한국통신 가입자망硏 蔡昌埈 실장(세계 최고에 도전한다:15)
◎세계 초고속 40Gbps 1,000㎞ 전송 첫 성공/한가닥 광섬유로 62만 가입자 동시통화 기술/80Gbps급 전송 도전 전력
2000년대에 가정에서 선명한 동영상을 즐기며 정보를 교환할 수 있으려면 모든 정보를 빛(光)으로 바꿔 전달해야 가능하다.
한국통신 가입자망 연구소의 蔡昌埈 박사(40·전광통신연구실장)는 바로 이같은 일이 현실화하도록 전송기술을 연구하는 사람이다.
정보전달의 모든 단계를 빛으로 처리,많은 양의 정보를 일시에 전달할 수 있도록 하는 전광통신(全光通信)연구가 그의 임무요 사명으로 알고 살아가는 사람이다.
그가 요즘 연구하는 것은 전광전달망(全光傳達網)이다.
통신망에서 전송의 1차적인 역할이 주어진 데이터를 한 지점에서 다른 지점으로 전달하는 것이라면 두 지점을 점대점으로 연결,문제를 간단히 해결할 수 있다.
○회선분재장치 사용
그러나 실제로는 한 지점에서 많은 다른 지점으로의 연결이 필요하기 때문에 모든 전송장치는 서로 연결될 수있는 방식인 그물 형태로 구성돼야 한다.
전송망이 이렇게 복잡하게 구성되기 때문에 경제성과 유연성을 살리기 위해 최근에는 회선분배장치 등을 사용한다.
이 장치는 빛신호를 전기신호로,전기신호를 빛신호로 바꾼다.또 고속신호를 저속신호로 바꾼뒤 다시 고속신호로 변경하는 기능도 있다.다시 말해 통신망에 빛을 이용할 수 있도록 하는 장치다.
지금까지 이용되고 있는 시분할다중화(TDM) 전송방식은 전송의 속도가 낮고 전송가격이 비교적 저렴할 때는 비용이나 신뢰성 측면에서 아무런 문제가 되지 않았다.
그러나 전송속도가 Gbps급 이상을 넘어서면 이 방식은 비용이 많아지는 단점이 두드러진다.
바로 이런 문제를 해결하는 방법이 파장분할다중화 전송방식(WDM)이다.
蔡박사팀도 미국,일본 유럽 등에서 활발히 연구하고 있는 이 전송방식에 밤낮없이 매달리고 있다.
이 방식은 수십Gbps급 신호를 저속신호(2.5Gbps)로 해체한뒤 다시 고속신호로 재결합하고 여러 저속신호 가운데 특정 신호를 마음대로 선택할 수도 있는 기술이다.
파장분할다중화 전송기술로 구성된 망은 전부 광학적으로 구현되기 때문에 전광전달망이라고 불린다.
현재까지 상용화된 전송기술은 2.5Gbps급이고 10Gbps급 전송기술은 개발중이다.
따라서 蔡박사팀이 연구하고 있는 기술은 상용화된 최고속도 2.5Gbps를 저속신호로 삼아 이를 한꺼번에 여러개 보냄으로써 고속신호를 구현해 내는 전송방식이다.
蔡박사팀은 세계에서 가장 빠른 전송서비스를 할 수 있도록 한다는 야심찬 목표아래 지난 2월 실험실에서 40Gbps 속도로 1천㎞까지 전송하는 실험을 성공시켰다.
다시 말해 서울에서 부산을 왕복하는 거리를 한 가닥의 광섬유를 통해 62만5천 가입자가 동시에 통화할 수 있는 수준의 기술을 보유할 수 있도록 한것이다.
전송비용은 전송속도가 빨라질수록 줄어들기 때문에 이 기술을 실제에 적용하면 시외전화요금이 대폭 인하될 수 있을 것으로 전망된다.
蔡박사팀은 요즘 80Gbps급 및 160Gbps급 전송실험을 준비하느라고 눈코 뜰새 없이 바쁘다.
蔡박사는 “몇년전만 하더라도 기초연구테마는 국책연구소나 대학의 전유물이었다”면서 “한국통신같은 통신서비스회사에서 3년전부터 차세대 광통신기술을연구하기 시작한 것은 획기적인 사건”이라고 말했다.
○광섬유 64배 재활용
그가 처음 연구를 시작할 때는 함께 일하는 연구원들이 몇명 되지 않아 성공을 의심하는 분위기도 없지 않았으나 이제는 연구결과가 한국통신의 의사결정 등에까지 영향을 끼치는 등 보람을 느낄 정도로 연구에 성공했다.
그가 파장분할다중화 전송기술을 개발하고 이를 더욱 발전시킴으로써 한국통신은 이미 포설된 단일모드 광섬유(2.5Gbps급)를 16배(40Gbps)로 재활용할수 있게 된 것이다.
앞으로 연구가 더욱 진척되면 이 광섬유를 32배나 64배로 재활용할 수 있을 것이다.
통신의 뿌리는 봉화(烽火)다.오랜 옛날에는 외적의 침입이나 기타 위급한 상황을 빨리 알리기 위해 봉화를 올렸다.그러던 것이 전보등을 거쳐 현재는 전화가 통신서비스의 주종이 됐다.
