전파 독본
보이지않는 전파가 보이게 된다
전파개발이용연구회편
목 차
제1장 전파란 무엇인가?
	1. 전자파를 알자
	2. 전파의 성질을 알자
	3. 전파의 종류를 알자
제2장 송신 수신의 실체
	1. 송수신기의 기본
	2. 안테나의 기본
제3장 여러가지 전파 이용 시스템
	1. 방송
	2. 고정통신
	3. 위성통신
	4. 육상통신
	5. 해상통신
	6. 항공이동
	7. 레이더
	8. 무선항행
	9. 원격제어
	10. 에너지 이용
제4장 전파와 과학
	1. 자연과 전파
	2. 우주와 전파
	3. 첨단기술과 전파

제 3 장 여러가지 전파이용시스템 (Ⅰ)

♠ 보다 원거리에 도달하는 방송 - 단파 방송

지구의 뒤쪽인 아르헨티나에서 시행하고 있는 방송을 매일 일본에서도 들을 수 있다. 이것은 단파 방송 때문인데, 세계 각국에서 여러 방송이 시행되고 있다. 단파방송에는 단파로 불리는 주파수대(3 ~ 30 MHz) 의 전파가 이용되고 있다. 단파는 전리층과 대지와의 사이에서 반사를 되풀이하면서 전송되는 특징이 있으며, 전파의 도달거리가 수만 km 에 달하기 때문에 국제방송 등 넓은 지역을 대상으로 한 방송에 이용되고 있다. 송신소는, 목적으로 하는 나라와 지역을 향해 전파를 보내고 있는데 전리층의 상태가 좋으면 반사방면으로 날려보낸 전파가 중복되어 수신되고 도착 시간에 약간의 차이가 있기 때문에 메아리처럼 들리는 경우가 있다.

일본에서의 단파방송 시작은 1935년에 송신이 개시된 사단법인 일본방송 협회의 해외방송이 있다.

♠ 라디오의 대표적 AM 라디오 방송 - AM

1924년 사단법인 동경방송국에 의한 라디오의 시험방송이 개시되었고 이것이 일본 최초의 라디오 방송이었다. 그 이후 7년 뒤인 1931년에는 라디오 제 2 방송이 동경에서 시작되었다. 이 라디오 방송은 AM 방송으로 불리는데 음성 신호의 진폭 변화에 따라 전파의 진폭을 변화시키는 진폭변조(약칭으로 AM)라는 방송방식에 의해 송신하고 있다. AM 방송은 중파로 불리는 주파수 대를 사용하고 있기 때문에 중파방송으로도 불리며 작은 산등의 장애물을 돌아들거나 넓은 범위를 커버할 수 있는데, 잡음에 약간 약한 면이 있다. 1992년부터 일부 방송국에서 보다 현장감 있는 스테레오 방송을 시행하고 있다.

♠ 뚜렷한 음성의 스테레오 - FM 방송

AM 방송은 잡음에 다소 약하기 때문에 보다 고품질인 방송을 시행하기 위해 개발된 것이 FM 방송이다. FM 방송은 음성 신호의 진폭 변화에 따라 전파의 주파수를 변화시키는 주파수변조(약칭으로 FM)라는 방송방식에 의해 방송하고 있다. 이것은 전파의 진폭에 음성 신호가 실어있지 않기 때문에 잡음의 영향을 받지 않고 고품질의 방송이 가능하다. 그 반면 AM 변조에 비해 전파가 점유하는 주파수 대역을 넓게 할 필요가 있기 때문에, 초단파(VHF) 로 불리는 주파수 대를 사용하고 있다. FM 방송은 1957년에 NHK가 실험방송을 시행하였고, 1969년에 NHK(株) 및 FM 동경이 음악방송을 중심으로 본 방송을 시행하였다. 최근에는 커뮤니티 방송으로 지역에 밀착한 방송국이 다수 개국되었다.

♠ 두 개의 주파수대, VHF ~ UHF - TV 방송

1953년에 흑백 TV방송이 시행되었고, 1960년에 컬러화가 실현되었다. 당시는 초단파(VHF) 대의 전파가 사용되고 있었는데, 1968년 이후 UHF대에 의한 방송이 시작되었으며, TV국의 다수화를 맞은 현재에는 도시 지역의 수신장애 대책용으로 마이크로파 대의 주파수도 일부 지역에서 사용되고 있다. 영상은 AM(진폭변조) 방식, 음성은 FM(주파수 변조) 방식으로 송신되고 있다. 또한 디지털 기술 등의 개발 등에 의해 방송 전파의 빈틈 사이를 이용하여 다양한 정보를 방송하는 다중 방송이 가능하게 되었다. TV 음성다중방송에 의한 2개 국어 방송과 TV 문자 방송에 의한 뉴스 등 각종정보의 제공이 실현되었고, 1995년에는 화면의 대형화 고화질화를 꾀하는 방송이 시행되었다. 더구나 1996년부터는 소프트웨어와 신문 정보 등 각종 데이터의 전송이 가능한 데이터 다중방송이 시행되고 있다.

