(리포트 뜯어보기) 위성통신은 5G의 적수가 될 수 없습니다

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최근 위성통신이 부각됨에 따라 5G에 대한 회의적인 시각이 느껴집니다. 정말 5G가 도태될 수도 있는 걸까요?

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IoT는 5G로 이루어질 것, 위성통신 경쟁 상대로 볼 수 없어

최근 일부 투자가들이 IoT 시장에서 위성통신의 부각 및 5G와의 경쟁 가능성을 주장한다. 하지만 5G가 위성 통신과 IoT 패권 다툼을 벌일 가능성은 현실적으로 희박하다. 기술적/제도적/사업 성공 가능성 측면에서 5G와 위성통신은 비교 불가이기 때문이다. 현재 위성을 보유한 국내 KT, 글로벌 위성/CATV/통신사업자들이 위성통신 사업에 적극적이지 않은 반면 일부 인터넷, 자동차 업체들이 위성통신에 대한 왜 관심을 표하는지 냉정하게 평가할 필요가 있다는 판단이다.

 

IoT (Internet of Things, 사물인터넷)
각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술. 즉, 무선 통신을 통해 각종 사물을 연결하는 기술을 의미한다. 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있는 인공지능 기술이다. 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 디바이스 등 다양한 임베디드 시스템이 된다. 사물인터넷에 연결되는 사물들은 자신을 구별할 수 있는 유일한 아이피를 가지고 인터넷으로 연결되어야 하며, 외부 환경으로부터의 데이터 취득을 위해 센서를 내장할 수 있다. 모든 사물이 바이러스와 해킹의 대상이 될 수 있어 사물인터넷의 발달과 보안의 발달은 함께 갈 수밖에 없는 구조이다.

CATV
케이블 텔레비전(cable television)은 텔레비전 안테나가 요구되는 전통적인 TV 수신 방식과는 다르게 광섬유를 통해서 동축 케이블에 전달된 무선 주파수 신호를 통해 텔레비전에 신호를 보내 전파를 수신하는 체계이다. 케이블 텔레비전은 〈CATV〉, 〈유선 방송〉으로도 불린다. 케이블 텔레비전은 본래 1948년에 나타난 공동 안테나 텔레비전을 뜻했다. 산악 지대 등의 전파를 수신하기 어려운 곳에 쓰였었다. CATV는 Cable TeleVision의 줄임말이 아니고 Communication Antenna TeleVision의 줄임말이다.

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위성은 속도/응답 속도 열위, 대용량 트래픽 처리 어려워

일단 네트워크 기술 수준으로 볼 때 위성통신은 5G와 비교 대상이 아니다. 속도, 네트워크 안정성, 커버리지, 트래픽 처리 용량, 단말기 지원 측면에서 모두 그렇다. 전송 속도는 말할 것도 없거니와 응답속도(초저지연) 역시 큰 차이를 보인다. 네트워크 안정성 측면에서 현실적으로 자율주행 자동차에 적용하기에도 부담스러운 수준이다. 더 큰 문제는 커버리지와 트래픽 처리 용량이다. 과연 위성통신이 음영 지역 없이 인빌딩까지 커버할 수 있을지 의문이며, 방대한 트래픽을 쌍방향으로 감당할 수 있을지 회의적인 시각을 갖게 한다.

 

인빌딩 (In-Building)
전파가 닿지 않는 건물 내에서도 신호를 전달.

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제도적 문제 산더미, 주파수 대가/혼선 문제 해결 어려워

제도적으로도 위성통신은 해결해야 될 문제점이 많다. 주파수 사용 대가 문제, 인접 국가간 혼선 문제, 보안 문제, 위성간 충돌 문제, 위성 쓰레기 처리 문제 등 한두 가지가 아니다. 물론 소수의 사용자가 위성통신을 사용할 경우엔 큰 문제가 되지 않는다. 하지만 다수의 유저가 사용할 시엔 얘기가 다르다. 당장 주파수 사용 대가가 이슈로 부상할 것이며, 전 세계 서비스를 지향할 경우 국가 간 주파수 간섭 현상도 심각한 문제점으로 부상할 가능성이 높다. 보안 문제 및 위성간 충돌 문제도 관건이다. 단순하게 장밋빛으로 보는 것을 경계할 필요가 있다.

