신흥 저궤도 꽁포 토토 사이트 통신 별자리 개발

　　요약:SpaceX, OneWeb 및 기타 회사는 글로벌 광대역 액세스를 제공하기 위해 대규모 저궤도 꽁포 토토 사이트 통신 집합체를 구축할 계획입니다. 1990년대 저궤도 별자리의 물결과 비교하면 신흥 별자리는 주로 다음과 같은 장점이 있습니다. 배치 및 모듈식 생산은 꽁포 토토 사이트 제조 비용을 줄이고 로켓 재사용 및 "하나의 로켓, 다중 꽁포 토토 사이트" 기술은 발사 비용을 절감합니다.

　　키워드:저궤도 별자리, 높은 처리량 꽁포 토토 사이트, 하나의 네트워크

소개

OneWeb과 StarLink로 대표되는 신흥 저궤도(LEO) 꽁포 토토 사이트 통신 별자리는 글로벌 광대역 연결 기능을 통해 인터넷 액세스를 위해 지상 네트워크와 경쟁하는 것을 목표로 빠르게 발전하고 있습니다. 1990년대 이리듐과 같은 저궤도 별자리와 비교할 때 신흥 저궤도 별자리는 다양한 개발 이점을 가지고 있습니다. 로켓 재사용 및 "하나의 로켓, 다중 꽁포 토토 사이트" 기술은 집적 회로 기술의 꽁포 토토 사이트 발사 비용을 크게 줄이는 데 기여했습니다. 꽁포 토토 사이트의 모듈화, 부품화, 소형화로 인해 꽁포 토토 사이트의 크기, 품질, 전력 소비 및 개발 비용이 크게 감소했으며, 배치 및 모듈형 꽁포 토토 사이트 제조 기술로 꽁포 토토 사이트 제조 비용이 크게 절감되었습니다.

본 글에서는 저궤도 성좌와 지상망 간의 경쟁상황을 건설비용, 용량밀도 등으로 분석하고, 저궤도 성좌와 정지궤도를 단위용량비용, 지상단말 구성, 전송 지연, 착륙 감독 등. 플럭스 꽁포 토토 사이트(GEO-HTS)의 장점과 단점을 민간 시장과 군사 응용의 특성 및 추세와 결합하여 신흥 저궤도 꽁포 토토 사이트 통신 집합체의 개발 전망을 연구합니다. .

1 지상파 네트워크와의 경쟁

광섬유 및 셀룰러 무선 통신과 같은 지상 통신 기술은 저궤도 별자리에서 피할 수 없는 경쟁자입니다. 1990년부터 2000년까지 "Iridium", "Globalstar" 및 "Orbital Communications"와 같은 여러 저궤도 별자리 계획이 제안되었으며, 이는 원활한 글로벌 커버리지를 갖춘 휴대용 꽁포 토토 사이트 전화 서비스를 제공하는 것을 목표로 합니다.

주로 음성 서비스를 제공하는 1세대 저궤도 별자리와 달리 OneWeb 및 StarLink와 같은 신흥 저궤도 별자리는 주로 꽁포 토토 사이트 광대역 서비스를 제공하지만 그들이 목표로 하는 소비자 광대역 시장은 Fiber-to-The-Home에 직면해 있습니다. (FTTH), 셀룰러 광대역 등 지상파 네트워크에서의 경쟁(그림 1). 그 중 Fiber-to-the-Home의 장점은 통신 용량이 크다는 점이지만, 원격지에 설치하는 데 비용이 더 많이 든다는 단점이 있습니다. 셀룰러 광대역은 기지국의 무선 신호를 통해 광대역 액세스를 실현하며 통신 용량은 일반적으로 광섬유보다 낮습니다. 라스트 마일에 케이블을 깔 필요가 없다는 장점이 있습니다.

　　

그림 1 꽁포 토토 사이트 광대역, FTTH 및 셀룰러 광대역 다이어그램 1.1 건설 비용 비교

광대역망의 각 사용자 회선 구축 비용은 가구당 커버리지 비용과 가구당 연결 비용의 합과 같습니다. 가구당 커버리지 비용은 네트워크 구축 비용을 사용자 수로 나눈 값이므로 사용자 밀도가 높은 지역에서는 그 가치가 낮아집니다.

