광섬유의 발전과 역사

발명

1870년 어느 날 영국 물리학자 딩달은 왕립학회 강연장에 가서 빛의 전반사 원리를 강의하고, 물이 가득 찬 나무통에 구멍을 뚫은 뒤 등불로 통 위에서 물을 밝히는 간단한 실험을 했다.관객들은 깜짝 놀랐다.빛을 방출하는 물이 물통의 작은 구멍에서 흘러나오고, 물이 굽어 있고, 빛도 따라 굽이쳐 나오는데, 그 빛이 구불구불한 물에 사로잡히더라는 것이다.

한 때 빛은 술통에서 뿜어져 나오는 고운 술을 따라 흐르고 빛은 구부러진 유리막대를 타고 가는 것을 발견한다.왜일까? 빛이 더 이상 직진하지 않는 걸까?이러한 현상은 딩달의 주의를 끌었으며, 그의 연구 결과 빛의 전반사 작용으로 물 등의 매질 밀도가 주변의 물질(공기처럼)보다 높기 때문에 빛이 물에서 공기를 향해 들어오는데, 입사 각도가 어느 한 각도보다 클 때 굴절광선이 사라지고 모든 빛이 물로 반사된다.빛은 겉으로 보기에 마치 물 흐름 속에서 구부러져 전진하는 것 같다.

투명도가 높고 거미줄 같은 유리 실인 유리섬유가 만들어져 유리섬유가 적절한 각도로 들어오면 빛이 휘어진 유리섬유를 따라간다.광선 전달에 쓰이기 때문에 광전도 섬유라고 부른다.

광섬유의 발전 역사

1880 AlexandraGrahamBell 발명한 빔 통화 전송

1960. 방사 및 광섬유의 발명품

1960. 유리섬유의 전송 손실은 1,000dB/km가 넘으며, 기타 재료는 코일파도, 가스렌즈파도, 공심금속파도관 등

1966년 7월 영국계, 중국계 학자인 고쿤 박사(K.C.Kao)는 피에지에 발표한 논문 광주파수의 매질섬유 표면파도를 통해 광섬유를 전송 매체로 하여 광통신을 실현할 가능성을 이론적으로 입증하고, 통신용 초저소비 광섬유 제조 가능성을 예언하였다.

1970년 미국 코닝사의 연구자 3명 중 한 명인 메릴, 캐플론, 케익이 개량형 화학상쇄법(MCVD법)으로 전송 손실이 20dB/km에 불과한 저손실 석영광섬유를 만드는 데 성공했다.

1970년 미국 벨 실험실에서는 세계 최초로 실온에서 연속파 작업을 하는 비화갈륨 알루미늄 반도체 레이저를 연구 제작하였다

1972년 전송 손실은 4dB/km로 감소하였다

1974년 미국 벨연구소가 저손실 광섬유 제작법인 CVD법(화학기상증착법)을 고안해 광섬유 전송 손실을 1.1dB/km로 줄였다.

1976년 미국은 아틀란타 벨 실험실 지하 파이프라인에 세계 최초의 광섬유 통신시스템 시험선을 개통했다.144개의 광섬유를 가진 광케이블이 44.736Mbps의 속도로 신호를 전송하며 중계거리는 10km이다.광섬유는 여러 모델, 광원은 발광관 LED, 파장은 0.85m의 적외광을 사용한다.

1976 전송 손실 0.5dB/km로 감소

1977년 벨연구소와 일본 전신전화 회사는 거의 동시에 수명이 100만 시간(실용중 10년 정도)에 달하는 반도체 레이저를 개발했다

1977년 세계 최초의 광섬유 통신시스템이 미국 시카고에서 상용화되었으며, 속도 45Mb/s

1977년 전화 광섬유망을 최초로 실제 설치

1978 FORT, 프랑스에서 최초로 생산되는 광섬유 전기를 설치하였다

1979년 자오쯔썬라, 우리 나라가 자체 개발한 최초의 실용 광섬유를 제조하여, "중국 광섬유의 아버지"라고 일컬어진다.

1979. 전송 손실은 0.2dB/km로 감소

1980여 모델의 광섬유 통신시스템 상용화(140Mb/s) 및 단일 모델 광섬유 통신시스템의 현장 시험작업 착수

1990년 단일 모델 광섬유 통신시스템 상용화(565Mb/s)에 착수, 제로트랜스위치 광섬유와 파분복용 및 상간통신의 현장시험에 착수, 디지털동기체계(SDH)의 기술표준 마련이 잇따랐다.

1990 전송 손실은 0.14dB/km로 감소하였으며, 이미 석영광섬유의 이론적 감쇠 한계치인 0.1dB/km에 근접하였다.

1990년 지역 네트워크 및 기타 단거리 전송 애플리케이션의 광섬유

1992년 벨 실험실에서는 일본 파트너와 함께 9,000킬로미터를 오류 없이 전송할 수 있는 광증폭기를 시험하는데 성공했는데, 그 최초 속도 5Gbps에서 10Gbps로 증가하였다.

1993 SDH 제품 상용화 시작(622Mb/s 이하)

1995 2.5Gb/s SDH 제품 상용화 단계

1996 10Gb/s SDH 제품 상용화 단계

1997년 파분복용기술(WDM)을 적용한 20Gb/s와 40Gb/s의 SDH 제품 시험에 중대한 돌파구를 마련하였다

2000 옥변까지 광섬유 =>책상까지 광섬유

2005 3.2Tbps 초대형 용량 광섬유 통신시스템 상하이서 항저우까지 개통

2005 FTTH (Fiber To The Home) 광섬유가정 직행

2021 분포식 광섬유 센서 기술 응용전시회가 북경에서 개최됐어.광섬유는 신호를 전송하는 혈관뿐 아니라 오늘날에도 신호를 모니터링하는 신경이 되고 있다.