인공 위성과 정보통신 정보통신부 전파방송관리국 주 파 수 과

목 차 I. 위성 시스템 개요 II. 위성망 국제등록 절차 III. 국내 위성사업 현황

I. 위성시스템 개요 <위성시스템 구성> 정지궤도위성 비정지궤도 위성군 통신용 지구국 관제용 지구국 통신용 지구국 방송수신단말 휴대형단말

인공위성의 정의 및 위성시스템 구성 인공위성의 정의 및 원리 : 위성시스템 구성 : 정의 : 임의의 목적을 갖고 지구 주위를 일정한 주기로 회전하는 인공 물체 원리 : 지구의 중력과 위성의 원심력의 평형에 의하여 위성 궤도를 형성함. (초당 7.8km 이상의 속도를 가지는 물체는 지구로 낙하하지 않고 돌게 됨) 위성시스템 구성 : 위성체 : 통신, 방송 신호를 중계하는 위성중계기(payload) 와 위성버스(bus)로 구성 관제용 지구국 : 위성운용상태 감시 및 원격 조정 지구국 : - 고정통신업무용 지구국 - 방송 피이더링크용 지구국 - 이동통신 피이더링크용 지구국 이동통신용 단말 : - 이동형, 휴대형 단말 방송수신 단말 - DBS(Direct Broadcasting Satellite), DTH(Direct-To-Home)

DBS 와 DTH DBS (Direct Broadcasting Satellite) - 방송위성(BSS, Broadcasting Satellite Service) 이용 . 무궁화 방송위성, BS(일본), HISPASAT(스페인), TDF(프랑스) 등 - 다른 국가에 서비스하고자 하는 경우 해당국가의 동의가 요구됨 (ITU RR(Radio Regulations, 전파규칙)). DTH (Direct-to-Home) - 통신위성(FSS, Fixed Satellite Service) 이용, 간섭 조정에 대한 동의가 요구됨. - 다른 국가에 서비스하고자 하는 경우 해당국가의 동의가 요구되지 않음. - 지역위성사업이 활성화하는 데 크게 기여하는 주요 서비스임. (Asiasat 의 Star TV 가 대표적인 위성임) - 그러나 WTO 기본전기통신서비스 개방 대상은 아님.

위성 이용 궤도 Ha : 장반경 Hp : 단반경 Apogee : 원지점 Perigee : 근지점 Orbital inclination : 적도면과 궤도면과의 각도 Orbital period : 지구를 한바퀴 도는 데 소요되는 시간 Circular orbit : 원궤도 Elliptical orbit : 타원궤도 Polar orbit : 극지방을 통과하는 궤도

위성 고도별 궤도 주기 및 위성 고도 GEO (36000 km) MEO (10000-20000 km) LEO (500-2000 km) Van Allen Radiation Belts 예) 고도 1,000km 의 원궤도를 갖는 위성의 경우 초속 7.35km의 속도로 지구 주위를 한번 회전 하는 데 1시간 45분 정도 소요됨을 나타냄. Van Allen Radiation Belts : 전자와 이온(대부분 양자)층으로 구성

정지 위성 궤도 (GEO, Geo-synchronous Earth Orbit) 적도상공 36,000km 에 위치 위성의 공전주기와 지구의 자전주기가 동일함. 3개의 위성으로 전세계(고위도 지방 제외) 를 커버함. 주로 통신 및 방송서비스를 제공함. 전파지연(약 0.25초)이 큼 위성 관제가 용이함. 지구

비정지 위성 궤도 (Non-GSO) 저궤도 (LEO, Low Earth Orbit) 고도 500 ~ 2,000km 지구 주위를 하루에 11 ~ 15 회 공전함. 전세계를 커버하는 데 약 18 ~ 66개 위성이 필요함. 기상, 과학(KOMPSAT), 군사, 탐사, 이동통신 위성(Iridium, Globalstar) 중궤도 (MEO, Medium Earth Orbit) 고도 10,000 ~ 20,000km 지구 주위를 하루에 2 ~ 4회 공전함. 전세계를 커버하는 데 10여개 위성이 필요함. 탐사, 측위(GPS), 이동통신 위성(ICO)

