Year 2000 Year 2000 Data Traffic 200Tb/Day) go beyond Voice Traffic Year 2002 Year 2002 Data Traffic(800Tb/Day) become 6.5 times greater than Voice Traffic.

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1 Year 2000 Year 2000 Data Traffic 200Tb/Day) go beyond Voice Traffic Year 2002 Year 2002 Data Traffic(800Tb/Day) become 6.5 times greater than Voice Traffic  Current trends of communication service change : communication service change : Voice DataMulti-Media Voice  Data  Multi-Media (Image+Voice+Data+etc.) Internet User & Traffic Growth 18) (Worldwide)

2 Internet User & Traffic Growth 18) (Korea) Year 2000 Year 2000 Data Traffic (250 Gbps) over takes Voice Traffic (210 Gbps) Year 2002 Year 2002 Data Traffic (4Tbps) becomes 17 times greater than Voice Traffic  Exponential Internet Traffic Growth  requires urgent network capacity expansion

3 10 0 10 1 10 10 8 10 7 10 6 10 5 10 3 10 4 10 2 Bits/Second 10 11 10 9 10 12 Kilo Mega Giga Tera Telemetry Low Bit Rate Data Low Bit Rate Voice Standard Voice (Telephone Network) High Bit Rate Data Compact Visiophone, Color Image, Grey Scale Image, Graphics, Compact Disc, etc. Broadcast Video Human Vision (?) Virtual Reality, Moving 3D image, etc. High Definition Video Extended Quality Video Information Services : Bit Rate Requirements

4 Bandwidth Demand Growth per User 18) (Korea) Year 1998 Year 1998 Average Bandwidth Demand : 33 kbps Year 2002 Year 2002 Perspective Average Bandwidth Demand : 2 Mbps Year 2010 Year 2010 Perspective Average Bandwidth Demand : 100 Mbps 1998200020022004200620082010 10K 100K 1M 10M 100M 2M 20M 33.6K

5 Technical Requirement of Next Generation Internet 18) More Broader Capacity & Faster Communication Speed Optical Internet, DWDM OXC, Switch)  1000 Times Faster Network Technology: Optical Internet, DWDM OXC, Switch)  Easy Interfacing electrical, wireless & optical Network  High Speed Internet User Access : Uniform Latency Time < 3 sec Seamless Internet Internetworking  Hierarchical Internet Exchange Architecture  Interworking between Heterogeneous Networks  Seamless Traffic Engineering & Resource Management Solution

6 광 인터넷 및 광통신 기술의 발전 21 세기 정보통신 환경은 대용량 광 정보시대로 변화 - 1980 ∼ 1990 년대에는 광전송 시스템 기술의 발전 시대 - 21 세기는 대용량 광네트워크 시대로 광 회선분배, 광교환 등의 대용량 광정보처리 기술의 보편화 시대 도래 - 첨단 광통신소자 원천 기술의 조기 확보가 곧 국제경쟁력임. 고속 기간 통신망은 앞으로의 국가경쟁력과 지식 기반 사회 의 중추적인 인프라임. - 초고속 광 정보통신 소자는 고속 기간 통신망 구성과 관련 산업 활성화에 중요한 역할을 차지함.

7 Optical Communications Laser Diode Photo Diode Light Signal Fiber Optics

8 Technical Challenge in Lightwave Communications Transmission Windows of Silica Fibers : ~ 50 THz Frequency of Light : 100 ~ 1,000 THz (~200 THz @ 1.5 um) Challenge to achieve the Maximum Optical Transmission Capacity up to the Physical Limit of Light and Silica Fibers !

