우리가 위성 인터넷이나 위성 전화로 멀리 있는 사람과 통신할 때, 가끔 목소리가 조금 늦게 들리거나 인터넷이 느려지는 경험을 한 적 있나요?
이 현상을 통신 지연(Latency)이라고 합니다.
신호가 먼 길을 이동하기 때문
인공위성은 지구 위 수백~수천 km 높이의 궤도를 돌고 있어요.
·예를 들어 정지궤도 위성(약 36,000km)에 신호를 보내려면, 전파가 지구에서 위성까지 이동하고 다시 돌아오는 데 시간이 걸립니다.
·전파 속도는 빛과 거의 같지만, 거리가 워낙 멀어서 왕복 시간이 0.24초 정도가 됩니다. 사람 입장에서는 짧아 보이지만, 실시간 통신에서는 눈에 띄는 지연이 되는 거죠.
조금 더 이해하기 쉽게 비유하면, 지구에서 달까지 왕복하는 신호의 거리와 비슷하다고 생각하면 돼요. 실제로 달 탐사선과 통신할 때는 신호가 도착하는 데 약 2.5초가 걸립니다. 우리 눈에는 순간적으로 느껴지지 않지만, 천문학적 거리에서는 시간이 꽤 필요하죠.
위성 종류에 따라 차이가 난다
·저궤도(LEO) 위성: 지구에서 500~2,000km 정도 높이에 있어 신호가 이동하는 거리가 짧아 지연이 적습니다. 스타링크 같은 저궤도 위성 서비스는 이런 이유로 게임이나 영상 통화에도 쓸 수 있을 만큼 지연이 낮아요.
·정지궤도(GEO) 위성: 지구에서 36,000km 높이에 있어 신호가 먼 거리를 이동해야 해서 지연이 커요. 전 세계 방송 송출이나 날씨 관측 위성에 주로 사용됩니다.
재밌는 사실은, 정지궤도 위성은 지구에서 보는 위치가 항상 같아요.
그래서 통신 장비가 위성을 계속 따라 움직일 필요가 없다는 장점이 있습니다. 다만 거리가 멀어 지연이 생기는 단점이 있죠.
반대로 저궤도 위성은 움직임이 빨라서, 지상에서 계속 위성을 추적하며 연결해야 하는 기술적 어려움이 있어요.
여러 장치가 지연에 영향을 준다
지연은 단순히 위성까지의 거리 때문만은 아니에요.
·신호를 처리하는 지상 기지국 장비
·인터넷 데이터를 연결하는 서버와 라우터
·신호를 여러 위성으로 연결할 때 생기는 중계 과정
이 모든 과정이 합쳐져 최종 통신 속도에 영향을 줍니다.
위성 인터넷을 사용할 때는 날씨, 구름, 전파 간섭 등도 지연과 연결 품질에 영향을 줄 수 있어요.
통신 지연, 어떻게 줄일 수 있을까?
저궤도 위성을 사용하면 지연이 줄어듭니다.
최근에는 스타링크, 원웹(OneWeb) 같은 저궤도 위성 인터넷 서비스가 지연을 낮추는 데 성공했어요.
위성뿐 아니라 지상 장비와 데이터 처리 기술을 개선하면, 더 빠르고 안정적인 통신이 가능해집니다.
미래에는 레이저 통신 기술을 활용해 위성과 위성 간, 위성과 지상 간 통신 속도를 훨씬 빠르게 만드는 연구도 진행 중이에요. 레이저는 전파보다 직진성이 높아 데이터 전송 속도가 빠르거든요.
결국, 인공위성 통신 지연은 거리, 장치 처리 시간, 신호 간섭 등 복합적 요인 때문에 생기는 자연스러운 현상이에요. 지구 위에서 열심히 돌고 있는 위성 덕분에 지연이 조금 있더라도, 우리는 멀리 떨어진 곳에서도 목소리를 주고받고 인터넷을 사용할 수 있는 거죠.