 제공.
- 셀룰러 커버리지: 지상 네트워크가 닿지 않는 지역에서도 끊김 없는 연결.
이 기술의 목표는 기존의 지상 셀 타워로는 해결할 수 없는 블라인드 스팟 문제를 해결하면서도, 사용자 경험(속도와 품질)을 기존 셀룰러 네트워크 수준으로 끌어올리는 데 있다.
많은 사람들이 생각하는 것과 달리, 이 두 가지 규모의 차원은 모두 중요하고 상호 배타적이지 않다. 저궤도(LEO) 및 초저궤도(VLEO)에서는 연속적인 연결성을 달성하기 위해 개별 위성의 전력/능력과 시야 내 위성의 수 사이에서 건강한 균형을 이루는 것이 중요합니다. 다시 말해, 매우 강력한 위성이라도 넓은 위도 범위에서 항상 최소한 하나의 위성이 '시야 내'에 있음을 보장하는 방식으로 배치되지 않으면 연속적인 연결성을 제공할 수 없다.