매년 2월 스페인 바르셀로나에서 개최되어 온 모바일 월드 콩그레스(MWC, Mobile World Congress) 2021이 코로나 전염병을 위해 이번 주 온라인에서 열렸습니다. 이번에 특별히 엘론 머스크가 초대되어 스타링크에 대한 키노트를 발표하였습니다. 아마 곧 나스닥을 통해 IPO를 한다고 하니 국내 해외 주식투자자분들도 눈여겨보고, 테슬라와 함께 또 하나의 엘론마스크 주식패밀리를 만들어갈 수 있을 것 같습니다.
스타링크의 탄생
스페이스 X사의 통신 위성 네트워크 부서에서 스타링크 프로젝트는 2015년 1월에 발표되었습니다. 당시 달과 화성에 사람을 보낸다는 비전은 있었지만 실행에 시간이 걸린다고 생각했다고 합니다. 이 때문에 엘론 머스크는 저렴한 글로벌 광대역 기능에 대한 상당한 수요가 있다는 것을 조사했습니다. 스페이스X는 2017년에 위성 광대역 네트워크를 위해 스타링크라는 이름을 등록했는데, 이 이름은 존 그린의 The Fault in Our Stars라는 책에서 영감을 받았다고 합시다.
미국에 살아본 분이라면 통신가격이 얼마나 비싸고 속도가 국내에 비해 얼마나 느린지를 뼈저리게 느끼는 분도 많을 겁니다. 따라서 고밀도 도시에서 모든 백홀 통신 트래픽의 최대 50%와 지역 인터넷 트래픽의 최대 10%를 대역폭으로 전달할 수 있다는 가설에 대해 확신을 갖게 되었습니다.
덧붙여 백홀(Backhaul)은 계층적 통신네트워크에서 네트워크의 백홀 부분은 코어네트워크 즉 백본네트워크와 네트워크 엣지에 있는 소규모 하위네트워크와의 중간링크를 구성하는 것을 말합니다. 즉, 백홀이 구현되는 가장 일반적인 네트워크 타입은 모바일 네트워크입니다. 모바일백홀이라고도하는모바일네트워크백홀은셀사이트를코어네트워크에연결하는방법입니다. 모바일 백홀 구현의 두 가지 주요 방법은 파이버 기반 백홀과 무선 포인트 투포인트 백홀입니다. 현재 구리 기반의 유선, 위성통신 및 지점 대 다지점 무선 기술과 같은 다른 방법은 4G 및 5G 네트워크에서 용량 및 지연시간 요구사항이 높아지고 있기 때문에 단계적으로 폐지되고 있습니다.
인기글
이후 스페이스X는 2015년 1월 새로운 통신망을 개발하고 구축하기 위해 협력회사와 함께 스페이스X 위성 개발 시설 개설을 발표하였습니다. 당시 미국 워싱턴주 시애틀 지역 사무소는 2018년까지 약 60명의 엔지니어와 향후 약 1천 명을 채용할 계획이었습니다. 2016년 말까지 2,800m2(3만 평방피트)의 임대공간을 운영했고, 2017년 1월에는 마이크로소프트 헤더쿼터 캠퍼스가 있는 레드몬드 시에 2,800m2(3만 평방피트)의 제2시설을 설치했습니다. 이듬해인 2018년 8월, 스페이스X는 R&D 외에도 위성 제조를 지원하기 위해 레드먼드리지 코퍼레이트 센터의 3개 빌딩 시설로 이전하고 시애틀 지역의 사업부를 모두 통합했습니다.
[그림 1 – 2015년부터 2018년 반 바까지 미국 워싱턴주 레드먼드시에 위치한 스페이스 X 위성 개발 연구소] 또한 2016년 7월에도 스페이스 X는 한국인이 많이 살고 있는 캘리포니아 어바인(오렌지 카운티)에 740m2(8천 평방피트) 규모의 창작 공간도 확보하였습니다. 위성 프로그램용 신호 처리, RFIC, ASIC 개발을 담당하고 있습니다. 첫 번째 결과는 2016년 1월까지 두 개의 시제품 위성을 2016년에 비행시키고 2020년까지 궤도에 최초의 위성 별자리를 배치해 운용할 계획을 공개했습니다.
그러나 항상 비즈니스와 기술 도전이 순조롭게 진행된 것은 아니었습니다. 스페이스X 위성사업부는 사용자 장비를 위한 충분한 낮은 비용 설계를 달성해야 하는 중대한 비즈니스 과제에 초점을 맞추고 있으며 표면적으로는 일반 사용자 건물이나 자택에 200달러 정도의 비용으로 쉽게 설치할 수 있는 것을 목표로 하였습니다. 이에 대해 그웬 쇼트웰스페이스 X 사장은 사용자-단말기 비용과 관련된 문제를 해결하기 위해 노력하는 것으로 이 프로젝트는 설계 단계에 아직 머물러 있다고 말했습니다.