♠ 정지위성을 이용한 TV 방송 - 위성방송

위성방송은 적도상 36,000km 정지위성궤도에 쏘아 올려진 위성을 이용하여 방송 등을 하는 것으로 방송위성을 이용하는 BS방송과 통신위성을 이용하는 CS 방송이 있다. 현재 BS방송은 GS-3a 및 GS-3b 로 시행되고 있으며, 또한 CS방송은 JCSAT-2 및 SUPERBIRD-B 로 시행되고 있다. 그리고 1996년부터는 JCSAT-3에 의한 CS 디지털 방송이 시행되고 있다. 위성방송은 지상방송에 비해 단일 방송전파로 전국 일원에 동일한 방송 서비스를 제공할 수 있다는 것과 난시청 대책으로 유용하다는 등의 특징이 있다. 방송의 종류로서는 TV방송, 초단파 방송 또는 음성, 문자, 데이터 등의 다중방송, 게다가 CS에 의한 디지털 방송 등이 있으며 다양한 서비스가 가 능한 매체이다.

♠ NHK의 라디오 일본 - 국제 방송

국제방송은 외국에서 수신되는 것을 목적으로 하는 방송이며 일본에서는 1935년 6월 1일 라디오 도쿄가 사단법인 일본방송협회의 해외방송으로 단파로 불리는 주파수대(3~30MHz) 의 전파를 이용하여 북미서방 하와이를 겨냥한 방송을 시행한 것이 최초이다. 그 후 전쟁이 끝나면서 방송은 중지되었지만 1952년 라디오 일본(Radio Japan) 의 이름으로 방송이 재개되었고 오늘날에는 국제 친선 증진과 해외 거주인에게 정보 제공 등을 목적으로 하여 공정-정확한 뉴스, 일본인의 생활과 문화 사회 활동 등을 소개함과 동시에 중요한 국제 문제에 관한 일본의 입장과 주장, 세계 여론의 동향에 관해서도 22개 언어 하루 연장한 65시간의 프로를 방송하고 있다. 또한 1995년 4월부터는 인공위성을 경유하여 영상에 의한 국제 방송이 북미 지역 및 유럽 지역을 대상으로 직접 또는 ATV에 의해 각 가정에 도달하고 있다.

♠ 디지털 시대의 도래 - 디지털 방송

최근 디지털 기술을 중심으로 하는 전자기술이 급속히 발전하고 있으며, 방송 분야에서도 컴퓨터 기술의 발전, 디지털 운송기술의 진보 등을 배경으로 하여 디지털화에 의한 장점을 활용한 고기능이며, 유연성이 풍부한 방송의 실현이 기대되고 있다. 모든 정보가 디지털 정보로서 통일적으로 취급되기 때문에 서비스에 대한 확장도 용이하다. 더구나 컴퓨터와 디지털 통신회로 등과의 친화성이 우수하다는 특징이 있다. 일본에서는 1996년부터 통신 위성(CS) 을 이용한 디지털 방송이 개시되었으며 본격적인 디지털 방송 시대가 시작되었다.

♠ 주식, 뉴스, 기상예보가 언제든지 - TV 문자 다중방송

문자다중방송(텔레텍스트)은 통상의 TV전파의 틈 사이에 문자와 도형정보를 겹치게 전송하고, TV 수신기에 필요한 정보를 겹치게 전송함으로써 수신기에 언제라도 필요한 정보(주식, 뉴스, 기상예보 등) 를 표시하는 것이다. 1983년에 NHK가 실험을 하였고 1985년부터 방송이 시작되었다. 수신측에서는 문자방송 TV 리모콘으로 통상의 TV 방송 또는 문자 방송을 선택해서 본다. 고속통신회선 등에 비하면 한번에 전송되는 정보량은 적지만 무료이며, 간편히 볼 수 있다는 점이 매력적이고 재난 정보 등의 속보에도 적합하다. 또한 청각 장애인들에게 자막 서비스도 문자방송에 의해 시행되고 있다. 더구나 최근 발매되고 있는 수신기는 메모리 용량이 크기 때문에 많은 프로를 축적 할 수 있고, 보고 싶은 정보를 바로 얻을 수 있다는 것이 특징이다.

