광 MEMS(Optical MEMS)는 미세 기계, 전자 및 광학기술이 조합하여 이루어지는 종합적인 기술분야로서 정보통신 핵심부품의 정밀화, 고성능화, 경량화 추세에 의해 그 중요성을 더해가고 있다. 본 논문은 정보통신 기술분야에 적용되고 있는 광 MEMS 기술에 대하여 살펴본 것으로, MEMS 시스템을 구성하고 있는 광학적 구성요소의 기술개발 현황, 신소재 및 새롭게 도출된 아이디어 등에 대하여 최신 연구동향을 중심으로 조사.분석하였다. 정보통신 기술의 발전에 따라 응용분야도 다양해지며 신소재의 출현에 따른 새로운 연구분야가 확대되는 등 광 MEMS 기술의 전반적인 기술추세에 대해 전망하였다.
최근 디스플레이 기기의 해상도에 대한 관심이 높아지면서 고화질용 멀티미디어 인터페이스의 중요성이 부각되고 있다. 화질 저하를 막기 위해 과거의 아날로그 인터페이스에서 디지털 인터페이스로 변화되었고, 이후 포트의 크기 축소와 음성지원의 필요성이 대두됨에 따라 고화질 멀티미디어 인터페이스(High-Definition Multimedia Interface: HDMI) 기술이 개발되었다. 2002년에 HDMI 규격이 발표된 이후, PC, DVD 플레이어, TV 등 다양한 멀티미디어 기기에서 그 사용이 꾸준히 증가되고 있다. 또한, HDMI 케이블의 전송거리 제한을 극복하기 위한 노력의 일환으로 최근 수백 meter에서 수십 km까지 전송이 가능한 광 HDMI 기술이 개발되어 그 활용도가 높아지고 있다. 본고에서는 HDMI의 기술동향을 살펴보고 최근 개발된 광 HDMI 기술의 개발현황을 소개하고자 한다.
각종 대용량 디지털 멀티미디어 기기의 보급과 사용자 주변 환경의 네트워크화에 따라 고밀도 환경에서 고품질 광대역 무선 서비스를 제공할 수 있는 광무선 통신 기술이 유비쿼터스 네트워크를 실현할 유망기술로 부각되고 있다. 전파를 사용한 무선통신 방식에 비해 무한대에 가까운 대역폭과 보안성을 갖는 광무선 통신 기술의 특성과 기본 원리를 소개하고, 지금까지 개발된 기술 수준과 활용 현황 및 고성능광무선 통신 기술의 실용화를 위해 우선적으로 해결해야 할 기술적 과제들과 최근 연구개발 동향을 살펴본다.
인터넷의 보급과 더불어 폭발적으로 늘어나기 시작한 데이터 통신은 FTTH의 보급과 IPTV, VoD 등 본격적인 멀티미디어 수요의 증가에 따라 매 18개월마다 통신량이 2배씩 증가하는 "광 무어의 법칙"이 성립되고 있다. 지속적인 대역폭의 증가를 수용하기 위해서는 핵심 광부품의 소형화 및 저가화가 반드시 필요하며 이러한 요구사항 수용을 위한 핵심요소는 광집적화 기술 개발을 통한 광소자의 고집적화 및 고속화 달성이다. 광집적화 기술은 크게 두 가지 분류로 나눌 수 있는데 이종 물질간의 하이브리드결합에 의한 구현과 단일 혹은 유사 물질에 의한 모놀리식 집적에 의한 방법이다. 본 고에서는 하이브리드 집적 및 모놀리식 집적 기술의 핵심 요소 및 기술발전 현황에 대해 살펴본다.
정보통신부에서는 차세대 인터넷, 광통신, 디지털방송, 무선통신 등 6대 중점분야 및 원천기초 등 2대 기간분야를 전략적으로 차세대 핵심기술로 지정해 민관공동으로 개발, 수입대체 및 조기상용화를 꾀하고 있으며, 금년부터 2004년까지 5년간 정부출연금 1조 1500억 원 등 총 4조 1600억 원을 투자할 계획이다.
