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목차
1 . 위성통신의 개요------------------- 3~~42
2 . 위성통신방식의 종류-------------- 42~~56
3 . 다윈접속방식 --------------------------------56~~62
4 . 회선할당방식 ------------------------------62~~65
5 . 통신위성 시스템의 구성과 기능 -------------------------- 65~~73
6 . 지구국의 구성 및 장비 ---------------------- 73~~77
2 . 위성통신방식의 종류-------------- 42~~56
3 . 다윈접속방식 --------------------------------56~~62
4 . 회선할당방식 ------------------------------62~~65
5 . 통신위성 시스템의 구성과 기능 -------------------------- 65~~73
6 . 지구국의 구성 및 장비 ---------------------- 73~~77
본문내용
국제 전기 통신 협약 부속 전파 규칙(RR)에서는 aeronautical earth station으로 표기하고 있으나, 항공기 지구국(AES)과의 혼동을 피하고 지상에 설치된 지구국이라는 점을 부각하기 위하여 ITU 권고 등에서는 ground earth station(GES) 또는 land earth station(LES)으로 표기하는 경우가 많다.
[표준 지구국]
인텔샛이 위성을 최대한 유효하게 이용하기 위해 정해 놓은 표준적 특성을 만족시키는 지구국. 특성이 불량한 지구국은 위성의 통신 용량을 저하시키고 같은 위성에 접속하는 다른 지구국에도 나쁜 영향을 미칠 가능성이 있다. 이러한 이유로 표준 특성을 충족시키지 못하는 지구국이 인텔샛 위성에 접속하는 경우 인텔샛의 승인을 받을 것을 의무화하고 있다. →이득 대 잡음 온도비.
[육상 지구국]
피더 회선(feeder link)을 설정하기 위해 육상의 특정 지점에 개설하여 이동 위성 업무를 담당하는 무선국. 해안 지구국, 항공 지구국 및 기지 지구국에 해당하지 않는 무선국이다.
[초소형 지구국]
지름 0.6~ 1.8m의 소형 안테나를 갖는 위성 통신용 지구국. 주로 미국 내에서 실용화되고 발전하였으며, 우리나라에서도 무궁화 위성을 이용하여 많은 초소형 지구국(VSAT)이 운용되고 있다. 통신 형태에 따라 스타형 VSAT, 시분할 다중 접속(TDMA)형 VSAT, 요구 할당 다원 접속(DAMA)형 VSAT 등으로 분류할 수 있다. 스타형 VSAT는 신호가 대형 허브국을 경유하는 방식으로서, VSAT국→허브국→공중 통신망→이용자 본사의 경로를 통해 판매 시점 관리(POS)나 신용 카드의 여신 조회 등 소용량 통신에 사용된다. 통신 사업자가 복수 이용자에게 제공하는 것을 ‘shared hub 서비스’라고 한다. VSAT국의 통신 대상은 대형 허브국만 해당되므로 안테나는 아주 소형이어서 극소형 지구국(USAT)이라고 부른다. TDMA형은 허브국의 주 시계(master clock)에 의해 동일 주파수 신호를 모든 VSAT국이 시분할로 사용하는 전화/데이터 통신이다. 안테나 지름은 전체 회선 용량에 비례하지만 VSAT국당 회선 수는 DAMA형에 비해 아주 많다. DAMA형은 허브국이 VSAT국으로부터 전화 신호를 수신해서, VSAT국끼리 단일 반사로(single hop)에 의한 전화 회선을 개설하는 방식이다.
2.표준지구국 시스템
지구국은 규모에 따라 국내통신용과 국제통신용으로, 용도에 따라 가입자회선용과 중계회선용으로 구분되며 각각에 따라 지구국 구성요소에 약간의 차이는 있으나 대체적으로는 안테나 및 추미계, 송수신계, 변복조계, 교환중계국, 측정 및 전원장치로 이루어져 있다.
①안테나 및 추미계
안테나계는 카세그레인 안테나, 다이플렉서(송수신 분리장치)로, 추미계는 구동장치와 추미장치로 구성되며 구동장치는 양각 및 방위각 구동모터로, 추미장치는 안네타 추미서보(안테나에서 복사되는 빔이 항상 위성의 안테나 방향으로 향하게 해주는 역할)로 구성된다.
위성통신용 지구국 안테나로는 광대역이면서 저잡음 특성을 가지고 있는 카세그레인 안테나가 주로 이용되며 그 외에도 파라보라, 혼 리플랙터, 토러스(torus)안테나 등이 사용된다. 이때 안테나 양각은 C band에서는 5°이상, Ku band에서는 10°이상되어야 한다.
②송수신계
1)송신계
송신계는 대전력(고출력) 증폭기(HPA : High Power Amplifier)로 구성되어 있으며 지구국에서 위성으로 복사하는 전파의 세기를 크게 하기 위하여 전력을 증폭시키는 역할을 수행한다. 대전력 증폭기로는 클라이스트론 및 TWTA, SSPA(Solid State Power Amplifier)가 사용되며 클라이스트론 및 TWTA는 통신량이 많은 대형지구국에, SSPA는 일반적으로 통신량이 적은 소형지구국에 사용된다.