미국 광케이블 광대역 협회(American Fiber Broadband Association)의 연구에 따르면 2019년 미국의 평균 가구 건설 비용은 농촌 지역에서 각각 1,218달러, 1,863달러, 2,737달러, 4,206달러였습니다. (그림 2). StarLink 별자리의 단일 별을 제조하고 발사하는 데 드는 비용은 약 153만 달러이며 단일 별의 용량은 약 21Gbps입니다.

표 1 OneWeb, StarLink 및 이동통신 광대역의 가구당 건설 비용 추정

그림 2 셀룰러 광대역, Fiber-to-the-Home 및 StarLink 광대역의 가구당 건설 비용 비교

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　　1.2 용량 밀도 비교　

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그림 3 꽁포 토토 사이트 빔과 셀룰러 기지국 범위 비교

표 2 꽁포 토토 사이트 광대역과 5G의 용량 밀도 비교

　　

표 2의 추정 결과에서 StarLink의 용량 밀도는 2Mbps/km2로, 5G 시스템이 달성할 수 있는 540Gbps/km2보다 5배 낮은 수준임을 알 수 있습니다. 둘 사이의 격차는 주로 두 가지 이유로 인해 발생합니다.

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2 정지궤도 꽁포 토토 사이트과의 경쟁

Starlink와 같은 신흥 저궤도 별자리는 비정지 고속 처리 꽁포 토토 사이트(Non-GEO HTS) 범주에 속하며 GEO-HTS와의 경쟁에도 직면하고 있습니다. 저궤도 별자리와 GEO-HTS는 모두 다중 지점 빔과 주파수 재사용을 사용하여 기존 광빔 꽁포 토토 사이트에 비해 단일 꽁포 토토 사이트 용량을 수십 또는 수백 배 늘리는 고처리량 꽁포 토토 사이트(HTS) 기술을 사용합니다(그림 4). ) .

　　

그림 4 HTS 시스템과 기존 꽁포 토토 사이트 시스템의 비교

저궤도 별자리와 GEO-HTS는 고용량 꽁포 토토 사이트 광대역 구현을 위한 두 가지 아이디어를 나타냅니다. 저궤도 별자리는 수백, 수천 개의 소형 꽁포 토토 사이트을 통해 전체 별자리의 고용량을 달성하고 GEO-HTS는 단일 대형 꽁포 토토 사이트을 사용합니다. 수백 개의 꽁포 토토 사이트을 건설하는 꽁포 토토 사이트 수천 개의 스팟빔으로 고용량을 가능하게 합니다. 저궤도 꽁포 토토 사이트은 고궤도 꽁포 토토 사이트보다 경로 손실이 적기 때문에 더 높은 스펙트럼 효율을 달성할 수 있습니다. 예를 들어 저궤도 꽁포 토토 사이트 StarLink의 스펙트럼 효율은 약 2.7bps/Hz이고 GEO-HTS 꽁포 토토 사이트 ViaSat-3입니다. 약 1.1bps/Hz입니다.

표 3 다양한 꽁포 토토 사이트의 빔 매개변수 비교

　　

저궤도 별자리와 GEO-HTS는 모두 글로벌 커버리지를 달성할 수 있지만 전송 지연, 경로 손실, 궤도 진입 비용, 꽁포 토토 사이트 수명 등의 측면에서 각각 장단점이 있습니다. (표 4 참조) 다음은 단위용량비용, 지상단말 구성, 전송지연, 착륙감시 등을 중심으로 분석한다.

표 4 GEO-HTS와 저궤도 별자리의 장단점 비교

　　

　　2.1 단위 용량 비용

꽁포 토토 사이트 통신 시스템의 단위 용량 비용은 꽁포 토토 사이트 별자리 제조 및 발사의 총 비용을 시스템의 유효 용량으로 나눈 값과 같습니다. 제조 및 발사 비용 측면에서 저궤도 별자리는 모듈화 및 대량 생산을 통해 제조 비용을 줄이고 "1개의 로켓, 다중 꽁포 토토 사이트" 발사 기술을 사용하여 발사 비용을 크게 줄입니다.

유효 시스템 용량은 전체 시스템 용량과 활용 효율성에 따라 달라집니다. 저궤도 별자리 OneWeb과 StarLink의 전체 시스템 용량은 각각 약 7.2Tbps, 94Tbps입니다. 그러나 저궤도 별자리의 꽁포 토토 사이트은 모두 지구 주위를 돌고 있으며 지구 표면의 70% 이상이 바다와 황야입니다. 따라서 저궤도 성좌의 용량은 활용효율이 낮다.