본고에서는 차세대 박막형 CIGS 태양전지 기술과 IT 기술활용에 대하여 알아보았다. CIGS 태양전지 소자의 구성, 셀 및 모듈 제조공정 기술 현황 및 도전과제를 제시하였으며 특히, 박막형 태양광발전 산업화에 필요한 요인들과 해결해야 될 기술적 이슈들을 제시하였다. 태양광발전은 반도체 pn-접합에 흡수된 빛을 단순히 전기로 변환시키는 것이기 때문에 폐기물도 발생하지 않는 환경 친화적인 미래의 그린에너지 기술이다. 박막형 태양전지는 첨다 IT 기술인 반도체 및 디스플레이 기술을 활용하면 산업화를 앞당길 수 있기 때문에 우리의 세계수준의 IT기술을 이용한 산업화 방안에 대하여 논의하였다.
BcN 백본망은 데이터 트래픽의 생존성 보장과 다양한 서비스를 유연하게 수용하기 위해 다이내믹하게 운용할 수 있어야 한다. 이와 같은 요구사항을 만족하기 위해 광 스위치를 도입하고, 파장 단위의 경로 설정 및 해제를 자동으로 이루어지도록 하는 ASON개념이 적용된 광 회선 분배 시스템이 개발되고 있다. 최근의 광 회선 분배 기술은ROADM을 중심으로 메트로 망에 도입되고 있으며, 특히 제어평면의 도입에 의해 원격프로비저닝 및 자동 망 구성이 가능하게 되었다. 기술적인 측면에서는 PLC 기반의 광스위치를 채택한 1세대 ROADM 시스템에서 WSS 기반의 광 스위치를 채택한 2세대ROADM으로 이동하고 있으며, 이것이 자연스럽게 PXC로 진화할 것으로 보인다. 경제적인 측면에서는 IPTV 등 새로운 서비스를 지원하기 위하여 대규모 시스템 도입이 본격화되고 있으며, 국내의 경우에도 1-2년 내에 상용화 및 시장 진입이 예상되고 있다. 본 고에서는 이러한 광 회선 분배 기술의 전달평면 및 제어평면 기술과 시장 현황 및 향후 전망에 대하여 알아본다.
차세대 광 저장장치로 등장하여 광범위한 용도와 다양한 특징을 보이면서 멀티미디어 정보매체로 인정 받고 있는 DVD는 2002년을 경계로 하여 전세계 시장에서 상승곡선을 보여주고 있다. 아직까지 다양한 규격의 혼재 속에서 강력한 표준이 확립된 상태는 아니나, 최근 들어 제조사들은 증대되고 있는 DVD 응용제품 시장의 기회를 놓치지 않기 위해 호환성 높은 제품의 개발과 다양한 모델의 시장출시를 통해 해결방안을 모색하고 있다. 본 고에서는 최근 들어 활발해지고 있는 각종 DVD 애플리케이션 시장현황과 앞으로의 전망에 대하여 살펴보았다.
광통신 기술의 발달과 인터넷 서비스 수요의 급격한 증가로 2000년대 초반부터 광가입자망 연구 및 상용화가 이루어졌다. 최근에는 스마트폰 등 모바일 단말의 확산과 IPTV의 수요 증대에 따른 폭발적 트래픽 증가에 대처하기 위하여 친환경, 에너지 절감형 차세대 초고속 대용량 광가입자망 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 차세대 광가입자망은 국내뿐 아니라 국외에서도 다양한 프로젝트를 통해 전송 거리, 분기 수 및 전송 용량을 늘리는 방향으로 연구개발이 진행되고 있으며 기존의 TDM, WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술뿐만 아니라 무선 통신에서 사용되던 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 등의 신호변조 기법들을 광가입망 기술에 접목하려는 시도들이 진행되고 있다. 이와 같은 광가입자망 기술들은 ITU-T, IEEE, IEC뿐만 아니라 FSAN(Full Service Access Network), BBF(Broadband Forum), MSF(Multi-service Forum) 등의 표준화 단체에서 활발히 국제표준화가 진행 중이다. 본고에서는 현재 진행되고 있는 차세대 광가입자망 기술에 대한 국내 외 기술개발 현황 및 표준화 현황을 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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