지난 세기말까지는 통신의 주된 기능이 음성 전달에 머물렀지만 금세기에 들어와서는 동영상을 위시한 다양한 정보들이 생산되고 유통되며 소비되고 있다. 데이터 트래픽은 음성 트래픽을 오래 전에 추월하고도 매년 기세가 꺾일 줄 모르고 기하급수적으로 증가 중이다. 이러한 정보화 시대를 뒷받침하는 여러 요소가 있으나 광전송 기술의 공로도 결코 작은 것이 아니며 앞으로도 누구나 최소한의 비용으로 무한한 정보를 생산하고 유통하며 향유하는데 선도적 역할을 할 것이다. 돌이켜보면 1960년대에 유리로 된 광섬유를 통해 신호를 전송하는 아이디어가 나왔으며 1970년대 말에 광섬유 전송이 실용화 되었다. 그리고 1980년대에 광증폭기 기술이 등장하여 1990년대 후반에 광섬유선로 하나를 여러 신호가 공유하는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술이 마침 시작된 트래픽 폭발을 뒷받침하여 빠른 속도로 확산되었다. 이제는 거의 무한대로 여겨지던 광섬유의 대역폭도 아껴 써야 하는 시대가 다가오고 있다. 한편 기존 광전송망의 에너지 소모, 비용, 상면적 등의 확장을 최소화하면서도 계속 증가하는 트래픽을 수용하여야 한다. 본고에서는 최근에 표준화가 이루어져 시장이 열리고 있는 100G급 기술을 중심으로 광전송 기술의 최근 동향을 요약하였다.
■ 광통신용 렌즈는 광통신 시스템에 있어서 송신단과 수신단에 사용되는 하나의 부품으로 집광/발산의 결상 기능을 지니며, 광회로 부품과 광섬유 또는 수발광소자인 LD/PD와 광섬유를 효율 좋게 저손실로 접속하는 기능을 수행함. ■ 마이크로 렌즈는 마이크로 광학의 분야에 있어 광의 집광 및 평행 광으로의 변환에 빠질 수 없는 가장 기본적인 소자로서, 마이크로 렌즈의 종류로는 마이크로 볼 렌즈, 비구면 렌즈와 GRIN 렌즈가 대표적으로 있음. ■ 렌즈에 적용되는 사양으로서 렌즈의 유효 구경, 초점(focal point), 주점(principle point), 주점에서 초점까지의 거리인 초점 거리(focal length), 가상의 법선을 기준으로 빛이 입사되는 각도인 입사각, 빛이 다른 매질을 만나 반사되는 각도인 반사각, 서로 다른 매질을 빛이 통과할 때 굴절하는 굴절각 등이 있음. ■ 렌즈 모듈의 구조는 렌즈, 스페이서(spacer), 아리리스(Iris), 백링(back-ring), 바렐(Barrel)로 구성함. ■ LD 모듈에서 광원에 패브리 페로(FP)로 사용하는 것에는 볼 렌즈가, DFB 광원으로 사용하는 것으로는 비구면 렌즈가 사용하고 있음. 이를 위해 PON용에서는 G-PON의 OLT, ONU 측, GE-PON의 OLT측에는 비구면 렌즈가 사용되나 GE-PON의 ONU측에는 볼 렌즈가 주로 사용되고 있음. ■ 2012년 볼 렌즈 시장은 수량 기반으로 2011년 대비 9.7% 증가한 7,350만 개, 금액기반으로는 17.0% 증가한 3,125만$를 기록하였음. ■ 2012년 비구면 렌즈 시장은 수량 기반으로 2011년 대비 22.0% 증가한 2,220만 개, 금액 기반으로는 32.0% 증가한 8,900만$를 기록하였음. ■ 2012년 광통신용 렌즈 시장(볼 + 비구면)은 수량 기반으로 2011년 대비 12.3% 증가한 9,570만 개, 금액 기반으로는 27.7% 증가한 1억 2,063만$이었음.
과수원에서 재배되는 배는 과수원 내의 위치, 시비, 토양 등의 요인에 따라 다양한 품질을 나타내며, 당도와 숙도의 편차가 크기 때문에 과수농가에서는 경험에 의존하여 적정 숙기로 판단되는 배를 수확하고 있다. 그러나 과학적이지 못한 사실에 기초한 수확 관행은 시장유통되는 배에 대하여 소비자들의 신뢰성 저하를 초래하게 되고 소비 감소와 더불어 농가 소득 감소로 이어지게 된다. 최근, 전국의 청과물 산지유통센터에는 근적외선을 이용하여 과일 내부의 당도, 산도, 결함 등을 실시간으로 판정할 수 있는 비파괴 선별기가 보급되고 있으나 이는 수확이후의 선별.규격화 유통을 위한 것이다. 본 연구에서는 이와는 달리, 수확 이전, 즉 재배 단계에서 배의 당도와 숙도를 판정하여 수확적기를 판단할 수 있도록 나무에 매달린 배에 대하여 가시광선과 근적외선 반사스펙트럼을 측정할 수 있고 이를 이용하여 당도와 숙도가 판정가능한 휴대형 센서를 개발하였으며, 개발된 시작기를 이용하여 당도판정의 가능성을 시험하였다. 휴대형 당도판정센서는 광원과 광섬유프로브, 광검출부, 당도판정부, 전원공급부로 구성된다. 광원은 할로겐램프(6V)를 이용하였고, 광섬유프로브는 동심원 형태로서 외부의 광섬유를 통하여 광원에서 시료로 빛이 조사되게 하고, 내부의 광섬유를 통하여 광검출기로 확산반사되는 광이 전달될 수 있도록 하였다. 전원공급부는 휴대와 충전이 가능한 배터리(12V, 2AH)와 이 배터리에서 정전류가 광원으로 보내어 질 수 있도록 제작된 회로로 구성하였다. 당도 판정을 위하여 518nm에서 1046nm의 파장대역에서의 반사스펙트럼을 이용하였고, 레퍼런스로써 백색 테플론 구를 제작하여 사용하였다. 수원 농산물 도매시장에서 판매중인 2002년산 신고 배를 구매하고, 시작기를 이용하여 총 113개의 배에 대한 반사스펙트럼을 측정하였다. 다음으로 굴절당도계로 당도값을 측정하고 반사스펙트림을 이용하여 당도값을 예측하기 위한 부분최소제곱회귀(PLSR)모델을 개발하였다. 여기서 모델의 정밀도는 교차검정법을 이용하여 검증하였다. 시료 표면과 광섬유프로브와의 접촉상태 불균일, 광원의 시간에 따른 경시 변화, 과일 형상의 차이 등에 의하여 측정된 반사스펙트럼은 상당한 변이를 나타내었으므로 이를 보정하기 위하여 반사 스펙트럼은 다분산보정처리하여 이용하였다. 당도 예측용 PLSR모델 개발의 결과, 모델의 결정계수($R^2$)는 0.67, SEC는 $\pm$0.4brix.로 나타났으며, 교차검정에 의한 미지 시료의 예측에서 총 113개의 미지 시료에 대한 결정계수는 0.57, SEP는 $\pm$ 0.46brix.로 나타났으며, 이는 현장에서 충분히 활용가능할 것으로 판단되었다. 금후, 전체 시스템의 부피와 중량을 줄이고 각 부분품들의 전력소모의 최소화할 수 있도록 개선할 계획이다.