♠ 신문과 쇼핑 카탈로그를 배급 - 지상 데이터 다중방송

지상 TV방송의 틈 사이를 이용하여 각종 디지털 정보를 운송하는 방송이다. 1996년부터 신부정보를 배급하는 전자신문방송이 시작되었는데 이밖에도 시청자가 수신기에 접속하므로 인해 이루어지는 대화형 TV 쇼핑 등의 데이터 다중방송은 다양한 가능성을 갖고 있으며, 장차 다양한 서비스의 전개가 예상되고 있다. 현재의 지상데이터 방송은 화면에 비치지 않은 단의 주사선에 데이터를 실어 방송하고 있는데, 음성신호에 데이터를 중첩하는 방식 등 기타의 다중방법도 검토되고 있다. 주파수는 현재 방송하고 있는 TV와 동일하며 주로 VHF대와 UHF대를 사용하고 있다.

♠ 우주에서 게임 소프트를 배급 - 위성 데이터 다중방송

위성방송에서는 영상신호와 음성신호와는 별도로 데이터 신호를 싣기 위한 영역이 존재하고 있고, 이것을 이용함으로써 게임 소프트 등의 데이터 신호를 실은 데이터 다중방송이 가능하게 되었다. 또한 데이터 다중방송과 마찬가지로 영상신호 중 화면에 비치지 않는 단의 주사선에 데이터 신호를 싣는 것도 가능하다. 위성에 의한 데이터 다중방송은 1995년부터 BS(방송위성)에 의한 게임배급, CS(통신위성)에 의한 소프트웨어 배급이 시작되었다. 이밖에 시청자가 수신기에 접속하므로 인해 이루지는 대화형 서비스와 가정의 자동악기로 자동 연주하기 위한 텔레뮤직 등 의 데이터 다중방송은 장차 다양한 서비스의 전개가 기대된다.

♠ 이동체 멀티미디어 라디오 - FM 문자다중방송

FM 문자다중방송은 방송전파의 틈 사이를 이용하여 문자, 도형 등의 정보를 제공하는 방송이고 자동차 등에 의해 이동하면서도 양호하게 수신 할 수 있는 등의 특징이 있으며 1994년 10월부터 방송이 시작되었다.

수신기는 라디오에서 액정 등의 디스플레이가 설치되어 있으므로 FM 방송을 들으면서 문자 도형 등에 의한 정보를 수신할 수 있는 이동체 멀티미디어이다. 디스플레이에는 곡명, 아티스트 이름, 리퀘스트 정보, 뉴스, 기상예보, 교통정보 등이 표시된다. 또한 자동차 네비게이션 기능의 하나로 혼잡함과 사고 등의 도로교통 정보를 디스플레이에 그려진 지도 위에 그래픽 표시하는 것도 가능하며 1996년 4월부터 이러한 방송이 시행되었다.

♠ 스테레오 방송과 2개어 방송 - 음성다중방송

TV 방송에서 TV 전파의 틈 사이를 이용하여 종래의 음성이외에 또 하나의 음성을 보탠 것이다. 스테레오 방송, 2개국어 방송, 부음성 방송, 긴급 방송 등이 있다.

음성다중방송은 1982년부터 본 방송이 이루어졌다. 민간방송으로는 1978년에 일본 TV가 세계에서 처음으로 정상서비스를 시작하였다. 1979년에 음성다중방송의 전국회선이 개통되어 전국 각지의 TV국에서 실시되게 되었으며 현재는 대부분의 방송국이 음성다중방송을 시행하고 있다.

음성 다중방송을 수신하기 위해서는 스테레오 대응(음성다중방송 대응)의 TV가 필요한데 현재는 소형 TV를 제외하면 스테레오 대응 TV가 대다수이다.

♠ 고화질의 와이드 TV - 와이드 클리어 비젼

현행 방송의 화질개선을 도모한 2세대 EDTV(Enhanced Television)를 지칭하여 와이드 클리어 비젼이라 부른다. 현행 TV 방송과 양립성을 유지하면서 동일한 주파수 대역 안에서 화면의 대형화(종횡비 9:16)와 고화질화를 도모한 것이다.

지금까지의 종횡비 3:4의 TV로 보면 상하로 검은색 부분이 비치는데, 이 부분에는 디지털기술을 구사하여 해상도를 높이기 위한 신호가 들어가 있다. 와이드클리어비젼 대응의 TV로 보면 화면 전체에서 고화질의 영상을 볼 수 있다.

1989년에 제 1세대 EDTV(방송국측의 고화질화, 고스트 제거신호의 부가 등)가 실용화되었고, 제 2세대 EDTV는 1995년에 제도화되어 재동경 민방을 중심으로 방송이 시작되었다. 현재는 주로 영화와 스포츠 중계 등의 방송이 시행되고 있으며 지방민방에서도 점차적으로 도입하였다.

