지상에서 발전해 온 통신이 상공을 넘어 우주로까지 확장되고 있다. 지상 네트워크가 미비한 지역을 우주에서 커버하고, 3차원 네트워크를 구성해 항공기나 드론 등에도 서비스를 제공하는 흐름이다. NTN* 실현을 둘러싼 글로벌 경쟁이 갈수록 치열해지는 가운데, 일본은 지금 어떻게 움직이고 있을지 그 동향을 알아보고자 한다.

* 주: Non-Terrestrial Network: 비지상 네트워크로 통신위성 및 무인 항공기를 이용한 고고도플랫폼무선국(HAPS) 등 공중 및 우주 인프라를 활용하는 개념. 美스페이스X의 스타링크가 대표적 사례

스타링크가 쏘아 올린 LEO 경쟁의 시작

NTN의 역사는 길다. 1965년 정지궤도(GEO: Geostationary Earth Orbit)에 발사한 INTELSAT I이 최초의 NTN으로 여겨진다. 일본도 스카파JSAT(당시 사명 '일본통신위성')이 1989년 JCSAT-1을 발사해 상용화를 시작한 바 있다. 다만 GEO는 지구로부터의 고도가 3만6000km로 멀다 보니 통신 속도가 느려 오랫동안 틈새시장에 머물러 있었다. 이러한 상황을 바꾼 것이 스페이스X가 2022년에 시작한 서비스 스타링크로, GEO보다 훨씬 가까운 저궤도(LEO: Low Earth Orbit)에 콘스텔레이션*을 구성해 지상과 유사한 수준의 통신 품질의 서비스를 제공하고 있다. 현재 이와 같은 궤도 운영 위성의 수는 7000기가 넘는다.

* 주: constellation: 다수의 위성을 같은 궤도에 배치해 통합 운영하는 시스템

<위성 고도에 따른 NTN 서비스 종류와 특징>

[자료: 닛케이XTech]

일본 주요 통신사의 D2C 구상

일본에서는 KDDI가 2025년 4월 주요 이동통신사 중 가장 먼저 위성과 스마트폰의 직접통신 서비스(D2C)*인 au Starlink Direct를 시작했다. 라쿠텐 모바일은 2026년 4분기에 라쿠텐 최강 위성 서비스를 시작한다고 발표했다. 한편, KDDI는 파트너사로 스페이스X를 두고 있으며, 라쿠텐 모바일은 미국 AST SpaceMobile 사와 협력하고 있다.

* 주: Direct to Cell: LEO를 도는 통신위성과 스마트폰 사이에 전용 외장 안테나 없이 직접 연결되도록 하는 위성 통신 서비스

KDDI의 au Starlink Direct는 비교적 최신 기종이면 외부 안테나 없이도 위성과 바로 통신할 수 있으며, 현재 약 800만 대에서 이용할 수 있다. 일본 내 통신 불 지대에 진입하면 자동으로 이용할 수 있다. 한편, 라쿠텐 모바일의 D2C는 거의 모든 LTE 대응 스마트폰에서 사용할 수 있다고 한다. 

일본 이동통신 서비스의 인구 커버율은 99.9%지만, 산간 도서 지역이 많아 면적 커버율은 약 60%에 불과하다. D2C는 이를 단숨에 100%로 끌어올릴 수 있다. 단, 위성과 통신할 수 있도록 하늘에 대한 시야 확보가 필요하다는 부분이 있다. 애플이 미국 Globalstar와 협업해 제공 중인 LEO 위성 기반 긴급 SOS 서비스와 같은 한정된 용도와 달리 D2C는 향후 동영상 시청을 포함한 일반적인 활용에 사용될 수 있다.

문자메시지에서 시작해 동영상 시청까지

D2C는 전용 안테나가 필요 없다는 큰 장점이 있지만, 지상에서 훨씬 먼 거리에 있는 위성과 통신하기 때문에 통신 속도가 느리다는 단점이 있다. 현재 au Starlink Direct에서 이용할 수 있는 서비스는 문자 메시지를 주고받는 정도만 가능하다. KDDI에 따르면, 현재 D2C로 연결되는 것은 수 분 간격이기 때문에 서비스를 문자 메시지로 제한하고 있다고 한다. 다만 향후 그 문제가 해결될 것으로 예상되며 데이터 통신 서비스 제공이 곧 시작될 예정이다. 이때의 통신 속도는 공개되지 않았으며 동영상 전송은 어렵지만 사진 전송은 가능한 수준이라고 한다. 앞으로 위성 개수가 더 늘어나 끊김이 없는 통신이 가능해지면 음성 통화 서비스도 시작할 계획이다.