또한 스페이스 X는 2016년 11월 연방통신위원회(FCC)에 ‘Ku와 Ka 주파수 대역을 이용한 고정위성 서비스(Fixed-Satellite Service) 내 지상궤도 위성 시스템(NGSO 위성 시스템)’을 동시에 신청하였습니다. 이윽고 2017년 3월 스페이스 X는 상용 통신 서비스에 별로 이용되지 않았던 전자기 스펙트럼으로부터 7500개 이상의 “비동기 궤도에 있는 V-밴드 위성”의 제2궤도 셸(Shell)을 배치하기 위한 계획을 FCC에 제출했습니다.
“아주 낮은 지구궤도의 별자리(Very-Low Earth Orbit (VLEO) constellation)”라고 불리는 이 위성들은 7,518개의 위성으로 구성되어 있습니다. “이 위성은 340mi(550km), 원래 계획된 4,425개의 위성 그룹은 Ka와 Ku 대역에서 활동하며 1,200km(750mi) 고도에서 궤도를 돌게 됩니다”
[그림 2 – 팔콘 9가 플로리다 주 케이프커내버럴 공군기지(CCAFS)에서 이륙하여 2019년 11월 11일 60개의 스타링크 위성을 궤도에 올려놓았다]그러한 스페이스 X 계획은 두 가지 측면에서 이례적이었습니다. 첫째, 거의 사용되지 않는 통신 스펙트럼의 V-밴드 활용을 목적으로 하는 회사입니다. 둘째, 스페이스X는 새로운 궤도체제, 대기항력이 상당히 높은 고도 340마일(550km)의 아주 낮은 지구궤도체제를 사용하려고 의도했습니다. 이것은 보통 짧은 궤도 수명을 가져오기 때문에 대부분 인공위성 회사가 서비스를 하지 않는 영역이기도 합니다.
2015년부터 2017년까지 이처럼 큰 위성 별자리에 대한 통신 스펙트럼 인가를 둘러싸고 규제 당국과의 논란이 일부 제기되었습니다. 라이선스 스펙트럼에 대한 전통적이고 과거의 규제 규칙은 위성 운영자가 서비스 기간을 채우기 위해 단일 우주선을 발사할 수 있다는 것이었습니다. 그런 정책은 운영자들이 비행대를 배치하지 않고 몇 년 동안 귀중한 무선 스펙트럼의 사용을 차단할 수 있도록 하는 것으로 보인다고 간주했습니다.
그 후 FCC는 2017년까지 면허 조건을 준수하기 위해 전 대형 별자리를 배치하도록 6년 마감일을 설정하였습니다. 국제규제기관인 국제전기통신연합(ITU)은 2017년 중반에 상당히 제한받지 않는 지침을 제안하였습니다. 2017년 9월, 보잉과 스페이스X는 미국 FCC에 6년 규정의 포기를 청원했으나 거부당했습니다. 2019년까지 FCC는 모든 시스템이 면허를 취득한 날로부터 9년 이내에 궤도에 진입할 때 성운의 절반이 궤도에 있어야 한다고 판결했습니다. 이런 이유 때문인지 스페이스X 런치는 달에 가능한 수백 개의 인공위성을 끊임없이 쏘아 올리는 계기가 되었습니다.
스페이스X는 2017년과 2018년에 모두 초기 Ka/Ku-Bands형 시험위성을 발사한 뒤 2019년부터 가동에 들어갈 계획입니다. 약 4,440개의 위성으로 구성된 약 750마일(1200Km)의 별자리를 완전히 구축하는 작업은 2024년에 완료될 것으로 예상됩니다.
MWC에서 발표한 스타링크의 오늘과 내일
이런배경을먼저고려해보고이번MWC발표를보면스타링크에대해서더욱이해하기가쉬울것같습니다. 지구 저궤도 위성 브로드밴드 네트워크(줄여서, LEO라고 부른다) 스타 링크를 지상 5 G와 파이버의 통신 보완재로 목표를 하고 있다고 했습니다. 현재 스타링크는 1,500개 이상의 위성을 발사하여 최근 6만 9420명의 활성 사용자를 확보했다고 밝혔습니다. 올해 5월 스타링크는 50만명이 넘는 가입자를 기록했지만, 12개월 이내에 총 100만명 이상의 가입자를 확보할 수 있을 것으로 엘론마스크는 예상하고 있습니다.
[그림3-일론마스크는 스타링크가 비용효율적인 백홀을 제공하거나 접근이 어려운 지역가입자에게 서비스를 제공할 수 있다고 MWC에서 발표한 장면]8월부터 LEO 위성은 극성을 제외한 모든 곳에서 전 지구적 접속이 가능하며, 이 서비스는 현재 미국, 캐나다, 영국, 독일, 뉴질랜드, 호주, 프랑스, 오스트리아, 네덜란드, 벨기에 등 12개국에서 운영되며 매월 추가될 예정입니다.