증폭방식으로는 여러개의 송신전파를 한 대의 증폭기로 증폭하는 공통증폭방식과, 각각의 송신전파를 증폭한 다음 합성하는 개별증폭방식이 있으며, 냉각방식으로는 수냉, 공냉(강제 공냉), 자연 냉각등이 사용된다.
2)수신계
수신계는 저잡음 증폭기(LNA)로 구성되어 있으며 위성으로부터 수신된 전파를 잡음이 적게 증폭시키는 역할을 수행한다. 저잡음 증폭기로는 파라메트릭(parametric) 증폭기, GaAs-MOSFET 증폭기, HEMT(High Electron Mobility Transistor), 터널 다이오드 증폭기, 저잡음 트랜지스터 증폭기 등이 사용되며 특히 잡음을 적게 하기 위하여 파라메트릭 증폭기 전단에 He냉각 및 전자 냉각장치들을 설치하여 사용한다.
③변복조계
1)변조계
변조계는 베이스밴드 신호를 가지고 반송파의 진폭, 주파수 및 위상등을 변화시키는 변조기와, 변조된 피변조파를 국부발진기의 발진주파수를 이용하여 up conversion 시키는 up converter로 구성된다.
2)복조계
복조계는 위성으로부터의 피변조파를 국부발진기의 발진주파수를 이용하여 down conversion 시키는 down converter와, 피변조파로부터 원래의 베이스밴드신호를 찾아내는 복조기로 구성된다. 이러한 변복조계를 지상통신장치라 한다.
④교환중계국
교환중계국은 지구국과 지상시스템과의 접속부분으로 멀티플렉서, 디멀티플렉서 및 지상 인터페이스로 구성되며 지상 인터페이스계는 전송신호에 따라 전화단국, TV 영상단국, TV음성단국 등이 있다.
9.표준 지구국 설치장소가 가져야하는 조건
1.지리적 조건
①위성과의 충분한 가시거리가 확보되어야 한다.
②다른 시스템과의 간섭 및 혼신을 방지하기 위해 이들로부터 충분히 떨어져 있어야 한다.
2.지질적 조건
대형 안테나를 설치해야 하므로 지질학적으로 인정한 토지여야 한다.
3.환경 조건
건설예정지의 온도, 습도, 풍량, 강수량 적설량등에 대한 과거 통계치를 조사 검토하여야 한다.
4.부지와 국사배치조건
①향후 지구국 증설에 대비하여 부지의 모양과 면적을 정해야 한다.
②지구국 전체의 운용 및 유지보수가 용이하도록 국사의 위치를 정해야 한다.
5.기타조건
①전력, 용수의 공급이 용이하고 교통이 편리해야 한다.
②설치장소의 경제성을 고려해야 한다.
[표준 지구국]
인텔샛이 위성을 최대한 유효하게 이용하기 위해 정해 놓은 표준적 특성을 만족시키는 지구국. 특성이 불량한 지구국은 위성의 통신 용량을 저하시키고 같은 위성에 접속하는 다른 지구국에도 나쁜 영향을 미칠 가능성이 있다. 이러한 이유로 표준 특성을 충족시키지 못하는 지구국이 인텔샛 위성에 접속하는 경우 인텔샛의 승인을 받을 것을 의무화하고 있다. →이득 대 잡음 온도비.
[육상 지구국]
피더 회선(feeder link)을 설정하기 위해 육상의 특정 지점에 개설하여 이동 위성 업무를 담당하는 무선국. 해안 지구국, 항공 지구국 및 기지 지구국에 해당하지 않는 무선국이다.
[초소형 지구국]
지름 0.6~ 1.8m의 소형 안테나를 갖는 위성 통신용 지구국. 주로 미국 내에서 실용화되고 발전하였으며, 우리나라에서도 무궁화 위성을 이용하여 많은 초소형 지구국(VSAT)이 운용되고 있다. 통신 형태에 따라 스타형 VSAT, 시분할 다중 접속(TDMA)형 VSAT, 요구 할당 다원 접속(DAMA)형 VSAT 등으로 분류할 수 있다. 스타형 VSAT는 신호가 대형 허브국을 경유하는 방식으로서, VSAT국→허브국→공중 통신망→이용자 본사의 경로를 통해 판매 시점 관리(POS)나 신용 카드의 여신 조회 등 소용량 통신에 사용된다. 통신 사업자가 복수 이용자에게 제공하는 것을 ‘shared hub 서비스’라고 한다. VSAT국의 통신 대상은 대형 허브국만 해당되므로 안테나는 아주 소형이어서 극소형 지구국(USAT)이라고 부른다. TDMA형은 허브국의 주 시계(master clock)에 의해 동일 주파수 신호를 모든 VSAT국이 시분할로 사용하는 전화/데이터 통신이다. 안테나 지름은 전체 회선 용량에 비례하지만 VSAT국당 회선 수는 DAMA형에 비해 아주 많다. DAMA형은 허브국이 VSAT국으로부터 전화 신호를 수신해서, VSAT국끼리 단일 반사로(single hop)에 의한 전화 회선을 개설하는 방식이다.
