일플래스틱 광섬유, 멀티미디어 주역으로 부상

일본에서 최근 개발된 플라스틱 광섬유(POF)가 멀티미디어통신망을 구축하는 데 필수적인 요소로 관심이 집중되고 있다. 일본에서는 NEC, 미쓰비시레이온 스미토모전기공업 등 멀티미디어관련 45개업체들이 "POF컨소시엄" 을 구성 , 이의 실용화에 착수했다. 미국도 이 기술에 주목, 일본에 기술제공을 요청 하고 있다. 이미 광통신의 간선망에 사용되고 있는 글라스제 섬유와 비교해 무엇이 다른지, 또 어떠한 이점이 있는지 일본 닛케이산업 신문의 비교 분석 내용을 소개한다. <편집자주> 관심이 집중되고 있는 플라스틱 광섬유(POF)는 일본 게이오 대학 이공학부의 고이케 야스히로(소지강박)교수가 개발했다. PMMA가 재료로 글라스제 섬유와 마찬가지로 빛의 통로에 해당되는 코어와 그것을 둘러싸는 클래드라는 층의2중구조로 되어 있다.

우선시각적으로 글라스제 섬유와 다른 점은 굵기다. 글라스제의 경우 코어 의 직경은 약 10㎙ (1㎙은 1천분의 1mm). 이에 대해 POF의 코어직경은 1mm정 도. 굵기에서 1백배, 단면적에서는 1만배나 된다.

그러나코어의 직경이 커지면 전송하는 광신호의 질이 열화되기 쉽다는 문제 가 발생한다. 섬유단면에 수직으로 들어간 빛은 직진해서 출구를 겨냥하는데 비스듬히 입사한 빛은 섬유벽면에서 반사를 되풀이하면서 출력된다. 문제는 이 두종류의 빛이 나아가는 거리의 차가 코어가 굵은 만큼 벌어져 버린다는것이다. 즉 동시에 입력된 빛이지만 시간적으로 차이를 벌이면서 나오게 되는 것이다.

이를쉽게 설명하면, 입력한 신호가 길게 늘어져 버리는 것이다. 이것은 출력파형이 얽혀 신호가 전달되지 않음을 의미한다. 광섬유로서는 별 쓸모없는것이 된다. 디지털신호라면 어느정도 얽혀도 출력부에서 손을 가해 재생할 수도 있지만 아날로그신호의 경우는 재생할 수가 없다.

지금까지개발된 POF가 본격적인 광통신으로의 실용에 요원했던 것은 바로 이 문제를 해결할 수 없었기 때문이다. 이런 이유로 전송거리를 10m 이하로 한정해 신호열화가 일어나지 않는 범위내에서 사용하도록 하고 있다. 닛산자 동차에서는 차량탑재용 운항시스템의 일부 배선에 사용하는 등의 응용이 시작되고 있다. 그러나 성능면에서는 전선케이블보다도 못하고 글라스제 섬유 와는 비교도 되지 못한다.

이에대해 고이케 교수가 개발하고 NEC.후지쯔.미쓰비시 레이온 등 45개사가 "POF컨소시엄"을 만들어 보급에 나서고 있는 POF는 종래의 POF와 같은 구조 를 취하고 있지만 글라스제에 필적하는 초당 1G(1G는 10억)비트를 넘는 높은전송능력을 실현했다.

기술적인핵심은 코어내부의 굴절률을 종래처럼 일정하게 하지 않고 중심일 수록 굴절률을 높이고 반대로 주변으로 가면서 이를 낮게 한 점이다. 이 때문에 "어떤 각도에서 입사한 빛이라도 코어내부를 물결치듯이 전달하고 출력 시에 시간의 엇갈림을 없앨 수 있다"고 고이케교수는 밝혔다. 즉 출력부에서 파형이 얽히는 일이 없게 해 POF 최대의 약점을 극복하게 되는 것이다.

이렇게되면 POF 본래의 장점이 살아나게 된다.

우선굵다는 점은 그만큼 빛을 입력하는 레이저와의 위치설정에 요구되는 정밀도를 낮춰 준다. 글라스제의 경우 꽤 높은 정밀도를 지닌 장치로 위치를 맞추고 있는데 그래도 섬유에는 레이저가 발진한 빛의 30%정도밖에 입사되 지 않는다.

그렇지만POF에서는 "육안으로 보면서 레이저에 직접 접착제로 부착해도 80 %이상은 유효하다" 고 고이케교수는 설명했다. 이 때문에 섬유 맨앞에 사출 성형기로 만든 소켓을 붙여두면 전기코드를 콘센트에 끼우는 것처럼 이용할수 있다.

또하나의 장점은 글라스제만큼 취급이 어렵지 않다는 것이다. 글라스의 경우 한도를 넘어서 섬유를 구부리면 코어부분이 꺾여 빛이 통과할 수 없게 된다. 반면 POF는 "최대한으로 섬유에 이음매를 만들어도 괜찮다" 고 고이케교 수는 설명했다.

게다가 POF에서는 통신에 사용하는 광원의 파장이 0.6㎙의 적색가시광 이기때문에 빛이 통과하고 있는지의 여부를 간단히 확인할 수 있다. 글라스제 섬유를 사용한 간선망에서는 1.3㎙, 1.5㎙ 등 두개의 파장대에 있는 적외광을 사용하고 있다. 그런데 "눈으로 보아도 빛이 나오고 있는지의 여부를 확인할 수 없기 때문에 부설작업에 애로를 겪는 경우가 있다"고 일본전신전화 (NTT) 측은 밝힌다.

고이케교수가개발한 고성능 POF는 연구실을 나와 이제 많은 기업들의 손에의해서 실용화의 길로 들어서고 있다. 빠르면 2년정도 후에 이 POF를 사용하는 통신망이 구축되기 시작할 것이다. 동시에 NTT나 우정성이 지금까지는 구체적으로 검토해 오지 않았던 가정내의 섬유망계획을 급진전 시키게 될 가능성도 있다.