그러나 최근 종합정보통신망(ISDN)이나 전용회선같은 고속의 상호교환 서비스와 화상전화,VOD(주문형 비디오),CATV같은 서비스가 속속 상용화됐다.
또 가정과 사무실마다 컴퓨터가 보급되면서 통신망에 가해지는 전송용량의 요구량은 날로 증가하고 있다.
이같은 문제를 해결할 수 있는 방법인 전광통신 연구에 누구보다 앞서 달리고 있는 사람이 바로 蔡박사다.
◎파장분할 다중화 전송이란/현 시분할다중방식 보다 초고속 전송/미·일·유럽서도 앞다퉈 연구·개발중
파장분할다중화(WDM) 전송방법이란 한 마디로 기간통신망의 전송속도를 높이기 위한 전송방식이다.
현재 널리 사용되고 있는 전송방식은 시분할다중(TDM) 방식으로 20Gbps(약 30만 전화회선) 이상의 속도를 확보하기가 사실상 불가능해 이미 포설된 광케이블을 경제적으로 이용하기 어렵다는 문제점을 안고 있다.기간망의 전송속도를 10Gbps 또는 20Gbps 이상으로 하기 위해서 검토되고 있는 여러가지 전송방식 가운데 가장 싸고 안정적인 방법이 파장분할다중화 전송방식이다.
이 방법은 광학적으로 파장을 나누어 다중화한뒤 정보를 보내는 것으로 현재 상용화 수준이 40Gbps에 이르고 있다.
WDM 전송방식은 초고속 기간전송망을 광학적으로 완전히 구현할 수 있는 것으로 현재로서는 가장 경제적인 방식이라는데 이론의 여지가 없다.
이 방식을 가입자망에로 확산,도입하면 가입자망의 광역화를 경제적으로 추진할 수 있어 경영합리화에도 크게 기여할 것으로 전망되고 있다.
한국통신은 올해 WDM기술을 도입,광전송로 초고속화를 추진한다는 계획이다.
또한 미국,일본,유럽 등 다른 나라들도 이 신기술을 선점하고 국제표준화를 선도하기 위해 여러 연구과제를 수행하고 있다.
◎전송속도 표시 ‘bps’/1G비트는 초당 한글 6,200만자 전송속도
컴퓨터,인터넷 등 정보통신수단이 확산됨에 따라 전송속도를 표시하는 단위인 bps가 일상용어로 자리잡고 있다.
bps는 bit per second의 약자로 초당 전송 비트수를 나타낸다.
1초에 영어 한 글자를 전송하려면는 8비트,한글 한 글자를 보내려면 16비트가 필요하다.
따라서 통신에서 매우 느린 속도의 전송인 2천400bps는 초당 한글 150자 또는 영어알파벳 300자를 전송하는 속도라고 이해하면 편하다.
2천400bps로 전송(영문 기준)하면 1초에 200백자 원고지 1.5장, A4용지 0.3장, 신문용지 0.04페이지를 보낼 수 있다.1천비트(bit)는 1K(킬로)비트,1백만비트는 1M(메가)비트,10억비트는 1G(기가)비트로 표시된다.
1G비트는 영문알파벳 1억2천5백만자,한글 6천2백50만자에 해당한다.
◎全光전송이란/모든 정보전달 과정 빛으로 바꿔 전달
전광전송(全光傳送)은 정보전달의 모든 과정에서 정보를 빛으로 바꿔 전달하는 것이다.
가정의 전화기는 전화국의 교환기에 연결돼 있다.서로 다른 지역에 사는 전화가입자들은 전화국의 교환기 사이에 ,교환기와 가입자 사이에 신호를 주고받음으로써 통화가 가능하다.
최근들어 음성이나 데이터신호의 양이 급증하면서 대용량의 전송이 가능한 광통신기술이 적용되기 시작했다.이렇게 광통신기술이 통신망에 적용되는 것을 광(光)화라고 하며 이에 필요한 장치를 광전송장치라고 한다.
광전송장치는 한 지점에서 다른 지점으로 고속전송하는 기능을 수행하며 주로 시내전화국과 시외 전화국간에 이용되고 있다.
서울의 한 전화국에서 나온 신호가 부산의 한 전화국으로 들어가는 과정은 자가용 승용차가 서울전화국애서 출발해 부산전화국에 도착하는 것에 비유될 수 있다.
자동차는 시내의 교차로에서 교통신호를 만나게 되고 톨게이트나 인터체인지에서 목적지를 확인해야 한다.
전화국에서 발생한 광신호도 여러지점에서 다른 신호와 함께 묶어지거나 풀어 헤쳐지기도 하고 경로가 도중에서 바뀌기도 한다.
□蔡昌埈 실장 약력
△한국항공대
△한국과학기술원(KAIST) 석·박사(전기 및 전자공학)
△한국통신 사업지원단 선임연구원
△ 〃 전송시스템 연구실장
△ 〃 광통신 연구실장
△ 〃 광통신 기초연구팀장
△ 〃 전광통신 연구실장
△일본전기전신회사(NTT) 객원연구원,광전자 및 광통신학회 학술위원 등 역임.
△국내외에 50여편의 논문 발표