라쿠텐 모바일은 사상 최대급 대형 안테나를 탑재한 위성을 활용해 광대역 D2C를 지향하고 있다. D2C 통신 속도에 가장 큰 영향을 미치는 것은 위성 측의 안테나 크기이다. 라쿠텐 모바일은 2025년 4월, 일본 최초로 D2C 실증 실험에서 영상통화에 성공했다고 발표했다. 실증 실험에서는 후쿠시마현에 설치한 게이트웨이 지구국에서 전파를 실험 위성인 BlueBird Block 1을 향해 발신 후 위성을 통해 지상에 있는 스마트폰이 수신했고 통화 앱을 사용해 후쿠시마현과 도쿄 간의 영상통화를 실현했다. 통신 속도는 공개되지 않았지만, AST SpaceMobile은 시험 단계에서 다운로드 속도 14Mbps를 달성했다고 한다.

<라쿠텐 모바일 D2C 실증 실험에서의 영상통화 모습>

[자료: 라쿠텐 모바일]

BlueBird Block1은 스페이스X의 D2C 위성 대비 약 10배의 면적을 가진 대형 안테나를 탑재하고 있으며 고도 약 500km에 5개가 배치돼 있다. 실제 서비스에서 주로 이용할 차기 위성 BlueBird Block2는 BlueBird Block1 대비 약 3.5배인 면적 223m²에 달하는 거대 안테나를 탑재해 더 빠른 통신 속도를 지향한다. 라쿠텐 모바일에 따르면, AST SpaceMobile은 2025년 이내에 BlueBird Block 2를 20개, 서비스 시작 예정 시기인 26년 4분기까지 최대 60개를 발사할 예정이다. 

서비스 초기에는 일정 시간 간격으로 통신이 끊기는 현상이 발생할 것으로 예상되지만, 위성 수를 늘리면서 이 문제를 해결해 나갈 예정이다. BlueBird Block2를 통해 SpaceX의 D2C 위성으로는 어렵다고 여겨지는 동영상 시청이 가능한 수준의 광대역 서비스 제공을 목표로 하고 있다. 소프트뱅크와 NTT도코모 역시 D2C서비스를 준비하고 있다. 소프트뱅크의 미야카와 준이치 사장은 2025년 5월에 열린 기자회견에서 D2C에 대해 “2026년에 시작할 예정이며 준비는 돼 있다”라고 밝혔으며, NTT도코모의 마에다 요시아키 사장도 5월 기자회견에서 2026년 여름에 D2C 서비스를 시작할 예정이라고 밝혔다. 다만, 양 사 모두 어느 위성 사업자와 제휴할 것인지 등 구체적인 내용은 아직 밝히지 않았다.

‘하늘을 나는 기지국’은 일본에서 시작

NTN 시장에서 일본이 가장 앞서고 있는 분야는 하늘을 나는 기지국, 즉 HAPS(High Altitude Platform Station: 고고도 플랫폼 무선국)이다. HAPS는 휴대전화 기지국 또는 중계기를 탑재한 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle) 등을 연중 내내 기류가 안정된 고도 20km 부근의 성층권에서 장기간 비행시켜 지상에 직접 통신 서비스를 제공한다. LEO에 비해 통신 거리가 압도적으로 짧아 광대역 등 고품질 서비스를 제공할 수 있다.

소프트뱅크는 2025년 6월, 총 길이 65m의 비행선형 HAPS를 개발하는 미국 Sceye 사에 출자해 일본에서의 HAPS 서비스 전개에 관한 독점권 취득 계약을 체결했다고 발표했다. 투자 금액은 1500만 달러로, 양 사는 2026년 내 사전 상용 서비스 개시를 목표로 하고 있다. HAPS의 기체에는 고정익형인 HTA(Heavier Than Air)와 부력을 이용해 비행하는 LTA(Lighter Than Air)가 있다. 위도가 높은 일본에서는 현재 기술 수준으로 고정익형의 운용이 어렵지만, Sceye의 기체는 LTA로 일본에서도 운용할 수 있다고 판단했다. 상용화를 위해서는 기체에 대한 국토교통성 인증을 받아야 하지만, LTA는 그 허들도 낮다고 평가되고 있다.

<LTA형 기체 Sceye>

[자료: 소프트뱅크]

Sceye의 기체는 헬륨을 사용한 부력으로 성층권까지 상승해 제자리에 머무르는 제어 기술을 가지고 있다. HTA는 성층권에서 일정한 속도를 유지하며 선회하면서 체공하기 때문에 전력이 필요한데, LTA는 전력이 조금만 필요하므로 위도가 높은 일본에서도 운용이 가능하다는 것이다. 또한 성층권의 혹독한 환경에서 1년 정도의 연속 운용을 견딜 수 있는 막 소재도 개발해 지금까지 20회 이상의 비행에 성공했다.

