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1. 개요
자유공간 광전송(Free Space Optical Communication)은 광매체를 사용한 자유공간에서의 광통신 또는 네트워크 설립 과정을 수행하는 무선 광통신 기술을 말한다. 이때 자유공간은 공기, 진공, 우주 등 대기 환경을 뜻한다. 무선 상의 통신을 수행한다는 의미에서 광섬유를 필두로 한 유선 광통신과는 궤를 달리한다.2. 역사
고대 그리스인들은 당시 역사가였던 폴리비우스가 개발한 폴리비우스 암호 체계를 사용해 부호화된 알파벳 시스템을 이용했다. 근대에는 세마포어와 헬리오그래프라 불리는 무선 전신 텔레그래프 등이 개발되었으며 부호화된 신호를 사용하여 수신자와 통신했다.이후 1880년에는 알렉산더 그레이엄 벨이 벨 사 (현재의 AT&T) 볼타 연구소에서 포토폰을 만들었는데, 광선을 사용한 음성 전송을 가능케 했다.[1] 이후에는 군용 전신으로서 사용했는데, 1904년 헤레로족과 나마족 학살 당시 독일 제국군이 헬리오그래프를 사용했다는 기록이 있고 1차 세계대전 당시 Blinkgerät이라는 광 모스 송신기를 사용했다고 한다.[2]
2차 세계대전에도 대서양 방벽과 방공부대 사이에서는 자이스 사가 개발한 Lichtsprechgerät 80/80가 쓰였고, 1960년에도 쓰일 예정이었으나 당시 레이저와 광섬유가 더 상업성이 있다고 여겨져 사장되었다. 이후 TV 리모컨에 적외선을 사용한 리모컨의 역할로서 계승하게 된다.
3. 사용
점대점 자유공간 광전송 링크들은 적외선 광을 사용하여 낮은 데이터 효율을 가지는 통신 링크들을 수립할 수 있었고, 이때 LED가 사용되었다. 이렇게 만들어진 자유공간 광전송 기술들은 리모컨 뿐만 아니라 우주 내에서 사용되는 통신 링크의 역할도 수행하고 있다.3.1. 우주 광전송
우주에서의 레이저 통신은 위성 간, 지상 대 위성, 위성 대 지상 등에서 발생한다. 전파보다 레이저 통신을 사용하는 주요 이점은 대역폭이 증가하여 더 적은 시간에 더 많은 데이터를 전송할 수 있다는 것이다.4. 문제점
4.1. 최적 거리 문제
FSO 단위의 신뢰성은 상업 여부와 관련해서 논란거리가 되기 쉬운데, 민간 연구에서는 400미터에서 500미터까지의 범위에서 많은 패킷 손실과 신호 오류를 발견한다고 했다. 하지만, 군사 기반 연구에서는 통신 최대 범위를 약 2km ~ 3km까지 증대시킬 수 있다고 밝혔는데, 안정성이 대기 환경에 크게 의존하기 때문에 신뢰성이 변동된다고 했다.한편, TMEX USA는 1998년부터 2002년까지 텍사스의 라레도(Laredo)와 멕시코의 누에보 라레도(Nuevo Laredo) 사이에 13km를 두고 통신 링크를 운영했다. 이 링크는 155 Mbit/s에서 작동하며 안정적으로 전화 통화와 인터넷 서비스를 제공했다고 한다.
4.2. 기후 문제
자유공간 광전송이 비상업적 기술로 제한되어 있는 주된 이유는 안개였는데, 안개가 통신 경로상에서 존재했을 때 레이저 통신 환경의 BER이 100,000분의 1을 미달성했고 500미터 (1,600피트) 이상을 유지할 수 없었다고 한다. DARPA는 ORCA 및 ORCLE 프로그램을 통해 이러한 주요 단점을 극복하고 더 나은 서비스 품질을 갖춘 시스템을 개발하기 위해 1억 3천만 달러 이상을 후원하고 있다.5. 관련 문서
[1] 1880년 6월 3일 두 건물 간에 213미터 거리를 두고 최초의 무선전화 통신을 진행했다.[2] 주간에 최대 4km (2.5마일), 야간에 최대 8km (5마일)의 거리에 사용