♠ 마라톤 중계차의 영상은 전파로 날린다 - 프로그램 취재시스템 SNG, FPU

방송국이 생중계 등으로 프로그램을 제작할 때 영상 등을 방송국까지 전송하는데 기여하는 것이 프로그램 취재 시스템이다. SNG(Satellite News Gathering)는 통신위성을 이용하여 뉴스 등의 프로그램 소재를 전송하는 설비이며 긴급보도와 방송국간의 소재전송 등에 사용된다. 원격지의 사건일지라도 SNG중계차가 있으면 즉시 전국적으로 중계할 수 있다.

FPU(Field Pick Up)은 들고 운반할 수 있는 소형무선기로 스포츠 중계 등의 실외 취재에서 활약한다. 마라톤과 골프 중계가 두절됨이 없이 볼 수 있는 것은 FPU의 역할 때문이다. 프로그램 취재시스템에는 SNG, FPU 이외에 카메라 VTR과 중계용 차량 등이 있다.

♠ 주사선수 화소수를 늘려서 개선 - 하이비젼

하이비젼은 현행 TV의 주사선수, 화소수를 증가시키는 등의 개선에 의해 화질 및 심리효과 등의 대폭적인 향상을 도모한 차세대의 새로운 TV 이다.

하이비전은 1970년에 NHK 방송기술연구소에서 연구개발을 착수하였다. 하이비전의 특징은 종전의 3대 4의 화면에 비해 3대 5.33으로 횡쪽을 대형화한 화면이며 주사선도 종전의 525개에 비해 1,125개로 두 배 이상 늘려 화면이 섬세함과 동시에 큰 화면으로 확대가 가능하다는 점, 화면에 근접해서 보는 것도 가능하고 현장감과 박력감의 심리적 효과를 가져온다는 점.

음성은 디지털방식에 의해 고품질의 다이나믹한 음향을 제공할 수 있다는 점.

일반화상시스템으로 광범위한 매체로의 활용이 가능하다는 점 등이 있다.

현재 NHK 및 민방 6개사에 의해 방송이 시행되고 있다.

♠ 디지털로 다종다양한 방송을 - ISDB

ISDB(종합디지털 방송)는 디지털 기술을 활용하여 다종다양한 방송 프로를 통합해서 제공하는 방송이다.

ISDB에 의해 초고정밀도 TV방송, 입체 TV 방송, 실화성을 갖춘 고도 멀티미디어 방송 등 방송시스템의 지능화가 가능하게 될 것으로 기대되고 있다.

ISDB의 실현에는 다종다양한 프로를 효율적으로 동시에 유연하게 운송하는 것이 필요하며 이를 위한 운송기술, 정보압축기술, 종합화 기술 등의 연구개발이 기대된다.

♠ 리얼한 현장감을 갖춘 방송 - 입체방송시스템

방송의 고도화 다양화가 진전되는 가운데 보다 리얼하며 현장감을 갖춘 뉴스에 부응할 수 있는 장래의 방송서비스의 하나로서 기대되고 있는 것이 입체방송이다.

현재 전용안경을 사용한 입체영상시스템이 테마파크 등의 이벤트용으로 이용되고 있고, 이밖에 홀로그래픽 등 안경을 사용하지 않는 입체영상 시스템의 연구도 시행되고 있다.

입체방송의 실현에는 이들 영상기술 이외에 대량의 정보량을 효율적으로 송신하기 위한 기술개발과 현장감이 풍부하고 눈이 피로하지 않는 TV 수신기의 개발 등 사람에게 어울리는 인간 공학적인 관점에서의 연구도 요구되고 있다.

이들 기술은 단순히 방송분리의 이용에만 그치지 않고 여러 가지 멀티미디어 작업에서의 폭넓은 활용이 기대되고 있다.

(컬럼) 레이저 10년 전만 해도 드라마와 영화에서 우주인과 괴물을 공격하는 무기로서 레이저광선이 자주 사용되었다. 그러나 최근에는 콘서트와 이벤트의 조명과 연출용으로 그리고 레이저 디스크처럼 우리 생활 안으로도 등장하게 되었다. 레이저는 광과 마찬가지로 전자파의 일종이다. 그러나 자연계에는 전혀 존재하지 않는 인공적인 것으로 레이저 발신기에 의해 만들어진다. 레이저 관으로 불리는 관에 헬륨과 아르곤 같은 가스를 넣고 전압을 가하면 가스는 원자레벨에서 에너지를 갖는 불안정한 상태가 된다. 불안정한 상태의 원자가 원래의 상태로 되돌아오려고 할 때 원자는 광의 형태로 에너지를 방출한다. 방출된 광은 다른 원자를 자극하고 동일한 과정이 반복되어 관 안에서 광의 증폭이 이루어진다. 이렇게 증폭된 광을 어느 단계에서 끄집어냄에 의해 강한 레이저 광선이 얻어지는 것이다. 레이저의 특징은 파장이 단일하고 위상이 일치한다는 점이다. 이 때문에 단순한 하나의 색을 가지며 강력한 하나의 빔으로 장애물에 부딪칠 때까지 일직선으로 진행한다. 주파수는 광의 영역이 중심인데 사용하는 가스와 물질에 따라 다르며 볼 수 없는 레이저광도 있다. 최근에는 광통신과 POS 시스템, 레이저 칼 등 폭넓은 분야에서 이용되고 있다.

