차세대 광섬유 전송 테스트
일본 정보통신연구소 (NICT, 일본 총무성 산하기관, 일본어로' 정보' 는' 정보' 를 의미함) 의 광자 네트워크 시스템 연구실 주임인 Hideki Furukawa 는 "트래픽이 계속 늘어나면 2020 년대에 현재 광섬유의 한계를 넘어설 것" 이라고 지적했다. 일본 총무성 통계에 따르면 일본 내 트래픽은 10 년 동안 10 회 이상으로 증가했다.
스마트폰과 개인용 컴퓨터를 사용할 기회가 많아지고 있기 때문이다. 이러한 터미널 제품의 성능이 향상됨에 따라 동영상도 서로 전송되는 대상이 되었습니다. 정보를 전송할 때 정보를 전달하는 디지털 신호는 광신호로 변환되어 광케이블을 통해 전송됩니다. 광섬유는 해저 광케이블의 형태로 전 세계에 퍼져 세계와 소통하는 데 없어서는 안 될 존재가 되었다. 광섬유는 현대 사회를 지탱하는' 배후의 영웅' 이라고 할 수 있다.
현재 광섬유 (왼쪽) 에는 1 개의 광 신호 채널이 있지만 차세대 광섬유 (오른쪽) 에는 여러 개의 광 신호 채널이 있습니다 (사진은 일본 정보통신연구소에서 제공).
이전에는 트래픽 증가를 처리하기 위해 각 광섬유의 전송 용량이 증가하고 있었습니다. 2005 년 전송 용량은 초당 1 조 비트로 현재 10 조 비트에 이른다.
그러나 현재 광섬유는 전송 용량을 100 메가비트로만 늘릴 수 있습니다. 더 많은 정보를 전송하면 통신에 사용되는 레이저가 너무 강해서 광섬유가 녹을 위험이 있습니다. 위협이 현실이 되면 소통이 정체되어 업무 효율성과 노동 모델 개혁에 영향을 미칠 수 있다.
일본 전자정보기술산업협회에 따르면 2030 년까지 글로벌 트래픽이 10 년 15 배로 증가할 것으로 예상되며 앞으로도 계속 증가할 것으로 전망된다. 이 문제를 해결하기 위해 일본 내외의 광섬유 기업들은 모두' 멀티 코어' 라는 차세대 광섬유 개발을 추진하고 있다.
이전의 광섬유에는 단 하나의 광신호 채널만' 코어' 라고 불렀고, 멀티 코어 광섬유에는 3 개의 4 코어가 있었다. 도로의 차선 수가 늘어남에 따라 주행할 수 있는 차량도 늘어나고, 광신호의 통로가 많으면 전송 능력도 몇 배로 늘어난다.
또 광신호를 정확하게 전송하려면 다른 신호의 간섭을 피해야 하지만 광섬유의 지름은 0. 1.25 mm 에 불과하며 머리카락의 두께와 비슷하다. 따라서 코어 간격은 0.05 mm 정도밖에 되지 않아 인접한 코어 누출의 광신호에 방해가 됩니다.
해결 방법 중 하나는 코어 주위에 낮은 굴절 인덱스 유리 레이어를 재질로 추가하여 주변 영역으로 유출되지 않도록 하는 것입니다. 유리에 텅스텐을 넣으면 주변 부분의 굴절률만 낮아지고 광신호는 코어에 남아 있습니다.
3 월, 일본 정보통신연구소는 4 심 광섬유 하나를 이용하여 전송 실험을 실시하여 초당 6 10 조 비트의 전송을 성공적으로 달성했다. 같은 두께의 광섬유 전송 능력에 대한 세계 기록을 세웠다. 이렇게 하면 여러 코어가 있어도 광섬유의 두께는 변하지 않습니다.
멀티 코어 광섬유는 기존 광섬유와 함께 사용할 수 있으므로 점차 교체될 것으로 예상됩니다.
일본 스미토모 전기공업이 20 19 년 이탈리아에 다심섬유를 설치한 것은 세계 처음이다. 일본 정보통신연구기관은 관련 실적에 대해 긍정적인 평가를 하고 있다. 일본 전자정보통신연구소 (전자정보통신연구소) 에 따르면 2025 년경부터10km 이하의 단거리 통신망은 4 코어 광섬유를 사용하게 된다. 2030 년경 해저 광케이블에 적용될 것으로 예상된다.
각 광섬유의 성능을 더욱 향상시키기 위해 "다중 모드" 광섬유를 개발하여 코어를 더 두껍게 하고 1 코어에서 여러 채널을 통과할 수 있도록 하는 방법도 있습니다. 멀티코어 조합의 실제 응용은 2030 년 하반기까지 기다려야 한다고 여겨진다
차세대 광섬유 분야에서는 일본 회사들이 R&D 방면에서 선두를 달리고 있다. 일본 특허국 20 18 이 발표한 보고서에 따르면 멀티 코어 광섬유 분야에서 특허 출원 중인 전 세계 상위 4 위는 후지창, 스미토모 전기, NTT, 구천 모터 산업으로 일본 회사가 독점하고 있다. 멀티모드 분야에서는 24 위도 NTT, 스미토모 전기, 후지창 등 일본 회사들에 의해 독점됐다. 후지쿠라는 2020 년대 중반에 다심 광섬유를 상업화할 계획이다.
물론 일본 이외의 회사들도 차세대 광섬유 개발을 추진하고 있다. 미국 특수유리 제조업체인 코닝의 멀티모드 광섬유 특허 수 순위 1 은 멀티 코어 분야에서도 대용량 전송을 성공적으로 달성했습니다. 이탈리아 프로스만 그룹도 차세대 광섬유의 연구 성과를 가지고 있다. 스마트폰, 기지국과 마찬가지로 광섬유의 글로벌 경쟁이 갈수록 치열해질 수 있다.
5G 시대에 광섬유의 역할이 중요하다고 생각하십니까?