9 1.2~1.7  m Lightwave - High Frequency Electromagnetic Waves

10 Technical Challenge for the Maximum Use of Fiber’s Transmission Characteristics Maximum Utilization Maximum Utilization of 3rd Transmission Windows of 3rd Transmission Windows (1.45 ~ 1.65 um) Maximum Utilization Maximum Utilization of 2nd Transmission Windows of 2nd Transmission Windows (1.25 ~ 1.35 um) Appearance of OH Free Fibers Appearance of OH Free Fibers (1.25 ~ 1.65 um) PDFA Dy-DFA FBA/FRA Nonlinear Fiber Amplifier

11 일반적인 광통신 시스템 개념도 2)

12 통신 다중화 (multiplexing) 방식 2) TDM(Time Division Multiplexing: 時分割多重化 ) 시스템 개략도

13 * Optical Short Pulse or High-Speed Modulation * High-Speed Optical Switch/Demuxer, * Chromatic Dispersion Compensation * Polarization-mode Dispersion Compensation, * Nonlinear Optic Effects, * Wavelength Tunable Light Source and Filter, * Equalized Optical Amp * Frequency stabilization and wavelength standardization, * Wavelength Conversion,etc. Needs transform-limited signal sources for max. TDM and WDM Optical TDM Optical WDM/FDM Technical Issues High-Capacity Optical Transmission Schemes

14 Network Evolution

15 광통신 소자 및 소재 수동형 광소자 : 광커플러, 광신호 분배기, 파장다중소자, 광필터, 광섬유, etc. 능동형 광 소자 : 광 송신기, 광 수신기, 광변조기, 광증폭기, 광 스위치, 가변 광필터, 파장변환기 광소재 : 광소재 : 반도체, 폴리머, 광섬유, 강유전체 etc.

16 광전송 시스템 TDM 10 Gbps ETDM 2000 년 2005 년 광통신 소자 SOA GC-SOA, Converter, Optical Switch Array, Selector 광자 집적 소자 (Photonic IC) 광통신 네트워크 라우터 / 교환 OADM Fixed OXC 2002 년 2010 년 40 Gbps ETDM 80 Gbps ETDM(?), OTDM >160 Gbps OTDM C,L 밴드 32 ch. S,C,L 밴드 64 ch. S +,S,C,L,L + 밴드 >128 ch. 1.3~1.6  m >256 ch. WDM DWDM-OADM Variable OXC Optical Switching TDM 10 Gbps LD, PD 40 Gbps PD, Mod. ML-LD, 3R, Active DCF All-optical switches, Variable Opt. delay DFB LD, EDFA, Fiber coupler 10 Gbps APD GS-EDFA AWG TDFA, PDFA DWDM-AWG Wide band OA WDM Opt. Router 신개념 광소자 Quantum structure, Meso-scopic material, Sub-band internal transition, Interference devices, etc. Optical Communication System and Device Roadmap

17 고성능화 고성능화 : 고속화 (2.5G->10G->40G->100G) 광대역화 (30nm->70nm->100nm ->200nm) 고집적화 고집적화 : 하이브리드 집적화, 단일 집적화 다기능화 다기능화 : 신 기능 소자, 복합 기능화 저가격화 저가격화 : 제작 공정 안정화, 양산화 향후 광통신 소자 개발 방향의 특징

18 정보통신부 - 초고속 정보통신 기반구축 1 단계 ( ‘ 95- ’ 97) 사업종료 - 사이버 코리아 21 계획 ( ‘ 98- ’ 2002) 추진 중 - 선도기반기술사업 ( 핵심부품 개발계획 ): 광섬유 및 반도체 광소자 개발 중과학기술부 - 광산업 기반조성 차원의 수동 광통신 부품 개발 수행 - 21 세기 프론티어 연구개발사업 ( 나노 기능소자 개발 ): Optical interconnection( 광 배선 ) 지원산업자원부 - 산업기반기술개발사업 : 광산업 기반조성 차원의 수동 광통신 부품개발 수행 - 광주 광산업 육성계획 지원 국내 광통신 부품 연구 개발 동향 - I