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위성 수익모델 5G 대비 절대 열위, 이익 나기 쉽지 않아

5G의 경우 소비자들이 IoT 서비스를 사용하기 위해 월 3~4만원의 요금을 추가로 지불한다고 가정하면 수년 내 충분히 수익성을 확보할 수 있다. IoT 서비스를 위한 추가 투자 비용이 크지 않기 때문이다. 하지만 위성은 다르다. 위성통신비용은 서비스 요금이 저렴하지 않을뿐더러 투자비용도 높다. 일부에선 5G 투자비용이 막대하므로 위성통신을 통한 IoT 서비스가 저렴할 것으로 판단하는데 터무니없는 얘기다. 과거 이리듐을 통한 저궤도 위성통신서비스가 실패한 가장 큰 이유도 높은 요금과 많은 투자 비용 때문이었다. 글로벌 연간 상각비만 최소 수십조원이 될 것인데 이익이 날 수 있는지 의문이다.

 

이리듐
모토로라 사에서 계획한 위성전화용 인공위성 통신망. 과거 모토로라 주도로 결성되었던 이리듐 컨소시엄은 1998년 11월 서비스 개시 후 약 9개월 만인 1999년 8월 13일에 챕터 11 파산보호를 신청, 2001년 다른 사업자가 인수하게 됨에 따라 현재는 별도의 기업인 이리듐 커뮤니케이션즈에서 운영한다.

이리듐의 원자번호와 같은 77개의 인공위성을 쏘아 올려서, 인공위성을 기지국으로 삼아 지구 전역을 커버하여 지구 어디에서나 터지는 궁극의 핸드폰으로 만들려는 프로젝트였다. 초기 계획은 약 650km 고도의 7개 궤도에 각 궤도마다 11기의 위성을 올리는 것이었으나 최종 계획은 고도를 130km가량 올린 780km로 수정함에 따라 필요 위성수가 각 궤도마다 하나씩 줄면서 66개로 최종 결정되었다. 위성의 고도가 올라갈수록 한 위성의 커버리지가 넓어지기 때문이다.

상각비
감가상각(Depreciation) - 시간의 흐름에 따른 유형자산의 가치 감소를 회계에 반영하는 것이다. 경제학적으로는 자산의 가치 감소를 의미하나, 회계학의 관점에서 감가상각이란 취득한 자산의 원가(취득원가)를 자산의 사용기간에 걸쳐 비용으로 배분하는 과정(allocation)을 의미한다.

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최근 위성통신에 대한 문의가 늘고 있다. 아무래도 세계적인 저명 인사들이 위성통신의 미래에 대해 긍정적인 전망을 하고 일부 사업 추진 양상을 나타낸 데 따른 영향이 큰 것으로 보인다. 하지만 위성통신이 IoT의 주도권을 놓고 5G와 서비스 경쟁을 벌일 가능성은 현실적으로 희박하다는 판단이다. 구체적인 사유를 언급하면 다음과 같다.

1) 네트워크 기술 수준으로 볼 때 위성통신은 5G와 비교 대상이 아니다. 속도, 네트워크 안정성, 커버리지, 트래픽 처리 용량, 단말기 지원 측면에서 모두 그렇다. 위성통신과 5G 모두 속도가 개선되는 양상인데 현재 5G 인터넷 속도는 1 Gbps급에 육박하는 양상이지만 위성통신은 100 Mbps급에 불과한 실정이다.

응답속도(초저지연) 역시 큰 차이를 보인다. 5G는 LTE대비 100배 개선되는 양상을 보이는 반면 위성통신은 LTE 초기 수준에 불과하다. 네트워크 안정성 측면에서 현실적으로 자율주행 자동차에 적용하기에도 부담스러운 수준의 품질이다.

