[논문]광대역 광무선 통신 기술 동향

전용일; 주무정; 박권철

doi:10.22648/etri.2004.j.190602

광대역 광무선 통신 기술 동향
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전용일 (광응용기술팀) , 주무정 (광응용기술팀) , 박권철 (IT기술이전본부)

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.

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문제 정의

무선으로 수 m 이내에서 Gb/s 급 데이터 전송을 목표로 하는 단거리 초고속 광무선 전송 기술은 이러한 기술 발전 및 시장 변화에 힘입어 그 가능성을 주목 받기 시작하고 있으며, 여기서는 홈네트워크 및 PAN용 단거리 초고속 광무선 링크 요소 기술에 대하여 살펴본다.

제안 방법

여기서는 용도를 단거리 통신, 휴대 단말기기로 한정하여 802.11a/b, 802.15.3a 등 근거리용 초고주파 무선 통신과 광무선 통신을 비교하였다. 무선통신 시스템의 기본 성능은 출력 전력, 출력안테나 이득 및 효율, 수신 안테나 이득 및 효율, 초단 수신기 감도(잡음 지수 및 증폭도)에 의하여 결정된다.
<표 1>은 간섭 광이 존재하는 환경에서의 수신 성능을 분석한 것이다. 태양에 의한 간섭 광량은 대낮의 옥외 환경에서 측정하였고, 형광등 간섭 광량은 5x6m2 넓이 실내의 천정에 위치한 8개의 36Watt 형광등 아래 2.2m에서 측정하였으며, 백열등 간섭 광량은 60 Watt 백열등에서 1m 떨어진 지점에서 측정한 값이다. 측정 시 사용된 광 필터는 저역 통과 필터로 800nm 차단 파장을 가지며, 측정용 광검출기 (PD) 는 0.

대상 데이터

2m에서 측정하였으며, 백열등 간섭 광량은 60 Watt 백열등에서 1m 떨어진 지점에서 측정한 값이다. 측정 시 사용된 광 필터는 저역 통과 필터로 800nm 차단 파장을 가지며, 측정용 광검출기 (PD) 는 0.85cm² 유효 개구면을 가지는 Si PD를 사용하였다.<표 1>에서 직사 및 반사광의 차단율 차이는 광 필터의 입력 각도에 따른 대역 통과 특성에 기인한다.

후속연구

2002년에 결성된 UFIR 연구 그룹에서는 100 Mbps 이상 500Mbps 이하의 속도를 목표로 하는 UFIR 규격을 제정중이며, 2004년 6월에 제안된 규격들에 대한 최종 결정이 있을 예정이다. 제정될 UFIR 규격에는 이전 규격들에 없었던 채널 부호기를 사용한 오류 정정 기능, 눈에 안전한 레이저 광원사용 등 새로운 기능들이 도입될 예정이며 2005년 초 규격을 확정할 예정이다[16].
간단한 점 등의 장점이 있다. 따라서, 지능형 정보단말 및 멀티미디어 기기의 급속한 보급으로 기기간의 초고속 데이터 전송 수요가 급증하고, 다양한 기기간의 네트워크 연결을 위한 초고속 무선링크의 중요성이 부각됨에 따라, 무선 전송 방식의 광통신 기술이 사용자 주변 네트워크(Personal Area Network; PAN)에 적용되어 광대역 유비쿼터스 통신망을 구현하게 될 것으로 예상된다.
제정될 UFIR 규격에는 이전 규격들에 없었던 채널 부호기를 사용한 오류 정정 기능, 눈에 안전한 레이저 광원사용 등 새로운 기능들이 도입될 예정이며 2005년 초 규격을 확정할 예정이다[16]. 또한 UFIR를 사용하며 고속 대규모 멀티미디어 데이터 전송에 적합한 IrBurst 규격이 현재 제정중이며 휴대형 단말 등 동료 간(peer to peer) 통신이 가능하도록 제정될 예정이다. 제정 진행 상황은 2003년 12월 제안될 규격 심사들이 있었으며, 2004년 6월 확정될 예정이다[17].
산업자원부는 2003 년 시간 당 1, 800대의 차량을 처리하는 톨게이트 자동 요금 징수 시스템(ETCS)에 대한 국가 규격(KS) 으로 적외선 방식(IR)을 확정하였다. 또한 관련 국내표준 제정을 통한 산업 활성화를 꾀하고 이를 바탕으로 중국, 동남아 등 국제 시장에 진출을 장려할 계획이다. LG 전자 및 삼성전자는 캠코더 기능이 부가된 휴대폰에 IrDA 인터페이스를 장착하여 유럽 지역에 판매중이다.
미래 생활 공간은 위치, 방범, 생화학, 건강, 행위 등 각종 센서들이 주변 상황을 인지하고 이들 정보들이 처리되는 안전하고 쾌적한 생활환경으로 발전할 것이다. 미래 산업 현장은 보다 다양한 각종 공정 제어, 안전 제어, 환경 제어용 센서들이 장착되어 효율적이고 안전한 생산 환경을 제공할 것이다. 미래 자동차, 항공기 그리고 선박들은 상호 작용에 의하여 진화 가능한 유기적인 조직체로 발전할 것이다.

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