TV와 인터넷의 경계가 사라지고, 집안에선 코드 때문에 고민하지 않는다. 홀로그램 키보드 덕분에 내가 일하기 편한 곳이 사무실이고, 직접 마주보지 않아도 서로 얼굴을 마주보며 회의할 수 있기에 배경이 부담되지 않는 곳이 회의실이다. 과연 상상에서만 가능할까?

빛의 wire - PCF(Photonic Crystal Fiber)

현재 우리나라의 기술은 손실률 0%, 빛의 속도 전송을 목표로 달리고 있다. 모뎀이 만들어진 초기 PC통신은 전달 용량의 한계로 인해 메모리를 적게 먹는 파란 화면에 텍스트나 전달하는 수준이었다. 하지만 컴퓨터 보급에 발맞춰 전국에 구리 LAN이 깔리기 시작했고, 소수가 사용하는 ISDN에서 ADSL(최대 초당 문서 256장)이란 범용 인터넷으로의 혁신적인 발달이 이뤄졌다.

한 걸음 더 나아가 우리는 구리를 실리카로 대체하는 광통신(광LAN)으로 전국을 연결하고 있다. 광통신은 종래의 전기적 신호를 보내는 방식이 아니라 각각의 고유주파수의 빛을 실어 보내는 방식이다. 광통신은 바깥쪽보다 안쪽이 훨씬 더 큰 밀도라는 조건하에서 전반사가 일어나 빛이 전달된다.

기존의 구리선은 최대 10Mbps~최소3Mbps으로 속도 차가 크지만 광통신은 10Mbps의 속도를 일정하게 유지한다. 하지만 광통신은 구리선과 달리 반사되는 과정에서 손실이 있기 때문에 현재 구간별로 증폭시키는 기지국과 코어 변형을 통해 손실을 줄이고 있다. 현재 KT는 FTTH(Fiber To The Home)라는 서비스로 구리선을 유저의 집 앞까지 대체해 인터넷 유저들이 일정한 광통신의 속도를 이용할 수 있도록 하는 작업을 진행 중이다.

광통신은 구리랜선에 비해 속도가 빠르지만, 정보 손실이 발생하고 광대역폭(인식할 수 있는 세기의 범위)이 좁아진다. 따라서 이런 단점을 극복할 신기술로 광자결정 광섬유(Photonic Crystal Fiber, PCF)가 거론됐는데, 그 기본적인 원리는 나노단위의 크기로 섬유에 홀(Hole)이 형성되면 빛이 아닌 광자(빛의 최소 알갱이 단위)하나 단위가 섬유 중심으로 손실 없이 전달된다는 것이다.

한영근(한양대학교 자연대ㆍ물리학과) 교수는 “이 덕분에 손실 없는 광자 단위로 집약시켜 높은 파워전송을 할 수 있고, 광자단위의 인식으로 미세한 부분까지 통신 센서로 활용될 수 있다”며 “전송속도가 향상되고, 동시 다발적인 업로드와 다운로드를 자유로이 가능케 된다”고 전망한다. 그러나 한 교수는 “제작 기술의 부재로 PCF 1km를 설치하려면 1~2억이 들어 아직 실용화가 어렵다”고  말했다.

CDMA의 진화 - CDMA +Wibro

현재 우리나라는 3세대 이상의 무선 통신, Wibro를 실용화함으로써 기존의 음성, 영상, 텍스트의 실시간 상호전달 개념에 변화를 주고 있다. 우리가 선두를 달리는 무선통신 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access, 코드분할다중접속)이다. CDMA의 기본원리는 지역별로 중간 매개(필터)를 거친 후 주파수의 범위(대역범위)를 확산시키는 방식이다.

필터를 통한 대역확산은 각 발ㆍ수신자 쌍을 겹치지 않게 각각의 주파수에 배열할 수 있어 효율이 전보다 20배가량 증가한다. 현재 우리는 이 같은 CDMA원천기술을 바탕으로 새로운 기술을 상용화하려 하고 있다. 그것이 Wibro(Wireless Broadband Internet)이다.

기존의 CDMA는 대용량의 데이터를 무선인터넷을 통해 전달한다. 하지만 현재는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access, 하향고속화패킷접속방식)를 통해 무선 인터넷을 사용하는데, 움직이는 상태에서 잡음이 심하고 대역분포가 넓지 못해 콘텐츠의 멀티 전송이 어려운 실정이다.

그러나 Wibro는 HSDPA보다 약 3배정도 빠르고, 시속 100KM 이동 중에서도 무선통신이 가능하기 때문에 현재 서울 근교 지역까지 상용화된 Wibro를 무선 통신에 접목하려고 한다. 다양한 콘텐츠가 마련되고 그에 알맞은 소프트웨어적 개발이 이뤄진다면 Wibro 핸드폰의 상용화도 가능할 전망이다.

미래 유비쿼터스 4세대의 핵심-융합 기술

미래의 4세대 융합기술은 유선통신의 무선화, 무선통신의 유선화를 의미한다. 거리에 PCF랜선이 깔리면 기지국이 사라져 전봇대는 심플해질 것이다. 이는 유선통신도 무선처럼 광속도를 내면서 데이터 손실률이 0%이기에 가능한 것이다. 무선통신은 유선처럼 잡음을 줄여 근방의 자동차의 속도와 위치를 정확히 인식해, 자동운전까지 가능케 할 것이다. 더구나 이동성이 우수한 Wibro때문에 시속 300km에서도 인터넷에 접속할 수 있다. 유선과 무선은 이제 함께한다.

무선과 유선의 융합, IT, Nano, 반도체 기술의 융합은 현실로 다가온 미래의 전망이다.  10년 후, 유비쿼터스 세상을 만들고 싶은가. 그렇다면 우선 두 개념을 하나로 녹여내라. 그것이 현대 기술의 중심이고, 무엇이든 가능하기에 무엇도 함부로 상상할 수 없는 미래를 열어갈 유비쿼터스의 세계인 것이다.