소프트뱅크가 HAPS로 이루고자 하는 목표는 지상에 반경 최대 100km의 통신 구역을 만들어 동영상 스트리밍 서비스를 이용할 수 있을 정도의 속도를 제공하는 것이다. 사전 상용화에서는 재난을 가정한 제한적인 통신을 제공하고, 2027년 이후부터는 상시적인 서비스도 시행할 방침이다. 이를 위해 2026년 여름, 일본에서 Sceye의 기체를 이용한 실증을 10일 정도 실시해 통신 시험 데이터 등을 확보하고, 상용화에 대비해 전용 이착륙장 1곳을 건설할 예정이다.

NTT와 스카파JSAT가 공동으로 설립한 Space Compass와 NTT도코모로 구성된 공동팀은 2026년 HTA를 활용한 서비스 개시를 목표로 움직이고 있다. 영국 AALTO HAPS사와 협력해 개발하고 있는 HTA타입의 기체 Zephyr는 날개폭이 25m이며, 기체 끝에 관측용 페이로드를 탑재할 수 있다. Zephyr는 2022년에 무인 항공기로는 세계 최장인 64일간의 체공 비행에 성공했으며, 2025년 2월에는 케냐에서 지상의 LTE 기지국에서 송신되는 전파를 Zephyr로 지상에 전송하는 실증 실험에 성공했다. 고도 18km 이상의 성층권을 비행하는 HTA 타입의 HAPS 기체를 이용해 지상의 스마트폰과 무선으로 데이터 통신을 구축한 것은 세계 최초의 성과이다.

<케냐에서의 실증실험 모습>

[자료: Space Compass]

Space Compass와 NTT 도코모는 일본에서의 상용화 과정에서 1개의 기체로 반경 50km의 통신 영역을 구축할 계획이다. 초기 운영은 몇 개 수준에서 시작하지만, 일본 전국을 커버하려면 약 50개가 필요할 것으로 추정하고 있다. 상용화를 위한 일본에서의 비행 실증실험도 계획하고 있다.

시사점

일본 정부도 제도 정비에 나서고 있다. 총무성은 9월에 전문가 회의를 신설해, D2C 서비스에 대한 제도를 설계할 예정이다. 주파수 대역과 전파 출력을 결정하고 이르면 2026년 여름부터 통신사로부터 신청 접수를 시작한다. 또한 일본 국내 기업의 위성 개발 지원도 검토하고 있다. 지진과 태풍 등 자연재해가 잦은 일본은 NTN을 적극 활용해 기지국이 피해를 보았을 때의 대안으로 삼겠다는 생각이다. 특히 LEO 위성을 통한 고속 통신 서비스는 현재 해외 기업의 인프라에 의존할 수밖에 없어, HAPS의 실용화는 안보 측면에서도 중요한 의미가 있다.

일본의 4대 통신사가 전부 NTN 활용에 적극적인 것은 수익성 확대를 위한 것이기도 하다. 정부 주도의 요금 인하 영향도 있어, 일본의 통신 요금은 지난 5년간 약 10% 하락했다. 통신사들은 NTN서비스의 편리함을 체감할 수 있다면 이용자 증가와 단가 향상으로 이어질 가능성도 있다고 보고 있다. 앞서 KDDI는 위성 서비스에 대응한 단가가 높은 새로운 요금제를 출시했으며, NTT도코모와 소프트뱅크도 비슷한 서비스를 시작할 방침이다.

NTN 활용으로 국토 커버리지가 100%로 확대되면 사회 인프라 감시 및 각종 관측용 IoT 센서용 통신 등 새로운 수요 창출을 기대할 수 있다. 통신기기를 개발하는 N 사의 S 부장은 KOTRA 도쿄 무역관과의 유선 인터뷰에서 “가장 수요가 기대되는 분야는 모빌리티 영역이다. 인력이 부족한 일본에서는 건설기계나 농기계의 원격 운용 보급이 기대된다. 지상 통신이 닿지 않는 지역에서 이를 실현하기 위해서는 NTN이 필수적이다”라며 활용에 관한 기대를 내비쳤다.

이러한 일본의 움직임은 NTN이 단순한 통신 보완책이 아니라, 새로운 산업 생태계를 창출할 핵심 인프라임을 보여준다. 우리 기업도 통신 장비·단말기 호환성 확보, LEO 위성 및 HAPS 관련 기술 협력, 재난 대응형 솔루션 연계, 모빌리티·농업·물류 등 응용 서비스 발굴에 주목할 필요가 있다. 특히 일본처럼 해외 기업 의존도가 높아질 수 있는 상황에서 한국 기업이 기술 자립도와 전략적 파트너십을 강화할 필요가 있을 것으로 보인다.

자료: 소프트뱅크, NTT도코모, KDDI, 라쿠텐 모바일 각사 홈페이지, 닛케이일렉트로닉스, 닛케이XTech, 닛케이신문, KOTRA 도쿄 무역관 종합