본 연구는 한 중 교역이 향후 지속적으로 증가할 것이며, 중국경제의 발전 속도 등을 감안할 때 부품산업이 양국간 교역에서 매우 중요한 위치를 점할 것으로 판단하여, 한국산 부품산업 중 정밀기기부품군의 품목들이 중국시장에서 가지는 경쟁력의 정도를 분석하였다. 연구 목적의 달성을 위해 정밀기기 12개 품목에 대한 2006년-2013년까지의 수출입통계를 수집하였고, MCA지수를 활용하여 동 품목이 중국시장 내에서 가지는 경쟁력의 정도를 조사하였다. 분석결과, 경쟁력 지수 및 추이를 볼 때, 광섬유 및 광학요소, 속도계 및 적산계기는 중국시장에서의 경쟁력이 거의 확보된 것으로 나타났으며, 특히 기타정형외과용기기 및 부품은 중국시장에서의 경쟁력이 최근 급상승하고 있는 것으로 나타나 향후 한국산 정밀기기부품 중 대 중국 수출전략 품목으로 성장할 가능성이 매우 큰 품목으로 조사되었다.
광 커플러는 광섬유로부터 광신호를 분기하거나 결합하는 광통신망의 가장 기초적인 부품으로 광통신망에서 다양한 기능을 수행하고 있다[1]. 따라서 광 커플러는 광통신망의 구성에 있어서 가장 중요한 부품의 하나이며, 특히 광가입자망의 구현에 따라 그 수요가 크게 증가될 전망이다. 현재 가장 일반적인 광 커플러는 Evanescent 광 결합원리를 이용하는 광섬유형 근접 커플러이며, 그 이외에도 각종 평면도파로를 이용한 도파로형 커플러가 제품의 소형화 및 양산성이 우수하여 많은 연구개발이 진행되고 있다. 본고에서는 현재까지의 각종 광 커플러의 기술 및 시장 현황을 통신용 단일모드 광 커플러를 중심으로 고찰하고 앞으로의 광 커플러 개발 방향을 제시하고자 한다.
최근 IT 융합 기술이 글로벌 시장의 핵심 화두로 떠오르면서, 스마트 의류 분야에서도 '의류+서비스 제공(service provider)' 기능을 갖는 PSS형 제품 디자인에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는PSS형 제품 디자인의 일환으로서 안전보호 기능의 산악복 용도에 적합한 발광특성을 지닌 유연 광섬유 기반 직물 디스플레이의 제직구성을 모색하고, 이를 적용한 산악복 모형 디자인을 제시하였다. 이를 위하여 제직 구성, 즉 직물조직과 광섬유 밀도가 다른 총 15개 광섬유 직물 디스플레이 시료를 제직하여, 이를 대상으로 각각의 휘도를 측정함으로써 발광특성을 분석하였다. 그 결과, '주자직 2:1', '주자직 3:1' 및 '능직 2:1', '능직 3:1'인 경우가 안전보호 기능을 위한 산악복으로서 적용이 가장 적합한 발광효과를 보이는 것으로 나타났다. 발광특성에 관한 분석 결과 및 최근 스포츠 패션 트렌드를 기초로 하여, 유연 광섬유 직물 디스플레이 적용 산악복 모형 디자인을 전개하였다.
럭스퍼트(대표 변재오)는 광증폭기(EDFA, Raman), BLS, RFTS, 광철체시스템 등 광통신 관련 제품 전문 기업이다. 대용량화 및 고속화로의 진화과정을 입증하듯 광통신의 WDM의 채널 간격은 점차로 좁아지고 있으며, 광섬유 생산 기술의 놀라운 발전으로 기존의 C-bard 대역 이외에도 L-band, S, S+ 등의 새로운 파장 대역이 계속해서 통신 대역으로 진입하고 있다. 이러한 세계적 추세와 더불어 (주)럭스퍼트는 기존에 EDFA 관련 축적된 기술을 더욱 견고히 할뿐만 아니라, Raman 증폭기 및 S-band, S+band의 시장에 기여하기 위해 새로운 기술력을 축적해 왔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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