♠ 마이크로파의 특징을 살린 통신망 - 마이크로 고정통신

NTT의 전화국 옥상과 공공기관의 건물 옥상 등에 자주 적색과 백색의 철탑이 세워지고 있다. 이 철탑의 옆 방향으로 부착된 작은 접시모양의 안테나(파라볼라) 가 있는데, 이것이 마이크로파를 사용하여 고정지점 간을 연결하는 마이크로 고정통신을 위한 안테나이다.

마이크로파는 전송품질이 전리층의 상태에 좌우되지 않고 안정적이며 더구나 광대역 대용량의 회선을 설정할 수 있다는 특징이 있다. 라디오와 TV의 전파보다도 높은 주파수의 전파지향성을 얻을 수 있기 때문에 서로 혼신을 주지 않게 비교적 고밀도로 무선국을 배치할 수 있다.

전기통신사업자의 전국망 구성과 방송사업자, 각종 공공기관의 전국적인 사내 통신망과 비상시 통신망을 구성하기 위해 이용되고 있다.

♠ 대용량의 무선회선을 간단히 설치 - 광대역 무선

전기통신사업자가 대용량의 회선을 제공하는 경우 전화회선 하나로는 모든 용량을 공급할 수 없기 때문에 복수의 많은 회선 또는 동축케이블을 사용하여 시행할 필요가 있다. 이것을 무선회선을 사용하여 대용량의 회선을 유연하게 제공하는 것이 광대역 무선이다.

마이크로파대는 극초단파(UHF) 보다 3~30GHz 정도로 주파수가 높고 광대역 무선에서 전파의 주파수가 높아지면 한번에 많은 정보를 송신 할 수 있다는 성질을 이용하고 있다. 단말국에서 가입자까지를 무선으로 설치하므로 “단말국 광대역 가입자무선”으로도 불린다.

고속데이터 전송, 고속 팩시밀리전송, 영상전송 등을 위한 광대역 전송서비스를 제공하기 위해 이용된다.

(컬럼) 모르스 부호 돈 쯔라고 하면 일찍이 무선통신의 대명사가 될 만큼 큰 역할을 했던 모르스 부호의 내용인데 이것이 탄생한 것은 전파가 발견되고 무선통신이 등장하는 반세기 이전의 일이였다. 모르스 부호를 발명한 것은 미국의 S.모르스 였다. 그는 1791년 목사의 아들로 태어나 화가가 되었는데 1832년 미술연구를 끝내고 프랑스에서 귀국하는 도중에 “전기는 아무리 멀지라도 눈깜짝하는 사이에 도착한다” 라는 이야기를 듣고 그 장소에서 전선이 있는 부분에서 전선에 전기가 흐르고 있는지 어떤지를 알 수 있는 장치를 만들면 통신을 할 수 있다고 생각하였다. 미술교수로 근무한 뉴욕대학의 작업장에서 전신기의 연구를 시작하였고 전자석에 전류를 흘리면 철편을 잡아당긴다는 것을 이용하여 그 힘으로 종이에 점과 선을 긋고 문자를 점과 선의 조합부호로 고쳐 통신하는 방법을 생각해 냈다. 이것이 돈과 쯔라는 인자식 통신의 시초이다. 1837년 뉴욕대학에서 공개실험에 성공하였다. 그리고 1844년 5월 24일 워싱턴-볼티모어 간 약 60Km의 통신개통에 성공하고 실용화의 첫 걸음을 내딛었다. 모르스 부호는 최근까지 원양어업무선 등에서 사용되고 있는데 앞으로는 그것도 볼 수 있는 기회가 점점 더 적어질 것이다.