별자리 제조 및 출시의 총 비용과 유효 용량을 기준으로 하면 OneWeb, StarLink 및 ViaSat-3의 단위 용량 비용은 각각 약 1,550$/Mbps, 287$/Mbps 및 833$/Mbps입니다. 꽁포 토토 사이트 수명, 세 가지의 월별 단위 용량 비용은 각각 약 25.9$/Mbps, 4.8$/Mbps 및 4.6입니다. $/Mbps/월(표 5 참조)

표 5 낮은 지구 궤도 별자리 및 GEO-HTS 단위 용량 비용 계산

　　

2.2 접지단자 구성

저궤도 꽁포 토토 사이트에서 지상 사용자까지의 전송 거리는 GEO-HTS에 비해 훨씬 짧으며 경로 손실 측면에서 약 30dB의 장점이 있습니다(표 6 참조). 그러나 GEO-HTS가 사용하는 대형 꽁포 토토 사이트 플랫폼은 더 큰 전송 전력을 지원하므로 경로 손실을 부분적으로 보상할 수 있습니다.

표 6 낮은 지구 궤도 별자리 및 GEO-HTS 사용자 다운링크 예산

　　

저궤도 별자리는 더 작은 조리개를 가진 사용자 단말기를 지원하지만 지구 표면에 대한 저궤도 꽁포 토토 사이트의 고속 이동으로 인해 사용자 단말기에 대한 더 높은 빔 추적 성능 요구 사항이 필요합니다. GEO-HTS는 지상에 대해 고정되어 있습니다. 선박용 저속 이동 단말기는 기계적으로 조종 가능한 포물선 안테나를 사용할 수 있습니다. 항공 고속 이동 단말기는 위상 배열 평면 패널 안테나를 사용해야 합니다. 궤도 꽁포 토토 사이트은 지상에 비해 빠른 속도로 이동하므로 꽁포 토토 사이트 오버헤드 시간은 20분 이내이므로 지상 고정 터미널도 평면 안테나를 사용해야 합니다.

꽁포 토토 사이트 광대역 전송 링크는 "데이터 센터 → 꽁포 토토 사이트 → 사용자"의 순방향 링크와 "사용자 → 꽁포 토토 사이트 → 데이터 센터"의 역방향 링크로 구성됩니다. GEO-HTS 전송 왕복 지연의 이론적 최소값은 477ms입니다. 데이터 처리 지연 및 기타 요인을 추가하면 실제 왕복 지연은 약 600ms입니다.

그러나 LEO 집합의 낮은 지연 시간 이점은 소비자 광대역 시장에서 제한적인 가치를 갖습니다.

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2) 온라인 게임, 금융 거래, 가상 현실 등 지연에 민감한 서비스의 경우 저궤도 별자리가 실제로 GEO-HTS보다 우수하지만 이러한 서비스는 지상파 광섬유 및 5G의 장점이기도 합니다.

3) 짧은 대기 시간은 주로 개발된 지역에서 요구되는 반면, 꽁포 토토 사이트 광대역은 주로 지상 네트워크 범위가 부족한 원격 지역을 대상으로 하며, 원격 지역은 짧은 대기 시간을 위해 추가 비용을 지불할 의지가 제한되어 있습니다.

　　2.4 구현 감독

GEO-HTS의 빔 적용 범위는 미리 설정될 수 있지만 저궤도 성좌는 자연스럽게 전 세계적으로 원활한 적용 범위를 갖습니다. 일부 국가나 지역에 국한되면 엄청난 용량 낭비가 발생합니다. 글로벌 시장 진출이 허용될 수 있다고 가정하면 스타링크 성좌의 유효 용량은 23.7Tbps, 단위 용량당 월 비용은 4.8$/Mbps인 것으로 지난 분석에서 나타났다.

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그림 5 다양한 글로벌 시장 접근 비율에 따른 StarLink의 단위 용량당 월별 비용

3 개발 전망 분석

저궤도 별자리는 광섬유 광대역, 셀룰러 광대역 및 GEO-HTS와 같은 지상 네트워크와 여러 경쟁에 직면해 있습니다. 각각은 건설 비용, 용량 밀도, 지상 터미널 구성, 전송 지연, 등, 이는 서로 다른 특성을 가지고 있음을 결정합니다. 또한 해당 분야는 저궤도 별자리의 잠재적 시장 용량과 개발 전망을 결정합니다.

