초고속 광통신 기술 발달위해 광섬유 색분산 측정기준 필수
 | | 표준과학연구원에서 개발한 OTDR 교정용 광섬유 길이 인증표준물질. |
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요즘은 인터넷이 없으면 살아갈 수 없다고 해도 과언이 아닐 정도로 인터넷은 우리 생활에 가까이 있다. 인터넷을 가능하게 만드는 것은 바로 광(光)통신 기술이다.
오늘날의 광통신 기술은 한 가닥의 광섬유를 통해 1 테라비트 이상의 데이터를 1초 만에 보낼 수 있는 수준으로 발전돼 있다.
1바이트(byte)는 8개의 비트(bit)로 이루어지므로 700 메가바이트 용량의 CD 178장을 단 1초 동안에 보낼 수 있다. 전송 거리는 별도의 중계장치 없이 광증폭 만으로 수백~수천㎞에 이른다. CD 3장 분량의 백과사전 내용을 불과 20 밀리초(㎳ㆍ1㎳는 1,000분의1초) 만에 1,000㎞ 떨어진 곳으로 보낼 수 있다는 말이다.
이러한 대용량 초고속 광통신이 가능하게 된 데에는 광섬유ㆍ반도체레이저 등 광통신소자 기술발달과 함께 그 특성을 분석할 수 있는 측정기술의 발전이 필수적이다.
광섬유는 실리카 유리로 이루어진 실린더 모양의 빛 파이프라고 할 수 있다. 굴절률이 조금 다른 경계면에서의 전반사(반사율이 100%인 빛의 반사)를 통해 매우 작은 손실로 먼 거리에 빛을 전달할 수 있도록 만들어져 있다.
수백㎞에 달하는 광섬유의 길이는 빛의 시간지연을 통해 측정한다. 빛이 광섬유 1㎞를 지나는 동안 발생하는 시간지연은 5 마이크로초(㎲ㆍ1㎲는 100만분의 1초) 정도다. 광섬유에 들어간 빛은 모두 다 빠져 나오는 것은 아니고 산란에 의해 일부가 들어간 곳으로 다시 나온다. 이렇게 산란된 빛을 이용해 광섬유의 길이나 손실, 문제가 발생한 위치 등의 중요한 정보를 측정할 수 있게 된다.
시간영역 광반사계측기(OTDRㆍOptical Time Domain Reflectometer)라고 하는 계측기는 바로 이러한 원리를 이용하여 만든 첨단 장비이다. 통신사업자들은 OTDR을 이용, 광섬유의 상태를 주기적으로 점검할 수 있다. 다만 OTDR은 국제적으로 공인된 표준 광섬유를 통해 해마다 교정돼야 한다.
한편 광섬유에 들어가는 빛은 통신을 위해 펄스형태로 만들어진다. 광섬유에는 색깔에 따라 빛의 속도가 달라지는 색분산이라는 현상이 생기는 데 이런 색분산이 통신상태의 펄스를 왜곡시킨다. 펄스는 아주 짧은 진동형태다. 그런데 각각의 색 성분들은 속도가 각기 다르기 때문에 수십㎞ 이상의 먼거리를 진행하게 되면 도착시간이 달라져 펄스의 애초 형태가 망가지고 이럴 경우 초고속 대용량 광통신은 불가능해진다. 따라서 광섬유의 색분산 정도를 정확히 측정, 이를 보정해주는 것이 매우 중요하다.
이에 따라 각국의 측정표준기관이 정확한 색분산 표준을 확립하고 측정기를 교정하는 것은 신뢰성 있는 측정을 위해 필수적이 된다.
