위성통신

위성통신

1. 링크
   1. 전자부품
      1. 핸드폰
         1. 위성통신 - 이 페이지
   2. 참고
      1. 포물선 안테나
2. 위성통신 시스템
   1. 정지위성 궤도 높이는 35,785km, Iridium LEO위성은 781km
   2. 우리나라
      1. 올레(올레1호기=무궁화위성 6호, 설계수명 15년, 2010.12.30 발사) Ku-band 업링크 14, 다운링크 12GHz
         1. 안테나 각도: 서울 기준, 양각(상하) 45.01도, 방위각(좌우) 197.57도(동90, 남180도, 서270도라면)
      2. 스카이라이프 위성통신 주파수는 11.7~12.2GHz(평균 약 12GHz), 대역폭 500MHz, 채널간격 19.18Hz 24개채널
      3. LNB는 900~1450MHz로 낮추어(Local Osc=10.75HGz) 전송. 셋탑 박스에는 479.5MHz IF 사용.
   3. VSAT; very-small-aperture terminal(매우 작은 구경을 갖는 단말기)
      1. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Very-small-aperture_terminal
         1. 직경 3.8m 이하(대부분 75cm~1.2m)의 포물선 안테나로 '양방향' 통신을 하는 '지상국'을 말한다.
         2. 전송속도는 4kbps~16Mbps이다.
         3. 정지궤도 위성과 통신한다.
         4. C밴드 4~8GHz를 말하고, 큰 안테나를 사용하고, 날씨에 강하다. 위성당 넓은 커버리지를 갖는다.
         5. Ku밴드는 12~18GHz, K밴드는 18~27GHz, Ka밴드는 27~40GHz이다. under, above를 말한다.
   4. 인공위성에 탑재된 트랜스폰더(transponder)
      1. transmitter와 responder의 합성어. 위성 지상국에서 보내는 상향링크 주파수를 수신하여, 증폭하여 하향링크 주파수를 통해 지상국으로 내려보낸다.
         1. 이 때 신호는 변경되지 않는 경우가 많다. 리피터 기능을 갖는다.
      2. transponder equivalent(TPE)는 대역폭 36MHz로 정규화한 갯수를 말한다. 어떤 통신위성이 1152MHz 총 대역폭을 사용하면 TPE는 32개가 된다.
         1. 아르헨티나 Arsat-1 위성에는 총 1152MHz 대역폭을 36MHz 12개, 54MHz 8개, 72MHz 4개의 Ku 대역을 사용한다.
         2. 36MHz 대역폭이면 최대 155Mbps full-duplex 통신속도를 보인다. 이 전송속도를 최대로 사용하려면 12~14m 직경의 포물선 안테나 두 개가 사용된다.
            1. 사용자는 이 트랜스폰더 용량의 1/24만 임대한다. 약 6.4Mbps. 32APSK 변조로 이 속도를 위해서는 비교적 큰 접시와 Tx전력이 필요하다.
            2. 약한 Tx 전력이나 작은 안테나를 사용하면 16APSK/16QAM으로 동작하면 통신속도가 낮아진다.
            3. 일반 사용자가 많기 때문에 TDMA로 쪼개 사용하므로, 더 작은 VSAT 사용으로 8PSK로 사용하므로 실제 통신속도는 더 떨어진다.
            4. 위성통신의 지연시간은 최소 490ms이다. 이는 인터넷 통신을 위해서는 수십번 왕복 통신이 필요하므로, 인터넷 처리속도는 훨씬 더 떨어진다.
            5. 이런점에서 광섬유통신이 훨씬 싸고(데이터 대역폭이 넓고) 지연시간이 매우 짧다.
            6. 약 500ms 지연시간을 줄이기 위해 MEO Ka 대역 위성통신이 (지상, 해상 광섬유 인프라가 부족한) 개발도상국에 필요하다.
      3. 2011년부터 사용된, 미국 Viasat이 운영하는 KA-SAT 위성은 4개의 안테나를 갖추고, 237MHz 대역폭을 갖는 82개의 spotbeam 통신으로 연결된 트랜스폰더가 475Mbps를 처리한다.
         1. 모두 Ka대역을 사용한다. 주변의 Ku밴드 기존통신위성과 합류하여 TV수신 기능을 그대로 유지하고, 새로운 Ka대역으로 데이터통신을 할 수 있다.
         2. 지상 시스템과 잘 결합하여 총전송속도 70Gbps를 보인다.
         3. 기존 유럽에 서비스되고 있는 Ku밴드 위성은 수만명의 사용자만 수용하는데, 이 통신위성은 100만 가구를 수용할 수 있다.
   5. 남부아프리카 Ku밴드 기준으로
      1. ABS2, AMOS7, Apstar7, ASTRA 4A, Intelsat EPIC, T11N, Yamal 402 등 통신위성이 서비스하고 있다.
      2. 업로드속도는 다운로드 속도의 약 1/10이다.
3. 위성통신용 단말기
   1. 이리듐
      1. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Iridium_satellite_constellation
         1. L 밴드(1~2GHz) 1616-1626.5MHz 사용. 10.5MHz 대역폭, 240개 채널, 41.67kHz 채널대역폭
         2. 1998년 사용화, 지구를 완전히 커버하기 위해서는 66개 필요, 781km 높이의 low Earth orbit(정지궤도는 35,785km), 현재 82개 운영.
      2. 2020/03/16 볼리비아에서
         • 

           Iridium 9505A 로 추정

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      3. 여주 폰박물관
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           motorola TM-9500 이리디움 iridium 위성통신용 단말기

4. 기술
   1. AST SpaceMobile
      1. 위피페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/AST_SpaceMobile
         1. 미국 텍사스주에 있는 위성설계 및 제조 회사이름.
         2. 기존 (수정되지 않은) 스마트폰으로 위성 통신을 하는 SpaceMobile 위성 집합체( satellite constellation)를 구축하고 있다.
         3. BlueWalker 3라는 프로토타입 위성은 2022년 발사하여 저궤도에서 가장 큰 상업용 통신 어레이이다.
            1. 안테나 면적이 64m^2이다. 한 위성의 시야각은 지구상 300,000평방마일(340x340km)이다.
            2. 510~530km 고도의 낮은 궤도 위성이다.
            3. 2023/04/25 개조되지 않은 Samsung Galaxy S22 및 Apple iPhone으로 세계 최초의 우주 기반 양방향 전화 통화를 수행했다.
         4. 2020년 4월 최초 계획은 725~740km 사이의 16개 궤도면에 있는 243개의 통신 위성 집합을 운영할 수 있는 허가를 신청함.