 

LTE 어드밴스드 (LTE Advanced)
2009년 국제 전기 통신 연합에서 ITU-T 표준 4G 시스템 후보로 제출되어, IMT-어드밴스드로 승인되어, 2011년 3월에 3GPP가 릴리즈 10을 기반으로 완성한 WCDMA 계열의 4세대 이동 통신으로, 롱 텀 에볼루션 (Long Term Evolution, LTE)의 본래 규격이다.

커버리지 역시 큰 차이를 보인다. 5G는 국내의 경우 2023년엔 95% 이상의 커버리지를 나타내겠지만 위성의 경우엔 통신사 기지국, 중계기, 전송망과 연계 없이 자체적으로 구축하려면 솔직히 답이 나오지 않을 것이란 판단이다. 과연 위성통신이 음영 지역 없이 인빌딩(건물밀집지역/터널 등)까지 커버할 수 있을까? 아웃도어조차 쉽지 않을 것이다.

 

아웃도어 (outdoor)
야외(野外)나 옥외(屋外)

결정적으로 위성 통신의 경우 트래픽 용량 처리가 가장 큰 결점으로 작용할 것으로 예상된다. 현재 5G는 LTE대비 10배 많은 주파수를 활용하여 LTE보다 수십 배 많은 트래픽을 처리할 예정이다, 그런데 위성통신의 경우 5G와 같은 트래픽을 처리하려면 얼마나 많은 위성을 설치해야 할까? 막대한 비용도 문제지만 물리적으로 설치가 가능하기나 할까 싶다. 소수의 유저 대상이라면 몰라도 쌍방향 통신 방식으로 그 많은 트래픽을 소화할 수 있을지 의문이다.

단말기도 문제다, 휴대폰은 말할 것도 없고 IoT 용도로만 국한한다고 해도 IT 업체들과의 공조도 문제지만 기술적 특성으로 볼 때 크기, 편의성 측면에서 경쟁력 있는 단말기가 제공될 수 있을지도 의문이다.

 

공조
여러 사람이 함께 도와주거나 서로 돕다.

 

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2) 제도적으로 위성통신은 5G와 달리 해결해야 될 문제점이 많이 남아 있다. 주파수 사용대가 문제, 인접 국가간 혼선 문제, 보안 문제, 위성간 충돌 문제, 위성 쓰레기 처리 문제 등 한두 가지가 아니다.

물론 소수의 사용자가 위성통신을 사용할 경우엔 큰 문제가 되지 않는다. 하지만 다수의 유저가 사용할 시엔 얘기가 다르다. 당장 주파수 사용 대가가 이슈로 부상할 것이다. 전 세계 서비스를 지향할 경우 국가 간 주파수 간섭 현상도 심각한 문제점으로 부상할 가능성이 높다. 통신사들이 점차 고주파수를 이동통신용으로 사용하면서 이미 다양한 주파수가 통신사용으로 사용되고 있으며 위성, 지상파, 통신사업자 간 주파수 간섭 현상도 상당히 빈번한 편이기 때문이다. 저궤도 위성이 기본적으로 12~18 GHz를 사용한다고 가정해도 향후 통신사의 고주파수 사용이 본격화되면 논란의 여지는 충분하다. 각국 행정부와 마찰을 빚을 가능성이 높다.

보안 문제도 관건이다. 현재까지는 상대적으로 위성이 보안에 취약한 양상을 보였기 때문이다. 특이 보안 문제는 IoT 연결 측면에서 양자 암호 기술을 선보인 5G대비 취약한 요소로 부각될 수 있다. 이외에 위성간 충돌 문제, 위성 쓰레기 처리 문제도 골칫거리이다. 위성 수명이 짧게는 1~2년, 길어도 10~15년 수준인데 수만 개의 위성이 잘 돌아다닐 수 있을지 의문이다.