 

(컬럼) 전파와 인체 휴대통신의 전파는 “인체에 유해(?)” 라든가 “전파와 암과의 관계(?)" 등 무선기기의 사용에 대한 불안과 의문이 신문지면 등에 실리는 일이 빈번해지고 있다. 전파를 인공적으로 사용할 수 있게 된 것이 약 100년 정도가 되는데 현재는 전파를 이용한 다양한 무선통신 시스템과 전기 기기가 개발되어 우리들 근처에서 많이 사용되고 있다. 특히 휴대전화, 무선전화, 전자렌지 등은 가정생활, 개인생활에 유효하게 이용되고 지금은 그것들 없이는 하루하루의 생활이 곤란할 정도의 상황에 이르렀다. 전파가 인체에 미치는 영향에 관한 연구는 50년 정도 이전부터 선진국에서 시행하고 있으며, 그 연구성과로부터 각종 기준과 규격 또는 방호 지침 등이 결정되고 있다. 일본에서는 1990년에 우정성의 전기통신 기술심의회가 전파인용에 있어 인체의 전파방호지침을 발표하였고, 이것을 기반으로 무선통신 시스템 등의 민간규격을 제정하는 ㈜ 전파산업회에 의해 전파방호 규격이라는 가이드 라인이 제정되었다. 휴대전화 등에서 나오는 전파는 적외선, 자외선, X선 등을 총괄하여 전자파로 부르고 있는데 지금까지의 연구결과에 의하면 전파에는 자외선과 X선과 같이 암의 원인을 제공하는 전리작용의 발생은 없다. 전파가 일으키는 것은 대부분이 열작용 이라는 것이 공통적으로 인식되고 있다. 또한, 이 열작용은 축적효과가 없으며 전자계 레벨이 어느 일정 값을 넘었을 때에 체온의 상승이라는 영향으로 나타나는데 전자계를 피하면 체온은 원래의 상태로 되돌아온다. 일본의 전파방호지침과 전파방호 표준규격에 의하면 100KHz~3GHz 의 전파를 사용하는 7W이하의 무선기기는 인체에 대해 안전하다고 되어있다. 따라서 현재 대단히 많이 사용되고 있는 휴대전화(0.6W) 정도 와 핸디 타입의 무전기(5W 정도)는 이 범위 내에 있기 때문에 안전하다고 생각한다. 그러나, 이 지침과 표준규격이 검사되었던 당시는 무선기기의 안테나와 인체와의 거리가 7cm 정도인 상황에서 시행되었으며 휴대전화와 같이 인체에 보다 접근시켜 사용하는 것을 전제로 한 검토는 이루어지지 않았다. 휴대전화의 이용이 수천만 대인 현재 전파사용 횟수가 엄청나게 늘어나고 있기 때문에 휴대전화 등의 일반 무선사용자를 인식한 보다 상세한 가이드 라인의 제정이 요구되고 있다.

♠ 특정지점을 연결한 대용량 통신 - 고정위성통신

1957년 10월의 스푸트니크 1호의 발사에 의해 인공위성의 최초 이용이 실현된 이래 이것을 원거리통신에 이용하기 위한 연구개발이 세계각국에서 시행되었다. 그 결과 오늘날 위성통신은 여러 가지 용도로 사용되고 있는데 예전부터 사용되고 있는 것은 특정한 지점을 위성으로 연결하는 고정위성통신이다. 대량의 정보를 즉시 또는 동시에 전송하려면 통신위성을 사용하는 것이 유리하다.

일본에서도 기술시험위성 ETS 시리즈에 의한 전파 실험을 시초로 1977년 12월에 발사된 실험용의 통신위성(CS) 에서 실용화의 목표를 세웠다. 이것은 그 후 CS-2호에 의해 실용화되었고 1995년 8월, 1996년 2월에는 제 3세대인 N-STAR-a, b 두 위성으로 이어졌다. 1989년부터는 위성통신사업자에 의한 위성이 계속해서 발사되었고 마침내 위성통신은 지금까지 급성장 할 수 있었다.

♠ 국제통신위성을 제공하는 국제기관 - 인텔세트

인텔세트(INTELSAT:국제전기통신위성기구)는 국제 공중통신 서비스를 제공하는 것을 첫 번째 목적으로 하는 국제기관으로 태평양, 인도양, 대서양의 각 지역의 적도상공 36,000km의 정지궤도 상에 통신수요에 대응하여 복수개의 운용위성 및 예비위성을 배치하고, 거의 전세계(양쪽 극지역은 제외)에 위성통신 서비스를 제공하고 있다.

인텔세트는 1964년 8월 세계 상업위성통신 시스템의 설립에 관한 미국의 제창에 일본, 캐나다, 오스트레일리아, 유럽제국 등 11개국이 참가하여 발족하였다. 그 후 인텔세트 시스템의 설정 운영이 진척되었고, 참가국도 급속히 증가하는 등 영구제도로 이행하기 위한 정부간 회의가 개최되어 1971년에는 ‘국제 전기통신 위성기구에 관한 협정 및 운용협정’ 이 채택되었으며 1973년 2월에 법인자격을 갖춘 국제기관으로 재편성되었다.