2.표준지구국 시스템
지구국은 규모에 따라 국내통신용과 국제통신용으로, 용도에 따라 가입자회선용과 중계회선용으로 구분되며 각각에 따라 지구국 구성요소에 약간의 차이는 있으나 대체적으로는 안테나 및 추미계, 송수신계, 변복조계, 교환중계국, 측정 및 전원장치로 이루어져 있다.
①안테나 및 추미계
안테나계는 카세그레인 안테나, 다이플렉서(송수신 분리장치)로, 추미계는 구동장치와 추미장치로 구성되며 구동장치는 양각 및 방위각 구동모터로, 추미장치는 안네타 추미서보(안테나에서 복사되는 빔이 항상 위성의 안테나 방향으로 향하게 해주는 역할)로 구성된다.
위성통신용 지구국 안테나로는 광대역이면서 저잡음 특성을 가지고 있는 카세그레인 안테나가 주로 이용되며 그 외에도 파라보라, 혼 리플랙터, 토러스(torus)안테나 등이 사용된다. 이때 안테나 양각은 C band에서는 5°이상, Ku band에서는 10°이상되어야 한다.
②송수신계
1)송신계
송신계는 대전력(고출력) 증폭기(HPA : High Power Amplifier)로 구성되어 있으며 지구국에서 위성으로 복사하는 전파의 세기를 크게 하기 위하여 전력을 증폭시키는 역할을 수행한다. 대전력 증폭기로는 클라이스트론 및 TWTA, SSPA(Solid State Power Amplifier)가 사용되며 클라이스트론 및 TWTA는 통신량이 많은 대형지구국에, SSPA는 일반적으로 통신량이 적은 소형지구국에 사용된다.
증폭방식으로는 여러개의 송신전파를 한 대의 증폭기로 증폭하는 공통증폭방식과, 각각의 송신전파를 증폭한 다음 합성하는 개별증폭방식이 있으며, 냉각방식으로는 수냉, 공냉(강제 공냉), 자연 냉각등이 사용된다.
2)수신계
수신계는 저잡음 증폭기(LNA)로 구성되어 있으며 위성으로부터 수신된 전파를 잡음이 적게 증폭시키는 역할을 수행한다. 저잡음 증폭기로는 파라메트릭(parametric) 증폭기, GaAs-MOSFET 증폭기, HEMT(High Electron Mobility Transistor), 터널 다이오드 증폭기, 저잡음 트랜지스터 증폭기 등이 사용되며 특히 잡음을 적게 하기 위하여 파라메트릭 증폭기 전단에 He냉각 및 전자 냉각장치들을 설치하여 사용한다.
③변복조계
1)변조계
변조계는 베이스밴드 신호를 가지고 반송파의 진폭, 주파수 및 위상등을 변화시키는 변조기와, 변조된 피변조파를 국부발진기의 발진주파수를 이용하여 up conversion 시키는 up converter로 구성된다.
2)복조계
복조계는 위성으로부터의 피변조파를 국부발진기의 발진주파수를 이용하여 down conversion 시키는 down converter와, 피변조파로부터 원래의 베이스밴드신호를 찾아내는 복조기로 구성된다. 이러한 변복조계를 지상통신장치라 한다.
④교환중계국
교환중계국은 지구국과 지상시스템과의 접속부분으로 멀티플렉서, 디멀티플렉서 및 지상 인터페이스로 구성되며 지상 인터페이스계는 전송신호에 따라 전화단국, TV 영상단국, TV음성단국 등이 있다.
9.표준 지구국 설치장소가 가져야하는 조건
1.지리적 조건
①위성과의 충분한 가시거리가 확보되어야 한다.
②다른 시스템과의 간섭 및 혼신을 방지하기 위해 이들로부터 충분히 떨어져 있어야 한다.
2.지질적 조건
대형 안테나를 설치해야 하므로 지질학적으로 인정한 토지여야 한다.
3.환경 조건
건설예정지의 온도, 습도, 풍량, 강수량 적설량등에 대한 과거 통계치를 조사 검토하여야 한다.
4.부지와 국사배치조건
①향후 지구국 증설에 대비하여 부지의 모양과 면적을 정해야 한다.
②지구국 전체의 운용 및 유지보수가 용이하도록 국사의 위치를 정해야 한다.
5.기타조건
①전력, 용수의 공급이 용이하고 교통이 편리해야 한다.
②설치장소의 경제성을 고려해야 한다.