[정보통신신문=최아름기자]

정부가 6G 이동통신의 핵심 기술 중 하나로 여겨지는 저궤도 통신위성과 관련한 전체 설계 역량을 2031년까지 확보하겠다고 공언한 가운데, 우리나라가 저궤도 위성통신 적기 진입을 통해 글로벌 선도 국가가 될 수 있다는 데 전문가 및 중소대기업 관계자들의 의견이 일치하고 있는 것으로 나타났다.

과학기술정보통신부는 ‘6G 저궤도 위성통신 기술개발사업(R&D)’ 기획안에 대한 공청회를 18일 개최했다.

이번 공청회는 위성통신 분야 업계 및 학계 전문가를 초청해 6G 저궤도 위성통신 기술개발사업 기획안의 주요 내용을 공유하고, 보완 방향에 대한 의견을 수렴하기 위해 마련했다.

이날 대부분의 참석자들은 ”사업과 관련해 어느 때보다도 방대한 정보가 망라된 공청회“였다며 만족감을 드러냈다.

먼저 공청회에서는 △'사업 추진배경 및 목적' △'위성시스템 및 본체' △'통신 탑재체' △'지상･단말국 및 활용'에 대한 사업 기획위원회의 발제가 이뤄졌다.

저궤도 위성통신망은 전쟁이나 자연재해로 지상망이 파괴돼 통신이 불가할 경우 지상망에 버금가는 통신서비스를 제공할 것으로 예상되고 있다. 스페이스X, 원웹 등 글로벌 기업의 저궤도 위성통신 시장 선점 경쟁이 치열한 상황이다.

그러나 국가 기간망 및 안보와 직결되는 통신위성 기술은 전략물자 규제로 인해 해외 기술 도입에 제약이 많은 것이 현실이다.

우주통신망 전력화를 위한 관련 핵심부품 수입도 미국을 비롯한 각국이 수출허가품목으로 엄격히 규제하고 있어 해외 부품 기반의 위성통신 제조도 쉽지 않다.

통신위성 관련 국내 소부장 중소 전문기업은 R&D를 통한 제품개발에도 불구하고 실제 우주 검증을 실행하지 못해 글로벌 수요기업과의 공급 협상에 난항을 겪고 있다. 실제로 국내 부품 기업 두 곳은 2015년과 2016년 원웹 프로젝트에 위성통신부품 공급을 제안받았으나, 우주검증이력(Heritage)을 충족하지 못해 계약이 무산되며 글로벌 시장 진출의 기회를 잃은 바 있다.

이러한 한계를 타파하고 저궤도 위성통신 시장에 성공적으로 안착하기 위해 정부는 최근의 정지궤도 위성 개발 노하우를 기반으로 저궤도위성통신의 전 과정 설계 역량을 확보한다는 방침이다. 이를 위해 2024년부터 2031년까지 8년간 약 5700억원 규모로 위성통신 관련 △통신 탑재체 △본체 △시스템 및 체계종합(조립·발사·운용 등) △지상국 △단말국 등 5개 분야의 핵심기술을 확보할 계획이다.

1차 발사는 2026년 350kg, 1500급 1기를 국내 발사체를 활용해 발사할 예정이다.

2차 발사는 2029년까지 450kg, 2100W급 3기를 역시 국내 발사체를 활용해 발사한다.

1차 발사를 위한 통신위성 시스템 설계안에는 태양전지판 및 태양전지판 구동장치, 위상배열 송신 안테나와 피더링크 안테나, 수신 안테나가 포함됐다.

또, 통신탑재체의 개발 목표는 수많은 지상 단말에 초고속 통신 서비스를 제공하기 위한 다중

위상배열 안테나 및 ISL 통신 기능을 장착한 6G 통신탑재체 개발이다. Ka 대역 다중빔 위상배열 안테나, 위상배열 안테나용 빔형성 기술, Q‧V 대역 빔조향 안테나, Q‧V 대역 RF 장치 등의 원천기술 확보를 통해 위성탑재체 핵심장치 개발 기술 자립 및 해외 시장 진입에 필요한 시설을 구축한다.

여기에는 군용 기술이 활용될 계획이다. 국방기술연구소 등 국방기관의 미래도전 국방 기술 개발 및 무기체계 패키지형 기술개발 결과가 저궤도 위성통신 탑재체 활용에 활용되는 것.

1차 발사에는 임무수행용 디지털채널화기 기능 및 신호재생 검증용 1채널 OBP 기능 탑재, 2차 발사 이후에는 Pre-6G‧6G 규격 기반의 디지털 신호처리 장치 SW 성능고도화 추진을 계획 중이다.