19 국내 광통신 부품 연구 개발 동향 - II 한국전자통신연구원 (ETRI) - 선도기반기술사업 수행 - 광통신 부품 연구개발을 위한 기반을 구축 - 현재 50 명 이상의 연구인력으로 광통신 부품 기술 개발 수행 - 반도체 및 광섬유 광소자 연구 수행 ( 고속 변조기, WDM 광원, 광스위치, 광 필터, 폴리머 광소자, 고속 수광소자, 광대역 광섬유 증폭기 등 ) 한국과학기술연구원 (KIST) - 광기술연구센터 : 광반도체 도파로, 고효율 위상 변조기, 광기능 집적소자 기반 연구, MSM 수광소자 등에 대한 기초 연구 수행. 전자부품연구소 (KETI) - 수동 광부품 연구를 주로 수행 ( 정통부, 산자부 지원 ) - 에피기술, 광 isolator, 광섬유 필터, 수동 광부품 패키징 기술, 가변 광감쇄기, 광 집적회로 설계기술 등 연구 개발

20 국내 광통신 부품 연구 개발 동향 - III 대학 ( 광주과기원, 포항공대, 서울대 등 ) - 반도체 및 광섬유 광소자, 광증폭기등의 기초 연구 수행 삼성전자 ( 광전자사업팀 ) - 광소자 개발에 7-8 년의 투자를 함. - 최근 GaN LED 개발 및 LD 의 상온 연속발진 - 2.5 Gbps LD 및 APD,SOA, 집적형 155 Mbps 광모듈, 2.5 Gbps MI-DFB LD 등의 광소자 개발 및 상용화 출시 준비 중

21 국내 광통신 부품 연구 개발 동향 - IV Neoptek ( 구 LG 전선 ) - 광소자 개발에 7-8 년의 투자를 함. - 155Mbps 광 송수신 모듈 사업화 나리지 - 온 등 - LED 양산 및 GaN LED 등의 시제품 개발 및 상용화 준비 중 기타 신규 벤처기업 기타 신규 벤처기업 (PPI, 빛과 전자, 해빛정보, Zen Photonics,XL phptonics, Opto*on 등 ) 의 대두 - 첨단 광통신 부품 산업의 활성화 초기 단계.

22 국외 광통신 부품 연구 개발 동향 전세계 광통신 소자의 생산 과 소비 주도 환경 전략 정부 주도의 장기 계획 수립을 통한 지속적인 연구 진행 기술선점 및 시장주도 전략 광통신 네트워크의 선행적인 시험 컨소시움 ( 전광통신망 구조 연구등 ) 표준화 단체 발족 (1998 년 ) 80 년대부터 광산업 집중 육성 광산업 전반에 투자 NTT 패밀리의 기술 분업 -NTT: 통신망 및 기초 기술 - 제조업체 : 소자 및 부품 개발 우정성 : 광통신망 기술 개발에 5 년간 5,500 억원 투입 계획 미국과 일본에 비해 재원 규모의 상대적 열세 범 유럽 통신망 중심의 국제공동연구개발 (ACTS) 미 국일 본유 럽 - 광통신망 및 관련소자개발을 위한 국가 주도형 장기 프로젝트 수행 - 산. 학. 연 컨소시엄 및 국가간 공동연구 수행.

23 국외 연구조합 및 연구동향 2)

24 광 통신 시스템 용도별 미국 시장 년도 US Million $ ( 참고자료 : Communications Industry Researchers, Inc., Market Forecast, 1998)

25 $ Billion Network Components - Global Consumption (ElectroniCast ’97)

26 $ Billion 자료 : ElectroniCast ‘ 97 광통신 부품의 지역별 전망

27 광통신 부품 산업의 활성화 및 경쟁 심화  고유기술 및 고유특허의 보유로 경쟁력 확보의 필요성이 증대되고 있음. 광통신 부품 중 능동 광소자 (LD, PD 등 ) 의 시장 규모 비중이 매우 높고 부가 가치가 커져감. ( 일부 수동 광통신 소자에 대해서는 미국 업체의 중국 공장 설 치로 가격 경쟁이 심화될 전망임.) 기존 특허 공개 기술 산업에 대해서는 사양의 고급화 및 저가격 양산 기술에 의한 경쟁력 확보가 중요. Metro WDM 및 Access 망용 광통신 부품의 비중이 커져가고 있으며, 대중화 및 범용화를 위한 저가격화 기술이 필요. 맺 음 말맺 음 말맺 음 말맺 음 말