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국내 우주 스타트업이 지상의 대형 수신설비 없이 위성용 소형 광학계만으로 진행하는 양방향 레이저 광통신 실증에 성공했다. 미국·독일 등 일부 국가가 선도하는 위성 탑재형 광통신 단말분야에서 국내 기업도 성과를 내기 시작했다는 평가가 나온다.
9일 우주 광통신 스타트업 레오스페이스에 따르면 이들은 지난달 30일 LCT(레이저 광통신 단말기)만을 이용해 약 30㎞의 지상구간에서 1Gbps(초당 기가비트)급 양방향 광통신 실증에 성공했다. 별도의 대형 고정식 수신설비 없이 위성탑재를 전제로 설계된 63㎜ 구경의 소형 광학계만으로 통신한 것이 특징이다.
이전까지 레이저 광통신은 조준 정확도와 신호강도를 보완하기 위해 위성단말을 작게 만드는 대신 지상에는 대형 수신설비를 놓는 방식이 일반적이었다. 레오스페이스는 이번 실증에서 좁은 레이저빔을 정확히 조준하고 외부 환경이나 움직임에도 이를 유지하는 PAT(지향·획득·추적)기술을 사용, LCT 2개만으로 양방향 통신을 했다.
장승원 책임연구원은 "두 LCT가 상대의 신호를 획득하고 정밀하게 지향·추적한 뒤 실제 데이터와 영상을 전송하는 전과정을 확인했다"며 "30㎞라는 거리 자체보다 위성용 소형 단말기가 대형 수신설비 없이 장거리 광통신을 구현했다는 데 의미가 있다"고 말했다.
실증이 실제 대기구간에서 수행됐다는 점도 특징이다. 레이저 광통신은 수증기와 미세입자에 따른 신호감쇠, 기온차에 따른 대기난류, 안개와 바람 등 대기의 영향을 크게 받는다. 이번 시험에서도 두 LCT가 설치된 지점의 습도는 각각 80%와 95%로 안개와 바람 등 복합적 대기의 영향이 관측됐다.
레이저 광통신은 기존 전파통신을 보완하는 차세대 통신 기술이다. 특히 소형 LCT 간 광통신은 한 위성이 수집한 관측 영상 등 대용량 데이터를 다른 위성을 거쳐 지상국으로 전달시킬 수 있어 재난감시, 국토·해양 관측 등에서 정보 전달시간을 줄이고 활용성을 높일 수 있다. 지상에서도 광케이블 설치가 어려운 산간·도서 지역, 산업시설 간 고속통신망, 재난지역 임시·비상통신망 등에 적용할 수 있다.
2021년 설립된 레오스페이스는 5월 약 3km 초기시험을 시작으로 이번 30km까지 통신거리를 단계적으로 확대해 왔다. 다음 목표는 60km다. 레오스페이스는 이번 실증에서 확보한 데이터를 바탕으로 장거리 대기조건에 따른 링크 설계를 정교화하고, 초기 신호 획득과 추적 성능을 개선하겠다고 전했다.
장 책임연구원은 "60km 시험에서는 대기조건에 따른 신호 변화와 장시간 링크 안정성을 더욱 면밀하게 검증할 것"이라며 "궁극적으로는 위성 간 레이저통신에 적용할 수 있는 소형 LCT를 완성하고, 동시에 지상 광통신 인프라로의 확장 가능성도 확인하겠다"고 말했다.