비정지 위성 궤도 (Non-GSO) 위성시스템 주요 제원 - 위성궤도면 수 : 12 개 - 궤도면당 위성 수 : 24 개 - 총 위성 수 : 288 개 - 주요 서비스 : Internet-in-the-sky . 음성, 화상회의, 대화형 멀티미디어 - 주파수 대역 구 분 주파수 대역 (GHz) 비 고 사용자링크 28.6 ~ 29.1 / 18.8 ~ 19.3 1차 업무 Gigalink 27.6 ~ 28.4 / 17.8 ~ 18.6 2차 업무 위성간링크 62.5 ~ 63.5 / 59.5 ~ 60.5 1차 업무

위성통신, 방송기술의 발전 추세

위성시스템의 이용 주파수 대역(1)

위성시스템의 이용 주파수 대역 (2) 주파수(f)와 파장(wavelength)은 상호 반비례 관계임. f w = c c : 전파 속도 (= 30 만 km/s) 따라서, 주파수가 높을 수록 - 파장이 짧아지게 되어 주파수 제곱 만큼 송, 수신 안테나의 지향성이 우수함. 30 dBi (1000배) 10 dBi (10배) 0 dBi (기준) 지향성 : 원하는 방향으로 신호를 모아주는 정도 무지향성 안테나 주파수 : 1GHz 주파수 : 10GHz 동일 직경의 안테나

위성시스템의 이용 주파수 대역 (3) 안테나 입력 신호 크기 안테나 출력 신호 크기 수신점 신호 크기 수신기 입력 신호 크기 1 100 전파손실 1 100 1/100 1GHz 1 10,000 1 10,000 1/10,000 10GHz 1 10,000 0.25 2,500 1/40,000 (강우감쇠 포함) 10GHz 일반적으로 주파수가 높을 수록 수신기 입력 신호가 향상되므로 그 만큼 안테나 크기를 줄일 수 있음.

인공위성 발사 현황 인공위성 발사와 이용 1957년 10월 최초의 인공위성 발사 : 소련의 스퓨트닉 1호 위성 2001년 3월 현재 모두 5,829 개의 인공위성이 발사되었음. 주요 국가별 인공위성 발사 및 운용 현황 (2001년 3월 현재)

서비스 지역에 따른 통신, 방송위성 분류 국제 위성 (International Satellite) INTELSAT : 국제상업용 통신위성 기구 - 1964년 미국을 중심으로 자유진영 국가들이 참여하여 정부간 기구로 발족 - 국제전화 및 TV 중계서비스를 주로 제공하여 왔음. - 17개 위성이 운용중에 있음. (‘99. 12. 현재) INMARSAT : 국제상업용 이동통신위성 기구 - 1979년 유럽을 중심으로 자유진영 국가들이 참여하여 정부간 기구로 발족 - 국제 이동전화 및 저속 데이터 통신서비스를 주로 제공하여 왔음. - 9개 위성이 운용중에 있음. (2001. 3. 현재) Teledesic : - 미국의 빌 게이츠가 주도하고 있는 전세계적인 위성사업임. - 288개 LEO 위성을 이용하여 개인 컴퓨터통신서비스(Internet-in-the-sky)를 제공 - 2005년부터 본격적인 상업용 서비스를 제공할 계획임.