♠ 간편하고 저비용인 초소형 지구국과 대형 지구국 - VSAT

VSAT 는 Very Small Aperture Terminal(초소형 지구국)의 약칭이다. 이것은 일반적으로 직경 0.6m ~ 2.4m 정도의 초소형 안테나를 장착한 지구국을 가르키며, 이 초소형 지구국(종국)과 이것을 집중적으로 제어하는 대형 지구국(주국)으로 구성되어 있는 것이 VSAT 위성통신 시스템이다.

가장 큰 특징은 위성통신이 갖는 ‘광역성’, ‘동보성’, ‘회선설정의 유연성’ 을 활용한 네트워크를 간편하게 동시에 낮은 비용으로 구축할 수 있다는 점이다. 또한 종국을 지상과 빌딩의 옥상 사무실 등 한정된 공간에서도 설치할 수 있다는 점이다.

이들의 특징을 활용하여 일본에서는 이 시스템을 이용한 주식시장 정보운송, 데이터 베이스 액세스, 재고 관리 시스템, POS, TV 회의 등의 다양한 어플리케이션에 대응한 신뢰성이 높은 전용 회선망 서비스가 제공되고 있다.

♠ 전국의 장거리 트럭과 데이터 통신 - 육상 다중 위성 데이터 통신

전국을 순회하는 장거리 트럭 업자에 의해 트럭의 운행을 관리하는 것은 비어있는 차량의 상태가 현저히 개선되고 경영의 효율화, 승무원의 대우 개선으로 연결되기 때문에 이 시스템의 개발이 기대되어 왔다.

그래서 기존의 고정위성 통신용 중계기를 이용한 데이터 전송전용의 이동체통신 시스템이 고려되었다. 통신위성을 이용하기 위해 일본 전국을 광범위하게 커버하는 통신영역을 갖고 있으며, 쌍방향통신이 가능하다는 특징을 갖고 있다. 이 때문에 전국 어느 곳을 달리고 있어도 위치정보, 운송경로, 발착시간, 적재 상황 등을 관리할 수 있어 업무개선에 도움이 된다. 1992년 9월에 무선설비의 기준 등이 공포-시행되어 1993년 7월에 본격적인 서비스의 제공이 시작되었다.

♠ 위성을 이용한 휴대, 자동차, 선박전화 - 이동위성통신

선박전화 및 휴대-자동차전화에 위성통신을 이용한 이동위성통신이 1996년 3월말부터 시작되었다.

NTT의 통신위성 N-STAR를 이용하며 S밴드(2.6/2.5GHz대)에 의해 NTT 이동 통신망(株)이 200해리 경제수역(약 370Km)을 거의 커버하는 선박전화서비스와 거의 전국을 커버하는 휴대-자동차전화 서비스를 시행하고 있다.

이 휴대 자동차 전화 서비스는 지상계 시스템의 이용 범위에서는 지상계를 또한 지상계의 전파가 도달하지 않는 곳에서는 위성계의 시스템을 이용하여 통신을 시행하여야 하는데 이러한 작업을 자동적으로 행하는 듀얼 모드의 기능에 의해 품질이 우수한 서비스를 제공하고 있다.

♠ 다수의 위성으로 세계를 하나로 - 저궤도 위성통신

통상의 정지위성궤도(36,000㎞) 보다도 낮은 수 십개의 궤도 위치에서 수 십개의 저궤도위성(LEO:low earth orbit satellite)을 이용하여 수행하는 위성통신이다. 위성의 고도는 수백㎞ ~ 2만km 가 보통이다.

서비스의 주요 특징으로,

① 저궤도를 이용하기 때문에 전파가 도달하지 않는 영역이 거의 없음

② 전파의 전파지연시간이 짧기 때문에 지연이 적은 자연스러운 전화(통신)가 가능

③ 전파 손실이 적기 때문에 단말의 소형화-경량화가 용이

④ 전세계에서 서비스를 제공하기 때문에 국내에서 사용하고 있는 단말을 해외로 들고 나가도 서비스를 받을 수 있음 등을 들 수 있다.

현재 이리듐, ICO-P, 글로벌 스타, 오딧세이 등 음성을 주체로 하는 퍼스널 통신의 실현을 목표로 많은 시스템이 계획되고 있다.