우리나라는 통신탑재체 개발 경험은 없으나 정지궤도 위성 개발 경험을 토대로, 관련 기술을 어느 정도 확보하고 있는 상태다. 통신 탑재체 관련 필요 기술은 △위성탑재용 재구성빔 안테나 △위성 탑재용 통신부품 △반사판안테나 △광통신장치 △광통신용 렌즈 기술 △광통신용 신호 변복조 기술 △광통신용 PAT 위성 △디지털 신호처리장치 등이다.

6G 통신위성과 사용자 간 통신 링크 제공 역할을 담당하는 ‘단말국’과 관련해서는 실용급 6G 표준기반 단말국 개발이 최종 목표다.

지상국의 경우 △중심국 모뎀 △중심국 소프트웨어 △지능형 관제국 지상망 연동 및 검증이 추진된다. 수신 시간 주파수 동기 추정, 보정 기술, 피더링크 변북조 기술, 피더링크 제널 부호 기술, 6G 통신위성 채널모델링 기술개발 등을 통해 6G 기반 물리계층 송수신 장비 관련 기술을 개발한다.

6G 통신위성 피디링크 전송‧소프트웨어 및 프로토콜 기술, 다중 자원관리 및 다중 위성 편력 제어 기술 개발 등을 통해 6G 기반 접속제어 및 관리 장비 개발을 추진하며, 클라우드 기반 지능형 다중위성 관제국 개발을 위해 인공지능 기반 위성운용 기술 업무계획 기술, 비행역학 기술 등 지상 통합감시 기술 개발 등이 추진된다.

위성통신 시스템은 다양한 루트를 통해 검증 후 활용될 예정이다. 통신위성 핵심 부품의 우주 검증을 위해 발사 후 3개월 동안 시스템의 검보정을 수행해 본체의 자세 보정 및 탑재체 성능을 목표치로 보정하며, 관제국의 소프트웨어 검보정 및 지상국, 단말국의 3GPP 통신링크를 검증하고, 2차 발사 3기 간 통신링크도 검증한다.

지상 검증 과정에서는 통신위성 핵심 부품의 기능 모델 시제품 및 공학모델 개발을 통한 검증이 추진된다. 진동시험, 내방사선시험, 열진공주기시험 등이 진행되며 이를 통해 인증 및 비행모델 규격에 따른 성능 검증이 유닛 단위로 수행된다.

통신인프라가 취약한 서해5도 지역에서 인터넷 서비스가 제공될 예정이니만큼, 도서지역 인터넷 서비스 및 위성 백홀 접속 긴급 재난통신 서비스 검증도 이뤄진다.

도심항공모빌리티(UAM) 관제 서비스 및 통신(인터넷) 서비스, 자율운항 선박 관제 및 선박 통신 서비스, 해양 기상정보 수집 서비스를 통한 검증도 추진된다.

이어진 질의응답 및 토의 시간에는 저궤도 위성통신 분야 향후 전망과 기술개발 방향에 대한 국내외 관련 기업 관계자들의 다양한 의견이 개진됐다.

한화시스템 관계자는 “저궤도 위성통신 R&D에서 성능뿐 아니라 가격 경쟁력을 확보하지 않으면 글로벌 진출 목표 달성이 쉽지 않을 것”이라며 “중소‧대기업 등 우주개발 경쟁력을 갖춘 기업들이 적극적으로 참여할 수 있는 참여기반 만들어준다면 2032년 이후에는 저궤도 위성 분야에서 퍼스트 리더 역할을 할 수 있지 않을까”라고 말했다.

R&D 사업 기획위원회 관계자는 “통신인프라가 구축은 어렵지만 한 번 구축되면 세대 거듭하며 발전할 수 있을 거라 기대한다고 밝혔다.

위성통신 관련 중소기업인 AP위성 관계자는 ”중소기업의 기술경쟁력을 키워주는 방향의 내용이 예타 보고서에 포함되면 어떨까“라며 ”우리가 바라보는 게 6G이고, 6G가 5G 연장선 위에 있음을 감안하면 위성도 5G와 연동 기술 확보가 시급한데, 위성 1기만으로 그런 시험 수행하기는 어렵다. 2기 정도는 만들어야 서비스 개발이 가능하지 않을까“라고 묻기도 했다.

이에 대해 기획위 관계자는 ”위성통신 분야에서 5G와 6G를 구분하지 않는 게 현재까지의 트렌드로, 기술이 진화적으로 가지 않을까 생각하고 있다“며 ”관련된 내용을 기술보고서에 반영하도록 하겠다“고 답했다.

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