참고로, 지구상의 각국에서 위성 서비스를 제공하기 위해 ITU 규정과 오랜 국제 조약에서는 각국의 관할권이 착륙권을 부여하도록 요구하고 있습니다. 따라서 스페이스 X스타링크 네트워크가 약 60° 미만의 위도로 거의 전 지구에 도달할 수 있지만 시골 및 소외지역에 대한 광대역 서비스는 현재까지 일부 국가에서만 제공될 수 있습니다. 또한 공간은 스타링크 서비스가 제공되는 국가, 순서 및 기간에 영향을 미칠 수 있는 비즈니스 운영 및 경제적 고려사항을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 스페이스X는 2020년 6월에 캐나다에 대한 인가를 공식 요청하였고, 캐나다 규제당국은 2020년 11월에 인가를 승인하였으며, 스페이스X는 2개월 뒤인 2021년 1월에 서비스를 롤아웃하였습니다.
네트워크 속도 면에서는 스타링크가 20밀리초 미만의 대기시간을 목표로 파이버나 5G와 같은 대기시간을 제공한다고 강조했습니다. 잠깐 스포도 했지만 스타링크가 주요 통신사와 매우 중요한 두 개의 파트너십을 맺고 있다고 구체적으로 밝히진 않았지만 조만간 뉴스에 나올 수 있지 않을까 기대하고 있습니다. 백홀 외 5G 라이선스를 취득하기 위해 정부가 사업자에게 통신이 잘 안되는 변두리 지역에 서비스를 제공하도록 요구하는 지역도 추진하고 있습니다. 고객층의 3~5%를 언급하면서 비즈니스 사례가 어려운 경우 스타링크가 가장 많은 부분을 차지할 수 있습니다.
스타링크 투자와 전망
최대 300억달러의 스타링크 투자까지 할 수 있다고 일론마스크가 직접 말했습니다. 지구 저궤도 위성 광대역 서비스에 대한 투자는 200억달러에서 300억달러에 이를 수 있다고 주장했습니다. 이는 인구가 희박하고 밀도가 낮은 지역을 대상으로 하기 때문이라고 설명했습니다
스타링크가 긍정적인 현금흐름을 만들어내기 전에 투자총액은 최소 50억달러에서 최대 100억달러가 될 것이라고 합니다. 현금 흐름이 좋아 보이지만 한 가지 단점은 가입자의 투자 회수와 관련하여 스타링크 이용자의 단말기는 현재 1,000달러 이상의 비용이 있습니다. 당연히 지금은 그 터미널에서 손해를 보고 있고 거의 같은 수준의 기능을 제공하고 있지만 이를 더 낮출 수 있도록 차세대 터미널 개발에 주력하기 위해 연구하고 있다고 강조했다. 이용자들은 단말기 한 대에 약 500달러(서비스 한 달에 100달러 추가)을 절반 정도 지불하는 구조인데, 이 숫자도 250달러에서 250달러로 낮추려 하고 있습니다.
물론 단말기를 반값에 판매하는 것은 규모면에서 초강력하지 않고 설치작업을 또 쉽게 할 수 있도록 지원합니다. 전문적인 설치자가 필요 없고, 5분도 안 걸리고, 하늘을 향해 플러그 꽂는 2단계만 하면 된다고 했어요.
마지막으로, 일론 머스크가 말하는 또 다른 목표는 스타링크가 파산하지 않기 위해서는 다른 LEO 광대역 벤처의 길을 피하는 것이라고 강조했습니다. 마스크는 항상 미래에 대해 긍정적이고 상당히 흥분된 모습을 인정받고 있습니다. 최근 코인 관련 사건으로 인해 일부 지지자 또는 투자자에게 신용을 잃는 부분도 있었지만, 20년 전 디지털 전자은행의 페이팔처럼 코인 또한 미래의 화폐 또는 금과 같은 현물로 정착하지 않을까 예상합니다.
인공위성서비스 관련 국내 현황
아직 스타링크 서비스는 한국 일정이 구체적으로 알려지지 않았습니다. 북한과의 군사 경쟁 때문에 아마 상용위성을 해외에서 운영하는 것은 국내 정부에서 아직 결정되지 않았으며 법 규제를 받기 때문에 국내에서 스타링크를 쓰기는 어려울 것으로 예상됩니다.하지만 국내에서도 올해 미국으로부터 미사일 고도 해제에 따라 국내 로켓 추진 업체들도 많은 연구를 하고 있기 때문에 뜨거운 관심을 갖고 있을 것으로 믿고 있습니다. 관련 소식 들으면 업데이트 해드릴게요