무선 레이저 통신 시스템은 레이저 빔을 사용하여 자유 공간에서 데이터를 전송하는 첨단 기술입니다. 이 시스템은 디지털 정보를 레이저 빔에 인코딩하여 고속, 고대역폭 지점 간 통신을 달성합니다.
기존의 RF 통신에 비해 무선 레이저 통신은 데이터 전송 속도가 빠르고 간섭 방지 기능이 강하며 보안이 우수합니다.
산업 체인 분석
업스트림: 무선 레이저 통신 시스템의 업스트림에는 주로 레이저, 광 검출기, 광학 부품 및 정밀 기계 부품 제조업체가 포함됩니다. 이러한 주요 구성 요소의 품질과 성능은 시스템의 전반적인 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 미국의 IPG 포토닉스와 독일의 TRUMPF는 산업용 레이저의 선두 공급업체로 무선 레이저 통신 시스템에 고품질 레이저 광원을 제공합니다.
미드스트림: 미드스트림 부문은 주로 시스템 통합 및 장비 제조를 포함합니다. 기업들은 송신기, 수신기, 관련 제어 및 처리 장치를 포함한 다양한 업스트림 구성 요소를 완전한 통신 시스템에 통합합니다. 이 과정에는 정교한 광학 정렬 기술과 고급 신호 처리 알고리즘이 필요합니다.
다운스트림: 항공우주, 방위, 통신, 금융 및 기타 산업을 포함한 다양한 다운스트림 애플리케이션이 있습니다. 예를 들어 위성 통신에서 무선 레이저 통신 시스템은 위성 간 고속 데이터 전송을 달성할 수 있으며, 지상 통신 네트워크에서는 고대역폭 도시 간 통신 링크를 구축하는 데 사용할 수 있습니다.
북미, 특히 미국은 무선 레이저 통신 기술의 연구 개발 및 응용 분야에서 선도적인 위치에 있습니다. 미국 방위고등연구계획국(DARPA)의 여러 프로젝트에서 이 기술을 군사 부문에 적용하는 것을 추진했습니다.
독일로 대표되는 유럽 시장은 우주 레이저 통신 기술에 많은 투자를 해왔습니다. 유럽우주국(ESA)의 EDRS 시스템은 세계 최초로 운영 중인 레이저 통신 네트워크로, 지구 관측 위성을 위한 고속 데이터 중계 서비스를 제공합니다.
아시아 태평양 지역, 특히 중국과 일본이 빠르게 따라잡고 있습니다. 중국은 2021년에 양자 과학 실험 위성인 ‘모지’와 지상국 간의 고속 레이저 통신을 성공적으로 실현했습니다.
응용 분야별로 살펴보면
항공우주: 위성 간 통신 및 위성 대 지상 통신을 통해 데이터 전송 효율을 개선합니다.
통신: 광섬유 네트워크를 보완하기 위한 고대역폭 도시 간 통신 링크 구축.
국방: 전장 통신 및 정보 전송을 위한 안전한 고속 솔루션을 제공합니다.
금융: 고빈도 거래와 같이 지연 시간에 민감한 애플리케이션에 적합합니다.
독일 항공우주센터(DLR)의 레이저 통신 전문가인 마르쿠스 크나펙 박사는 “무선 레이저 통신 기술은 우리의 통신 방식을 혁신적으로 바꾸고 있다”고 말합니다. 우주 분야에서는 이 기술을 통해 미래의 심우주 탐사 및 지구 관측 임무를 지원하는 글로벌 고속 데이터 고속도로를 구축할 수 있을 것입니다.”
NASA의 통신 시스템 엔지니어인 사라 존슨은 “무선 레이저 통신은 더 빠른 데이터 속도를 제공할 뿐만 아니라 통신 장비의 크기와 무게, 전력 소비를 크게 줄여줍니다. 이는 제한된 페이로드에서 통신 기능을 극대화해야 하는 미래의 심우주 탐사 임무에 매우 중요합니다.”라고 말했습니다.