지역 위성 (Regional Satellite) 1980년대말까지는 정치, 문화 또는 종교적으로 동질성을 갖는 국가들이 공동의 통신, 방송 수단을 제공하기 위해 지역위성사업을 추진함. - EUTELSAT (유럽), ARABSAT (아랍국가) 등 그러나 1990년대 들어와 통신자유화 정책 도입, 민간통신사업 활성화 등에 따라 상업적인 목적을 갖는 지역위성사업이 민간사업자들 주도로 전개되고 있음 - ASIASAT (홍콩), PANAMSAT (미국), ORIONSAT (미국), SUPERBIRD (일본) 위성명 운용주관기관 위성수 주요 서비스 EUTELSAT 유럽위성기구 (45개국) 13 공중/전용통신, TV중계, 위성방송 ARABSAT 아랍위성기구 (21개국) 3 공중통신, TV중계 ASIASAT Asiasat 3 TV방송, 중계기 임대 PANAMSAT Panamsat (Hughes) 20 TV중계, 전용통신, TV 방송 SUPERBIRD SCC (Mitsubishi) 4 전용통신, TV 중계, TV 방송

국내 위성 (Domestic Satellite) 1970년대부터 국토가 큰 나라 또는 많은 섬으로 구성되어 지상통신망을 경제적, 기술적으로 구성하기 힘든 국가들이 국내 위성을 운용하여 왔음. - 미국, 캐나다, 호주, 인도네시아 등 1980년대 들어와 선진국들과 많은 개발도상국가들이 국민들에게 보다 다양하고 고품질의 통신, 방송서비스를 제공하기 위해 국내위성을 운용함. ‘99년 12월 현재 전세계적으로 26개 국가들이 모두 160여개의 국내 통신 및 방송위성을 운용중에 있음. (*) : 방송위성을 운용중인 국가임.

II. 위성망 국제등록 절차 가용 위성궤도 및 주파수 자원은 천연자원과 같이 매우 한정되어 있음. 동일 주파수 대역을 이용하는 위성망간 간섭이 발생하기 때문에 ITU에서 규정하고 있는 위성망 국제등록 절차를 수행한 후에 이용하여야 함. 위성 궤도 및 주파수 자원의 구분 o 계획된 자원 (Planned Resources) - ITU 회원국의 공평한 이용 보장 - 국가별로 통신서비스 제공을 위한 계획(WARC-88, Allotment Plan)과 방송서비스 제공을 위한 계획(WARC-77 & 88, BSS & Feeder-link Plan) - 전송제원을 변경하지 않는 경우 간단한 등록 절차 수행 후 이용 가능함. - 상기 할당은 향후 WRC 회의에서 변경하지 않는 한 계속 유효함. - 우리나라에 할당된 계획 : 통신용 . 주파수 대역 : 4.5 ~ 4.8 / 6.725 ~ 7.025 GHz 11.2 ~ 11.45 / 12.75 ~ 13.25 GHz . 궤도 위치 : 동경 116.2도 방송용 : 12개 채널 (11.7 ~ 12.2 GHz), 동경 116도 (무궁화 3호 위성이 6개 채널 운용중)

비계획된 자원 - 비계획된 자원 (Unplanned Resources) . 대부분의 상업용 통신위성들이 이용하고 있는 자원임. . “First come, first serve” 개념 적용 . 즉, 먼저 국제등록을 개시한 위성망은 신규 등록절차를 수행하는 위성망의 간섭으로부터 보호받을 권리가 있음.

비계획된 자원의 국제등록 절차 사전공표절차(Advanced Publication) 조정절차(Coordination) 주관청이 위성망 운용예정 5년전에서 2년전에 사전공표자료를 ITU-BR 에 제출하며 ITU-BR은 전세계 주관청에 공표 조정절차(Coordination) 사전공표자료 제출후 6개월후에 조정자료(상세제원) 제출 가능 조정자료 접수일자(ITU-BR)를 조정절차 개시일자로 보며 위성망간 국제등록 우선권을 결정하는 일자임. 주관청간 간섭 조정 등록위성망, 조정절차를 개시한 위성망 통고절차(Notification) 위성망 운용예정 3개월이전 RR 적합성 및 타 주관청과의 조정 결과 국제주파수등록원부(MIFR)에 등재 * ITU-BR : ITU Radiocommunication Bureau, MIFR : Master International Frequency Register