3.1 꽁포 토토 사이트 광대역의 시장 용량 상한

꽁포 토토 사이트 광대역은 셀룰러 광대역에 비해 가구당 커버리지 비용, 사용자 단말기 비용, 스펙트럼 효율성, 용량 밀도 등에서 단점이 있습니다. 따라서 꽁포 토토 사이트 광대역의 잠재적 시장은 셀룰러 커버리지가 부족한 지역입니다. Greg Wyler가 O3b와 OneWeb을 설립했을 때, 꽁포 토토 사이트을 통해 "연결되지 않은 사람들을 연결하는 것"이 ​​그의 사명이었습니다.

　　

그림 6 2007년부터 2019년까지의 글로벌 셀룰러 네트워크 범위

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글로벌 꽁포 토토 사이트 광대역 사용자의 잠재 수는 약 4억 명에 불과하지만 꽁포 토토 사이트 광대역으로는 충분합니다. 예를 들어 OneWeb, StarLink, ViaSat-3 3개 별자리의 유효 용량은 각각 약 1.56Tbps, 23.7Tbps, 1.8Tbps이며, 1인당 기준인 10Mbps에 따르면 지원 가능한 사용자 수의 상한은 156,000명입니다. , 각각 237만, 18만.

전체 비용 측면에서 저궤도 별자리는 GEO-HTS에 비해 불리합니다. 첫째, 단위 용량당 월별 비용(표 5 참조) 측면에서 StarLink와 같은 저궤도 성좌는 가격 불리한 위치에 있습니다. 구현 감독 요소(그림 5 참조)를 더 고려하면 저궤도 성좌의 가격 단점이 있습니다. 둘째, 소비자 광대역 시장에서 LEO 별자리가 접지 터미널에 의존하는 위상 배열 평면 패널 안테나의 가격은 현재 GEO-HTS가 의존하는 포물선 안테나보다 훨씬 높습니다. 따라서 LEO 성좌는 전체 비용 측면에서 불리하여 GEO-HTS보다 시장 경쟁력이 낮습니다.

　　

그림 7 NSR의 전 세계 고처리량 꽁포 토토 사이트 수익 예측

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민간 분야에서 저궤도 성좌는 군사 분야에서 지상 네트워크를 보완할 뿐이며, 저궤도 성좌는 우수한 전역 적용 범위, 낮은 전송 지연, 높은 취약성 및 작은 조리개 지원과 같은 장점을 가지고 있습니다. 수신 안테나. 광범위한 응용 가능성. 미국은 항상 상업용 통신 꽁포 토토 사이트을 군사 꽁포 토토 사이트 기능의 중요한 보완물로 간주해 왔습니다. 2018년 말 현재 미국 국방 정보 시스템국(Defense Information Systems Agency) 관할 하에 있는 상업용 꽁포 토토 사이트 통신 서비스의 총 조달 규모는 45억 달러에 달했습니다. 2019년 미군이 구매한 상업용 꽁포 토토 사이트 용량은 40Gbps로 군꽁포 토토 사이트 용량의 70%에 해당한다.

군사적 요구와 호환성이 높기 때문에 StarLink와 같은 신흥 상업용 저궤도 별자리는 미군으로부터 큰 관심을 끌었습니다. 미 공군 연구소는 2017년에 "상업 공간 기반 인터넷 군사 실험" 프로젝트를 시작했습니다. 이는 신흥 상업용 저궤도 별자리를 사용하여 글로벌 커버리지 고가용성, 고탄력성, 대규모 대역폭 및 저궤도 통신망을 구축하는 것을 목표로 합니다. 2019년 3월 미 공군은 StarLink 별자리의 군사 시연을 수행하기 위해 SpaceX와 2,800만 달러 상당의 계약을 체결했습니다.

결론

로켓 재사용, 하나의 로켓을 사용한 다중 꽁포 토토 사이트 발사, 대규모 꽁포 토토 사이트 제조, 높은 처리량 꽁포 토토 사이트 및 기타 기술의 엄청난 발전으로 인해 저궤도 꽁포 토토 사이트 통신 별자리는 새로운 발전의 물결을 열었습니다. 저궤도 꽁포 토토 사이트의 제조 및 발사 비용이 크게 줄어들었음에도 불구하고 도시 지역의 꽁포 토토 사이트 광대역 가구당 구축 비용은 여전히 ​​FTTH(Fiber-to-the-Home)보다 높으며 더 저렴할 수밖에 없습니다. 시골 지역의 광섬유보다.

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