♠ 지구의 어디에서도 위치를 포착 - GPS

NAVSTAR 위성의 신호를 이용하여 정확한 위치를 측정하는 전세계 측위 시스템이며 미국 국방성에 의해 운용-관리되고 있다. 이 GPS(Global Positioning System)는 군사 이용을 목적으로 미국 이외 북대서양조약기구(NATO), 캐나다, 오스트레일리아 등이 참가하여 기본개념을 구축한 것인데 일부가 민간용으로 공개되어있다.

지구상공 약 2만km 의 여섯 개의 궤도를 회전하는 24개의 궤도위성 중 가장 수신하기 쉬운 3개 이상의 위성전파를 수신하고 그 전파 지연시간을 측정하므로서 사용자의 위치, 이동방향, 속도를 계산한다. 정밀도는 100m정도이며 지상-해상-공중 등 지구 전지역의 어느 위치에서도 24시간 실시간으로 정확한 위치, 이동방향, 속도를 알 수 있다.

이 위성을 이용한 측위시스템은 일본에서 자동차 네비게이션 시스템, 선박의 항법장치, 국토지리원의 지각변동 측정 등에 사용되고 있다.


 

(컬럼) 표준전파를 발사하는 통신종합연구소 일본 총무성 통신종합연구소는 정보 통신 전파에 관한 유일한 국립연구기관이다. 급속히 진전하는 고도정보사회에서 상기연구소는 정보통신계 환경, 과학계 및 재료 물성계에 관한 7개의 연구분야에 있어 기초적인 동시에 첨단적인 연구를 중점적으로 추진하고 또한 국내외에서 관련분야의 핵심기관으로 중요한 역할을 수행하고 있다. 또한 연구소에는 이러한 연구 만이 아니라 표준전파의 발사 전리층의 정기관측 무선기기의 형식검정과 무선용 측정기의 교정 등 전파에 관련한 중요한 업무도 수행하고 있다. 이중 표준전파의 발사업무에 대해서는 일본의 주파수와 시간의 표준 및 표준시간을 설정하고 이들을 표준전파에 실어서 방송하고 있다. 또한 국제시보국과 협력하여 표준시의 윤초조정을 실시함에 의해 세계시(UTI) 와의 조정도 시행하고 있다. 표준 전파의 방송 주파수는 5, 8, 10MHz 및 40KHz 의 파이다. 더구나 세계 각 지역에서 시행되는 전리층 관측과 태양활동 등에서 얻어진 데이터를 수집 보존하여 일반인에게도 공개-제공하고 있다.

우리들의 전파

전파와 리모트 센싱

텔레비젼 라디오 위성방송 휴대전화 무선전화 최근에는 PHS 등 전파를 전파는 자동차 전화와 휴대전화를 통해 우리들 생활의 구석구석까지 들어와 있다 이 경향은 앞으로도 한층 가속화되어 전파 없이는 사회생활을 하루도 할 수 없게 될 것이다 그런데 전파는 어떻게 이용되고 있는 것일까?

크게 나누어 전파의 이용법은 통신에의 응용, 계측에의 응용, 그리고 에너지 이용의 3가지이다. 전파의 전송방법(이것을 전파의 전파특성으로 부름) 은 주파수에 따라 다르다. 이 때문에 전파의 이용법도 주파수에 따라 크게 다르다.

일반적으로 전파는 진공과 대기 중에서는 잘 전송되지만 육지와 바다에서는 잘 전송되지 않는다. 전파의 파장이 수 Cm 이하(위성방송에 사용되고 있는 전파보다 높은 주파수의 전파)가 되면 대기 중의 비 입자와 수증기의 영향을 받는다. 특히 파장이 밀리미터 이하인, 즉 밀리파가 되면 이 경향이 뚜렷해지고 이와 같은 전파를 사용하는 경우에는 특별한 배려가 필요하게 된다.

통신에 따라 상황이 좋지 않은 전파 특성, 즉 전파와 대기와의 강한 상호작용은 대기의 진단(리모트 센싱)에 좋은 상황이다. 또한 반대도 성립한다. 전파 이용에서 통신과 리모트 센싱의 관계는 동전의 양면과 같다. 이 경우 동전에 해당하는 것이 대기와 전파와의 상호작용연구, 즉 전파 연구이다. 통신을 위한 전파의 연구가 한창 진행되고 있는데, 리모트 센싱을 위한 전파의 연구는 앞으로도 크게 발전할 것으로 기대되고 있다. 대기 중의 빗방울, 물방울, 수증기 또는 오존 등 대기 중의 미량 가스의 리모트 센싱은 이와 같은 전파와 대기입자와 가스와의 상호작용을 교묘하게 이용하는 것이다. 이와 같은 센서의 일부는 지구관측위성과 기상위성에 탑재되어 기상예보의 정확성 향상에 크게 기여하고 있다.

※ 출처 - http://www.rapa.or.kr/ (전파개발이용연구회)