* 무궁화 1호 위성은 국외 사업자에게 임대하여 다른 궤도에 위치하고 있음. 우리나라 위성망의 국제등록 현황 등록 완료 : 무궁화 방송 위성망 (동경 116도) 무궁화 통신 위성망 (동경 116도) 무궁화 통신 위성망 (동경 113도) 조정단계 : 무궁화 3호 위성망 데이콤오라이온 위성망 Hyundaisat 위성망 Sksat 위성망 Eastsat(하이게인안테나) Infosat 위성망 구 분 동경 116도 동경 113도 KOREASAT-1 (통신, 방송) KOREASAT-2 (통신) ITU 등록 위성명 무궁화 1, 2호 위성 (통신, 방송) - 무궁화 3호 발사 이전 무궁화 3호 위성 (통신, 방송) 무궁화 3호 발사 이후 무궁화 1, 2호 위성 * * 무궁화 1호 위성은 국외 사업자에게 임대하여 다른 궤도에 위치하고 있음.

아시아.태평양 지역의 위성망 국제등록 현황

인접 위성망간 혼신 조정 현황 현재 정보통신부는 정지궤도 74개, 비정지궤도 5개 위성망에 대한 위성 궤도 및 주파수 자원을 확보 또는 등록 중에 있음. ITU에서 사전공표 및 조정 공표하는 위성망과의 혼신 조정 업무가 매년 급증하고 있음. 문제점 및 대응방안 - 다른 국가의 관련 위성망 전송제원의 체계적인 관리가 요망됨. - 국제등록 절차상 정해진 기한내에 혼신 여부를 착오없이 통보하여야 함. - 하루 평균 약 5건의 혼신조정업무를 보다 신속하고 효율적으로 수행하기 위해서는 관련 위성망의 전송제원의 DB 화 및 위성망간 조정 현황 분석을 위한 전산화 시스템의 개발이 요구됨.

III. 국내 위성 사업 현황 무궁화 1, 2호 위성 무궁화 3호 위성 - 한반도를 고정적으로 서비스하는 위성빔(고정빔, Ku대역) 무궁화 3호 위성 - 한반도를 커버하는 고정빔(Ku, Ka 대역)과 일본, 중국을 포함한 동남아시아 지역내의 특정 지역을 커버할 수 있는 가변빔(steerable beam, Ku대역)을 탑재

무궁화 위성이 국내용으로 제작된 배경 정부 주도 사업 지역위성과 국내위성 - 1987년 : 대통령 선거 공약 - 1989년 : 국내 위성사업 종합 추진계획(안) 수립 (ETRI) - 1989년 : 통신.방송 위성사업 종합 추진계획 의결 . 국내 위성사업 추진위원회 (위원장 : 체신부 장관) - 1990년 : 한국통신을 위성사업자로 선정 지역위성과 국내위성 - 1980년대말까지 전세계적으로도 지역위성사업은 정치, 종교, 문화적으로 이해 관계가 있는 정부간 협약에 의해 추진되어 왔으며, 1990년대에는 민간사업자들이 상업적인 목적으로 지역위성사업을 주도하고 있음. - 국내 위성사업 계획 수립당시에는 주변국가인 중국은 미수교국이였으며, 일본 은 이미 국내위성을 운용중에 있어 지역위성사업 논의가 진행될 상황이 아니였음. - 그러나 현재는 주변 상황과 위성서비스 수요를 고려하여 우리도 지역위성사업을 전개하기 위해 무궁화 3, 4호 위성에 지역빔을 탑재 운용할 예정임.

현재 추진중인 국내 위성사업 현대전자㈜ 하이게인 안테나㈜ SK 텔레콤 - INFOSAT-B 위성망의 Ka 대역 주파수 이용 - 2001. 3. 현재 위성제작사 선정 중임. 하이게인 안테나㈜ - EASTSAT 위성망에 대한 사업 계획 추진중 - 한국통신과 사업 협력을 위한 MOU 체결 SK 텔레콤 - 사업 추진 타당성 검토중