 

양자 암호
암호키를 가진 송·수신자만 암호화된 정보를 해독할 수 있고, 제3자가 중간에서 정보를 가로채려고 시도할 시에는 양자의 상태 값이 훼손되어 복제가 불가능하기 때문에 안전한 통신을 할 수 있다는 설명이다.

 

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3) 위성통신은 비즈니스 모델로 평가할 때 5G대비 성공 가능성이 현저히 낮다. 앞서 언급한 기술적 문제, 제도적 문제를 떠나서 5G보다 ARPU(월간 이용료), CAPEX(투자 비용), 인건비 및 제반 관리비 등을 감안할 때 그렇다. 전파사용료 외 주파수 사용료를 지불하지 않는다고 가정해도 말이다.

5G의 경우엔 소비자들이 자율차 또는 IoT 서비스를 사용하기 위해 월 3~4만 원의 요금을 추가로 지불한다고 가정하면 수년 내 충분히 수익성을 확보할 수 있다. 기존 휴대폰 서비스를 위한 CAPEX 집행이 상당 부분 이루어질 것이라 IoT 서비스를 위한 추가 투자 비용이 크지 않기 때문이다. 연간 커버리지를 20%씩 늘린다고 가정 시 5G 연간 투자비용은 국내 기준 5~6조 원, 전 세계로 봐도 100조 원을 약간 넘는 수준이다. 적다고 볼 수는 없지만 이동전화 서비스 외에 추가로 IoT 서비스 매출액이 발생함을 감안하면 충분히 남는 장사다.

 

반면 위성통신비용은 서비스요금이 저렴하지 않을뿐더러 투자비용도 높은 편이다. 일부에선 5G 투자비용이 막대하므로 위성통신을 통한 IoT 서비스가 저렴할 것으로 판단하는데 터무니없는 얘기다. 과거 이리듐을 통한 저궤도 위성통신서비스가 실패한 가장 큰 이유도 높은 요금과 많은 투자 비용 때문이었다. 과거 한 기당 위성 가격은 2~3천억 원 수준이었고 수명은 10년 정도였다. 소형화 추세를 감안해도 기당 수백억 원의 CAPEX가 소요될 것이며 현재 월 사용료는 7~12만 원 수준으로 예상된다. 전 세계 커버리지를 감안할 때 최소 수백조 원이 소요될 것이고 연간 상각비만 수십조 원이 될 것인데 과연 이익이 날 수 있는지 의문이다. 월 사용료도 결코 5G 대비 낮다고 보긴 어렵다. 향후 가입자 확보가 순탄할지 의문이다.

물론 위성통신은 나름대로의 역할을 차지할 것이다. 하지만 5G와 경쟁하면서 IoT 패권 경쟁을 수행할 가능성은 희박하다는 판단이다. 소규모 가입자를 기반으로 한 특정 서비스 제공용 니치마켓을 형성할 가능성이 높다. 현 시점에서는 위성을 보유한 KT를 비롯한 통신사업자, 글로벌 위성/CATV/통신사업자들이 위성통신 사업에 적극적이지 않은 반면 일부 인터넷, 자동차 업체들이 위성통신에 대한 관심을 표하는지 냉정하게 평가할 필요가 있다는 판단이다.

 

 

 

21/03/17 하나금융투자 Analyst 김홍식

 

 

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마치며

 

5G가 위성 통신보다 훨씬 유리하다고 말씀하고 계시네요. 막연히 느끼고는 있었지만, 말씀하신대로 아직 위성통신이 넘어야 할 산이 많아 불리해 보이긴 합니다. 하지만 개인적으로는 우주산업에 대한 방향성은 맞다고 봅니다. 분명 5G만으로는 전 세계를 커버하는 것에는 한계가 있을 테고, 그에 대한 타계책은 우주산업이라 생각하기 때문입니다. 그동안의 역사를 보다시피 인류는 분명 방법을 찾아낼테지요.

그동안 5G에 대한 가시적인 성과가 없었기에 실망도 많이 하긴 했지만, 이제 다시 기대감을 가져봐도 될까요?

 

 

 

감사합니다. 오늘도 많이 배우고 갑니다.😊